Yra dvi periodinio cheminių elementų dėsnio formuluotės: klasikinė ir modernioji.
Klasikinis, kaip pristato jo atradėjas D.I. Mendelejevas: paprastų kūnų savybės, taip pat elementų junginių formos ir savybės periodiškai priklauso nuo elementų atominio svorio verčių.
Šiuolaikinės: paprastų medžiagų savybės, taip pat elementų junginių savybės ir formos yra periodiškai priklausomos nuo elementų atomų branduolio krūvio (eilės numeris).
Grafinis periodinio dėsnio vaizdas yra periodinė elementų sistema, kuri yra natūrali cheminių elementų klasifikacija, pagrįsta reguliariais elementų savybių pokyčiais dėl jų atomų krūvių. Dažniausi periodinės elementų lentelės vaizdai D.I. Mendelejevas yra trumposios ir ilgosios formos.
Periodinės sistemos grupės ir periodai. Fizinė cheminio elemento serijos numerio reikšmė
grupėse vadinamos vertikaliomis periodinės lentelės eilutėmis. Grupėse elementai jungiami pagal aukščiausią oksidacijos laipsnį oksiduose. Kiekviena grupė susideda iš pagrindinio ir antrinio pogrupių. Pagrindiniai pogrupiai apima mažų laikotarpių elementus ir didelių laikotarpių elementus, identiškus jam savybėmis. Šoniniai pogrupiai susideda tik iš didelių laikotarpių elementų. Pagrindinių ir antrinių pogrupių elementų cheminės savybės labai skiriasi.
Laikotarpis iškviesti horizontalią elementų eilutę, išdėstytą eilės (atominių) skaičių didėjimo tvarka. Periodinėje sistemoje yra septyni periodai: pirmasis, antrasis ir trečiasis periodai vadinami mažaisiais, juose yra atitinkamai 2, 8 ir 8 elementai; likę laikotarpiai vadinami dideliais: ketvirtajame ir penktajame perioduose yra po 18 elementų, šeštajame - 32, o septintajame (dar neužbaigtame) - 31 elementas. Kiekvienas laikotarpis, išskyrus pirmąjį, prasideda šarminiu metalu ir baigiasi tauriosiomis dujomis.
fizinę reikšmę eilės cheminio elemento skaičius: protonų skaičius atomo branduolyje ir elektronų, besisukančių aplink atomo branduolį, yra lygus elemento eilės skaičiui.
Elementų ir jų junginių savybių kitimo modeliai, susiję su padėtimi periodinėje cheminių elementų sistemoje D.I. Mendelejevas
Prisiminkite tai grupėse vadinti vertikalias eilutes periodinėje sistemoje ir esminiai skiriasi pagrindinių ir antrinių pogrupių elementų cheminės savybės.
Pogrupių elementų savybės natūraliai keičiasi iš viršaus į apačią:
- sustiprėja metalinės, o susilpnėja nemetalinės savybės;
- didėja atomo spindulys;
- didėja elemento suformuotų bazių ir anoksinių rūgščių stiprumas;
- elektronegatyvumo kritimai.
Visi elementai, išskyrus helią, neoną ir argoną, sudaro deguonies junginius, deguonies junginių yra tik aštuonios formos. Periodinėje sistemoje jie dažnai vaizduojami bendromis formulėmis, esančiomis po kiekviena grupe elementų oksidacijos būsenos didėjimo tvarka: R 2 O, RO, R 2 O 3, RO 2, R 2 O 5, RO 3, R 2 O 7, RO 4, kur simbolis R žymi šios grupės elementą. Aukštesniųjų oksidų formulės taikomos visiems grupės elementams, išskyrus išskirtinius atvejus, kai elementų oksidacijos laipsnis nėra lygus grupės skaičiui (pavyzdžiui, fluoras).
Sudėties R 2 O oksidai pasižymi stipriomis bazinėmis savybėmis, o jų baziškumas didėja didėjant serijos numeriui, RO sudėties oksidai (išskyrus BeO) pasižymi pagrindinėmis savybėmis.
RO 2 , R 2 O 5 , RO 3 , R 2 O 7 sudėties oksidai pasižymi rūgštinėmis savybėmis, o jų rūgštingumas didėja didėjant serijos numeriui.
Pagrindinių pogrupių elementai, pradedant nuo IV grupės, sudaro dujinius vandenilio junginius. Yra keturios tokių junginių formos. Jie pateikiami po pagrindinių pogrupių elementais ir pateikiami bendromis formulėmis seka RH 4 , RH 3 , RH 2 , RH .
RH 4 junginiai yra neutralūs; RH 3 – silpnai bazinis; RH 2 – šiek tiek rūgštus; RH yra stipriai rūgštus.
Prisiminkite tai laikotarpį iškviesti horizontalią elementų eilutę, išdėstytą eilės (atominių) skaičių didėjimo tvarka.
Per laikotarpį, kai padidėjo elemento serijos numeris:
- didėja elektronegatyvumas;
- metalinės savybės mažėja, nemetalinės didėja;
- atomo spindulys krenta.
Mokymo užduotys
1. Tarp išvardytų cheminių elementų, kurių atominis spindulys yra didžiausias, yra
1) neonas
2) aliuminio
3) kalio
4) kalcio
2. Tarp išvardytų cheminių elementų, kurių atominis spindulys yra minimalus, yra
1) aliuminio
2) boras
3) kalio
4) neonas
3. Ryškiausios metalo savybės išreiškiamos elemente
1) Rb
2) Li
3) Mg
4) ca
4. Ryškiausios nemetalinės savybės išreiškiamos elemente
1) F
2) S
3) O
4) N
5. Didžiausias valentinių elektronų skaičius elemente
1) fluoras
2) vandenilis
3) natrio
4) siera
6. Mažiausias valentinių elektronų skaičius elemente
1) deguonis
2) silicio
3) vandenilis
4) kalcio
7. Serijoje didėja elementų metalinės savybės
1) Ba, Li, Cs, Mg
2) Al, Mg, Ca, K
3) Li, Cs, Mg, Ba
4) Na, Mg, Li, Al
8. Elementų nemetalinės savybės serijoje susilpnėja:
1) N, S, Br, Cl
2) O, S, Se, Te
3) Se, I, S, O
4) N, P, O, F
9. Cheminiai elementai serijoje pateikiami didėjančia atominio spindulio tvarka
1) anglis, berilis, magnis
2) kalis, magnis, aliuminis
3) chloras, natris, fluoras
4) azotas, fosforas, fluoras
10. Cheminiai elementai serijoje išvardyti atominio spindulio mažėjimo tvarka
1) vandenilis, boras, aliuminis
2) anglis, silicis, kalis
3) natris, chloras, fluoras
4) siera, silicis, magnis
11. Serija sustiprina rūgštines vandenilio junginių savybes
1) HI – PH 3 – HCl – H 2 S
2) PH 3 – H 2 S – HBr – HI
4) HI – HCl – H 2 S – PH 3
12. Serijoje susilpnėja vandenilio junginių rūgštinės savybės
1) HI – PH 3 – HCl – H 2 S
2) PH 3 – H 2 S – HBr – HI
3) H 2 S – PH 3 – HCl – SiH 4
4) HI – HBr – HCl – HF
13. Serijoje patobulintos pagrindinės junginių savybės
1) LiOH – KOH – RbOH
2) LiOH - KOH - Ca (OH) 2
4) LiOH - Ca (OH) 2 - KOH
14. Serijoje susilpnėja pagrindinės junginių savybės
1) LiOH - Ba (OH) 2 - RbOH
2) LiOH - Ba (OH) 2 - Ca (OH) 2
3) Ca (OH) 2 - KOH - Mg (OH) 2
4) LiOH - Ca (OH) 2 - KOH
15. Antrajame periodinės elementų sistemos periode D.I. Mendelejevas, padidėjus cheminių elementų branduoliniam krūviui:
1) didėja elektronegatyvumas
2) branduolinis krūvis mažėja
3) didėja atomo spindulys
4) didėja oksidacijos laipsnis
16. Stipriausia antrojo periodo elemento suformuota rūgštis yra
1) anglis
2) azotas
3) vandenilio fluorido
4) azoto
17. Stipriausias pagrindas yra cheminis elementas
1) magnis
2) ličio
3) aliuminio
4) kalio
18. Elementą atitinka stipriausia rūgštis be deguonies
1) selenas
2) fluoras
3) jodas
4) siera
19. Elementų serijoje Li → B → N → F
1) atomo spindulys mažėja
2) metalinės savybės didėja
20. Elementų eilėje Li → Na → K → Rb
1) atomo spindulys mažėja
2) susilpninti metalines savybes
3) protonų skaičius atomo branduolyje mažėja
4) didėja elektroninių sluoksnių skaičius
Periodinė teisė D.I. Mendelejevas ir periodinė cheminių elementų lentelė turi didelę reikšmę chemijos raidai. Pasinerkime į 1871-uosius, kai chemijos profesorius D.I. Mendelejevas per daugybę bandymų ir klaidų priėjo prie išvados, kad "... elementų savybės, taigi ir paprastų bei sudėtingų kūnų, kuriuos jie sudaro, savybės yra periodiškai priklausomos nuo jų atominio svorio." Elementų savybių pokyčių periodiškumas atsiranda dėl periodinio išorinio elektronų sluoksnio elektroninės konfigūracijos pasikartojimo, didėjant branduolio krūviui.
Šiuolaikinė periodinio įstatymo formuluotė yra:
„cheminių elementų savybės (t. y. jų sudarytų junginių savybės ir forma) yra periodiškai priklausomos nuo cheminių elementų atomų branduolio krūvio“.
Dėstydamas chemiją Mendelejevas suprato, kad kiekvieno elemento individualių savybių prisiminimas sukelia mokiniams sunkumų. Jis pradėjo ieškoti būdų, kaip sukurti sisteminį metodą, kad būtų lengviau atsiminti elementų savybes. Dėl to buvo natūralus stalas, vėliau jis tapo žinomas kaip periodinis leidinys.
Mūsų modernus stalas labai panašus į Mendelejevo. Panagrinėkime tai išsamiau.
Periodinė elementų lentelė
Mendelejevo periodinė lentelė susideda iš 8 grupių ir 7 periodų.
Vertikalios lentelės stulpeliai vadinami grupėse . Kiekvienos grupės elementai turi panašias chemines ir fizines savybes. Tai paaiškinama tuo, kad vienos grupės elementai turi panašias išorinio sluoksnio elektronines konfigūracijas, kurių elektronų skaičius yra lygus grupės skaičiui. Tada grupė yra padalinta į pagrindiniai ir antriniai pogrupiai.
AT Pagrindiniai pogrupiai apima elementus, kurių valentiniai elektronai yra išoriniuose ns ir np polygiuose. AT Šoniniai pogrupiai apima elementus, kurių valentiniai elektronai yra išoriniame ns polygyje ir vidiniame (n - 1) d polygyje (arba (n - 2) f polygyje).
Visi elementai yra Periodinė elementų lentelė , priklausomai nuo to, kuris polygis (s-, p-, d- arba f-) yra valentiniai elektronai skirstomi į: s-elementus (pagrindinių pogrupių I ir II grupių elementai), p-elementus (pagrindinių III pogrupių elementus). - VII grupės), d- elementai (šoninių pogrupių elementai), f- elementai (lantanidai, aktinidai).
Didžiausias elemento valentingumas (išskyrus O, F, vario pogrupio elementus ir aštuntąją grupę) yra lygus grupės, kurioje jis yra, skaičiui.
Pagrindinių ir antrinių pogrupių elementams aukštesniųjų oksidų (ir jų hidratų) formulės yra vienodos. Pagrindiniuose pogrupiuose vandenilio junginių sudėtis yra tokia pati šios grupės elementams. Kietieji hidridai sudaro pagrindinių I-III grupių pogrupių elementus, o IV-VII grupės sudaro dujinius vandenilio junginius. EN 4 tipo vandenilio junginiai yra neutralesni junginiai, EN 3 – bazės, H 2 E ir NE – rūgštys.
Horizontalios lentelės eilutės vadinamos laikotarpiais. Elementai laikotarpiais skiriasi vienas nuo kito, tačiau jiems bendra tai, kad paskutiniai elektronai yra tame pačiame energijos lygyje ( pagrindinis kvantinis skaičiusn- vienodai ).
Pirmasis periodas skiriasi nuo kitų tuo, kad jame yra tik 2 elementai: vandenilis H ir helis He.
Antrajame periode yra 8 elementai (Li - Ne). Litis Li - šarminis metalas pradeda laikotarpį ir uždaro savo tauriųjų dujų neoną Ne.
Trečiame periode, kaip ir antrajame, yra 8 elementai (Na – Ar). Šarminio metalo natris Na pradeda periodą, o tauriosios dujos argonas Ar jį uždaro.
Ketvirtajame periode yra 18 elementų (K - Kr) – Mendelejevas jį paskyrė pirmuoju dideliu periodu. Jis taip pat prasideda šarminiu metalu kaliu ir baigiasi inertinėmis dujomis kriptonu Kr. Didelių laikotarpių sudėtis apima pereinamuosius elementus (Sc - Zn) - d- elementai.
Penktajame periode, panašiai kaip ir ketvirtajame, yra 18 elementų (Rb – Xe) ir jo struktūra panaši į ketvirtąjį. Jis taip pat prasideda nuo šarminio metalo rubidžio Rb ir baigiasi inertinėmis dujomis ksenonu Xe. Didelių laikotarpių sudėtis apima pereinamuosius elementus (Y - Cd) - d- elementai.
Šeštasis periodas susideda iš 32 elementų (Cs – Rn). Išskyrus 10 d-elementai (La, Hf - Hg) jame yra 14 eilutė f-elementai (lantanidai) - Ce - Lu
Septintasis laikotarpis nesibaigė. Jis prasideda Francium Fr, galima manyti, kad jame, kaip ir šeštajame periode, bus jau rasti 32 elementai (iki elemento, kurio Z = 118).
Interaktyvi periodinė lentelė
Jei pažiūrėsi Mendelejevo periodinė lentelė ir nubrėžkite įsivaizduojamą liniją, prasidedančią nuo boro ir baigiančią tarp polonio ir astatino, tada visi metalai bus kairėje nuo linijos, o nemetalai - dešinėje. Elementai, esantys šalia šios linijos, turės ir metalų, ir nemetalų savybių. Jie vadinami metaloidais arba pusmetaliais. Tai boras, silicis, germanis, arsenas, stibis, telūras ir polonis.
Periodinis įstatymas
Mendelejevas pateikė tokią periodinio įstatymo formuluotę: „Paprastų kūnų savybės, taip pat elementų junginių formos ir savybės, taigi ir jų suformuotų paprastų ir sudėtingų kūnų savybės yra periodiškai priklausomos nuo jų atominis svoris“.
Yra keturi pagrindiniai periodiniai modeliai:
Okteto taisyklė teigia, kad visi elementai linkę įgyti arba prarasti elektroną, kad gautų artimiausių tauriųjų dujų aštuonių elektronų konfigūraciją. Nes Kadangi tauriųjų dujų išorinės s ir p orbitalės yra visiškai užpildytos, jos yra stabiliausi elementai.
Jonizacijos energija yra energijos kiekis, reikalingas elektronui atskirti nuo atomo. Pagal okteto taisyklę, judant iš kairės į dešinę per periodinę lentelę, elektronui atskirti reikia daugiau energijos. Todėl kairėje lentelės pusėje esantys elementai linkę prarasti elektroną, o esantys dešinėje – jį įgyti. Inertinės dujos turi didžiausią jonizacijos energiją. Judant grupe žemyn, jonizacijos energija mažėja, nes mažo energijos lygio elektronai turi galimybę atstumti elektronus iš aukštesnių energijos lygių. Šis reiškinys vadinamas ekranavimo efektas. Dėl šio poveikio išoriniai elektronai yra mažiau susieti su branduoliu. Judant per laikotarpį, jonizacijos energija palaipsniui didėja iš kairės į dešinę.
elektronų giminingumas yra energijos pokytis, kai dujinės būsenos medžiagos atomas gauna papildomą elektroną. Judant grupe žemyn, elektronų afinitetas tampa mažiau neigiamas dėl atrankos efekto.
Elektronegatyvumas- matas, nurodantis, kaip stipriai jis linkęs pritraukti kito su juo susieto atomo elektronus. Elektronegatyvumas didėja judant Periodinė elementų lentelė iš kairės į dešinę ir iš apačios į viršų. Reikia atsiminti, kad tauriosios dujos neturi elektronegatyvumo. Taigi labiausiai elektronegatyvus elementas yra fluoras.
Remdamiesi šiomis sąvokomis, panagrinėkime, kaip keičiasi atomų ir jų junginių savybės Periodinė elementų lentelė.
Taigi periodinėje priklausomybėje yra tokios atomo savybės, kurios yra susijusios su jo elektronine konfigūracija: atomo spindulys, jonizacijos energija, elektronegatyvumas.
Apsvarstykite atomų ir jų junginių savybių pokyčius, priklausomai nuo jų padėties periodinė cheminių elementų lentelė.
Didėja atomo nemetališkumas judant periodinėje lentelėje iš kairės į dešinę ir iš apačios į viršų. Kalbant apie sumažėja pagrindinės oksidų savybės, ir rūgšties savybės didėja ta pačia tvarka – iš kairės į dešinę ir iš apačios į viršų. Tuo pačiu metu oksidų rūgštinės savybės yra stipresnės, tuo didesnis jį sudarančio elemento oksidacijos laipsnis.
Pagal laikotarpį iš kairės į dešinę pagrindinės savybės hidroksidai susilpnėja, pagrindiniuose pogrupiuose iš viršaus į apačią didėja pagrindų stiprumas. Tuo pačiu metu, jei metalas gali sudaryti kelis hidroksidus, tada padidėjus metalo oksidacijos laipsniui, pagrindinės savybės hidroksidai susilpnėja.
Pagal laikotarpį iš kairės į dešinę didėja deguonies turinčių rūgščių stiprumas. Judant iš viršaus į apačią toje pačioje grupėje, mažėja deguonies turinčių rūgščių stiprumas. Šiuo atveju rūgšties stiprumas didėja didėjant rūgštį sudarančio elemento oksidacijos laipsniui.
Pagal laikotarpį iš kairės į dešinę didėja anoksinių rūgščių stiprumas. Judant iš viršaus į apačią toje pačioje grupėje, anoksinių rūgščių stiprumas didėja.
Kategorijos,Periodinis įstatymas– pagrindinis chemijos dėsnis – buvo atrastas m 1869 metų DI. Mendelejevas. Tuo metu atomas vis dar buvo laikomas nedalomu ir nieko nebuvo žinoma apie jo vidinę struktūrą.
atominės masės(tada - atominiai svoriai) ir cheminės elementų savybės buvo pagrindas Periodinė teisė D.I. Mendelejevas. DI. Mendelejevas, sudėliojęs tuo metu žinomus 63 elementus jų atominės masės didėjimo tvarka, gavo natūrali (natūrali) cheminių elementų serija, kur jis pažymėjo periodišką cheminių savybių pasikartojimą. Pavyzdžiui, tipiškas nemetalas fluoras F kartojama elementams chloras Cl, bromas Br, jodas I, tipiškos metalo savybės ličio ličio - prie stichijų natrio Na ir kalis K ir tt
Kai kuriems elementams D.I. Mendelejevas nerado jokių cheminių analogų aliuminio Al ir silicio Si, pavyzdžiui), atsižvelgiant į tai, kad tuo metu tokie analogai dar nebuvo žinomi. Lentelėje jie buvo skirti tuščios erdvės, bet remiantis pasikartojimu mokslininkas numatė jų chemines savybes). Po to, kai atrado atitinkamus prognozės elementus, D.I. Mendelejevas buvo visiškai patvirtintas (analogiškai aliuminiui - galis Ga, silicio analogas - germanis Ge).
Periodinis įstatymas formuluojant D.I. Mendelejevas pateikiamas taip: paprastų kūnų savybės, taip pat elementų junginių formos ir savybės periodiškai priklauso nuo elementų atominių svorių dydžio.
Šiuolaikinė periodinio įstatymo formuluotė, kurią sukūrė D.I. Mendelejevas yra toks: elementų savybės yra periodiškai priklausomos nuo eilės skaičiaus.
Periodinė teisė D.I. Mendelejevas tapo mokslininkų kūrimo pagrindu Periodinė cheminių elementų sistema. Jis yra atstovaujamas 7 laikotarpiai ir 8 grupėse.
laikotarpiais vadinamos horizontaliomis lentelės eilutėmis, kurios skirstomos į mažas ir dideles. 2 elementai (1 periodas) arba 8 elementai (2, 3 periodai) yra mažuose perioduose, o 18 elementų (4, 5 periodai) arba 32 elementai (6 periodas), 7 periodas vis dar neužbaigtas. Kiekvienas laikotarpis prasideda nuo įprasto metalo iš baigiasi tipinėmis nemetalinėmis ir tauriosiomis dujomis.
grupėse elementai vadinami vertikaliais stulpeliais. Kiekvienai grupei atstovauja du pogrupiai - pagrindinis ir pusėje. Pogrupis yra elementų, kurie yra visiški cheminiai analogai, rinkinys; dažnai pogrupio elementai turi didžiausią oksidacijos laipsnį, atitinkantį grupės numerį. Pavyzdžiui, aukščiausia oksidacijos laipsnis (+ II) atitinka pogrupio elementus berilio ir cinko(II grupės pagrindinis ir antrinis pogrupiai), ir pogrupio elementai azoto ir vanadis(V grupė) atitinka aukščiausią oksidacijos laipsnį (+ V).
Pagrindinių pogrupių elementų cheminės savybės gali skirtis nuo nemetalinių iki metalinių (pagrindiniame V grupės pogrupyje azotas yra nemetalas, o bismutas yra metalas) – plačiu diapazonu. Antrinių pogrupių elementų savybės kinta, bet ne taip smarkiai; pavyzdžiui, IV grupės šoninės grupės elementai - cirkonis, titanas, hafnis- labai panašios savo savybėmis (ypač cirkonis ir hafnis).
Periodinėje sistemoje I grupėje (Li-Fr), II (Mg-Ra) ir III (In, Tl) yra tipiški metalai. Nemetalai yra VII grupėse (F-At), VI (O–Te), V (N – kaip), IV (C, Si) ir III (B). Kai kurie pagrindinių grupių elementai ( Be, Al, Ge, Sb, Po), taip pat daugelis šoninių grupių elementų gali turėti tiek metalinių, tiek nemetalinių savybių. Šis reiškinys buvo pavadintas amfoteriškumas.
Kai kurioms pagrindinėms grupėms taikomos grupės 
Nauji pavadinimai: VIII (Ne - Rn) - tauriųjų dujų, VII (F-At) – halogenai, IV (O – Ro) – chalkogenai, II (Ca – Ra) – šarminių žemių metalai, aš (Li – kun.) – šarminių metalų.
Periodinės sistemos forma, kurią pasiūlė D.I. Mendelejevas buvo pavadintas trumpalaikis, arba klasikinis. Šiuolaikinėje chemijoje vis dažniau naudojama kita forma - ilgas laikotarpis, kuriame visi laikotarpiai – maži ir dideli – ištęsti ilgomis eilėmis, pradedant šarminiu metalu ir baigiant tauriosiomis dujomis.
Periodinė teisė D.I. Mendelejevas ir periodinė D.I. elementų sistema. Mendelejevas tapo šiuolaikinės chemijos pagrindu.
blog.site, visiškai arba iš dalies nukopijavus medžiagą, būtina nuoroda į šaltinį.
Pagrindinį cheminių elementų pasaulį reglamentuojantį dėsnį atrado didysis rusų mokslininkas Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas.
Iki šio atradimo buvo žinomi 63 cheminiai elementai. Apie jų savybes sukaupta labai daug informacijos. Tačiau gausybė faktų, kurie vieningu požiūriu neturi prasmės, chemijos srityje sukėlė sunkumų ir painiavos. Išradingas rusų chemikas, atradęs dėsnį, reglamentuojantį elementų savybes, taip pat atomų sandarą, išsprendė šiuos sunkumus.
Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas.
Atidžiai tyrinėdamas ir lygindamas cheminių elementų savybes, jis siekė atskleisti tolimo ir artimo jų ryšio paslaptis.
Mendelejevas savo paieškas apibūdina taip: „... nevalingai kyla mintis, kad tarp masės ir elementų cheminių charakteristikų turi būti Ryšys... Ieškoti kažko – bent jau grybų ar kokios nors priklausomybės – yra kitaip nei ieškoti ir bandyti neįmanoma. Taigi aš pradėjau atrinkti, rašydamas ant atskirų kortelių elementus su jų atominiu svoriu ir pagrindinėmis savybėmis, panašius elementus ir artimus atominius svorius, kas greitai privedė prie išvados, kad elementų savybės periodiškai priklauso nuo jų atominio svorio...
Išdėsčius elementus atominių svorių didėjimo tvarka, mokslininkas gavo elementų eilutes; kiekvienoje iš eilučių elementų savybės periodiškai kartojasi.
Pagal paties Mendelejevo apibrėžimą, jo atrastas periodinis dėsnis yra toks, kad „elementų (taigi ir paprastų bei sudėtingų jų suformuotų kūnų) savybės yra periodiškai priklausomos nuo jų atominio svorio“.
Puikią įžvalgą parodė Mendelejevas, elementų pasaulyje atradęs periodiškumą tuo metu, kai daugelis elementų dar nebuvo atrasti, o kai kurių žinomų elementų atominiai svoriai buvo nustatyti neteisingai. Tačiau nepaneigiamai įrodyti šio dėsningumo egzistavimą pasirodė labai sunku.
Kai Mendelejevas savo tyrimuose rėmėsi to meto darbuose sutiktais atominiais svoriais, periodiškumas dažnai būdavo pažeidžiamas.
Tačiau mokslininkas nesuklupo. Jis buvo tvirtai įsitikinęs, kad elementų savybės periodiškai priklauso nuo jų atominio svorio. Ir kai jis pastebėjo periodiškumo pažeidimus, jam buvo galima padaryti tik vieną išvadą - akivaizdu, kad mokslo turimi duomenys buvo neteisingi arba neišsamūs. Jis, remdamasis teoriniais skaičiavimais, pataisė tam tikrų elementų atominius svorius. Taip buvo su indžiu, platinos metalais, uranu ir kitais elementais; vėliau tikslesni jų svorio matavimai patvirtino šių pataisymų teisingumą.
1869 m. Rusijos chemijos draugijos žurnale paskelbęs savo darbą „Savybių koreliacija su elementų atominiu svoriu“, Mendelejevas supažindino mokslo pasaulį su savo atrastu periodiškumu. Prie straipsnio buvo pridėta periodinės elementų sistemos lentelė. Nubrėždamas atvirosios teisės esmę, didysis mokslininkas taip pat atkreipė dėmesį į mokslui vis dar nežinomų elementų egzistavimą.
Periodinėje lentelėje cheminiai elementai yra išdėstyti jų atominės masės didėjimo tvarka.
Mendelejevas savo sistemoje paliko daug vietų dar neatrastiems elementams, kurių apytikslį atominį svorį ir kitas savybes apskaičiavo mokslininkas, atsižvelgdamas į gretimų elementų prigimtį. Mendelejevas pirmą kartą chemijos istorijoje numatė nežinomų elementų egzistavimą. Jis rašė, kad turi būti daugiau elementų, kuriuos pavadino ekaaliuminiu, ekaboru ir ekasilikonu.
Nemažai mokslininkų į Rusijos mokslininko prognozę reagavo labai nepasitikėdami.
Tačiau 1875 m. rugpjūtį prancūzų mokslininkas Lecoqas de Bois-baudranas, atlikdamas spektrinę analizę, atrado naują cinko mišinio elementą, kurį pavadino galiu (Gallia yra senasis Prancūzijos pavadinimas).
1879 metais garsus švedų chemikas Nilsonas atrado antrąjį Mendelejevo numatytą elementą. Skandio, kaip Nilsonas pavadino naująjį elementą, savybės visiškai sutapo su Mendelejevo prognozuotomis ekaboro savybėmis. Netgi rusų mokslininko nuogąstavimai, kad ekaboro atradimą mineraluose sutrukdys dar vienas cheminis elementas – itris, pasiteisino.
„Taigi, – baigia Nilsonas savo pranešimą apie naujo elemento atradimą, – pasitvirtina rusų chemiko samprotavimai, kurie ne tik leido numatyti įvardintų elementų – skandžio ir galio – egzistavimą, bet ir numatyti jų egzistavimą. svarbiausias savybes iš anksto“.
Galiausiai 1886 m. vokiečių mokslininkas Winkleris atrado trečiąjį Mendelejevo numatytą elementą. Savo pranešime apie tai Winkleris atkreipė dėmesį, kad naujasis elementas – germanis – yra būtent e-silicis, kurį numatė Mendelejevas.
Tai buvo visiška Mendelejevo atradimo šventė.
Friedrichas Engelsas rašė, kad Mendelejevas „įvykdė mokslinį žygdarbį“, atradęs periodinį dėsnį.
Mendelejevo atradimas buvo galingas vieno iš pagrindinių dialektikos dėsnių – kiekybės perėjimo į kokybę dėsnio – patvirtinimas.
Cheminių elementų savybės priklauso nuo atominių svorių. Kiekybės perėjimo į kokybę dėsnis, kaip rašė Friedrichas Engelsas, „galioja... ir patiems cheminiams elementams“.
Vienas iš periodinio D. I. Mendelejevo dėsnio stiprintojų buvo žymus čekų mokslininkas Bohuslavas Brauneris (1855-1935). Brauneris savo darbu patvirtino, kad Mendelejevo nurodyta vieta cheminiam elementui beriliui sistemoje yra teisinga. Taigi šio elemento atominė masė, kurią Rusijos mokslininkas apskaičiavo pagal periodinį dėsnį, taip pat yra teisinga.
Vėliau Mendelejevas su dėkingumu rašė apie B. F. Braunerio kūrybą, prisimindamas, kaip dažnai jis „girdėjo, kad berilio atominės masės klausimas grasina sujudinti periodinio dėsnio bendrumą, gali pareikalauti gilių jo transformacijų“.
Remdamasis savo atrastu įstatymu, Mendelejevas pakoregavo cerio atominį svorį nuo 92, kaip visi pripažino, iki 138. Tai sukėlė audringą kai kurių mokslininkų protestą.
„Kaip, – rašė chemikas Rammelsbergas, – ištaisyti atominius svorius, vadovaujantis kažkokia lentele! Taip, tai gryna spekuliacija!- sušnibždėjo jis. „Tai yra faktų priderinimas prie kažkokios schemos!
Mendelejevas į tai atsakė: „Manau, kad dabar taip neturėtų būti, neįmanoma tiksliai svarstyti elementų, apeinant periodiškumo dėsnį“.
Vėliau Brauneris savo darbu patvirtino cerio atominės masės teisingumą, teoriškai gautą Mendelejevo. Brauneris, o vėliau anglų fizikas Moseley atkreipė dėmesį į būtinybę išskirti vadinamuosius retųjų žemių elementus specialioje vietoje.
1884 m. revoliucinis mokslininkas N. A. Morozovas, kalėjęs Šlisselburgo tvirtovėje, baigė savo periodinės lentelės analizę. Jis taip pat teoriškai numatė cheminių elementų grupės – inertinių dujų – egzistavimą.
Elemento priklausymas vienai ar kitai periodinės lentelės grupei rodo protonų ir neutronų skaičių elemento atomo branduolyje bei elektronų skaičių elektronų apvalkale.
Elemento priklausymas vienam ar kitam periodinės lentelės periodui rodo sluoksnių skaičių atomo elektroniniame apvalkale.
Ten, kur dabar į periodinę lentelę patalpintos „kilniosios dujos“ – helis, neonas, argonas ir kitos, Morozovas turėjo skaičius 4, 20, 40 ir t.t., rodančius trūkstamų elementų atominius svorius. Visus šiuos cheminius elementus Morozovas išskyrė į atskirą, nulinę grupę.
Rusijos mokslininkų prognozę patvirtino anglų mokslininkų Rayleigh ir Ramsey darbai, atradę inertines dujas.
Rusijos genijaus – Mendelejevo didybė neginčijama. Tačiau vis tiek buvo žmonių, kurie bandė atimti iš Mendelejevo teisę vadintis periodinio įstatymo autoriumi. Mendelejevas įsitraukė į kovą dėl Rusijos pirmenybės, atradęs periodinį įstatymą.
„Įstatymo patvirtinimas, – rašė jis, – įmanomas tik išvedus iš jo pasekmes, be kurių neįmanoma ir netikėta, ir pateisinant tas pasekmes eksperimentine patikra. Štai kodėl, pamatęs periodinį dėsnį, aš savo ruožtu (1869-1871) iš jo išvedžiau tokias logiškas pasekmes, kurios galėtų parodyti, tiesa ar ne... Be tokio tikrinimo būdo, nė vieno dėsnio. galima nustatyti gamtą. Nei Chancourtois, kuriam prancūzai priskiria teisę atrasti periodinį įstatymą, nei Newlandsas, kurį iškelia britai, nei L. Meyeris, kurį kiti cituoja kaip periodinio įstatymo pradininką, nedrįso nuspėti savybių. neatrastų elementų, keisti „priimtus atomų svorius“ ir apskritai periodinį dėsnį laikyti nauju, griežtai nusistovėjusiu gamtos dėsniu, galinčiu aprėpti iki šiol neapibendrintus faktus, kaip aš tai dariau nuo pat pradžių.
Numatydamas vėlesnius gamtos mokslo atradimus, išradingas periodinio dėsnio kūrėjas numatė, kad atomas nedalomas tik cheminiu metodu.
Mendelejevo dėsnio pagalba rusų mokslininkai B. N. Čičerinas ir N. A. Morozovas (jų darbai aptariami toliau), remdamiesi spekuliacinėmis nuostatomis, pasiūlė pirmąjį atomo modelį, kuriame jis pavaizduotas kaip kūnų sistema, panaši į Saulę. sistema. Vėlesni eksperimentiniai tyrimai ir matematiniai skaičiavimai parodė, kad tokia asimiliacija turi tam tikrų priežasčių.
Mendelejevo dėsnis yra galingas gamtos ir jos dėsnių supratimo įrankis. Visa tolesnė chemijos ir fizikos raida buvo tiesiogiai susijusi su Mendelejevo dėsniu ir priklausė nuo jo. Visi šių mokslų atradimai buvo nušviesti jo dėsnio. Šio dėsnio pagalba buvo parodyta atradimų teorinė prasmė. Tuo pačiu metu kiekvienas toks atradimas paskatino teisės tobulinimą ir išplėtimą, nepažeidžiant pagrindinių jo pagrindų.
Vadovaudamasis periodišku dėsniu, mokslas nustatė visų elementų atomų struktūrą, kuri, kaip nustatyta, susideda iš elektronų apvalkalo ir branduolio.
Elektronų skaičius padidėja nuo vieno vandenilio atomui iki 101 Mendeleeviumo atomui, neseniai atrastam ir pavadintam periodinio dėsnio atradėjo vardu; šis skaičius visiškai atitinka elemento serijos numerį Mendelejevo sistemoje. Branduolio krūvis lygus elektronų krūvių sumai. Teigiamas branduolio krūvis, subalansuojantis neigiamus elektronus, didėja nuo 1 iki 101. Teigiamas branduolio krūvis yra pagrindinė atomo savybė, suteikianti jam cheminę tapatybę, nes elektronų skaičius priklauso nuo teigiamo atomo krūvio. branduolys.
Branduolys taip pat pasirodė sudėtingas: jį sudaro protonai ir neutronai. Tai didžioji atomo dalis; Į elektrono masę neatsižvelgiama, nes ji yra 1836,5 karto mažesnė už protono masę.
Visų atomų elektronai yra vienodi, tačiau aplink branduolį jie išsidėstę skirtinguose sluoksniuose. Šių sluoksnių skaičius atskleidžia giliausią laikotarpių, į kuriuos skirstomi visi elementai Mendelejevo sistemoje, prasmę. Kiekvienas laikotarpis nuo kito skiriasi tuo, kad jo elementų atomuose yra papildomas elektronų sluoksnis.
Atomo cheminės savybės priklauso nuo elektronų apvalkalo struktūros, nes cheminės reakcijos yra susijusios su išorinių elektronų mainais. Be to, su elektronais siejama ir nemažai fizikinių savybių – elektros ir šilumos laidumo, taip pat optinių savybių.
Šiuolaikinis mokslas vis labiau atskleidžia puikios Mendelejevo kūrybos reikšmę.
Periodinis įstatymas nurodė elementų, esančių toje pačioje grupėje, ty toje pačioje vertikalioje lentelės stulpelyje, cheminių savybių panašumą.
Dabar tai puikiai paaiškina atomo elektroninio apvalkalo struktūra. Tos pačios grupės elementai turi tiek pat elektronų išoriniame sluoksnyje: pirmosios grupės elementai – ličio, natrio, kalio ir kiti – išoriniame sluoksnyje turi po vieną elektroną; antrosios grupės elementai - berilis, magnis, kalcis ir kiti - po du elektronus; trečiosios grupės elementai - po tris ir, galiausiai, nulinės grupės elementai: helis - du, neonas, kriptonas ir kiti - po aštuonis elektronus. Tai didžiausias galimas elektronų skaičius išoriniame sluoksnyje ir suteikia šiems atomams visišką inerciją: normaliomis sąlygomis jie nepatenka į cheminius junginius.
Izotopai.
Šiuolaikinis mokslas įrodė, kad to paties elemento atomų masė gali būti nevienoda – tai priklauso nuo skirtingo neutronų skaičiaus tam tikro cheminio elemento atomo branduolyje. Todėl atskiroje periodinės lentelės langelyje yra ne vieno tipo atomai, o keli. Tokie atomai vadinami izotopais (graikiškai „izotopas“ reiškia „užima tą pačią vietą“). Cheminis elementas alavas susideda, pavyzdžiui, iš 12 atmainų, labai panašių savo savybėmis, tačiau turinčių skirtingą atominį masę: vidutinė alavo atominė masė yra 118,7.
Beveik visi elementai turi izotopų.
Nors buvo atrasta 300 natūralių izotopų, dirbtinai gauta apie 800. Tačiau visi jie natūraliai yra 101 periodinės lentelės ląstelėje.
Visi šie atradimai, atgaivinti Mendelejevo dėsnio, pabrėžia rusų mokslininko genialumą, atradusį pagrindinį negyvosios gamtos dėsnį, kuris vis dėlto taip pat yra nepaprastai svarbus organiniam pasauliui.
Dirbtinė naujų cheminių elementų, kurių gamtoje nėra, gamyba.
Mendelejevo sistemą dabar mokslininkai naudoja ir skaidydami atomus, ir kurdami naujus elementus.
Chemikai, fizikai, geologai, agronomai, statybininkai, mechanikai, elektrikai ir astronomai vadovaujasi šiuo atominiu dėsniu.
Spektroskopas parodė, kad Žemėje egzistuojantys elementai randami ir kitose planetose. Tos cheminės transformacijos, kurios vyksta mūsų šalyje, gali vykti ir kitose visatos dalyse.
Šiuolaikinis mokslas įsiveržė į atomo žarnas. Gimė naujas mokslas – branduolinė fizika. Darydami įtaką atomo branduoliui, dabar mokslininkai vieną elementą paverčia kitu, sintezuoja elementus, kurių šiuo metu žemės plutoje nėra. Transurano cheminių elementų grupei priklauso nauji, dirbtinai sukurti elementai. Šiuolaikinis mokslas atvėrė kelią intrabranduolinės energijos panaudojimui. Visi šie atradimai yra neatsiejamai susiję su Mendelejevo dėsniu.
Šioje pamokoje aptariamas D. I. Mendelejevo periodinis dėsnis ir periodinė cheminių elementų sistema atomo sandaros teorijos šviesoje. Paaiškinamos šios sąvokos: šiuolaikinė periodinio dėsnio formuluotė, periodų ir grupių skaičių fizikinė reikšmė, elementų ir jų junginių atomų charakteristikų ir savybių pokyčių periodiškumo priežastys mažųjų ir didelių periodų pavyzdžiais. , pagrindiniai pogrupiai, periodinio dėsnio fizikinė reikšmė, bendrosios elemento charakteristikos ir jo junginių savybės, remiantis elemento padėtimi periodinėje sistemoje.
Tema: Atomo sandara. Periodinis įstatymas
Pamoka: periodinis dėsnis ir cheminių elementų periodinė lentelė D.I. Mendelejevas
Formuojantis chemijos mokslui, mokslininkai bandė į sistemą įnešti informacijos apie kelias dešimtis iki tol žinomų. Ši problema taip pat sužavėjo D.I. Mendelejevas. Jis ieškojo modelių ir santykių, kurie apimtų visus elementus, o ne tik kai kuriuos iš jų. Mendelejevas laikė jo atomo masę svarbiausia elemento charakteristika. Išanalizavęs visą iki tol žinomą informaciją apie cheminius elementus ir sudėliojęs juos atominės masės didėjimo tvarka, 1869 m. suformulavo periodinį dėsnį.
Įstatymo formuluotė: cheminių elementų, paprastų medžiagų savybės, taip pat junginių sudėtis ir savybės periodiškai priklauso nuo atominių masių vertės.
Tuo metu, kai buvo suformuluotas periodinis dėsnis, dar nebuvo žinoma atomo sandara ir elementariųjų dalelių egzistavimas. Vėliau taip pat buvo nustatyta, kad medžiagos savybės nepriklauso nuo atominės masės, kaip manė Mendelejevas. Nors neturėdamas šios informacijos, D. I. Mendelejevas savo lentelėje nepadarė nė vienos klaidos.
Po to, kai atrado Moseley, kuris eksperimentiškai nustatė, kad atomo branduolio krūvis sutampa su Mendelejevo lentelėje nurodytu cheminio elemento serijos numeriu, jo dėsnio formuluotė buvo pakeista.
Šiuolaikinė įstatymo formuluotė: cheminių elementų, paprastų medžiagų savybės, taip pat junginių sudėtis ir savybės periodiškai priklauso nuo atomų branduolių krūvių verčių.
Ryžiai. 1. Periodinio dėsnio grafinė išraiška yra D. I. Mendelejevo cheminių elementų periodinė sistema.
Ryžiai. 2. Apsvarstykite jame priimtą žymėjimą rubidžio pavyzdžiu
Kiekvienoje elementą atitinkančioje ląstelėje yra: cheminis simbolis, pavadinimas, serijos numeris, atitinkantis protonų skaičių atome, santykinė atominė masė. Elektronų skaičius atome atitinka protonų skaičių. Neutronų skaičių atome galima rasti pagal santykinės atominės masės ir protonų skaičiaus skirtumą, t.y. serijos numerį.
N(n 0 ) = A r - Z
Skaičių santykinis eilinis
neutronų atominės masės elemento skaičius
Pavyzdžiui, chloro izotopui 35 Cl neutronų skaičius yra: 35-17= 18
Periodinės sistemos komponentai yra grupės ir laikotarpiai.
Periodinėje sistemoje yra aštuonios elementų grupės. Kiekviena grupė susideda iš dviejų pogrupių: pagrindinis ir šoninis. Pagrindiniai pažymėti raide a, o šoniniai – raide b. Pagrindiniame pogrupyje yra daugiau elementų nei antriniame. Pagrindiniame pogrupyje yra s- ir p-elementai, o antriniame pogrupyje yra d-elementai.
Grupė- periodinės sistemos stulpelis, jungiantis cheminius elementus, turinčius cheminį panašumą dėl panašių valentinio sluoksnio elektroninių konfigūracijų. Tai yra pagrindinis periodinės sistemos kūrimo principas. Laikykite tai ne pirmųjų dviejų grupių elementų pavyzdžiu.
Skirtukas. vienas
Lentelėje matyti, kad pagrindinio pogrupio pirmosios grupės elementai turi vieną valentinį elektroną. Pagrindinio pogrupio antrosios grupės elementai turi du valentinius elektronus.
Kai kurie pagrindiniai pogrupiai turi savo specialius pavadinimus:
Skirtukas. 2
Styga, vadinama periodu, yra elementų seka, išdėstyta didėjančio branduolio krūvio tvarka, kuri prasideda šarminiu metalu (arba vandeniliu) ir baigiasi tauriosiomis dujomis.
Skaičius laikotarpis yra elektroninių lygių skaičius atome.
Galimi du pagrindiniai periodinės sistemos vaizdavimo variantai: ilgasis periodas, kuriame išskiriama 18 grupių (3 pav.) ir trumpasis periodas, kuriame yra 8 grupės, tačiau įvedama pagrindinio ir antrinio pogrupių sąvoka (pav. . 1).
Namų darbai
1. Nr.3-5 (p. 22) Rudzitis G.E. Chemija. Bendrosios chemijos pagrindai. 11 klasė: vadovėlis ugdymo įstaigoms: pagrindinis lygis / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmanas. – 14 leidimas. - M.: Švietimas, 2012 m.
2. Palyginkite anglies ir silicio atomų elektroninę konfigūraciją. Kokią valentinę ir oksidacijos būseną jie gali turėti cheminiuose junginiuose? Pateikite šių elementų junginių su vandeniliu formules. Pateikite jų junginių su deguonimi aukščiausios oksidacijos laipsnio formules.
3. Parašykite šių elementų išorinių apvalkalų elektronines formules: 14 Si, 15 P, 16 S, 17 Cl, 34 Se, 52 Te. Trys šios serijos elementai yra cheminiai analogai (rodo panašias chemines savybes). Kokie tai elementai?