Formulacija Mendelejevega periodičnega zakona. Periodični zakon kemijskih elementov Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva

Periodični zakon D.I. Mendelejev in periodični sistem kemičnih elementov je zelo pomembna za razvoj kemije. Potopimo se v leto 1871, ko je profesor kemije D.I. Mendelejev je s številnimi poskusi in napakami prišel do zaključka, da "... lastnosti elementov in s tem lastnosti preprostih in kompleksnih teles, ki jih tvorijo, so periodično odvisne od njihove atomske teže." Periodičnost sprememb lastnosti elementov nastane zaradi periodičnega ponavljanja elektronske konfiguracije zunanjega elektronskega sloja s povečanjem naboja jedra.

Sodobna formulacija periodičnega zakona je to:

"lastnosti kemičnih elementov (tj. lastnosti in oblika spojin, ki jih tvorijo) so periodično odvisne od naboja jedra atomov kemičnih elementov."

Med poučevanjem kemije je Mendelejev razumel, da spominjanje posameznih lastnosti vsakega elementa učencem povzroča težave. Začel je iskati načine za ustvarjanje sistematične metode za lažje pomnjenje lastnosti elementov. Rezultat je bil naravna miza, pozneje je postala znana kot periodično.

Naša sodobna tabela je zelo podobna periodnemu sistemu. Oglejmo si ga pobližje.

Mendelejeva tabela

Mendelejev periodni sistem je sestavljen iz 8 skupin in 7 obdobij.

Navpični stolpci tabele se imenujejo skupine . Elementi v vsaki skupini imajo podobne kemijske in fizikalne lastnosti. To je razloženo z dejstvom, da imajo elementi iste skupine podobne elektronske konfiguracije zunanje plasti, število elektronov na kateri je enako številki skupine. V tem primeru je skupina razdeljena na glavne in sekundarne podskupine.

IN Glavne podskupine vključuje elemente, katerih valenčni elektroni se nahajajo na zunanjih ns- in np-podravnih. IN Stranske podskupine vključuje elemente, katerih valenčni elektroni se nahajajo na zunanji ns-podravni in notranji (n - 1) d-podravni (ali (n - 2) f-podravni).

Vsi elementi v periodni sistem , glede na to, na kateri podravni (s-, p-, d- ali f-) valenčne elektrone razvrščamo v: s-elemente (elemente glavnih podskupin skupin I in II), p-elemente (elemente glavnih podskupin III - VII skupine), d-elementi (elementi stranskih podskupin), f-elementi (lantanidi, aktinoidi).

Najvišja valenca elementa (z izjemo O, F, elementov podskupine bakra in skupine osem) je enaka številu skupine, v kateri se nahaja.

Za elemente glavne in sekundarne podskupine so formule višjih oksidov (in njihovih hidratov) enake. V glavnih podskupinah je sestava vodikovih spojin za elemente v tej skupini enaka. Trdni hidridi tvorijo elemente glavnih podskupin skupin I - III, skupine IV - VII pa tvorijo plinaste vodikove spojine. Vodikove spojine tipa EN 4 so bolj nevtralne spojine, EN 3 so baze, H 2 E in NE so kisline.

Imenujejo se vodoravne vrstice tabele obdobja. Elementi v obdobjih se med seboj razlikujejo, skupno pa jim je, da so zadnji elektroni na enaki energijski ravni ( glavno kvantno številon- enako ).

Prvo obdobje se od drugih razlikuje po tem, da sta samo 2 elementa: vodik H in helij He.

V drugi periodi je 8 elementov (Li - Ne). Litij Li, alkalijska kovina, začne obdobje, žlahtni plin neon Ne pa ga zaključi.

V tretji periodi je tako kot v drugi 8 elementov (Na - Ar). Perioda se začne z alkalijsko kovino natrijem Na, zapre pa jo žlahtni plin argon Ar.

Četrta doba vsebuje 18 elementov (K - Kr) - Mendelejev jo je označil kot prvo veliko periodo. Prav tako se začne z alkalijsko kovino kalijem in konča z inertnim plinom kriptonom Kr. Sestava velikih obdobij vključuje prehodne elemente (Sc - Zn) - d- elementi.

V peti periodi, podobno kot četrti, je 18 elementov (Rb - Xe) in je po strukturi podobna četrti. Začne se tudi z alkalno kovino rubidijem Rb in konča z inertnim plinom ksenonom Xe. Sestava velikih obdobij vključuje prehodne elemente (Y - Cd) - d- elementi.

Šesto obdobje sestavlja 32 elementov (Cs - Rn). Razen 10 d-elementi (La, Hf - Hg) vsebuje vrsto 14 f-elementi (lantanidi) - Ce - Lu

Sedmo obdobje še ni končano. Začne se s Francom Fr, predvidevamo lahko, da bo vsebovala, tako kot šesta doba, 32 že najdenih elementov (do elementa z Z = 118).

Interaktivni periodni sistem

Če pogledate periodni sistem in narišite namišljeno črto, ki se začne pri boru in konča med polonijem in astatinom, potem bodo vse kovine levo od črte, nekovine pa desno. Elementi, ki mejijo neposredno na to črto, bodo imeli lastnosti kovin in nekovin. Imenujejo se metaloidi ali polkovine. To so bor, silicij, germanij, arzen, antimon, telur in polonij.

Periodični zakon

Mendelejev je dal naslednjo formulacijo periodičnega zakona: »lastnosti preprostih teles, kot tudi oblike in lastnosti spojin elementov in s tem lastnosti preprostih in kompleksnih teles, ki jih tvorijo, so periodično odvisne od njihove atomske teže. ”
Obstajajo štirje glavni periodični vzorci:

Pravilo okteta navaja, da vsi elementi težijo k pridobitvi ali izgubi elektrona, da bi imeli osemelektronsko konfiguracijo najbližjega žlahtnega plina. Ker Ker sta zunanji s- in p-orbitali žlahtnih plinov popolnoma zapolnjeni, sta najbolj stabilna elementa.
Ionizacijska energija je količina energije, ki je potrebna za odstranitev elektrona iz atoma. V skladu s pravilom okteta je pri premikanju po periodnem sistemu od leve proti desni potrebna večja energija za odstranitev elektrona. Zato elementi na levi strani mize ponavadi izgubijo elektron, tisti na desni strani pa ga pridobijo. Inertni plini imajo največjo ionizacijsko energijo. Energija ionizacije se zmanjšuje, ko se premikate po skupini navzdol, ker elektroni na nizkih ravneh energije imajo sposobnost odbijanja elektronov na višjih ravneh energije. Ta pojav se imenuje zaščitni učinek. Zaradi tega učinka so zunanji elektroni manj tesno vezani na jedro. S premikanjem po obdobju se ionizacijska energija gladko povečuje od leve proti desni.

Elektronska afiniteta– sprememba energije, ko atom snovi v plinastem stanju pridobi dodaten elektron. Ko se premikate po skupini navzdol, postane afiniteta za elektrone manj negativna zaradi učinka presejanja.

Elektronegativnost- merilo, kako močno želi pritegniti elektrone iz drugega atoma, ki je z njim povezan. Elektronegativnost se poveča pri premikanju periodni sistem od leve proti desni in od spodaj navzgor. Ne smemo pozabiti, da žlahtni plini nimajo elektronegativnosti. Tako je najbolj elektronegativen element fluor.

Na podlagi teh pojmov razmislimo, kako se spreminjajo lastnosti atomov in njihovih spojin periodni sistem.

Torej, v periodični odvisnosti obstajajo takšne lastnosti atoma, ki so povezane z njegovo elektronsko konfiguracijo: atomski polmer, ionizacijska energija, elektronegativnost.

Razmislimo o spremembi lastnosti atomov in njihovih spojin glede na njihov položaj v periodni sistem kemičnih elementov.

Poveča se nekovinskost atoma pri premikanju v periodnem sistemu od leve proti desni in od spodaj navzgor. Zaradi tega osnovne lastnosti oksidov se zmanjšajo, in kisle lastnosti se povečujejo v istem vrstnem redu - pri premikanju od leve proti desni in od spodaj navzgor. Poleg tega so kisle lastnosti oksidov močnejše, čim višje je oksidacijsko stanje elementa, ki ga tvori.

Po obdobju od leve proti desni osnovne lastnosti hidroksidi oslabijo; v glavnih podskupinah se od zgoraj navzdol poveča trdnost temeljev. Poleg tega, če lahko kovina tvori več hidroksidov, potem s povečanjem oksidacijskega stanja kovine, osnovne lastnosti hidroksidi oslabijo.

Po obdobju od leve proti desni moč kislin, ki vsebujejo kisik, se poveča. Pri premikanju od zgoraj navzdol znotraj ene skupine se moč kislin, ki vsebujejo kisik, zmanjša. V tem primeru se moč kisline poveča z naraščanjem oksidacijskega stanja elementa, ki tvori kislino.

Po obdobju od leve proti desni moč kislin brez kisika se poveča. Pri premikanju od zgoraj navzdol znotraj ene skupine se poveča moč kislin brez kisika.

kategorije ,

Tukaj bo bralec našel informacije o enem najpomembnejših zakonov, kar jih je človek kdaj odkril na znanstvenem področju - periodičnem zakonu Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva. Seznanili se boste z njegovim pomenom in vplivom na kemijo; obravnavane bodo splošne določbe, značilnosti in podrobnosti periodičnega zakona, zgodovina odkritja in glavne določbe.

Kaj je periodični zakon

Periodični zakon je naravni zakon temeljne narave, ki ga je prvi odkril D. I. Mendelejev leta 1869, samo odkritje pa se je zgodilo s primerjavo lastnosti nekaterih kemičnih elementov in takrat znanih vrednosti atomske mase.

Mendelejev je trdil, da so po njegovem zakonu preprosta in zapletena telesa ter različne spojine elementov odvisne od njihove periodične tipske odvisnosti in od teže njihovega atoma.

Periodični zakon je edinstven v svoji vrsti in to je posledica dejstva, da ni izražen z matematičnimi enačbami, za razliko od drugih temeljnih zakonov narave in vesolja. Grafično se izrazi v periodnem sistemu kemičnih elementov.

Zgodovina odkritja

Odkritje periodičnega zakona se je zgodilo leta 1869, vendar so se poskusi sistematizacije vseh znanih elementov x začeli že dolgo pred tem.

Prvi poskus ustvariti tak sistem je naredil I. V. Debereiner leta 1829. Vse njemu znane kemijske elemente je razvrstil v triade, ki so bile med seboj povezane z bližino polovice vsote atomskih mas, vključenih v to skupino treh komponent. . Po Debereinerju je A. de Chancourtois poskušal ustvariti edinstveno tabelo klasifikacije elementov, svoj sistem je poimenoval "zemeljska spirala", po njem pa je Newlandsko oktavo sestavil John Newlands. Leta 1864 sta skoraj istočasno William Olding in Lothar Meyer objavila tabele, ustvarjene neodvisno drug od drugega.

Periodični zakon je bil predstavljen znanstveni skupnosti v pregled 8. marca 1869, in to se je zgodilo med srečanjem ruskega društva. Dmitrij Ivanovič Mendelejev je svoje odkritje napovedal pred vsemi in istega leta je izšel Mendelejev učbenik "Osnove kemije", kjer je bil prvič prikazan periodni sistem, ki ga je ustvaril. Leto kasneje, leta 1870, je napisal članek in ga predložil Ruskemu kemijskemu društvu, kjer je bil prvič uporabljen koncept periodičnega zakona. Leta 1871 je Mendelejev podal izčrpen opis svojega koncepta v znamenitem članku o periodičnem zakonu kemijskih elementov.

Neprecenljiv prispevek k razvoju kemije

Pomen periodičnega zakona je neverjetno velik za znanstveno skupnost po vsem svetu. To je posledica dejstva, da je njegovo odkritje močno spodbudilo razvoj tako kemije kot drugih naravoslovnih ved, na primer fizike in biologije. Razmerje med elementi in njihovimi kvalitativnimi kemijskimi in fizikalnimi značilnostmi je omogočilo tudi razumevanje bistva zgradbe vseh elementov po enem principu in spodbudilo sodobno oblikovanje pojmov o kemijskih elementih, konkretiziralo znanje. snovi kompleksne in enostavne zgradbe.

Uporaba periodičnega zakona je omogočila rešitev problema kemijskega napovedovanja in ugotavljanje vzroka obnašanja znanih kemijskih elementov. Atomska fizika, vključno z jedrsko energijo, je postala mogoča zaradi tega istega zakona. Po drugi strani pa so te znanosti omogočile razširitev obzorja bistva tega zakona in poglobitev njegovega razumevanja.

Kemijske lastnosti elementov periodnega sistema

V bistvu so kemični elementi med seboj povezani z značilnostmi, ki so jim lastne v stanju prostega atoma ali iona, solvatiranega ali hidratiranega, v preprosti snovi in obliki, ki jo lahko tvorijo njihove številne spojine. Vendar te lastnosti običajno sestavljata dva pojava: lastnosti, značilne za atom v prostem stanju in lastnosti preproste snovi. Obstaja veliko vrst tovrstnih lastnosti, najpomembnejše pa so:

Atomska ionizacija in njena energija, odvisno od položaja elementa v tabeli, njegove redne številke.
Energijska afiniteta atoma in elektrona, ki je tako kot atomska ionizacija odvisna od lokacije elementa v periodnem sistemu.
Elektronegativnost atoma, ki nima konstantne vrednosti, ampak se lahko spreminja glede na različne dejavnike.
Polmeri atomov in ionov - tukaj se praviloma uporabljajo empirični podatki, ki so povezani z valovno naravo elektronov v stanju gibanja.
Atomizacija enostavnih snovi – opis reaktivnih sposobnosti elementa.
Oksidacijska stanja so formalna značilnost, vendar se pojavljajo kot ena najpomembnejših lastnosti elementa.
Oksidacijski potencial za enostavne snovi je meritev in pokazatelj potenciala snovi, da deluje v vodnih raztopinah, kot tudi stopnje manifestacije redoks lastnosti.

Periodičnost elementov notranjega in sekundarnega tipa

Periodični zakon daje razumevanje druge pomembne sestavine narave - notranje in sekundarne periodičnosti. Zgoraj omenjena področja proučevanja atomskih lastnosti so pravzaprav veliko bolj kompleksna, kot bi si mislili. To je posledica dejstva, da elementi s, p, d tabele spreminjajo svoje kvalitativne značilnosti glede na njihov položaj v obdobju (notranja periodičnost) in skupini (sekundarna periodičnost). Na primer, notranji proces prehoda elementa s iz prve skupine v osmo v p-element spremljajo minimalne in maksimalne točke na krivulji energijske črte ioniziranega atoma. Ta pojav kaže na notranjo nestabilnost periodičnosti sprememb lastnosti atoma glede na njegov položaj v obdobju.

Rezultati

Zdaj ima bralec jasno razumevanje in opredelitev, kaj je Mendelejev periodični zakon, se zaveda njegovega pomena za človeka in razvoj različnih znanosti ter ima predstavo o njegovih sodobnih določbah in zgodovini odkritja.

Od svojih prvih ur kemije ste uporabljali tabelo D.I. Jasno dokazuje, da so vsi kemični elementi, ki tvorijo snovi sveta okoli nas, medsebojno povezani in spoštujejo splošne zakone, torej predstavljajo eno celoto - sistem kemičnih elementov. Zato se v sodobni znanosti tabela D.I. Mendelejeva imenuje periodni sistem kemičnih elementov.

Zakaj "periodični", vam je tudi jasno, saj se splošni vzorci spreminjanja lastnosti atomov, enostavnih in kompleksnih snovi, ki jih tvorijo kemični elementi, ponavljajo v tem sistemu v določenih intervalih - obdobjih. Nekateri od teh vzorcev, prikazanih v tabeli 1, so vam že znani.

Tako za vse kemijske elemente, ki obstajajo na svetu, v naravi velja enoten, objektivno veljaven periodni zakon, katerega grafični prikaz je periodni sistem elementov. Ta zakon in sistem sta poimenovana po velikem ruskem kemiku D.I.

D. I. Mendelejev je prišel do odkritja periodičnega zakona s primerjavo lastnosti in relativnih atomskih mas kemičnih elementov. Da bi to naredil, je D.I. Mendelejev zapisal na kartico za vsak kemični element: simbol elementa, vrednost relativne atomske mase (v času D.I. Mendelejeva se je ta vrednost imenovala atomska teža), formule in naravo elementa. višji oksid in hidroksid. Razporedil je 63 do takrat znanih kemičnih elementov v eno verigo v naraščajočem vrstnem redu glede na njihove relativne atomske mase (slika 1) in analiziral ta niz elementov ter poskušal v njem najti določene vzorce. Kot rezultat intenzivnega ustvarjalnega dela je ugotovil, da v tej verigi obstajajo intervali - obdobja, v katerih se lastnosti elementov in snovi, ki jih tvorijo, spreminjajo na podoben način (slika 2).

riž. 1.
Kartice elementov, razvrščenih v naraščajočem vrstnem redu glede na njihove relativne atomske mase

riž. 2.
Kartice elementov, razvrščenih po vrstnem redu periodičnih sprememb lastnosti elementov in snovi, ki jih tvorijo

Laboratorijski poskus št. 2
Modeliranje konstrukcije periodnega sistema D. I. Mendelejeva

Model konstrukcije periodnega sistema D.I. Mendelejeva. Za to pripravite 20 kartic velikosti 6 x 10 cm za elemente z zaporednimi številkami od 1. do 20. Na vsaki kartici navedite naslednje podatke o elementu: kemijski simbol, ime, relativno atomsko maso, formulo višjega oksida, hidroksida (v oklepaju navedite njihovo naravo - bazično, kislo ali amfoterno), formulo hlapne vodikove spojine (za ne- kovine).

Premešaj karte in jih nato razporedi v vrsto po naraščajoči relativni atomski masi elementov. Podobne elemente od 1. do 18. postavite enega pod drugega: vodik nad litijem in kalij pod natrijem, kalcij pod magnezijem, helij pod neonom. Oblikujte vzorec, ki ste ga prepoznali, v obliki zakona. Upoštevajte neskladje med relativnimi atomskimi masami argona in kalija ter njuno lokacijo glede na skupne lastnosti elementov. Pojasnite razlog za ta pojav.

Naj še enkrat naštejemo s sodobnimi izrazi redne spremembe lastnosti, ki se kažejo v obdobjih:

kovinske lastnosti oslabijo;
izboljšane so nekovinske lastnosti;
stopnja oksidacije elementov v višjih oksidih se poveča od +1 do +8;
stopnja oksidacije elementov v hlapnih vodikovih spojinah se poveča od -4 do -1;
oksidi od bazičnih do amfoternih se zamenjajo s kislimi;
hidrokside iz alkalij preko amfoternih hidroksidov nadomestijo kisline, ki vsebujejo kisik.

Na podlagi teh opazovanj je D. I. Mendelejev leta 1869 naredil sklep - oblikoval je periodični zakon, ki z uporabo sodobnih izrazov zveni takole:

D. I. Mendelejev je sistematiziral kemijske elemente na podlagi njihove relativne atomske mase, posvetil veliko pozornosti tudi lastnostim elementov in snovi, ki jih tvorijo, pri čemer je elemente s podobnimi lastnostmi razdelil v navpične stolpce - skupine. Včasih je v nasprotju z vzorcem, ki ga je identificiral, postavljal težje elemente pred elemente z nižjo relativno atomsko maso. Tako je na primer v svojo tabelo zapisal kobalt pred nikljem, telur pred jodom, ob odkritju inertnih (žlahtnih) plinov pa argon pred kalijem. D. I. Mendelejev je menil, da je ta vrstni red potreben, ker bi sicer ti elementi spadali v skupine elementov, ki so jim po lastnostih drugačne. Torej bi predvsem alkalijska kovina kalij spadala v skupino inertnih plinov, inertni plin argon pa v skupino alkalijskih kovin.

D. I. Mendelejev ni mogel pojasniti teh izjem od splošnega pravila, pa tudi vzroka za periodičnost sprememb lastnosti elementov in snovi, ki jih tvorijo. Vendar je predvidel, da je ta razlog v kompleksni strukturi atoma. Znanstvena intuicija D. I. Mendelejeva mu je omogočila, da je zgradil sistem kemičnih elementov ne v vrstnem redu naraščanja njihovih relativnih atomskih mas, temveč v vrstnem redu naraščajočih nabojev njihovih atomskih jeder. Da lastnosti elementov določajo prav naboji njihovih atomskih jeder, zgovorno dokazuje obstoj izotopov, ki ste jih spoznali lani (spomnite se, kaj so, navedite primere izotopov, ki jih poznate).

V skladu s sodobnimi predstavami o strukturi atoma so osnova za klasifikacijo kemičnih elementov naboji njihovih atomskih jeder, sodobna formulacija periodičnega zakona pa je naslednja:

Periodičnost sprememb lastnosti elementov in njihovih spojin je razložena s periodičnim ponavljanjem v strukturi zunanjih energijskih ravni njihovih atomov. Število energijskih ravni, skupno število elektronov, ki se nahajajo na njih, in število elektronov na zunanji ravni odražajo simboliko, sprejeto v periodnem sistemu, to pomeni, da razkrivajo fizični pomen serijske številke elementa, obdobja. številka in številka skupine (iz česa je sestavljena?).

Struktura atoma omogoča razlago vzrokov za spremembe kovinskih in nekovinskih lastnosti elementov v obdobjih in skupinah.

Posledično periodični zakon in periodični sistem D. I. Mendelejeva povzemata informacije o kemičnih elementih in snoveh, ki jih tvorijo, ter pojasnjujejo periodičnost sprememb njihovih lastnosti in razlog za podobnost lastnosti elementov iste skupine.

Ta dva najpomembnejša pomena Periodnega zakona in Periodnega sistema D. I. Mendelejeva dopolnjujeta še en, to je sposobnost napovedovanja, torej napovedovanja, opisovanja lastnosti in nakazovanja načinov odkrivanja novih kemičnih elementov. Že v fazi ustvarjanja periodnega sistema je D. I. Mendelejev podal številne napovedi o lastnostih elementov, ki takrat še niso bili znani, in nakazal načine njihovega odkrivanja. V tabeli, ki jo je ustvaril, je D.I. Mendelejev pustil prazne celice za te elemente (slika 3).

riž. 3.
Periodni sistem elementov, ki ga je predlagal D. I. Mendeleev

Živahni primeri napovedne moči periodičnega zakona so bila kasnejša odkritja elementov: leta 1875 je Francoz Lecoq de Boisbaudran odkril galij, ki ga je D. I. Mendelejev predvidel pet let prej kot element, imenovan "ekaaluminij" (eka - naslednji); leta 1879 je Šved L. Nilsson odkril »ekabor« po D. I. Mendelejevu; leta 1886 nemški K. Winkler - "exasilicon" po D. I. Mendelejevu (določite sodobna imena teh elementov iz tabele D. I. Mendelejeva). Kako natančen je bil D. I. Mendelejev v svojih napovedih, ponazarjajo podatki v tabeli 2.

tabela 2
Predvidene in eksperimentalno odkrite lastnosti germanija

Napovedal D.I. Mendelejev leta 1871	Ustanovil K. Winkler leta 1886
Relativna atomska masa je blizu 72	Relativna atomska masa 72,6
Siva ognjevarna kovina	Siva ognjevarna kovina
Gostota kovine je približno 5,5 g/cm3	Gostota kovine 5,35 g/cm3
Formula oksida E0 2	Formula oksida Ge0 2
Gostota oksida je približno 4,7 g/cm3	Gostota oksida 4,7 g/cm3
Oksid se zlahka reducira v kovino	Ge0 2 oksid se pri segrevanju v vodikovem toku reducira v kovino
Klorid ES1 4 mora biti tekočina z vreliščem približno 90 °C in gostoto približno 1,9 g/cm3	Germanijev (IV) klorid GeCl 4 je tekočina z vreliščem 83 ° C in gostoto 1,887 g/cm 3

Znanstveniki, ki so odkrili nove elemente, so zelo cenili odkritje ruskega znanstvenika: »Težko je bolj presenetljivega dokaza o veljavnosti doktrine periodičnosti elementov, kot je odkritje še vedno hipotetičnega eka-silicija; seveda predstavlja več kot preprosto potrditev drzne teorije - označuje izjemno širitev kemijskega vidnega polja, velikanski korak na področju znanja« (K. Winkler).

Ameriški znanstveniki, ki so odkrili element št. 101, so ga poimenovali "mendelevij" v čast velikemu ruskemu kemiku Dmitriju Mendelejevu, ki je prvi uporabil periodni sistem elementov za napovedovanje lastnosti takrat še neodkritih elementov.

Spoznali ste se v 8. razredu in letos boste uporabljali obliko periodnega sistema, ki se imenuje oblika kratke periode. Vendar pa se v specializiranih razredih in v visokošolskem izobraževanju pretežno uporablja drugačna oblika - dolgoročna različica. Primerjaj jih. Kaj sta si ti dve obliki periodnega sistema enaki in kaj različni?

Nove besede in pojmi

Periodični zakon D. I. Mendelejeva.
Periodni sistem kemijskih elementov D.I. Mendelejeva je grafični prikaz periodičnega zakona.
Fizični pomen številke elementa, številke obdobja in številke skupine.
Vzorci sprememb lastnosti elementov v obdobjih in skupinah.
Pomen periodičnega zakona in periodnega sistema kemijskih elementov D. I. Mendelejeva.

Naloge za samostojno delo

Dokažite, da ima periodični zakon D. I. Mendelejeva, tako kot kateri koli drug naravni zakon, razlagalno, posploševalno in napovedovalno funkcijo. Navedite primere, ki ponazarjajo te funkcije drugih zakonov, ki jih poznate iz tečajev kemije, fizike in biologije.
Poimenujte kemijski element, v atomu katerega so elektroni razporejeni po nivojih glede na niz številk: 2, 5. Katero preprosto snov tvori ta element? Kakšna je formula njegove vodikove spojine in kako se imenuje? Kakšna je formula najvišjega oksida tega elementa, kakšen je njegov značaj? Zapišite reakcijske enačbe, ki označujejo lastnosti tega oksida.
Berilij je bil prej razvrščen kot element skupine III, njegova relativna atomska masa pa je veljala za 13,5. Zakaj ga je D.I. Mendelejev premaknil v skupino II in popravil atomsko maso berilija s 13,5 na 9?
Zapišite reakcijske enačbe med preprosto snovjo, ki jo tvori kemični element, v atomu katerega so elektroni razporejeni po energijskih nivojih glede na niz števil: 2, 8, 8, 2, in enostavnimi snovmi, ki jih tvorita elementa št. 7 in Št. 8 v periodnem sistemu. Kakšna vrsta kemične vezi je prisotna v produktih reakcije? Kakšno kristalno strukturo imajo prvotne enostavne snovi in produkti njihove interakcije?
Naslednje elemente razporedite po naraščajočih kovinskih lastnostih: As, Sb, N, P, Bi. Utemelji nastalo serijo glede na strukturo atomov teh elementov.
Naslednje elemente razporedite po naraščajočih nekovinskih lastnostih: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Utemelji nastalo serijo glede na strukturo atomov teh elementov.
Po oslabitvi kislih lastnosti razvrstite okside, katerih formule so: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7. Utemelji nastalo serijo. Zapišite formule hidroksidov, ki ustrezajo tem oksidom. Kako se njihov kisli značaj spreminja v seriji, ki ste jo predlagali?
Napiši formule borovih, berilijevih in litijevih oksidov in jih razporedi po naraščajočem vrstnem redu njihovih glavnih lastnosti. Zapišite formule hidroksidov, ki ustrezajo tem oksidom. Kakšna je njihova kemična narava?
Kaj so izotopi? Kako je odkritje izotopov prispevalo k razvoju periodičnega zakona?
Zakaj se naboji atomskih jeder elementov v periodnem sistemu D. I. Mendelejeva spreminjajo monotono, to je, da se naboj jedra vsakega naslednjega elementa poveča za eno v primerjavi z nabojem atomskega jedra prejšnjega elementa in se lastnosti elementov in snovi, ki jih tvorijo, periodično spreminjajo?
Navedite tri formulacije periodičnega zakona, v katerih so relativna atomska masa, naboj atomskega jedra in struktura zunanjih energijskih nivojev v elektronski lupini atoma vzeti kot osnova za sistematizacijo kemijskih elementov.

Periodični zakon- temeljni zakon kemije - je bil odkrit leta 1869 leto DI. Mendelejev. Takrat je atom še veljal za nedeljivega in o njegovi notranji zgradbi ni bilo nič znanega.

Atomske mase(Potem - atomske teže), za osnovo pa so bile uporabljene kemijske lastnosti elementov Periodični zakon D.I. Mendelejev. DI. Dobil je Mendelejev, ko je 63 takrat znanih elementov razporedil po naraščajočem vrstnem redu njihovih atomskih mas naravne (naravne) vrste kemičnih elementov, kjer je opazil periodično ponovljivost kemijskih lastnosti. Na primer, tipična nekovina fluor F ponavlja v elementih klor Cl, brom Br, jod I, lastnosti tipične kovine litij Li – pri elementih natrijev Na in kalij K itd.

Za nekatere elemente D.I. Mendelejev ni odkril kemičnih analogov (v aluminij Al in silicij Si, na primer), glede na to, da takrat takšni analogi še niso bili znani. V tabeli so bili namenjeni prazni prostori, Ampak temelji na periodičnem ponavljanju znanstvenik napovedal njihove kemijske lastnosti). Po odkritju ustreznih elementov napovedi D.I. Mendelejeva so bili popolnoma potrjeni (analog aluminija - galij Ga, analog silicija - germanij Ge).

Periodični zakon, kot ga je oblikoval D.I. Mendelejev je predstavljen na naslednji način: lastnosti preprostih teles, pa tudi oblike in lastnosti spojin elementov so periodično odvisne od atomske teže elementov.

Sodobna formulacija periodičnega zakona D.I. Mendelejev zveni takole: lastnosti elementov so občasno odvisne od serijske številke.

Periodični zakon D.I. Mendelejev je postal osnova za ustvarjanje znanstvenikov Periodni sistem kemijskih elementov. Predstavljena je 7 obdobja in 8 v skupinah.

Obdobja se imenujejo vodoravne vrstice tabele, ki so razdeljene na majhne in velike. 2 elementa (1. obdobje) ali 8 elementov (2., 3. obdobje) sta v majhnih periodah, v velikih periodah pa je 18 elementov (4., 5. obdobje) ali 32 elementov (6. obdobje), 7. obdobje ostaja nedokončano. Vsako obdobje se začne s tipično kovino od konča v tipični nekovini in žlahtnem plinu.

V skupinah elemente imenujemo navpični stolpci. Vsako skupino predstavljata dve podskupini - glavni in strani. Podskupina je niz elementov, ki so popolni kemični analogi; pogosto imajo elementi podskupine najvišje oksidacijsko stanje, ki ustreza številki skupine. Na primer, najvišje oksidacijsko stanje (+ II) ustreza elementom podskupine berilij in cink(glavne in sekundarne podskupine II. skupine), in elementi podskupine dušik in vanadij(V skupina) ustreza najvišjemu oksidacijskemu stanju (+ V).

Kemijske lastnosti elementov v glavnih podskupinah se lahko razlikujejo od nekovinskih do kovinskih (v glavni podskupini skupine V je dušik nekovina, bizmut pa kovina) – v širokem razponu. Lastnosti elementov v stranskih podskupinah se spremenijo, vendar ne tako dramatično; na primer elementi sekundarne skupine skupine IV – cirkonij, titan, hafnij– zelo podobni po svojih lastnostih (zlasti cirkonij in hafnij).

V periodnem sistemu v skupini I (Li – Fr), II (Mg – Ra) in III (V, Tl) tipične kovine se nahajajo. Nekovine se nahajajo v skupinah VII (F – Pri), VI (O–Te), V (N–As), IV (C, Si) in III (B). Nekateri elementi glavnih skupin ( Be, Al, Ge, Sb, Po), pa tudi številni elementi stranskih skupin lahko kažejo tako kovinske kot nekovinske lastnosti. Ta pojav se imenuje amfoteričnost.

Za nekatere glavne skupine se uporabljajo skupine Nova imena: VIII (He – Rn) – žlahtni plini, VII (F – At) – halogeni, IV (O – Ro) – halkogeni, II (Ca – Ra) – zemeljsko alkalijske kovine, I (Li – Fr) – alkalijske kovine.

Oblika periodnega sistema, ki jo je predlagal D.I. Mendelejev, je bil imenovan kratko obdobje, oz klasična. V sodobni kemiji se vedno bolj uporablja druga oblika - dolgotrajno, v katerem so vsa obdobja - majhna in velika - razširjena v dolgih vrstah, začenši z alkalno kovino in konča z žlahtnim plinom.

Periodični zakon D.I. Mendelejev in periodni sistem elementov D.I. Mendelejev je postal osnova sodobne kemije.

spletne strani, pri kopiranju materiala v celoti ali delno je obvezna povezava do vira.

Periodični zakon D.I. Mendelejeva.

Lastnosti kemičnih elementov in s tem lastnosti preprostih in kompleksnih teles, ki jih tvorijo, so periodično odvisne od velikosti atomske teže.

Fizični pomen periodičnega zakona.

Fizični pomen periodičnega zakona je v periodični spremembi lastnosti elementov, ki je posledica periodičnega ponavljanja e-ih lupin atomov z doslednim povečanjem n.

Sodobna formulacija D.I. Mendelejeva PZ.

Lastnosti kemičnih elementov, pa tudi lastnosti preprostih ali kompleksnih snovi, ki jih tvorijo, so občasno odvisne od velikosti naboja jeder njihovih atomov.

Periodni sistem elementov.

Periodični sistem je sistem klasifikacij kemijskih elementov, ustvarjen na podlagi periodičnega zakona. Periodni sistem vzpostavlja razmerja med kemičnimi elementi, ki odražajo njihove podobnosti in razlike.

Periodni sistem (obstajata dve vrsti: kratki in dolgi) elementov.

Periodni sistem elementov je grafični prikaz periodnega sistema elementov, sestavljen iz 7 period in 8 skupin.

vprašanje 10

Periodni sistem in struktura elektronskih lupin atomov elementov.

Kasneje je bilo ugotovljeno, da ima globok fizični pomen ne samo serijska številka elementa, ampak tudi drugi prej obravnavani koncepti prav tako postopoma pridobivajo fizični pomen. Na primer, številka skupine, ki označuje najvišjo valenco elementa, s tem razkrije največje število elektronov v atomu določenega elementa, ki lahko sodeluje pri tvorbi kemične vezi.

Izkazalo se je, da je število periode povezano s številom energijskih nivojev, prisotnih v elektronski lupini atoma elementa dane periode.

Tako na primer »koordinate« kositra Sn (zaporedna številka 50, perioda 5, glavna podskupina skupine IV) pomenijo, da je v atomu kositra 50 elektronov, porazdeljeni so na 5 energijskih nivojev, le 4 elektroni so valentni. .

Fizični pomen iskanja elementov v podskupinah različnih kategorij je izjemno pomemben. Izkazalo se je, da se za elemente, ki se nahajajo v podskupinah kategorije I, nahaja naslednji (zadnji) elektron s-podravni zunanji nivo. Ti elementi spadajo v družino elektronskih. Za atome elementov, ki se nahajajo v podskupinah kategorije II, se naslednji elektron nahaja na p-podravni zunanji nivo. To so elementi »p« elektronske družine. Tako se naslednji 50. elektron v atomih kositra nahaja na p-podravni zunanjega, to je 5. energijskega nivoja.

Pri atomih elementov podskupin kategorije III se naslednji elektron nahaja na d-podravni, a že na zunanji ravni so to elementi “d” elektronske družine. V atomih lantanidov in aktinidov se naslednji elektron nahaja na f-podravni, pred zunanjo ravnjo. To so elementi elektronske družine "f".

Zato ni naključje, da število podskupin teh 4 zgoraj navedenih kategorij, to je 2-6-10-14, sovpada z največjim številom elektronov v podnivojih s-p-d-f.

Izkazalo pa se je, da je mogoče rešiti vprašanje vrstnega reda polnjenja elektronske lupine in izpeljati elektronsko formulo za atom katerega koli elementa na podlagi periodičnega sistema, ki dovolj jasno označuje raven in podravni vsakega zaporedni elektron. Periodični sistem označuje tudi razporeditev elementov enega za drugim v obdobja, skupine, podskupine in porazdelitev njihovih elektronov po ravneh in podnivojih, saj ima vsak element svojega lastnega, ki označuje njegov zadnji elektron. Kot primer si poglejmo sestavljanje elektronske formule za atom elementa cirkonija (Zr). Periodični sistem podaja indikatorje in "koordinate" tega elementa: zaporedna številka 40, perioda 5, skupina IV, sekundarna podskupina Prvi zaključki: a) vseh elektronov je 40, b) teh 40 elektronov je razporejenih na petih energijskih nivojih; c) od 40 elektronov so samo 4 valentni, d) naslednji 40. elektron je vstopil v d-podnivo pred zunanjim, tj. koordinate bodo vsakič drugačne.