Mis aastal perioodilisustabel avastati? Mendelejevi perioodiline süsteem. Perioodilise tabeli keemilised elemendid
Juhised
Perioodiline tabel on mitmekorruseline "maja", milles see asub suur hulk korterid Iga "üürnik" või oma korteris teatud numbri all, mis on püsiv. Lisaks on elemendil "perekonnanimi" või nimi, näiteks hapnik, boor või lämmastik. Lisaks nendele andmetele sisaldab iga "korter" sellist teavet nagu suhteline aatommass, millel võivad olla täpsed või ümardatud väärtused.
Nagu igas majas, on ka "sissepääsud", nimelt rühmad. Pealegi paiknevad elemendid rühmades vasakul ja paremal, moodustades. Sõltuvalt sellest, kummal poolel neid rohkem on, nimetatakse seda poolt peamiseks. Teine alarühm on seega teisejärguline. Tabelis on ka “põrandad” ehk perioodid. Lisaks võivad perioodid olla nii suured (koosnevad kahest reast) kui ka väikesed (on ainult üks rida).
Tabelis on näidatud elemendi aatomi ehitus, millest igaühel on positiivselt laetud tuum, mis koosneb prootonitest ja neutronitest, samuti selle ümber pöörlevad negatiivselt laetud elektronid. Prootonite ja elektronide arv on arvuliselt sama ja määratakse tabelis elemendi seerianumbri järgi. Näiteks keemiline element väävel on #16, seega on sellel 16 prootonit ja 16 elektroni.
Neutronite (ka tuumas paiknevad neutraalsed osakesed) arvu määramiseks lahutage elemendi suhtelisest aatommassist selle aatomarv. Näiteks raua suhteline aatommass on 56 ja aatomarv 26. Seega 56 – 26 = raua puhul 30 prootonit.
Elektronid paiknevad tuumast erinevatel kaugustel, moodustades elektronide tasemed. Elektrooniliste (või energia) tasemete arvu määramiseks peate vaatama perioodi numbrit, mil element asub. Näiteks on see 3. perioodil, seega on sellel 3 taset.
Rühmanumbri järgi (kuid ainult põhialarühma jaoks) saate määrata kõrgeima valentsi. Näiteks põhialarühma esimese rühma elementide (liitium, naatrium, kaalium jne) valents on 1. Seega on teise rühma elementide (berüllium, kaltsium jne) valents 2.
Samuti saate tabeli abil analüüsida elementide omadusi. Vasakult paremale võimendatakse metallist ja mittemetallist. Seda on selgelt näha perioodi 2 näites: see algab leelismetalliga, seejärel leelismuldmetalliga magneesium, pärast seda elementiga alumiinium, seejärel mittemetallidega räni, fosfori, väävliga ja periood lõpeb gaasiliste ainetega - klooriga ja argoon. Järgmisel perioodil täheldatakse sarnast sõltuvust.
Ülevalt alla täheldatakse ka mustrit - metallilised omadused suurenevad ja mittemetallilised omadused nõrgenevad. See tähendab, et näiteks tseesium on palju aktiivsem kui naatrium.
Mugavuse huvides on parem kasutada tabeli värvilist versiooni.
Perioodilise seaduse avastamine ja keemiliste elementide korrastatud süsteemi loomine D.I. Mendelejevist sai 19. sajandi keemia arengu apogee. Teadlane võttis kokku ja süstematiseeris ulatuslikud teadmised elementide omadustest.
Juhised
19. sajandil polnud aatomi ehitusest aimugi. Avastus D.I. Mendelejev oli vaid eksperimentaalsete faktide üldistus, kuid nende füüsiline tähendus jäi pikka aega ebaselgeks. Kui ilmnesid esimesed andmed tuuma ehituse ja elektronide jaotuse kohta aatomites, oli võimalik vaadelda elementide seadust ja süsteemi uut moodi. Tabel D.I. Mendelejev võimaldab visuaalselt jälgida selles leiduvate elementide omadusi.
Igale tabeli elemendile on määratud konkreetne seerianumber (H - 1, Li - 2, Be - 3 jne). See arv vastab tuumale (prootonite arv tuumas) ja ümber tuuma tiirlevate elektronide arvule. Prootonite arv on seega võrdne elektronide arvuga, mis tähendab, et tavatingimustes on aatom elektriliselt .
Seitsmeks perioodiks jagunemine toimub vastavalt aatomi energiatasemete arvule. Esimese perioodi aatomitel on ühetasandiline elektronkiht, teisel - kahetasandiline, kolmandal - kolmetasandiline jne. Kui uus energiatase täitub, algab uus periood.
Mis tahes perioodi esimesi elemente iseloomustavad aatomid, mille välistasandil on üks elektron - need on leelismetalliaatomid. Perioodid lõpevad väärisgaaside aatomitega, mille väline energiatase on täielikult elektronidega täidetud: esimesel perioodil on väärisgaasidel 2 elektroni, järgnevatel perioodidel - 8. Just tänu elektronkestade sarnasele struktuurile, elementide rühmadel on sarnane füüsika.
Tabelis D.I. Mendelejevil on 8 peamist alagruppi. Selle arvu määrab maksimaalne võimalik elektronide arv energiatasemel.
Põhjas perioodilisustabel lantaniidid ja aktiniidid on eraldatud iseseisvate seeriatena.
Kasutades tabelit D.I. Mendelejev, võib jälgida elementide järgmiste omaduste perioodilisust: aatomi raadius, aatomi maht; ionisatsioonipotentsiaal; elektronide afiinsusjõud; aatomi elektronegatiivsus; ; potentsiaalsete ühendite füüsikalised omadused.
Elementide paigutuse selgelt jälgitav perioodilisus tabelis D.I. Mendelejevit seletatakse ratsionaalselt energiatasemete elektronidega täitmise järjestikuse olemusega.
Allikad:
- Mendelejevi tabel
Perioodilise seaduse, mis on kaasaegse keemia aluseks ja mis selgitab keemiliste elementide omaduste muutumise mustreid, avastas D.I. Mendelejev 1869. aastal. Füüsiline tähendus See seadus ilmneb aatomi keerulise struktuuri uurimisel.
19. sajandil usuti, et aatommass on peamine omadus element, seega kasutati seda ainete klassifitseerimiseks. Tänapäeval defineeritakse ja identifitseeritakse aatomeid nende tuuma laengu suuruse järgi (periooditabelis olev arv ja aatomnumber). Elementide aatommass, välja arvatud mõned erandid (näiteks aatommass on väiksem kui argooni aatommass), suureneb aga võrdeliselt nende tuumalaenguga.
Aatommassi suurenemisega täheldatakse elementide ja nende ühendite omaduste perioodilist muutumist. Need on aatomite metallilisus ja mittemetallilisus, aatomi raadius, ionisatsioonipotentsiaal, elektronide afiinsus, elektronegatiivsus, oksüdatsiooniastmed, ühendid (keemistemperatuurid, sulamistemperatuurid, tihedus), nende aluselisus, amfoteersus või happesus.
Kui palju elemente on kaasaegses perioodilisuse tabelis
Perioodiline tabel väljendab graafiliselt tema avastatud seadust. Kaasaegne perioodilisustabel sisaldab 112 keemilist elementi (viimased on Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium ja Copernicium). Viimastel andmetel on avastatud ka järgmised 8 elementi (kuni 120 kaasa arvatud), kuid mitte kõik pole saanud oma nime ja neid elemente on üheski trükiväljaandes veel vähe.
Iga element hõivab perioodilisuse tabeli kindla raku ja sellel on oma seerianumber, mis vastab selle aatomi tuuma laengule.
Kuidas perioodilisustabel koostatakse?
Perioodilisuse tabeli struktuur on esindatud seitsme perioodi, kümne rea ja kaheksa rühmaga. Iga periood algab leelismetalliga ja lõpeb väärisgaasiga. Erandiks on esimene periood, mis algab vesinikuga, ja seitsmes mittetäielik periood.
Perioodid jagunevad väikesteks ja suurteks. Väikesed perioodid (esimene, teine, kolmas) koosnevad ühest horisontaalsest reast, suured perioodid (neljas, viies, kuues) - kahest horisontaalsest reast. Ülemisi ridu nimetatakse suurtel perioodidel paaristeks, alumisi ridu paarituteks.
Tabeli kuuendal perioodil pärast (järjekorranumber 57) on 14 lantaani omadustelt sarnast elementi - lantaniidid. Need on loetletud tabeli allosas eraldi reana. Sama kehtib aktiniidide kohta, mis asuvad pärast aktiiniumi (numbriga 89) ja kordavad suuresti selle omadusi.
Suurte perioodide (4, 6, 8, 10) paarisread on täidetud ainult metallidega.
Rühmade elementide oksiidide ja muude ühendite valentsus on sama ning see valents vastab rühma numbrile. Peamised sisaldavad väikeste ja suurte perioodide elemente, ainult suuri. Ülevalt alla need tugevnevad, mittemetallilised nõrgenevad. Kõik külgmiste alarühmade aatomid on metallid.
Vihje 4: Seleen kui keemiline element perioodilisustabelis
Keemiline element seleen kuulub Mendelejevi perioodilisuse tabeli VI rühma, see on kalkogeen. Looduslik seleen koosneb kuuest stabiilsest isotoobist. Samuti on teada 16 seleeni radioaktiivset isotoopi.
Juhised
Seleeni peetakse väga haruldaseks ja mikroelemendiks, mis rändab jõuliselt biosfääris, moodustades enam kui 50 mineraali. Tuntuimad neist on berzelaniit, naumanniit, looduslik seleen ja halkomeniit.
Seleeni leidub vulkaanilises väävlis, galeenis, püriidis, vismutiinis ja teistes sulfiidides. Seda kaevandatakse pliist, vasest, niklist ja muudest maakidest, milles seda leidub hajutatud olekus.
Enamiku elusolendite koed sisaldavad 0,001–1 mg/kg, mõned taimed, mereorganismid ja seened kontsentreerivad seda. Paljude taimede jaoks on seleen oluline element. Inimeste ja loomade vajadus on 50-100 mcg/kg toidu kohta, sellel elemendil on antioksüdantsed omadused, see mõjutab paljusid ensümaatilisi reaktsioone ja suurendab võrkkesta valgustundlikkust.
Seleen võib esineda mitmesuguste allotroopsete modifikatsioonidena: amorfne (klaasjas, pulbriline ja kolloidne seleen), samuti kristalne. Seleenhappe lahusest seleeni redutseerimisel või selle auru kiirel jahutamisel saadakse punane pulbriline ja kolloidne seleen.
Kui selle keemilise elemendi mistahes modifikatsiooni kuumutatakse üle 220 °C ja seejärel jahutatakse, moodustub klaasjas seleen, mis on habras ja sellel on klaasjas läige.
Termiliselt kõige stabiilsem on kuusnurkne hall seleen, mille võre on ehitatud üksteisega paralleelselt paiknevatest aatomite spiraalsetest ahelatest. Seda toodetakse teiste seleenivormide kuumutamisel kuni sulamiseni ja aeglaselt jahutamisel temperatuurini 180–210 °C. Kuusnurksetes seleeniahelates on aatomid kovalentselt seotud.
Seleen on õhus stabiilne, seda ei mõjuta: hapnik, vesi, lahjendatud väävel ja vesinikkloriidhape see aga lahustub hästi lämmastikhappes. Suheldes metallidega moodustab seleen seleniide. Seleeni kompleksühendeid on teada palju, kõik need on mürgised.
Seleeni saadakse paberist või tootmisjäätmetest vase elektrolüütilise rafineerimise teel. Seda elementi leidub mudas koos raskmetallide, väävli ja telluuriga. Selle ekstraheerimiseks muda filtreeritakse, seejärel kuumutatakse kontsentreeritud väävelhappega või allutatakse oksüdatiivsele röstimisele temperatuuril 700 °C.
Seleeni kasutatakse alaldi pooljuhtdioodide ja muude muunduriseadmete tootmisel. Metallurgias kasutatakse seda terasele peeneteralise struktuuri andmiseks ja ka selle mehaaniliste omaduste parandamiseks. Keemiatööstuses kasutatakse seleeni katalüsaatorina.
Allikad:
- HiMiK.ru, Selen
Kaltsium on teise alarühma kuuluv keemiline element perioodilisustabel sümboolse tähisega Ca ja aatommassiga 40,078 g/mol. See on üsna pehme ja reaktsioonivõimeline hõbedase värvusega leelismuldmetall.
Juhised
KOOS ladina keel"" tähendab tõlkes "lubi" või "pehme kivi" ja selle avastamise võlgneb inglane Humphry Davy, kes suutis 1808. aastal elektrolüütilise meetodi abil kaltsiumi eraldada. Seejärel võttis teadlane märja kustutatud lubja segu, mis oli "maitsestatud" elavhõbeoksiidiga, ja allutas selle elektrolüüsi protsessile plaatinaplaadil, mis katses ilmus anoodina. Katood oli traat, mille keemik kastis vedelasse elavhõbedasse. Huvitav on ka see, et kaltsiumiühendid, nagu lubjakivi, marmor ja kips, aga ka lubi, olid inimkonnale teada juba mitu sajandit enne Davy eksperimenti, mille käigus uskusid teadlased, et mõned neist on lihtsad ja iseseisvad kehad. Alles 1789. aastal avaldas prantslane Lavoisier töö, milles ta väitis, et lubi, ränidioksiid, bariit ja alumiiniumoksiid on keerulised ained.
Kaltsiumil on kõrge keemiline aktiivsus, mistõttu seda puhtal kujul looduses praktiliselt ei leidu. Kuid teadlaste hinnangul moodustab see element umbes 3,38% kogu maakoore kogumassist, mis teeb kaltsiumist hapniku, räni, alumiiniumi ja raua järel kõige levinumalt viiendal kohal. See element on sees merevesi- umbes 400 mg liitri kohta. Kaltsium sisaldub ka erinevates silikaatides kivid(näiteks graniit ja gneissid). Seda on palju päevakivis, kriidis ja lubjakivides, mis koosnevad mineraalsest kaltsiidist valemiga CaCO3. Kaltsiumi kristalne vorm on marmor. Kokku moodustab see selle elemendi rände kaudu maakoores 385 mineraali.
Kaltsiumi füüsikalised omadused hõlmavad selle võimet avaldada väärtuslikke pooljuhtvõimeid, kuigi sellest ei saa pooljuht ja metall selle sõna traditsioonilises tähenduses. See olukord muutub rõhu järkjärgulise suurenemisega, kui kaltsiumile antakse metalliline olek ja võime avaldada ülijuhtivaid omadusi. Kaltsium suhtleb kergesti hapniku, õhuniiskuse ja süsinikdioksiid, mille tõttu hoitakse seda keemilist elementi laborites tihedalt suletuna tööks ja keemik John Alexander Newland – teadlaskonnad aga ignoreerisid tema saavutust. Newlandi ettepanekut ei võetud tõsiselt, sest ta otsis harmooniat ning seost muusika ja keemia vahel.
Dmitri Mendelejev avaldas oma perioodilisuse tabeli esmakordselt 1869. aastal ajakirja Journal of the Russian Chemical Society lehekülgedel. Teadlane saatis oma avastuse kohta teated ka kõigile maailma juhtivatele keemikutele, misjärel ta tabelit korduvalt täiustas ja viimistles, kuni sellest sai see, mida tänapäeval tuntakse. Dmitri Mendelejevi avastuse olemus oli elementide keemiliste omaduste perioodiline, mitte monotoonne muutumine kasvava aatommassiga. Teooria lõplik ühendamine perioodiliseks seaduseks toimus 1871. aastal.
Legendid Mendelejevist
Kõige tavalisem legend on perioodilisuse tabeli avastamine unenäos. Teadlane ise on seda müüti korduvalt naeruvääristanud, väites, et on tabelit välja mõelnud juba aastaid. Teise legendi järgi on Dmitri Mendelejevi viin - see ilmus pärast seda, kui teadlane kaitses oma väitekirja "Arutelu alkoholi ja veega kombineerimisest".
Mendelejevit peavad paljud siiani avastajaks, kes ise armastas vesi-alkoholilahuse all luua. Teadlase kaasaegsed naersid sageli Mendelejevi labori üle, mille ta rajas hiiglasliku tamme õõnsusse.
Eraldi naljade põhjus oli kuulujuttude kohaselt Dmitri Mendelejevi kirg kohvrite kudumise vastu, millega teadlane tegeles Simferoopolis elades. Hiljem meisterdas ta oma labori vajadusteks papist, mille pärast kutsuti teda sarkastiliselt kohvrite valmistamise meistriks.
Perioodilisustabel võimaldas lisaks keemiliste elementide ühtsesse süsteemi järjestamisele ennustada paljude uute elementide avastamist. Kuid samal ajal tunnistasid teadlased mõnda neist olematuks, kuna need ei sobinud kontseptsiooniga. Enamik tuntud ajalugu sel ajal avastati sellised uued elemendid nagu koroonium ja nebulium.
Perioodilisustabel on üks inimkonna suurimaid avastusi, mis võimaldas korrastada teadmisi meid ümbritseva maailma kohta ja avastada uued keemilised elemendid. See on vajalik koolilastele, aga ka kõigile keemiahuvilistele. Lisaks on see skeem asendamatu ka muudes teadusvaldkondades.
See diagramm sisaldab kõike inimesele teada elemendid ja need rühmitatakse sõltuvalt aatommass ja aatomarv. Need omadused mõjutavad elementide omadusi. Kokku on tabeli lühikeses versioonis 8 rühma, ühte rühma kuuluvad elemendid on väga sarnaste omadustega. Esimene rühm sisaldab vesinikku, liitiumi, kaaliumi, vaske, ladina hääldus vene keeles, mis on cuprum. Ja ka argentum - hõbe, tseesium, kuld - aurum ja francium. Teises rühmas on berüllium, magneesium, kaltsium, tsink, seejärel strontsium, kaadmium, baarium ning rühm lõpeb elavhõbeda ja raadiumiga.
Kolmandasse rühma kuuluvad boor, alumiinium, skandium, gallium, millele järgnevad ütrium, indium, lantaan ning rühm lõpeb talliumi ja aktiiniumiga. Neljas rühm algab süsiniku, räni, titaaniga, jätkub germaaniumi, tsirkooniumi, tinaga ning lõpeb hafniumi, plii ja rutherfordiumiga. Viies rühm sisaldab selliseid elemente nagu lämmastik, fosfor, vanaadium, allpool on arseen, nioobium, antimon, seejärel tuleb tantaal, vismut ja täiendab rühma dubniumiga. Kuues algab hapnikuga, millele järgneb väävel, kroom, seleen, seejärel molübdeen, telluur, seejärel volfram, poloonium ja seaborgium.
Seitsmendas rühmas on esimene element fluor, millele järgneb kloor, mangaan, broom, tehneetsium, millele järgneb jood, seejärel reenium, astatiin ja bohrium. Viimane rühm on kõige arvukam. See hõlmab selliseid gaase nagu heelium, neoon, argoon, krüptoon, ksenoon ja radoon. Sellesse rühma kuuluvad ka metallid raud, koobalt, nikkel, roodium, pallaadium, ruteenium, osmium, iriidium ja plaatina. Järgmiseks tulevad hannium ja meitnerium. Elemendid, mis moodustavad aktiniidiseeria ja lantaniidi seeria. Neil on sarnased omadused lantaani ja aktiiniumiga.
See skeem sisaldab igat tüüpi elemente, mis on jagatud 2 suurde rühma - metallid ja mittemetallid, millel on erinevad omadused. See aitab kindlaks teha, kas element kuulub teatud rühma tingimuslik rida, mis tuleb tõmmata boorist astatiini. Tuleb meeles pidada, et sellist joont saab tõmmata ainult sisse täisversioon tabelid. Kõik elemendid, mis asuvad selle joone kohal ja asuvad peamistes alarühmades, loetakse mittemetallideks. Ja need allpool, peamistes alarühmades, on metallid. Metallid on ka ained, mida leidub külgmised alarühmad. Seal on spetsiaalsed pildid ja fotod, millel saate nende elementide asukohaga üksikasjalikult tutvuda. Väärib märkimist, et sellel real olevatel elementidel on samad metallide kui ka mittemetallide omadused.
Eraldi loetelu koosneb amfoteersetest elementidest, millel on kahesugused omadused ja mis võivad reaktsioonide tulemusena moodustada kahte tüüpi ühendeid. Samal ajal avalduvad need nii põhi- kui happelised omadused. Teatud omaduste ülekaal oleneb reaktsioonitingimustest ja ainetest, millega amfoteerne element reageerib.
Väärib märkimist, et see skeem oma traditsioonilises hea kvaliteediga disainis on värviline. Kus erinevad värvid orienteerumise hõlbustamiseks on näidatud põhi- ja sekundaarsed alarühmad. Samuti rühmitatakse elemente vastavalt nende omaduste sarnasusele.
Kuid tänapäeval on koos värvilahendusega väga levinud ka Mendelejevi mustvalge perioodilisustabel. Seda tüüpi kasutatakse mustvalgeks printimiseks. Vaatamata näilisele keerukusele on sellega töötamine sama mugav, kui võtta arvesse mõningaid nüansse. Seega saate sel juhul eristada peamist alarühma teisest varjundite erinevuste järgi, mis on selgelt nähtavad. Lisaks on värvilises versioonis näidatud elemendid, millel on elektronide olemasolu erinevatel kihtidel erinevad värvid.
Väärib märkimist, et ühevärvilises kujunduses pole skeemis navigeerimine väga keeruline. Selleks piisab elemendi igas üksikus lahtris näidatud teabest.
Ühtne riigieksam on täna põhiline koolilõpukatse liik, mis tähendab, et erilist tähelepanu tuleb pöörata selleks valmistumisele. Seetõttu valides keemia lõpueksam, peate pöörama tähelepanu materjalidele, mis aitavad teil seda läbida. Reeglina on koolilastel lubatud eksami ajal kasutada mõningaid tabeleid, eelkõige perioodilisustabelit. hea kvaliteet. Seetõttu tuleks selleks, et see katsetamise ajal ainult kasu tooks, eelnevalt tähelepanu pöörata selle struktuurile ja elementide omaduste uurimisele, samuti nende järjestusele. Samuti on vaja õppida kasutage tabeli mustvalget versiooni et eksamil ei tekiks raskusi.
Lisaks põhitabelile, mis iseloomustab elementide omadusi ja nende sõltuvust aatommassist, on ka teisi diagramme, mis võivad keemia uurimisel abiks olla. Näiteks on olemas ainete lahustuvuse ja elektronegatiivsuse tabelid. Esimest saab kasutada selleks, et määrata, kui lahustuv konkreetne ühend normaalsel temperatuuril vees on. Sel juhul paiknevad anioonid horisontaalselt - negatiivselt laetud ioonid ja katioonid - see tähendab positiivselt laetud ioonid - vertikaalselt. Teada saama lahustuvuse asteühest või teisest ühendist, on vaja tabeli abil leida selle komponendid. Ja nende ristumiskohas on vajalik tähistus.
Kui see on täht "p", siis on aine normaalsetes tingimustes vees täielikult lahustuv. Kui on olemas täht "m", on aine vähelahustuv ja kui täht "n", siis peaaegu lahustumatu. Kui on märk “+”, siis ühend ei moodusta sadet ja reageerib lahustiga jäägita. Kui märk "-" on olemas, tähendab see, et sellist ainet pole olemas. Mõnikord näete tabelis ka märki "?", siis see tähendab, et selle ühendi lahustuvusaste pole täpselt teada. Elementide elektronegatiivsus võib varieeruda vahemikus 1 kuni 8, selle parameetri määramiseks on olemas ka spetsiaalne tabel.
Veel üks kasulik tabel on metallitegevuste sari. Kõik metallid paiknevad selles vastavalt kasvavale elektrokeemilise potentsiaali astmele. Metalli pingete jada algab liitiumiga ja lõpeb kullaga. Arvatakse, et mida rohkem vasakul metall teatud reas koha hõivab, seda aktiivsem on see keemilistes reaktsioonides. Seega kõige aktiivsem metall Liitiumi peetakse leelismetalliks. Elementide loetelu lõpus on ka vesinik. Arvatakse, et pärast seda asuvad metallid on praktiliselt passiivsed. Nende hulka kuuluvad sellised elemendid nagu vask, elavhõbe, hõbe, plaatina ja kuld.
Periooditabeli pildid hea kvaliteediga
See skeem on üks suurimad saavutused keemia vallas. Kus seda tabelit on mitut tüüpi– lühike versioon, pikk, samuti ülipikk. Kõige tavalisem on lühike tabel, kuid levinud on ka diagrammi pikk versioon. Väärib märkimist, et vooluringi lühikest versiooni IUPAC praegu kasutada ei soovita.
Seal oli kokku Välja on töötatud enam kui sada tüüpi tabeleid, mis erinevad esitluse, vormi ja graafilise esituse poolest. Neid kasutatakse sisse erinevad valdkonnad või neid ei rakendata üldse. Praegu jätkavad teadlased uute vooluahela konfiguratsioonide väljatöötamist. Peamine võimalus on suurepärase kvaliteediga lühi- või pikkahel.
Kuidas see kõik algas?
Paljud kuulsad 19.–20. sajandi vahetuse väljapaistvad keemikud on juba ammu märganud, et füüsikalised ja Keemilised omadused paljud keemilised elemendid on üksteisega väga sarnased. Näiteks kaalium, liitium ja naatrium on kõik aktiivsed metallid, mis veega reageerides moodustavad nende metallide aktiivsed hüdroksiidid; Kloor, fluor, broom nende ühendites vesinikuga näitasid sama valentsust, mis on võrdne I-ga ja kõik need ühendid on tugevad happed. Sellest sarnasusest on juba ammu tehtud järeldus, et kõiki teadaolevaid keemilisi elemente saab ühendada rühmadesse ja nii, et iga rühma elementidel on teatud füüsikaliste ja keemiliste omaduste kogum. Sellised rühmad olid aga sageli valesti koostatud erinevad elemendid erinevate teadlaste poolt ja pikka aega ignoreerisid paljud elementide üht peamist omadust - nende aatommassi. Seda eirati, kuna see oli ja on erinevate elementide puhul erinev, mis tähendab, et seda ei saanud kasutada rühmadesse ühendamise parameetrina. Ainus erand oli prantsuse keemik Alexandre Emile Chancourtois, ta püüdis paigutada kõik elemendid kolmemõõtmelisse mudelisse piki spiraali, kuid teadusringkond ei tunnustanud tema tööd ning mudel osutus mahukaks ja ebamugavaks.
Erinevalt paljudest teadlastest on D.I. Mendelejev võttis elementide klassifitseerimisel peamise parameetrina aatommassi (tol ajal veel "aatommassi"). Dmitri Ivanovitš paigutas oma versioonis elemendid nende aatommasside kasvavas järjekorras ja siin tekkis muster, mis elementide teatud ajavahemike järel korduvad nende omadused perioodiliselt. Tõsi, tuli teha erandeid: osa elemente vahetati ja ei vastanud aatommasside suurenemisele (näiteks telluur ja jood), kuid need vastasid elementide omadustele. Aatom-molekulaarteaduse edasine areng õigustas selliseid edusamme ja näitas selle korralduse kehtivust. Täpsemalt saab selle kohta lugeda artiklist “Mis on Mendelejevi avastus”
Nagu näeme, pole elementide paigutus selles versioonis sugugi sama, mida näeme selle tänapäevasel kujul. Esiteks vahetatakse rühmi ja perioode: rühmad horisontaalselt, perioodid vertikaalselt ja teiseks on selles kuidagi liiga palju rühmi - üheksateist täna aktsepteeritud kaheksateistkümne asemel.
Ent kõigest aasta hiljem, 1870. aastal, moodustas Mendelejev tabeli uue versiooni, mis on meile juba paremini äratuntav: sarnased elemendid on paigutatud vertikaalselt, moodustades rühmi ja 6 perioodi asetsevad horisontaalselt. Eriti tähelepanuväärne on see, et nii tabeli esimeses kui ka teises versioonis on näha märkimisväärseid saavutusi, mida tema eelkäijatel ei olnud: tabelis oli hoolikalt jäetud kohad elementidele, mis Mendelejevi arvates olid veel avastamata. Vastavad vabad ametikohad on tähistatud küsimärgiga ja neid näete ülaloleval pildil. Seejärel avastati tegelikult vastavad elemendid: galium, germaanium, skandium. Seega Dmitri Ivanovitš mitte ainult ei süstematiseerinud elemente rühmadesse ja perioodidesse, vaid ennustas ka uute, seni teadmata elementide avastamist.
Seejärel, pärast paljude tolleaegsete pakiliste keemia saladuste lahendamist - uute elementide avastamist, väärisgaaside rühma eraldamist koos William Ramsay osavõtul, tõsiasja tuvastamist, et Didymium pole üldse olemas. iseseisev element, kuid on segu kahest teisest – tabelist avaldati üha uusi versioone, mis mõnikord olid isegi mittetabelikujulised. Kuid me ei esita neid kõiki siin, vaid esitame ainult lõpliku versiooni, mis kujunes välja suure teadlase eluajal.
Üleminek aatommassilt tuumalaengule.
Kahjuks ei elanud Dmitri Ivanovitš aatomistruktuuri planetaarse teooria nägemiseni ega näinud Rutherfordi katsete võidukäiku, kuigi just tema avastustega algas perioodilise seaduse ja kogu perioodilise süsteemi väljatöötamisel uus ajastu. Tuletan meelde, et Ernest Rutherfordi läbiviidud katsetest järeldub, et elementide aatomid koosnevad positiivselt laetud aatomitest. aatomituum ja ümber tuuma tiirlevad negatiivselt laetud elektronid. Pärast kõigi tol ajal teadaolevate elementide aatomituumade laengute määramist selgus, et perioodilisustabelis paiknevad need vastavalt tuuma laengule. Ja perioodiline seadus omandatud uus tähendus, nüüd hakkab see kõlama järgmiselt:
"Keemiliste elementide omadused, samuti nende moodustatavate lihtainete ja ühendite vormid ja omadused sõltuvad perioodiliselt nende aatomite tuumade laengute suurusest."
Nüüd on selgunud, miks Mendelejev asetas mõned kergemad elemendid nende raskemate eelkäijate taha – kogu asi on selles, et need on tuumade laengute järgi nii reastatud. Näiteks telluur on raskem kui jood, kuid on tabelis varem ära toodud, kuna selle aatomi tuuma laeng ja elektronide arv on 52, joodi oma aga 53. Tabelit saab vaadata ja vaadata ise.
Pärast aatomi ja aatomituuma ehituse avastamist tegi perioodilisustabel läbi veel mitmeid muudatusi, kuni saavutas lõpuks meile koolist tuttava vormi ehk perioodilisuse tabeli lühiperioodi versiooni.
Selles tabelis oleme juba kõigega tuttavad: 7 perioodi, 10 rida, sekundaarsed ja peamised alarühmad. Samuti tuli uute elementide avastamise ja nendega tabeli täitmisega elemendid nagu Actinium ja Lanthanum paigutada eraldi ridadesse, kõik need said nimeks vastavalt Actinides ja Lanthanides. See süsteemi versioon eksisteeris väga pikka aega - maailma teadusringkondades peaaegu 80ndate lõpuni, 90ndate alguseni ja meie riigis veelgi kauem - kuni selle sajandi 10ndateni.
Perioodilise tabeli kaasaegne versioon.
Variant, mille paljud meist koolis läbi elasid, osutub aga üsna segaseks ning segadus väljendub alarühmade põhi- ja sekundaarrühmadeks jagamises ning elementide omaduste kuvamise loogika meeldejätmine läheb üsna keeruliseks. Muidugi, vaatamata sellele õppisid paljud seda kasutama, saades keemiateaduste doktoriteks, kuid tänapäeval on see asendatud uue versiooniga - pika perioodiga. Märgin, et selle konkreetse valiku on heaks kiitnud IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Vaatame seda.
Kaheksa rühma on asendatud kaheksateistkümnega, mille hulgas ei ole enam jaotust põhi- ja sekundaarseks ning kõik rühmad on määratud elektronide paigutusega aatomi kest. Samal ajal vabanesime kaherealistest ja üherealistest perioodidest; nüüd sisaldavad kõik perioodid ainult ühte rida. Miks see valik mugav on? Nüüd on elementide omaduste perioodilisus selgemalt nähtav. Rühma number näitab tegelikult välistasandi elektronide arvu ja seetõttu asuvad kõik vana versiooni peamised alarühmad esimeses, teises ja kolmeteistkümnendas kuni kaheksateistkümnendas rühmas ning kõik "endised külgmised" rühmad. laua keskel. Seega on nüüd tabelist selgelt näha, et kui see on esimene rühm, siis need on leelismetallid ja teie jaoks pole vask ega hõbe ning on selge, et kõik transiitmetallid näitavad selgelt oma omaduste sarnasust tänu täidisele. d-alatasemest, millel on väiksem mõju välistele omadustele, nagu lantaniididel ja aktiniididel sarnased omadused erinevuse tõttu ainult f-alatasemes. Seega on kogu tabel jagatud järgmisteks plokkideks: s-plokk, millele on täidetud s-elektronid, d-plokk, p-plokk ja f-plokk, kus on vastavalt täidetud d, p ja f-elektronid.
Kahjuks on meil see võimalus kooliõpikutes alles viimasel 2-3 aastal ja ka siis mitte kõigis. Ja asjata. Millega see seotud on? Noh, esiteks 90ndate stagnatsiooniaegadega, mil riigis ei toimunud üldse arengut, rääkimata haridussektorist, ja just 90ndatel läks maailma keemiakogukond sellele võimalusele üle. Teiseks kerge inertsiga ja raskustega kõike uut tajuda, sest meie õpetajad on harjunud vana, lühiajalise tabeli versiooniga, hoolimata sellest, et keemiat õppides on see palju keerulisem ja vähem mugav.
Perioodilise tabeli laiendatud versioon.
Kuid aeg ei seisa paigal, samuti mitte teadus ja tehnoloogia. Perioodilisuse tabeli 118. element on juba avastatud, mis tähendab, et peagi peame avama tabeli järgmise, kaheksanda perioodi. Lisaks ilmub uus energia alamtase: g-alamtase. Selle koostisosad tuleb tabelist allapoole liigutada, nagu lantaniidid või aktiniidid, või seda tabelit veel kaks korda laiendada, et see ei mahuks enam A4-lehele. Siin annan ma ainult lingi Wikipediale (vt laiendatud perioodilist tabelit) ja ei korda selle valiku kirjeldust veel kord. Kõik huvilised saavad jälgida linki ja tutvuda.
Selles versioonis ei ole f-elemendid (lantaniidid ja aktiniidid) ega g-elemendid ("tulevikuelemendid" nr 121-128) eraldi paigutatud, vaid muudavad tabeli 32 lahtrit laiemaks. Samuti paigutatakse element heelium teise rühma, kuna see on osa s-plokist.
Üldiselt on ebatõenäoline, et tulevased keemikud seda võimalust kasutavad, kõige tõenäolisemalt asendatakse perioodilisustabel mõne alternatiiviga, mida julged teadlased juba välja pakuvad: Benfey süsteem, Stewarti "keemiline galaktika" või mõni muu variant; . Kuid see juhtub alles pärast keemiliste elementide stabiilsuse teisele saarele jõudmist ja tõenäoliselt läheb seda tuumafüüsika kui keemia selguse jaoks rohkem vaja, kuid praegu piisab meile Dmitri Ivanovitši vanast heast perioodilisest süsteemist. .
Ka koolis keemiatundides istudes mäletame kõik klassi või keemialabori seinal olevat lauda. See tabel sisaldas kõigi inimkonnale teadaolevate keemiliste elementide klassifikatsiooni, neid põhikomponente, millest koosneb Maa ja kogu universum. Siis me ei osanud sellele isegi mõelda Mendelejevi tabel on kahtlemata üks suurimaid teaduslikke avastusi, mis on meie kaasaegsete keemiateadmiste aluseks.
D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodiline tabel
Esmapilgul tundub tema idee petlikult lihtne: korraldada keemilised elemendid nende aatomite massi suurenemise järjekorras. Pealegi selgub enamasti, et keemiline ja füüsikalised omadused iga element on sarnane selle eelmise elemendiga tabelis. See muster ilmneb kõigi elementide puhul, välja arvatud paar esimest, lihtsalt seetõttu, et nende ees pole elemente, mis on nendega aatommassi poolest sarnased. Tänu sellise omaduse avastamisele saame paigutada tabelisse elementide lineaarse jada, mis on väga sarnane Seinakalender, ning kombineerida seega selgel ja sidusal kujul tohutul hulgal erinevaid keemilisi elemente. Loomulikult kasutame tänapäeval elementide süsteemi järjestamiseks mõistet aatomnumber (prootonite arv). See aitas lahendada nn tehniline probleem"permutatsioonipaar" ei toonud aga kaasa põhimõttelisi muutusi perioodilisuse tabeli välimuses.
IN perioodilisustabel kõik elemendid on järjestatud nende aatomnumbri, elektroonilise konfiguratsiooni ja korduvate keemiliste omaduste alusel. Tabeli ridu nimetatakse perioodideks ja veerge rühmadeks. Esimene laud, mis pärineb aastast 1869, sisaldas ainult 60 elementi, kuid nüüd tuli tabelit suurendada, et see mahutaks 118 elementi, mida me täna tunneme.
Mendelejevi perioodilisustabel süstematiseerib mitte ainult elemente, vaid ka nende kõige erinevamaid omadusi. Paljudele küsimustele (mitte ainult eksamiküsimustele, vaid ka teaduslikele) õigesti vastamiseks piisab keemikule sageli sellest, kui ta silme ees on perioodilisustabel.
1M7iKKVnPJE YouTube'i ID on kehtetu.
Perioodiline seadus
On kaks koostist perioodiline seadus keemilised elemendid: klassikaline ja kaasaegne.
Klassikaline, nagu esitas selle avastaja D.I. Mendelejev: lihtsate kehade omadused, samuti elementide ühendite vormid ja omadused sõltuvad perioodiliselt elementide aatommasside väärtustest.
Kaasaegne: lihtainete omadused, aga ka elementide ühendite omadused ja vormid sõltuvad perioodiliselt elementide aatomite tuuma laengust (järgarv).
Perioodilise seaduse graafiline esitus on elementide perioodiline süsteem, mis on keemiliste elementide loomulik klassifikatsioon, mis põhineb elementide omaduste korrapärastel muutustel sõltuvalt nende aatomite laengutest. Elementide perioodilise tabeli levinumad pildid on D.I. Mendelejevi vormid on lühikesed ja pikad.
Perioodilise tabeli rühmad ja perioodid
Rühmades nimetatakse perioodilisuse tabeli vertikaalseteks ridadeks. Rühmades ühendatakse elemendid atribuudi järgi kõrgeim aste oksüdatsioon oksiidides. Iga rühm koosneb põhi- ja teisest alarühmast. Peamised alarühmad hõlmavad väikeste perioodide elemente ja samade omadustega suurte perioodide elemente. Kõrvalrühmad koosnevad ainult suurte perioodide elementidest. Põhi- ja sekundaarsete alarühmade elementide keemilised omadused erinevad oluliselt.
Periood nimetatakse horisontaalseks elementide reaks, mis on järjestatud aatomarvu suurenemise järjekorras. Perioodilises süsteemis on seitse perioodi: esimest, teist ja kolmandat perioodi nimetatakse väikeseks, need sisaldavad vastavalt 2, 8 ja 8 elementi; ülejäänud perioode nimetatakse suurteks: neljandas ja viiendas perioodis on 18 elementi, kuuendas - 32 ja seitsmendas (veel lõpetamata) - 31 elementi. Iga periood, välja arvatud esimene, algab leelismetalliga ja lõpeb väärisgaasiga.
Seerianumbri füüsiline tähendus keemiline element: prootonite arv aatomituumas ja ümber aatomituuma pöörlevate elektronide arv on võrdne elemendi aatomnumbriga.
Perioodilisuse tabeli omadused
Tuletagem seda meelde rühmad nimetatakse perioodilisuse tabeli vertikaalseteks ridadeks ning põhi- ja teisese alarühma elementide keemilised omadused erinevad oluliselt.
Alamrühmade elementide omadused muutuvad loomulikult ülalt alla:
- metallilised omadused suurenevad ja mittemetallilised omadused nõrgenevad;
- aatomi raadius suureneb;
- suureneb elemendist moodustunud aluste ja hapnikuvabade hapete tugevus;
- elektronegatiivsus väheneb.
Kõik elemendid, välja arvatud heelium, neoon ja argoon, moodustavad hapnikuühendeid, on ainult kaheksa vormi. Perioodilises tabelis on neid sageli kujutatud üldvalemid, mis asub iga rühma all elementide oksüdatsiooniastme suurenevas järjekorras: R 2 O, RO, R 2 O 3, RO 2, R 2 O 5, RO 3, R 2 O 7, RO 4, kus tähis R tähistab selle rühma elementi. Kõrgemate oksiidide valemid kehtivad kõigi rühma elementide kohta, välja arvatud erandjuhtudel, kui elementide oksüdatsiooniaste ei ole võrdne rühma numbriga (näiteks fluor).
Koostise R2O oksiididel on tugevad aluselised omadused ja nende aluselisus suureneb koos aatomarvu suurenemisega koostise RO oksiididel (välja arvatud BeO). Koostisega RO 2, R 2 O 5, RO 3, R 2 O 7 oksiididel on happelised omadused ja nende happesus suureneb koos aatomarvu suurenemisega.
Peamiste alarühmade elemendid, alates rühmast IV, moodustavad gaasilisi vesinikuühendeid. Selliseid ühendeid on neli vormi. Need asuvad põhialarühmade elementide all ja on esitatud üldvalemitega järjestuses RH 4, RH 3, RH 2, RH.
RH 4 ühendid on oma olemuselt neutraalsed; RH 3 - nõrgalt aluseline; RH 2 - kergelt happeline; RH – tugevalt happeline iseloom.
Tuletagem seda meelde periood nimetatakse horisontaalseks elementide reaks, mis on järjestatud aatomarvu suurenemise järjekorras.
Kasvava elemendi seerianumbriga perioodi jooksul:
- elektronegatiivsus suureneb;
- metallilised omadused vähenevad, mittemetallilised omadused suurenevad;
- aatomi raadius väheneb.
Perioodilise tabeli elemendid
Leelis- ja leelismuldelemendid
Need hõlmavad elemente perioodilisuse tabeli esimesest ja teisest rühmast. Leelismetallid esimesest rühmast - pehmed metallid, hõbedase värviga, kergesti lõigatav noaga. Neil kõigil on väliskestas üks elektron ja nad reageerivad ideaalselt. Leelismuldmetallid teisest rühmast on samuti hõbedane toon. Kaks elektroni asetatakse välisele tasemele ja vastavalt sellele interakteeruvad need metallid teiste elementidega vähem kergesti. Võrreldes leelismetallidega leelismuldmetallid sulavad ja keevad kõrgematel temperatuuridel.
Kuva/peida tekst
Lantaniidid (haruldased muldmetallid) ja aktiniidid
Lantaniidid- algselt haruldastes mineraalides leitud elementide rühm; sellest ka nende nimi "haruldaste muldmetallide" elemendid. Hiljem selgus, et need elemendid polegi nii haruldased, kui algselt arvati, ja seetõttu anti haruldaste muldmetallide elementidele nimi lantaniidid. Lantaniidid ja aktiniidid hõivavad kaks plokki, mis asuvad elementide põhitabeli all. Mõlemad rühmad hõlmavad metalle; kõik lantaniidid (v.a prometium) on mitteradioaktiivsed; aktiniidid, vastupidi, on radioaktiivsed.
Kuva/peida tekst
Halogeenid ja väärisgaasid
Halogeenid ja väärisgaasid on rühmitatud perioodilisuse tabeli rühmadesse 17 ja 18. Halogeenid on mittemetallilised elemendid, nende kõigi väliskestas on seitse elektroni. IN väärisgaasid Kõik elektronid asuvad väliskestas, seega ei osale nad ühendite moodustumisel peaaegu üldse. Neid gaase nimetatakse väärisgaasideks, kuna nad reageerivad harva teiste elementidega; see tähendab, et need viitavad aadlikusti liikmetele, kes on traditsiooniliselt hoidunud ühiskonnas teistest inimestest.
Kuva/peida tekst
Siirdemetallid
Siirdemetallid hõivavad perioodilisuse tabeli rühmad 3-12. Enamik neist on tihedad, kõvad, hea elektri- ja soojusjuhtivusega. Nende valentselektronid (mille abil nad on ühendatud teiste elementidega) asuvad mitmes elektronkihis.
Kuva/peida tekst
| Siirdemetallid |
| Scandium Sc 21 |
| Titan Ti 22 |
| Vanaadium V 23 |
| Chrome Cr 24 |
| Mangaan Mn 25 |
| Raud Fe 26 |
| Koobalt Co 27 |
| Nikkel Ni 28 |
| Vask Cu 29 |
| Tsink Zn 30 |
| Ütrium Y 39 |
| Tsirkoonium Zr 40 |
| nioobium Nb 41 |
| Molübdeen Mo 42 |
| Tehneetsium Tc 43 |
| Ruteenium Ru 44 |
| Roodium Rh 45 |
| Pallaadium Pd 46 |
| Silver Ag 47 |
| Kaadmium Cd 48 |
| Lutetium Lu 71 |
| Hafnium Hf 72 |
| Tantaal Ta 73 |
| Volfram W 74 |
| Renium Re 75 |
| Osmium Os 76 |
| Iriidium Ir 77 |
| Platinum Pt 78 |
| Kuld Au 79 |
| Elavhõbe Hg 80 |
| Lawrence Lr 103 |
| Rutherfordium Rf 104 |
| Dubnium Db 105 |
| Seaborgium Sg 106 |
| Borium Bh 107 |
| Hassiy Hs 108 |
| Meitnerium Mt 109 |
| Darmstadt Ds 110 |
| Röntgenikiirgus Rg 111 |
| Kopernicium Cn 112 |
Metalloidid
Metalloidid hõivavad perioodilisuse tabeli rühmad 13-16. Metalloidid nagu boor, germaanium ja räni on pooljuhid ning neid kasutatakse arvutikiipide ja trükkplaatide valmistamiseks.
Kuva/peida tekst
Üleminekujärgsed metallid
Elemendid kutsusid üleminekujärgsed metallid, kuuluvad perioodilisuse tabeli rühmadesse 13-15. Erinevalt metallidest ei ole neil läiget, vaid neil on matt värv. Siirdemetallidega võrreldes on üleminekujärgsed metallid pehmemad ja neid on rohkem madal temperatuur sulamine ja keemine, suurem elektronegatiivsus. Nende valentselektronid, millega nad seovad teisi elemente, asuvad ainult välisel elektronkihil. Üleminekujärgse metallirühma elementidel on palju rohkem kõrge temperatuur keemistemperatuur kui metalloididel.
Nüüd kinnitage oma teadmisi, vaadates videot perioodilisuse tabeli ja muu kohta.
Suurepärane, esimene samm teadmiste teel on astutud. Nüüd olete enam-vähem perioodilises tabelis orienteeritud ja see on teile väga kasulik, sest Mendelejevi perioodiline süsteem on vundament, millel see hämmastav teadus seisab.
Igaüks, kes koolis käis, mäletab, et üks kohustuslik õppeaine oli keemia. Ta võib teile meeldida või mitte meeldida – see pole oluline. Ja on tõenäoline, et paljud selle distsipliini teadmised on juba unustatud ja neid ei kasutata elus. Kuid ilmselt mäletavad kõik D. I. keemiliste elementide tabelit. Paljude jaoks on see jäänud mitmevärviliseks tabeliks, kus igasse ruutu on kirjutatud teatud tähed, mis näitavad keemiliste elementide nimetusi. Kuid siin me ei räägi keemiast kui sellisest, vaid kirjeldame sadu keemilised reaktsioonid ja protsessid, kuid me räägime teile, kuidas perioodilisustabel üldse ilmus - see lugu on huvitav kõigile inimestele ja tõepoolest kõigile neile, kes on näljased huvitava ja kasuliku teabe järele.
Natuke tausta
Aastal 1668 avaldas silmapaistev Iiri keemik, füüsik ja teoloog Robert Boyle raamatu, milles lükati ümber paljud alkeemiaga seotud müüdid ja milles ta käsitles vajadust otsida lagunematuid keemilisi elemente. Teadlane andis neist ka nimekirja, mis koosnes vaid 15 elemendist, kuid tunnistas, et elemente võib olla rohkem. Sellest sai lähtepunkt mitte ainult uute elementide otsimisel, vaid ka nende süstematiseerimisel.
Sada aastat hiljem koostas prantsuse keemik Antoine Lavoisier uue nimekirja, mis sisaldas juba 35 elementi. 23 neist leiti hiljem olevat lagunematud. Kuid teadlased üle maailma jätkasid uute elementide otsimist. Ja peamist rolli selles protsessis mängis kuulus vene keemik Dmitri Ivanovitš Mendelejev - ta oli esimene, kes esitas hüpoteesi, et elementide aatommassi ja nende asukoha vahel süsteemis võib olla seos.
Tänu hoolikale tööle ja keemiliste elementide võrdlemisele suutis Mendelejev avastada elementidevahelise seose, milles nad võivad olla üks ja nende omadused ei ole iseenesestmõistetavad, vaid kujutavad endast perioodiliselt korduvat nähtust. Selle tulemusena sõnastas Mendelejev veebruaris 1869 esimese perioodilise seaduse ja juba märtsis esitas keemiaajaloolane N. A. Menshutkin Venemaa Keemia Seltsile tema aruande “Omaduste seos elementide aatommassiga”. Samal aastal avaldati Mendelejevi publikatsioon Saksamaal ajakirjas Zeitschrift fur Chemie ja 1871. aastal avaldas teine Saksa ajakiri Annalen der Chemie teadlase uue ulatusliku väljaande, mis oli pühendatud tema avastusele.
Perioodilise tabeli koostamine
1869. aastaks oli põhiidee juba Mendelejevil välja kujunenud ja üsna kiiresti. lühikest aega, kuid pikka aega ei suutnud ta seda korraldada mingiks korrastatud süsteemiks, mis selgelt näitaks, mis on mis. Ühes vestluses kolleeg A. A. Inostrantseviga ütles ta isegi, et tema peas on kõik juba klappinud, kuid ta ei suutnud seda kõike tabelisse panna. Pärast seda alustas Mendelejevi biograafide sõnul vaevarikast tööd oma laua kallal, mis kestis kolm päeva ilma unepausideta. Prooviti kõikvõimalikke viise, kuidas elemente tabelisse organiseerida ning töö tegi keeruliseks ka see, et tol ajal ei teadnud teadus veel kõiki keemilisi elemente. Kuid vaatamata sellele loodi tabel ikkagi ja elemendid süstematiseeriti.
Legend Mendelejevi unenäost
Paljud on kuulnud lugu, et D.I. Mendelejev unistas oma lauast. Seda versiooni levitas aktiivselt ülalmainitud Mendelejevi kaaslane A. A. Inostrantsev naljaka loona, millega ta oma õpilasi lõbustas. Ta ütles, et Dmitri Ivanovitš läks magama ja nägi unes selgelt oma lauda, kus kõik keemilised elemendid olid õiges järjekorras paigutatud. Selle peale viskasid õpilased isegi nalja, et samamoodi avastati 40° viin. Kuid unega olid loo jaoks siiski tõelised eeldused: nagu juba mainitud, töötas Mendelejev laual ilma magamata ja puhata ning Inostrantsev leidis ta kord väsinuna ja kurnatuna. Päeval otsustas Mendelejev veidi puhata ja mõni aeg hiljem ärkas järsku üles, võttis kohe paberi ja joonistas sellele valmis tabeli. Kuid teadlane ise lükkas kogu selle loo unenäoga ümber, öeldes: "Ma olen sellele mõelnud, võib-olla kakskümmend aastat, ja te arvate: ma istusin ja järsku ... see on valmis." Nii et unenägude legend võib olla väga ahvatlev, kuid tabeli loomine sai võimalikuks vaid raske tööga.
Edasine töö
Aastatel 1869–1871 arendas Mendelejev välja perioodilisuse ideed, mille poole teadusringkond kaldus. Ja üks neist olulised etapid seda protsessi oli arusaam, et süsteemi mis tahes elemendil peaks olema, lähtudes selle omaduste kogumusest võrreldes teiste elementide omadustega. Selle põhjal ja tuginedes ka klaasi moodustavate oksiidide muutuste uurimise tulemustele, suutis keemik teha parandusi mõne elemendi, sealhulgas uraani, indiumi, berülliumi ja teiste aatommasside väärtustes.
Mendelejev tahtis muidugi tabelisse jäänud tühjad lahtrid kiiresti täita ja ennustas 1870. aastal, et peagi avastatakse teadusele tundmatuid keemilisi elemente, mille aatommassid ja omadused ta oskas välja arvutada. Esimesed neist olid gallium (avastati 1875), skandium (avastati 1879) ja germaanium (avastati 1885). Seejärel jätkati prognooside täitmist ja avastati veel kaheksa uut elementi, sealhulgas: poloonium (1898), reenium (1925), tehneetsium (1937), francium (1939) ja astatiin (1942–1943). Muide, 1900. aastal jõudsid D. I. Mendelejev ja šoti keemik William Ramsay järeldusele, et tabel peaks sisaldama ka nullrühma elemente - kuni 1962. aastani nimetati neid inertgaasideks ja pärast seda - väärisgaasideks.
Perioodilise tabeli korraldus
Keemilised elemendid D.I. Mendelejevi tabelis on paigutatud ridadesse vastavalt nende massi suurenemisele ja ridade pikkus valitakse nii, et nendes olevatel elementidel on sarnased omadused. Näiteks väärisgaasid, nagu radoon, ksenoon, krüptoon, argoon, neoon ja heelium, on teiste elementidega raskesti reageerivad ning neil on ka madal keemiline reaktsioonivõime, mistõttu need asuvad kõige parempoolsemas veerus. Ja vasakpoolses veerus olevad elemendid (kaalium, naatrium, liitium jne) reageerivad hästi teiste elementidega ja reaktsioonid ise on plahvatusohtlikud. Lihtsamalt öeldes on igas veerus elementidel sarnased omadused, mis erinevad veeruti. Looduses leidub kõiki elemente kuni nr 92 ja alates nr 93 algavad tehiselemendid, mida saab luua ainult laboritingimustes.
Algses versioonis mõisteti perioodilist süsteemi vaid looduses eksisteeriva korra peegeldusena ning puudusid seletused, miks kõik nii peaks olema. Alles kvantmehaanika ilmumisel sai selgeks elementide järjekorra tegelik tähendus tabelis.
Loomeprotsessi õppetunnid
Rääkides sellest, milliseid loomeprotsessi õppetunde saab kogu D. I. Mendelejevi perioodilisustabeli loomise ajaloost teha, võib näitena tuua ühe selle valdkonna inglise teadlase ideed. loov mõtlemine Graham Wallace ja prantsuse teadlane Henri Poincaré. Anname neile lühidalt.
Poincaré (1908) ja Graham Wallace'i (1926) uuringute kohaselt on looval mõtlemisel neli peamist etappi:
- Ettevalmistus– põhiprobleemi sõnastamise etapp ja esimesed lahenduskatsed;
- Inkubeerimine– etapp, mille käigus toimub ajutine tähelepanu kõrvalejuhtimine protsessist, kuid töö probleemile lahenduse leidmiseks toimub alateadlikul tasandil;
- Ülevaade– etapp, kus intuitiivne lahendus asub. Pealegi võib selle lahenduse leida olukorras, mis pole probleemiga täiesti seotud;
- Läbivaatus– lahenduse testimise ja juurutamise etapp, kus seda lahendust testitakse ja selle võimalik edasiarendus.
Nagu näeme, järgis Mendelejev oma tabeli loomisel intuitiivselt just neid nelja etappi. Kui tõhus see on, saab hinnata tulemuste järgi, s.t. selle tõttu, et tabel loodi. Ja arvestades, et selle loomine oli suur samm edasi mitte ainult keemiateaduse, vaid ka kogu inimkonna jaoks, saab ülaltoodud nelja etappi rakendada mõlema rakendamise jaoks. väikesed projektid ja globaalsete plaanide elluviimisele. Peamine asi, mida meeles pidada, on see, et mitte ainsatki avastust ega ainsatki probleemi lahendust ei leia üksinda, hoolimata sellest, kui väga me neid unes näha tahame ja kui palju me magame. Selleks, et midagi õnnestuks, pole vahet, kas tegemist on keemiliste elementide tabeli koostamisega või uue turundusplaani väljatöötamisega, sul peavad olema teatud teadmised ja oskused ning oskuslikult kasutada oma potentsiaali ja pingutada.
Soovime teile edu teie ettevõtmistes ja edukas rakendamine planeeritud!
