Атомдардың_құрылысы_мен_элементтер_системасы
Кейінгі жұп (IV, VI, VIII, X) қатарлардың бір өзгешелігі— олардың тек ең ақырғы валенттік қабығы ғана өзгеріп қоймайды, сонымен қатар оның алдындағы қабықтары да өзгереді. Бұлардың бәрінде де ең ақырғы (сыртқы) валенттік қабықтар көп өзгере қоймайды, онда ылғи 1 немесе 2 электрон болады. Оның есесіне ең ақырғының алдындағы қабықтың электрон саны өзгереді. Ол өзгерістер суретте көрсетілген. Мысалы, IVM клеткаларында элементтердің тиісті кабықтарындағы электрондар сандары көрсетілген. IVM клетканың ең.алдында 8 екі рет келтірілген, демек, нөмірі 19 (калий) мен 20 (кальций) екеуінің де М қабығында электрогі саны 8-ден болады. Бірақ олардың айырмасы келесі валенттік N қабығында, яғни алдыңғы үстіңгі қатарда 1 (калий 1 валентті), онан кейін сол катарда 2 (кальций 2 валентті) цифрларымен көрсетілген. Дәл осыған ұқсас жағдай 24 (хром) және 25 (марганец) элементтерінде бар: бұл екеуінің де М қабығындағы электрон сандары бірдей, яғни 13-тен, бірақ хромның валент-тік қабатында 1 электрон, марганецтікінде 2 электрон болады. Бұл қатардағы басқа қалған элементтердің валенттік электрондары 2, бірақ М қабағындағы электрондары әр түрлі: 9, 10, 11, 14, 15, 16. VI қатардың N және О қабықтарында да жоғарыда айтылғанға ұқсас жағдайды көреміз. Ал VIII қатардың 0 және Р қабықтары, X қатардың Р және Q қабықтары соған ұқсас. Сонымен, М қабығынан бастап, валенттік қабық алдындағы қабықтағы тұрақты электрон санының шегі 18 екенін көреміз. Кейінгі үш қатардағы элементтердің қабықтарында және ең ақырғы қатардың 0 қабығында электрондардың тұрақты саны 32 болады. Сонымен, электрон қабықтарындағы тұрақты электрон сандары 2,8,18,32. Соның ішінде 2 мен 8 екеуі валенттік қабықта да болады, 18 бен 32 тек ішкі қабықтарда ғана болады. Осы айтылғандардан басқа кейінгі екі жұп қатардың екі топ элементінде тағы бір өзгешелігі бар. Олардын, кейінгі екі қабығы ғана емес, үшінші қабықтары да өзгермелі. Атомдарының терең (үшінші) қабықтары өзгермелі болғандықтан бұл топтардағы көп элементтер радиоактивті элементтер болып табылады. Бұл екі топтың бастапқысы лантанидтер (58-71 нөмірлі элементгер), екіншісі актинидтер (90—103 немірлі элементтер). Осы екеуі де элементтердің периодтық системасында жеке көрсетілетіні мәлім. Актинидтер — радиоактивтік элементтер. Олардың ішіндегі белгілілері — торий, радий, уран сияқты элементтер, ал қалған басым көпшілігі жасанды элементтер. Лантанидтер мен актинидтердің үшінші қабықтарындағы электрон саны жалпы алғанда 20-дан 32-ге дейін өзгереді. Тек олардың араларындағы 25 пел 32 нөмірлер екі реттен қайталанады (бұл IVM клеткадағы 13-тің екі рет қайталағаны сияқты), 26 нөмірлі электрон екеуінде де жоқ, оның үстіне актинидте 22 немір де жоқ. VIII қатардағы лантанидке дейінгі элементтердің (№ 55, 56,57) қабығында және Х қатардағы актинидке дейінгі элемент- тердің (№87,88,90) О қабығында электрон саны 18, яғни бұл тұрақты сан. Сол VIII қатардағы айтылған лантанидтерден кейінгі элементтердің (№ 72—78) сол қабықтарындағы электрон сандары 32, яғни бұл да тұрақты сан. Сонымен, барлық элементтердід атомдық құрылысын шолып өтуді аяқтадық. Енді осыған байланысты элементтердің валенттігін және катион мен анионға бөлінуін қарастырайық. Атомдардың электрон қабықтарыныд ед сыртқысы ғана валенттік болатынын білеміз. Ал ең сыртқы валенттік қабықтың тұрақты электрон санының шегі 2 және 8 болатыны да айтылды. Атомдардың ионға айналуы, яғни иондануы (зарядталуы) дегеніміз — сол сыртқы қабығындағы электрон санын өзгертуіне байланысты. Алайда сыртқы қабықтағы электрон саны өзгергенде әрдайым тұрақты сан шегіне (2 немесе 8-ге) жетуге тырысады. Әрбір атомның ішкі протондық оң заряды мен сыртқы электрондық теріс зарядының саны бірдей болады. Сондықтан атом теңгерілген, яғни зарядсыз зат. Оның сыртындағы электрон саны өзгергенде зарядтың теңдігі де өзгереді, демек, атом ионға айналады. Оң зарядты ион — катион, теріс зарядты ион — анион деп аталады. Сыртқы қабыққа электрон қосылса, ол анион болады, өйткені электрон теріс зарядты белшек. Сыртқы қабықтан бір электрон кетсе, ол атом оң зарядты катионға айналады, өйткені тең зарядты атомның теріс заряды (электроны) кетіп азайған соң, оның оң заряды көп болып шығады. Катионға айналатын атомдар металдар, анионға айналатындары металлоидтар деп аталады. Атомнан электронның кетуі (яғни атомның электрон беруі) немесе оған электронның қосылуы (яғни атомның электрон алуы) олардыд қайсысының одайлығына қарай орындалады. Электронды беру мен алудың одайлығы валенттік қабықтағы электрон санына байланысты, яғни сол санды тұрақты санға (2 немесе 8-ге) жеткізу үшін неше электрон керек болса, атом сонша электрон алады немесе береді. Тұрақты санға жеткізу үшін қажетті электрон саны атомның өзіндегі электроннан аз болса, оны алу оңай (анион), ал атомның өзіндегі қажетті электрон санынан артық электрон болса, оны беру оңай (катион) болады. Демек, алуға да, беруге де жүретін валенттік электрон саны тұрақты санның жартысынан аз болу керек. Егер атомның өзіндегі валенттік электрон саны мен тұрақты санға жеткізуге қажетті қосымша электрон саны бірдей болса, онда алу мен берудің одайлығы (мүмкіндігі) бірдей болады, яғни анион да, катион да бола береді; басқаша айтқанда бұлар металлоид та, металл да бола береді. Біздід жоғарыдағы келтірген схемамыз — атомдардың жалпы құрылысын көрсететін горизонталь бағыттағы қатарлар. Енді элементтердің периодтық системасының тік бағыттағы қатарларын қарастырайық. Элементтердің тік бағыттағы қатарларын топтар (группалар) деп атайды. Барлық элементтер жеті негізгі топқа бөлінеді (I—VII), ал қосымша VIII және О топтарды қосқанда барлығы тоғыз болады.