Prawo okresowości sformułowania Mendelejewa. Okresowe prawo pierwiastków chemicznych Dmitrija Iwanowicza Mendelejewa

Prawo okresowe D.I. Mendelejew i układ okresowy pierwiastków chemicznych ma ogromne znaczenie w rozwoju chemii. Zanurzmy się w rok 1871, kiedy profesor chemii D.I. Mendelejew, metodą wielu prób i błędów, doszedł do wniosku, że „… właściwości pierwiastków, a zatem właściwości tworzonych przez nie prostych i złożonych ciał, pozostają w okresowej zależności od ich masy atomowej”. Okresowość zmian właściwości pierwiastków wynika z okresowego powtarzania się konfiguracji elektronowej zewnętrznej warstwy elektronowej wraz ze wzrostem ładunku jądra.

Nowoczesne sformułowanie prawa okresowości Jest:

„właściwości pierwiastków chemicznych (tj. właściwości i postać związków, które tworzą) są w okresowej zależności od ładunku jądra atomów pierwiastków chemicznych”.

Ucząc chemii Mendelejew rozumiał, że zapamiętywanie indywidualnych właściwości każdego pierwiastka sprawia uczniom trudności. Zaczął szukać sposobów stworzenia metody systemowej, ułatwiającej zapamiętywanie właściwości pierwiastków. W rezultacie było stół naturalny, później stał się znany jako czasopismo.

Nasz nowoczesny stół jest bardzo podobny do stołu Mendelejewa. Rozważmy to bardziej szczegółowo.

Tablica Mendelejewa

Układ okresowy Mendelejewa składa się z 8 grup i 7 okresów.

Pionowe kolumny tabeli nazywane są grupy . Elementy w każdej grupie mają podobne właściwości chemiczne i fizyczne. Wyjaśnia to fakt, że elementy jednej grupy mają podobne konfiguracje elektroniczne warstwy zewnętrznej, na której liczba elektronów jest równa numerowi grupy. Następnie grupa zostaje podzielona na główne i drugorzędne podgrupy.

W Główne podgrupy obejmuje pierwiastki, których elektrony walencyjne znajdują się na zewnętrznych podpoziomach ns i np. W Podgrupy boczne obejmuje pierwiastki, których elektrony walencyjne znajdują się na zewnętrznym podpoziomie ns i wewnętrznym (n - 1) podpoziomie d (lub (n - 2) podpoziomie f).

Wszystkie elementy w układ okresowy , w zależności od tego, który podpoziom (s-, p-, d- lub f-) są elektronami walencyjnymi dzielimy na: s-pierwiastki (pierwiastki głównych podgrup I i II grup), p-pierwiastki (pierwiastki głównych podgrup III - grupy VII), pierwiastki d (pierwiastki podgrup bocznych), pierwiastki f (lantanowce, aktynowce).

Najwyższa wartościowość pierwiastka (z wyjątkiem O, F, pierwiastków podgrupy miedzi i ósmej grupy) jest równa numerowi grupy, w której się znajduje.

Dla pierwiastków podgrupy głównej i drugorzędnej wzory wyższych tlenków (i ich hydratów) są takie same. W głównych podgrupach skład związków wodoru jest taki sam dla pierwiastków z tej grupy. Stałe wodorki tworzą pierwiastki głównych podgrup grup I-III, a grupy IV-VII tworzą gazowe związki wodoru. Związki wodoru typu EN 4 są związkami bardziej obojętnymi, EN 3 to zasady, H 2 E i NE to kwasy.

Poziome rzędy tabeli są nazywane okresy. Pierwiastki różnią się okresami, ale łączy je to, że ostatnie elektrony znajdują się na tym samym poziomie energii ( główna liczba kwantowaN- na równi ).

Pierwszy okres różni się od pozostałych tym, że występują tam tylko 2 pierwiastki: wodór H i hel He.

W drugim okresie jest 8 elementów (Li - Ne). Lit Li - metal alkaliczny rozpoczyna okres, a zamyka swój szlachetny gaz neon Ne.

W trzecim okresie, podobnie jak w drugim, jest 8 pierwiastków (Na - Ar). Sód metalu alkalicznego Na rozpoczyna okres, a gaz szlachetny argon Ar zamyka go.

W czwartym okresie jest 18 elementów (K - Kr) - Mendelejew określił go jako pierwszy duży okres. Zaczyna się również od metalu alkalicznego Potas, a kończy na gazie obojętnym kryptonie Kr. Skład dużych okresów obejmuje elementy przejściowe (Sc - Zn) - D- elementy.

W piątym okresie, podobnie jak w czwartym, występuje 18 elementów (Rb - Xe) i jego budowa jest podobna do czwartego. Zaczyna się również od rubidu metalu alkalicznego Rb, a kończy na gazie obojętnym ksenonie Xe. Skład dużych okresów obejmuje elementy przejściowe (Y - Cd) - D- elementy.

Szósty okres składa się z 32 elementów (Cs - Rn). Z wyjątkiem 10 D-elementy (La, Hf - Hg) zawiera wiersz 14 F-pierwiastki (lantanowce) - Ce - Lu

Siódmy okres jeszcze się nie skończył. Zaczyna się od Francium Fr, można założyć, że będzie zawierał, podobnie jak szósty okres, 32 pierwiastki, które zostały już znalezione (aż do pierwiastka o Z = 118).

Interaktywny układ okresowy

jeśli spojrzysz Układ okresowy Mendelejewa i narysuj wyimaginowaną linię zaczynającą się od boru i kończącą się między polonem a astatem, wówczas wszystkie metale będą znajdować się po lewej stronie linii, a niemetale po prawej. Elementy bezpośrednio przylegające do tej linii będą miały właściwości zarówno metali, jak i niemetali. Nazywa się je metaloidami lub półmetalami. Są to bor, krzem, german, arsen, antymon, tellur i polon.

Prawo okresowe

Mendelejew sformułował następujące sformułowanie prawa okresowości: „Własności ciał prostych, a także formy i właściwości związków pierwiastków, a zatem właściwości tworzonych przez nie ciał prostych i złożonych, pozostają w okresowej zależności od ich ciężar atomowy”.
Istnieją cztery główne wzorce okresowe:

Reguła oktetu stwierdza, że wszystkie pierwiastki mają tendencję do zdobywania lub utraty elektronu, aby uzyskać ośmioelektronową konfigurację najbliższego gazu szlachetnego. Ponieważ Ponieważ zewnętrzne orbitale s i p gazów szlachetnych są całkowicie wypełnione, są to najbardziej stabilne pierwiastki.
Energia jonizacji to ilość energii potrzebna do oderwania elektronu od atomu. Zgodnie z regułą oktetu, poruszanie się po układzie okresowym pierwiastków od lewej do prawej wymaga więcej energii do oderwania elektronu. Dlatego pierwiastki po lewej stronie stołu mają tendencję do utraty elektronu, a te po prawej do jego zdobycia. Gazy obojętne mają najwyższą energię jonizacji. Energia jonizacji maleje w miarę przesuwania się w dół grupy, ponieważ elektrony o niskich poziomach energii mają zdolność odpychania elektronów z wyższych poziomów energii. Zjawisko to nazywa się efekt ekranowania. Z powodu tego efektu zewnętrzne elektrony są słabiej związane z jądrem. Poruszając się po okresie, energia jonizacji stopniowo wzrasta od lewej do prawej.

powinowactwo elektronowe to zmiana energii po przejęciu dodatkowego elektronu przez atom substancji w stanie gazowym. Podczas przesuwania się w dół grupy powinowactwo elektronów staje się mniej ujemne ze względu na efekt ekranowania.

Elektroujemność- miara tego, jak silnie ma tendencję do przyciągania elektronów innego związanego z nim atomu. Elektroujemność wzrasta wraz z ruchem układ okresowy od lewej do prawej i od dołu do góry. Należy pamiętać, że gazy szlachetne nie mają elektroujemności. Zatem najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem jest fluor.

Opierając się na tych pojęciach, zastanówmy się, jak zmieniają się właściwości atomów i ich związków układ okresowy.

Tak więc w zależności okresowej występują takie właściwości atomu, które są związane z jego konfiguracją elektronową: promień atomowy, energia jonizacji, elektroujemność.

Rozważ zmianę właściwości atomów i ich związków w zależności od położenia układ okresowy pierwiastków chemicznych.

Zwiększa się niemetaliczność atomu podczas poruszania się w układzie okresowym od lewej do prawej i od dołu do góry. Z tego powodu zmniejszają się podstawowe właściwości tlenków, a właściwości kwasowe rosną w tej samej kolejności - od lewej do prawej i od dołu do góry. Jednocześnie właściwości kwasowe tlenków są tym silniejsze, im większy stopień utlenienia tworzącego je pierwiastka

Według okresu od lewej do prawej podstawowe właściwości wodorotlenki słabną, w głównych podgrupach od góry do dołu siła baz wzrasta. Jednocześnie, jeśli metal może tworzyć kilka wodorotlenków, to wraz ze wzrostem stopnia utlenienia metalu, podstawowe właściwości wodorotlenki słabną.

Według okresu od lewej do prawej wzrasta siła kwasów zawierających tlen. Podczas przemieszczania się z góry na dół w obrębie tej samej grupy siła kwasów zawierających tlen maleje. W tym przypadku moc kwasu wzrasta wraz ze wzrostem stopnia utlenienia pierwiastka kwasotwórczego.

Według okresu od lewej do prawej wzrasta siła kwasów anoksynowych. Podczas przemieszczania się z góry na dół w obrębie tej samej grupy siła kwasów anoksynowych wzrasta.

Kategorie ,

Tutaj czytelnik znajdzie informacje o jednym z najważniejszych praw odkrytych przez człowieka w dziedzinie nauki - prawie okresowym Mendelejewa Dmitrija Iwanowicza. Zapoznasz się z jego znaczeniem i wpływem na chemię, omówione zostaną ogólne przepisy, charakterystyka i szczegóły prawa okresowego, historia odkrycia i główne przepisy.

Co to jest prawo okresowe

Prawo okresowe jest prawem naturalnym o fundamentalnym charakterze, które po raz pierwszy odkrył D. I. Mendelejew w 1869 r., A samo odkrycie było spowodowane porównaniem właściwości niektórych pierwiastków chemicznych i znanych wówczas wartości mas atomowych .

Mendelejew argumentował, że zgodnie z jego prawem ciała proste i złożone oraz różne związki pierwiastków zależą od ich zależności typu okresowego i od masy ich atomu.

Prawo okresowości jest jedyne w swoim rodzaju, a wynika to z faktu, że nie jest wyrażone równaniami matematycznymi, w przeciwieństwie do innych fundamentalnych praw natury i wszechświata. Graficznie znajduje to wyraz w układzie okresowym pierwiastków chemicznych.

Historia odkrycia

Odkrycie prawa okresowości miało miejsce w 1869 r., ale próby usystematyzowania wszystkich znanych x pierwiastków rozpoczęto dużo wcześniej.

Pierwszą próbę stworzenia takiego układu podjął I. V. Debereiner w 1829 r. Wszystkie znane mu pierwiastki chemiczne sklasyfikował w triady, połączone ze sobą bliskością połowy sumy mas atomowych wchodzących w skład tej grupy trzech składników. Wzorem Debereinera próbę stworzenia unikalnej tablicy klasyfikacji pierwiastków podjął A. de Chancourtois, który nazwał swój system „spiralą ziemi”, a po nim oktawę Newlands opracował John Newlands. W 1864 roku, niemal równocześnie, William Olding i Lothar Meyer opublikowali niezależnie utworzone tabele.

Prawo okresowe zostało przedstawione społeczności naukowej do przeglądu 8 marca 1869 r., A stało się to podczas spotkania rosyjskiego X-tego towarzystwa. Mendelejew Dmitrij Iwanowicz ogłosił swoje odkrycie na oczach wszystkich, aw tym samym roku ukazał się podręcznik Mendelejewa „Podstawy chemii”, w którym po raz pierwszy pokazano stworzony przez niego układ okresowy pierwiastków. Rok później, w 1870 r., napisał artykuł i przedłożył go do recenzji RCS, gdzie po raz pierwszy zastosowano pojęcie prawa okresowego. W 1871 roku Mendelejew wyczerpująco opisał swoje badania w swoim słynnym artykule o okresowej ważności pierwiastków chemicznych.

Nieoceniony wkład w rozwój chemii

Wartość prawa okresowości jest niezwykle wielka dla społeczności naukowej na całym świecie. Wynika to z faktu, że jego odkrycie dało potężny impuls do rozwoju zarówno chemii, jak i innych nauk przyrodniczych, takich jak fizyka i biologia. Związek pierwiastków z ich jakościowymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi był otwarty, co również umożliwiło zrozumienie istoty budowy wszystkich pierwiastków według jednej zasady i dało początek nowoczesnemu sformułowaniu pojęć pierwiastków chemicznych, skonkretyzowaniu znajomość idei substancji o budowie złożonej i prostej.

Zastosowanie prawa okresowości umożliwiło rozwiązanie problemu przewidywania chemicznego, określenia przyczyny zachowania się znanych pierwiastków chemicznych. Fizyka atomowa, w tym energia jądrowa, stała się możliwa dzięki temu samemu prawu. Z kolei nauki te umożliwiły poszerzenie horyzontów istoty tego prawa i zagłębienie się w jego rozumienie.

Właściwości chemiczne pierwiastków układu okresowego

W rzeczywistości pierwiastki chemiczne są ze sobą połączone dzięki właściwościom właściwym dla nich zarówno w stanie wolnego atomu, jak i jonu, solwatowanego lub uwodnionego, w prostej substancji iw postaci, w jakiej mogą tworzyć ich liczne związki. Jednak x-te właściwości składają się zwykle z dwóch zjawisk: właściwości charakterystycznych dla atomu w stanie wolnym oraz substancji prostej. Ten rodzaj właściwości obejmuje wiele ich rodzajów, ale najważniejsze to:

Jonizacja atomowa i jej energia w zależności od położenia pierwiastka w tabeli, jego liczby porządkowej.
Relacja energetyczna atomu i elektronu, która podobnie jak jonizacja atomowa zależy od położenia pierwiastka w układzie okresowym.
Elektroujemność atomu, która nie ma stałej wartości, ale może się zmieniać w zależności od różnych czynników.
Promienie atomów i jonów - tutaj z reguły stosuje się dane empiryczne, które są związane z falową naturą elektronów w stanie ruchu.
Atomizacja substancji prostych - opis zdolności pierwiastka do reaktywności.
Stopnie utlenienia są jednak cechą formalną, występującą jako jedna z najważniejszych cech pierwiastka.
Potencjał utleniania prostych substancji jest miarą i wskazaniem potencjału działania substancji w roztworach wodnych, a także stopnia przejawiania się właściwości redoks.

Okresowość elementów typu wewnętrznego i wtórnego

Prawo okresowości daje zrozumienie innego ważnego składnika przyrody - okresowości wewnętrznej i wtórnej. Wspomniane dziedziny badań właściwości atomowych są w rzeczywistości znacznie bardziej złożone, niż mogłoby się wydawać. Wynika to z faktu, że elementy s, p, d tablicy zmieniają swoje cechy jakościowe w zależności od ich pozycji w okresie (okresowość wewnętrzna) i grupie (okresowość wtórna). Na przykład wewnętrznemu procesowi przejścia pierwiastka s z pierwszej grupy do ósmej do elementu p towarzyszą punkty minimalne i maksymalne na krzywej energii zjonizowanego atomu. Zjawisko to ukazuje wewnętrzną niestałość okresowości zmian właściwości atomu w zależności od jego położenia w okresie.

Wyniki

Teraz czytelnik ma jasne zrozumienie i definicję tego, czym jest prawo okresowości Mendelejewa, zdaje sobie sprawę z jego znaczenia dla człowieka i rozwoju różnych nauk, ma pojęcie o jego aktualnych przepisach i historii odkrycia.

Od pierwszych lekcji chemii korzystałeś ze stołu D. I. Mendelejewa. Wyraźnie pokazuje, że wszystkie pierwiastki chemiczne, które tworzą substancje otaczającego nas świata, są ze sobą powiązane i podlegają wspólnym prawom, to znaczy reprezentują jedną całość - system pierwiastków chemicznych. Dlatego we współczesnej nauce tabela D. I. Mendelejewa nazywa się układem okresowym pierwiastków chemicznych.

Dlaczego „okresowy” jest również dla ciebie jasny, ponieważ ogólne wzorce zmian właściwości atomów, prostych i złożonych substancji utworzonych przez pierwiastki chemiczne, powtarzają się w tym systemie w określonych odstępach czasu - okresach. Niektóre z tych wzorców, pokazane w Tabeli 1, są już Ci znane.

Tak więc wszystkie pierwiastki chemiczne istniejące na świecie podlegają jednemu, obiektywnie działającemu w przyrodzie Prawu Okresowości, którego graficzną reprezentacją jest Układ Okresowy Pierwiastków. To prawo i system noszą imię wielkiego rosyjskiego chemika D. I. Mendelejewa.

DI Mendelejew doszedł do odkrycia prawa okresowego, porównując właściwości i względne masy atomowe pierwiastków chemicznych. W tym celu D. I. Mendelejew dla każdego pierwiastka chemicznego zapisał na karcie: symbol pierwiastka, wartość względnej masy atomowej (w czasach D. I. Mendelejewa ta wartość była nazywana masą atomową), wzory i charakter wyższej tlenek i wodorotlenek. Ułożył 63 znane wówczas pierwiastki chemiczne w jednym łańcuchu w rosnącej kolejności ich względnych mas atomowych (ryc. 1) i przeanalizował ten zestaw pierwiastków, starając się znaleźć w nim pewne wzorce. W wyniku intensywnej pracy twórczej odkrył, że w łańcuchu tym występują interwały – okresy, w których w podobny sposób zmieniają się właściwości pierwiastków i tworzonych przez nie substancji (ryc. 2).

Ryż. 1.
Karty pierwiastków ułożone w kolejności rosnących względnych mas atomowych

Ryż. 2.
Karty pierwiastków ułożone w kolejności okresowych zmian właściwości pierwiastków i tworzonych przez nie substancji

Eksperyment laboratoryjny nr 2
Modelowanie budowy układu okresowego D. I. Mendelejewa

Modeluj budowę układu okresowego D. I. Mendelejewa. W tym celu przygotuj 20 kart o wymiarach 6 x 10 cm na elementy o numerach seryjnych od 1 do 20. Na każdej karcie umieść następujące informacje o pierwiastku: symbol chemiczny, nazwę, względną masę atomową, wzór wyższego tlenku, wodorotlenku (w nawiasach wskaż ich charakter - zasadowy, kwaśny lub amfoteryczny), wzór lotnego związku wodoru (np. niemetale).

Potasuj karty, a następnie ułóż je w rzędzie rosnącym według względnych mas atomowych pierwiastków. Umieść podobne pierwiastki od 1 do 18 jeden pod drugim: odpowiednio wodór nad litem i potas pod sodem, wapń pod magnezem, hel pod neonem. Sformułuj zidentyfikowany wzorzec w postaci prawa. Zwróć uwagę na rozbieżność między względnymi masami atomowymi argonu i potasu oraz ich położenie zgodnie z wspólnością właściwości pierwiastków. Wyjaśnij przyczynę tego zjawiska.

Ponownie wymieniamy, używając nowoczesnych terminów, regularne zmiany właściwości, które pojawiają się w okresach:

osłabiają się właściwości metaliczne;
ulepszone są właściwości niemetaliczne;
stopień utlenienia pierwiastków w wyższych tlenkach wzrasta od +1 do +8;
stopień utlenienia pierwiastków w lotnych związkach wodoru wzrasta od -4 do -1;
tlenki od zasadowych do amfoterycznych zastępowane są tlenkami kwasowymi;
wodorotlenki od zasad do wodorotlenków amfoterycznych są zastępowane kwasami zawierającymi tlen.

Na podstawie tych obserwacji D. I. Mendelejew w 1869 r. Doszedł do wniosku - sformułował prawo okresowe, które, używając współczesnych terminów, brzmi tak:

Systematyzując pierwiastki chemiczne na podstawie ich względnych mas atomowych, D. I. Mendelejew przywiązywał również dużą wagę do właściwości pierwiastków i tworzonych przez nie substancji, rozkładając pierwiastki o podobnych właściwościach na pionowe kolumny - grupy. Czasami, łamiąc ujawnianą przez siebie prawidłowość, przedkładał cięższe pierwiastki przed pierwiastki o niższych wartościach względnych mas atomowych. Na przykład zapisał w swojej tabeli kobalt przed niklem, tellur przed jodem, a kiedy odkryto gazy obojętne (szlachetne), argon przed potasem. DI Mendelejew uważał ten porządek ułożenia za konieczny, ponieważ w przeciwnym razie elementy te rozpadłyby się na grupy elementów niepodobnych do nich pod względem właściwości. Tak więc w szczególności potas metalu alkalicznego należałby do grupy gazów obojętnych, a gaz obojętny argon do grupy metali alkalicznych.

D. I. Mendelejew nie potrafił wyjaśnić tych wyjątków od ogólnej zasady, a także przyczyny okresowości zmian właściwości pierwiastków i tworzonych przez nie substancji. Przewidział jednak, że przyczyna tkwi w złożonej budowie atomu. To naukowa intuicja D. I. Mendelejewa pozwoliła mu skonstruować układ pierwiastków chemicznych nie w kolejności zwiększania ich względnych mas atomowych, ale w kolejności zwiększania ładunków ich jąder atomowych. O tym, że o właściwościach pierwiastków decydują właśnie ładunki ich jąder atomowych, wymownie świadczy istnienie izotopów, które spotkałeś w zeszłym roku (pamiętaj, czym one są, podaj przykłady izotopów, które znasz).

Zgodnie ze współczesnymi poglądami na temat budowy atomu podstawą klasyfikacji pierwiastków chemicznych są ładunki ich jąder atomowych, a współczesne sformułowanie prawa okresowości brzmi następująco:

Okresowość zmian właściwości pierwiastków i ich związków tłumaczy się okresowym powtarzaniem się w strukturze zewnętrznych poziomów energetycznych ich atomów. To liczba poziomów energetycznych, całkowita liczba elektronów na nich znajdujących się oraz liczba elektronów na poziomie zewnętrznym odzwierciedlają symbolikę przyjętą w Układzie Okresowym, tj. ujawniają fizyczne znaczenie numeru seryjnego pierwiastka, numeru okresu i numer grupy (z czego się składa?).

Budowa atomu pozwala również wyjaśnić przyczyny zmiany metalicznych i niemetalicznych właściwości pierwiastków w okresach i grupach.

W związku z tym prawo okresowe i układ okresowy D. I. Mendelejewa podsumowują informacje o pierwiastkach chemicznych i substancjach przez nie utworzonych oraz wyjaśniają okresowość zmiany ich właściwości oraz przyczynę podobieństwa właściwości pierwiastków z tej samej grupy.

Te dwa najważniejsze znaczenia Prawa Okresowości i Układu Okresowego D. I. Mendelejewa uzupełnia jeszcze jedno, którym jest umiejętność przewidywania, czyli przewidywania, opisywania właściwości i wskazywania sposobów odkrywania nowych pierwiastków chemicznych. Już na etapie tworzenia Układu Okresowego D. I. Mendelejew poczynił szereg przewidywań dotyczących właściwości nieznanych wówczas pierwiastków i wskazał sposoby ich odkrycia. W utworzonej przez siebie tabeli D. I. Mendelejew pozostawił puste pola dla tych elementów (ryc. 3).

Ryż. 3.
Układ okresowy pierwiastków zaproponowany przez DI Mendelejewa

Żywymi przykładami predykcyjnej mocy prawa okresowego były kolejne odkrycia pierwiastków: w 1875 r. Francuz Lecoq de Boisbaudran odkrył gal, przewidziany przez D. I. Mendelejewa pięć lat wcześniej jako pierwiastek zwany „ekaaluminum” (eka - następujący); w 1879 r. Szwed L. Nilsson odkrył „ekabor” według D. I. Mendelejewa; w 1886 r. przez Niemca K. Winklera - „ecasilicon” według D. I. Mendelejewa (określ współczesne nazwy tych pierwiastków z tabeli D. I. Mendelejewa). Jak dokładny był DI Mendelejew w swoich przewidywaniach, ilustrują dane w Tabeli 2.

Tabela 2
Przewidywane i doświadczalnie obserwowane właściwości germanu

Przewidział DI Mendelejew w 1871 roku	Założona przez K. Winklera w 1886 roku
Względna masa atomowa bliska 72	Względna masa atomowa 72,6
Szary metal ogniotrwały	Szary metal ogniotrwały
Gęstość metalu wynosi około 5,5 g / cm3	Gęstość metalu 5,35 g / cm 3
Formuła tlenkowa E0 2	Formuła tlenku Ge0 2
Gęstość tlenku wynosi około 4,7 g / cm3	Gęstość tlenku 4,7 g / cm 3
Tlenek dość łatwo zredukuje się do metalu	Tlenek Ge0 2 jest redukowany do metalu po podgrzaniu w strumieniu wodoru
Chlorek ES1 4 powinien być cieczą o temperaturze wrzenia około 90°C i gęstości około 1,9 g/cm3	Chlorek germanu (IV) GeCl 4 jest cieczą o temperaturze wrzenia 83°C i gęstości 1,887 g/cm 3

Naukowcy, którzy odkryli nowe pierwiastki, wysoko ocenili odkrycie rosyjskiego naukowca: „Nie ma chyba wyraźniejszego dowodu słuszności doktryny o okresowości pierwiastków niż odkrycie wciąż hipotetycznego ekakrzemu; jest to oczywiście coś więcej niż zwykłe potwierdzenie śmiałej teorii - oznacza wybitne rozszerzenie chemicznego pola widzenia, gigantyczny krok w dziedzinie wiedzy ”(K. Winkler).

Amerykańscy naukowcy, którzy odkryli pierwiastek nr 101, nadali mu nazwę „mendelewium” w uznaniu zasług wielkiego rosyjskiego chemika Dmitrija Mendelejewa, który jako pierwszy wykorzystał układ okresowy pierwiastków do przewidywania właściwości pierwiastków, których jeszcze nie znano odkryty.

Poznaliście się w 8 klasie i będziecie korzystać z tegorocznej formy układu okresowego, który nazywa się krótkim okresem. Jednak w klasach o profilu iw szkolnictwie wyższym stosowana jest głównie inna forma – wersja długoterminowa. Porównaj je. Co jest takie samo, a co różni się w tych dwóch formach układu okresowego pierwiastków?

Nowe słowa i pojęcia

Okresowe prawo D. I. Mendelejewa.
Układ okresowy pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa jest graficzną reprezentacją prawa okresowego.
Fizyczne znaczenie numeru elementu, numeru okresu i numeru grupy.
Wzorce zmian właściwości pierwiastków w okresach i grupach.
Znaczenie prawa okresowego i układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa.

Zadania do samodzielnej pracy

Udowodnij, że okresowe prawo D. I. Mendelejewa, jak każde inne prawo natury, pełni funkcje wyjaśniające, uogólniające i predykcyjne. Podaj przykłady ilustrujące te funkcje innych praw znanych Ci z lekcji chemii, fizyki i biologii.
Nazwij pierwiastek chemiczny, w którego atomie elektrony są ułożone w poziomach według szeregu liczb: 2, 5. Jaka prosta substancja tworzy ten pierwiastek? Jaki jest wzór jego związku wodoru i jaka jest jego nazwa? Jaki wzór ma najwyższy tlenek tego pierwiastka, jaki jest jego charakter? Zapisz równania reakcji charakteryzujące właściwości tego tlenku.
Beryl był kiedyś klasyfikowany jako pierwiastek grupy III, a jego względną masę atomową uważano za 13,5. Dlaczego D. I. Mendelejew przeniósł go do grupy II i poprawił masę atomową berylu z 13,5 na 9?
Napisz równania reakcji między substancją prostą utworzoną przez pierwiastek chemiczny, w atomie którego elektrony są rozłożone na poziomach energetycznych według szeregu liczb: 2, 8, 8, 2, a substancjami prostymi utworzonymi przez pierwiastki nr 7 i Nr 8 w układzie okresowym. Jaki rodzaj wiązania chemicznego występuje w produktach reakcji? Jaka jest struktura krystaliczna początkowych substancji prostych i produktów ich interakcji?
Ułóż następujące pierwiastki w kolejności rosnących właściwości metalicznych: As, Sb, N, P, Bi. Uzasadnij otrzymany szereg w oparciu o budowę atomów tych pierwiastków.
Uporządkuj następujące pierwiastki w kolejności wzmacniania właściwości niemetalicznych: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Uzasadnij otrzymany szereg w oparciu o budowę atomów tych pierwiastków.
Ułóż w kolejności osłabiania właściwości kwasowych tlenków, których wzory to: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7. Uzasadnij powstały szereg. Zapisz wzory wodorotlenków odpowiadające tym tlenkom. Jak zmienia się ich kwaśny charakter w zaproponowanej przez Ciebie serii?
Napisz wzory tlenków boru, berylu i litu i uporządkuj je rosnąco według ich głównych właściwości. Zapisz wzory wodorotlenków odpowiadające tym tlenkom. Jaka jest ich natura chemiczna?
Co to są izotopy? W jaki sposób odkrycie izotopów przyczyniło się do powstania prawa okresowości?
Dlaczego ładunki jąder atomowych pierwiastków w układzie okresowym D. I. Mendelejewa zmieniają się monotonnie, tj. Ładunek jądra każdego kolejnego pierwiastka wzrasta o jeden w porównaniu z ładunkiem jądra atomowego poprzedniego pierwiastka, a właściwości pierwiastków i substancji, które tworzą, zmieniają się okresowo?
Podaj trzy sformułowania prawa okresowości, w których względna masa atomowa, ładunek jądra atomowego i struktura zewnętrznych poziomów energii w powłoce elektronowej atomu są traktowane jako podstawa do usystematyzowania pierwiastków chemicznych.

Prawo okresowe- podstawowe prawo chemii - zostało odkryte w r 1869 rok DI. Mendelejew. W tamtym czasie atom był jeszcze uważany za niepodzielny i nic nie było wiadomo o jego wewnętrznej budowie.

masy atomowe(Następnie - ciężary atomowe) i właściwości chemiczne pierwiastków były podstawą Prawo okresowe D.I. Mendelejew. DI. Mendelejew, układając 63 znane wówczas pierwiastki w rosnącej kolejności ich mas atomowych, uzyskał naturalny (naturalny) szereg pierwiastków chemicznych, gdzie zauważył okresową powtarzalność właściwości chemicznych. Na przykład typowy niemetal fluor F powtórzone dla elementów chlor Cl, brom Br, jod I, typowe właściwości metali lit Li- przy elementach sól sodowa I potas K itp.

Dla niektórych elementów D.I. Mendelejew nie znalazł chemicznych analogów (w aluminium Al I krzem Si, na przykład), ze względu na fakt, że w tamtym czasie takie analogi nie były jeszcze znane. W tabeli były przeznaczone puste miejsca, Ale oparty na powtarzalności naukowiec przewidział ich właściwości chemiczne). Po odkryciu odpowiednich elementów prognozy D.I. Mendelejewa zostały w pełni potwierdzone (analogicznie do aluminium - gal Ga, analog krzemu - german Ge).

Prawo okresowości w sformułowaniu D.I. Mendelejew przedstawia się następująco: właściwości ciał prostych, a także formy i właściwości związków pierwiastków są okresowo zależne od wielkości mas atomowych pierwiastków.

Współczesne sformułowanie prawa okresowego przez D.I. Mendelejewa brzmi następująco: właściwości pierwiastków są w okresowej zależności od liczby porządkowej.

Prawo okresowe D.I. Mendelejew stał się podstawą do stworzenia naukowców Układ okresowy pierwiastków chemicznych. Jest reprezentowany 7 okresy i 8 grupy.

okresy zwane poziomymi rzędami stołu, które dzielą się na małe i duże. 2 elementy (1. okres) lub 8 elementów (2., 3. okres) są w małych okresach, a 18 elementów (4., 5. okres) lub 32 elementy (6. okres), 7. okres jest nadal niekompletny. Każdy okres zaczyna się od typowego metalu z kończy się typowym niemetalem i gazem szlachetnym.

grupy elementy nazywane są kolumnami pionowymi. Każda grupa jest reprezentowana przez dwie podgrupy - główny I strona. Podgrupa to zestaw elementów, które są kompletnymi analogami chemicznymi; często elementy podgrupy mają najwyższy stopień utlenienia odpowiadający numerowi grupy. Na przykład najwyższy stopień utlenienia (+ II) odpowiada elementom podgrupy beryl I cynk(główna i drugorzędna podgrupa grupy II) oraz elementy podgrupy azot I wanad(grupa V) odpowiada najwyższemu stopniowi utlenienia (+ V).

Właściwości chemiczne pierwiastków w głównych podgrupach mogą wahać się od niemetalicznych do metalicznych (w głównej podgrupie grupy V azot jest niemetalem, a bizmut metalem) - w szerokim zakresie. Właściwości pierwiastków w podgrupach drugorzędnych zmieniają się, ale nie tak gwałtownie; na przykład elementy grupy bocznej grupy IV - cyrkon, tytan, hafn- bardzo podobne w swoich właściwościach (zwłaszcza cyrkon I hafn).

W układzie okresowym w grupie I (Li-Fr), II (Mg-Ra) i III (w, Tl) znajdują się typowe metale. Niemetale znajdują się w grupach VII (Tłuszcz), VI (O-Te), W (N - jak), IV (C, Si) i III (B). Niektóre elementy głównych grup ( Be, Al, Ge, Sb, Po), a także wiele pierwiastków grup bocznych może wykazywać zarówno właściwości metaliczne, jak i niemetaliczne. Zjawisko to zostało nazwane amfoteryczność.

W przypadku niektórych głównych grup stosuje się grupy Nowe nazwy: VIII (Nie - Rn) - Gazy szlachetne, VII (F-At) – halogeny, IV (O - Ro) - chalkogeny, II (Ca - Ra) - metale ziem alkalicznych, I (Li – Fr) – metale alkaliczne.

Forma układu okresowego, którą zaproponował D.I. Mendelejew został nazwany krótkoterminowe, Lub klasyczny. We współczesnej chemii coraz częściej stosuje się inną formę - długi okres, w którym wszystkie okresy - małe i duże - są wydłużone w długich rzędach, zaczynając od metalu alkalicznego, a kończąc na gazie szlachetnym.

Prawo okresowe D.I. Mendelejew i układ okresowy elementów D.I. Mendelejew stał się podstawą współczesnej chemii.

strona, z pełnym lub częściowym kopiowaniem materiału, wymagany jest link do źródła.

Prawo okresowe D.I. Mendelejewa.

Właściwości pierwiastków chemicznych, a zatem właściwości tworzonych przez nie prostych i złożonych ciał, są w okresowej zależności od wielkości masy atomowej.

Fizyczne znaczenie prawa okresowości.

Fizyczne znaczenie prawa okresowości polega na okresowej zmianie właściwości pierwiastków, w wyniku okresowo powtarzających się e-tych powłok atomów, z kolejnym wzrostem n.

Nowoczesne sformułowanie PZ DI Mendelejewa.

Właściwość pierwiastków chemicznych, jak również właściwości tworzonych przez nie prostych lub złożonych substancji, jest w okresowej zależności od wielkości ładunku jąder ich atomów.

Układ okresowy pierwiastków.

Układ okresowy - system klasyfikacji pierwiastków chemicznych, stworzony na podstawie prawa okresowości. Układ okresowy - ustala związki między pierwiastkami chemicznymi odzwierciedlające ich podobieństwa i różnice.

Układ okresowy (są dwa rodzaje: krótki i długi) pierwiastków.

Układ okresowy pierwiastków jest graficzną reprezentacją układu okresowego pierwiastków, składa się z 7 okresów i 8 grup.

Pytanie 10

Układ okresowy i budowa powłok elektronowych atomów pierwiastków.

Później odkryto, że nie tylko numer seryjny elementu ma głębokie znaczenie fizyczne, ale także inne rozważane wcześniej pojęcia również stopniowo nabierały znaczenia fizycznego. Na przykład numer grupy, wskazujący najwyższą wartościowość pierwiastka, ujawnia w ten sposób maksymalną liczbę elektronów atomu danego pierwiastka, które mogą uczestniczyć w tworzeniu wiązania chemicznego.

Z kolei numer okresu okazał się powiązany z liczbą poziomów energetycznych obecnych w powłoce elektronowej atomu pierwiastka z danego okresu.

I tak np. „współrzędne” cyny Sn (numer seryjny 50, okres 5, główna podgrupa grupy IV) oznaczają, że w atomie cyny jest 50 elektronów, są one rozłożone na 5 poziomach energii, tylko 4 elektrony są wartościowościowe .

Fizyczne znaczenie znajdowania elementów w podgrupach różnych kategorii jest niezwykle ważne. Okazuje się, że dla pierwiastków znajdujących się w podgrupach kategorii I, następny (ostatni) elektron znajduje się na s-podpoziom poziom zewnętrzny. Elementy te należą do rodziny elektronów. Dla atomów pierwiastków znajdujących się w podgrupach kategorii II następny elektron znajduje się na p-podpoziom poziom zewnętrzny. Są to elementy rodziny elektronów „p”, a więc kolejny 50 elektron atomów cyny znajduje się na podpoziomie p zewnętrznego, czyli 5 poziomie energetycznym.

Dla atomów pierwiastków podgrup kategorii III następny elektron znajduje się na d-podpoziom, ale już przed poziomem zewnętrznym są to elementy elektronicznej rodziny „d”. W przypadku atomów lantanowców i aktynowców następny elektron znajduje się na podpoziomie f, przed poziomem zewnętrznym. Są to elementy rodziny elektroniki "F".

Nie jest zatem przypadkiem, że liczby podgrup tych 4 kategorii wymienionych powyżej, to znaczy 2-6-10-14, pokrywają się z maksymalną liczbą elektronów na podpoziomach s-p-d-f.

Okazuje się jednak, że można rozwiązać problem kolejności zapełniania powłoki elektronowej i wyprowadzić wzór elektronowy dla atomu dowolnego pierwiastka i na podstawie układu okresowego, który wyraźnie wskazuje poziom i podpoziom każdego kolejnego elektron. Układ okresowy wskazuje również na ułożenie pierwiastków jeden po drugim w okresy, grupy, podgrupy oraz rozkład ich elektronów według poziomów i podpoziomów, ponieważ każdy pierwiastek ma swój własny, charakteryzujący ostatni elektron. Jako przykład przeanalizujmy kompilację elektronicznego wzoru na atom cyrkonu (Zr). Układ okresowy podaje wskaźniki i „współrzędne” tego pierwiastka: numer porządkowy 40, okres 5, grupa IV, podgrupa boczna. Pierwsze wnioski: a) wszystkie 40 elektronów, b) te 40 elektronów jest rozmieszczonych na pięciu poziomach energii; c) z 40 elektronów tylko 4 są walencyjne, d) kolejny 40 elektron wszedł na d-podpoziom przed zewnętrznym, czyli czwartym poziomem energetycznym. Podobne wnioski można wyciągnąć o każdym z 39 pierwiastków poprzedzających cyrkon, tylko wskaźniki i współrzędne być za każdym razem inny.