2 Mengyelejev törvényének ún. D. I. Mengyelejev periodikus törvénye és periodikus rendszere (előadás). Az elektronegativitás periodikus törvényének megnyilvánulásai
2.3. DI Mengyelejev periodikus törvénye.
A törvényt DI Mengyelejev fedezte fel és fogalmazta meg: "Az egyszerű testek tulajdonságai, valamint az elemek vegyületeinek formái és tulajdonságai periodikusan függnek az elemek atomsúlyától." A törvény az elemek és vegyületeik tulajdonságainak mélyreható elemzése alapján született. A fizika kiemelkedő eredményei, elsősorban az atomszerkezet elméletének fejlesztése lehetővé tették a periodikus törvény fizikai lényegének feltárását: a kémiai elemek tulajdonságainak változásának periodicitása a kémiai elemek időszakos változásának köszönhető. a külső elektronréteg elektronokkal való kitöltésének jellege az elektronok számának növekedésével, amelyet az atommag töltése határoz meg. A töltés egyenlő a periódusos rendszer elemének sorszámával. A periódusos törvény modern megfogalmazása: "Az elemek és az általuk alkotott egyszerű és összetett anyagok tulajdonságai periodikusan függenek az atommag töltésétől." D. I. Mengyelejev készítette 1869-1871 között. a periódusos rendszer az elemek természetes osztályozása, a periodikus törvény matematikai tükre.
Mengyelejev nemcsak az első volt, aki pontosan megfogalmazta ezt a klasszikussá vált törvényt, és táblázat formájában bemutatta annak tartalmát, hanem átfogóan alá is támasztotta, megmutatta óriási tudományos jelentőségét, mint vezérlő osztályozási elvet és a tudományos kutatás hatékony eszközét. kutatás.
A periodikus törvény fizikai jelentése. Csak azután fedezték fel, hogy az atommag töltése növekszik az egyik kémiai elemről a szomszédos elemre való átmenet során (a periódusos rendszerben) elemi töltésegységenként. Számszerűen az atommag töltése megegyezik a periódusos rendszer megfelelő elemének sorszámával (Z atomszám), vagyis a magban lévő protonok számával, viszont megegyezik a megfelelő semleges elem elektronjainak számával. atom. Az atomok kémiai tulajdonságait külső elektronhéjaik szerkezete határozza meg, amely időszakosan változik a nukleáris töltés növekedésével, ezért a periodikus törvény alapja a töltés változásának gondolata. az atommag, és nem az elemek atomtömege. A periodikus törvényt jól szemlélteti bizonyos fizikai mennyiségek (ionizációs potenciálok, atomi sugarak, atomtérfogatok) Z-től függő periodikus változásának görbéi. A periodikus törvényre nincs általános matematikai kifejezés. A periodikus törvénynek nagy természettudományi és filozófiai jelentősége van. Lehetővé tette az összes elem összekapcsolását, és az ismeretlen elemek tulajdonságainak előrejelzését. A periódusos törvénynek köszönhetően számos tudományos kutatás (például az anyag szerkezetének tanulmányozásában - kémiában, fizikában, geokémiában, kozmokémiában, asztrofizikában) céltudatossá vált. A periodikus törvény a dialektika általános törvényeinek működésének, különösen a mennyiségből a minőségbe való átmenet törvényének élénk megnyilvánulása.
A periodikus törvény fizikai fejlődési szakasza viszont több szakaszra osztható:
1. Az atom oszthatóságának megállapítása az elektron és a radioaktivitás felfedezése alapján (1896-1897);
2. Az atom szerkezetének modellezése (1911-1913);
3. Az izotóprendszer felfedezése és fejlesztése (1913);
4. A Moseley-törvény felfedezése (1913), amely lehetővé teszi a magtöltés és a periódusos rendszer elemszámának kísérleti meghatározását;
5. A periódusos rendszer elméletének kidolgozása az atomok elektronhéjának szerkezeti koncepciói alapján (1921-1925);
6. A periódusos rendszer kvantumelméletének megalkotása (1926-1932).
2.4. Ismeretlen elemek létezésének előrejelzése.
A Periodikus Törvény felfedezésében a legfontosabb a még fel nem fedezett kémiai elemek létezésének előrejelzése. Al Mengyelejev alumínium alatt helyet hagyott az analóg "ekaaluminium"-nak, a bór alatt az "ekabor", a szilícium alatt pedig az "ekasilicon"-nak. Az így nevezett Mengyelejev még nem fedezte fel a kémiai elemeket. Még az El, Eb és Es szimbólumokat is megadta nekik.
Az "ekasilicija" elemről Mengyelejev ezt írta: "Számomra úgy tűnik, hogy a kétségtelenül hiányzó fémek közül a legérdekesebb az lesz, amely a szénanalógok IV csoportjába tartozik, nevezetesen a III. sor. Ez lesz a közvetlenül utána következő fém. szilícium, ezért ecasiliconnak nevezzük." Valójában ennek a még fel nem fedezett elemnek egyfajta „zár” kellett volna lennie, amely két tipikus nemfémet – szén-C-t és szilícium-Si-t – két tipikus fémmel – az ón Sn-nel és az ólommal Pb-vel – összeköt.
Aztán megjósolta további nyolc elem létezését, köztük a "dvitellura" - polónium (1898-ban fedezték fel), "ekaiod" - asztatin (1942-1943-ban fedezték fel), "dvimarganese" - technécium (1937-ben fedezték fel), "ecatsia" - Franciaország (nyitás 1939-ben)
1875-ben a francia kémikus, Paul-Emile Lecoque de Boisbaudran felfedezte a Mendelejev által megjósolt wurtzit - cink-szulfid ZnS - ásványt "ekaaluminium"-nak, és hazája tiszteletére gallium Ga-nak nevezte el (Franciaország latin neve "Gaul").
Mengyelejev pontosan megjósolta az eka-alumínium tulajdonságait: atomtömegét, fémsűrűségét, az El 2 O 3 oxid képletét, az ElCl 3 kloridot, az El 2 (SO 4) 3 szulfátot. A gallium felfedezése után ezeket a képleteket Ga 2 O 3, GaCl 3 és Ga 2 (SO 4) 3 néven kezdték írni. Mengyelejev megjósolta, hogy ez egy nagyon alacsony olvadáspontú fém lesz, és valóban, a gallium olvadáspontja 29,8 °C-nak bizonyult. Az alacsony olvadáspont tekintetében a gallium a második a higany Hg és a cézium Cs után.
A földkéreg átlagos galliumtartalma viszonylag magas, 1,5-10-30 tömegszázalék, ami megegyezik az ólom és molibdén tartalommal. A gallium tipikus nyomelem. Az egyetlen gallium ásvány, a galdit CuGaS2 nagyon ritka. A gallium normál hőmérsékleten levegőben stabil. 260 °C felett száraz oxigénben lassú oxidáció figyelhető meg (az oxidfilm védi a fémet). A gallium lassan oldódik kénsavban és sósavban, gyorsan hidrogén-fluorsavban, salétromsavban pedig hidegben stabil a gallium. A gallium lassan oldódik forró lúgos oldatokban. A klór és a bróm hidegben reagál a galliummal, melegítéskor a jóddal. Az olvadt gallium 300 °C feletti hőmérsékleten kölcsönhatásba lép az összes szerkezeti fémmel és ötvözettel. A gallium megkülönböztető jellemzője a nagy folyékony halmazállapot (2200 °C) és az alacsony gőznyomás 1100-1200 °C-ig. A gallium geokémiája szorosan kapcsolódnak az alumínium geokémiájához, ami fizikai-kémiai tulajdonságaik hasonlóságának köszönhető. A litoszférában található gallium nagy részét alumínium ásványok tartalmazzák. A bauxit és a nefelin galliumtartalma 0,002 és 0,01% között van. Megnövekedett galliumkoncentráció figyelhető meg a szfaleritekben (0,01-0,02%), a szénben (a germániummal együtt), valamint egyes vasércekben is. A galliumnak még nincs széles körű ipari alkalmazása. Az alumíniumgyártáshoz kapcsolódó galliumtermelés potenciálisan lehetséges mértéke még mindig jelentősen meghaladja a fém iránti keresletet.
A gallium legígéretesebb alkalmazása a félvezető tulajdonságokkal rendelkező kémiai vegyületek, például GaAs, GaP, GaSb formájában. Használhatók magas hőmérsékletű egyenirányítókban és tranzisztorokban, napelemekben és egyéb eszközökben, ahol a fotoelektromos hatás a blokkoló rétegben, valamint infravörös vevőkben használható. A galliumból nagy fényvisszaverő képességű optikai tükrök készíthetők. Az orvostudományban használt ultraibolya sugárzást sugárzó lámpák katódjaként higany helyett alumíniumötvözetet javasoltak galliummal. A folyékony galliumot és ötvözeteit magas hőmérsékletű hőmérők (600-1300 °C) és manométerek gyártására javasolták. Érdekesség a gallium és ötvözeteinek folyékony hűtőközegként való alkalmazása atomerőműves reaktorokban (ezt hátráltatja a gallium aktív kölcsönhatása üzemi hőmérsékleten a szerkezeti anyagokkal; a Ga-Zn-Sn eutektikus ötvözet kevésbé korrozív hatású, mint a tiszta gallium).
1879-ben Lars Nilsson svéd vegyész felfedezte a szkandiumot, amelyet Mengyelejev ekabor Eb-nek jósolt. Nilsson ezt írta: "Kétségtelen, hogy egy ekabort fedeztek fel a skandiumban... Így igazolódnak egyértelműen az orosz kémikus megfontolásai, amelyek nemcsak előre jelezték a szkandium és gallium létezését, hanem előre jelezték is. legfontosabb tulajdonságaikat előre." A skandiumot Nielson szülőföldjéről, Skandináviáról nevezték el, és a gadolinit komplex ásványában fedezte fel, amelynek összetétele Be 2 (Y, Sc) 2 FeO 2 (SiO 4) 2. A földkéreg (clarke) átlagos Scandium tartalma 2,2-10-3 tömeg%. A kőzetekben a Scandium tartalma eltérő: az ultrabázikusban 5-10-4, a bázikusban 2,4-10-3, a középsőben 2,5-10-4, a gránitokban és szienitekben 3,10-4; üledékes kőzetekben (1-1,3) .10-4. A szkandium magmás, hidrotermális és hipergén (felszíni) folyamatok eredményeként koncentrálódik a földkéregben. Két saját Scandium ásványa ismert: a tortveitit és a szterrettit; rendkívül ritkák. A szkandium puha fém, tiszta állapotában könnyen feldolgozható - kovácsolható, hengerelhető, sajtolt. A Scandium alkalmazási köre nagyon korlátozott. A szkandium-oxidot nagy sebességű számítógépek memóriaelemeinek ferriteinek előállítására használják. A radioaktív 46Sc-t a neutronaktivációs elemzésben és az orvostudományban használják. A kis sűrűségű és magas olvadáspontú szkandiumötvözetek ígéretesek szerkezeti anyagokként rakéta- és repülőgépgyártásban, és számos szkandiumvegyület felhasználható foszforok, oxidkatódok, üveg- és kerámiaiparban, valamint a vegyiparban ( mint katalizátorok) és mások.területek. 1886-ban a freiburgi bányászati akadémia professzora, Clemens Winkler német kémikus az Ag 8 GeS 6 összetételű ritka ásványi argirodit elemzése közben egy másik elemet fedezett fel, amelyet Mengyelejev jósolt. Winkler az általa felfedezett elemet Genek nevezte el szülőföldjéről, de ez valamiért erős ellenérzéseket váltott ki egyes vegyészekből. Nacionalizmussal kezdték vádolni Winklert, azzal, hogy kisajátította Mengyelejev felfedezését, aki már az "ekasiliciy" nevet és az Es szimbólumot adta az elemnek. Winkler elcsüggedve magához Dmitrij Ivanovicshoz fordult tanácsért. Kifejtette, hogy az új elem felfedezőjének kell nevet adnia. A földkéreg teljes germániumtartalma 7,10-4 tömegszázalék, vagyis több, mint például az antimon, ezüst, bizmut. Az őshonos germánium ásványok azonban rendkívül ritkák. Szinte mindegyik szulfosó: germanit Cu2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, argirodit Ag8GeS6, konfildit Ag8 (Sn, Ce) S6 stb. A germánium nagy része a földkéregben szétszóródik. nagy számban kőzetekben és ásványokban: színesfémek szulfidos érceiben, vasércekben, egyes oxidásványokban (kromit, magnetit, rutil stb.), gránitokban, diabázokban és bazaltokban. Ezenkívül a germánium szinte minden szilikátban jelen van, egyes szén- és olajlelőhelyekben. A germánium a modern félvezető technológia egyik legértékesebb anyaga. Diódák, triódák, kristálydetektorok és teljesítmény-egyenirányítók készítésére használják. A monokristályos germániumot dozimetriai és állandó és váltakozó mágneses mezők erősségét mérő műszerekben is használják. A germánium fontos felhasználási területe az infravörös technológia, ezen belül is a 8-14 mikronos tartományban működő infradetektorok gyártása. Sok ötvözet, köztük germánium, GeO2 alapú üvegek és más germániumvegyületek ígéretes a gyakorlati felhasználásra.
Mengyelejev nem tudta megjósolni a nemesgázok egy csoportjának létezését, és eleinte nem volt helyük a periódusos rendszerben.
Az argon Ar felfedezése, amelyet W. Ramsay és J. Rayleigh angol tudósok 1894-ben fedeztek fel, azonnal heves vitákat és kételyeket váltott ki a periódusos törvénnyel és az elemek periódusos rendszerével kapcsolatban. Mengyelejev kezdetben az argont a nitrogén allotróp módosulatának tekintette, és csak 1900-ban, megváltoztathatatlan tények nyomása alatt értett egyet a periódusos rendszerben a kémiai elemek „nulla” csoportjával, amelyet más nemesgázok foglaltak el. argon után fedezték fel. Ez a csoport ma a VIIIA szám alatt ismert.
Mengyelejev 1905-ben ezt írta: "Úgy látszik, a jövő nem az időszakos törvényt fenyegeti, hanem csak felépítményeket és fejlesztési ígéreteket, bár engem, mint oroszt, ki akartak irtani, főleg a németeket."
A Periodikus Törvény felfedezése felgyorsította a kémia fejlődését és új kémiai elemek felfedezését.
Líceumi vizsga, amelyen Derzhavin öregember megáldotta a fiatal Puskint. Yu.F. Fritzsche akadémikus, a szerves kémia ismert szakembere kapott lehetőséget a mérő szerepére. D. I. Mengyelejev 1855-ben diplomázott a Főpedagógiai Intézetben. Az "Izomorfizmus a kristályforma és az összetétel egyéb kapcsolataival kapcsolatban" című kandidátusi tézis lett az első jelentős tudományos ...
Főleg a folyadékok kapillárisának és felületi feszültségének kérdésében, szabadidejét fiatal orosz tudósok körében töltötte: S.P. Botkin, I.M. Sechenov, I.A. Vyshnegradskiy, A.P. Borodin és mások. 1861-ben Mengyelejev visszatért Szentpétervárra, ahol folytatta a szerves kémia előadásait az egyetemen, és kiadott egy akkoriban figyelemre méltó tankönyvet: "Szerves kémia" címmel ...
Periodikus Mengyelejev törvénye... DI Mengyelejev fedezte fel, miközben a "Kémia alapjai" (1868-1871) tankönyvön dolgozott. Kezdetben kidolgozták a táblázatot "Az elemek rendszerének tapasztalatai atomsúlyuk és kémiai hasonlóságuk alapján" (1869. március 1.) (lásd. Kémiai elemek periódusos rendszere). Klasszikus Mengyelejev megfogalmazása periodikus. törvény szövege így szól: "Az elemek tulajdonságai, így az általuk alkotott egyszerű és összetett testek tulajdonságai periodikusan függnek atomsúlyuktól." Phys. a periodikus törvény az atom magmodelljének kidolgozásának köszönhetően igazolódott (lásd. Atom) és kísérletezzen. számok igazolása. az elem sorszámának egyenlősége a periódusban. atomjának nukleáris töltésének (Z) rendszere (1913). Ennek eredményeként volt egy modern. a periodikus törvény megfogalmazása: az elemek tulajdonságai, valamint az általuk alkotott egyszerű és összetett anyagok a periodikusban vannak. függőség a magtöltéstől Z. Az atom kvantumelmélete keretein belül kimutatták, hogy Z növekedésével a külső szerkezete periodikusan megismétlődik. atomok elektronikus héjai, amelyek közvetlenül meghatározzák a vegyi anyag specifitását. az elemek tulajdonságai.
A periodikus törvény sajátossága, hogy nincsenek mennyiségei. mat. kifejezések egyenlet formájában. A periodikus törvény világos tükröződése a periodikus. kémiai rendszer elemeket. Tulajdonságaik változásának gyakoriságát jól szemléltetik egyes fizikai változások változási görbéi. mennyiségek, például ionizációs potenciálok. atomi sugarak és térfogatok.
A periodikus törvény univerzális az Univerzumra, és megtartja erejét mindenütt, ahol az anyag atomi szerkezete létezik. Konkrét megnyilvánulásait azonban a bomlás körülményei határozzák meg. kémiai tulajdonságok elemeket. Például a Földön ezeknek a tulajdonságoknak a sajátossága az oxigén és vegyületeinek bőségességének tudható be, pl. oxidok, amelyek különösen nagyban hozzájárultak a periodicitás tulajdonságának azonosításához.
A periódusos rendszer felépítése. A modern periódusos rendszer 109 kémiai elemet tartalmaz (1988-ban Z = 110 elem szintéziséről van információ). Ezek közül a természetben. talált tárgyak 89; az U-t követő összes elemet, vagy a transzurán elemeket (Z = 93 109), valamint a Tc-t (Z = 43), a Pm-t (Z = 61) és az At-t (Z = 85) mesterségesen szintetizálták decomp segítségével. nukleáris reakciók. A Z = 106 109 értékű elemek még nem kaptak nevet, ezért a táblázatokból hiányoznak a megfelelő szimbólumok; a Z = 109 elemnél a Naib tömegszámai még ismeretlenek. hosszú élettartamú izotópok.
A periódusos rendszer teljes története során képének több mint 500 különböző változata jelent meg. Ez annak köszönhető, hogy a periodikus rendszer szerkezetének bizonyos vitatott problémáira (H, nemesgázok, lantanoidok és transzurán elemek stb. elhelyezése) próbáltak racionális megoldást találni. Naib. nyomot kapott a terjesztés. a periódusos rendszer táblázatos kifejezési formái: 1) a rövidet Mengyelejev javasolta (modern formában a kötet elején, színes légylevélen van elhelyezve); 2) a long-ot Mengyelejev fejlesztette ki, 1905-ben A. Werner javította (2. ábra); 3) a lépcsőházat 1921-ben adta ki H. Bohr (3. kép). Az utóbbi évtizedekben a rövid és hosszú formák különösen elterjedtek, szemléltető és praktikusan kényelmesek. Minden felsorolt. A formáknak vannak bizonyos előnyei és hátrányai. Aligha lehet azonban javasolni, hogy K.-L. egyetemes a periódusos rendszer képének egy változata, to-ry megfelelően tükrözné az sv-in chem sokféleségét. elemek és kémiai változásuk sajátosságai. viselkedés, ahogy Z növekszik.
Alap. a periódusos rendszer felépítésének elve az, hogy megkülönböztetünk benne időszakokat (vízszintes sorokat) és elemcsoportokat (függőleges oszlopokat). A modern periódusos rendszer 7 periódusból (a hetedik, még be nem fejezett, Z = 118-as hipotetikus elemmel zárul) és 8 csoportból áll. egy alkálifémtől (vagy az első periódusban hidrogéntől) kezdődő és egy nemesgázzal végződő elemek halmaza. Az elemek száma a periódusokban rendszeresen növekszik, és a másodiktól kezdve páronként ismétlődik: 8, 8, 18, 18, 32, 32, ... (a csak két elemet tartalmazó első periódus speciális esete). Az elemek csoportjának nincs egyértelmű meghatározása; formailag a száma max. alkotó elemeinek oxidációs állapotának értéke, de ez a feltétel bizonyos esetekben nem teljesül. Mindegyik csoport fő (a) és másodlagos (b) alcsoportokra van felosztva; mindegyik kémiában hasonló elemeket tartalmaz. St. you, melynek atomjait külsőleg azonos szerkezet jellemzi. elektronikus héjak. A legtöbb csoportban az a és b alcsoport elemei egy bizonyos vegyi anyagot mutatnak. hasonlóság, preim. magasabb oxidációs állapotban.
A VIII. csoport különleges helyet foglal el a periódusos rendszer szerkezetében. Az egész időtartam alatt. időben csak a "triádok" elemeit tulajdonították neki: a Fe-Co-Ni-t és a platinafémeket (Ru Rh Pd és Os-Ir-Pt), valamint minden nemesgáz önmagában helyezkedett el. nulla csoport; ezért a periódusos rendszer 9 csoportot tartalmazott. A 60-as évek után. kaptak conn. A Xe, Kr és Rn nemesgázokat a VIIIa alcsoportba kezdték elhelyezni, és a nulla csoportot megszüntették. A triádok elemei a VIII6 alcsoportot alkották. A VIII. csoportnak ez a „szerkezeti terve” a periódusos rendszer kifejezésének szinte minden publikált változatában megjelenik.
Meg fogja különböztetni. az első periódus jellemzője, hogy csak 2 elemet tartalmaz: H és He. Hidrogén az sv-in - egység sajátossága miatt. olyan elem, amelynek nincs egyértelműen meghatározott helye a periódusos rendszerben. A H szimbólum vagy az Ia alcsoportba, vagy a VIIa alcsoportba, vagy mindkettőbe egyszerre kerül, a szimbólumot zárójelben az egyik alcsoportban, vagy végül dec.-ként ábrázolva. betűtípusok. A H ezen elrendezési módszerei azon a tényen alapulnak, hogy bizonyos formai hasonlóságokkal rendelkezik mind az alkálifémekkel, mind a halogénekkel.
Rizs. 2. Hosszú forma periodikus. vegyi rendszerek elemek (modern változat). Rizs. 3. Létraforma időszakos. vegyi rendszerek elemek (H. Bohr, 1921).
A második periódus (Li-Ne), amely 8 elemet tartalmaz, az alkálifém Li-vel kezdődik (egység, oxidációs állapot + 1); ezt követi a Be fém (oxidációs állapot + 2). Metallich. a B karakter (oxidációs állapot +3) gyengén kifejezett, a következő C pedig egy tipikus nemfém (oxidációs állapot +4). Az ezt követő N, O, F és Ne nemfémek, és csak az N rendelkezik a legmagasabb oxidációs állapottal + 5 felel meg a csoportszámnak; Az O és F a legreaktívabb nemfémek közé tartoznak.
A harmadik periódus (Na-Ar) 8 elemet is tartalmaz, a kémiai változás jellege. Az sv-in to-ryh sok tekintetben hasonló a második periódusban megfigyelthez. A Mg és az Al azonban "fémesebb", mint rendre. Be és B. A fennmaradó elemek - Si, P, S, Cl és Ar - nemfémek; mindegyik a csoportszámmal megegyező oxidációs állapotot mutat, kivéve Ar. T. arr., A második és harmadik periódusban a Z növekedésével a fémes gyengülése és a nemfémes erősödése következik be. az elemek természete.
Az első három periódus minden eleme az a alcsoportba tartozik. A modern szerint terminológia, az Ia és IIa alcsoportba tartozó elemeket nevezzük. I-elemek (a színtáblázatban a szimbólumaik pirossal vannak megadva), a IIIa-VIIIa-p-elemek alcsoportjaiba (narancssárga szimbólumok).
A negyedik periódus (K-Kr) 18 elemet tartalmaz. Az alkálifém K és az alkáliföld után. A Ca (s-elemek) egy 10-es sorozatot követ ún. átmeneti (Sc-Zn), vagy d-elemek (kék szimbólumok), amelyek a b alcsoportokba tartoznak. Az átmeneti elemek többsége (mindegyik fém) a csoportszámmal megegyező legmagasabb oxidációs fokozatot mutatja, kivéve a Fe-Co-Ni triádot, ahol a Fe bizonyos körülmények között +6 oxidációs állapotú, a Co ill. A Ni maximálisan háromértékű. A Ga-tól Kr-ig terjedő elemek az a alcsoportokba tartoznak (p-elemek), és sv-in változásuk jellege sok tekintetben hasonló a második és harmadik periódus sv-in elemeinek változásához a megfelelő intervallumokban. értékei Z. Kr-nél több. viszonylag stabil kapcsolatok., fő. F-vel.
Az ötödik periódus (Rb-Xe) a negyedikhez hasonlóan épül fel; van benne 10 átmenetes, vagy d-elemes (Y-Cd) betét is. Az sv-in elemek változásának sajátosságai a periódusban: 1) a Ru-Rh-Pd triádban a ruténium max, oxidációs állapota 4-8; 2) az a alcsoport minden eleme, beleértve az Xe-t is, a csoportszámmal megegyező legmagasabb oxidációs fokot mutat; 3) gyenge fémesség figyelhető meg az I. Szent Sziget. T. arr., A negyedik és ötödik periódus elemeinek Szent-szigetei, ahogy Z növekszik, nehezebben változnak, mint a második és harmadik periódusbeli elemek Szent-szigetei, ami elsősorban a d-átmenet jelenlétének köszönhető. elemeket.
A hatodik periódus (Cs-Rn) 32 elemet tartalmaz. Tíz d-elemen (La, Hf-Hg) kívül egy 14 f-elemből álló (fekete szimbólumok, Ce-től Lu-ig) -lantanoidok családját tartalmazza. Kémiában nagyon hasonlóak. sv-you (túlnyomóan +3 oxidációs állapotban), ezért nem m. b. közzétéve a decomp. a rendszer csoportjai. A periódusos rendszer rövid alakjában az összes lantanoid a IIIa alcsoportba (La sejt) tartozik, és összességüket a táblázat alatt fejtjük meg. Ez a technika nem mentes a hátrányaitól, mivel úgy tűnik, hogy 14 elem kívül esik a rendszeren. A periódusos rendszer hosszú és létraformáiban a lantanidok sajátossága szerkezetének általános hátterében tükröződik. Dr. periódusos elemek jellemzői: 1) az Os Ir Pt triászban csak Os mutat max. oxidációs állapot +8; 2) At az I-hez képest kifejezettebb fémességgel rendelkezik. karakter; 3) Rn naib. nemesgázoktól reakcióképes, de az erős radioaktivitás megnehezíti a kémiai vizsgálatát. Utca.
A hetedik periódusnak a hatodikhoz hasonlóan 32 elemet kell tartalmaznia, de még nem teljes. Fr és Ra elemek acc. alcsoport Ia és IIa, Ac analógja a III. alcsoport elemeinek6. G. Seaborg (1944) aktinidakoncepciója szerint az Ac után egy 14 f-elemből álló aktinidák családja következik (Z = 90 103). A periódusos rendszer rövid alakjában az utóbbiak az Ac cellában szerepelnek, és a lantanidokhoz hasonlóan külön vannak írva. sor a táblázat alatt. Ez a technika egy bizonyos vegyi anyag jelenlétét feltételezi. hasonlóságok két f-család elemei között. Az aktinidák kémiájának részletes tanulmányozása azonban azt mutatta, hogy sokkal szélesebb oxidációs állapotot mutatnak, beleértve a +7-et (Np, Pu, Am). Ezenkívül az alacsonyabb oxidációs állapotok stabilizálása (+ 2 vagy akár +1 Md esetén) jellemző a nehéz aktinidákra.
A kémia értékelése. Az egyes nagyon rövid élettartamú atomok számában szintetizált Ku (Z = 104) és Ns (Z = 105) lehetővé tette arra a következtetésre, hogy ezek az elemek analógok. Hf és Ta, azaz d-elemek, és a IV6 és V6 alcsoportban kell elhelyezkedniük. Chem. A Z = 106 109-es elemek azonosítása nem történt meg, de feltételezhető, hogy a hetedik időszak átmeneti elemei közé tartoznak. Számítógépes számítások azt mutatják, hogy a Z = 113,118 elemek a p-elemekhez tartoznak (IIIa VIIIa alcsoport).
1871-ben megfogalmazták Mengyelejev periodikus törvényét. Ekkor már 63 elemet ismert a tudomány, és Dmitrij Ivanovics Mengyelejev a relatív atomtömeg alapján rendelte őket. A modern periódusos rendszer jelentősen bővült.
Történelem
1869-ben, miközben egy kémia tankönyvön dolgozott, Dmitrij Mengyelejev szembesült azzal a problémával, hogy rendszerezze a különféle tudósok – elődei és kortársai – által sok éven át felhalmozott anyagot. Már Mengyelejev munkássága előtt kísérletek történtek az elemek rendszerezésére, ami a periódusos rendszer kialakulásának előfeltételeként szolgált.
Rizs. 1. Mengyelejev D.I.
Az elembesorolási kereséseket a táblázat foglalja össze.
Mengyelejev az elemeket relatív atomtömegük szerint, növekvő sorrendbe rendezte. Összesen tizenkilenc vízszintes és hat függőleges sor van. Ez volt az elemek periódusos rendszerének első kiadása. Itt kezdődik a periodikus törvény felfedezésének története.
A tudósnak csaknem három évébe telt egy új, tökéletesebb asztal elkészítése. Hat elemoszlop vízszintes periódussá változott, amelyek mindegyike alkálifémmel kezdődött, és nemfémmel végződött (az inert gázokat még nem ismerték). A vízszintes sorok nyolc függőleges csoportot alkottak.
Munkatársaival ellentétben Mengyelejev két kritériumot használt az elemek elosztására:
- atomtömeg;
- Kémiai tulajdonságok.
Kiderült, hogy van egy minta e két kritérium között. Bizonyos számú, növekvő atomtömegű elem után a tulajdonságok ismétlődnek.
Rizs. 2. Mengyelejev által összeállított táblázat.
Kezdetben az elméletet nem fejezték ki matematikailag, és kísérletileg sem tudták teljesen megerősíteni. A törvény fizikai jelentése csak az atommodell megalkotása után vált világossá. Az ötlet az, hogy megismételjék az elektronhéjak szerkezetét az atommagok töltéseinek szekvenciális növekedésével, ami az elemek kémiai és fizikai tulajdonságaiban is megmutatkozik.
Törvény
Miután megállapította a tulajdonságok változásának periodicitását az atomtömeg növekedésével, Mengyelejev 1871-ben megfogalmazta a periodikus törvényt, amely alapvetővé vált a kémiai tudományban.
Dmitrij Ivanovics megállapította, hogy az egyszerű anyagok tulajdonságai periodikusan függnek a relatív atomtömegtől.
A 19. század tudománya nem rendelkezett modern ismeretekkel az elemekről, ezért a jog modern megfogalmazása némileg eltér Mengyelejevétől. A lényeg azonban ugyanaz marad.
A tudomány további fejlődésével az atom szerkezetét vizsgálták, ami befolyásolta a periodikus törvény megfogalmazását. A modern periodikus törvény szerint a kémiai elemek tulajdonságai az atommagok töltéseitől függenek.
asztal
Mengyelejev ideje óta az általa létrehozott táblázat jelentősen megváltozott, és az elemek szinte minden funkcióját és jellemzőjét tükrözni kezdte. A táblázat használatának képessége elengedhetetlen a kémia további tanulmányozásához. A modern asztal három formában jelenik meg:
- rövid - a periódusok két sort foglalnak el, és a hidrogént gyakran 7. csoportnak nevezik;
- hosszú - az izotópokat és a radioaktív elemeket kivesszük a táblázatból;
- extra hosszú - minden időszak külön sort foglal el.
Rizs. 3. Hosszú modern asztal.
A rövid táblázat a legelavultabb verzió, amelyet 1989-ben töröltek, de még mindig sok tankönyvben használják. A hosszú és extra hosszú formák nemzetközileg elismertek és az egész világon használatosak. A kialakult formák ellenére a tudósok továbbra is fejlesztik a periodikus rendszert, és a legújabb lehetőségeket kínálják.
Mit tanultunk?
Mengyelejev periodikus törvényét és periodikus rendszerét 1871-ben fogalmazták meg. Mengyelejev azonosította az elemek tulajdonságainak törvényszerűségeit, és a relatív atomtömeg alapján rendezte azokat. A tömeg növekedésével az elemek tulajdonságai megváltoztak, majd ismétlődnek. Ezt követően a táblázatot kiegészítették, a törvényt a mai ismeretek szerint alakították át.
Teszt téma szerint
A jelentés értékelése
Átlagos értékelés: 4.6. Összes értékelés: 135.
Az alkimisták is igyekeztek olyan természettörvényt találni, amely alapján a kémiai elemek rendszerezhetők. De hiányoztak a megbízható és részletes információk az elemekről. A XIX. század közepére. A kémiai elemekkel kapcsolatos ismeretek elegendőek lettek, és az elemek száma annyira megnőtt, hogy a tudományban természetes igény merült fel osztályozásukra. Az elemek fémekre és nemfémekre történő osztályozására tett első kísérletek tarthatatlanok voltak. D. I. Mengyelejev elődei (I. V. Debereiner, J. A. Newlands, L. Yu. Meyer) sokat tettek a periodikus törvény felfedezésének előkészítéséért, de nem tudták felfogni az igazságot. Dmitrij Ivanovics kapcsolatot teremtett az elemek tömege és tulajdonságaik között.
Dmitrij Ivanovics Tobolszkban született. Ő volt a tizenhetedik gyermek a családban. A szülővárosában végzett középiskola elvégzése után Dmitrij Ivanovics belépett a szentpétervári Főpedagógiai Intézetbe, majd két évre aranyéremmel távozott külföldi tudományos útra. Hazatérése után meghívták a szentpétervári egyetemre. Mengyelejev, amikor kémiából kezdett előadást tartani, nem talált semmit, amit tankönyvként ajánlhatna a hallgatóknak. És úgy döntött, hogy új könyvet ír - "A kémia alapjai".
A periodikus törvény felfedezését 15 év kemény munka előzte meg. 1869. március 1-jén Dmitrij Ivanovics üzleti ügyben szándékozott elhagyni Pétervárt a tartományba.
A periodikus törvényt az atom jellemzői - a relatív atomtömeg - alapján fedezték fel .
Mengyelejev a kémiai elemeket atomtömegük növelésének sorrendjében rendezte el, és észrevette, hogy az elemek tulajdonságai egy bizonyos időközönként – egy periódus után – ismétlődnek, Dmitrij Ivanovics a periódusokat egymás alá rendezte úgy, hogy a hasonló elemek egymás alatt helyezkedjenek el. egyéb - ugyanarra a függőlegesre, így épültek fel a periodikus rendszer elemei.
1869. március 1 A D.I. periodikus törvényének megfogalmazása. Mengyelejev.
Az egyszerű anyagok tulajdonságai, valamint az elemek vegyületeinek formái és tulajdonságai periodikusan függenek az elemek atomtömegének értékétől.
Sajnos eleinte még az orosz tudósok körében is nagyon kevés támogatója volt a periodikus törvénynek. Sok ellenfél van, főleg Németországban és Angliában.
A periodikus törvény felfedezése a tudományos előrelátás ékes példája: 1870-ben Dmitrij Ivanovics megjósolta három akkor még ismeretlen elem létezését, amelyeket ekasiliciumnak, ekaaluminiumnak és ekabornak nevezett el. Pontosan meg tudta jósolni az új elemek legfontosabb tulajdonságait. És most, 5 évvel később, 1875-ben a francia tudós P.E. Lecoq de Boisbaudran, aki semmit sem tudott Dmitrij Ivanovics munkáiról, új fémet fedezett fel, galliumnak nevezte el. A gallium számos tulajdonságában és felfedezési módszerében egybeesett a Mengyelejev által megjósolt eka-alumíniummal. A súlya azonban kisebbnek bizonyult a vártnál. Ennek ellenére Dmitrij Ivanovics levelet küldött Franciaországnak, ragaszkodva az előrejelzéséhez.
A tudományos világot megdöbbentette Mengyelejev jóslata a tulajdonságokról ekaalumínium
olyan pontosnak bizonyult. Ettől a pillanattól kezdve a periodikus törvény kezd meghonosodni a kémiában.
1879-ben L. Nilsson Svédországban felfedezte a skandiumot, amely megtestesíti a Dmitrij Ivanovics által megjósolt ekabor
.
1886-ban K. Winkler felfedezte a germániumot Németországban, amiről kiderült ecasilicon
.
De Dmitrij Ivanovics Mengyelejev zsenialitása és felfedezései nemcsak ezek a jóslatok!
A periódusos rendszer négy helyén D.I.Mengyelejev az elemeket nem a növekvő atomtömegek sorrendjében rendezte:
Még a 19. század végén D.I. Mengyelejev azt írta, hogy úgy tűnik, az atom más kisebb részecskékből áll. 1907-ben bekövetkezett halála után bebizonyosodott, hogy az atom elemi részecskékből áll. Az atom szerkezetének elmélete megerősítette Mengyelejev helyességét, ezeknek az elemeknek az atomtömeg-növekedéssel nem összhangban történő átrendezése teljes mértékben indokolt.
A periódusos törvény modern megfogalmazása.
A kémiai elemek és vegyületeik tulajdonságai periodikusan függnek az atommagjaik töltési értékétől, ami a külső vegyérték-elektronhéj szerkezetének periodikus megismétlődésében fejeződik ki.
És most, több mint 130 évvel a periódusos törvény felfedezése után, visszatérhetünk Dmitrij Ivanovics szavaihoz, amelyeket leckénk mottójaként vettünk: „A jövő nem fenyegeti a periódusos törvényt pusztítással, hanem csak a felépítményt és fejlesztést ígérnek." Hány kémiai elemet fedeztek fel jelenleg? És ez messze van a határtól.
A periódusos törvény grafikus ábrázolása a kémiai elemek periódusos rendszere. Ez az elemek és vegyületeik teljes kémiájának rövid áttekintése.
Tulajdonságok változása a periódusos rendszerben az atomtömegek értékének növekedésével a periódusban (balról jobbra):
1. A fémes tulajdonságok csökkennek
2. A nem fémes tulajdonságok nőnek
3. A magasabb rendű oxidok és hidroxidok tulajdonságai a bázikustól az amfoteren át a savasig változnak.
4. A magasabb oxidok képleteiben szereplő elemek vegyértéke től növekszik énelőttVii, és az illékony hidrogénvegyületek képleteiben től csökken IV előttén.
A periódusos rendszer felépítésének alapelvei.|
Összehasonlítás attribútum |
D. I. Mengyelejev |
|
1. Hogyan jön létre az elemek szám szerinti sorrendje? (Mi a ps alapja?) |
Az elemek a relatív atomtömeg növekedésének sorrendjében vannak elrendezve. Vannak azonban kivételek. Ar - K, Co - Ni, Te - I, Th - Pa |
|
2. Az elemek csoportosításának elve. |
Minőségi tulajdonság. Az egyszerű anyagok és az azonos típusú összetett anyagok tulajdonságainak hasonlósága. |
|
3. Az elemek periódusossá tételének elve. |
A híres orosz tudós, Dmitrij Ivanovics Mengyelejev még a 19. században megfogalmazta a periodikus törvényt, amely rendkívül nagy hatással volt a fizika, a kémia és általában a tudomány fejlődésére. De azóta a megfelelő koncepció számos változáson ment keresztül. Kik ők?
Mengyelejev periodikus törvénye: eredeti megfogalmazás
1871-ben DIMengyelejev olyan alapvető megfogalmazást javasolt a tudományos közösségnek, amely szerint az egyszerű testek tulajdonságai, az elemek vegyületei (valamint azok formái) ennek eredményeként, valamint az általuk alkotott testek tulajdonságai (egyszerű és összetett) , úgy kell tekinteni, mint amelyek periodikusan függnek az atomtömegük mutatóitól.
Ezt a megfogalmazást a szerző DI Mengyelejev „A kémiai elemek időszakos jogszerűsége” című cikkében tette közzé. A megfelelő publikációt a tudós nagyszerű munkája előzte meg a fizikai és kémiai folyamatok kutatása terén. 1869-ben hír jelent meg az orosz tudományos közösségben D. I. Mengyelejev felfedezéséről, a kémiai elemek periodikus törvényéről. Hamarosan megjelent egy tankönyv, amelyben a híres periódusos rendszer egyik első változata jelent meg.
DI Mengyelejev volt az első, aki 1870-ben, egyik tudományos cikkében ismertette a nagyközönséggel a "periodikus törvény" kifejezést. Ebben az anyagban a tudós rámutatott arra a tényre, hogy még nem fedeztek fel kémiai elemeket. Mengyelejev ezt azzal indokolta, hogy az egyes kémiai elemek tulajdonságai köztesek a periódusos rendszerben vele szomszédosak jellemzői között. Sőt, mind a csoportban, mind az időszakban. Vagyis egy elem tulajdonságai köztesek a hozzá képest a táblázat felett és alatt, valamint a jobb és bal oldalon elhelyezkedő elemek jellemzői között.
A periódusos rendszer a tudományos munkák egyedülálló eredménye lett. Emellett Mengyelejev koncepciójának alapvető újdonsága az volt, hogy egyrészt kifejtette a kémiai elemek atomtömeg-arányainak szabályszerűségeit, másrészt felkérte a kutatói közösséget, hogy ezeket a törvényszerűségeket természettörvényként tekintsék.
Mengyelejev periodikus törvényének közzététele után néhány éven belül olyan kémiai elemeket fedeztek fel, amelyeket a megfelelő koncepció közzétételekor nem ismertek, de a tudósok előre jelezték. A galliumot 1875-ben fedezték fel. 1879-ben - szkandium, 1886-ban - germánium. Mengyelejev periodikus törvénye a kémia tagadhatatlan elméleti alapjává vált.
A periodikus törvény modern megfogalmazása
A kémia és a fizika fejlődésével DI Mengyelejev koncepciója fejlődött ki. Tehát a 19. század végén - a 20. század elején a tudósok meg tudták magyarázni egy kémiai elem egy adott atomszámának fizikai jelentését. Később a kutatók modellt dolgoztak ki az atomok elektronszerkezetében bekövetkezett változásokra a megfelelő atommagok töltéseinek növekedésével összefüggésben.
Most a periodikus törvény megfogalmazása - figyelembe véve a fenti és a tudósok egyéb felfedezéseit - némileg eltér a D. I. Mengyelejev által javasolttól. Ennek megfelelően az elemek, valamint az általuk képződött anyagok (valamint formáik) tulajdonságait a megfelelő elemek atommagjainak töltéseitől való periodikus függés jellemzi.
Összehasonlítás
A fő különbség Mengyelejev periodikus törvényének klasszikus megfogalmazása és a modern között az, hogy a megfelelő tudományos törvény kezdeti értelmezése feltételezi az elemek és az általuk képzett vegyületek tulajdonságainak függőségét atomtömegük mutatóitól. A modern értelmezés is feltételez egy hasonló – de a kémiai elemek atommagjainak töltése által meghatározott – függést. Így vagy úgy, a tudósok eljutottak a második készítményhez, és idővel gondos munkával kidolgozták az elsőt.
Miután meghatároztuk, mi a különbség Mengyelejev periodikus törvényének klasszikus és modern megfogalmazása között, tükrözzük a táblázat következtetéseit.
