Как пользоваться таблицей Менделеева: разбор для школьников

Таблица Менделеева висит почти в каждом кабинете химии, но многие смотрят на неё как на шифр: клетки, цифры, буквы — и непонятно, что с этим делать. На самом деле это довольно удобный справочник. По нему можно узнать основные характеристики химического элемента и найти данные для решения задач. Разберёмся, как устроена таблица Менделеева, что означают числа в её ячейках и как пользоваться этими сведениями на практике.

Что такое таблица Менделеева и зачем она нужна

Периодическая таблица Менделеева — это таблица, в которой химические элементы расположены в определённом порядке. Её основа — периодический закон. Согласно современной формулировке, свойства химических элементов и образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов. Проще говоря, если расположить элементы по возрастанию заряда ядра, их свойства будут закономерно повторяться.

Зачем нужна таблица Менделеева?

Это справочник, который позволяет:

• узнать название и символ химического элемента;
• определить число протонов в ядре и электронов в нейтральном атоме;
• найти относительную атомную массу;
• понять, металл это или неметалл;
• определить число электронных уровней;
• установить число валентных электронов у элементов главных подгрупп
• оценить свойства элемента и его соединений.

И самое приятное: на уроках и экзаменах таблицей пользоваться можно, ведь это не шпаргалка, а официальный справочный материал.

Немного истории: как появился периодический закон

В 1860 году в немецком городе Карлсруэ прошла первая международная конференция химиков. Там учёные договорились о единых понятиях «атом», «молекула» и «атомная масса». Тогда же были приняты основные положения:

• все вещества состоят из атомов;
• атомы образуют молекулы;
• атомы одного химического элемента обладают одинаковыми свойствами, но отличаются от других атомов;
• при физических явлениях молекулы сохраняются, а при химических – распадаются.

В 1869 году Дмитрий Иванович Менделеев опубликовал первую версию своей периодической системы. Он изучал свойства известных элементов и искал закономерности, которые помогли бы объединить их в единую систему.

Менделеев записывал сведения об элементах на карточках и сопоставлял их атомные массы и химические свойства. Учёный переставлял карточки, чтобы элементы со сходными свойствами оказывались рядом. В результате ему удалось выявить периодическую закономерность и сформулировать периодический закон.

Сначала закономерность связывали с атомными массами. Позже учёные установили, что элементы следует располагать по возрастанию заряда ядра. Именно этот принцип лежит в основе современной периодической системы.

Из чего состоит таблица Менделеева

Существуют короткая и длинная формы периодической таблицы. В короткой форме выделяют восемь групп, а в длинной используют нумерацию групп от 1 до 18. В зависимости от учебника ты можешь встретить разные варианты оформления. Разберём основные элементы таблицы на примере короткой формы.

• Периоды — это горизонтальные ряды. Всего их семь. Номер периода показывает число электронных уровней в атоме. Например, у атомов элементов третьего периода три занятых электронных уровня.
• Группы — вертикальные столбцы. В короткой форме таблицы выделяют восемь групп. Каждая группа делится на главную (А) и побочную (В) подгруппы. В главных подгруппах находятся металлы, неметаллы и элементы с промежуточными свойствами. К побочным подгруппам в короткой форме относят переходные металлы.

Что означают числа в таблице Менделеева?

В ячейке элемента обычно указаны:

• Порядковый номер — число протонов в ядре. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов.
• Относительная атомная масса — обычно дробное число, которое округляют до целого.
• Название и символ элемента.

Например, в ячейке натрия указаны символ Na, порядковый номер 11 и относительная атомная масса около 22,99. Обычно в школьных задачах её округляют до 23.

Что означает атомная масса в таблице Менделеева?

В таблице обычно приводят относительную атомную массу элемента. Она показывает, во сколько раз средняя масса атомов этого элемента больше 1/12 массы атома углерода-12. Это безразмерная величина.

Её значение может быть дробным, потому что у одного химического элемента могут существовать изотопы с разной массой. В школьных расчётах относительную атомную массу иногда округляют до целого, но важно помнить: округлённое значение не всегда совпадает с массовым числом конкретного атома.

Как по таблице определить строение атома

Как определить число протонов по таблице Менделеева?

Число протонов равно порядковому номеру элемента. Например, у цинка (Zn) порядковый номер 30. Значит, в ядре каждого атома цинка 30 протонов. Заряд его ядра равен +30 элементарным зарядам.

Как узнать число электронов?

В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов. Поэтому у нейтрального атома цинка 30 электронов. У ионов число электронов может отличаться от числа протонов.

Как определить число нейтронов?

Чтобы найти число нейтронов, нужно из массового числа конкретного изотопа вычесть порядковый номер элемента.

Например, у изотопа цинк-64 массовое число равно 64, а порядковый номер цинка — 30. Получается:

64 − 30 = 34 нейтрона.

Важно: нельзя точно определить число нейтронов любого атома только по округлённой относительной атомной массе. У одного элемента могут быть разные изотопы, поэтому число нейтронов у них отличается.

Как определить число энергетических уровней?

Для элементов главных подгрупп число валентных электронов обычно соответствует номеру группы в короткой форме таблицы. Например, хлор (Cl) находится в VIIA-группе. На его внешнем электронном уровне семь электронов.

У этого правила есть исключения и особенности. Например, у гелия на внешнем уровне два электрона, хотя в короткой форме таблицы он относится к VIIIA-группе.

Как определить валентность элемента по таблице?

Для элементов главных подгрупп номер группы часто помогает определить высшую валентность. Например, натрий находится в IA-группе и обычно проявляет валентность I. Хлор относится к VIIA-группе и может проявлять высшую валентность VII в некоторых соединениях.

Однако это правило работает не во всех случаях. Например, кислород обычно проявляет валентность II, а фтор — I. У азота высшая валентность в школьной схеме может достигать V, например в соединении N₂O₅.

Запомни: валентность зависит от того, в каком веществе находится элемент. Не стоит автоматически считать её равной номеру группы во всех соединениях. Также не путай валентность со степенью окисления: это разные химические понятия.

Металлы и неметаллы: как определить по таблице

Большинство неметаллов находится в правой верхней части таблицы, а металлы занимают левую и центральную части. Водород — исключение по расположению: он находится в левом верхнем углу, но относится к неметаллам.

Между металлами и неметаллами проходит условная ступенчатая граница. Вдоль неё расположены элементы с промежуточными свойствами, которые часто называют полуметаллами. Поэтому не всегда можно определить тип элемента, просто проведя прямую линию через несколько клеток.

Запомни общую закономерность: металлические свойства обычно усиливаются сверху вниз по группе и справа налево по периоду. Неметаллические свойства, наоборот, усиливаются снизу вверх по группе и слева направо по периоду.

Как быстро запомнить таблицу Менделеева — советы

Не обязательно начинать с заучивания всех 118 элементов. Сначала изучи те элементы, которые чаще встречаются в формулах и задачах твоего класса. Постепенно расширяй список. Вот несколько способов тренироваться.

• Не зубри символы, а пиши формулы. Когда ты записываешь формулы веществ и химические уравнения, то регулярно встречаешь обозначения элементов и быстрее привыкаешь к ним.
• Используй ассоциации. Например, Na — натрий (поваренная соль), Cl — хлор (хлорка), Fe — железо (феррум).
• Запоминай группы элементов. Щелочные металлы (IA), галогены (VIIA), благородные газы (VIIIA) — эти семейства легко запомнить по их свойствам.
• Тренируйся находить элементы. Выбери любой элемент и найди его в таблице. Затем назови порядковый номер, период, группу и определи, относится ли он к металлам или неметаллам.
• Используй таблицу на практике. Решай задачи, проверяй свои ответы и возвращайся к таблице, когда нужно найти недостающие сведения. Так ты постепенно научишься пользоваться ею увереннее.

Теперь ты знаешь, как находить в таблице порядковый номер, определять период и группу и использовать данные об элементах при решении задач. Чем чаще ты будешь работать с таблицей на практике, тем легче тебе будет ориентироваться в ней на уроках химии.

Частые вопросы

Как пользоваться таблицей Менделеева при решении задач по химии?

Сначала найди нужный элемент по названию или химическому символу. Затем посмотри на его порядковый номер, относительную атомную массу, период и группу. Эти данные помогут определить характеристики атома и выполнить расчёты.

Чем период отличается от группы?

Период — горизонтальный ряд таблицы. Для атома в основном состоянии его номер показывает число занятых электронных уровней. Группа — вертикальный столбец. Для элементов главных подгрупп её номер в короткой форме таблицы обычно помогает определить число валентных электронов.

Что означают числа в клетке таблицы Менделеева?

Порядковый номер (число протонов и электронов), относительная атомная масса (для расчётов), а также символ и название элемента.

Источник изображений: www.magnific.com, архив Онлайн-школы №1