Jednym z najpopularniejszych układów na świecie jest układ okresowy. Każda komórka zawiera nazwy pierwiastków chemicznych. W jego rozwój włożono wiele wysiłku. W końcu nie jest to tylko lista substancji. Są one uporządkowane zgodnie z ich właściwościami i cechami. I ile pierwiastków w układzie okresowym dowiemy się teraz.
Historia powstania stołu
Mendelejew nie był pierwszym naukowcem, który zdecydował się uporządkować pierwiastki. Wielu próbowało. Ale nikt nie mógł porównać wszystkiego w jednej spójnej tabeli. Możemy nazwać 17 lutego 1869 roku datą odkrycia prawa okresowości. Tego dnia Mendelejew pokazał swoje dzieło - cały system pierwiastków uporządkowany na podstawie masy atomowej i cech chemicznych.
Warto zauważyć, że genialny pomysł nie przyszedł do naukowca jednego udanego wieczoru podczas pracy. Naprawdę pracował przez około 20 lat. Wielokrotnie przeglądałem karty z elementami, studiowałem ich charakterystykę. W tym samym czasie pracowali też inni naukowcy.
Chemik Cannizzaro zaproponował we własnym imieniu teorię masy atomowej. Przekonywał, że to właśnie te dane mogą zbudować wszystkie substancje we właściwej kolejności. Ponadto naukowcy Chanturqua i Newlands, pracujący w różnych częściach świata, doszli do wniosku, że umieszczając pierwiastki według masy atomowej, zaczynają dodatkowo łączyć się według innych właściwości.
W 1869 r. wraz z Mendelejewem zaprezentowano inne przykłady tablic. Ale dziś nawet nie pamiętamy nazwisk ich autorów. Dlaczego? Chodzi o wyższość naukowca nad jego konkurentami:
- Stół miał więcej otwartych pozycji niż inne.
- Jeśli jakiś pierwiastek nie mieścił się w masie atomowej, naukowiec umieszczał go na podstawie innych właściwości. I to była właściwa decyzja.
- W stole było wiele pustych miejsc. Mendelejew świadomie pominął, odbierając tym samym cząstkę chwały tym, którzy w przyszłości odnajdą te elementy. Podał nawet opis niektórych jeszcze nieznanych substancji.
Najważniejszym osiągnięciem jest to, że ten stół jest niezniszczalny. Został stworzony na tyle pomysłowo, że wszelkie odkrycia w przyszłości będą go tylko uzupełniać.
Ile pierwiastków znajduje się w układzie okresowym
Każdy człowiek przynajmniej raz w życiu widział ten stół. Ale trudno jest podać dokładną ilość substancji. Mogą być dwie poprawne odpowiedzi: 118 i 126. Teraz dowiemy się, dlaczego tak jest.
W naturze ludzie odkryli 94 pierwiastki. Nic im nie zrobili. Badał tylko ich właściwości i cechy. Większość z nich znajdowała się w oryginalnym układzie okresowym.
Pozostałe 24 pierwiastki powstały w laboratoriach. W sumie otrzymuje się 118 sztuk. Kolejne 8 elementów to tylko opcje hipotetyczne. Próbują wymyślić lub zdobyć. Tak więc dziś śmiało można nazwać zarówno wariant ze 118 elementami, jak i ze 126 elementami.
- Naukowiec był siedemnastym dzieckiem w rodzinie. Osiem z nich zmarło w młodym wieku. Ojciec zmarł wcześnie. Ale matka nadal walczyła o przyszłość swoich dzieci, dzięki czemu mogła zapisać je do dobrych placówek oświatowych.
- Zawsze bronił swojego zdania. Był cenionym wykładowcą na uniwersytetach w Odessie, Symferopolu i Petersburgu.
- Nigdy nie wynalazł wódki. Napój alkoholowy powstał na długo przed naukowcem. Ale jego doktorat był poświęcony alkoholowi, stąd rozwinęła się legenda.
- Układ okresowy nigdy nie śnił Mendelejewowi. Była efektem ciężkiej pracy.
- Uwielbiał robić walizki. I doprowadził swoje hobby do wysokiego poziomu umiejętności.
- W całym swoim życiu Mendelejew mógł otrzymać Nagrodę Nobla 3 razy. Wszystko skończyło się jednak na nominacjach.
- To zaskoczy wielu, ale praca w dziedzinie chemii zajmuje tylko 10% wszystkich zajęć naukowca. Studiował również balony i budownictwo okrętowe.
Układ okresowy to niesamowity system wszystkich pierwiastków, które kiedykolwiek zostały odkryte przez ludzi. Jest podzielony na wiersze i kolumny, aby ułatwić naukę wszystkich elementów.
PS Artykuł - Ile pierwiastków znajduje się w układzie okresowym, opublikowanym w nagłówku -.
Jak to się wszystko zaczeło?
Wielu znanych wybitnych chemików przełomu XIX i XX wieku już dawno zauważyło, że właściwości fizyczne i chemiczne wielu pierwiastków chemicznych są do siebie bardzo podobne. Na przykład potas, lit i sód są aktywnymi metalami, które w interakcji z wodą tworzą aktywne wodorotlenki tych metali; Chlor, Fluor, Brom w swoich związkach z wodorem wykazywały taką samą wartościowość równą I, a wszystkie te związki są mocnymi kwasami. Z tego podobieństwa od dawna sugerowano, że wszystkie znane pierwiastki chemiczne można łączyć w grupy, tak że pierwiastki z każdej grupy mają określony zestaw właściwości fizykochemicznych. Jednak takie grupy były często błędnie zestawiane z różnych pierwiastków przez różnych naukowców i przez długi czas wielu ignorowało jedną z głównych cech pierwiastków - jest to ich masa atomowa. Został zignorowany, ponieważ był i jest różny dla różnych elementów, co oznacza, że nie mógł być użyty jako parametr do grupowania. Jedynym wyjątkiem był francuski chemik Alexander Emile Chancourtua, który próbował ułożyć wszystkie elementy w trójwymiarowy model wzdłuż helisy, ale jego praca nie została doceniona przez środowisko naukowe, a model okazał się nieporęczny i niewygodny.
W przeciwieństwie do wielu naukowców, D.I. Mendelejew przyjął masę atomową (wówczas jeszcze „masę atomową”) za kluczowy parametr w klasyfikacji pierwiastków. W swojej wersji Dmitrij Iwanowicz ułożył pierwiastki w rosnącej kolejności ich mas atomowych i tutaj pojawił się wzór, że w pewnych odstępach pierwiastków ich właściwości są okresowo powtarzane. Co prawda trzeba było zrobić wyjątki: niektóre pierwiastki zostały zamienione i nie odpowiadały wzrostowi mas atomowych (na przykład tellur i jod), ale odpowiadały właściwościom pierwiastków. Dalszy rozwój teorii atomowej i molekularnej uzasadniał takie postępy i wykazał słuszność tego układu. Więcej na ten temat można przeczytać w artykule „Jakie jest odkrycie Mendelejewa”
Jak widać, układ elementów w tej wersji wcale nie jest taki sam jak we współczesnej formie. Po pierwsze grupy i okresy są odwrócone: grupy poziomo, okresy pionowo, a po drugie grup jest w nim trochę za dużo - dziewiętnaście, zamiast przyjętych dziś osiemnastu.
Jednak już rok później, w 1870 roku, Mendelejew utworzył nową wersję tablicy, która jest już dla nas bardziej rozpoznawalna: podobne elementy ułożone są pionowo, tworząc grupy, a 6 okresów ułożonych jest poziomo. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że zarówno w pierwszej, jak i drugiej wersji tabeli można to zobaczyć znaczące osiągnięcia, których nie mieli jego poprzednicy: w tabeli starannie pozostawiono miejsca na elementy, które według Mendelejewa nie zostały jeszcze odkryte. Odpowiednie wakaty są przez niego oznaczone znakiem zapytania i widać je na powyższym obrazku. Następnie odkryto odpowiednie pierwiastki: gal, german, skand. W ten sposób Dmitrij Iwanowicz nie tylko usystematyzował pierwiastki w grupy i okresy, ale także przewidział odkrycie nowych, jeszcze nieznanych pierwiastków.
Później, po rozwiązaniu wielu aktualnych zagadek ówczesnej chemii – odkryciu nowych pierwiastków, wyodrębnieniu grupy gazów szlachetnych z udziałem Williama Ramsaya, ustaleniu, że didymium nie jest samodzielnym pierwiastkiem w wszystko, ale jest mieszanką dwóch innych - coraz to nowych i nowych wersji tabeli, czasami nawet posiadających widok bez tabeli w ogóle. Ale nie podamy ich tutaj wszystkich, ale podamy tylko ostateczną wersję, która powstała za życia wielkiego naukowca.
Przejście od masy atomowej do ładunku jądrowego.
Niestety, Dmitrij Iwanowicz nie doczekał planetarnej teorii budowy atomu i nie doczekał triumfu eksperymentów Rutherforda, choć to właśnie jego odkryciami rozpoczął się nowy okres w rozwoju prawa okresowości i całego układu okresowego. system. Przypomnę, że z eksperymentów przeprowadzonych przez Ernesta Rutherforda wynikało, że atomy pierwiastków składają się z dodatnio naładowanego jądra atomowego i ujemnie naładowanych elektronów krążących wokół jądra. Po wyznaczeniu ładunków jąder atomowych wszystkich znanych wówczas pierwiastków okazało się, że w układzie okresowym są one rozmieszczone zgodnie z ładunkiem jądra. A prawo okresowe nabrało nowego znaczenia, teraz zaczęło brzmieć tak:
„Właściwości pierwiastków chemicznych, a także formy i właściwości prostych substancji i związków, które tworzą, są w okresowej zależności od wielkości ładunków jąder ich atomów”
Teraz stało się jasne, dlaczego niektóre lżejsze pierwiastki zostały umieszczone przez Mendelejewa za ich cięższymi poprzednikami - chodzi o to, że tak stoją w kolejności ładunków ich jądra. Na przykład tellur jest cięższy od jodu, ale jest wcześniej w tabeli, ponieważ ładunek jądra jego atomu i liczba elektronów wynosi 52, podczas gdy jod ma 53. Możesz spojrzeć na tabelę i przekonać się sam.
Po odkryciu budowy atomu i jądra atomowego układ okresowy przeszedł jeszcze kilka zmian, aż w końcu osiągnął postać znaną nam już ze szkoły, czyli krótkookresową wersję układu okresowego pierwiastków.
W tej tabeli wiemy już wszystko: 7 okresów, 10 serii, podgrupy boczne i główne. Również wraz z odkryciem nowych pierwiastków i zapełnieniem nimi tabeli pierwiastki takie jak aktyn i lantan trzeba było umieścić w osobnych rzędach, wszystkie nazwano odpowiednio aktynowcami i lantanowcami. Ta wersja systemu istniała bardzo długo – w światowym środowisku naukowym niemal do końca lat 80., początku lat 90., aw naszym kraju jeszcze dłużej – do lat 10. XX wieku.
Nowoczesna wersja układu okresowego pierwiastków.
Jednak opcja, przez którą wielu z nas przechodziło w szkole, faktycznie okazuje się bardzo myląca, a zamieszanie wyraża się w podziale na podgrupy na główne i drugorzędne, a zapamiętanie logiki wyświetlania właściwości elementów staje się dość trudne. Oczywiście mimo to wielu ją studiowało, zostało doktorami nauk chemicznych, ale jeszcze w czasach nowożytnych zastąpiła ją nowa wersja - długookresowa. Zaznaczam, że ta konkretna opcja jest zatwierdzona przez IUPAC (Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej). Przyjrzyjmy się temu.
Osiem grup zastąpiono osiemnastoma, wśród których nie ma już podziału na główne i drugorzędne, a wszystkie grupy są podyktowane układem elektronów w powłoce atomowej. Jednocześnie pozbyli się okresów dwurzędowych i jednorzędowych, teraz wszystkie okresy zawierają tylko jeden rząd. Jak wygodna jest ta opcja? Teraz okresowość właściwości pierwiastków jest wyraźniej widoczna. Numer grupy w rzeczywistości wskazuje liczbę elektronów na poziomie zewnętrznym, dlatego wszystkie główne podgrupy starej wersji znajdują się w grupach pierwszej, drugiej i trzynastej do osiemnastej, a wszystkie grupy „poprzedniej strony” znajdują się na środku stołu. Tak więc teraz wyraźnie widać z tabeli, że jeśli jest to pierwsza grupa, to są to dla ciebie metale alkaliczne, a nie miedź lub srebro, i jasne jest, że wszystkie metale przejściowe wykazują dobrze podobieństwo swoich właściwości ze względu na wypełnienie podpoziomu d, który w mniejszym stopniu wpływa na właściwości zewnętrzne, a także lantanowce i aktynowce wykazują podobne właściwości, ponieważ różnią się jedynie podpoziomem f. Tak więc cała tablica jest podzielona na następujące bloki: blok s, na którym wypełnione są elektrony s, blok d, blok p i blok f, z wypełnieniem odpowiednio elektronów d, p i f.
Niestety w naszym kraju opcja ta pojawiła się w podręcznikach szkolnych dopiero w ciągu ostatnich 2-3 lat, a nawet wtedy nie we wszystkich. I bardzo źle. Z czym to jest związane? Cóż, po pierwsze, w czasach stagnacji w szalonych latach 90., kiedy w kraju nie było żadnego rozwoju, nie mówiąc już o sektorze edukacji, a mianowicie w latach 90., światowa społeczność chemiczna przeszła na tę opcję. Po drugie, z lekką inercją i trudnością w postrzeganiu wszystkiego co nowe, ponieważ nasi nauczyciele są przyzwyczajeni do starej, krótkoterminowej wersji tabeli, mimo że na chemii jest ona dużo trudniejsza i mniej wygodna.
Rozszerzona wersja układu okresowego.
Ale czas nie stoi w miejscu, nauka i technologia też. 118. element układu okresowego został już odkryty, co oznacza, że wkrótce trzeba będzie odkryć następny, ósmy, okres w tabeli. Ponadto pojawi się nowy podpoziom energii: podpoziom g. Elementy jej składników trzeba będzie przesunąć w dół tabeli, jak lantanowce czy aktynowce, albo ta tabela zostanie powiększona jeszcze dwukrotnie, tak że nie zmieści się już na kartce A4. Tutaj podam tylko link do Wikipedii (patrz Rozszerzony układ okresowy) i nie będę po raz kolejny powtarzał opisu tej opcji. Każdy zainteresowany może wejść w link i obejrzeć.
W tej wersji ani pierwiastki f (lantanowce i aktynowce), ani pierwiastki g („pierwiastki przyszłości” z numerów 121-128) nie są wymienione osobno, ale powiększają tabelę o 32 pola. Również element Hel jest umieszczony w drugiej grupie, ponieważ jest zawarty w bloku s.
Ogólnie rzecz biorąc, jest mało prawdopodobne, aby przyszli chemicy skorzystali z tej opcji, najprawdopodobniej układ okresowy zostanie zastąpiony jedną z alternatyw, które już przedstawiają odważni naukowcy: układ Benfeya, „Galaktyka chemiczna” Stewarta lub inna opcja. Ale stanie się to dopiero po osiągnięciu drugiej wyspy stabilności pierwiastków chemicznych i najprawdopodobniej będzie to bardziej potrzebne dla jasności w fizyce jądrowej niż w chemii, ale na razie wystarczy układ okresowy starego dobrego Dmitrija Iwanowicza.
Układ okresowy pierwiastków chemicznych (tabela Mendelejewa)- klasyfikacja pierwiastków chemicznych, ustalenie zależności różnych właściwości pierwiastków od ładunku jądra atomowego. System jest graficznym wyrazem prawa okresowości ustanowionego przez rosyjskiego chemika DI Mendelejewa w 1869 roku. Jego oryginalna wersja została opracowana przez D. I. Mendelejewa w latach 1869-1871 i ustaliła zależność właściwości pierwiastków od ich masy atomowej (współcześnie od masy atomowej). W sumie zaproponowano kilkaset wariantów reprezentacji układu okresowego (krzywe analityczne, tablice, figury geometryczne itp.). W nowoczesnej wersji systemu ma on sprowadzić pierwiastki do dwuwymiarowej tablicy, w której każda kolumna (grupa) określa główne właściwości fizyczne i chemiczne, a wiersze reprezentują okresy w pewnym stopniu do siebie podobne .
Układ okresowy pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Odkrycie dokonane przez rosyjskiego chemika Mendelejewa odegrało (jak dotąd) najważniejszą rolę w rozwoju nauki, a mianowicie w rozwoju nauki atomowej i molekularnej. To odkrycie umożliwiło uzyskanie najbardziej zrozumiałych i łatwych do nauczenia pomysłów na temat prostych i złożonych związków chemicznych. Tylko dzięki tabeli mamy takie wyobrażenia o elementach, jakich używamy we współczesnym świecie. W XX wieku ujawniła się predykcyjna rola układu okresowego w ocenie właściwości chemicznych pierwiastków transuranowych, wykazana przez twórcę tablicy.
Opracowany w XIX wieku układ okresowy Mendelejewa w interesie nauki chemii dał gotową systematyzację typów atomów dla rozwoju FIZYKI w XX wieku (fizyka atomu i jądro atomu) . Na początku XX wieku fizycy poprzez badania ustalili, że liczba seryjna (inaczej atomowa) jest również miarą ładunku elektrycznego jądra atomowego tego pierwiastka. A liczba okresu (czyli poziomy rząd) określa liczbę powłok elektronowych atomu. Okazało się również, że numer pionowego rzędu tablicy określa kwantową strukturę zewnętrznej powłoki pierwiastka (a więc pierwiastki tego samego rzędu wynikają z podobieństwa właściwości chemicznych).
Odkrycie rosyjskiego naukowca wyznaczyło nową erę w historii światowej nauki, odkrycie to pozwoliło nie tylko na dokonanie ogromnego skoku w chemii, ale było również nieocenione dla wielu innych dziedzin nauki. Układ okresowy dawał spójny system informacji o pierwiastkach, na jego podstawie można było wyciągać wnioski naukowe, a nawet przewidywać pewne odkrycia.
Układ okresowy Jedną z cech układu okresowego Mendelejewa jest to, że grupa (kolumna w tablicy) zawiera bardziej znaczące wyrażenia trendu okresowego niż dla okresów lub bloków. Współcześnie teoria mechaniki kwantowej i teorii budowy atomów tłumaczy grupowy charakter pierwiastków tym, że mają one takie same konfiguracje elektronowe powłok walencyjnych, w wyniku czego pierwiastki znajdujące się w tej samej kolumnie mają bardzo podobne (identyczne) cechy konfiguracji elektronowej, o podobnych właściwościach chemicznych. Istnieje również wyraźna tendencja do stabilnej zmiany właściwości wraz ze wzrostem masy atomowej. Należy zauważyć, że w niektórych obszarach układu okresowego (na przykład w blokach D i F) podobieństwa poziome są bardziej zauważalne niż pionowe.
Układ okresowy zawiera grupy, którym przypisano numery seryjne od 1 do 18 (od lewej do prawej), zgodnie z międzynarodowym systemem nazewnictwa grup. W dawnych czasach do identyfikacji grup używano cyfr rzymskich. W Ameryce praktyką było umieszczanie po cyfrze rzymskiej litery „A”, gdy grupa znajduje się w blokach S i P, lub litery „B” - w przypadku grup zlokalizowanych w bloku D. Stosowane wówczas identyfikatory to taka sama jak ostatnia liczba współczesnych wskaźników w naszych czasach (na przykład nazwa IVB odpowiada elementom 4. grupy w naszych czasach, a IVA to 14. grupa elementów). W ówczesnych krajach europejskich stosowano podobny system, ale tutaj litera „A” odnosiła się do grup do 10, a litera „B” - po 10 włącznie. Ale grupy 8,9,10 miały identyfikator VIII jako jedną potrójną grupę. Te nazwy grup przestały istnieć po wejściu w życie nowego systemu notacji IUPAC, który jest nadal w użyciu w 1988 roku.
Wiele grup otrzymało niesystematyczne nazwy o tradycyjnym charakterze (na przykład „metale ziem alkalicznych” lub „halogeny” i inne podobne nazwy). Grupy od 3 do 14 nie otrzymały takich nazw, ze względu na to, że są mniej do siebie podobne i mają mniejszą zgodność z wzorami pionowymi, zwykle nazywane są albo liczbą, albo nazwą pierwszego pierwiastka grupy (tytan , kobalt itp.).
Pierwiastki chemiczne należące do tej samej grupy układu okresowego wykazują pewne trendy elektroujemności, promienia atomowego i energii jonizacji. W jednej grupie, od góry do dołu, promień atomu wzrasta, w miarę wypełniania się poziomów energetycznych, usuwania elektronów walencyjnych pierwiastka z jądra, podczas gdy energia jonizacji maleje, a wiązania w atomie słabną, co upraszcza usuwanie elektronów. Zmniejsza się również elektroujemność, co wynika z faktu, że zwiększa się odległość między jądrem a elektronami walencyjnymi. Ale są też wyjątki od tych wzorców, na przykład elektroujemność wzrasta, zamiast maleć, w grupie 11, od góry do dołu. W układzie okresowym znajduje się wiersz o nazwie „Okres”.
Wśród grup są takie, w których kierunki poziome są bardziej znaczące (w przeciwieństwie do innych, w których ważniejsze są kierunki pionowe), do takich grup należy blok F, w którym lantanowce i aktynowce tworzą dwie ważne sekwencje poziome.
Elementy wykazują pewne wzorce pod względem promienia atomowego, elektroujemności, energii jonizacji i energii powinowactwa elektronów. Ze względu na to, że dla każdego kolejnego pierwiastka zwiększa się liczba naładowanych cząstek i przyciągane są elektrony do jądra, promień atomu maleje w kierunku od lewej do prawej, wraz z tym rośnie energia jonizacji wraz ze wzrostem wiązania w atomie, wzrasta trudność usunięcia elektronu. Metale znajdujące się po lewej stronie tabeli charakteryzują się niższym wskaźnikiem energii powinowactwa elektronowego, a zatem po prawej stronie wskaźnikiem energii powinowactwa elektronowego, dla niemetali wskaźnik ten jest wyższy (nie licząc gazów szlachetnych).
Różne obszary układu okresowego Mendelejewa, w zależności od tego, na której powłoce atomu znajduje się ostatni elektron, a ze względu na znaczenie powłoki elektronowej zwyczajowo opisuje się ją jako bloki.
Blok S obejmuje dwie pierwsze grupy pierwiastków (metale alkaliczne i metale ziem alkalicznych, wodór i hel).
Blok P obejmuje ostatnie sześć grup, od 13 do 18 (według IUPAC lub według systemu przyjętego w Ameryce - od IIIA do VIIIA), ten blok obejmuje również wszystkie metaloidy.
Blok - D, grupy 3 do 12 (IUPAC lub IIIB do IIB w Ameryce), ten blok zawiera wszystkie metale przejściowe.
Blok - F, zwykle wyjęty z układu okresowego pierwiastków i zawiera lantanowce i aktynowce.
Układ okresowy to jedno z największych odkryć ludzkości, które umożliwiło uporządkowanie wiedzy o otaczającym nas świecie i odkrycie nowe pierwiastki chemiczne. Jest niezbędny dla dzieci w wieku szkolnym, a także dla każdego, kto interesuje się chemią. Ponadto schemat ten jest niezbędny w innych dziedzinach nauki.
Ten schemat zawiera wszystkie elementy znane człowiekowi i są one pogrupowane w zależności od masa atomowa i numer seryjny. Te cechy wpływają na właściwości elementów. W sumie w skróconej wersji tabeli jest 8 grup, pierwiastki wchodzące w skład jednej grupy mają bardzo podobne właściwości. Pierwsza grupa zawiera wodór, lit, potas, miedź, których łacińska wymowa w języku rosyjskim to cuprum. A także argentum - srebro, cez, złoto - aurum i francium. Druga grupa zawiera beryl, magnez, wapń, cynk, następnie stront, kadm, bar, a grupę kończy rtęć i rad.
Trzecia grupa obejmuje bor, glin, skand, gal, następnie itr, ind, lantan, a grupę kończy tal i aktyn. Czwarta grupa zaczyna się od węgla, krzemu, tytanu, przechodzi przez german, cyrkon, cynę, a kończy na hafnie, ołowiu i ruterfordzie. W piątej grupie znajdują się pierwiastki takie jak azot, fosfor, wanad, arsen, niob, antymon, poniżej znajduje się bizmut tantal, który uzupełnia grupę dubn. Szósty zaczyna się od tlenu, następnie siarki, chromu, selenu, następnie molibdenu, telluru, następnie wolframu, polonu i seaborgu.
W siódmej grupie pierwszym pierwiastkiem jest fluor, następnie chlor, mangan, brom, technet, następnie jod, następnie ren, astat i bor. Ostatnia grupa to najliczniejsze. Obejmuje gazy takie jak hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon. Do tej grupy metali należą również żelazo, kobalt, nikiel, rod, pallad, ruten, osm, iryd, platyna. Następnie hann i meitner. Oddzielnie umieszczone elementy, które tworzą szereg aktynowców i szereg lantanowców. Mają podobne właściwości do lantanu i aktynu.
Ten schemat obejmuje wszystkie typy elementów, które są podzielone na 2 duże grupy - metale i niemetale o różnych właściwościach. Jak ustalić, czy pierwiastek należy do określonej grupy, pomoże linia warunkowa, którą należy narysować od boru do astatyny. Należy pamiętać, że taką linię można narysować tylko w pełnej wersji tabeli. Wszystkie elementy znajdujące się powyżej tej linii i znajdujące się w głównych podgrupach są uważane za niemetale. A które są niższe, w głównych podgrupach - metale. Ponadto metale są substancjami, które są w podgrupy boczne. Istnieją specjalne zdjęcia i zdjęcia, na których można szczegółowo zapoznać się z położeniem tych elementów. Warto zauważyć, że te pierwiastki, które znajdują się na tej linii, wykazują te same właściwości zarówno metali, jak i niemetali.
Osobną listę tworzą również pierwiastki amfoteryczne, które mają dwojakie właściwości i mogą w wyniku reakcji tworzyć 2 rodzaje związków. Jednocześnie manifestują się w równym stopniu zarówno podstawowe, jak i właściwości kwasowe. Przewaga niektórych właściwości zależy od warunków reakcji i substancji, z którymi reaguje pierwiastek amfoteryczny.
Należy zauważyć, że ten schemat w tradycyjnym wykonaniu dobrej jakości ma kolor. Jednocześnie wskazane są różne kolory dla ułatwienia orientacji główne i drugorzędne podgrupy. A także elementy są pogrupowane w zależności od podobieństwa ich właściwości.
Jednak obecnie, wraz ze schematem kolorów, bardzo powszechny jest czarno-biały układ okresowy Mendelejewa. Ten formularz jest używany do drukowania czarno-białego. Pomimo pozornej złożoności praca z nim jest równie wygodna, biorąc pod uwagę niektóre niuanse. Tak więc w tym przypadku możliwe jest odróżnienie podgrupy głównej od drugorzędnej dzięki różnicom w wyraźnie widocznych odcieniach. Dodatkowo w wersji kolorystycznej zaznaczono pierwiastki z obecnością elektronów na różnych warstwach różne kolory.
Warto zauważyć, że w projekcie jednokolorowym poruszanie się po schemacie nie jest bardzo trudne. W tym celu wystarczą informacje wskazane w każdej komórce elementu.
Egzamin jest dziś głównym rodzajem sprawdzianu na koniec szkoły, co oznacza, że należy zwrócić szczególną uwagę na przygotowanie się do niego. Dlatego przy wyborze egzamin końcowy z chemii, należy zwrócić uwagę na materiały, które mogą pomóc w jej dostarczeniu. Z reguły uczniowie mogą korzystać podczas egzaminu z niektórych tablic, w szczególności z układu okresowego pierwiastków dobrej jakości. Dlatego, aby przynosił on same korzyści w testach, należy wcześniej zwrócić uwagę na jego budowę oraz przestudiować właściwości pierwiastków, a także ich kolejność. Ty też musisz się uczyć skorzystaj z czarno-białej wersji tabeli aby nie napotkać żadnych trudności na egzaminie.
Oprócz głównej tabeli charakteryzującej właściwości pierwiastków i ich zależności od masy atomowej, istnieją inne schematy, które mogą pomóc w badaniu chemii. Na przykład istnieją tablice rozpuszczalności i elektroujemności substancji. Pierwszy z nich może określić, jak rozpuszczalny jest dany związek w wodzie o zwykłej temperaturze. W tym przypadku aniony znajdują się poziomo - jony naładowane ujemnie, a kationy, czyli jony naładowane dodatnio, znajdują się pionowo. dowiedzieć się stopień rozpuszczalności jednego lub drugiego związku, konieczne jest znalezienie jego składników w tabeli. A w miejscu ich przecięcia będzie niezbędne oznaczenie.
Jeśli jest to litera „r”, wówczas substancja jest całkowicie rozpuszczalna w wodzie w normalnych warunkach. W obecności litery „m” - substancja jest słabo rozpuszczalna, aw obecności litery „n” - prawie się nie rozpuszcza. Jeśli jest znak „+”, oznacza to, że związek nie tworzy osadu i reaguje z rozpuszczalnikiem bez pozostałości. Jeśli występuje znak „-”, oznacza to, że taka substancja nie istnieje. Czasami w tabeli można zobaczyć również znak „?”, oznacza to wówczas, że stopień rozpuszczalności tego związku nie jest do końca znany. Elektroujemność pierwiastków może wynosić od 1 do 8, istnieje również specjalna tabela do określenia tego parametru.
Inną przydatną tabelą są serie aktywności metali. Wszystkie metale są w nim zlokalizowane poprzez zwiększenie stopnia potencjału elektrochemicznego. Seria metali naprężonych zaczyna się od litu, a kończy na złocie. Uważa się, że im bardziej na lewo metal zajmuje ten rząd, tym bardziej jest aktywny w reakcjach chemicznych. Zatem, najbardziej aktywny metal Lit jest uważany za metal alkaliczny. Wodór znajduje się również na końcu listy pierwiastków. Uważa się, że metale znajdujące się po nim są praktycznie nieaktywne. Wśród nich są pierwiastki takie jak miedź, rtęć, srebro, platyna i złoto.
Zdjęcia układu okresowego w dobrej jakości
Schemat ten jest jednym z największych osiągnięć w dziedzinie chemii. W której Istnieje wiele rodzajów tego stołu.- wersja krótka, długa, a także bardzo długa. Najbardziej powszechna jest krótka tabela, a długa wersja schematu jest również powszechna. Warto zauważyć, że skrócona wersja schematu nie jest obecnie rekomendowana przez IUPAC do użytku.
Razem było opracowano ponad sto rodzajów tabel, które różnią się prezentacją, kształtem i reprezentacją graficzną. Są one wykorzystywane w różnych dziedzinach nauki lub nie są stosowane wcale. Obecnie naukowcy nadal opracowują nowe konfiguracje obwodów. Jako główną opcję stosuje się krótki lub długi obwód w doskonałej jakości.
Układ okresowy pierwiastków chemicznych to klasyfikacja pierwiastków chemicznych stworzona przez D. I. Mendelejewa na podstawie prawa okresowego odkrytego przez niego w 1869 r.
DI Mendelejew
Zgodnie ze współczesnym sformułowaniem tego prawa, w ciągłym szeregu pierwiastków ułożonych w rosnącym porządku dodatniego ładunku jąder ich atomów okresowo powtarzają się pierwiastki o podobnych właściwościach.
Układ okresowy pierwiastków chemicznych, przedstawiony w formie tabeli, składa się z okresów, szeregów i grup.
Na początku każdego okresu (z wyjątkiem pierwszego) znajduje się pierwiastek o wyraźnych właściwościach metalicznych (metal alkaliczny).
Symbole dla tabeli kolorów: 1 - znak chemiczny pierwiastka; 2 - imię; 3 - masa atomowa (masa atomowa); 4 - numer seryjny; 5 - rozmieszczenie elektronów w warstwach.
Wraz ze wzrostem liczby porządkowej pierwiastka, równej wartości dodatniego ładunku jądra jego atomu, właściwości metaliczne stopniowo słabną, a właściwości niemetaliczne rosną. Przedostatni pierwiastek w każdym okresie to pierwiastek o wyraźnych właściwościach niemetalicznych (), a ostatni to gaz obojętny. W I okresie występują 2 elementy, w II i III - po 8 elementów, w IV i V - po 18 elementów, w VI - 32, aw VII (okres niepełny) - 17 elementów.
Pierwsze trzy okresy nazywane są małymi okresami, każdy z nich składa się z jednego poziomego rzędu; reszta - w dużych okresach, z których każdy (z wyłączeniem okresu VII) składa się z dwóch poziomych rzędów - parzystego (górny) i nieparzystego (dolny). W parzystych rzędach dużych okresów są tylko metale. Właściwości elementów w tych rzędach zmieniają się nieznacznie wraz ze wzrostem numeru seryjnego. Zmieniają się właściwości pierwiastków w nieparzystych szeregach dużych okresów. W okresie VI po lantanie występuje 14 pierwiastków o bardzo podobnych właściwościach chemicznych. Pierwiastki te, zwane lantanowcami, są wymienione oddzielnie w tabeli głównej. Aktynowce, pierwiastki następujące po aktynie, są podobnie przedstawione w tabeli.
Tabela ma dziewięć grup pionowych. Numer grupy, z nielicznymi wyjątkami, jest równy najwyższej dodatniej wartościowości pierwiastków tej grupy. Każda grupa, z wyjątkiem zera i ósmej, jest podzielona na podgrupy. - główny (znajdujący się po prawej stronie) i boczny. W głównych podgrupach wraz ze wzrostem numeru seryjnego poprawiają się właściwości metaliczne pierwiastków, a osłabiają właściwości niemetaliczne pierwiastków.
Tak więc o właściwościach chemicznych i wielu właściwościach fizycznych pierwiastków decyduje miejsce, jakie dany pierwiastek zajmuje w układzie okresowym.
Pierwiastki biogenne, czyli pierwiastki, które tworzą organizmy i pełnią w nim określoną rolę biologiczną, zajmują górną część układu okresowego. Komórki zajmowane przez pierwiastki, które stanowią większość (ponad 99%) żywej materii, są zabarwione na niebiesko, komórki zajmowane przez mikroelementy są zabarwione na różowo (patrz).
Układ okresowy pierwiastków chemicznych jest największym osiągnięciem współczesnej nauki przyrodniczej i żywym wyrazem najogólniejszych dialektycznych praw natury.
Zobacz także Masa atomowa.
Układ okresowy pierwiastków chemicznych to naturalna klasyfikacja pierwiastków chemicznych stworzona przez D. I. Mendelejewa na podstawie prawa okresowego odkrytego przez niego w 1869 r.
W pierwotnym sformułowaniu prawo okresowości D. I. Mendelejewa stwierdzało: właściwości pierwiastków chemicznych, a także formy i właściwości ich związków są okresowo zależne od wielkości mas atomowych pierwiastków. Później, wraz z rozwojem doktryny budowy atomu, wykazano, że dokładniejszą charakterystyką każdego pierwiastka nie jest masa atomowa (patrz), ale wartość dodatniego ładunku jądra atomu pierwiastka. pierwiastek równy liczbie porządkowej (atomowej) tego pierwiastka w układzie okresowym D. I. Mendelejewa . Liczba ładunków dodatnich na jądrze atomu jest równa liczbie elektronów otaczających jądro atomu, ponieważ atomy jako całość są elektrycznie obojętne. W świetle tych danych prawo okresowości formułuje się następująco: właściwości pierwiastków chemicznych oraz formy i właściwości ich związków są w okresowej zależności od dodatniego ładunku jąder ich atomów. Oznacza to, że w ciągłym szeregu pierwiastków, ułożonych w rosnącym porządku dodatnich ładunków jąder ich atomów, pierwiastki o podobnych właściwościach będą się okresowo powtarzać.
Tabelaryczna forma układu okresowego pierwiastków chemicznych jest przedstawiona w jego nowoczesnej formie. Składa się z okresów, serii i grup. Okres reprezentuje kolejny poziomy rząd pierwiastków ułożonych w rosnącym porządku dodatniego ładunku jąder ich atomów.
Na początku każdego okresu (z wyjątkiem pierwszego) znajduje się pierwiastek o wyraźnych właściwościach metalicznych (metal alkaliczny). Następnie, wraz ze wzrostem numeru seryjnego, właściwości metaliczne elementów stopniowo słabną, a właściwości niemetaliczne elementów rosną. Przedostatni pierwiastek w każdym okresie to pierwiastek o wyraźnych właściwościach niemetalicznych (halogen), a ostatni to gaz obojętny. Okres I składa się z dwóch pierwiastków, rolę metalu alkalicznego i halogenu pełni jednocześnie wodór. Okresy II i III obejmują po 8 elementów, zwanych typowymi dla Mendelejewa. Okresy IV i V mają po 18 elementów, VI-32. VII okres nie jest jeszcze zakończony i jest uzupełniany sztucznie stworzonymi elementami; w tym okresie jest obecnie 17 elementów. Okresy I, II i III nazywane są małymi, każdy z nich składa się z jednego poziomego rzędu, IV-VII - duży: zawierają one (z wyjątkiem VII) dwa poziome rzędy - parzysty (górny) i nieparzysty (dolny). W parzystych rzędach dużych okresów znajdują się tylko metale, a zmiana właściwości pierwiastków w rzędzie od lewej do prawej jest słabo wyrażona.
W nieparzystych szeregach dużych okresów właściwości elementów w szeregu zmieniają się w taki sam sposób, jak właściwości elementów typowych. W parzystej liczbie okresu VI po lantan następuje 14 pierwiastków [zwanych lantanowcami (patrz), lantanowce, pierwiastki ziem rzadkich], podobnych właściwościami chemicznymi do lantanu i do siebie nawzajem. Ich wykaz podano osobno pod tabelą.
Oddzielnie elementy następujące po aktynowcach (aktynowcach) są wypisywane i podane pod tabelą.
W układzie okresowym pierwiastków chemicznych jest dziewięć grup pionowych. Numer grupy jest równy najwyższej dodatniej wartościowości (patrz) pierwiastków tej grupy. Wyjątkiem są fluor (zdarza się tylko ujemnie jednowartościowy) i brom (nie zdarza się siedmiowartościowy); dodatkowo miedź, srebro, złoto mogą wykazywać wartościowość większą niż +1 (Cu-1 i 2, Ag i Au-1 i 3), a z pierwiastków grupy VIII tylko osm i ruten mają wartościowość +8 . Każda grupa, z wyjątkiem ósmej i zerowej, jest podzielona na dwie podgrupy: główną (znajdującą się po prawej stronie) i drugorzędną. Główne podgrupy obejmują elementy typowe i pierwiastki dużych okresów, drugorzędne - tylko pierwiastki dużych okresów, a ponadto metale.
Pod względem właściwości chemicznych pierwiastki z każdej podgrupy tej grupy znacznie różnią się od siebie i tylko najwyższa dodatnia wartościowość jest taka sama dla wszystkich pierwiastków z tej grupy. W głównych podgrupach, od góry do dołu, właściwości metaliczne pierwiastków rosną, a niemetaliczne słabną (na przykład franc jest pierwiastkiem o najbardziej wyraźnych właściwościach metalicznych, a fluor jest niemetaliczny). Tak więc miejsce pierwiastka w układzie okresowym Mendelejewa (numer porządkowy) określa jego właściwości, które są średnią właściwości pierwiastków sąsiednich w pionie iw poziomie.
Niektóre grupy elementów mają specjalne nazwy. Tak więc pierwiastki głównych podgrup grupy I nazywane są metalami alkalicznymi, grupa II - metale ziem alkalicznych, grupa VII - halogeny, pierwiastki znajdujące się za uranem - transuran. Pierwiastki, które wchodzą w skład organizmów, biorą udział w procesach metabolicznych i pełnią wyraźną rolę biologiczną, nazywane są pierwiastkami biogennymi. Wszyscy zajmują górną część stołu D. I. Mendelejewa. To przede wszystkim O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg i Fe, które stanowią większość żywej materii (ponad 99%). Miejsca zajmowane przez te pierwiastki w układzie okresowym są oznaczone kolorem jasnoniebieskim. Pierwiastki biogenne, których w organizmie jest bardzo mało (od 10 -3 do 10 -14%), nazywane są mikroelementami (patrz). W komórkach układu okresowego, zabarwionych na żółto, umieszczone są mikroelementy, których żywotne znaczenie dla człowieka zostało udowodnione.
Zgodnie z teorią budowy atomów (patrz Atom), właściwości chemiczne pierwiastków zależą głównie od liczby elektronów na zewnętrznej powłoce elektronowej. Okresową zmianę właściwości pierwiastków wraz ze wzrostem dodatniego ładunku jąder atomowych tłumaczy się okresowym powtarzaniem się struktury zewnętrznej powłoki elektronowej (poziomu energetycznego) atomów.
W małych okresach, wraz ze wzrostem ładunku dodatniego jądra, liczba elektronów w powłoce zewnętrznej wzrasta od 1 do 2 w okresie I i od 1 do 8 w okresach II i III. Stąd zmiana właściwości pierwiastków w okresie od metalu alkalicznego do gazu obojętnego. Zewnętrzna powłoka elektronowa zawierająca 8 elektronów jest kompletna i stabilna energetycznie (pierwiastki grupy zerowej są chemicznie obojętne).
W dużych okresach w parzystych rzędach, wraz ze wzrostem dodatniego ładunku jąder, liczba elektronów w powłoce zewnętrznej pozostaje stała (1 lub 2), a druga powłoka zewnętrzna jest wypełniona elektronami. Stąd powolna zmiana właściwości elementów w parzystych rzędach. W nieparzystych ciągach długich okresów, wraz ze wzrostem ładunku jądra, zewnętrzna powłoka jest zapełniana elektronami (od 1 do 8) i właściwości pierwiastków zmieniają się w taki sam sposób, jak pierwiastków typowych.
Liczba powłok elektronowych w atomie jest równa numerowi okresu. Atomy pierwiastków głównych podgrup mają na swoich powłokach zewnętrznych liczbę elektronów równą liczbie grup. Atomy pierwiastków podgrup drugorzędowych zawierają jeden lub dwa elektrony na powłokach zewnętrznych. To wyjaśnia różnicę we właściwościach elementów podgrupy głównej i drugorzędnej. Numer grupy wskazuje możliwą liczbę elektronów, które mogą uczestniczyć w tworzeniu wiązań chemicznych (walencyjnych) (patrz Cząsteczka), dlatego takie elektrony nazywane są wartościowością. Dla pierwiastków podgrup drugorzędowych wartościowością są nie tylko elektrony powłok zewnętrznych, ale także elektrony przedostatnie. Liczbę i budowę powłok elektronowych podano w załączonym układzie okresowym pierwiastków chemicznych.
Prawo okresowości D. I. Mendelejewa i oparty na nim system mają wyjątkowo duże znaczenie w nauce i praktyce. Prawo okresowości i system były podstawą odkrycia nowych pierwiastków chemicznych, dokładnego określenia ich mas atomowych, rozwoju teorii budowy atomów, ustalenia geochemicznych praw rozmieszczenia pierwiastków w skorupie ziemskiej oraz rozwój nowoczesnych idei dotyczących żywej materii, której skład i związane z nim prawa są zgodne z systemem okresowym. Biologiczna aktywność pierwiastków i ich zawartość w organizmie są również w dużej mierze zdeterminowane przez miejsce, jakie zajmują w układzie okresowym Mendelejewa. Tak więc wraz ze wzrostem numeru seryjnego w wielu grupach zwiększa się toksyczność pierwiastków, a ich zawartość w organizmie maleje. Prawo okresowości jest żywym wyrazem najogólniejszych dialektycznych praw rozwoju przyrody.