Ano ang mga elemento sa periodic system. Pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal

Ang mga elemento sa periodic system ay nakaayos sa pataas na pagkakasunod-sunod ng mga serial number Z mula 1 hanggang 110 . Ang serial number ng elementong Z ay tumutugma sa singil ng nucleus ng atom nito, pati na rin ang bilang ng mga electron na gumagalaw sa larangan ng nucleus.

Ayon sa istraktura ng mga hindi nasasabik na mga atomo, ang mga elemento ng kemikal ay nahahati sa mga natural na pinagsama-samang, na makikita sa pana-panahong sistema sa anyo ng mga pahalang at patayong hilera - mga panahon at grupo.

Ang isang panahon ay isang sunud-sunod na serye ng mga elemento kung saan ang mga atomo ay napuno ng parehong bilang ng mga antas ng enerhiya (electronic layers). Ang numero ng panahon ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga layer ng elektron sa mga atomo ng mga elemento. Ang mga yugto ay nagsisimula sa s-element, kung saan ang mga atomo ay lumilitaw ang unang s sa isang bagong antas - isang electron na may bagong halaga ng principal quantum number n (hydrogen at alkali metals), at nagtatapos sa p - mga elemento, mga atomo ng mga marangal na gas na may matatag na elektronikong istraktura ng panlabas na antas ns 2 np 6 (para sa unang yugto - s - elemento 2 He).

Ang pagkakaiba sa pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga layer ng elektron (panlabas at mas malapit sa nucleus) ay nagpapaliwanag ng dahilan para sa iba't ibang haba ng mga panahon. Ang 1,2,3 period ay maliliit na period, 4,5,6,7 ay malalaking period. Ang mga maliliit na panahon ay naglalaman ng 2 at 8 elemento, malalaking panahon - 18 at 32 elemento, ang ikapitong panahon ay nananatiling hindi kumpleto, bagaman ito ay istruktural na itinayo katulad ng ikaanim na panahon.

Alinsunod sa maximum na bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng hindi nasasabik na mga atomo, ang mga elemento ng periodic system ay nahahati sa walong grupo . Ang mga pangkat ng mga elemento ay isang koleksyon ng mga elemento na may parehong bilang ng mga valence electron sa isang atom. Numero ng pangkat ay katumbas ng bilang mga electron ng valence.

Ang posisyon sa mga pangkat ng s- at p-element ay tinutukoy ng kabuuang bilang ng mga electron sa panlabas na layer. Halimbawa, ang posporus (), na mayroong limang electron sa panlabas na layer, ay kabilang sa pangkat V, argon () - sa VIII, calcium () - sa pangkat II, atbp.

Ang posisyon sa mga pangkat ng d - elemento ay tinutukoy ng kabuuang bilang ng s - mga electron ng panlabas at d - mga electron ng pre-external na antas. Ayon sa tampok na ito, ang unang anim na elemento ng bawat pamilya ng d - elemento ay matatagpuan sa isa sa mga kaukulang grupo: scandium sa III, manganese sa VII, iron sa VIII, atbp. Zinc, kung saan ang pre-outer layer ay nakumpleto at ang mga panlabas ay mga electron, kabilang sa pangkat II. Ang mga atomo ng d-element, bilang panuntunan, ay naglalaman ng dalawang electron sa panlabas na antas, maliban sa Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au. Ang huli ay may masigasig na paborableng "pagkabigo" ng isang electron mula sa panlabas na antas hanggang d - ang sublevel ng pre-outer na antas, na nangyayari kapag ang sublevel na ito ay nakumpleto sa lima (kalahating kapasidad) o sampung electron (maximum na kapasidad), i.e. sa estado kapag ang lahat ng orbital ay bawat isa ay inookupahan ng isang electron o kapag ang bawat isa ay inookupahan ng isang pares ng mga electron. Sa atom ng palladium (Pd) mayroong "double dip" ng mga electron.

Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang electron lamang sa panlabas na layer (dahil sa "pagkabigo" ng isa sa s - mga electron ng panlabas na layer sa pre-outer d - sublayer), tanso (), pati na rin ang pilak at ginto, ay inuri bilang pangkat I. Ang kobalt at nickel, rhodium at palladium, iridium at platinum, kasama ng Fe, Ru, at Os, ay karaniwang inilalagay sa pangkat VIII.

Alinsunod sa mga tampok ng mga elektronikong istruktura, ang mga pamilya ng 4f - (lanthanides) at 5f - (actinides) na mga elemento ay inilalagay sa pangkat III.

Ang mga grupo ay nahahati sa mga subgroup: pangunahing (subgroups A) at pangalawa (subgroups B). Kasama sa mga subgroup ang mga elemento na may katulad na mga istrukturang elektroniko (mga elemento - mga analogue).s- at p - mga elemento ang bumubuo sa tinatawag nabahaysubgroup, o subgroup A,d- mga elemento -gilid,o subgroup B.

Halimbawa, ang pangkat IV ng periodic system ay binubuo ng mga sumusunod na subgroup:

D. I. Mendeleev ay dumating sa konklusyon na ang kanilang mga ari-arian ay dapat na dahil sa ilang mga pangunahing pangkalahatang katangian. Pinili niya ang atomic mass ng elemento bilang isang pangunahing katangian para sa isang kemikal na elemento at maikling binalangkas ang periodic law (1869):

Ang mga katangian ng mga elemento, pati na rin ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga katawan na nabuo sa kanila, ay nasa pana-panahong pag-asa sa mga halaga ng atomic na timbang ng mga elemento.

Ang merito ng Mendeleev ay nakasalalay sa katotohanan na naunawaan niya ang ipinahayag na pag-asa bilang isang layunin na batas ng kalikasan, na hindi magagawa ng kanyang mga nauna. Naniniwala si D. I. Mendeleev na ang komposisyon ng mga compound, ang kanilang Mga katangian ng kemikal, mga punto ng pagkulo at pagkatunaw, istraktura ng kristal at iba pa. Ang isang malalim na pag-unawa sa kakanyahan ng pana-panahong pag-asa ay nagbigay kay Mendeleev ng pagkakataon na gumuhit ng ilang mahahalagang konklusyon at pagpapalagay.

Modernong periodic table

Una, sa 63 elemento na kilala noong panahong iyon, binago ni Mendeleev ang atomic mass ng halos 20 elemento (Be, In, La, Y, Ce, Th, U). Pangalawa, hinulaan niya ang pagkakaroon ng mga 20 bagong elemento at nag-iwan ng lugar para sa kanila sa periodic table. Tatlo sa kanila, katulad ng ecabor, ecaaluminum at ecasilicium, ay inilarawan nang may sapat na detalye at may nakakagulat na katumpakan. Ito ay matagumpay na nakumpirma sa susunod na labinlimang taon, nang ang mga elementong Gallium (ecaaluminum), scandium (ecabor) at germanium (ecasilicium) ay natuklasan.

Ang periodic law ay isa sa mga pangunahing batas ng kalikasan. Ang epekto nito sa pag-unlad siyentipikong pananaw maihahambing lamang sa batas ng konserbasyon ng masa at enerhiya o quantum theory. Noong mga araw ni D. I. Mendeleev, ang pana-panahong batas ay naging batayan ng kimika. Ang karagdagang pagtuklas ng istraktura at ang phenomenon ng isotopy ay nagpakita na ang pangunahing quantitative na katangian ng isang elemento ay hindi ang atomic mass, ngunit ang singil ng nucleus (Z). Noong 1913, ipinakilala nina Moseley at Rutherford ang konsepto ng "atomic number ng isang elemento", binibilang ang lahat ng mga simbolo sa periodic system at ipinakita na ang batayan para sa pag-uuri ng mga elemento ay ang ordinal na bilang ng isang elemento, katumbas ng singil ng nuclei ng kanilang mga atomo.

Ang pahayag na ito ay kilala na ngayon bilang batas ni Moseley.

Samakatuwid, ang modernong kahulugan ng pana-panahong batas ay nabuo tulad ng sumusunod:

Ari-arian mga simpleng sangkap, pati na rin ang mga anyo at katangian ng mga compound ng mga elemento ay nasa pana-panahong pagdepende sa halaga ng singil ng kanilang atomic nuclei (o sa serial number ng elemento sa periodic system).

Ang mga elektronikong istruktura ng mga atomo ng mga elemento ay malinaw na nagpapakita na sa pagtaas ng singil ng nucleus, ang isang regular na pana-panahong pag-uulit ng mga elektronikong istruktura ay nangyayari, at samakatuwid ang pag-uulit ng mga katangian ng mga elemento. Ito ay makikita sa periodic table ng mga elemento, kung saan ilang daang mga variant ang iminungkahi. Kadalasan, dalawang anyo ng mga talahanayan ang ginagamit - dinaglat at pinalawak - naglalaman ng lahat ng kilalang elemento at pagkakaroon ng mga libreng lugar para sa mga hindi pa bukas.

Ang bawat elemento ay sumasakop sa isang tiyak na cell sa periodic table, na nagpapahiwatig ng simbolo at pangalan ng elemento, ang serial number nito, kamag-anak na atomic mass, at para sa mga radioactive na elemento, ang mass number ng pinaka-matatag o magagamit na isotope ay ibinibigay sa mga square bracket. Ang ilang iba pang impormasyon sa sanggunian ay madalas na ibinibigay sa mga modernong talahanayan: density, kumukulo at natutunaw na mga punto ng mga simpleng sangkap, atbp.

Mga panahon

Ang mga pangunahing yunit ng istruktura ng periodic system ay mga panahon at grupo - mga natural na pinagsama-samang kung saan ang mga elemento ng kemikal ay nahahati ayon sa mga elektronikong istruktura.

Ang panahon ay isang pahalang na sunud-sunod na hilera ng mga elemento kung saan ang mga atomo ay pinupuno ng mga electron ang parehong bilang ng mga antas ng enerhiya.

Ang numero ng panahon ay tumutugma sa bilang ng panlabas na antas ng quantum. Halimbawa, ang elementong calcium (4s 2) ay nasa ika-apat na yugto, iyon ay, ang atom nito ay may apat na antas ng enerhiya, at ang mga valence electron ay nasa panlabas, ika-apat na antas. Ang pagkakaiba sa pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng parehong panlabas at mas malapit sa mga layer ng nucleus electron ay nagpapaliwanag ng dahilan para sa iba't ibang haba ng mga panahon.

Sa mga atomo ng s- at p-element, isang panlabas na antas ang itinatayo, sa d-elemento - ang pangalawang antas ng enerhiya sa labas, at sa f-elemento - ang ikatlong antas ng enerhiya sa labas.

Samakatuwid, ang pagkakaiba sa mga pag-aari ay pinaka-malinaw na ipinakita sa mga kalapit na s- o p-elemento. Sa d- at lalo na sa mga f-element ng parehong panahon, ang pagkakaiba sa mga katangian ay hindi gaanong makabuluhan.

Tulad ng nabanggit na, batay sa bilang ng sublevel ng enerhiya na binuo ng mga electron, ang mga elemento ay pinagsama sa mga elektronikong pamilya. Halimbawa, sa mga yugto ng IV-VI may mga pamilyang naglalaman ng sampung d-element bawat isa: 3d-family (Sc-Zn), 4d-family (Y-Cd), 5d-family (La, Hf-Hg). Sa ikaanim at ikapitong yugto, labing-apat na elemento ang bawat isa ay bumubuo sa mga f-families: ang 4f-family (Ce-Lu), na tinatawag na lanthanide, at ang 5f-family (Th-Lr) - ang actinide. Ang mga pamilyang ito ay inilalagay sa ilalim ng periodic table.

Ang unang tatlong yugto ay tinatawag na maliit o karaniwang mga panahon, dahil ang mga katangian ng mga elemento ng mga panahong ito ay ang batayan para sa pamamahagi ng lahat ng iba pang elemento sa walong grupo. Ang lahat ng iba pang mga panahon, kabilang ang ikapitong, hindi kumpleto, ay tinatawag na malalaking yugto.

Ang lahat ng mga yugto, maliban sa una, ay nagsisimula sa alkalina (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) at nagtatapos, maliban sa ikapito, hindi kumpleto, hindi gumagalaw na elemento (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ). Ang mga alkali metal ay may parehong panlabas na electronic configuration n s 1 , kung saan n- numero ng panahon. Ang mga inert na elemento, maliban sa helium (1s 2), ay may parehong istraktura ng panlabas na electronic layer: n s2 n p 6 , iyon ay, mga elektronikong katapat.

Ang itinuturing na regularidad ay ginagawang posible na makarating sa konklusyon:

Ang panaka-nakang pag-uulit ng parehong mga elektronikong pagsasaayos ng panlabas na layer ng elektron ay ang dahilan para sa pagkakapareho ng pisikal at kemikal na mga katangian ng magkatulad na mga elemento, dahil ito ay ang mga panlabas na electron ng mga atom na pangunahing tumutukoy sa kanilang mga katangian.

Sa maliit na tipikal na mga panahon, na may pagtaas sa serial number, ang isang unti-unting pagbaba sa metal at isang pagtaas sa mga di-metal na katangian ay sinusunod, dahil ang bilang ng mga valence electron sa panlabas na antas ng enerhiya ay tumataas. Halimbawa, ang mga atomo ng lahat ng elemento ng ikatlong yugto ay may tatlong layer ng elektron. Ang istraktura ng dalawang panloob na layer ay pareho para sa lahat ng mga elemento ng ikatlong yugto (1s 2 2s 2 2p 6), habang ang istraktura ng panlabas, pangatlo, layer ay iba. Sa paglipat mula sa bawat nakaraang elemento sa bawat kasunod na elemento, ang singil ng atomic nucleus ay tumataas ng isa at, nang naaayon, ang bilang ng mga panlabas na electron ay tumataas. Bilang isang resulta, ang kanilang pagkahumaling sa nucleus ay tumataas, at ang radius ng atom ay bumababa. Ito ay humahantong sa isang pagpapahina ng mga katangian ng metal at paglaki ng mga hindi metal.

Ang ikatlong yugto ay nagsisimula sa isang napakaaktibong sodium metal (11 Na - 3s 1), na sinusundan ng bahagyang hindi gaanong aktibong magnesium (12 Mg - 3s 2). Pareho sa mga metal na ito ay nabibilang sa 3s na pamilya. Ang unang p-elemento ng ikatlong yugto, ang aluminyo (13 Al - 3s 2 3p 1), na ang aktibidad ng metal ay mas mababa kaysa sa magnesium, ay may mga katangian ng amphoteric, iyon ay, sa mga kemikal na reaksyon maaari itong kumilos tulad ng isang di-metal. Sinusundan ito ng non-metal silicon (14 Si - 3s 2 3p 2), phosphorus (15 P - 3s 2 3p 3), sulfur (16 S - 3s 2 3p 4), chlorine (17 Cl - 3s 2 3p 5) . Ang kanilang mga di-metal na katangian ay tumataas mula Si hanggang Cl, na isang aktibong di-metal. Ang panahon ay nagtatapos sa inert element na argon (18 Ar - 3s 2 3p 6).

Sa loob ng isang panahon, ang mga katangian ng mga elemento ay unti-unting nagbabago, at sa panahon ng paglipat mula sa nakaraang panahon hanggang sa susunod, ang isang matalim na pagbabago sa mga katangian ay sinusunod, dahil ang pagbuo ng isang bagong antas ng enerhiya ay nagsisimula.

Ang unti-unting pagbabago sa mga katangian ay tipikal hindi lamang para sa mga simpleng sangkap, kundi pati na rin para sa mga kumplikadong compound, tulad ng ipinapakita sa Talahanayan 1.

Talahanayan 1 - Ang ilang mga katangian ng mga elemento ng ikatlong panahon at ang kanilang mga compound

Sa mahabang panahon, ang mga katangian ng metal ay humihina nang mas mabagal. Ito ay dahil sa ang katunayan na, simula sa ikaapat na yugto, lumilitaw ang sampung transition d-element, kung saan hindi ang panlabas, ngunit ang pangalawang labas ng d-sublevel ay binuo, at sa panlabas na layer ng mga d-element mayroong isa o dalawang s-electron, na tumutukoy sa isang tiyak na lawak ang mga katangian ng mga elementong ito. Kaya, para sa mga d-elemento, ang pattern ay nagiging mas kumplikado. Halimbawa, sa ikalimang panahon, ang mga katangian ng metal ay unti-unting bumababa mula sa alkaline na Rb, na umaabot sa pinakamababang lakas sa mga metal ng pamilyang platinum (Ru, Rh, Pd).

Gayunpaman, pagkatapos ng hindi aktibong silver Ag, ang cadmium Cd ay inilalagay, kung saan ang isang biglaang pagtaas sa mga katangian ng metal ay sinusunod. Dagdag pa, sa pagtaas ng ordinal na bilang ng elemento, lumilitaw ang mga di-metal na katangian at unti-unting tumataas hanggang sa karaniwang non-metal na yodo. Nagtatapos ang panahong ito, tulad ng lahat ng nauna, na may inert gas. Ang pana-panahong pagbabago sa mga katangian ng mga elemento sa loob ng malalaking panahon ay ginagawang posible na hatiin ang mga ito sa dalawang serye, kung saan inuulit ng ikalawang bahagi ng panahon ang una.

Mga grupo

Mga vertical na haligi ng mga elemento sa periodic table - ang mga grupo ay binubuo ng mga subgroup: pangunahin at pangalawa, minsan sila ay tinutukoy ng mga titik A at B, ayon sa pagkakabanggit.

Ang mga pangunahing subgroup ay kinabibilangan ng s- at p-element, at ang pangalawang subgroup ay kinabibilangan ng d- at f-element ng malalaking panahon.

Ang pangunahing subgroup ay isang koleksyon ng mga elemento na inilalagay nang patayo sa periodic table at may parehong configuration ng panlabas na layer ng electron sa mga atomo.

Tulad ng sumusunod mula sa kahulugan sa itaas, ang posisyon ng isang elemento sa pangunahing subgroup ay tinutukoy ng kabuuan mga electron (s- at p-) ng panlabas na antas ng enerhiya, katumbas ng numero ng pangkat. Halimbawa, sulfur (S - 3s 2 3p 4 ), na ang atom ay naglalaman ng anim na electron sa panlabas na antas, ay kabilang sa pangunahing subgroup ng ikaanim na pangkat, argon (Ar - 3s 2 3p 6 ) - sa pangunahing subgroup ng ikawalong pangkat, at strontium (Sr - 5s 2 ) - sa IIA-subgroup.

Ang mga elemento ng isang subgroup ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga katulad na katangian ng kemikal. Bilang halimbawa, isaalang-alang ang mga elemento ng ІА at VІІА subgroup (Talahanayan 2). Sa pagtaas ng singil ng nucleus, ang bilang ng mga layer ng elektron at ang radius ng atom ay tumataas, ngunit ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ay nananatiling pare-pareho: para sa mga metal na alkali (subgroup IA) - isa, at para sa mga halogens ( subgroup VIIA) - pito. Dahil ito ang mga panlabas na electron na pinakamahalagang nakakaapekto sa mga katangian ng kemikal, malinaw na ang bawat isa sa mga itinuturing na grupo ng mga analogue na elemento ay may katulad na mga katangian.

Ngunit sa loob ng parehong subgroup, kasama ang pagkakatulad ng mga ari-arian, ang ilang pagbabago ay sinusunod. Kaya, ang mga elemento ng subgroup ІА ay lahat, maliban sa H, mga aktibong metal. Ngunit sa pagtaas ng radius ng atom at ang bilang ng mga layer ng elektron na sumasangga sa impluwensya ng nucleus sa mga valence electron, tumataas ang mga katangian ng metal. Samakatuwid, ang Fr ay isang mas aktibong metal kaysa sa Cs, at ang Cs ay mas aktibo kaysa sa R, atbp. At sa subgroup VIIA, sa parehong dahilan, ang mga di-metal na katangian ng mga elemento ay humina na may pagtaas sa serial number. Samakatuwid, ang F ay isang mas aktibong non-metal kaysa sa Cl, at ang Cl ay isang mas aktibong non-metal kaysa sa Br, at iba pa.

Talahanayan 2 - Ilang katangian ng mga elemento ng ІА at VІІА-subgroups

Ang isang side subgroup ay isang koleksyon ng mga elemento na inilalagay patayo sa periodic table at may parehong bilang ng mga valence electron dahil sa pagbuo ng outer s- at ang pangalawang labas ng d-energy sublevels.

Ang lahat ng elemento ng pangalawang subgroup ay nabibilang sa d-family. Ang mga elementong ito ay tinatawag na transition metals. Sa mga side subgroup, ang mga katangian ay nagbabago nang mas mabagal, dahil sa mga atom ng d-element, ang mga electron ay nagtatayo ng pangalawang antas ng enerhiya mula sa labas, at isa o dalawang electron lamang ang matatagpuan sa panlabas na antas.

Ang posisyon ng unang limang d-element (mga subgroup IIIB-VIIB) ng bawat panahon ay maaaring matukoy gamit ang kabuuan ng mga panlabas na s-electron at d-electron ng pangalawang antas sa labas. Halimbawa, mula sa elektronikong pormula scandium (Sc - 4s 2 3d 1 ) makikita na ito ay matatagpuan sa isang side subgroup (dahil ito ay isang d-element) ng ikatlong grupo (dahil ang kabuuan ng valence electron ay tatlo), at manganese (Mn - 4s 2 3d 5 ) ay inilalagay sa pangalawang subgroup ng ikapitong grupo.

Ang posisyon ng huling dalawang elemento ng bawat panahon (subgroups IB at IIB) ay maaaring matukoy ng bilang ng mga electron sa panlabas na antas, dahil sa mga atomo ng mga elementong ito ang nakaraang antas ay ganap na nakumpleto. Halimbawa Ag(5s 1 5d 10) ay inilalagay sa pangalawang subgroup ng unang pangkat, Zn (4s 2 3d 10) - sa pangalawang subgroup ng pangalawang pangkat.

Ang Fe-Co-Ni, Ru-Rh-Pd, at Os-Ir-Pt triad ay matatagpuan sa pangalawang subgroup ng ikawalong pangkat. Ang mga triad na ito ay bumubuo ng dalawang pamilya: iron at platinoids. Bilang karagdagan sa mga pamilyang ito, ang pamilyang lanthanide (labing-apat na elemento ng 4f) at ang pamilyang actinide (labing-apat na elemento ng 5f) ay hiwalay na nakikilala. Ang mga pamilyang ito ay kabilang sa pangalawang subgroup ng ikatlong grupo.

Ang pagtaas sa mga katangian ng metal ng mga elemento sa mga subgroup mula sa itaas hanggang sa ibaba, pati na rin ang pagbaba sa mga katangiang ito sa loob ng isang yugto mula kaliwa hanggang kanan, ay nagiging sanhi ng paglitaw ng isang diagonal na pattern sa periodic system. Kaya, ang Be ay halos kapareho sa Al, B ay katulad ng Si, Ti ay halos kapareho sa Nb. Ito ay malinaw na ipinakita sa katotohanan na sa kalikasan ang mga elementong ito ay bumubuo ng mga katulad na mineral. Halimbawa, sa likas na katangian, ang Te ay palaging nangyayari sa Nb, na bumubuo ng mga mineral - titanium oniobates.

Sistemang pana-panahon mga elemento ng kemikal(periodic table)- pag-uuri ng mga elemento ng kemikal, na nagtatatag ng pag-asa ng iba't ibang mga katangian ng mga elemento sa singil ng atomic nucleus. Ang sistema ay isang graphical na pagpapahayag ng pana-panahong batas na itinatag ng Russian chemist na si D. I. Mendeleev noong 1869. Ang orihinal na bersyon nito ay binuo ni D. I. Mendeleev noong 1869-1871 at itinatag ang pagtitiwala ng mga katangian ng mga elemento sa kanilang atomic weight (sa modernong mga termino, sa atomic mass). Sa kabuuan, ilang daang variant ng representasyon ng periodic system (analytical curves, tables, mga geometric na hugis atbp.). Sa modernong bersyon ng system, dapat itong bawasan ang mga elemento sa isang dalawang-dimensional na talahanayan, kung saan tinutukoy ng bawat haligi (grupo) ang pangunahing pisikal at kemikal na mga katangian, at ang mga hilera ay kumakatawan sa mga panahon na magkatulad sa bawat isa sa isang tiyak na lawak. .

Pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ng D.I. Mendeleev

Ang pagtuklas na ginawa ng Russian chemist na si Mendeleev ay nilalaro (sa ngayon) ang pinakamahalagang papel sa pag-unlad ng agham, lalo na sa pag-unlad ng atomic at molekular na agham. Ang pagtuklas na ito ay naging posible upang makuha ang pinaka-maiintindihan at madaling matutunan na mga ideya tungkol sa simple at kumplikadong mga compound ng kemikal. Salamat lamang sa talahanayan na mayroon kaming mga konsepto tungkol sa mga elemento na ginagamit namin modernong mundo. Sa ikadalawampu siglo, ang predictive na papel ng periodic system sa pagtatasa ng mga kemikal na katangian ng mga elemento ng transuranium, na ipinakita ng lumikha ng talahanayan, ay nagpakita mismo.

Binuo noong ika-19 na siglo, ang periodic table ni Mendeleev sa mga interes ng agham ng kimika, ay nagbigay ng isang yari na sistematisasyon ng mga uri ng mga atomo para sa pagbuo ng PHYSICS noong ika-20 siglo (physics ng atom at ang nucleus ng atom) . Sa simula ng ikadalawampu siglo, mga physicist, sa pamamagitan ng pananaliksik, itinatag na ang serial number, (aka atomic), ay isang sukat din ng electric charge ng atomic nucleus ng elementong ito. At ang bilang ng panahon (ibig sabihin ang pahalang na hilera) ay tumutukoy sa bilang ng mga electron shell ng atom. Napag-alaman din na ang bilang ng patayong hilera ng talahanayan ay tumutukoy sa dami ng istraktura ng panlabas na shell ng elemento (sa gayon, ang mga elemento ng parehong hilera ay dahil sa pagkakapareho ng mga katangian ng kemikal).

Ang pagtuklas ng siyentipikong Ruso, ay minarkahan ang sarili, bagong panahon sa kasaysayan ng agham ng daigdig, ang pagtuklas na ito ay nagbigay-daan hindi lamang na gumawa ng malaking hakbang sa kimika, ngunit napakahalaga rin para sa maraming iba pang larangan ng agham. Ang periodic table ay nagbigay ng magkakaugnay na sistema ng impormasyon tungkol sa mga elemento, batay dito, naging posible na gumuhit ng mga konklusyong pang-agham, at kahit na mahulaan ang ilang mga pagtuklas.

Periodic table Ang isa sa mga tampok ng periodic table ng Mendeleev ay ang pangkat (column sa table) ay may mas makabuluhang pagpapahayag ng periodic trend kaysa sa mga period o block. Sa ngayon, ang teorya ng quantum mechanics at atomic na istraktura ay nagpapaliwanag sa grupo ng kakanyahan ng mga elemento sa pamamagitan ng katotohanan na mayroon silang parehong mga elektronikong pagsasaayos ng mga valence shell, at bilang isang resulta, ang mga elemento na nasa loob ng parehong haligi ay may halos magkatulad (magkapareho) na mga tampok. . elektronikong pagsasaayos, na may katulad mga katangian ng kemikal. Mayroon ding malinaw na takbo ng isang matatag na pagbabago sa mga katangian habang tumataas ang atomic mass. Dapat pansinin na sa ilang mga lugar ng periodic table (halimbawa, sa mga bloke D at F), ang mga pahalang na pagkakatulad ay mas kapansin-pansin kaysa sa mga patayo.

Ang periodic table ay naglalaman ng mga pangkat na nakatalagang mga serial number mula 1 hanggang 18 (mula kaliwa hanggang kanan), ayon sa internasyonal na sistema mga pangalan ng pangkat. Noong unang panahon, ginamit ang mga Roman numeral upang makilala ang mga grupo. Sa Amerika, may kaugaliang ilagay pagkatapos ng Roman numeral, ang letrang "A" kapag ang grupo ay matatagpuan sa mga bloke S at P, o ang mga letrang "B" - para sa mga grupong matatagpuan sa block D. Ang mga identifier na ginamit noong panahong iyon ay kapareho ng huling bilang ng mga modernong pointer sa ating panahon (halimbawa, ang pangalang IVB, ay tumutugma sa mga elemento ng ika-4 na pangkat sa ating panahon, at ang IVA ay ang ika-14 na pangkat ng mga elemento). Sa mga bansang Europeo noong panahong iyon, ginamit ang isang katulad na sistema, ngunit dito, ang titik na "A" ay tumutukoy sa mga grupo hanggang sa 10, at ang titik na "B" - pagkatapos ng 10 kasama. Ngunit ang mga pangkat 8,9,10 ay mayroong identifier VIII bilang isang triple group. Ang mga pangalan ng grupong ito ay nagwakas sa kanilang pag-iral pagkatapos ng 1988 na pagpasok sa puwersa, bagong sistema IUPAC notation, na ginagamit pa rin hanggang ngayon.

Maraming grupo ang nakatanggap ng hindi sistematikong mga pangalan na may tradisyonal na kalikasan (halimbawa, "alkaline earth metals", o "halogens", at iba pang katulad na mga pangalan). Ang mga pangkat 3 hanggang 14 ay hindi nakatanggap ng gayong mga pangalan, dahil sa ang katunayan na sila ay hindi gaanong magkatulad sa isa't isa at may mas kaunting mga sulat sa mga vertical na pattern, kadalasang tinatawag sila sa pamamagitan ng numero o sa pangalan ng unang elemento ng grupo (titanium , kobalt, atbp.).

Ang mga elemento ng kemikal na kabilang sa parehong pangkat ng periodic table ay nagpapakita ng ilang partikular na trend sa electronegativity, atomic radius at ionization energy. Sa isang grupo, mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang radius ng atom ay tumataas, habang ang mga antas ng enerhiya ay napuno, ang mga valence electron ng elemento ay tinanggal mula sa nucleus, habang ang enerhiya ng ionization ay bumababa at ang mga bono sa atom ay humina, na nagpapadali. ang pag-alis ng mga electron. Ang electronegativity ay bumababa din, ito ay isang kinahinatnan ng katotohanan na ang distansya sa pagitan ng nucleus at ang valence electron ay tumataas. Ngunit mayroon ding mga pagbubukod sa mga pattern na ito, halimbawa, ang pagtaas ng electronegativity, sa halip na bumaba, sa pangkat 11, mula sa itaas hanggang sa ibaba. Sa periodic table mayroong linya na tinatawag na "Period".

Sa mga grupo, mayroong mga kung saan ang mga pahalang na direksyon ay mas makabuluhan (hindi katulad ng iba, kung saan patayong direksyon), ang mga naturang grupo ay kinabibilangan ng block F, kung saan ang mga lanthanides at actinides ay bumubuo ng dalawang mahalagang pahalang na pagkakasunud-sunod.

Ang mga elemento ay nagpapakita ng ilang partikular na pattern sa mga tuntunin ng atomic radius, electronegativity, ionization energy, at electron affinity energy. Dahil sa katotohanan na para sa bawat susunod na elemento ang bilang ng mga sisingilin na mga particle ay tumataas, at ang mga electron ay naaakit sa nucleus, ang atomic radius ay bumababa sa direksyon mula kaliwa hanggang kanan, kasama nito, ang enerhiya ng ionization ay tumataas, na may pagtaas sa bond sa atom, ang kahirapan sa pag-alis ng electron ay tumataas. Ang mga metal na matatagpuan sa kaliwang bahagi ng talahanayan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mababang electron affinity energy indicator, at naaayon, sa kanang bahagi, ang electron affinity energy indicator, para sa mga non-metal, ang indicator na ito ay mas mataas (hindi binibilang ang mga marangal na gas).

Iba't ibang mga lugar ng periodic table ng Mendeleev, depende sa kung aling shell ng atom ang huling electron, at dahil sa kahalagahan ng electron shell, kaugalian na ilarawan ito bilang mga bloke.

Kasama sa S-block ang unang dalawang grupo ng mga elemento, (alkali at alkaline earth metals, hydrogen at helium).
Sa P-block, ipasok ang poste kamakailang mga grupo, mula 13 hanggang 18 (ayon sa IUPAC, o ayon sa sistemang pinagtibay sa Amerika - mula IIIA hanggang VIIIA), kasama rin sa block na ito ang lahat ng metalloids.

Block - D, mga pangkat 3 hanggang 12 (IUPAC, o IIIB hanggang IIB sa American), kasama sa block na ito ang lahat ng transition metal.
Block - F, karaniwang kinuha mula sa periodic table, at may kasamang lanthanides at actinides.

Ang pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ay isang pag-uuri ng mga elemento ng kemikal na nilikha ni D. I. Mendeleev batay sa pana-panahong batas na natuklasan niya noong 1869.

D. I. Mendeleev

Ayon sa modernong pagbabalangkas ng batas na ito, sa tuloy-tuloy na serye mga elementong nakaayos sa pataas na pagkakasunud-sunod ng positibong singil ng nuclei ng kanilang mga atomo, ang mga elementong may katulad na katangian ay pana-panahong inuulit.

Ang pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal, na ipinakita sa anyo ng isang talahanayan, ay binubuo ng mga panahon, serye at mga grupo.

Sa simula ng bawat panahon (maliban sa una) mayroong isang elemento na may binibigkas na mga katangian ng metal (alkali metal).

Mga simbolo para sa talahanayan ng kulay: 1 - tanda ng kemikal ng elemento; 2 - pangalan; 3 - atomic mass (timbang ng atom); 4 - serial number; 5 - pamamahagi ng mga electron sa mga layer.

Habang tumataas ang atomic number ng elemento, katumbas ng positibong singil ng nucleus ng atom nito, unti-unting humihina ang mga katangian ng metal at tumataas ang mga katangiang hindi metal. Ang penultimate na elemento sa bawat panahon ay isang elemento na may binibigkas na mga di-metal na katangian (), at ang huli ay isang inert gas. Sa panahon I mayroong 2 elemento, sa II at III - 8 elemento bawat isa, sa IV at V - 18 elemento bawat isa, sa VI - 32 at sa VII (hindi kumpletong panahon) - 17 elemento.

Ang unang tatlong yugto ay tinatawag na maliliit na panahon, bawat isa sa kanila ay binubuo ng isang pahalang na hilera; ang natitira - sa malalaking panahon, ang bawat isa (hindi kasama ang panahon ng VII) ay binubuo ng dalawang pahalang na hanay - kahit na (itaas) at kakaiba (mas mababa). Sa mga pantay na hanay ng malalaking tuldok ay mga metal lamang. Ang mga katangian ng mga elemento sa mga row na ito ay bahagyang nagbabago sa pagtaas ng serial number. Ang mga katangian ng mga elemento sa kakaibang serye ng malalaking yugto ay nagbabago. Sa panahon VI, ang lanthanum ay sinusundan ng 14 na elemento na halos magkapareho sa mga katangian ng kemikal. Ang mga elementong ito, na tinatawag na lanthanides, ay nakalista nang hiwalay sa ilalim ng pangunahing talahanayan. Ang mga actinides, ang mga elementong sumusunod sa actinium, ay katulad na ipinakita sa talahanayan.

Ang talahanayan ay may siyam na patayong grupo. Ang numero ng pangkat, na may mga bihirang pagbubukod, ay katumbas ng pinakamataas na positibong valence ng mga elemento ng pangkat na ito. Ang bawat pangkat, hindi kasama ang zero at ikawalo, ay nahahati sa mga subgroup. - pangunahing (matatagpuan sa kanan) at gilid. Sa pangunahing mga subgroup, na may pagtaas sa serial number, ang mga metal na katangian ng mga elemento ay pinahusay at ang mga di-metal na katangian ng mga elemento ay humina.

Kaya, kemikal at serye pisikal na katangian ang mga elemento ay tinutukoy ng lugar na sinasakop ng isang partikular na elemento sa periodic system.

Ang mga biogenic na elemento, i.e., mga elemento na bumubuo sa mga organismo at gumaganap ng isang tiyak na biological na papel dito, ay sumasakop sa itaas na bahagi ng periodic table. Ang mga cell na inookupahan ng mga elemento na bumubuo sa bulk (higit sa 99%) ng mga buhay na bagay ay nabahiran ng asul. kulay rosas- mga cell na inookupahan ng mga elemento ng bakas (tingnan).

Ang Periodic Table of Chemical Elements ay ang pinakamalaking tagumpay modernong natural na agham at isang matingkad na pagpapahayag ng pinaka-pangkalahatang diyalektikong batas ng kalikasan.

Tingnan din ang , Atomic na timbang.

Ang pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ay isang natural na pag-uuri ng mga elemento ng kemikal na nilikha ni D. I. Mendeleev batay sa pana-panahong batas na natuklasan niya noong 1869.

Sa orihinal na pagbabalangkas, ang pana-panahong batas ng D. I. Mendeleev ay nagsabi: ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal, pati na rin ang mga anyo at katangian ng kanilang mga compound, ay nasa pana-panahong pag-asa sa magnitude ng atomic weights ng mga elemento. Nang maglaon, sa pag-unlad ng teorya ng istraktura ng atom, ipinakita na higit pa tumpak na paglalarawan ng bawat elemento ay hindi ang atomic weight (tingnan), ngunit ang halaga ng positibong singil ng nucleus ng atom ng elemento, katumbas ng ordinal (atomic) na numero ng elementong ito sa periodic system ng D. I. Mendeleev. Ang bilang ng mga positibong singil sa nucleus ng isang atom ay katumbas ng bilang ng mga electron na nakapalibot sa nucleus ng isang atom, dahil ang mga atom sa kabuuan ay neutral sa kuryente. Sa liwanag ng mga datos na ito, ang periodic law ay nabuo bilang mga sumusunod: ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal, pati na rin ang mga anyo at katangian ng kanilang mga compound, ay nasa pana-panahong pagdepende sa positibong singil ng nuclei ng kanilang mga atomo. Nangangahulugan ito na sa isang tuluy-tuloy na serye ng mga elemento, na nakaayos sa pataas na pagkakasunud-sunod ng mga positibong singil ng nuclei ng kanilang mga atomo, ang mga elemento na may katulad na mga katangian ay pana-panahong uulitin.

Ang tabular na anyo ng pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ay ipinakita sa nito modernong anyo. Binubuo ito ng mga yugto, serye at pangkat. Ang isang panahon ay kumakatawan sa isang sunud-sunod na pahalang na hilera ng mga elemento na nakaayos sa pataas na pagkakasunud-sunod ng positibong singil ng nuclei ng kanilang mga atomo.

Sa simula ng bawat panahon (maliban sa una) mayroong isang elemento na may binibigkas na mga katangian ng metal (alkali metal). Pagkatapos, habang tumataas ang serial number, ang mga metal na katangian ng mga elemento ay unti-unting humihina at ang mga di-metal na katangian ng mga elemento ay tumataas. Ang penultimate elemento sa bawat panahon ay isang elemento na may binibigkas na mga di-metal na katangian (halogen), at ang huli ay isang inert gas. Ang Panahon I ay binubuo ng dalawang elemento, ang papel ng isang alkali metal at isang halogen ay sabay na ginagampanan ng hydrogen. Kasama sa mga panahon ng II at III ang 8 elemento bawat isa, na tinatawag na tipikal na Mendeleev. Ang mga panahon ng IV at V ay may 18 elemento bawat isa, VI-32. VII panahon ay hindi pa nakumpleto at ay replenished na may artipisyal na nilikha elemento; may kasalukuyang 17 elemento sa panahong ito. Ang mga panahon ng I, II at III ay tinatawag na maliit, ang bawat isa sa kanila ay binubuo ng isang pahalang na hilera, IV-VII - malaki: sila (maliban sa VII) ay may kasamang dalawang pahalang na hilera - kahit na (itaas) at kakaiba (mas mababa). Sa pantay na mga hilera ng malalaking tuldok, mga metal lamang ang matatagpuan, at ang pagbabago sa mga katangian ng mga elemento sa hilera mula kaliwa hanggang kanan ay mahinang ipinahayag.

Sa kakaibang serye ng malalaking yugto, ang mga katangian ng mga elemento sa serye ay nagbabago sa parehong paraan tulad ng mga katangian ng mga tipikal na elemento. Sa pantay na bilang ng VI period pagkatapos ng lanthanum 14 na elemento ang sumusunod [tinatawag na lanthanides (tingnan), lanthanides, rare earth elements], na katulad ng mga kemikal na katangian sa lanthanum at sa isa't isa. Ang kanilang listahan ay ibinibigay nang hiwalay sa ilalim ng talahanayan.

Hiwalay, ang mga elementong sumusunod sa actinium-actinides (actinides) ay isinulat at ibinibigay sa ilalim ng talahanayan.

Mayroong siyam na patayong grupo sa periodic table ng mga elemento ng kemikal. Ang numero ng pangkat ay katumbas ng pinakamataas na positibong valency (tingnan) ng mga elemento ng pangkat na ito. Ang mga eksepsiyon ay fluorine (nagaganap lamang ito sa negatibong monovalent) at bromine (hindi ito nangyayaring heptavalent); Bilang karagdagan, ang tanso, pilak, ginto ay maaaring magpakita ng isang valence na mas malaki kaysa sa +1 (Cu-1 at 2, Ag at Au-1 at 3), at sa mga elemento ng pangkat VIII, ang osmium at ruthenium lamang ang may valency na +8 . Ang bawat pangkat, maliban sa ikawalo at sero, ay nahahati sa dalawang subgroup: ang pangunahing (matatagpuan sa kanan) at ang pangalawa. Kasama sa mga pangunahing subgroup ang mga tipikal na elemento at elemento ng malalaking panahon, ang pangalawang - mga elemento lamang ng malalaking panahon at, bukod dito, mga metal.

Sa mga tuntunin ng mga kemikal na katangian, ang mga elemento ng bawat subgroup ng pangkat na ito ay makabuluhang naiiba sa bawat isa, at tanging ang pinakamataas na positibong valency lamang ang pareho para sa lahat ng mga elemento ng pangkat na ito. Sa pangunahing mga subgroup, mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga katangian ng metal ng mga elemento ay tumataas at ang mga di-metal ay humina (halimbawa, ang francium ay isang elemento na may pinakamaraming binibigkas na mga katangian ng metal, at ang fluorine ay hindi metal). Kaya, ang lugar ng isang elemento sa periodic system ng Mendeleev (serial number) ay tumutukoy sa mga katangian nito, na kung saan ay ang average ng mga katangian ng mga kalapit na elemento nang patayo at pahalang.

May mga espesyal na pangalan ang ilang grupo ng mga elemento. Kaya, ang mga elemento ng pangunahing mga subgroup ng pangkat I ay tinatawag na alkali metal, pangkat II - alkaline earth metal, pangkat VII - halogens, mga elemento na matatagpuan sa likod ng uranium - transuranium. Ang mga elemento na bahagi ng mga organismo, ay nakikibahagi sa mga metabolic na proseso at may binibigkas na biological na papel, ay tinatawag na mga biogenic na elemento. Lahat sila ay sumasakop sa itaas na bahagi ng talahanayan ng D. I. Mendeleev. Pangunahing ito ay O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg at Fe, na bumubuo sa bulto ng buhay na bagay (higit sa 99%). Ang mga lugar na inookupahan ng mga elementong ito sa periodic table ay may kulay sa mapusyaw na asul. Ang mga biogenic na elemento, na napakakaunti sa katawan (mula 10 -3 hanggang 10 -14%), ay tinatawag na microelements (tingnan). Sa mga selula ng periodic system, nabahiran ng mantsa dilaw, inilagay ang mga elemento ng bakas, mahalaga kahalagahan na napatunayan na para sa mga tao.

Ayon sa teorya ng istruktura ng mga atomo (tingnan ang Atom), ang mga kemikal na katangian ng mga elemento ay pangunahing nakasalalay sa bilang ng mga electron sa panlabas na shell ng elektron. Ang pana-panahong pagbabago sa mga katangian ng mga elemento na may pagtaas sa positibong singil ng atomic nuclei ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pana-panahong pag-uulit ng istraktura ng panlabas na shell ng elektron (antas ng enerhiya) ng mga atom.

Sa maliliit na panahon, na may pagtaas sa positibong singil ng nucleus, ang bilang ng mga electron sa panlabas na shell ay tumataas mula 1 hanggang 2 sa panahon I at mula 1 hanggang 8 sa mga yugto II at III. Kaya naman ang pagbabago sa mga katangian ng mga elemento sa panahon mula sa isang alkali metal tungo sa isang inert gas. Ang panlabas na shell ng elektron, na naglalaman ng 8 electron, ay kumpleto at energetically stable (mga elemento ng zero group ay chemically inert).

Sa malalaking yugto sa magkapantay na mga hilera, na may pagtaas sa positibong singil ng nuclei, ang bilang ng mga electron sa panlabas na shell ay nananatiling pare-pareho (1 o 2) at ang pangalawang panlabas na shell ay puno ng mga electron. Kaya naman ang mabagal na pagbabago sa mga katangian ng mga elemento sa pantay na mga hilera. Sa kakaibang serye ng mahabang panahon, na may pagtaas sa singil ng nuclei, ang panlabas na shell ay napuno ng mga electron (mula 1 hanggang 8) at ang mga katangian ng mga elemento ay nagbabago sa parehong paraan tulad ng para sa mga tipikal na elemento.

Ang bilang ng mga electron shell sa isang atom ay katumbas ng period number. Ang mga atomo ng mga elemento ng pangunahing subgroup ay may bilang ng mga electron sa kanilang mga panlabas na shell na katumbas ng bilang ng grupo. Ang mga atomo ng mga elemento ng pangalawang subgroup ay naglalaman ng isa o dalawang electron sa mga panlabas na shell. Ipinapaliwanag nito ang pagkakaiba sa mga katangian ng mga elemento ng pangunahin at pangalawang subgroup. Ang numero ng pangkat ay nagpapahiwatig ng posibleng bilang ng mga electron na maaaring lumahok sa pagbuo ng mga kemikal (valence) na bono (tingnan ang Molecule), samakatuwid ang mga naturang electron ay tinatawag na valence. Para sa mga elemento ng pangalawang subgroup, hindi lamang ang mga electron ng mga panlabas na shell, kundi pati na rin ang mga penultimate, ay valence. Ang bilang at istraktura ng mga shell ng elektron ay ipinahiwatig sa nakalakip na periodic table ng mga elemento ng kemikal.

Ang pana-panahong batas ng D. I. Mendeleev at ang sistemang batay dito ay may eksklusibo pinakamahalaga sa agham at pagsasanay. Ang pana-panahong batas at ang sistema ay ang batayan para sa pagtuklas ng mga bagong elemento ng kemikal, ang tumpak na pagpapasiya ng kanilang mga atomic na timbang, ang pagbuo ng teorya ng istruktura ng mga atomo, ang pagtatatag ng mga geochemical na batas para sa pamamahagi ng mga elemento sa crust ng lupa. at ang pagbuo ng mga modernong ideya tungkol sa buhay na bagay, ang komposisyon nito at ang mga batas na nauugnay dito ay naaayon sa periodic system. Ang biological na aktibidad ng mga elemento at ang kanilang nilalaman sa katawan ay higit na tinutukoy ng lugar na kanilang sinasakop sa periodic system ng Mendeleev. Kaya, sa isang pagtaas sa serial number sa isang bilang ng mga grupo, ang toxicity ng mga elemento ay tumataas at ang kanilang nilalaman sa katawan ay bumababa. Ang pana-panahong batas ay isang matingkad na pagpapahayag ng mga pinaka-pangkalahatang diyalektikong batas ng pag-unlad ng kalikasan.

Naaalala ng sinumang pumasok sa paaralan na ang isa sa mga kinakailangang asignaturang pag-aaral ay chemistry. Magustuhan niya ito, o hindi niya magustuhan - hindi mahalaga. At malamang na maraming kaalaman sa disiplinang ito ang nakalimutan na at hindi nalalapat sa buhay. Gayunpaman, malamang na naaalala ng lahat ang talahanayan ng mga elemento ng kemikal ng D. I. Mendeleev. Para sa marami, ito ay nanatiling isang multi-kulay na talahanayan, kung saan ang ilang mga titik ay nakasulat sa bawat parisukat, na nagsasaad ng mga pangalan ng mga elemento ng kemikal. Ngunit dito hindi namin pag-uusapan ang tungkol sa kimika tulad nito, at ilalarawan ang daan-daang mga reaksiyong kemikal at mga proseso, ngunit pag-uusapan natin kung paano lumitaw ang periodic table sa pangkalahatan - ang kuwentong ito ay magiging interesado sa sinumang tao, at sa katunayan sa lahat ng mga nagugutom para sa kawili-wili at kapaki-pakinabang na impormasyon.

Isang maliit na background

Noong 1668, ang natitirang Irish na chemist, physicist at theologian na si Robert Boyle ay naglathala ng isang libro kung saan maraming mga alamat tungkol sa alchemy ang pinabulaanan, at kung saan pinag-usapan niya ang pangangailangang maghanap ng hindi nabubulok na mga elemento ng kemikal. Nagbigay din ang siyentipiko ng isang listahan ng mga ito, na binubuo lamang ng 15 elemento, ngunit pinahintulutan ang ideya na maaaring mayroong higit pang mga elemento. Ito ang naging panimulang punto hindi lamang sa paghahanap ng mga bagong elemento, kundi pati na rin sa kanilang sistematisasyon.

Makalipas ang isang daang taon, ang Pranses na chemist na si Antoine Lavoisier ay nag-compile bagong listahan, na may kasama nang 35 elemento. 23 sa kanila ay napag-alamang hindi nabubulok. Ngunit ang paghahanap ng mga bagong elemento ay ipinagpatuloy ng mga siyentipiko sa buong mundo. At nangungunang papel ang sikat na Russian chemist na si Dmitry Ivanovich Mendeleev ay naglaro sa prosesong ito - siya ang unang naglagay ng hypothesis na maaaring magkaroon ng kaugnayan sa pagitan ng atomic mass ng mga elemento at ang kanilang lokasyon sa system.

Salamat sa maingat na trabaho at paghahambing ng mga elemento ng kemikal, nadiskubre ni Mendeleev ang isang relasyon sa pagitan ng mga elemento kung saan maaari silang maging isa, at ang kanilang mga katangian ay hindi isang bagay na ipinagkakaloob, ngunit isang pana-panahong paulit-ulit na kababalaghan. Bilang isang resulta, noong Pebrero 1869, binuo ni Mendeleev ang unang pana-panahong batas, at noong Marso, ang kanyang ulat na "Ang kaugnayan ng mga pag-aari na may atomic na timbang ng mga elemento" ay isinumite sa Russian Chemical Society ng mananalaysay ng chemistry N. A. Menshutkin. Pagkatapos sa parehong taon, ang publikasyon ni Mendeleev ay nai-publish sa journal Zeitschrift fur Chemie sa Alemanya, at noong 1871 isang bagong malawak na publikasyon ng siyentipiko na nakatuon sa kanyang pagtuklas ay inilathala ng isa pang Aleman na journal na Annalen der Chemie.

Paggawa ng Periodic Table

Ang pangunahing ideya noong 1869 ay nabuo na ni Mendeleev, at medyo maikling panahon, ngunit sa mahabang panahon ay hindi niya ito maiayos sa isang uri ng nakaayos na sistema na malinaw na nagpapakita ng kung ano. Sa isa sa mga pag-uusap sa kanyang kasamahan na si A. A. Inostrantsev, sinabi pa niya na ang lahat ay nagawa na sa kanyang ulo, ngunit hindi niya madala ang lahat sa mesa. Pagkatapos nito, ayon sa mga biographer ni Mendeleev, nagsimula siyang maingat na magtrabaho sa kanyang mesa, na tumagal ng tatlong araw nang walang pahinga para sa pagtulog. Ang lahat ng mga uri ng mga paraan upang ayusin ang mga elemento sa isang talahanayan ay pinagsunod-sunod, at ang gawain ay kumplikado sa pamamagitan ng katotohanan na sa oras na iyon ay hindi pa alam ng agham ang tungkol sa lahat ng mga elemento ng kemikal. Ngunit, sa kabila nito, ang talahanayan ay nilikha pa rin, at ang mga elemento ay na-systematize.

Alamat ng panaginip ni Mendeleev

Marami ang nakarinig ng kuwento na pinangarap ni D. I. Mendeleev ang kanyang mesa. Ang bersyon na ito ay aktibong ipinamahagi ng nabanggit na kasamahan ni Mendeleev A. A. Inostrantsev bilang nakakatawang kwento kung saan siya ay naaaliw sa kanyang mga mag-aaral. Sinabi niya na si Dmitry Ivanovich ay natulog at sa isang panaginip ay malinaw niyang nakita ang kanyang mesa, kung saan ang lahat ng mga elemento ng kemikal ay nakaayos sa tamang pagkakasunud-sunod. Pagkatapos nito, nagbiro pa ang mga estudyante na ang 40° vodka ay natuklasan sa parehong paraan. Ngunit mayroon pa ring mga tunay na kinakailangan para sa kwento ng pagtulog: tulad ng nabanggit na, nagtrabaho si Mendeleev sa mesa nang walang tulog at pahinga, at minsan ay natagpuan siya ni Inostrantsev na pagod at pagod. Sa hapon, nagpasya si Mendeleev na magpahinga, at pagkaraan ng ilang oras, bigla siyang nagising, agad na kumuha ng isang piraso ng papel at inilarawan ang isang handa na mesa dito. Ngunit ang siyentipiko mismo ay pinabulaanan ang buong kuwento sa isang panaginip, na nagsasabi: "Iniisip ko ito sa loob ng dalawampung taon, at sa palagay mo: nakaupo ako at biglang ... handa na." Kaya't ang alamat ng panaginip ay maaaring maging lubhang kaakit-akit, ngunit ang paglikha ng talahanayan ay posible lamang sa pamamagitan ng pagsusumikap.

Mga iba pang gawain

Sa panahon mula 1869 hanggang 1871, binuo ni Mendeleev ang mga ideya ng periodicity, na kung saan ang komunidad ng siyensya ay hilig. At isa sa mga mahahalagang hakbang itong proseso nagkaroon ng pag-unawa na ang anumang elemento sa sistema ay dapat magkaroon, batay sa kabuuan ng mga katangian nito kung ihahambing sa mga katangian ng iba pang mga elemento. Batay dito, at batay din sa mga resulta ng pananaliksik sa pagbabago ng mga oxide na bumubuo ng salamin, pinamamahalaan ng chemist na baguhin ang mga halaga ng mga atomic na masa ng ilang mga elemento, bukod sa kung saan ay uranium, indium, beryllium at iba pa.

Siyempre, nais ni Mendeleev na punan ang mga walang laman na selula na nananatili sa talahanayan sa lalong madaling panahon, at noong 1870 ay hinulaang niya na ang mga elemento ng kemikal na hindi alam ng agham ay malapit nang matuklasan, ang mga atomic na masa at mga katangian kung saan siya ay nakapagkalkula. Ang una sa mga ito ay gallium (natuklasan noong 1875), scandium (natuklasan noong 1879) at germanium (natuklasan noong 1885). Pagkatapos ang mga pagtataya ay patuloy na natanto, at walo pang bagong elemento ang natuklasan, kabilang ang: polonium (1898), rhenium (1925), technetium (1937), francium (1939) at astatine (1942-1943). Sa pamamagitan ng paraan, noong 1900, si D. I. Mendeleev at ang Scottish chemist na si William Ramsay ay dumating sa konklusyon na ang mga elemento ng zero group ay dapat ding isama sa talahanayan - hanggang 1962 sila ay tinawag na inert, at pagkatapos - mga marangal na gas.

Organisasyon ng periodic system

Ang mga elemento ng kemikal sa talahanayan ng D. I. Mendeleev ay nakaayos sa mga hilera, alinsunod sa pagtaas ng kanilang masa, at ang haba ng mga hilera ay pinili upang ang mga elemento sa kanila ay may katulad na mga katangian. Halimbawa, ang mga marangal na gas tulad ng radon, xenon, krypton, argon, neon, at helium ay hindi madaling tumugon sa iba pang mga elemento, at mayroon ding mababang aktibidad ng kemikal, kaya naman ang mga ito ay matatagpuan sa dulong kanang haligi. At ang mga elemento ng kaliwang haligi (potassium, sodium, lithium, atbp.) ay perpektong tumutugon sa iba pang mga elemento, at ang mga reaksyon mismo ay sumasabog. Sa madaling salita, sa loob ng bawat column, ang mga elemento ay may magkatulad na katangian, na nag-iiba mula sa isang column hanggang sa susunod. Ang lahat ng mga elemento hanggang sa No. 92 ay matatagpuan sa kalikasan, at sa No. 93 nagsisimula ang mga artipisyal na elemento, na maaari lamang gawin sa laboratoryo.

Sa orihinal na bersyon nito, ang periodic system ay naunawaan lamang bilang isang salamin ng kaayusan na umiiral sa kalikasan, at walang mga paliwanag kung bakit ang lahat ay dapat na ganoon. At kapag lumitaw ang quantum mechanics, naging malinaw ang tunay na kahulugan ng pagkakasunud-sunod ng mga elemento sa talahanayan.

Mga Aralin sa Malikhaing Proseso

Sa pagsasalita tungkol sa kung anong mga aral ng proseso ng malikhain ang maaaring makuha mula sa buong kasaysayan ng paglikha ng periodic table ng D. I. Mendeleev, maaaring banggitin bilang isang halimbawa ang mga ideya ng isang mananaliksik ng Ingles sa larangan. Malikhaing pag-iisip Graham Wallace at ang French scientist na si Henri Poincaré. Dalhin natin sila sa madaling sabi.

Ayon kina Poincaré (1908) at Graham Wallace (1926), mayroong apat na pangunahing yugto sa malikhaing pag-iisip:

• Pagsasanay- ang yugto ng pagbabalangkas ng pangunahing gawain at ang mga unang pagtatangka upang malutas ito;
• Incubation- ang yugto kung saan mayroong pansamantalang pagkagambala mula sa proseso, ngunit ang paghahanap ng solusyon sa problema ay isinasagawa sa isang hindi malay na antas;
• kabatiran- ang yugto kung saan natagpuan ang intuitive na solusyon. Bukod dito, ang solusyon na ito ay matatagpuan sa isang sitwasyon na ganap na hindi nauugnay sa gawain;
• Pagsusulit- ang yugto ng pagsubok at pagpapatupad ng solusyon, kung saan nagaganap ang pagpapatunay ng solusyon na ito at ang posibleng karagdagang pag-unlad nito.

Tulad ng nakikita natin, sa proseso ng paglikha ng kanyang talahanayan, intuitively sinundan ni Mendeleev ang apat na yugtong ito. Kung gaano ito kabisa ay mahuhusgahan ng mga resulta, i.e. dahil nilikha ang talahanayan. At dahil ang paglikha nito ay isang malaking hakbang pasulong hindi lamang para sa agham ng kemikal, ngunit para sa buong sangkatauhan, ang apat na yugto sa itaas ay maaaring ilapat kapwa sa pagpapatupad ng maliliit na proyekto at sa pagpapatupad ng mga pandaigdigang plano. Ang pangunahing bagay na dapat tandaan ay hindi isang solong pagtuklas, hindi isang solong solusyon sa isang problema ang matatagpuan sa sarili nitong, gaano man natin gustong makita ang mga ito sa isang panaginip at gaano man tayo matulog. Upang magtagumpay, ito man ay ang paglikha ng isang talahanayan ng mga elemento ng kemikal o ang pagbuo ng isang bagong plano sa marketing, kailangan mong magkaroon ng ilang kaalaman at kasanayan, gayundin ang mahusay na paggamit ng iyong potensyal at magsikap.

Hangad namin ang tagumpay sa iyong mga pagsusumikap at matagumpay na pagpapatupad ng iyong mga plano!