Sistem periodično: klasifikacija kemijskih elementov

V prvi polovici 19. stoletja so bili poskusi sistematiziranja elementov in združevanja kovin v periodičnem sistemu. V tem zgodovinskem obdobju se pojavlja metodologija preiskave, kot je kemijska analiza.

Iz zgodovine odkritja periodične tabele elementov

Z uporabo podobnega postopka za določanje specifične kemične lastnosti časovnih znanstveniki so poskušali združiti skupino elementi s svojimi kvantitativno lastnost vodeno in atomsko maso.

Uporaba atomske mase

Tako je IV Dubereiner leta 1817 ugotovil, da je v stroncijah atomska masa podobna ustreznim indeksom barija in kalcija. Prav tako je uspel ugotoviti, da obstaja veliko skupnih lastnosti barija, stroncija in kalcija. Na podlagi teh opazovanj je znani kemik sestavil tako imenovano triado elementov. V podobnih skupinah so bile kombinirane druge snovi:

• žveplo, selen, telur;
• klor, brom, jod;
• litij, natrij, kalij.

Razvrstitev po kemijskih lastnostih

L. Gmelin leta 1843 je predlagal tabelo, v kateri je postavil podobne elemente kemijskih lastnosti po strogem vrstnem redu. Dušik, vodik, kisik je štel za glavne elemente, njihov dani kemik pa je bil postavljen zunaj njegove mize.

Pod kisikom so bili urejeni tetradi (po 4 znake) in pentad (po 5 znakov). Kovine v periodični tabeli so bile v terminologiji Berzeliusa. Po načrtu Gmelina so bili vsi elementi določeni z zmanjšanjem elektronegativnosti lastnosti znotraj vsake podskupine periodičnega sistema.

Elementi se združujejo navpično

Alexander Emile de Chancourtois leta 1863 dal vse elemente v povečanju atomske teže na valj, ga delimo na več navpičnih črt. Zaradi te delitve na vertikale obstajajo elementi, ki imajo podobne fizikalne in kemijske lastnosti.

Zakon oktave

D. Newlands je leta 1864 odkril precej zanimiv vzorec. Z lokacijo kemični elementi S povečanjem atomske uteži vsak osmi element kaže podobnost prvemu. Podobno dejstvo Newlands imenuje oktave zakona (osem opomb).

Njegov sistem rednih je bil zelo pogojen, zato se je zamisel opaznega znanstvenika začela imenovati kot oktavska različica, ki jo povezuje z glasbo. Bila je varianta Newlands, ki je bila najbližja sodobni strukturi PS. Toda v skladu z zgoraj omenjenim oktavskim zakonom je samo 17 elementov ohranilo njihove periodične lastnosti, medtem ko ostali znaki niso pokazali takega vzorca.

Odlepitvene mize

U. Odling je naenkrat predstavil več različic tabele elementov. V prvi različici, ustanovljeni leta 1857, je predlagal, da jih razdelimo v 9 skupin. Leta 1861 je kemik popravil prvotno različico mize, ki združuje v skupinah znake s podobnimi kemičnimi lastnostmi.

Različica tabele Odling, predlagana leta 1868, je predpostavila ureditev 45 elementov pri naraščajočih atomskih utežeh. Mimogrede, ta tabela je kasneje postala prototip DI periodičnega sistema DI Mendelejeva.

Razdelitev po valenci

L. Meyer leta 1864 je predlagal tabelo, ki je vključevala 44 elementov. Postavili so jih v 6 stolpcev glede na vodikovo valenco. V tabeli je bilo samo dva dela. Glavno skupino sestavlja šest skupin, od tega 28 znakov za povečanje atomske uteži. V svoji strukturi so bili pregledani pentadi in tetradi iz kemijskih znakov, podobnih kemijskim lastnostim. Ostali elementi, ki jih je Meyer postavil v drugo tabelo.

Prispevek DI Mendelejeva k oblikovanju tabele elementov

Sodobni periodični sistem DI Mendelejevih elementov se je pojavil na podlagi tabel Majerja, pripravljenih leta 1869. V drugi različici je Mayer uredil znake za 16 skupin, postavil elemente s pentadami in tetradi, glede na znane kemične lastnosti. In namesto valence je uporabil preprosto številčenje za skupine. V njej ni bilo bor, torija, vodika, niobija ali urana.

Struktura periodičnega sistema v obliki, predstavljeni v sodobnih izdajah, se ni pojavila takoj. Obstajajo tri glavne stopnje, v katerih je nastal periodični sistem:

1. Prva različica tabele je bila predstavljena na gradbenih blokih. Izsledili smo periodični značaj razmerja med lastnostmi elementov in vrednosti njihovih atomskih uteži. Ta varianta klasifikacije znakov Mendeleev je bila predlagana leta 1868-1869.
2. Znanstvenik zavrača izvirni sistem, ker ni odražal meril, po katerih bi elementi padli v določen stolpec. Predlaga postavitev znakov po podobnosti kemijskih lastnosti (februar 1869)
3. Leta 1870 je bil Dmitrij Mendeleev predstavljen znanstvenemu svetu sodobnega periodičnega sistema elementov.

Različica Ruski kemik upošteval tako položaj kovin v periodični tabeli, kot tudi značilnosti lastnosti nekovin. Za tista leta, ki so minila od prve izdaje iznajdljivega izuma Mendelejeva, miza ni prinesla večjih sprememb. In v tistih krajih, ki so ostali prazni med časom Dmitrija Ivanoviča, so se pojavili novi elementi, ki so bili odkriti po njegovi smrti.

Značilnosti Mendelejevove mize

Zakaj se šteje, da je opisani sistem periodičen? To pojasnjujejo posebnosti strukture tabele.

Skupaj vsebuje 8 skupin, vsaka pa ima dve podskupini: glavno (glavno) in sekundarno. Izkazalo se je, da so vse podskupine 16. Nahajajo se navpično, to je od vrha do dna.

Poleg tega v tabeli obstajajo horizontalne vrstice, imenovane obdobja. Prav tako imajo svojo dodatno razdelitev v majhne in velike. Značilnost periodičnega sistema vključuje upoštevanje lokacije elementa: njene skupine, podskupine in obdobja.

Kako se lastnosti spremenijo v glavnih podskupinah

Vse glavne podskupine v periodični tabeli se začnejo z elementi drugega obdobja. Za znake, ki spadajo v eno glavno podskupino, je število zunanjih elektronov enako, vendar se razdalja med zadnjimi elektroni in pozitivnim jedrom spremeni.

Poleg tega se poveča tudi atomska teža (relativna atomska masa) elementa od zgoraj. Indikator je odločilni dejavnik pri določanju vzorca spremembe lastnosti znotraj glavnih podskupin.

Ker radiju (razdalja med pozitivnim jedrom in negativnih elektronov zunanji) na glavni povečuje podskupin, nekovinski lastnosti (sposobnost med kemijskimi transformacijami sprejme elektrone) zmanjša. Kar se tiče spremembe kovinskih lastnosti (odtekanje elektronov na druge atome), se bo povečalo.

Z uporabo periodičnega sistema lahko primerjamo lastnosti različnih predstavnikov ene glavne podskupine. V času, ko je Mendeleev ustvaril periodični sistem, še ni bilo podatkov o strukturi snovi. Presenetljivo je dejstvo, da enkrat izvira teorijo atomske strukture, študiral v šolah in izobraževalnih profil kemičnih univerz in zdaj, je potrdil hipotezo o Mendelejev in ne zanikati svoje domneve o razporeditvi atomov v tabeli.

Elektronegativnost v glavnih podskupinah na dnu se zmanjša, to pomeni, da je nižji element v skupini, večja je njegova sposobnost pritrditve atomov.

Sprememba lastnosti atomov v sekundarnih podskupinah

Ker je sistem Mendeleev periodičen, sprememba lastnosti v takih podskupinah poteka v obratnem zaporedju. Takšne podskupine vključujejo elemente, ki se začnejo s četrtim obdobjem (predstavniki d in f družin). Na dno v teh podskupinah se lastnosti kovin zmanjšajo, vendar je število zunanjih elektronov enako za vse predstavnike ene podskupine.

Značilnosti strukture obdobij v PS

Vsako novo obdobje, z izjemo prvega, se v tabeli ruskega kemika začne z aktivno alkalijsko kislino. Naslednji so dostavljeni amfoterne kovine, ki ima dvojne lastnosti pri kemijskih transformacijah. Nato obstaja več elementov z nekovinskimi lastnostmi. Obdobje se konča inertni plin (nekovinski, praktični, brez kemične dejavnosti).

Glede na to, da je sistem periodičen, v obdobjih pride do spremembe v aktivnosti. Z leve proti desni se bo zmanjšala aktivnost (lastnosti kovin), povečala se bo oksidativna aktivnost (nekovinske lastnosti). Tako so najsvetlejše kovine v tem obdobju na levi in ​​nekovine na desni.

V dolgih obdobjih, ki so sestavljeni iz dveh nizov (4-7), prav tako se zdi, periodični značaj, ampak zaradi prisotnosti predstavnikov d ali f družine, kovinske elemente v seriji še veliko več.

Imena glavnih podskupin

Del skupin elementov, ki so na voljo v periodični tabeli, ima lastna imena. Predstavniki prve skupine podskupin A se imenujejo alkalne kovine. S podobnim imenom, kovine dolgujejo svojo dejavnost na vodo, kar ima za posledico nastanek kavstičnih alkalij.

Druga skupina A velja za podskupino alkalne zemeljske kovine. Ko interakcijo z vodo, takšne kovine tvorijo okside, so jih nekoč imenovali zemljišča. Od takrat je bilo to ime dodeljeno predstavnikom te podskupine.

Ne-kovine podskupine kisika imenujemo halkogen, in skupine 7A imenujemo halogene. 8 Podskupino so imenovali inertni plini zaradi svoje minimalne kemične aktivnosti.

PS v šolskem letu

Za študente običajno ponujajo varianto periodnega sistema, kjer poleg skupin, podskupin obdobja tudi navedena formula in višje hlapnih spojin in višje okside. Tako zvijanje nam omogoča oblikovanje veščin za nastanek višjih oksidov. Dovolj je, da element zamenjamo z znakom predstavnika podskupine, da se pripravi višji oksid.

Če natančno pogledate splošen pogled na hlapne vodikove spojine, lahko vidimo, da so značilni samo za nemetale. V skupinah 1-3 so pomišljaji, saj so tipični predstavniki teh skupin kovin.

Poleg tega je v nekaterih šolskih učbenikih kemije vsak znak označen s shemo za porazdelitev elektronov na ravni energije. Te informacije v času delovanja Mendelejeva niso obstajale, podobna znanstvena dejstva pa so se pojavila veliko kasneje.

Eno lahko vidite in formule zunanje elektronske raven, na kateri je težko uganiti, da tisto, kar družina vključuje aktivni element. Ti nasveti niso dovoljene izpitnim sej, zato diplomanti 9 in 11 razredov, odločil, da pokažejo svojo kemijsko znanje na OGE ali izpit, dobimo klasično črno-belo različico periodnega sistema, v katerem ni nobenih nadaljnjih podrobnosti o strukturi atomom, formul višjih oksidov, ki ga sestavljajo hlapnih vodikovih spojin .

Takšna odločitev je povsem logično in razumljivo, saj za tiste študente, ki so se odločili, da sledijo zgledu Mendeleyev in Lomonosov, ne bo težko uporabljati klasično različico sistema, ki jih preprosto ne potrebujejo nasvetov.

To je bil redni zakon in sistem DI Mendelejeva, ki je imel ključno vlogo pri nadaljnjem razvoju atomsko-molekularne teorije. Po nastanku sistema so znanstveniki začeli več pozornosti nameniti preučevanju sestave elementa. Tabela je pomagala pojasniti nekatere informacije o preprostih snoveh ter naravo in lastnosti elementov, ki jih tvorijo.

Mendelejev sam je domneval, da se bodo kmalu pojavili novi elementi in predvideli položaj kovin v periodičnem sistemu. Po pojavu slednjega se je v kemiji začelo novo obdobje. Poleg tega je bil resen začetek oblikovan z množico sorodnih znanosti, ki so povezane s strukturo atoma in transformacijami elementov.