Fr у таблиці Менделєєва. Періодичний закон Д. І. Менделєєва та періодична система хімічних елементів

27.09.2019

Як користуватися таблицею Менделєєва?Для непосвяченої людини читати таблицю Менделєєва - все одно, що для гнома дивитися на давні руни ельфів. А таблиця Менделєєва, до речі, якщо їй правильно користуватися, може розповісти про світ дуже багато. Крім того, що співслужить Вам службу на іспиті, вона ще й просто незамінна при вирішенні величезної кількості хімічних та фізичних завдань. Але як її читати? На щастя, сьогодні цьому мистецтву може навчитися кожен. У цій статті розповімо, як зрозуміти таблицю Менделєєва.

p align="justify"> Періодична система хімічних елементів (таблиця Менделєєва) - це класифікація хімічних елементів, яка встановлює залежність різних властивостей елементів від заряду атомного ядра.

Історія створення Таблиці

Дмитро Іванович Менделєєв був не простим хіміком, якщо хтось так думає. Це був хімік, фізик, геолог, метролог, еколог, економіст, нафтовик, повітроплавець, приладобудівник та педагог. За своє життя вчений встиг провести фундаментально багато досліджень у різних галузях знань. Наприклад, поширена думка, що саме Менделєєв обчислив ідеальну міцність горілки – 40 градусів. Не знаємо, як Менделєєв ставився до горілки, але достеменно відомо, що його дисертація на тему «Міркування про з'єднання спирту з водою» не мала до горілки жодного відношення та розглядала концентрації спирту від 70 градусів. За всіх заслуг вченого, відкриття періодичного закону хімічних елементів – одного з фундаментальних законів природи, принесло йому найширшу популярність.

Існує легенда, згідно з якою періодична система приснилася вченому, після чого йому залишилося лише доопрацювати ідею, що з'явилася. Але, якби все було так просто. Ця версія про створення таблиці Менделєєва, мабуть, не більше ніж легенда. На питання про те, як було відкрито таблицю, сам Дмитро Іванович відповідав: « Я над нею, може, двадцять років думав, а ви думаєте: сидів і раптом… готово»

У середині ХІХ століття спроби впорядкувати відомі хімічні елементи (відомо було 63 елементи) паралельно робилися кількома вченими. Наприклад, у 1862 році Олександр Еміль Шанкуртуа розмістив елементи вздовж гвинтової лінії та відзначив циклічне повторення хімічних властивостей. Хімік та музикант Джон Олександр Ньюлендс запропонував свій варіант періодичної таблиці у 1866 році. Цікавий той факт, що в розташуванні елементів учений намагався виявити містичну музичну гармонію. Серед інших спроб була й спроба Менделєєва, яка мала успіх.

У 1869 року було опубліковано першу схему таблиці, а день 1 березня 1869 року вважається днем відкриття періодичного закону. Суть відкриття Менделєєва у тому, що властивості елементів із зростанням атомної маси змінюються не монотонно, а періодично. Перший варіант таблиці містив всього 63 елементи, але Менделєєв зробив ряд дуже нестандартних рішень. Так, він здогадався залишати в таблиці місце для ще відкритих елементів, а також змінив атомні маси деяких елементів. Принципова правильність закону, виведеного Менделєєвим, підтвердилася дуже скоро, після відкриття галію, скандію та германію, існування яких було передбачено вченим.

Сучасний вигляд таблиці Менделєєва

Нижче наведемо саму таблицю

Сьогодні для впорядкування елементів замість атомної ваги (атомної маси) використовують поняття атомного числа (числа протонів в ядрі). У таблиці міститься 120 елементів, які розташовані зліва направо у порядку зростання атомного числа (числа протонів)

Стовпці таблиці є так звані групи, а рядки – періоди. У таблиці 18 груп та 8 періодів.

Металеві властивості елементів під час руху вздовж періоду зліва направо зменшуються, а зворотному напрямку – збільшуються.
Розміри атомів при переміщенні зліва направо вздовж періодів зменшуються.
При русі зверху вниз групою збільшуються відновлювальні металеві властивості.
Окисні та неметалічні властивості при русі вздовж періоду зліва направо збільшуютья.

Що ми дізнаємося про елемент таблиці? Наприклад, візьмемо третій елемент у таблиці – літій, і розглянемо докладно.

Насамперед ми бачимо сам символ елемента та його назву під ним. У лівому верхньому куті знаходиться атомний номер елемента, в порядку якого елемент розташований в таблиці. Атомний номер, як уже було сказано, дорівнює числупротонів у ядрі. Число позитивних протонів, як правило, дорівнює числу негативних електронів в атомі (за винятком ізотопів).

Атомна маса вказана під атомним числом (у даному варіантітаблиці). Якщо округлити атомну масу до найближчого цілого, ми отримаємо так зване масове число. Різниця масового числаі атомного числа дає кількість нейтронів у ядрі. Так, число нейтронів у ядрі гелію дорівнює двом, а у літію – чотирьом.

Ось і закінчився наш курс "Таблиця Менделєєва для чайників". На завершення, пропонуємо Вам переглянути тематичне відео, і сподіваємося, що питання про те, як користуватися періодичною таблицею Менделєєва, стало Вам більш зрозумілим. Нагадуємо, що вивчати новий предмет завжди ефективніше не одному, а за допомогою досвідченого наставника. Саме тому, ніколи не варто забувати про те, які з радістю поділяться з Вами своїми знаннями та досвідом.

Дев'ятнадцяте століття історії людства - століття, у якому багато наук реформувалися, зокрема і хімія. Саме в цей час з'явилася періодична система Менделєєва, а разом із нею – і періодичний закон. Саме він став основою сучасної хімії. Періодична система Д. І. Менделєєва є систематизацією елементів, яка встановлює залежність хімічних і фізичних властивостейвід будови та заряду атома речовини.

Історія

Початок періодичної поклала книга "Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів", написана в третій чверті XVII століття. У ній було відображено основні поняття щодо відомих хімічних елементів (на той момент їх налічувалося лише 63). До того ж у багатьох їх атомні маси були визначені неправильно. Це сильно заважало відкриття Д. І. Менделєєва.

Дмитро Іванович розпочав свою роботу з порівняння властивостей елементів. Насамперед він зайнявся хлором та калієм, а вже потім перейшов до роботи зі лужними металами. Озброївшись спеціальними картками, на яких було зображено хімічні елементи, він багато разів намагався зібрати цю «мозаїку»: розкладав на своєму столі у пошуках потрібних комбінацій та збігів.

Після довгих старань Дмитро Іванович все ж таки знайшов ту закономірність, яку шукав, і побудував елементи в періодичні ряди. Отримавши у результаті порожні осередки між елементами, учений зрозумів, що російським дослідникам відомі в повному обсязі хімічні елементи, і що він повинен дати цьому світу ті знання у галузі хімії, які ще були дані його попередниками.

Всім відомий міф про те, що Менделєєву періодична таблиця з'явилася уві сні, і він пам'яті зібрав елементи в єдину систему. Це, брутально кажучи, брехня. Справа в тому, що Дмитро Іванович досить довго і зосереджено працював над своєю працею, і його це дуже вимотувало. Під час роботи над системою елементів Менделєєв якось заснув. Прокинувшись, він зрозумів, що не закінчив таблицю, і скоріше продовжив заповнення порожніх осередків. Його знайомий, якийсь Іноземців, університетський педагог, вирішив, що таблиця Менделєєву наснилася уві сні і поширив цей слух серед своїх студентів. Так і виникла ця гіпотеза.

Структура та правила розміщення елементів

Перші кроки у створенні періодичного закону було зроблено Дмитром Івановичем ще 1869-1871 роках, тоді він посилено працював над встановленням залежності властивостей даних елементів від маси їх атома. Сучасний варіант є зведені в двовимірну таблицю елементи.

Положення елемента в таблиці несе певний хімічний і фізичний сенс. За місцезнаходженням елемента в таблиці можна дізнатися, яка у нього валентність, визначити й інші хімічні особливості. Дмитро Іванович намагався встановити зв'язок між елементами, як подібними між собою за властивостями, так і різними.

В основу класифікації відомих на той момент хімічних елементів він поклав валентність та атомну масу. Порівнюючи відносні властивості елементів, Менделєєв намагався знайти закономірність, яка б об'єднала всі відомі хімічні елементи в одну систему. Розташувавши їх, ґрунтуючись на зростанні атомних мас, він все-таки досяг періодичності в кожному з рядів.

Подальший розвиток системи

Таблиця Менделєєва, що з'явилася в 1969 році, ще не раз доопрацьовувалась. З появою шляхетних газів у 1930 роках вдалося виявити нову залежність елементів - немає від маси, як від порядкового номера. Пізніше вдалося встановити число протонів в атомних ядрах і виявилося, що воно збігається з порядковим номером елемента. Вченими XX століття було вивчено електронне Виявилося, що воно впливає на періодичність. Це сильно змінювало уявлення про властивості елементів. Цей пункт відбито у пізніших редакціях періодичної системи Менделєєва. Кожне нове відкриття властивостей та особливостей елементів органічно вписувалося таблицю.

Характеристики періодичної системи Менделєєва

Таблиця Менделєєва поділена на періоди (7 рядків, що розташовані горизонтально), які, у свою чергу, поділяються на великі та малі. Починається період із лужного металу, а закінчується елементом з неметалевими властивостями.
Вертикально таблицю Дмитра Івановича поділено на групи (8 стовпців). Кожна з них у періодичній системі складається з двох підгруп, а саме – головної та побічної. Після довгих суперечок на пропозицію Д. І. Менделєєва та її колеги У. Рамзая було вирішено запровадити так звану нульову групу. До неї входять інертні гази (неон, гелій, аргон, радон, ксенон, криптон). У 1911 році вченим Ф. Содді було запропоновано помістити в періодичній системі та невиразні елементи, так звані ізотопи, – для них були виділені окремі осередки.

Незважаючи на вірність та точність періодичної системи, наукове суспільство довго не хотіло визнавати це відкриття. Багато великих учених висміювали діяльність Д. І. Менделєєва і вважали, що неможливо передбачити властивості елемента, який ще був відкритий. Але після того, як передбачувані хімічні елементи були відкриті (а це були, наприклад, скандій, галій та германій), система Менделєєва та його періодичний закон стали науки хімії.

Таблиця в сучасності

Періодична система елементів Менделєєва – основа більшості хімічних та фізичних відкриттів, пов'язаних з атомно-молекулярним вченням. Сучасне поняттяелемента склалося саме завдяки великому вченому. Поява періодичної системи Менделєєва внесла кардинальні зміни до уявлень про різні сполуки і простих речовинах. Створення вченим періодичної системи вплинуло на розвиток хімії та всіх наук, суміжних з нею.

Кожен, хто ходив до школи, пам'ятає, що одним із обов'язкових для вивчення предметів була хімія. Вона могла подобатися, а могла й не подобатися – це байдуже. І цілком імовірно, що багато знань із цієї дисципліни вже забуті і в житті не застосовуються. Проте таблицю хімічних елементів Д. І. Менделєєва, напевно, пам'ятає кожен. Для багатьох вона так і залишилася різнобарвною таблицею, де кожен квадратик вписані певні літери, що позначають назви хімічних елементів. Але тут ми не говоритимемо про хімію як таку, і описуватимемо сотні хімічних реакцій і процесів, а розповімо про те, як взагалі з'явилася таблиця Менделєєва – ця історія буде цікава будь-якій людині, та й взагалі всім тим, хто хоче до цікавої та корисної інформації .

Невелика передісторія

У далекому 1668 році видатним ірландським хіміком, фізиком і богословом Робертом Бойлем було опубліковано книгу, в якій було розвінчано чимало міфів про алхімію, і в якій він міркував про необхідність пошуку нерозкладних хімічних елементів. Вчений також навів їх список, що складається всього з 15 елементів, але допускав думку, що можуть бути ще елементи. Це стало відправною точкою у пошуку нових елементів, а й у їх систематизації.

Через сто років французьким хіміком Антуаном Лавуазьє було складено новий перелік, до якого входили вже 35 елементів. 23 із них пізніше були визнані нерозкладними. Але пошук нових елементів продовжувався вченими у всьому світі. І головну роль цьому процесі зіграв знаменитий російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв – він уперше висунув гіпотезу у тому, що з атомної масою елементів та його розташуванням у системі можливо взаємозв'язок.

Завдяки копіткій праці та зіставленню хімічних елементів Менделєєв зміг виявити зв'язок між елементами, в якому вони можуть бути одним цілим, а їх властивості є не чим само собою зрозумілим, а є періодично повторюваним явищем. У результаті, у лютому 1869 року Менделєєв сформулював перший періодичний закон, а вже в березні його доповідь «Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів» було представлено на розгляд Російського хімічного товариства істориком хімії Н. А. Меншуткіним. Потім того ж року публіка Менделєєва була надрукована в журналі "Zeitschrift fur Chemie" в Німеччині, а в 1871 році нову велику публікацію вченого, присвячену його відкриттю, опублікував інший німецький журнал "Annalen der Chemie".

Створення періодичної таблиці

Основна ідея до 1869 року вже була сформована Менделєєвим, причому за досить короткий час, але оформити її в якусь упорядковану систему, що наочно відображає, що до чого, він довго не міг. В одній з розмов зі своїм соратником А. А. Іноземцевим він навіть сказав, що в голові у нього вже все склалося, але привести все до таблиці він не може. Після цього, згідно з даними біографів Менделєєва, він приступив до кропіткої роботи над своєю таблицею, яка тривала три доби без перерв на сон. Перебиралися всілякі методи організації елементів у таблицю, а робота була ускладнена ще й тим, що у період наука знала ще про всіх хімічних елементах. Але, незважаючи на це, таблиця все ж таки була створена, а елементи систематизовані.

Легенда про сон Менделєєва

Багато хто чув історію, що Д. І. Менделєєву його таблиця наснилася. Ця версія активно поширювалася вищезгаданим соратником Менделєєва А. А. Іноземцевим як смішної історії, Якою він розважав своїх студентів. Він казав, що Дмитро Іванович ліг спати й уві сні виразно побачив свою таблицю, де всі хімічні елементи були розставлені у потрібному порядку. Після цього студенти навіть жартували, що таким самим способом було відкрито 40° горілка. Але реальні передумови для історії зі сном все ж таки були: як уже згадувалося, Менделєєв працював над таблицею без сну та відпочинку, і Іноземців якось застав його втомленим і вимотаним. Вдень Менделєєв вирішив трохи перепочити, а через деякий час, різко прокинувся, відразу ж узяв листок паперу і зобразив на ньому вже готову таблицю. Але сам учений спростовував всю цю історію зі сном, говорячи: «Я над нею, може, двадцять років думав, а ви думаєте: сидів і раптом… готове». Так що легенда про сон може бути і дуже привабливою, але створення таблиці стало можливим тільки завдяки наполегливій праці.

Подальша робота

У період із 1869 по 1871 роки Менделєєв розвивав ідеї періодичності, яких схилялося наукове співтовариство. І одним з важливих етапів даного процесу стало розуміння того, що будь-який елемент у системі має мати у своєму розпорядженні, виходячи з сукупності його властивостей у порівнянні з властивостями інших елементів. Грунтуючись на цьому, а також спираючись на результати досліджень у зміні склоутворювальних оксидів, хіміку вдалося внести поправки до значення атомних мас деяких елементів, серед яких були уран, індій, берилій та інші.

Порожні клітини, що залишалися в таблиці, Менделєєв, звичайно ж, хотів швидше заповнити, і в 1870 передбачив, що незабаром будуть відкриті невідомі науці хімічні елементи, атомні маси і властивості яких він зумів обчислити. Першими з них стали галій (відкритий у 1875 році), скандій (відкритий у 1879 році) та германій (відкритий у 1885 році). Потім прогнози продовжили реалізовуватися, і було відкрито ще вісім нових елементів, серед яких: полоній (1898), реній (1925), технецій (1937), францій (1939) і астат (1942-1943). До речі, в 1900 році Д. І. Менделєєв і шотландський хімік Вільям Рамзай прийшли до думки, що до таблиці повинні бути включені елементи нульової групи - до 1962 вони називалися інертними, а потім - благородними газами.

Організація періодичної системи

Хімічні елементив таблиці Д. І. Менделєєва розташовані по рядах, відповідно до зростання їх маси, а довжина рядів підібрана так, щоб елементи, що знаходяться в них, мали схожі властивості. Наприклад, благородні гази, такі як радон, ксенон, криптон, аргон, неон і гелій важко вступають у реакції з іншими елементами, а також мають низьку хімічну активність, через що розташовані в крайньому правому стовпці. А елементи лівого стовпця (калій, натрій, літій і т.д.) добре реагують з іншими елементами, а самі реакції мають вибуховий характер. Простіше кажучи, всередині кожного стовпця елементи мають подібні властивості, що варіюються при переході від одного стовпця до іншого. Усі елементи, аж до №92 зустрічаються у природі, і з №93 починаються штучні елементи, які можна створити лише у лабораторних умовах.

У своєму первісному варіанті періодична система розумілася тільки як відображення існуючого в природі порядку, і ніяких пояснень, чому все має бути саме так, не було. І лише коли з'явилася квантова механіка, справжній зміст порядку елементів у таблиці став зрозумілим.

Уроки творчого процесу

Говорячи про те, які уроки творчого процесу можна отримати з усієї історії створення періодичної таблиці Д. І. Менделєєва, можна навести приклад ідеї англійського дослідника в області творчого мисленняГрема Уоллеса та французького вченого Анрі Пуанкаре. Наведемо їх коротко.

Згідно з дослідженнями Пуанкаре (1908) і Грема Уоллеса (1926), існує чотири основні стадії творчого мислення:

Підготовка– етап формулювання основного завдання та перші спроби її вирішення;
Інкубація- Етап, під час якого відбувається тимчасове відволікання від процесу, але робота над пошуком вирішення завдання ведеться на підсвідомому рівні;
Осяяння- Етап, на якому знаходиться інтуїтивне рішення. Причому, знайтися це рішення може в ситуації, що абсолютно не має до завдання;
Перевірка– етап випробувань та реалізації рішення, на якому відбувається перевірка цього рішення та його можливий подальший розвиток.

Як бачимо, у процесі створення своєї таблиці Менделєєв інтуїтивно дотримувався саме цих чотирьох етапів. Наскільки це ефективно, можна будувати висновки за результатами, тобто. тому, що таблиця була створена. А враховуючи, що її створення стало величезним кроком вперед не тільки для хімічної науки, але і для всього людства, наведені вище чотири етапи можуть бути застосовні як для реалізації невеликих проектів, так і для здійснення глобальних задумів. Головне пам'ятати, що жодне відкриття, жодне рішення завдання не можуть бути знайдені самі по собі, як би ми не хотіли побачити їх уві сні і скільки б не спали. Щоб щось вийшло, не важливо, створення це таблиці хімічних елементів або розробка нового маркетинг-плану, потрібно мати певні знання та навички, а також вміло використовувати свої потенціал і наполегливо працювати.

Ми бажаємо вам успіхів у ваших починаннях та успішної реалізації задуманого!

Таблиця Менделєєва є одним з найбільших відкриттівлюдства, що дозволило впорядкувати знання про навколишній світ і відкрити нові хімічні елементи. Вона є необхідною для школярів, а також для всіх, хто цікавиться хімією. Крім того, ця схема є незамінною і в інших галузях науки.

Ця схема містить все відомі людиніелементи, причому вони групуються залежно від атомної маси та порядкового номера. Ці показники впливають властивості елементів. Всього в короткому варіанті таблиці є 8 груп, елементи, що входять в одну групу, мають дуже подібні властивості. Перша група містить водень, літій, калій, мідь, латинську вимову російською якою купрум. А також аргентум — срібло, цезій, золото — аурум та францій. У другій групі розташовані берилій, магній, кальцій, цинк, за ними йдуть стронцій, кадмій, барій, закінчується група ртуттю та радієм.

До складу третьої групи увійшли бір, алюміній, скандій, галій, потім йдуть ітрій, індій, лантан, завершується група талієм та актинієм. Четверта група починається з вуглецю, кремнію, титану, продовжується германієм, цирконієм, оловом і завершується гафнієм, свинцем та резерфордієм. У п'ятій групі є такі елементи, як азот, фосфор, ванадій, нижче розташовані миш'як, ніобій, сурма, потім йдуть тантал вісмут і завершує групу дубній. Шоста починається з кисню, за яким лежать сірка, хром, селен, потім ідуть молібден, телур, далі вольфрам, полоній та сиборгій.

У сьомій групі перший елемент - фтор, потім слідує хлор, марганець, бром, технецій, за ним знаходиться йод, потім реній, астат і борій. Остання група є найчисленнішою. До неї входять такі гази, як гелій, неон, аргон, криптон, ксенон та радон. Також до цієї групи ставляться метали залізо, кобальт, нікель, родій, паладій, рутеній, осмій, іридій, платина. Далі йдуть ханний та мейтнерій. Окремо розташовані елементи, що утворюють ряд актиноїдів та ряд лантаноїдів. Вони мають подібні властивості з лантаном і актинієм.

Дана схема включає всі види елементів, які діляться на 2 великі групи – метали та неметали, що мають різні властивості. Як визначити приналежність елемента до тієї чи іншої групи допоможе умовна лінія, яку необхідно провести від бору до астату. Слід пам'ятати, що таку лінію можна провести лише в повної версіїтаблиці. Всі елементи, що знаходяться вище цієї лінії, і розташовуються в головних підгрупах, вважаються неметалами. А які нижчі, у головних підгрупах – металами. Також металами є речовини, що у побічних підгрупах. Існують спеціальні картинки та фото, на яких можна детально ознайомитись із положенням цих елементів. Варто зазначити, що ті елементи, які знаходяться на цій лінії, виявляють однаково властивості і металів, і неметалів.

Окремий список складають і амфотерні елементи, які мають подвійні властивості і можуть утворювати в результаті реакцій 2 виду сполук. При цьому у них виявляються однаково як основні, так і кислотні властивості. Переважання тих чи інших властивостей залежить від умов реакції та речовин, з якими амфотерний елемент реагує.

Варто зазначити, що дана схема у традиційному виконанні гарної якості є кольоровою. При цьому різними кольорамидля зручності орієнтування позначаються головні та побічні підгрупи. А також елементи групуються в залежності від схожості їх властивостей.
Проте нині поруч із кольорової схемою дуже поширеною є періодична таблиця Менделєєва чорно біла. Такий її вигляд використовується для чорно-білого друку. Незважаючи на складність, працювати з нею так само зручно, якщо врахувати деякі нюанси. Так, відрізнити головну підгрупувід побічної у разі можна за відмінностями у відтінках, які добре помітні. До того ж, у кольоровому варіанті елементи з наявністю електронів на різних шарах позначаються. різними кольорами.
Варто зазначити, що в одноколірному виконанні орієнтуватися за схемою не дуже складно. Для цього буде достатньо інформації, вказаної в кожній окремій клітині елемента.

Єге сьогодні є основним видом випробування після закінчення школи, а отже, підготовці до нього необхідно приділяти особливу увагу. Тому при виборі підсумкового іспиту з хімії, необхідно звернути увагу на матеріали, які можуть допомогти у його здаванні. Як правило, школярам на іспиті дозволено користуватися деякими таблицями, зокрема, таблицею Менделєєва у високій якості. Тому, щоб вона принесла на випробуваннях лише користь, слід завчасно приділити увагу її будову та вивченню властивостей елементів, а також їх послідовності. Необхідно навчитися, так само користуватись і чорно-білою версією таблиціщоб на іспиті не зіткнутися з деякими труднощами.

Крім основної таблиці, що характеризує властивості елементів та його залежність від атомної маси, існують й інші схеми, які можуть допомогти при вивченні хімії. Наприклад, існують таблиці розчинності та електронегативності речовин. По першій можна визначити, наскільки розчинна та чи інша сполука у воді при звичайній температурі. У цьому горизонталі розташовуються аніони – негативно заряджені іони, а, по вертикалі – катіони, тобто позитивно заряджені іони. Щоб дізнатися ступінь розчинностітого чи іншого з'єднання, необхідно за таблицею знайти його складові. І на місці їхнього перетину буде потрібне позначення.

Якщо це буква «р», то речовина повністю розчинна у воді нормальних умовах. За наявності літери "м" - речовина малорозчинна, а за наявності літери "н" - вона майже не розчиняється. Якщо стоїть знак «+», з'єднання не утворює осад і без залишку реагує з розчинником. Якщо є знак «-», це означає, що такої речовини не існує. Іноді так само в таблиці можна побачити знак "?", Тоді це означає, що ступінь розчинності цієї сполуки достеменно не відома. Електронегативність елементівможе змінюватись від 1 до 8, для визначення цього параметра так само існує спеціальна таблиця.

Ще одна корисна таблиця – низка активності металів. У ньому розташовуються всі метали зі збільшенням ступеня електрохімічного потенціалу. Починається ряд напруги металів з літію, що закінчується золотом. Вважається, що чим лівіше займає місце в даному ряду метал, тим він більш активний хімічних реакціях. Таким чином, найактивнішим металомвважається метал лужного типу літій. У списку елементів ближче до кінця також є водень. Вважається, що метали, які після нього, є практично неактивними. Серед них такі елементи, як мідь, ртуть, срібло, платина та золото.

Таблиця Менделєєва картинки у високій якості

Дана схема є одним із найбільших досягнень у галузі хімії. При цьому існує чимало видів цієї таблиці- Короткий варіант, довгий, а також наддовгий. Найпоширенішою є коротка таблиця, також часто зустрічається і довга версія схеми. Варто зазначити, що коротка версія схеми нині не рекомендується ІЮПАК для використання.
Усього було розроблено більше сотні видів таблиці, що відрізняються уявленням, формою та графічним уявленням. Вони використовують у різних галузях науки, або зовсім не застосовуються. Нині нові зміни схеми продовжують розроблятися дослідниками. Як основний варіант використовується або коротка, або довга схема у відмінній якості.

Як все починалося?

Багато відомих іменитих хіміків на рубежі XIX-XXстоліть вже давно помітили, що фізичні та Хімічні властивостіБагато хімічних елементів дуже схожі один на одного. Так, наприклад, Калій, Літій і Натрій - всі є активними металами, які при взаємодії з водою утворюють активні гідроксиди цих металів; Хлор, Фтор, Бром у своїх сполуках з воднем виявляли однакову валентність рівну I і всі ці сполуки є сильними кислотами. З цієї схожості давно напрошувався висновок, що всі відомі хімічні елементи можна об'єднати в групи, причому так, щоб елементи кожної групи мали певний набір фізико-хімічних характеристик. Однак часто такі групи були невірно складені з різних елементіврізними вченими і довгий час багатьма ігнорувалась одна з головних характеристик елементів – це їхня атомна маса. Ігнорувалася вона тому, що була і є різна у різних елементів, Отже її не могли використовувати як параметр для об'єднання в групи. Виняток склав лише французький хімік Олександр Еміль Шанкуртуа, він спробував розташувати всі елементи у тривимірній моделі по гвинтовій лінії, але його робота не була визнана науковою спільнотою, а модель вийшла громіздка та незручна.

На відміну багатьох учених, Д.І. Менделєєв взяв атомну масу (на той час ще " Атомна вага") як ключовий параметр при класифікації елементів. У своєму варіанті Дмитро Іванович розташував елементи по зростанню їх атомних ваг і ось тут позначилася закономірність, що через певні проміжки елементів їх властивості періодично повторюються. Щоправда, довелося зробити і винятки: деякі елементи були поміняні місцями і не відповідали зростанню атомних мас (наприклад, телур і йод), проте відповідали властивостям елементів. Подальший розвитокатомно-молекулярного вчення виправдало такі зрушення та показало справедливість цієї розстановки. Докладніше про це ви можете прочитати у статті "У чому відкриття Менделєєва"

Як ми можемо бачити, розташування елементів у цьому варіанті зовсім не таке, яке ми бачимо у сучасному вигляді. По-перше, групи та періоди поміняні місцями: групи по горизонталі, періоди по вертикалі, а по-друге, самих груп у ньому якось забагато – дев'ятнадцять, замість прийнятих на сьогодні вісімнадцяти.

Проте, всього через рік, у 1870-му Менделєєв сформував новий варіант таблиці, який вже більш пізнаваний нами: подібні елементи вибудовані по вертикалі, утворюючи групи, а 6 періодів розташовані по горизонталі. Особливо примітно те, що і в першому і другому варіанті таблиці видніються суттєві досягнення, яких не було у його попередників: у таблиці дбайливо залишені місця під елементи, які, на думку Менделєєва, ще мали відкрити. Відповідні вакантні місця позначені ним знаком питання і ви можете бачити їх на малюнку вище. Надалі були справді відкриті відповідні елементи: Галій, Німеччина, Скандій. Таким чином Дмитро Іванович не тільки систематезував елементи у групи та періоди, а й передбачив відкриття нових, ще не відомих елементів.

Надалі, після вирішення багатьох актуальних загадок хімії того часу - відкриття нових елементів, виділення групи шляхетних газів спільно за участю Вільяма Рамзая, встановлення того факту, що Дідимій зовсім не є самостійним елементом, а є сумішшю двох інших, - були опубліковані нові і нові варіанти таблиці, іноді мають навіть не табличний вид. Але не наводитимемо тут їх усі, а наведемо лише кінцевий варіант, що сформувався ще за життя великого вченого.

Перехід від атомних ваги до заряду ядра.

На жаль, Дмитро Іванович не дожив до планетарної теорії будови атома і не бачив тріумф дослідів Резерфорда, хоча саме з його відкриття починається нова епохау розвитку періодичного закону та всієї періодичної системи. Нагадаю, що з дослідів, які проводився Ернестом Резерфордом, випливало, що атоми елементів складаються з позитивно-зарядженого атомного ядра і негативно-заряджених електронів, що обертаються навколо ядра. Після визначення зарядів атомних ядер всіх, відомих на той момент елементів, з'ясувалося, що в періодичній системі вони розташовуються відповідно до заряду ядра. А періодичний закон набув нового змісту, тепер він почав звучати так:

"Властивості хімічних елементів, а також форми та властивості, утворених ними простих речовин і сполук перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їх атомів"

Тепер стало зрозуміло, чому деякі легші елементи були поставлені Менделєєвим за їхніми важчими попередниками, - вся справа в тому, що так вони стоять по порядку зарядів їхнього ядра. Наприклад, телур важчий за йод, проте стоїть у таблиці раніше за нього, бо заряд ядра його атома і кількість електронів дорівнює 52, а у йоду - 53. Можете подивитися на таблицю і переконатися в цьому самі.

Після відкриття будови атома та атомного ядра, періодична система зазнавала ще кількох змін, поки, нарешті, не досягла виду, вже знайомого нам зі школи, короткоперіодного варіанта таблиці Менделєєва.

У цій таблиці нам знайоме вже все: 7 періодів, 10 рядів, побічні та головні підгрупи. Також з часом відкриття нових елементів та наповнення ними таблиці довелося винести в окремі ряди елементи подібні до Актинію та Лантану, всі вони відповідно були названі Актиноїдами та Лантаноїдами. Ця версія системи проіснувала дуже довго - у світовому науковому співтоваристві практично до кінця 80-х, початку 90-х, а в нашій країні ще довше - до 10-х років нинішнього століття.

Сучасний варіант таблиці Менделєєва.

Однак, той варіант, які багато хто з нас проходили в школі насправді виявляється дуже заплутаним, а плутанина виражається в поділі підгруп на головні та побічні та запам'ятовування логіки відображення властивостей елементів стає досить складним. Звичайно, незважаючи на це, багато хто з нього навчався, ставав докторами хімічних наук, але все ж таки в сучасності йому на зміну прийшов новий варіант - довгооперіодний. Зазначу, що саме цей варіант схвалений IUPAC ( міжнародним союзомтеоретичної та прикладної хімії). Погляньмо на нього.

На зміну восьми групам прийшло вісімнадцять, серед яких немає вже ніякого поділу на головні та побічні, а всі групи продиктовані розташуванням електронів в атомній оболонці. Заодно позбулися і дворядних і однорядних періодів, тепер усі періоди містять лише одне ряд. Чим зручний такий варіант? Тепер періодичність властивостей елементів проглядається наочно. Номер групи, по суті, позначає кількість електронів у зовнішньому рівні, у зв'язку з чим усі головні підгрупи старого варіанта розташувалися в першій, другій та з тринадцятій по вісімнадцяту групу, а всі "колишні побічні" групи розмістилися в середині таблиці. Тим самим тепер з таблиці добре видно, що якщо це перша група - то це лужні метали і ніяких вам міді чи срібла, і видно, що всі транзитні метали добре демонструють схожість їх властивостей у зв'язку із заповненням d-підрівня, що меншою мірою впливає на зовнішні властивості, як і лантаноїди і актиноїди виявляють подібні властивості через різного лише f-подуровня. Таким чином, вся таблиця розбита на такі блоки: s-блок, на якому заповнюються s-електрони, d-блок, p-блок і f-блок, із заповненням d, p та f-електронів відповідно.

На жаль, у нашій країні цей варіант включився у шкільні підручникиТільки в останні 2-3 роки, та й то не в усі. І дуже марно. З чим це пов'язано? Ну по-перше, із застійними часами в 90-ті, коли в країні не було взагалі ніякого розвитку, не кажучи вже про сферу освіти, а саме в 90-ті роки світова хімічна спільнота перейшла на цей варіант. По-друге, з легкою інертністю та тяжкістю сприйняття всього нового, адже нашим викладачам звичний саме старий, короткоперіодний варіант таблиці, незважаючи на те, що при вивченні хімії він набагато складніший і менш зручний.

Розширений варіант періодичної системи.

Але час не стоїть на місці, наука та технології теж. Вже відкрито 118 елемент періодичної системи, а значить, скоро доведеться відкривати наступний, восьмий, період таблиці. Крім того, з'явиться новий енергетичний рівень: g-підрівень. Елементи його складові доведеться винести вниз таблиці, подібно до лантаноїдів або актиноїдів, або розширити цю таблицю ще вдвічі, так що вона перестане поміщатися на аркуш формату A4. Тут я наведу лише посилання на вікіпедію (див. Розширена періодична система) і не вкотре повторюватиму опис цього варіанта. Кому стане цікаво – зможе пройти за посиланням та ознайомитись.

У цьому варіанті ні f-елементи (лантаноїди та актиноїди) ні g-елементи ("елементи майбутнього" з № 121-128) не винесені окремо, а роблять таблицю ширше на 32 клітини. Також елемент Гелій поміщений до другої групи, оскільки він входить до s-блоку.

Загалом, навряд чи майбутні хіміки будуть користуватися цим варіантом, швидше за все на зміну таблиці Менделєєва прийде одна з альтернатив, які вже висуваються сміливими вченими: система Бенфея, "Хімічна галактика" Стьюарта або інший варіант. Але це буде вже тільки після досягнення другого острова стабільності хімічних елементів і, швидше за все, потрібно буде більше для наочності в ядерній фізиці, ніж у хімії, а нам поки що вистачить старої доброї періодичної системи Дмитра Івановича.

samarapedsovet.ru