Periyodik tablodaki elementlerin düzenlenme prensibi. Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu
Periyodik tablo nasıl kullanılır? Deneyimsiz bir kişi için periyodik tabloyu okumak, bir cücenin elflerin eski rünlerine bakmasıyla aynıdır. Bu arada periyodik tablo, eğer doğru kullanılırsa, dünya hakkında çok şey anlatabilir. Sınavda size iyi hizmet vermesinin yanı sıra, çok sayıda kimyasal ve fiziksel problemin çözümünde de yeri doldurulamaz. Ama nasıl okunmalı? Neyse ki bugün herkes bu sanatı öğrenebilir. Bu yazımızda periyodik tabloyu nasıl anlayacağınızı anlatacağız.
Periyodik tablo kimyasal elementler(periyodik tablo), elementlerin çeşitli özelliklerinin yüke bağımlılığını belirleyen kimyasal elementlerin bir sınıflandırmasıdır. atom çekirdeği.
Tablonun yaratılış tarihi
Birisi öyle düşünüyorsa, Dmitry Ivanovich Mendeleev basit bir kimyager değildi. Kimyager, fizikçi, jeolog, metrolog, ekolojist, ekonomist, petrol işçisi, havacı, alet yapımcısı ve öğretmendi. Bilim adamı hayatı boyunca en çok temel araştırma yapmayı başardı. farklı bölgeler bilgi. Örneğin, votkanın ideal gücünü - 40 derece - hesaplayanın Mendeleev olduğuna inanılıyor. Mendeleev'in votka hakkında ne hissettiğini bilmiyoruz, ancak "Alkolün suyla birleşimi üzerine söylem" konulu tezinin votka ile hiçbir ilgisi olmadığını ve 70 dereceden itibaren alkol konsantrasyonlarını dikkate aldığından eminiz. Bilim adamının tüm erdemleriyle birlikte, doğanın temel yasalarından biri olan kimyasal elementlerin periyodik yasasının keşfi ona en geniş şöhreti getirdi.
Bir bilim adamının rüyasında periyodik tabloyu gördüğüne dair bir efsane vardır, bundan sonra yapması gereken tek şey ortaya çıkan fikri düzeltmektir. Ama eğer her şey bu kadar basit olsaydı... Periyodik tablonun yaratılışının bu versiyonu görünüşe göre bir efsaneden başka bir şey değil. Masanın nasıl açıldığı sorulduğunda Dmitry Ivanovich'in kendisi cevapladı: " Belki yirmi yıldır bunu düşünüyorum ama sen şöyle düşünüyorsun: Orada oturuyordum ve aniden... her şey bitti.”
On dokuzuncu yüzyılın ortalarında, bilinen kimyasal elementleri (63 element biliniyordu) düzenleme girişimleri birkaç bilim adamı tarafından paralel olarak üstlenildi. Örneğin 1862'de Alexandre Emile Chancourtois elementleri bir sarmal boyunca yerleştirdi ve kimyasal özelliklerin döngüsel tekrarına dikkat çekti. Kimyager ve müzisyen John Alexander Newlands kendi versiyonunu sundu periyodik tablo 1866'da. İlginç bir gerçek şu ki, bilim adamı elementlerin düzeninde bir tür mistik müzik armonisi keşfetmeye çalıştı. Diğer girişimlerin yanı sıra Mendeleev'in başarı ile taçlandırılan girişimi de vardı.
1869 yılında ilk tablo diyagramı yayınlandı ve 1 Mart 1869, periyodik kanunun açıldığı gün olarak kabul ediliyor. Mendeleev'in keşfinin özü, artan atom kütlesine sahip elementlerin özelliklerinin monoton olarak değil periyodik olarak değişmesiydi. Tablonun ilk versiyonu yalnızca 63 öğe içeriyordu, ancak Mendeleev çok sayıda öğeyi üstlendi. standart dışı çözümler. Bu nedenle tabloda henüz keşfedilmemiş elementlere yer bırakılması gerektiğini ve ayrıca bazı elementlerin atom kütlelerinin de değiştirileceğini tahmin etti. Mendeleev tarafından türetilen yasanın temel doğruluğu, bilim adamı tarafından varlığı tahmin edilen galyum, skandiyum ve germanyumun keşfinden çok kısa bir süre sonra doğrulandı.
Periyodik tablonun modern görünümü
Aşağıda tablonun kendisi bulunmaktadır
Günümüzde elementleri sıralamak için atom ağırlığı (atom kütlesi) yerine atom numarası (çekirdekteki proton sayısı) kavramı kullanılmaktadır. Tablo, artan atom numarasına (proton sayısı) göre soldan sağa doğru düzenlenmiş 120 element içerir.
Tablo sütunları sözde grupları temsil eder ve satırlar dönemleri temsil eder. Tabloda 18 grup ve 8 periyot bulunmaktadır.
- Bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe elementlerin metalik özellikleri azalır, ters yönde ise artar.
- Periyot boyunca soldan sağa doğru gidildikçe atomların boyutları azalır.
- Grupta yukarıdan aşağıya doğru ilerledikçe indirgeyici metal özellikleri artar.
- Oksitleyici ve metalik olmayan özellikler, bir süre boyunca soldan sağa doğru hareket ettirildiğinde artar BEN.
Tablodan bir element hakkında ne öğreniriz? Örneğin, tablodaki üçüncü element olan lityum'u ele alalım ve onu ayrıntılı olarak ele alalım.
Öncelikle element sembolünün kendisini ve onun altında adını görüyoruz. Sol üst köşede elementin atom numarası bulunur ve elementin tabloda düzenlendiği sıraya göre. Atom numarası, daha önce de belirtildiği gibi, çekirdekteki proton sayısına eşittir. Pozitif protonların sayısı genellikle bir atomdaki (izotoplar hariç) negatif elektronların sayısına eşittir.
Atom kütlesi atom numarasının altında belirtilmiştir (tablonun bu versiyonunda). Atom kütlesini en yakın tam sayıya yuvarlarsak kütle numarası denilen şeyi elde ederiz. Kütle numarası ile atom numarası arasındaki fark çekirdekteki nötron sayısını verir. Böylece helyum çekirdeğindeki nötron sayısı iki, lityumda ise dörttür.
“Yeni Başlayanlar İçin Periyodik Tablo” kursumuz sona erdi. Sonuç olarak sizi tematik videoyu izlemeye davet ediyoruz ve Mendeleev'in periyodik tablosunun nasıl kullanılacağı sorusunun sizin için daha net hale geldiğini umuyoruz. Yeni bir konuyu tek başına değil, deneyimli bir mentorun yardımıyla çalışmanın her zaman daha etkili olduğunu hatırlatırız. Bu nedenle bilgi ve tecrübelerini sizinle memnuniyetle paylaşacak olan onları asla unutmamalısınız.
Okula giden herkes zorunlu derslerden birinin kimya olduğunu hatırlar. Ondan hoşlanabilirsin ya da hoşlanmayabilirsin; önemli değil. Ve bu disiplindeki bilgilerin çoğunun zaten unutulmuş olması ve hayatta kullanılmaması muhtemeldir. Ancak herkes muhtemelen D.I. Mendeleev'in kimyasal elementler tablosunu hatırlıyordur. Birçoğu için, her kareye kimyasal elementlerin adlarını gösteren belirli harflerin yazıldığı çok renkli bir tablo olarak kaldı. Ancak burada kimyadan bu şekilde bahsetmeyeceğiz ve yüzlerce kişiyi anlatacağız. kimyasal reaksiyonlar ve süreçler, ancak size ilk etapta periyodik tablonun nasıl ortaya çıktığını anlatacağız - bu hikaye herhangi bir kişi için ve aslında ilginç ve faydalı bilgilere aç olan herkes için ilginç olacaktır.
Biraz arka plan
1668'de, İrlandalı seçkin kimyager, fizikçi ve ilahiyatçı Robert Boyle, simyayla ilgili birçok efsanenin çürütüldüğü ve ayrışamayan kimyasal elementlerin araştırılmasının gerekliliğini tartıştığı bir kitap yayınladı. Bilim insanı bunların sadece 15 elementten oluşan bir listesini de verdi ancak daha fazla element olabileceği fikrini de kabul etti. Bu, yalnızca yeni unsurların araştırılmasında değil, aynı zamanda bunların sistemleştirilmesinde de başlangıç noktası oldu.
Yüz yıl sonra Fransız kimyager Antoine Lavoisier, halihazırda 35 elementi içeren yeni bir liste hazırladı. Bunlardan 23'ünün daha sonra ayrıştırılamaz olduğu ortaya çıktı. Ancak dünya çapındaki bilim adamları tarafından yeni element arayışı devam etti. Ve bu süreçteki ana rol, ünlü Rus kimyager Dmitry Ivanovich Mendeleev tarafından oynandı - elementlerin atom kütlesi ile sistemdeki konumları arasında bir ilişki olabileceği hipotezini ilk ortaya atan oydu.
Özenli çalışma ve kimyasal elementlerin karşılaştırılması sayesinde Mendeleev, elementler arasında bir olabilecekleri ve özelliklerinin kesin olarak kabul edilmediği, periyodik olarak tekrarlanan bir olguyu temsil ettiği elementler arasındaki bağlantıyı keşfetmeyi başardı. Sonuç olarak, Şubat 1869'da Mendeleev ilk periyodik yasayı formüle etti ve Mart ayında kimya tarihçisi N. A. Menshutkin tarafından "Özelliklerin elementlerin atom ağırlığı ile ilişkisi" raporu Rus Kimya Derneği'ne sunuldu. Daha sonra aynı yıl Mendeleev'in yayını Almanya'daki "Zeitschrift fur Chemie" dergisinde yayınlandı ve 1871'de başka bir Alman dergisi "Annalen der Chemie" bilim adamının keşfine adanmış yeni ve kapsamlı bir yayınını yayınladı.
Periyodik tablonun oluşturulması
1869'a gelindiğinde ana fikir Mendeleev tarafından oldukça hızlı bir şekilde oluşturulmuştu. Kısa bir zaman ancak uzun bir süre bunu neyin ne olduğunu açıkça gösteren düzenli bir sisteme yerleştiremedi. Meslektaşı A.A. Inostrantsev ile yaptığı görüşmelerden birinde, her şeyin zaten kafasında olduğunu ancak her şeyi masaya koyamadığını söyledi. Bundan sonra Mendeleev'in biyografi yazarlarına göre, üç gün boyunca uyku molası vermeden masasında özenli çalışmaya başladı. Elementleri bir tablo halinde organize etmek için her türlü yolu denediler ve o zamanlar bilimin henüz tüm kimyasal elementler hakkında bilgi sahibi olmaması nedeniyle iş karmaşıklaştı. Ancak buna rağmen yine de tablo oluşturuldu ve unsurlar sistemleştirildi.
Mendeleev'in rüyasının efsanesi
Birçoğu D.I. Mendeleev'in masasıyla ilgili hayalini kurduğu hikayeyi duydu. Bu versiyon, yukarıda adı geçen Mendeleev'in ortağı A. A. Inostrantsev tarafından öğrencilerini eğlendirdiği komik bir hikaye olarak aktif olarak yayıldı. Dmitry Ivanovich'in yatağa gittiğini ve bir rüyada tüm kimyasal elementlerin doğru sırayla düzenlendiği masasını açıkça gördüğünü söyledi. Bundan sonra öğrenciler 40° votkanın da aynı şekilde keşfedildiğine dair şaka bile yaptılar. Ancak uykulu hikayenin hala gerçek önkoşulları vardı: Daha önce de belirtildiği gibi, Mendeleev uykusuz ve dinlenmeden masada çalışıyordu ve Inostrantsev bir keresinde onu yorgun ve bitkin bulmuştu. Mendeleev gün içinde kısa bir dinlenmeye karar verdi ve bir süre sonra aniden uyandı, hemen bir kağıt parçası aldı ve üzerine hazır bir masa çizdi. Ancak bilim adamının kendisi tüm bu hikayeyi bir rüyayla çürüttü ve şöyle dedi: "Belki de yirmi yıldır bunu düşünüyordum ve siz düşünüyorsunuz: Oturuyordum ve aniden... hazır oldu." Yani rüyanın efsanesi çok çekici olabilir ama masanın yaratılması ancak sıkı çalışmayla mümkün olmuştur.
Daha fazla çalışma
1869 ile 1871 yılları arasında Mendeleev, bilim camiasının yöneldiği periyodiklik fikirlerini geliştirdi. Ve biri önemli aşamalar bu süreç sistemdeki herhangi bir öğenin, diğer öğelerin özellikleriyle karşılaştırmalı özelliklerinin bütünlüğüne dayalı olarak sahip olması gerektiği anlayışı vardı. Buna dayanarak ve aynı zamanda cam oluşturucu oksitlerdeki değişikliklere ilişkin araştırma sonuçlarına da dayanarak kimyager, uranyum, indiyum, berilyum ve diğerleri de dahil olmak üzere bazı elementlerin atom kütlelerinin değerlerinde düzeltmeler yapabildi.
Mendeleev elbette tabloda kalan boş hücreleri hızla doldurmak istiyordu ve 1870'de atom kütlelerini ve özelliklerini hesaplayabildiği, bilim tarafından bilinmeyen kimyasal elementlerin yakında keşfedileceğini öngördü. Bunlardan ilki galyum (1875'te keşfedildi), skandiyum (1879'da keşfedildi) ve germanyum (1885'te keşfedildi) idi. Daha sonra tahminler gerçekleşmeye devam etti ve sekiz yeni element daha keşfedildi: polonyum (1898), renyum (1925), teknetyum (1937), francium (1939) ve astatin (1942-1943). Bu arada, 1900 yılında D.I. Mendeleev ve İskoç kimyager William Ramsay, tablonun sıfır grup elemanlarını da içermesi gerektiği sonucuna vardılar - 1962'ye kadar bunlara inert gazlar ve bundan sonra soy gazlar deniyordu.
Periyodik tablonun organizasyonu
D.I. Mendeleev'in tablosundaki kimyasal elementler kütlelerindeki artışa göre sıralar halinde düzenlenmiş ve sıraların uzunluğu, içindeki elementlerin benzer özelliklere sahip olması için seçilmiştir. Örneğin radon, ksenon, kripton, argon, neon ve helyum gibi soy gazların diğer elementlerle reaksiyona girmesi zordur ve ayrıca kimyasal reaktiviteleri düşüktür, bu nedenle en sağdaki sütunda yer alırlar. Ve sol sütundaki elementler (potasyum, sodyum, lityum vb.) diğer elementlerle iyi reaksiyona girer ve reaksiyonların kendisi patlayıcıdır. Basitçe söylemek gerekirse, her sütunun içindeki öğeler benzer özellikler, bir sütundan diğerine geçtikçe değişir. 92 numaraya kadar tüm elementler doğada bulunur ve 93 numaradan sadece laboratuvar koşullarında oluşturulabilen yapay elementler başlar.
Orijinal halinde periyodik sistem yalnızca doğada var olan düzenin bir yansıması olarak anlaşılıyordu ve her şeyin neden bu şekilde olması gerektiğine dair bir açıklama yoktu. Tablodaki elementlerin sırasının gerçek anlamı ancak kuantum mekaniği ortaya çıktığında netleşti.
Yaratıcı süreçteki dersler
D. I. Mendeleev'in periyodik tablonun yaratılışının tüm tarihinden yaratıcı süreçten hangi derslerin çıkarılabileceğinden bahsederken, bu alandaki bir İngiliz araştırmacının fikirlerini örnek olarak verebiliriz. Yaratıcı düşünce Graham Wallace ve Fransız bilim adamı Henri Poincaré. Bunları kısaca verelim.
Poincaré (1908) ve Graham Wallace'ın (1926) çalışmalarına göre yaratıcı düşünmenin dört ana aşaması vardır:
- Hazırlık– ana sorunu formüle etme aşaması ve onu çözmeye yönelik ilk girişimler;
- Kuluçka– süreçten geçici olarak uzaklaşmanın olduğu, ancak soruna çözüm bulma çalışmasının bilinçaltı düzeyde yürütüldüğü bir aşama;
- İç yüzü– Sezgisel çözümün bulunduğu aşama. Üstelik bu çözüm, sorunla tamamen ilgisi olmayan bir durumda da bulunabilir;
- Sınav– bu çözümün test edildiği ve olası daha fazla geliştirildiği bir çözümün test edilmesi ve uygulanması aşaması.
Gördüğümüz gibi Mendeleev tablosunu oluşturma sürecinde sezgisel olarak tam olarak bu dört aşamayı takip etti. Bunun ne kadar etkili olduğu sonuçlara göre değerlendirilebilir; tablonun oluşturulmuş olması nedeniyle. Ve yaratılışının sadece kimya bilimi için değil, aynı zamanda tüm insanlık için ileriye doğru büyük bir adım olduğu göz önüne alındığında, yukarıdaki dört aşama hem uygulamaya hem de uygulamaya uygulanabilir. küçük projeler ve küresel planların uygulanmasına. Unutulmaması gereken en önemli şey, rüyada görmeyi ne kadar istesek de, ne kadar uyursak uyuyalım, hiçbir keşfin, hiçbir soruna tek bir çözümün tek başına bulunamayacağıdır. Bir şeyin işe yaraması için, ister kimyasal elementlerden oluşan bir tablo oluşturmak ister yeni bir pazarlama planı geliştirmek olsun, belirli bilgi ve becerilere sahip olmanızın yanı sıra potansiyelinizi ustaca kullanmanız ve çok çalışmanız gerekir.
Çalışmalarınızda başarılar dileriz ve başarılı uygulama planlandı!
Muhtemelen hepiniz elementlerin periyodik tablosunu görmüşsünüzdür. Hala rüyalarınızda sizi rahatsız etmesi mümkün, ya da belki şimdilik sadece bir okul sınıfının duvarını süsleyen görsel bir arka plandan ibaret. Ancak, görünüşte rastgele olan bu hücre koleksiyonunda, göründüğünden çok daha fazlası var.
Periyodik tablo (ya da bu makale boyunca zaman zaman kullanacağımız isimle PT) ve onu oluşturan elementler muhtemelen hiç tahmin edemeyeceğiniz özelliklere sahiptir. Tabloyu oluşturmaktan son öğeleri eklemeye kadar çoğu insanın bilmediği on gerçek var.
10. Mendeleev yardım aldı
Periyodik tablo, ağır sakallı Dimitri Mendeleev tarafından derlendiği 1869 yılından beri kullanılmaktadır. Çoğu kişi Mendeleev'in bu masa üzerinde çalışan tek kişi olduğunu ve bu sayede yüzyılın en parlak kimyageri haline geldiğini düşünüyor. Ancak çabalarına, bu devasa unsurlar dizisinin tamamlanmasına önemli katkılarda bulunan birçok Avrupalı bilim adamı yardımcı oldu.
Mendeleev yaygın olarak periyodik tablonun babası olarak bilinir, ancak onu derlediğinde tablonun tüm unsurları henüz keşfedilmemişti. Bu nasıl mümkün oldu? Bilim adamları çılgınlıklarıyla ünlüdür...
9. En son eklenen öğeler
İster inanın ister inanmayın, periyodik tablo 1950'lerden bu yana pek değişmedi. Ancak 2 Aralık 2016'da dört yeni element aynı anda eklendi: nihonyum (element No. 113), moscovium (element No. 115), tennessine (element No. 117) ve oganesson (element No. 118). Bu yeni unsurlar, PT'ye resmi olarak eklenmeden önce beş aylık bir inceleme yapılması gerektiğinden isimlerini ancak Haziran 2016'da aldı.
Üç elemente elde edildikleri şehir veya eyaletlerin adı verildi ve Oganesson'a bu elementin elde edilmesine yaptığı katkılardan dolayı Rus nükleer fizikçi Yuri Oganesyan'ın adı verildi.
8. Hangi harf tabloda yok?
İÇİNDE Latin alfabesi 26 harf var ve her biri önemli. Ancak Mendeleev bunu fark etmemeye karar verdi. Tabloya bir bakın ve bana hangi harfin uğursuz olduğunu söyleyin? İpucu: Sırayla arayın ve bulduğunuz her harften sonra parmaklarınızı bükün. Sonuç olarak, "eksik" harfi bulacaksınız (eğer elinizde on parmağınız varsa). Tahmin ettin mi? Bu 10 numaralı harf, "J" harfi.
“Bir”in yalnız insanların sayısı olduğunu söylüyorlar. Peki belki de “J” harfine bekarların harfi adını vermeliyiz? Ancak eğlenceli bir gerçek var: 2000 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde doğan erkek çocukların çoğuna bu harfle başlayan isimler verildi. Dolayısıyla bu mektup dikkatsiz kalmadı.
7. Sentezlenen öğeler
Bildiğiniz gibi periyodik tabloda şu anda 118 element bulunmaktadır. Bu 118 elementten kaç tanesinin laboratuvarda elde edildiğini tahmin edebilir misiniz? Genel listenin tamamından doğal şartlar sadece 90 element bulunabilir.
Yapay olarak yaratılmış 28 elementin çok olduğunu mu düşünüyorsunuz? Peki, sadece benim sözüme güven. 1937'den beri sentezleniyorlar ve bilim adamları bugün de bunu yapmaya devam ediyorlar. Tüm bu unsurları tabloda bulabilirsiniz. 95'ten 118'e kadar olan elementlere bakın, bu elementlerin tamamı gezegenimizde bulunmuyor ve laboratuvarlarda sentezlenmiştir. Aynı durum 43, 61, 85 ve 87 numaralı elemanlar için de geçerlidir.
6. 137. element
20. yüzyılın ortalarında Richard Feynman adında ünlü bir bilim adamı, gezegenimizin tüm bilim dünyasını hayrete düşüren oldukça gürültülü bir açıklama yaptı. Ona göre eğer 137. elementi keşfedersek içindeki proton ve nötron sayısını belirleyemeyeceğiz. 1/137 sayısı dikkat çekicidir çünkü bu, bir elektronun bir fotonu soğurma veya yayma olasılığını tanımlayan ince yapı sabitinin değeridir. Teorik olarak, 137 numaralı elementin 137 elektronu olması ve bir fotonu soğurma şansının yüzde 100 olması gerekir. Elektronları ışık hızında dönecektir. Daha da inanılmazı, 139. elementin elektronlarının var olabilmesi için ışık hızından daha hızlı dönmesi gerekiyor.
Fizikten hâlâ sıkılmadınız mı? 137 sayısının fiziğin üç önemli alanını bir araya getirdiğini bilmek ilginizi çekebilir: ışık hızı teorisi, kuantum mekaniği ve elektromanyetizma. 1900'lerin başlarından bu yana fizikçiler, 137 sayısının, yukarıdaki alanların üçünü de kapsayacak Büyük Birleşik Teorinin temeli olabileceğini öne sürüyorlardı. Kuşkusuz bu, UFO ve Bermuda Şeytan Üçgeni efsaneleri kadar inanılmaz geliyor kulağa.
5. İsimler hakkında neler söyleyebilirsiniz?
Hemen hemen tüm elementlerin adlarının bir anlamı vardır, ancak hemen belli değildir. Yeni elemanların isimleri keyfi olarak verilmemektedir. Elementi aklıma gelen ilk kelimeyle adlandırırdım. Örneğin, "kerflump". Bana göre fena değil.
Tipik olarak öğe adları beş ana kategoriden birine girer. Birincisi ünlü bilim adamlarının isimleri, klasik versiyon- aynştaynyum. Ayrıca elementler, germanyum, amerikanyum, galyum gibi ilk kaydedildikleri yerlere göre isimlendirilebilir. Ek bir seçenek olarak gezegen isimleri de kullanılır. Uranyum elementi ilk olarak Uranüs gezegeninin keşfedilmesinden kısa bir süre sonra keşfedildi. Elementlerin mitolojiyle ilişkili isimleri olabilir; örneğin, adını antik Yunan titanlarından alan titanyum ve adını İskandinav gök gürültüsü tanrısından (veya tercihinize bağlı olarak "intikamcı" yıldızından) alan toryum vardır.
Ve son olarak elementlerin özelliklerini tanımlayan isimler vardır. Argon, Yunanca "tembel" veya "yavaş" anlamına gelen "argos" kelimesinden gelir. Adı, bu gazın aktif olmadığını gösteriyor. Brom, adı Yunanca bir kelimeden gelen başka bir elementtir. "Bromos", "kötü koku" anlamına gelir ve bromun kokusunu hemen hemen tanımlar.
4. Masayı yaratmak bir “evreka anı” mıydı?
Eğer seversen kart oyunları, o zaman bu gerçek tam size göre. Mendeleev'in bir şekilde tüm unsurları sıralaması ve bunun için bir sistem bulması gerekiyordu. Doğal olarak, bir kategoriler tablosu oluşturmak için solitaire döndü (peki, başka ne var?) Mendeleev her elementin atom ağırlığını ayrı bir karta yazdı ve ardından gelişmiş solitaire oyununu tasarlamaya başladı. Elementleri belirli özelliklerine göre sıraladı ve ardından her sütunda atom ağırlıklarına göre sıraladı.
Pek çok kişi normal solitaire oynayamaz, bu nedenle bu solitaire oyunu etkileyicidir. Bundan sonra ne olacak? Muhtemelen birisi satrancın yardımıyla astrofizikte devrim yaratacak veya galaksinin eteklerine ulaşabilecek bir roket yaratacaktır. Mendeleev'in sadece bir deste sıradan oyun kağıdıyla böyle ustaca bir sonuç elde edebildiği göz önüne alındığında, bunda olağandışı bir şey olmayacak gibi görünüyor.
3. Şanssız soy gazlar
Argonu evrenimizin tarihindeki en tembel ve en yavaş element olarak nasıl sınıflandırdığımızı hatırlıyor musunuz? Görünüşe göre Mendeleev de aynı duygulara kapılmıştı. Saf argon 1894'te ilk kez elde edildiğinde tablonun hiçbir sütununa sığmıyordu, bu nedenle bilim adamı bir çözüm aramak yerine onun varlığını inkar etmeye karar verdi.
Daha da çarpıcı olanı, başlangıçta bu kadere maruz kalan tek element argon değildi. Argona ek olarak diğer beş element de sınıflandırılmamıştı. Bu radon, neon, kripton, helyum ve ksenonu etkiledi ve Mendeleev tabloda onlara yer bulamadığı için herkes bunların varlığını inkar etti. Birkaç yıl süren yeniden düzenleme ve yeniden sınıflandırmadan sonra, soy gazlar olarak adlandırılan bu elementler nihayet gerçekten var olduğu kabul edilenler arasına girecek kadar şanslıydı.
2. Atomik aşk
Kendilerini romantik olarak gören herkese tavsiyeler. Periyodik tablonun kağıt bir kopyasını alın ve tüm karmaşık ve nispeten gereksiz orta sütunları kesin, böylece 8 sütununuz kalır (tablonun "kısa" bir formuna sahip olursunuz). Bunu IV. Grubun ortasına katlayın; hangi elementlerin birbiriyle bileşik oluşturabileceğini göreceksiniz.
Katlandığında "öpüşen" elementler kararlı bileşikler oluşturabilir. Bu unsurlar tamamlayıcı elektronik yapılara sahiptir ve birbirleriyle birleşecektir. Ve eğer değilse gerçek aşk Romeo ve Juliet veya Shrek ve Fiona gibi - o zaman aşkın ne olduğunu bilmiyorum.
1. Karbon kuralları
Carbon oyunun merkezinde olmaya çalışıyor. Karbon hakkında her şeyi bildiğinizi sanıyorsunuz ama bilmiyorsunuz, çok daha fazlasını kaplıyor önemli yer olduğunu hayal ettiğinden daha fazla. Bilinen tüm bileşiklerin yarısından fazlasında bulunduğunu biliyor muydunuz? Peki ya tüm canlı organizmaların ağırlığının yüzde 20'sinin karbon olduğu gerçeği? Gerçekten tuhaf ama hazır olun: Vücudunuzdaki her karbon atomu bir zamanlar bir grubun parçasıydı karbon dioksit atmosferde. Karbon yalnızca gezegenimizin süper elementi değil, aynı zamanda tüm Evrende en bol bulunan dördüncü elementtir.
Periyodik tablo bir partiye benziyorsa, karbon ana konakçıdır. Görünüşe göre her şeyi doğru bir şekilde nasıl organize edeceğini bilen tek kişi o. Diğer şeylerin yanı sıra, bu tüm elmasların ana unsurudur, bu nedenle tüm müdahaleciliğine rağmen aynı zamanda parlıyor!
Periyodik sistem, kimyasal elementlerin periyodik yasasının grafik (tablo) bir ifadesi olan, doğal sınıflandırmaları olan düzenli bir kimyasal elementler kümesidir. Birçok yönden modern yapıya benzeyen yapısı, 1869-1871'de D. I. Mendeleev tarafından periyodik yasaya dayanarak geliştirildi.
Periyodik sistemin prototipi, 1 Mart 1869'da D. I. Mendeleev tarafından derlenen "Atom ağırlığına ve kimyasal benzerliğine dayalı bir element sistemi deneyimi" idi. İki buçuk yıl boyunca bilim adamı, sistemi sürekli olarak geliştirdi. “Bir Sistem Deneyimi”, elementlerin grup, seri ve periyotları fikrini ortaya attı. Sonuç olarak periyodik tablonun yapısı büyük ölçüde modern hatlara kavuştu.
Bir elementin sistemdeki yerinin grup ve periyot sayılarına göre belirlenmesi kavramı, onun evrimi açısından önem kazanmıştır. Bu kavrama dayanarak Mendeleev, bazı elementlerin atom kütlelerini değiştirmenin gerekli olduğu sonucuna vardı: uranyum, indiyum, seryum ve uyduları. Bu periyodik tablonun ilk pratik uygulamasıydı. Mendeleev ayrıca ilk kez bilinmeyen bazı elementlerin varlığını ve özelliklerini de öngördü. Bilim adamı ayrıntılı olarak açıkladı en önemli özellikler ekaalüminyum (gelecekteki galyum), ekaboron (skandiyum) ve ekasilicon (germanyum). Ek olarak, manganez (gelecekteki teknesyum ve renyum), tellür (polonyum), iyot (astatin), sezyum (Fransa), baryum (radyum), tantal (protaktinyum) analoglarının varlığını da öngördü. Bilim adamının bu elementlerle ilgili tahminleri genel nitelikteydi çünkü bu elementler periyodik tablonun az çalışılan alanlarında bulunuyordu.
Periyodik sistemin ilk versiyonları büyük ölçüde yalnızca ampirik bir genellemeyi temsil ediyordu. Sonuçta periyodik yasanın fiziksel anlamı belirsizdi; atom kütlelerindeki artışa bağlı olarak elementlerin özelliklerinde meydana gelen periyodik değişimin nedenlerine ilişkin bir açıklama yoktu. Bu bağlamda birçok sorun çözümsüz kaldı. Periyodik tablonun sınırları var mı? Mevcut elemanların tam sayısını belirlemek mümkün mü? Altıncı periyodun yapısı belirsizliğini korudu; nadir toprak elementlerinin tam miktarı neydi? Hidrojen ve lityum arasındaki elementlerin hala var olup olmadığı, ilk dönemin yapısının nasıl olduğu bilinmiyordu. Bu nedenle, periyodik yasanın fiziksel olarak doğrulanmasına ve periyodik sistem teorisinin gelişmesine kadar birçok kez ciddi zorluklar ortaya çıktı. 1894-1898'deki keşif beklenmedik bir şeydi. Periyodik tabloda yeri yokmuş gibi görünen beş inert gaz. Periyodik tablonun yapısına bağımsız bir sıfır grubunun dahil edilmesi fikri sayesinde bu zorluk ortadan kalktı. 19. ve 20. yüzyılların başında radyoelementlerin kitlesel keşfi. (1910'a gelindiğinde sayıları yaklaşık 40'tı), onları periyodik tabloya yerleştirme ihtiyacı ile mevcut yapısı arasında keskin bir çelişkiye yol açtı. Altıncı ve yedinci periyotta sadece 7 kontenjan boştu. Bu sorun, kaydırma kurallarının oluşturulması ve izotopların keşfedilmesiyle çözüldü.
Periyodik yasanın fiziksel anlamının ve periyodik sistemin yapısının açıklanamamasının temel nedenlerinden biri atomun nasıl bir yapıya sahip olduğunun bilinmemesiydi (bkz. Atom). Periyodik sistemin gelişimindeki en önemli dönüm noktası yaratılışıydı. atom modeli E. Rutherford (1911). Hollandalı bilim adamı A. Van den Broek (1913), buna dayanarak, periyodik tablodaki bir elementin seri numarasının, atomunun çekirdeğinin (Z) yüküne sayısal olarak eşit olduğunu öne sürdü. Bu, İngiliz bilim adamı G. Moseley (1913) tarafından deneysel olarak doğrulandı. Periyodik yasa fiziksel bir gerekçe aldı: elementlerin özelliklerindeki değişikliklerin periyodikliği, atom kütlesine değil, elementin atomunun çekirdeğinin Z yüküne bağlı olarak dikkate alınmaya başlandı (bkz. Kimyasal elementlerin periyodik yasası).
Sonuç olarak periyodik tablonun yapısı önemli ölçüde güçlendirildi. Sistemin alt limiti belirlendi. Bu hidrojendir - minimum Z = 1 olan element. Hidrojen ve uranyum arasındaki elementlerin sayısını doğru bir şekilde tahmin etmek mümkün hale geldi. Periyodik tablodaki Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87 ile bilinmeyen elementlere karşılık gelen "boşluklar" belirlendi. Ancak nadir toprak elementlerinin tam sayısı ve en önemlisi bunların nedenleri hakkındaki sorular belirsizliğini korudu. Z'ye bağlı olarak elementlerin özelliklerindeki değişimlerin periyodikliği ortaya çıkmamıştır.
Periyodik sistemin yerleşik yapısına ve atom spektrumlarının incelenmesinin sonuçlarına dayanarak, Danimarkalı bilim adamı N. Bohr 1918-1921'de. atomlardaki elektronik kabukların ve alt kabukların yapım sırası hakkında fikirler geliştirdi. Bilim adamı, atomların dış kabuklarının benzer türdeki elektronik konfigürasyonlarının periyodik olarak tekrarlandığı sonucuna vardı. Böylece, kimyasal elementlerin özelliklerindeki değişimlerin periyodikliğinin, atomların elektronik kabukları ve alt kabuklarının yapısında periyodikliğin varlığıyla açıklandığı gösterilmiştir.
Periyodik tablo 100'den fazla elementi kapsar. Bunlardan tüm transuranyum elementleri (Z = 93-110) ve ayrıca Z = 43 (teknetyum), 61 (prometyum), 85 (astatin), 87 (fransa) elementleri yapay olarak elde edildi. Periyodik sistemin varlığının tarihi boyunca pek çok çok sayıda(>500) çeşidi grafik görüntü esas olarak tablolar şeklinde, aynı zamanda çeşitli şekillerde geometrik şekiller(uzaysal ve düzlemsel), analitik eğriler (spiraller vb.), vb. En yaygın olanları kısa, yarı uzun, uzun ve merdiven tablo biçimleridir. Şu anda kısa form tercih ediliyor.
Periyodik tabloyu oluşturmanın temel prensibi, gruplara ve periyotlara bölünmesidir. Mendeleev'in element dizisi kavramı, eksik olduğu için bugün kullanılmamaktadır. fiziksel anlam. Gruplar sırasıyla ana (a) ve ikincil (b) alt gruplara ayrılır. Her alt grup elementler içerir - kimyasal analoglar. Çoğu gruptaki a- ve b-alt gruplarının elemanları, kural olarak grup numarasına eşit olan, esas olarak daha yüksek oksidasyon durumlarında birbirleriyle belirli bir benzerlik gösterir. Periyot, alkali metalle başlayan ve inert bir gazla biten elementlerin toplamıdır (ilk periyot özel bir durumdur). Her dönem kesin olarak tanımlanmış sayıda öğe içerir. Periyodik tablo sekiz grup ve yedi periyottan oluşur ve yedinci periyot henüz tamamlanmamıştır.
tuhaflık Birinci en önemli özelliği serbest formda yalnızca 2 gazlı element içermesidir: hidrojen ve helyum. Hidrojenin sistemdeki yeri belirsizdir. Alkali metaller ve halojenler için ortak özellikler gösterdiğinden, ya 1a- ya da Vlla-alt grubuna ya da aynı anda her ikisine de yerleştirilir ve alt gruplardan birinde sembol parantez içine alınır. Helyum, VIIIa alt grubunun ilk temsilcisidir. Uzun bir süre helyum ve tüm inert gazlar bağımsız bir sıfır grubuna ayrıldı. Bu pozisyon, kripton, ksenon ve radon kimyasal bileşiklerinin sentezinden sonra revizyon gerektirdi. Sonuç olarak, eski Grup VIII'in soy gazları ve elementleri (demir, kobalt, nikel ve platin metalleri) tek bir grupta birleştirildi.
Saniye periyodun 8 elementi vardır. Tek oksidasyon durumu +1 olan alkali metal lityum ile başlar. Sonra berilyum geliyor (metal, oksidasyon durumu +2). Bor zaten zayıf bir şekilde ifade edilen metalik karakter sergiler ve metal değildir (oksidasyon durumu +3). Borun yanında karbon, hem +4 hem de -4 oksidasyon durumlarını sergileyen tipik bir ametaldir. Azot, oksijen, flor ve neon metal değildir; nitrojen, grup numarasına karşılık gelen +5'lik en yüksek oksidasyon durumuna sahiptir. Oksijen ve flor en aktif ametaller arasındadır. İnert gaz neonu periyodu bitirir.
Üçüncü periyotta (sodyum - argon) da 8 element bulunur. Özelliklerindeki değişimin doğası büyük ölçüde ikinci periyodun elemanlarında gözlemlenene benzer. Ancak burada da bir özgüllük var. Bu nedenle magnezyum, berilyumdan farklı olarak boronla karşılaştırıldığında alüminyum gibi daha metaliktir. Silikon, fosfor, kükürt, klor, argon, hepsi tipik metal olmayan maddelerdir. Ve argon hariç hepsi grup numarasına eşit daha yüksek oksidasyon durumları sergiliyor.
Görüldüğü gibi her iki dönemde de Z arttıkça elementlerin metalik özelliklerinde belirgin bir zayıflama ve metalik olmayan özelliklerinde ise güçlenme meydana gelir. D.I. Mendeleev, ikinci ve üçüncü dönemlerin unsurlarını (kendi deyimiyle küçük) tipik olarak nitelendirdi. Küçük dönemlerin unsurları doğada en yaygın olanlar arasındadır. Karbon, nitrojen ve oksijen (hidrojenle birlikte) organojenlerdir, yani. organik maddenin ana elementleri.
Birinci - üçüncü periyotların tüm unsurları a-alt gruplara yerleştirilir.
Dördüncü periyodu (potasyum - kripton) 18 element içerir. Mendeleev'e göre bu ilk büyük dönemdir. Alkali metal potasyum ve alkalin toprak metal kalsiyumdan sonra, 10 sözde geçiş metalinden (skandiyum - çinko) oluşan bir dizi element gelir. Hepsi b-alt gruplarına dahildir. Demir, kobalt ve nikel dışında çoğu geçiş metali, grup numarasına eşit daha yüksek oksidasyon durumları sergiler. Galyumdan kriptona kadar elementler a-alt gruplarına aittir. Kripton için bir takım kimyasal bileşikler bilinmektedir.
Beşinci Dönem (rubidyum - ksenon) yapı olarak dördüncüye benzer. Ayrıca 10 geçiş metalinden (itriyum - kadmiyum) oluşan bir ek içerir. Bu dönemin unsurlarının kendine has özellikleri bulunmaktadır. Rutenyum - rodyum - paladyum üçlüsünde, rutenyum için +8 oksidasyon durumu sergileyen bileşikler bilinmektedir. a-alt gruplarının tüm elemanları, grup numarasına eşit daha yüksek oksidasyon durumları sergiler. Dördüncü ve beşinci periyotların elementlerinin Z arttıkça özelliklerinde meydana gelen değişikliklerin özellikleri, ikinci ve üçüncü periyotlara göre daha karmaşıktır.
Altıncı periyodu (sezyum – radon) 32 element içerir. Bu dönem, 10 geçiş metaline (lantan, hafniyum - cıva) ek olarak, seryumdan lutesyuma kadar 14 lantanitten oluşan bir set de içerir. Seryumdan lutesyuma kadar olan elementler kimyasal olarak çok benzerdir ve bu nedenle uzun zamandır nadir toprak elementleri ailesine dahil edilmişlerdir. Periyodik tablonun kısa formunda lantan hücresinde bir dizi lantanit yer alır ve bu serinin kod çözümü tablonun alt kısmında verilmiştir (bkz. Lantanitler).
Altıncı dönemin unsurlarının özelliği nedir? Osmiyum - iridyum - platin üçlüsünde, osmiyum için +8'in oksidasyon durumu bilinmektedir. Astatin oldukça belirgin bir metalik karaktere sahiptir. Radon tüm soy gazlar arasında en yüksek reaktiviteye sahiptir. Ne yazık ki, oldukça radyoaktif olması nedeniyle kimyası çok az araştırılmıştır (bkz. Radyoaktif elementler).
Yedinci Dönem Fransa'dan başlıyor. Altıncı gibi, o da 32 element içermelidir, ancak bunlardan 24'ü hala bilinmektedir, Fransiyum ve radyum sırasıyla Ia ve IIa alt gruplarının elementleridir, aktinyum ise IIIb alt grubuna aittir. Daha sonra toryumdan lavrensiyuma kadar elementleri içeren ve lantanitlere benzer şekilde yerleştirilen aktinit ailesi geliyor. Bu element dizisinin kodunun çözülmesi de tablonun alt kısmında verilmiştir.
Şimdi kimyasal elementlerin özelliklerinin nasıl değiştiğini görelim. alt gruplar periyodik sistem. Bu değişimin ana modeli Z arttıkça elementlerin metalik karakterinin güçlenmesidir. Bu model özellikle IIIa-VIIa alt gruplarında açıkça ortaya çıkar. Ia-IIIa alt gruplarının metalleri için kimyasal aktivitede bir artış gözlenir. IVa-VIIa alt gruplarındaki elementler için Z arttıkça elementlerin kimyasal aktivitesinde bir zayıflama gözlenir. B-alt grubu elemanları için kimyasal aktivitedeki değişimin doğası daha karmaşıktır.
Periyodik sistemin teorisi, 20'li yıllarda N. Bohr ve diğer bilim adamları tarafından geliştirildi. XX yüzyıl ve atomların elektronik konfigürasyonlarının oluşumuna yönelik gerçek bir şemaya dayanmaktadır (bkz. Atom). Bu teoriye göre Z arttıkça periyodik tablonun periyotlarında yer alan elementlerin atomlarındaki elektron kabuklarının ve alt kabuklarının doldurulması aşağıdaki sırayla gerçekleşir:
| Dönem numaraları | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1s | 2s2p | 3s3p | 4s3d4p | 5s4d5p | 6s4f5d6p | 7s5f6d7p |
Periyodik sistem teorisine dayanarak, bir periyodun şu tanımını verebiliriz: periyot, periyot numarasına eşit n değerine sahip bir element ile başlayan ve l = 0 (s-elementler) ile biten bir elementler kümesidir. n ve l = 1 değeriyle aynı olan bir elemanla (p-elemanları elemanları) (bkz. Atom). Bunun istisnası, yalnızca 1'lerin elemanlarını içeren ilk dönemdir. Periyodik sistem teorisine göre periyotlardaki elementlerin sayıları şöyledir: 2, 8, 8, 18, 18, 32...
Tabloda, her türden elementlerin sembolleri (s-, p-, d- ve f-elementleri) belirli bir renk arka planında gösterilmektedir: s-elementleri - kırmızı üzerinde, p-elementleri - turuncu üzerinde, d-elementleri - mavi renkte, f elemanları - yeşil renkte. Her hücre, elementlerin atom numaralarını ve atom kütlelerini ve ayrıca dış elektron kabuklarının elektronik konfigürasyonlarını gösterir.
Periyodik sistem teorisinden, a-alt gruplarının, periyot numarasına eşit n'ye ve l = 0 ve 1'e sahip elemanları içerdiği anlaşılmaktadır. b-alt grupları, daha önce tamamlanmış kabukları olan atomlardaki elemanları içermektedir. eksik oluşur. Bu nedenle birinci, ikinci ve üçüncü periyotlar b-alt gruplarının unsurlarını içermez.
Periyodik element tablosunun yapısı, kimyasal elementlerin atomlarının yapısıyla yakından ilgilidir. Z arttıkça dış elektron kabuklarının benzer konfigürasyonları periyodik olarak tekrarlanır. Yani elementlerin kimyasal davranışlarının temel özelliklerini belirlerler. Bu özellikler, a-alt gruplarının elemanları (s- ve p-elementleri), b-alt gruplarının elemanları (geçiş d-elementleri) ve f-ailelerinin elemanları - lantanitler ve aktinidler için kendilerini farklı şekilde gösterir. Özel bir durum, ilk periyodun elementleri olan hidrojen ve helyum ile temsil edilir. Hidrojen yüksek kimyasal aktiviteye sahiptir çünkü içindeki tek 1 elektronu kolaylıkla uzaklaştırılabilir. Aynı zamanda helyumun (1s 2) konfigürasyonu çok kararlıdır ve bu onun kimyasal hareketsizliğini belirler.
a-alt gruplarının elemanları için, atomların dış elektron kabukları doludur (n, periyot numarasına eşittir), dolayısıyla bu elemanların özellikleri, Z arttıkça belirgin şekilde değişir. Böylece, ikinci periyotta lityum (2s konfigürasyonu). ) tek değerlik elektronunu kolaylıkla kaybeden aktif bir metaldir; Berilyum (2s 2) de bir metaldir, ancak dış elektronlarının çekirdeğe daha sıkı bağlanması nedeniyle daha az aktiftir. Ayrıca borun (2s 2 p) zayıf bir metalik karakteri vardır ve 2p alt kabuğunun oluşturulduğu ikinci periyodun sonraki tüm elemanları zaten metal değildir. Bir inert gaz olan neon'un (2s 2 p 6) dış elektron kabuğunun sekiz elektronlu konfigürasyonu çok güçlüdür.
İkinci periyodun elementlerinin kimyasal özellikleri, atomlarının en yakın inert gazın elektronik konfigürasyonunu (lityumdan karbona elementler için helyum konfigürasyonu veya karbondan florine kadar elementler için neon konfigürasyonu) elde etme arzusuyla açıklanır. Bu nedenle örneğin oksijen sergileyemez. en yüksek derece grup numarasına eşit oksidasyon: sonuçta, ek elektronlar alarak neon konfigürasyonuna ulaşması daha kolaydır. Özelliklerdeki değişikliklerin aynı doğası, üçüncü periyodun elemanlarında ve sonraki tüm dönemlerin s ve p elemanlarında kendini gösterir. Aynı zamanda, Z arttıkça a-alt gruplarında dış elektronlar ile çekirdek arasındaki bağın gücünün zayıflaması, karşılık gelen elemanların özelliklerinde kendini gösterir. Dolayısıyla, Z arttıkça s-elementleri için kimyasal aktivitede gözle görülür bir artış olur ve p-elementleri için metalik özelliklerde bir artış olur.
Geçiş d elementlerinin atomlarında, daha önce tamamlanmamış kabuklar, periyod numarasından bir eksik olan ana kuantum sayısı n'nin değeri ile tamamlanır. Birkaç istisna dışında, geçiş elementlerinin atomlarının dış elektron kabuklarının konfigürasyonu ns 2'dir. Bu nedenle tüm d elementleri metaldir ve bu nedenle Z arttıkça d elementlerinin özelliklerinde meydana gelen değişiklikler, s ve p elementlerinde gözlemlenenler kadar keskin değildir. Daha yüksek oksidasyon durumlarında d-elementleri, periyodik tablodaki karşılık gelen grupların p-elementleriyle belirli bir benzerlik gösterir.
Üçlülerin (VIIIb-alt grup) elemanlarının özelliklerinin özellikleri, b-alt kabuklarının tamamlanmaya yakın olmasıyla açıklanmaktadır. Bu nedenle demir, kobalt, nikel ve platin metalleri kural olarak daha yüksek oksidasyon durumlarında bileşikler üretme eğiliminde değildir. Tek istisna RuO4 ve OsO4 oksitlerini veren rutenyum ve osmiyumdur. Ib ve IIb alt gruplarının elemanları için d-alt kabuğu aslında tamamlandı. Bu nedenle grup numarasına eşit oksidasyon durumları sergilerler.
Lantanit ve aktinit atomlarında (hepsi metaldir), daha önce tamamlanmamış elektron kabukları, ana kuantum sayısı n'nin periyod numarasından iki birim daha az olmasıyla tamamlanır. Bu elementlerin atomlarında, dış elektron kabuğunun (ns 2) konfigürasyonu değişmeden kalır ve üçüncü dış N-kabuğu 4f-elektronlarla doldurulur. Lantanitlerin bu kadar benzer olmasının nedeni budur.
Aktinitler için durum daha karmaşıktır. Z = 90-95 olan elementlerin atomlarında 6d ve 5f elektronları kimyasal etkileşimlerde yer alabilir. Bu nedenle aktinitlerin çok daha fazla oksidasyon durumu vardır. Örneğin neptunyum, plütonyum ve amerikyum için bu elementlerin yedi değerlikli durumda göründüğü bileşikler bilinmektedir. Yalnızca küryum (Z = 96) ile başlayan elementler için üç değerlikli durum kararlı hale gelir, ancak bunun da kendine has özellikleri vardır. Bu nedenle, aktinitlerin özellikleri lantanitlerin özelliklerinden önemli ölçüde farklıdır ve bu nedenle iki ailenin benzer olduğu düşünülemez.
Aktinit ailesi Z = 103 (lawrensiyum) elementiyle biter. Kurchatovyum (Z = 104) ve nilsboryumun (Z = 105) kimyasal özelliklerinin değerlendirilmesi, bu elementlerin sırasıyla hafniyum ve tantalın analogları olması gerektiğini göstermektedir. Bu nedenle bilim adamları, atomlardaki aktinit ailesinden sonra 6d alt kabuğunun sistematik dolmasının başladığına inanıyorlar. Z = 106-110 olan elementlerin kimyasal yapısı deneysel olarak değerlendirilmemiştir.
Periyodik tablonun kapsadığı elementlerin nihai sayısı bilinmemektedir. Üst sınırı sorunu belki de periyodik tablonun ana gizemidir. Doğada keşfedilen en ağır element plütonyumdur (Z=94). Yapay sınıra ulaşıldı nükleer füzyon- seri numarası 110 olan bir eleman. Soru hala açık: Büyük seri numarasına sahip, hangileri ve kaç tane eleman elde etmek mümkün olacak mı? Bu henüz kesin olarak cevaplanamıyor.
Elektronik ortamda gerçekleştirilen karmaşık hesaplamaların yardımıyla bilgisayarlar Bilim adamları atomların yapısını belirlemeye ve "süper elementlerin" en önemli özelliklerini büyük seri numaralarına (Z = 172 ve hatta Z = 184) kadar değerlendirmeye çalıştılar. Elde edilen sonuçlar oldukça beklenmedikti. Örneğin Z = 121 olan bir elementin atomunda 8p'lik bir elektronun ortaya çıkması beklenir; bu, Z = 119 ve 120 atomlarında 8s alt kabuğunun oluşumunun tamamlanmasından sonradır. Ancak p-elektronlarının s-elektronlarından sonra ortaya çıkışı yalnızca ikinci ve üçüncü periyotlardaki elementlerin atomlarında görülür. Hesaplamalar ayrıca, varsayımsal sekizinci periyodun elemanlarında, elektron kabuklarının ve atomların alt kabuklarının doldurulmasının çok karmaşık ve benzersiz bir sırayla meydana geldiğini göstermektedir. Bu nedenle karşılık gelen elemanların özelliklerinin değerlendirilmesi çok zor bir problemdir. Görünüşe göre sekizinci periyot 50 element içermeli (Z = 119–168), ancak hesaplamalara göre Z = 164, yani 4 seri numarası daha erken olan elementte bitmeli. Ve "egzotik" dokuzuncu dönemin 8 elementten oluşması gerektiği ortaya çıktı. İşte onun “elektronik” girişi: 9s 2 8p 4 9p 2. Yani ikinci ve üçüncü periyotlarda olduğu gibi sadece 8 element içerecektir.
Bilgisayar kullanılarak yapılan hesaplamaların ne kadar doğru olacağını söylemek zordur. Bununla birlikte, eğer onaylanırlarsa, periyodik element tablosunun ve yapısının altında yatan kalıpları ciddi şekilde yeniden gözden geçirmek gerekecektir.
Periyodik tablo, doğa bilimlerinin çeşitli alanlarının gelişiminde büyük bir rol oynamıştır ve oynamaya devam etmektedir. Bu, atom-moleküler bilimin en önemli başarısıydı ve ortaya çıkmasına katkıda bulundu. modern konsept“Kimyasal element” ve basit madde ve bileşik kavramlarının açıklanması.
Periyodik sistemin ortaya çıkardığı düzenlilikler, atomun yapısı teorisinin gelişmesinde, izotopların keşfedilmesinde ve nükleer periyodiklik ile ilgili fikirlerin ortaya çıkmasında önemli bir etkiye sahipti. Periyodik sistem, kimyada tahmin probleminin kesinlikle bilimsel bir formülasyonu ile ilişkilidir. Bu, bilinmeyen elementlerin varlığı ve özelliklerinin ve halihazırda keşfedilen elementlerin kimyasal davranışının yeni özelliklerinin tahmin edilmesinde ortaya çıktı. Günümüzde periyodik sistem, öncelikle inorganik olmak üzere kimyanın temelini temsil etmekte olup, önceden belirlenmiş özelliklere sahip maddelerin kimyasal sentezi sorununun çözülmesine, yeni yarı iletken malzemelerin geliştirilmesine ve çeşitli katalizörlerin seçimine önemli ölçüde yardımcı olmaktadır. kimyasal süreçler vb. Son olarak periyodik tablo kimya öğretiminin temelini oluşturur.
Okulda kimya derslerinde bile hepimiz sınıfın veya kimya laboratuvarının duvarındaki masayı hatırlarız. Bu tablo, insanlığın bildiği tüm kimyasal elementlerin, Dünya'yı ve tüm Evreni oluşturan temel bileşenlerin bir sınıflandırmasını içeriyordu. O zaman bunu düşünemezdik bile Mendeleev tablosu hiç şüphesiz modern kimya bilgimizin temelini oluşturan en büyük bilimsel keşiflerden biridir.
D. I. Mendeleev'in kimyasal elementlerin periyodik tablosu
İlk bakışta fikri aldatıcı derecede basit görünüyor: organize etmek kimyasal elementler atomlarının ağırlığını arttırmak için. Üstelik çoğu durumda kimyasal ve fiziki ozellikleri her öğe tablodaki bir önceki öğeye benzer. Bu model, ilk birkaçı dışındaki tüm elementler için geçerlidir, çünkü önlerinde atom ağırlığı bakımından kendilerine benzer elementler bulunmaz. Böyle bir özelliğin keşfi sayesinde, birbirine çok benzeyen bir tabloya doğrusal bir öğe dizisi yerleştirebiliyoruz. duvar takvimi ve böylece çok sayıda kimyasal element türünü açık ve tutarlı bir biçimde birleştirir. Elbette bugün elementlerin sistemini sıralamak için atom numarası (proton sayısı) kavramını kullanıyoruz. Bu sözde sorunun çözülmesine yardımcı oldu teknik problem Ancak "bir çift permütasyon" periyodik tablonun görünümünde temel bir değişikliğe yol açmadı.
İÇİNDE periyodik tablo tüm elementler atom numaralarına, elektronik konfigürasyonlarına ve tekrarlanan kimyasal özelliklerine göre sıralanır. Tablodaki satırlara dönem, sütunlara ise grup adı verilir. 1869 yılına dayanan ilk tablo yalnızca 60 element içeriyordu ancak şimdi tablonun bugün bildiğimiz 118 elementi barındıracak şekilde genişletilmesi gerekiyordu.
Mendeleev'in periyodik tablosu Sadece elementleri değil aynı zamanda onların çok çeşitli özelliklerini de sistematikleştirir. Bir kimyagerin birçok soruyu (sadece sınav sorularını değil aynı zamanda bilimsel soruları da) doğru yanıtlayabilmesi için Periyodik Tabloyu gözünün önünde bulundurması genellikle yeterlidir.
1M7iKKVnPJE'nin YouTube kimliği geçersiz.
Periyodik yasa
İki formülasyon var periyodik yasa kimyasal elementler: klasik ve modern.
Klasik, kaşifi D.I. Mendeleev: Basit cisimlerin özellikleri, element bileşiklerinin formları ve özellikleri periyodik olarak elementlerin atom ağırlıklarının değerlerine bağlıdır.
Modern: Basit maddelerin özellikleri, element bileşiklerinin özellikleri ve formları periyodik olarak element atomlarının çekirdeğinin yüküne (sıra numarası) bağlıdır.
Periyodik yasanın grafiksel bir temsili, atomlarının yüklerine bağlı olarak elementlerin özelliklerindeki düzenli değişikliklere dayanan kimyasal elementlerin doğal bir sınıflandırması olan periyodik element sistemidir. Periyodik element tablosunun en yaygın görüntüleri D.I. Mendeleev'in formları kısa ve uzundur.
Periyodik Tablonun grupları ve periyotları
Gruplarda periyodik tabloda dikey sıralar olarak adlandırılır. Gruplarda elementler, oksitlerindeki en yüksek oksidasyon durumuna göre birleştirilir. Her grup bir ana ve ikincil alt gruptan oluşur. Ana alt gruplar, aynı özelliklere sahip küçük dönemlerin elemanlarını ve büyük dönemlerin elemanlarını içerir. Yan alt gruplar yalnızca büyük dönemlerin unsurlarından oluşur. Ana ve ikincil alt grupların elementlerinin kimyasal özellikleri önemli ölçüde farklılık gösterir.
Dönem artan atom numaralarına göre sıralanmış yatay element dizisine denir. Periyodik sistemde yedi periyot vardır: Birinci, ikinci ve üçüncü periyotlara küçük denir, sırasıyla 2, 8 ve 8 element içerirler; kalan dönemlere büyük denir: dördüncü ve beşinci dönemlerde 18 element, altıncıda - 32 ve yedincide (henüz tamamlanmadı) - 31 element vardır. İlki hariç her periyot alkali metalle başlar ve soy gazla biter.
Seri numarasının fiziksel anlamı kimyasal element: atom çekirdeğindeki proton sayısı ve atom çekirdeği etrafında dönen elektronların sayısı, elementin atom numarasına eşittir.
Periyodik tablonun özellikleri
şunu hatırlatalım gruplar periyodik tabloda dikey sıralar olarak adlandırılır ve Kimyasal özellikler ana ve ikincil alt grupların unsurları önemli ölçüde farklılık gösterir.
Alt gruplardaki elementlerin özellikleri doğal olarak yukarıdan aşağıya doğru değişir:
- metalik özellikler artar ve metalik olmayan özellikler zayıflar;
- atom yarıçapı artar;
- elementin oluşturduğu bazların ve oksijensiz asitlerin gücü artar;
- Elektronegatiflik azalır.
Helyum, neon ve argon dışındaki tüm elementler oksijen bileşikleri oluşturur; oksijen bileşiklerinin yalnızca sekiz türü vardır. Periyodik tabloda sıklıkla tasvir edilirler genel formüller, elementlerin oksidasyon durumunun artan sırasına göre her grubun altında bulunur: R 2 O, RO, R 2 O 3, RO 2, R 2 O 5, RO 3, R 2 O 7, RO 4, burada R sembolü bu grubun bir elemanını belirtir. Daha yüksek oksitlerin formülleri, elementlerin grup numarasına (örneğin flor) eşit bir oksidasyon durumu sergilemediği istisnai durumlar dışında, grubun tüm elementleri için geçerlidir.
R2O bileşiminin oksitleri güçlü temel özellikler sergiler ve RO bileşiminin oksitleri (BeO hariç) artan atom numarasıyla baziklikleri artar; RO 2, R 2 O 5, RO 3, R 2 O 7 bileşiminin oksitleri asidik özellikler sergiler ve asitlikleri artan atom numarasıyla birlikte artar.
Grup IV'ten başlayarak ana alt grupların elemanları gaz halindeki hidrojen bileşiklerini oluşturur. Bu tür bileşiklerin dört formu vardır. Ana alt grupların elemanları altında bulunurlar ve RH 4, RH 3, RH 2, RH dizisindeki genel formüllerle temsil edilirler.
RH4 bileşikleri doğası gereği nötrdür; RH 3 - zayıf bazik; RH2 - hafif asidik; RH - kuvvetli asidik karakter.
şunu hatırlatalım dönem artan atom numaralarına göre sıralanmış yatay element dizisine denir.
Eleman seri numarasının arttığı bir dönem içerisinde:
- elektronegatiflik artar;
- metalik özellikler azalır, metalik olmayan özellikler artar;
- atom yarıçapı azalır.
Periyodik tablonun elemanları
Alkali ve alkali toprak elementleri
Bunlar periyodik tablonun birinci ve ikinci gruplarından elementleri içerir. Alkali metaller birinci gruptan - yumuşak metaller, gümüş renkli, bıçakla kesilmesi kolay. Hepsinin dış kabuğunda tek bir elektron vardır ve mükemmel tepki verirler. Alkali toprak metalleri ikinci gruptan da gümüşi bir renk tonu var. Dış seviyeye iki elektron yerleştirilir ve buna göre bu metaller diğer elementlerle daha az etkileşime girer. Alkali metallerle karşılaştırıldığında toprak alkali metaller daha yüksek sıcaklıklarda erir ve kaynar.
Metni Göster/Gizle
Lantanitler (nadir toprak elementleri) ve aktinitler
Lantanitler- başlangıçta nadir minerallerde bulunan bir grup element; dolayısıyla adları "nadir toprak" elementleridir. Daha sonra bu elementlerin başlangıçta düşünüldüğü kadar nadir olmadığı ortaya çıktı ve bu nedenle nadir toprak elementlerine lantanitler adı verildi. Lantanitler ve aktinit ana eleman tablosunun altında bulunan iki bloğu kaplar. Her iki grup da metalleri içerir; tüm lantanitler (prometyum hariç) radyoaktif değildir; Aktinitler ise tam tersine radyoaktiftir.
Metni Göster/Gizle
Halojenler ve soy gazlar
Halojenler ve soy gazlar periyodik tablonun 17. ve 18. gruplarına ayrılır. Halojenler metalik olmayan elementlerdir, hepsinin dış kabuğunda yedi elektron vardır. İÇİNDE soy gazlar Elektronların tamamı dış kabukta olduğundan bileşik oluşumuna pek katılmazlar. Bu gazlara “soylu” gazlar denir çünkü diğer elementlerle nadiren reaksiyona girerler; yani geleneksel olarak toplumdaki diğer insanlardan uzak duran soylu kastın üyelerine atıfta bulunurlar.
Metni Göster/Gizle
Geçiş metalleri
Geçiş metalleri Periyodik tabloda 3-12. grupları işgal eder. Çoğu yoğun, sert ve iyi elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir. Değerlik elektronları (diğer elementlere bağlandıkları yardımıyla) birkaç elektron kabuğunda bulunur.
Metni Göster/Gizle
| Geçiş metalleri |
| Skandiyum Sc 21 |
| Titan Ti 22 |
| Vanadyum V 23 |
| Krom Cr 24 |
| Manganez Mn 25 |
| Demir Fe 26 |
| Kobalt Co 27 |
| Nikel Ni 28 |
| Bakır Cu 29 |
| Çinko Zn 30 |
| İtriyum Y 39 |
| Zirkonyum Zr 40 |
| Niyobyum Nb 41 |
| Molibden Mo 42 |
| Teknesyum Tc 43 |
| Rutenyum Ru 44 |
| Rodyum Rh 45 |
| Paladyum Pd 46 |
| Gümüş Ag 47 |
| Kadmiyum Cd 48 |
| Lutesyum Lu 71 |
| Hafniyum Hf 72 |
| Tantal Ta 73 |
| Volfram W 74 |
| Renyum Re 75 |
| Osmiyum Os 76 |
| İridyum Ir 77 |
| Platin Pt 78 |
| Altın Au 79 |
| Cıva Hg 80 |
| Lawrence Lr 103 |
| Rutherfordiyum Rf 104 |
| Dubnium Db 105 |
| Seaborgiyum Sg 106 |
| Boryum Bh 107 |
| Hassiy Hs 108 |
| Meitnerium Mt 109 |
| Darmstadt Ds110 |
| Röntgen Rg 111 |
| Kopernikyum Cn 112 |
Metaloidler
Metaloidler Periyodik tablonun 13-16. gruplarını işgal eder. Bor, germanyum ve silikon gibi metaloidler yarı iletkenlerdir ve bilgisayar çipleri ve devre kartlarının yapımında kullanılırlar.
Metni Göster/Gizle
Geçiş sonrası metaller
Elementler çağrıldı geçiş sonrası metaller periyodik tablonun 13-15. gruplarına aittir. Metallerden farklı olarak parlaklıkları yoktur ancak mat bir renge sahiptirler. Geçiş metalleri ile karşılaştırıldığında geçiş sonrası metaller daha yumuşaktır ve daha fazla düşük sıcaklık erime ve kaynama, daha yüksek elektronegatiflik. Diğer elementleri bağladıkları değerlik elektronları yalnızca dış elektron kabuğunda bulunur. Geçiş sonrası metal grubunun elementleri çok daha fazlasına sahiptir Yüksek sıcaklık kaynama noktası metaloidlere göre daha yüksektir.
Şimdi periyodik tablo ve daha fazlası hakkında bir video izleyerek bilginizi pekiştirin.
Harika, bilgiye giden yolda ilk adım atıldı. Artık az çok periyodik tabloya odaklanmış durumdasınız ve bu sizin için çok yararlı olacaktır, çünkü Mendeleev'in Periyodik Sistemi bu şaşırtıcı bilimin üzerinde durduğu temeldir.
