Sistem periodic: clasificarea elementelor chimice

În prima jumătate a secolului al XIX-lea s-au făcut diverse încercări de sistematizare a elementelor și de combinare a metalelor în sistemul periodic. În această perioadă istorică apare o metodă de investigare, cum ar fi analiza chimică.

Din istoria descoperirii tabelului periodic al elementelor

Folosind o tehnică similară pentru determinarea proprietăților chimice specifice, oamenii de știință din acea vreme au încercat să grupeze elemente în funcție de caracteristicile lor cantitative, precum și de greutatea atomică.

Utilizarea greutății atomice

Astfel, IV Dubereiner în 1817 a stabilit că în stronțiu greutatea atomică este similară cu indicii corespunzători ai bariului și calciului. De asemenea, a reușit să afle că există foarte multe în comun între proprietățile bariului, stronțiului și calciului. Pe baza acestor observații, faimosul chimist a format așa-numita triadă de elemente. În grupurile similare, alte substanțe au fost combinate:

• sulf, seleniu, telur;
• clor, brom, iod;
• litiu, sodiu, potasiu.

Clasificarea prin proprietăți chimice

L. Gmelin în 1843 a propus un tabel în care a plasat elemente similare în proprietățile chimice într-o ordine strictă. Azot, hidrogen, oxigen, el a considerat elementele principale, chemistul lor dat în afara mesei sale.

Sub oxigen, au fost aranjate tetraduri (câte 4 semne fiecare) și pentade (câte 5 caractere). Metalele din tabelul periodic au fost puse în terminologia lui Berzelius. Conform planului lui Gmelin, toate elementele au fost stabilite prin reducerea electronegativității proprietăților din fiecare subgrup al sistemului periodic.

Mergeți elementele pe verticală

Alexander Emil de Chancourtua în 1863 toate elementele puse în greutăți atomice ascendente pe cilindru, împărțind-o în mai multe benzi verticale. Ca rezultat al acestei divizări pe verticale, există elemente cu proprietăți fizice și chimice similare.

Legea octavelor

D. Newlands a descoperit în 1864 un model destul de interesant. Cu locație elemente chimice Prin creșterea greutății atomice, fiecare al optulea element prezintă o similitudine cu prima. Un fapt asemănător cu Newlands a numit octavele legii (opt note).

Sistemul său periodic a fost foarte condiționat, așa că ideea omului de știință observator a început să se numească o versiune "octavă", asociată cu muzica. Varianta Newlands era cea mai apropiată de structura modernă a PS. Dar, conform legii octavei menționate mai sus, doar 17 elemente își păstrau proprietățile periodice, în timp ce restul semnelor nu arătau un astfel de model.

Oding mese

U. Odling a prezentat simultan mai multe variante ale tabelelor de elemente. În prima versiune, creată în 1857, el a propus să le împartă în 9 grupe. În anul 1861, chimistul a făcut unele corecții la versiunea originală a mesei, combinând în grupuri semne cu proprietăți chimice similare.

O variantă a mesei Odling, propusă în 1868, a presupus aranjarea a 45 de elemente în creșterea ponderii atomice. Apropo, acest tabel a devenit mai târziu prototipul sistemului periodic al lui DI Mendeleev.

Diviziunea de valență

L. Meyer în 1864 a propus un tabel care conținea 44 de elemente. Acestea au fost plasate în 6 coloane, în funcție de valența de hidrogen. În tabel erau doar două părți. Grupul principal a constat din șase grupuri, inclusiv 28 de semne pentru creșterea ponderii atomice. În structura sa s-au analizat pentadele și tetradurile de la semne chimice similare cu proprietățile chimice. Restul elementelor Meyer plasate în a doua masă.

Contribuția lui DI Mendeleyev la crearea unei tabele de elemente

Sistemul periodic modern al elementelor lui DI Mendeleev a apărut pe baza tabelelor lui Mayer, compilate în 1869. În cea de-a doua versiune, Mayer a aranjat semnele pentru 16 grupe, plasând elementele cu pentade și tetrade, având în vedere proprietățile chimice cunoscute. Și în loc de valență, a folosit o simplă numerotare pentru grupuri. Nu era nici un bor, toriu, hidrogen, niobiu sau uraniu.

Structura sistemului periodic în forma prezentată în edițiile moderne nu a apărut imediat. Există trei etape principale în care a fost creat un sistem periodic:

1. Prima versiune a tabelului a fost prezentată pe blocurile de construcție. Caracterul periodic al relației dintre proprietățile elementelor și valorile greutăților lor atomice a fost urmărit. Această variantă a clasificării semnelor lui Mendeleev a fost propusă în 1868-1869.
2. Omul de știință refuză sistemul original, deoarece nu reflecta criteriile prin care elementele ar cădea într-o anumită coloană. El sugerează plasarea semnelor prin similitudinea proprietăților chimice (februarie 1869)
3. În 1870, Dmitri Mendeleev a fost prezentat lumii științifice a sistemului modern de elemente periodice.

versiune Chimist rus a avut în vedere atât poziția metalelor în tabelul periodic, cât și caracteristicile proprietăților nemetalice. Pentru acei ani care au trecut de la prima ediție a invenției ingenioase a lui Mendeleyev, masa nu a suferit modificări majore. Și în acele locuri care au rămas goale în timpul lui Dmitri Ivanovici, au apărut noi elemente care au fost descoperite după moartea sa.

Caracteristicile mesei lui Mendeleyev

De ce se consideră că sistemul descris este periodic? Acest lucru se explică prin particularitățile structurii tabelului.

În total, acesta conține 8 grupe și fiecare are două subgrupe: principalele (principale) și secundare. Se pare că toate subgrupele 16. Ele sunt situate vertical, adică de sus în jos.

În plus, există rânduri orizontale în tabel, numite perioade. Ei au, de asemenea, diviziunea lor suplimentară în mici și mari. Caracteristica sistemului periodic implică luarea în considerare a locului elementului: grupul, subgrupul și perioada acestuia.

Modificarea proprietăților în principalele subgrupe

Toate subgrupele majore din tabelul periodic încep cu elemente din a doua perioadă. Pentru semnele care aparțin unui singur subgrup principal, numărul de electroni externi este același, dar distanța dintre ultimii electroni și nucleul pozitiv se schimbă.

În plus, o creștere a greutății atomice (masa atomică relativă) a elementului are loc de asemenea de sus. Acest indicator este factorul determinant în determinarea modelului de schimbare a proprietăților din principalele subgrupe.

Deoarece raza (distanța între miez pozitiv și electroni negativi externe) la principalele creșteri de subgrupă, proprietăți nemetalice (abilitatea în timpul transformărilor chimice iau electroni) scade. În ceea ce privește modificarea proprietăților metalice (reculul electronilor către alți atomi), acesta va crește.

Folosind un sistem periodic, se pot compara proprietățile diferiților reprezentanți ai unui singur subgrup principal. Într-un moment în care Mendeleev a creat un sistem periodic, nu exista încă informații cu privire la structura materiei. Surprinzător este faptul că originea odată teoria structurii atomice, a studiat în școli și profilul educațional al universităților chimice și acum, ea a confirmat ipoteza Mendeleev și nu a negat presupunerea lui privind dispunerea atomilor într-un tabel.

Electronegativitatea în principalele subgrupe către partea inferioară scade, adică, cu cât elementul este mai mic în grup, cu atât capacitatea sa de atașare a atomilor va fi mai mică.

Modificarea proprietăților atomilor din subgrupurile secundare

Deoarece sistemul lui Mendeleev este periodic, schimbarea proprietăților în astfel de subgrupe are loc în ordine inversă. Astfel de subgrupuri includ elemente începând cu a patra perioadă (reprezentanți ai familiilor d și f). În partea de jos a acestor subgrupe, proprietățile metalului scad, dar numărul de electroni externi este același pentru toți reprezentanții unui subgrup.

Caracteristicile structurii perioadelor din PS

Fiecare nouă perioadă, cu excepția primei, din tabelul chimistului rus începe cu un metal alcalin activ. Următoarele sunt livrate metale amfoterice, care prezintă proprietăți duale în transformările chimice. Apoi, există mai multe elemente cu proprietăți nemetalice. Perioada se încheie gaz inert (nemetalice, practice, care nu prezintă activitate chimică).

Dat fiind faptul că sistemul este periodic, în perioade există o schimbare a activității. De la stânga la dreapta, activitatea de reducere (proprietățile metalului) va scădea, activitatea oxidativă (proprietățile nemetalice) va crește. Astfel, cele mai strălucite metale din perioada respectivă sunt pe stânga, iar nemetalele din dreapta.

In perioade lungi, formate din două rânduri (4-7), de asemenea, apare caracterul periodic, ci datorită prezenței reprezentanților d sau f al familiei, elementele metalice din seria multe altele.

Numele principalelor subgrupe

O parte din grupurile de elemente disponibile în tabelul periodic are propriile nume. Reprezentanții primelor subgrupuri din grupa A se numesc metale alcaline. La un nume similar, metalele își datorează activitatea în apă, ducând la formarea de alcalii caustice.

Al doilea grup A este considerat a fi un subgrup pământuri alcalino-pământoase. Când interacționează cu apa, astfel de metale formează oxizi, au fost numiți odată terenuri. Din acel moment a fost atribuită această denumire reprezentanților acestui subgrup.

Ne-metalele din subgrupul de oxigen se numesc calcinoze, iar grupurile 7A se numesc halogeni. Un subgrup a fost numit gaze inerte datorită activității sale chimice minime.

PS în anul școlar

Pentru studenții oferite, de obicei, varianta a tabelului periodic, în care, în plus față de grupe, subgrupe perioadele indicate, de asemenea, formula și compușii volatili mai mari și de oxizi superioare. O astfel de viclenie ne permite să formăm abilități pentru formarea de oxizi mai mari. Este suficient să înlocuiți elementul cu semnul reprezentantului subgrupului pentru a obține gata oxid mai mare.

Dacă vă uitați atent la viziunea generală asupra compușilor de hidrogen volatili, se poate observa că ele sunt caracteristice numai neemetalilor. În 1-3 grupuri există liniuțe, în calitate de reprezentanți tipici ai acestor grupuri sunt metalele.

În plus, în unele manuale școlare de chimie, fiecare semn este indicat de o schemă de distribuire a electronilor asupra nivelurilor de energie. Aceste informații nu existau în timpul perioadei de activitate a lui Mendeleyev, fapte științifice similare au apărut mult mai târziu.

Se poate vedea și formula electronică de nivel extern la care este ușor de ghicit la ce familie include elementul activ. Aceste sfaturi nu sunt permise în sesiunile de examen, astfel încât absolvenții de 9 și 11 clase, a decis să demonstreze cunoștințele lor chimice la oge sau examen, da versiunea alb-negru clasic din tabelul periodic, în care nu există detalii suplimentare despre structura atomului, formulele de oxizi superior, alcătuit din compuși de hidrogen volatili .

O astfel de decizie este destul de logică și ușor de înțeles, pentru că pentru acei studenți care au decis să urmeze pe urmele lui Mendeleev și Lomonosov, nu va fi dificil de utilizat în versiunea clasică a sistemului, ei pur și simplu nu au nevoie de sfaturi.

Legea periodică și sistemul DI Mendeleev au jucat un rol crucial în dezvoltarea în continuare a teoriei moleculare atomice. După crearea sistemului, oamenii de știință au început să acorde mai multă atenție studiului compoziției elementului. Tabelul a ajutat la clarificarea unor informații despre substanțele simple, precum și despre natura și proprietățile elementelor care le formează.

Mendeleev însuși a presupus că în curând vor deschide noi elemente și vor prevedea poziția metalelor în sistemul periodic. După apariția celor din urmă, a început o nouă eră în chimie. În plus, sa început un demers serios în formarea unei multitudini de științe legate de structura atomului și transformările elementelor.