Bu dərs bir məktəb günüdür: səhər kimya dərsində Li, Na və K suda müxtəlif şiddətlə reaksiyaya girir, tənəffüsdə dəhlizdəki dövri sistem plakatında “tap-mərc” oynanılır, dərsdən sonra babanın bağında gübrə kisəsindəki “P₂O₅ — 46 %” yazısı oxunur. Dövri qanunu atomun quruluşu ilə izah edəcək, radiusun, ionlaşma enerjisinin, elektromənfiliyin və oksidlərin xassələrinin necə dəyişdiyini görəcək və DİM tapşırıqlarını həll edəcəyik.
≈ 50 dəqiqə5 fəsil3 DİM tapşırığı8–11-ci sinif materialıSəhər ilk dərs kimyadır. Müəllim nümayiş masasına fenolftalein damızdırılmış su ilə dolu üç kristallizator qoyur və hər birinə noxud boyda metal atır: litium, natrium, kalium. Litium suyun üzündə sakitcə qaz ayırır. Natrium əriyib gümüşü kürəciyə çevrilir və fısıldayaraq suyun üzündə qaçır. Kalium isə dərhal bənövşəyi alovla alışır. Hər üç qabda su moruğu rəngə boyanır — qələvi əmələ gəlib.
Müəllim lövhəyə ümumi tənliyi yazır: 2M + 2H₂O → 2MOH + H₂↑. «Üçü də dövri sistemdə eyni sütundadır və eyni cür reaksiyaya girir. Amma sürət çox fərqlidir. Niyə aşağıdakı metal daha fəaldır? Kaliumdan aşağıda rubidium var — onu suya atsaq, nə olar?»
Li sakit, Na qaçır, K bənövşəyi alovla yanır; fenolftalein suyu moruğu rəngə boyayır.Əvvəlcə təxmin etSənin fikrincə, rubidium (Rb, I A qrupda kaliumdan aşağıda) su ilə necə reaksiyaya girər? Cavabı 3-cü fəsildə ədədlərlə əsaslandıracağıq.
Elementlərin xassələrinin müəyyən qanunauyğunluqla təkrarlanması kimyanın ən böyük kəşflərindən biridir — dövri qanun. Bu dərsdə onun mənasını atomun quruluşu ilə izah edəcək, dövri sistemdə elementin yerinə görə onun elektron formulunu, radiusunu, elektromənfiliyini və oksidlərinin xassələrini proqnozlaşdırmağı öyrənəcəyik.
Fəsil 11869-cu ildə D. İ. Mendeleyev o vaxt məlum olan 63 elementi atom kütlələrinin artması sırası ilə düzdü və gördü ki, xassələr müəyyən aralıqla təkrarlanır: Li — Na — K, F — Cl — Br … O, boş xanalar saxlayaraq hələ kəşf olunmamış elementlərin xassələrini qabaqcadan söylədi. Məsələn, “eka-silisium” üçün nisbi atom kütləsi ≈ 72 və sıxlıq ≈ 5,5 q/sm³ proqnozlaşdırıldı; 1886-cı ildə kəşf olunan germaniumda bu qiymətlər 72,6 və 5,35 q/sm³ oldu.
Sonradan (1913) məlum oldu ki, elementin əsas xarakteristikası atom kütləsi yox, nüvənin yüküdür (sıra nömrəsi). Bu, Mendeleyevin bəzi “sıranın pozulmasını” da izah etdi: Ar (39,9) K-dan (39,1), Te (127,6) I-dan (126,9) əvvəl gəlir, çünki onların nüvə yükü kiçikdir.
Dövri qanunDövri qanun (müasir ifadə): kimyəvi elementlərin və onların birləşmələrinin xassələri atom nüvələrinin yükündən dövri asılıdır. Dövriliyin səbəbi: nüvənin yükü artdıqca xarici elektron təbəqəsinin quruluşu dövri təkrarlanır (ns¹ … ns²np⁶).
Animasiya · ionlaşma enerjisinin dövriliyiİonlaşma enerjisi — atomdan bir elektronu qoparmaq üçün lazım olan enerjidir. Hər dövrdə o, qələvi metaldan nəcib qaza qədər artır, yeni dövrə keçəndə kəskin düşür — “mişar dişləri” dövri qanunun qrafik ifadəsidir.Dövrlər və qruplarDövr — elektron təbəqələrinin sayı eyni olan, qələvi metalla (1-ci dövrdə hidrogenlə) başlayıb nəcib qazla bitən elementlər sırasıdır; dövrün nömrəsi = təbəqələrin sayı. 1–3-cü dövrlər kiçik (2, 8, 8 element), 4-cü dövrdən başlayaraq böyük dövrlərdir (18, 18, 32 …). Qrup — oxşar xassəli elementlərin şaquli sütunudur, səkkiz qrup var; hər qrup əsas (A) və əlavə (B) yarımqruplara bölünür. Əsas yarımqrup elementləri üçün qrup nömrəsi = xarici təbəqədəki elektronların sayı = adətən ən yüksək oksidləşmə dərəcəsi.
Nümunə 1Kükürd (Z = 16) dövri sistemdə harada yerləşir? Mövqeyini elektron formulu ilə əsaslandırın.
s- və p-elementlər əsas yarımqruplarda, d-elementlər əlavə yarımqruplardadır.
X³⁺ ionundakı elektronların sayı azot atomunun (₇N) xarici elektron təbəqəsində olan elektronların sayından 2 dəfə çoxdursa, X atomunun dövri sistemdə mövqeyini müəyyən edin.
Variantlarda sütunlar: Dövr | Qrup | Yarımqrup.
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.A) IV | VI | əlavəB) III | VII | əsasC) IV | II | əsasD) III | III | əsasE) III | II | əlavəKation +3 yükü 3 elektron itirməklə alıb.
Əsas yarımqrup elementinin qrup nömrəsi xarici elektronların sayına bərabərdir.
Azot atomunun elektron formulu ₇N .... 1s²/2s² 2p³. Göründüyü kimi, azot atomunun xarici elektron təbəqəsində 5 elektron var. Onda X³⁺ ionunda 10 elektron var. Deməli, neytral X atomunda 13 elektron var. X atomunun elektron formulundan (₁₃X 1s²/2s² 2p⁶/3s² 3p¹ ) aydın olur ki, o dövri sistemdə III dövr, III qrupun əsas yarımqrupunda yerləşir.Mənbə: DİM izahı — 13.07.2025, IV ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
Elementin atomunda elektronlar təbəqələr üzrə 2, 8, 8, 2 paylanıb. Onun sıra nömrəsi neçədir?
2 + 8 + 8 + 2; bu, 4-cü dövrün II A qrupundakı kalsiumdur.
Fəsil 2Tənəffüsdə şagird sinif yoldaşları ilə dəhlizə çıxır. Divarda böyük dövri sistem plakatı asılıb. Uşaqlar “tap-mərc” oynayır: biri dövrü və qrupu deyir, o biri elementi və onun elektron formulunu tapmalıdır.
Sinif yoldaşı deyir: «4-cü dövr, VII A qrup». Şagirdin əli plakatda sağa doğru gedir. Bu hansı elementdir, onun atomunda elektronlar yarımsəviyyələr üzrə necə paylanır və neçə tək elektronu var?
Əl plakatın xanalarını gəzir və 4-cü dövrün VII A qrupunda dayanır.Dövri sistemin quruluşu elektronların yerləşmə ardıcıllığını təkrarlayır. Hər dövr yeni enerji səviyyəsinin s-yarımsəviyyəsinin dolması ilə başlayır və p-yarımsəviyyənin dolması ilə bitir. 4-cü dövrdə 4s ilə 4p arasında 3d dolur — buna görə orada on əlavə element (Sc … Zn) peyda olur.
Animasiya · dövri sistem doldurulurXananın rəngi sonuncu elektronun yerini göstərir: I A, II A qruplar və He — s-elementlər, III A–VIII A — p-elementlər, Sc-dən Zn-ə qədər — d-elementlər. 6-cı və 7-ci dövrlərdə f-elementlər (lantanoidlər, aktinoidlər) də var.s-, p-, d-elementlərSonuncu elektronun daxil olduğu yarımsəviyyəyə görə elementlər s-, p-, d- və f-elementlərə bölünür. s- və p-elementlər əsas (A), d- və f-elementlər əlavə (B) yarımqruplardadır. d-elementlərinin qrup nömrəsi adətən (n−1)d və ns elektronlarının cəminə bərabərdir (Mn: 3d⁵4s² → VII B; Fe, Co, Ni — VIII B, Cu — I B, Zn — II B); hamısı metaldır.
HekayəPlakatın sualı. 4-cü dövr — 4 təbəqə; VII A — xarici təbəqədə 7 elektron, p-element: 4s²4p⁵. Tam formul: ₃₅Br: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵ — bu, bromdur (Z = 2 + 8 + 18 + 7 = 35). 4p⁵-də ↑↓ ↑↓ ↑ — 1 tək elektron; brom xlor kimi halogendir.
İmtahanda belə soruşulurDİM · 01.06.2025Uyğunluğu müəyyən edin.- I. s- elementi II. p- elementi- 1. ₁₉K 2. ₈O 3. ₁₅P 4. ₁₂Mg
Variantlarda sütunlar: I | II.
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.A) 1, 4 | 2, 3B) 1, 3 | 2, 4C) 1, 2 | 3, 4D) 2, 3 | 1, 4E) 2, 4 | 1, 3Bloku sonuncu (ən yüksək enerjili) elektron müəyyən edir, daxili dolu yarımsəviyyələr yox.
Sonuncu elektronun hansı yarımsəviyyəyə daxil olmasından asılı olaraq s-və p-elementlərini müəyyən etmək olar: 1. ₁₉K: 1s²/ 2s²2p⁶ /3s²3p⁶ 4s¹ [s- elementi] 2. ₈O: 1s²/ 2s²2p⁴ [p- elementi] 3. ₁₅P: 1s²/ 2s²2p⁶ /3s²3p³ [p- elementi] 4. ₁₂Mg: 1s²/ 2s²2p⁶ /3s² [s- elementi]Mənbə: DİM izahı — 01.06.2025, I ixtisas qrupu (PDF)İmtahanda belə soruşulurDİM · 13.07.2025
Uyğunluğu müəyyən edin.- Normal halda tək elektronlarının sayı: 1. 5 2. 3 3. 1- Elementlər: a. ₁₃Al b. ₂₅Mn c. ₁₂Mg d. ₇N e. ₂₀Ca
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.Hund qaydası: elektronlar əvvəl orbitallara bir-bir yerləşir.
ns² konfiqurasiyalı elementlərin normal halında tək elektron yoxdur; II valentlik həyəcanlanma ilə yaranır.
₁₃Al 1s²2s² 2p⁶3s² 3p¹ 1 tək elektronu var ₂₅Mn 1s²2s² 2p⁶3s² 3p⁶3d⁵4s² 5 tək elektronu var ₁₂Mg 1s²2s² 2p⁶3s² tək elektronu yoxdur ₇N 1s²2s² 2p³ 3 tək elektronu var ₂₀Ca 1s²2s² 2p⁶3s² 3p⁶4s² tək elektronu yoxdurMənbə: DİM izahı — 13.07.2025, I ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
Ti (Z = 22) atomunun elektron formulu …3d²4s²-dir. Titan hansı qrupdadır? (Qrupun nömrəsini ədədlə yaz.)
d-element: qrup = 3d + 4s elektronları = 2 + 2 (IV B).
Fəsil 3Atomun radiusu iki amildən asılıdır: elektron təbəqələrinin sayından və nüvənin yükündən. Dövrdə soldan sağa təbəqələrin sayı eyni qalır, nüvənin yükü isə artır — xarici elektronlar nüvəyə daha güclü çəkilir və atom “sıxılır”. Qrupda yuxarıdan aşağı hər addımda yeni təbəqə əlavə olunur — radius böyüyür.
Animasiya · radius: dövrdə və qrupda3-cü dövrdə radius Na-dan Cl-a 190 pm-dən 79 pm-ə qədər azalır. I A qrupda Li → Rb radius artır, xarici elektron nüvədən uzaqlaşır və onu qoparmaq asanlaşır.İonlaşma enerjisiİonlaşma enerjisi (I₁) — qaz halında olan atomdan bir elektronu qoparmaq üçün lazım olan enerji: Na − e⁻ → Na⁺. Nə qədər kiçikdirsə, atom elektronu bir o qədər asan verir — metallıq güclüdür. Dövrdə I₁ ümumiyyətlə artır, qrupda azalır. Əks proses — atomun elektron birləşdirməsi zamanı ayrılan enerji elektrona hərislik adlanır; o, halogenlərdə ən böyükdür.
HekayəDərsin sualı. Qələvi metallarda xarici təbəqədə 1 elektron var: Li 2s¹, Na 3s¹, K 4s¹, Rb 5s¹. Aşağıya doğru təbəqələr artır, radius böyüyür (167 → 190 → 243 → 265 pm), ionlaşma enerjisi azalır (520 → 496 → 419 → 403 kC/mol). Elektronu suya “vermək” getdikcə asanlaşır — reaksiya şiddətlənir. Ona görə rubidium suyla kaliumdan da şiddətli, partlayışla reaksiyaya girir. Məktəbdə bunu göstərmirlər — çox təhlükəlidir.
Nümunə 2Na, Mg, K atomlarını radiusun artması sırası ilə düzün.
Təbəqələrin sayı eyni olanda nüvənin yükü həlledicidir.
3-cü dövrdə radiusu ən kiçik olan atomun sıra nömrəsi neçədir? (Nəcib qazı nəzərə alma.)
Dövrdə soldan sağa radius azalır: Na … Cl.
Fəsil 4Elektromənfilik (EM) — atomun birləşmədə ortaq elektron cütlərini özünə çəkmə qabiliyyətidir. Polinq şkalasında flüor ən elektromənfi elementdir (4,0), ondan sonra oksigen (3,5), azot və xlor (3,0) gəlir; ən kiçik EM qələvi metallardadır (Cs 0,7). Dövrdə EM soldan sağa artır, əsas yarımqrupda yuxarıdan aşağı azalır.
Animasiya · elektromənfiliyin dəyişməsi2-ci dövrdə hər addımda EM təxminən 0,5 artır: Li 1,0 … F 4,0. VII A qrupda aşağı doğru azalır: F 4,0, Cl 3,0, Br 2,8, I 2,5.Metallıq və qeyri-metallıqMetallıq — atomun elektron vermə qabiliyyəti, qeyri-metallıq — elektron qəbul etmə qabiliyyəti. Dövrdə soldan sağa metallıq zəifləyir, qeyri-metallıq güclənir; əsas yarımqrupda yuxarıdan aşağı metallıq güclənir. Ona görə ən fəal metallar sol aşağı küncdə (Cs, Fr), ən fəal qeyri-metallar sağ yuxarı küncdədir (F). Metalları qeyri-metallardan B — Si — As — Te — At diaqonalı ayırır.
Nümunə 3N, O, P və S elementlərini elektromənfiliyin azalması sırası ilə düzün.
Diaqonal qonşuları müqayisə edərkən cədvəl qiymətlərinə bax.
Laboratoriyada xassəni seç və sıra ilə elementləri “gəz”: dairənin ölçüsü seçilmiş xassəyə mütənasibdir. Radiusun sol aşağıya, ionlaşma enerjisinin və EM-in sağ yuxarıya doğru artdığını gör.
Laboratoriya · xassələr xəritəsiAnimasiya · xassəni seçelement10Nəcib qazlar üçün EM verilmir: onlar adətən birləşmə əmələ gətirmir.Özün yoxlaElementlərdən hansının metallığı ən güclüdür: Mg, Ca, Al, Si? Sıra nömrəsini yaz.
Metallıq qrupda aşağı güclənir, dövrdə sağa zəifləyir: Ca (Z = 20).
Fəsil 5Dərsdən sonra şagird babasına bağda kömək edir. Baba pomidor ləklərinə ağ dənəvər gübrə səpir. Kisənin üstündə yazılıb: “Superfosfat. P₂O₅ — 46 %”. Şagird təəccüblənir: “Gübrədə doğrudanmı P₂O₅ var?”
Baba gülür: “Elə yazırlar — fosforun miqdarını P₂O₅-ə çeviriblər”. Fosfor 3-cü dövrün V A qrupundadır. Onun ali oksidinin və hidrogenli birləşməsinin formulu nədir, ali oksidi hansı xassəlidir və gübrədə fosforun özü neçə faizdir?
Baba ləklərə gübrə dənələri səpir; kisədə “P₂O₅ — 46 %” yazılıb.Əsas yarımqrup elementinin ən yüksək oksidləşmə dərəcəsi qrup nömrəsinə bərabərdir. Ona görə qrup nömrəsini bilməklə ali oksidin ümumi formulunu yazmaq olar. IV–VII A qrupların qeyri-metalları hidrogenlə uçucu birləşmələr də əmələ gətirir; onlarda elementin oksidləşmə dərəcəsi (qrup nömrəsi − 8)-dir.
| A qrup | I | II | III | IV | V | VI | VII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ali oksid | R₂O | RO | R₂O₃ | RO₂ | R₂O₅ | RO₃ | R₂O₇ |
| uçucu hidrogenli birləşmə | RH₄ | RH₃ | H₂R | HR |
Dövrdə soldan sağa ali oksidlərin və hidroksidlərin xassələri əsasidən amfoterə, sonra turşuya keçir; turşu xassələri güclənir. Əsas yarımqrupda yuxarıdan aşağı əsasi xassələr güclənir (LiOH < NaOH < KOH), hidrogenli birləşmələrin turşu xassələri də artır (HF < HCl < HBr < HI).
HekayəBağın sualı. Fosfor V A qrupdadır: ali oksidi R₂O₅ → P₂O₅ (P⁺⁵), hidrogenli birləşməsi RH₃ → PH₃ (P⁻³). P₂O₅ turşu oksididir: suda H₃PO₄ əmələ gətirir. P₂O₅-də fosforun payı ω(P) = 62/142 ≈ 0,437. Gübrədə 46 % P₂O₅ varsa, fosforun özü: 0,46 · 0,437 ≈ 0,20, yəni təxminən 20 %. Gübrənin içində P₂O₅ molekulu yoxdur — fosfor kalsium-dihidrofosfat kimi birləşmələrdədir; “P₂O₅” yalnız hesablama vahididir.
Nümunə 4Elementin uçucu hidrogenli birləşməsinin formulu RH₃-dür, onda hidrogenin kütlə payı 8,82 %-dir. Elementi müəyyən edin və ali oksidinin formulunu yazın.
Molekulda 3 hidrogen atomu var: 3 · 1 = 3 q/mol hidrogen bütün kütlənin 8,82 %-idir.
Elementin ali oksidi R₂O₇-dir, onda oksigenin kütlə payı 61,2 %-dir. Elementin nisbi atom kütləsini tap (0,5 dəqiqliklə).
M(R₂O₇) = 112 / 0,612 ≈ 183; 2Ar = 183 − 112 = 71 (xlor).
YekunTəbəqələr eyni qalır, nüvənin yükü artır və elektronları daha güclü çəkir: radius azalır.
“Qrup nömrəsi həmişə xarici təbəqədəki elektronların sayıdır.”Bu, yalnız əsas yarımqruplar üçün doğrudur; d-elementlərdə (n−1)d elektronları da sayılır: Mn — 4s², amma VII B.
“Mendeleyev elementləri nüvənin yükünə görə düzüb.”Mendeleyev atom kütləsinə əsaslanıb; nüvənin yükü sonra (1913) kəşf edildi və Ar–K, Te–I “yerdəyişmələrini” izah etdi.
“Al₂O₃ əsasi oksiddir, çünki Al metaldır.”Al₂O₃ və Al(OH)₃ amfoterdir: həm turşularla, həm qələvilərlə reaksiyaya girir.
YekunTapşırıqlar asandan çətinə düzülüb. Əvvəl özün həll et, sonra variantı seç; izah cavabdan sonra açılır.
1 · 1-ci səviyyəDövrün nömrəsi atomun hansı göstəricisinə bərabərdir?
Məs. Na: 2, 8, 1 — üç təbəqə, 3-cü dövr.
2 · 1-ci səviyyəHansı element ən elektromənfidir?
Flüor sağ yuxarı küncdədir: EM = 4,0.
3 · 2-ci səviyyəHansı sırada atom radiusu artır?
Eyni dövrdə sağdan sola radius artır: Cl < S < P.
4 · 2-ci səviyyəElektron formulu …3s²3p⁴ olan element harada yerləşir?
3 təbəqə, xarici təbəqədə 2 + 4 = 6 elektron: kükürd.
5 · DİM səviyyəsi3-cü dövrün hansı elementinin ali oksidi amfoterdir?
Al₂O₃ həm turşularla, həm qələvilərlə reaksiyaya girir.
6 · DİM səviyyəsiElementin uçucu hidrogenli birləşməsi H₂R-dir. Onun ali oksidinin formulu hansıdır?
H₂R: R⁻² → VI A qrup (8 − 2 = 6); ali oksid RO₃ (R⁺⁶), məs. SO₃.
İmtahan tapşırıqları və rəsmi izahlar — DİM:
Hekayə, səhnələr, nümunələr, “Özün yoxla” və “Müstəqil iş” tapşırıqları bizimdir, DİM-ə aid deyil. DİM tapşırıqları və izahları mənbədəki kimi verilib; “…” işarəsi buraxılmış hissəni göstərir.