Шестият елемент от периодичната таблица. Периодична система на Менделеев

Как да използваме периодичната таблица За непосветен човек четенето на периодичната таблица е същото като гледането на древните руни на елфи за джудже. А периодичната таблица, между другото, ако се използва правилно, може да разкаже много за света. Освен че ви служи на изпита, той е просто незаменим при решаването на задачи. голямо количествохимически и физически задачи. Но как да го разчетем? За щастие днес всеки може да научи това изкуство. В тази статия ще ви кажем как да разберете периодичната таблица.

Периодичната система на химичните елементи (таблицата на Менделеев) е класификация на химичните елементи, която установява зависимостта на различни свойства на елементите от заряда атомно ядро.

История на създаването на таблицата

Дмитрий Иванович Менделеев не е бил обикновен химик, ако някой мисли така. Бил е химик, физик, геолог, метролог, еколог, икономист, нефтен специалист, аеронавт, производител на инструменти и учител. През живота си ученият успя да проведе много фундаментални изследвания в различни области на знанието. Например, широко разпространено е мнението, че Менделеев е изчислил идеалната сила на водката - 40 градуса. Не знаем как Менделеев се е отнасял към водката, но със сигурност се знае, че дисертацията му на тема „Беседа за комбинацията на алкохол с вода“ няма нищо общо с водката и разглежда концентрации на алкохол от 70 градуса. С всички заслуги на учения, откриването на периодичния закон на химичните елементи - един от основните закони на природата, му донесе най-широка слава.

Има легенда, според която ученият мечтал за периодичната система, след което трябвало само да финализира появилата се идея. Но ако всичко беше толкова просто .. Тази версия за създаването на периодичната таблица, очевидно, не е нищо повече от легенда. На въпрос как е отворена масата, самият Дмитрий Иванович отговори: „ Мислех за това от може би двадесет години и си мислиш: Седях и изведнъж ... готово е.

В средата на деветнадесети век опитите за рационализиране на известните химични елементи (известни са 63 елемента) са предприети едновременно от няколко учени. Например през 1862 г. Александър Емил Шанкуртоа поставя елементите по спирала и отбелязва цикличното повторение на химичните свойства. Химикът и музикант Джон Александър Нюландс предложи своя собствена версия периодичната таблицапрез 1866 г. Интересен факт е, че в подредбата на елементите ученият се е опитал да открие някаква мистична музикална хармония. Сред другите опити беше опитът на Менделеев, който беше увенчан с успех.

През 1869 г. е публикувана първата схема на таблицата, а денят на 1 март 1869 г. се счита за ден на откриването на периодичния закон. Същността на откритието на Менделеев е, че свойствата на елементите с нарастваща атомна маса не се променят монотонно, а периодично. Първата версия на таблицата съдържаше само 63 елемента, но Менделеев предприе редица много нестандартни решения. И така, той се досети да остави място в таблицата за все още отворени елементии също така промени атомните маси на някои елементи. Фундаменталната правилност на закона, извлечен от Менделеев, се потвърждава много скоро след откриването на галий, скандий и германий, чието съществуване е предсказано от учените.

Модерен изглед на периодичната таблица

По-долу е самата таблица.

Днес за подреждане на елементите вместо атомно тегло (атомна маса) се използва понятието атомно число(броя на протоните в ядрото). Таблицата съдържа 120 елемента, които са подредени отляво надясно във възходящ ред на атомен номер (брой протони)

Колоните на таблицата са така наречените групи, а редовете са точки. В таблицата има 18 групи и 8 периода.

Металните свойства на елементите намаляват, когато се движат по периода отляво надясно и навътре обратна посока- нараства.
Размерите на атомите намаляват, когато се движат отляво надясно по периодите.
При движение отгоре надолу в групата редуциращите метални свойства се увеличават.
Оксидиращите и неметалните свойства се увеличават по време на периода отляво надясно.аз

Какво научаваме за елемента от таблицата? Например, нека вземем третия елемент в таблицата - литий, и да го разгледаме подробно.

На първо място виждаме символа на самия елемент и името му под него. В горния ляв ъгъл е атомният номер на елемента, в реда, в който елементът е разположен в таблицата. Атомен номер, както вече беше споменато, е равно на числотопротони в ядрото. Броят на положителните протони обикновено е равен на броя на отрицателните електрони в атома (с изключение на изотопите).

Атомната маса е посочена под атомния номер (в тази версия на таблицата). Ако закръглим атомната маса до най-близкото цяло число, получаваме така нареченото масово число. Разлика масово числоа атомният номер дава броя на неутроните в ядрото. Така броят на неутроните в ядрото на хелия е два, а в лития - четири.

Така нашият курс "Таблица на Менделеев за манекени" приключи. В заключение ви каним да гледате тематично видео и се надяваме, че въпросът как да използвате периодичната таблица на Менделеев е станал по-ясен за вас. Напомняне за изучаване нов продуктвинаги по-ефективен не сам, а с помощта на опитен ментор. Ето защо никога не трябва да забравяте за тези, които с радост ще споделят своите знания и опит с вас.

Той черпи от работата на Робърт Бойл и Антоан Лавузие. Първият учен се застъпи за търсенето на неразложими химични елементи. 15 от тези, които Бойл изброява през 1668 г.

Към тях Лавузие добавя още 13, но век по-късно. Търсенето се проточи, защото нямаше последователна теория за връзката между елементите. Накрая в "играта" влезе Дмитрий Менделеев. Той реши, че има връзка между атомната маса на веществата и мястото им в системата.

Тази теория позволи на учения да открие десетки елементи, без да ги открива на практика, а в природата. Това беше поставено върху плещите на потомството. Но сега не става въпрос за тях. Нека посветим статията на великия руски учен и неговата маса.

Историята на създаването на периодичната таблица

периодичната таблицазапочна с книгата "Връзка на свойствата с атомното тегло на елементите". Творбата е издадена през 1870 г. В същото време руският учен говори пред химическото общество на страната и изпраща първата версия на таблицата на колеги от чужбина.

Преди Менделеев 63 елемента са открити от различни учени. Нашият сънародник започна със сравняване на имотите им. На първо място, той работи с калий и хлор. След това той взе групата метали от алкалната група.

Химикът получи специална маса и карти с елементи, за да ги подреди като пасианс, търсейки правилните съвпадения и комбинации. В резултат на това дойде прозрението: - свойствата на компонентите зависят от масата на техните атоми. Така, елементи от периодичната таблицаподредени в редици.

Откритието на маестрото на химията беше решението да се оставят празнини в тези редици. Периодичността на разликата между атомните маси кара учения да приеме, че не всички елементи са известни на човечеството. Разликите в теглото между някои от "съседите" бяха твърде големи.

Ето защо, периодична таблица на Менделеевстана като шахматна дъска, с изобилие от "бели" клетки. Времето показа, че те наистина са чакали своите "гости". Те например се превърнаха в инертни газове. Хелий, неон, аргон, криптон, радиоакт и ксенон са открити едва през 30-те години на 20 век.

Сега за митовете. Разпространено е мнението, че химическа таблицаМенделеевму се яви насън. Това са интригите на университетски преподаватели, по-точно на един от тях - Александър Иностранцев. Това е руски геолог, който е преподавал в Минния университет в Санкт Петербург.

Иностранцев познава Менделеев и го посещава. Веднъж, изтощен от търсенето, Дмитрий заспа точно пред Александър. Той изчака, докато химикът се събуди и видя как Менделеев грабва лист и записва окончателния вариант на таблицата.

Всъщност ученият просто не е имал време да направи това, преди Морфей да го залови. Иностранцев обаче искаше да забавлява учениците си. Въз основа на това, което видя, геологът излезе с велосипед, който благодарните слушатели бързо разпространиха в масите.

Характеристики на периодичната таблица

От първата версия през 1969 г редна периодична таблицаподобрен многократно. И така, с откритието през 30-те години на ХХ век благородни газовеуспя да изведе нова зависимост на елементите, - от техните поредни номера, а не от масата, както заяви авторът на системата.

Понятието „атомно тегло“ беше заменено с „атомен номер“. Възможно е да се изследва броят на протоните в ядрата на атомите. Тази фигура е сериен номерелемент.

Учените от 20 век са изследвали и електронна структураатоми. Той също така засяга периодичността на елементите и е отразен в по-късните издания. периодични таблици. СнимкаСписъкът показва, че веществата в него се подреждат с увеличаване на атомното тегло.

Основният принцип не беше променен. Масата се увеличава отляво надясно. В същото време таблицата не е единична, а разделена на 7 периода. Оттук и името на списъка. Точката е хоризонтален ред. Началото му е типични метали, краят е елементи с неметални свойства. Спадът е постепенен.

Има големи и малки периоди. Първите са в началото на таблицата, те са 3. Отваря списък с период от 2 елемента. Следват две колони, в които има 8 елемента. Останалите 4 периода са големи. Шестият е най-дългият, има 32 елемента. В 4-ти и 5-ти те са 18, а в 7-ми - 24.

Може да се преброи колко елемента в таблицатаМенделеев. Има общо 112 заглавия. имена. Има 118 клетки, но има варианти на списъка със 126 полета. Все още има празни клетки за неоткрити елементи, които нямат имена.

Не всички периоди се побират на един ред. Големите периоди се състоят от 2 реда. Количеството метали в тях надвишава. Следователно долните редове са изцяло посветени на тях. В горните редове се наблюдава постепенно намаляване от метали към инертни вещества.

Снимки на периодичната таблицаразделени вертикално. то групи в периодичната таблица, те са 8. Елементи, сходни по химични свойства, са подредени вертикално. Те са разделени на главни и вторични подгрупи. Последните започват едва от 4-ти период. Основните подгрупи включват и елементи от малки периоди.

Същността на периодичната таблица

Имената на елементите в периодичната системае 112 позиции. Същността на тяхното подреждане в един списък е систематизирането на основните елементи. Те започнаха да се борят за това дори в древни времена.

Аристотел е един от първите, които разбират от какво е направено всичко, което съществува. Той взе за основа свойствата на веществата - студ и топлина. Емпидокъл отделя 4 основни принципа според елементите: вода, земя, огън и въздух.

Метали в периодичната таблица, подобно на други елементи, са много фундаментални принципи, но с модерна точкавизия. руски химикуспя да открие повечето от компонентите на нашия свят и да предположи съществуването на все още неизвестни първични елементи.

Оказва се, че произношение на периодичната таблица- озвучаване на определен модел на нашата реалност, разлагането му на компоненти. Научаването им обаче не е лесно. Нека се опитаме да улесним задачата, като опишем няколко ефективни метода.

Как да научим периодичната таблица

Да започнем с модерен метод. Компютърните учени са разработили редица флаш игри, които помагат за запомняне на списъка на Менделеев. На участниците в проекта се предлага да намерят елементи по различни опции, например име, атомна маса, буквено обозначение.

Играчът има право да избира сферата на дейност - само част от масата или цялата. В нашата воля също така изключваме имената на елементите, други параметри. Това усложнява търсенето. За напредналите е предвиден и таймер, тоест обучението се провежда на скорост.

Условията на играта правят обучението номера на елементите в периодичната таблицане скучно, но забавно. Вълнението се събужда и става по-лесно да се систематизират знанията в главата. Тези, които не приемат компютърни флаш проекти, предлагат повече традиционен начинизучаване на списъка.

Разделен е на 8 групи, или 18 (според изданието от 1989 г.). За по-лесно запомняне е по-добре да създадете няколко отделни таблици, вместо да работите върху цяла версия. Визуалните изображения, съчетани с всеки от елементите, също помагат. Разчитайте на собствените си асоциации.

Така че желязото в мозъка може да се свърже например с пирон, а живакът с термометър. Името на елемента е непознато? Използваме метода на сугестивните асоциации. , например, ще съставим от началото на думите "тафи" и "говорител".

Характеристики на периодичната таблицане учете на един дъх. Уроците се препоръчват 10-20 минути на ден. Препоръчително е да започнете, като запомните само основните характеристики: името на елемента, неговото обозначение, атомна маса и сериен номер.

Учениците предпочитат да окачат периодичната таблица над работния плот или на стената, която често се гледа. Методът е добър за хора с преобладаваща зрителна памет. Данните от списъка се запомнят неволно дори без натъпкване.

Това се взема предвид и от учителите. По правило те не ви карат да запаметявате списъка, позволяват ви да го гледате дори на контролните. Постоянното гледане на масата е равносилно на ефекта от печатане на стената или писане на измамни листове преди изпити.

Започвайки изследването, нека си припомним, че Менделеев не си спомня веднага своя списък. Веднъж, когато ученият беше попитан как е отворил масата, отговорът беше: „Мислех за това от може би 20 години, но вие си мислите: Седнах и изведнъж е готово.“ Периодичната система е трудна работа, която не може да бъде усвоена за кратко време.

Науката не търпи бързането, защото то води до заблуди и досадни грешки. И така, по същото време като Менделеев, таблицата е съставена от Лотар Майер. Германецът обаче не завърши малко списъка и не беше убедителен в доказването на своята гледна точка. Следователно обществеността призна работата на руския учен, а не на колегата му химик от Германия.

Ако периодичната таблица изглежда трудна за разбиране, не сте сами! Въпреки че може да е трудно да разберете принципите му, знанието как да работите с него ще помогне в ученето природни науки. За да започнете, проучете структурата на таблицата и каква информация може да се научи от нея за всеки химичен елемент. След това можете да започнете да изследвате свойствата на всеки елемент. И накрая, с помощта на периодичната таблица можете да определите броя на неутроните в атом на определен химичен елемент.

стъпки

Част 1

Структура на таблицата

Периодичната таблица или периодичната таблица на химичните елементи започва отляво горен ъгъли завършва в края на последния ред на таблицата (долния десен ъгъл). Елементите в таблицата са подредени отляво надясно във възходящ ред на атомния им номер. Атомното число ви казва колко протони има в един атом. Освен това с увеличаването на атомния номер нараства и атомната маса. По този начин, чрез местоположението на елемент в периодичната таблица, можете да определите неговата атомна маса.

Както можете да видите, всеки следващ елемент съдържа един протон повече от елемента, който го предхожда.Това е очевидно, ако погледнете атомни числа. Атомните числа се увеличават с единица, докато се движите отляво надясно. Тъй като елементите са подредени в групи, някои клетки на таблицата остават празни.

Например, първият ред на таблицата съдържа водород, който има атомен номер 1, и хелий, който има атомен номер 2. Те обаче са в противоположните краища, защото принадлежат към различни групи.

Научете за групи, които включват елементи с подобни физични и химични свойства.Елементите от всяка група са разположени в съответната вертикална колона. По правило те се обозначават с един и същи цвят, което помага да се идентифицират елементи с подобни физични и химични свойства и да се предвиди тяхното поведение. Всички елементи на определена група имат същото числоелектрони във външната обвивка.
- Водородът може да бъде отнесен както към групата на алкалните метали, така и към групата на халогените. В някои таблици е посочено и в двете групи.
- В повечето случаи групите са номерирани от 1 до 18, а числата са поставени в горната или долната част на таблицата. Числата могат да бъдат дадени с римски (напр. IA) или арабски (напр. 1A или 1) цифри.
- Когато се движите по колоната отгоре надолу, те казват, че "преглеждате групата".
Разберете защо в таблицата има празни клетки.Елементите са подредени не само според техния атомен номер, но и според групи (елементите от една и съща група имат подобни физични и химични свойства). Това улеснява разбирането как се държи даден елемент. С нарастването на атомния номер обаче не винаги се намират елементи, които попадат в съответната група, така че в таблицата има празни клетки.
- Например, първите 3 реда имат празни клетки, тъй като преходните метали се намират само от атомен номер 21.
- Елементите с атомни номера от 57 до 102 принадлежат към редкоземните елементи и обикновено се поставят в отделна подгрупа в долния десен ъгъл на таблицата.
Всеки ред от таблицата представлява период.Всички елементи от един и същи период имат еднакъв номер атомни орбиталивърху които са разположени електроните в атомите. Броят на орбиталите съответства на номера на периода. Таблицата съдържа 7 реда, тоест 7 периода.
- Например атомите на елементите от първия период имат една орбитала, а атомите на елементите от седмия период имат 7 орбитали.
- По правило периодите са обозначени с числа от 1 до 7 вляво на таблицата.
- Докато се движите по линия отляво надясно, се казва, че „сканирате през точка“.
Научете се да правите разлика между метали, металоиди и неметали.Ще разберете по-добре свойствата на даден елемент, ако можете да определите към кой тип принадлежи. За удобство в повечето таблици са обозначени метали, металоиди и неметали различни цветове. Металите са отляво, а неметалите са от дясната страна на масата. Между тях са разположени металоиди.

Част 2
Обозначения на елементи
1. Всеки елемент се обозначава с една или две латински букви.По правило символът на елемента се показва с големи букви в центъра на съответната клетка. Символът е съкратено име за елемент, който е еднакъв на повечето езици. Когато експериментирате и работите с химични уравнениясимволите на елементите са често използвани, така че е добре да ги запомните.
  - Обикновено символите на елементите са съкращения за тях. латинско име, въпреки че за някои, особено наскоро открити елементи, те произлизат от общото име. Например хелият се обозначава със символа He, който е близък до общоприетото име в повечето езици. В същото време желязото се обозначава като Fe, което е съкращение от латинското му име.
2. Обърнете внимание на пълното име на елемента, ако е дадено в таблицата.Това "име" на елемента се използва в нормалните текстове. Например "хелий" и "въглерод" са имената на елементите. Обикновено, макар и не винаги, пълни именаелементите са изброени под техния химичен символ.
  - Понякога имената на елементите не са посочени в таблицата, а са дадени само техните химични символи.
3. Намерете атомното число.Обикновено атомният номер на даден елемент се намира в горната част на съответната клетка, в средата или в ъгъла. Може да се появи и под името на символа или елемента. Елементите имат атомни номера от 1 до 118.
  - Атомното число винаги е цяло число.
4. Не забравяйте, че атомният номер съответства на броя на протоните в атома.Всички атоми на даден елемент съдържат еднакъв брой протони. За разлика от електроните, броят на протоните в атомите на даден елемент остава постоянен. Иначе щеше да се получи друг химически елемент!

В природата има много повтарящи се последователности:

сезони;
Часове от деня;
дни от седмицата…

В средата на 19 век Д. И. Менделеев забеляза това Химични свойстваелементи също имат определена последователност (казва се, че тази идея му хрумнала насън). Резултатът от чудотворните сънища на учения беше Периодичната таблица на химичните елементи, в която Д.И. Менделеев подрежда химичните елементи в реда на увеличаване на атомната маса. В съвременната таблица химичните елементи са подредени във възходящ ред на атомния номер на елемента (броя на протоните в ядрото на атома).

Атомният номер е показан над символа на химичен елемент, под символа е неговата атомна маса (сумата от протони и неутрони). Имайте предвид, че атомната маса на някои елементи не е цяло число! Запомнете изотопите!Атомната маса е среднопретеглената стойност на всички изотопи на даден елемент, които се срещат естествено при естествени условия.

Под таблицата са лантанидите и актинидите.

Метали, неметали, металоиди

Те се намират в периодичната таблица вляво от стъпаловидна диагонална линия, която започва с бор (B) и завършва с полоний (Po) (изключенията са германий (Ge) и антимон (Sb). Лесно е да се види, че металите заемат повечетоПериодичната таблица. Основни свойстваметали: твърди (с изключение на живак); блясък; добри електрически и топлинни проводници; пластмаса; ковък; даряват електрони лесно.

Елементите вдясно от стъпаловиден диагонал B-Po се наричат неметали. Свойствата на неметалите са директно противоположни на свойствата на металите: лоши проводници на топлина и електричество; чуплив; нековани; непластмасови; обикновено приемат електрони.

Металоиди

Между металите и неметалите са полуметали(металоиди). Те се характеризират със свойствата както на метали, така и на неметали. Полуметалите са намерили основното си индустриално приложение в производството на полупроводници, без които не е немислима нито една съвременна микросхема или микропроцесор.

Периоди и групи

Както бе споменато по-горе, периодичната таблица се състои от седем периода. Във всеки период атомните номера на елементите нарастват отляво надясно.

Свойствата на елементите в периодите се променят последователно: така натрият (Na) и магнезият (Mg), които са в началото на третия период, отдават електрони (Na отдава един електрон: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg отдава два електрона: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Но хлорът (Cl), разположен в края на периода, отнема един елемент: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

В групите, напротив, всички елементи имат еднакви свойства. Например в групата IA(1) всички елементи от литий (Li) до франций (Fr) даряват един електрон. И всички елементи от група VIIA(17) вземат един елемент.

Някои групи са толкова важни, че са им дадени специални имена. Тези групи са обсъдени по-долу.

Група IA(1). Атомите на елементите от тази група имат само един електрон във външния електронен слой, така че лесно отдават един електрон.

Най-важните алкални метали- натрий (Na) и калий (K), както играят важна роляв процеса на човешкия живот и влизат в състава на солите.

Електронни конфигурации:

Ли- 1s 2 2s 1;
Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
К- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Група IIA (2). Атомите на елементите от тази група имат два електрона във външния електронен слой, които също се отказват по време на химични реакции. Повечето важен елемент- калций (Ca) - основата на костите и зъбите.

Електронни конфигурации:

Бъда- 1s 2 2s 2;
мг- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
ок- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Група VIIA(17). Атомите на елементите от тази група обикновено получават по един електрон, т.к. на външния електронен слой има по пет елемента и само един електрон липсва до "пълния комплект".

Най-известните елементи от тази група са: хлор (Cl) – влиза в състава на солта и белината; йод (I) е елемент, който играе важна роля в дейността на щитовидната жлеза на човека.

Електронна конфигурация:

Е- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
кл- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
бр- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Група VIII(18).Атомите на елементите от тази група имат напълно "набит" външен електронен слой. Следователно, те "не трябва" да приемат електрони. И не искат да ги дават. Оттук - елементите на тази група са много "неохотни" за влизане химична реакция. Дълго време се смяташе, че те изобщо не реагират (оттук и името "инертни", т.е. "неактивни"). Но химикът Нийл Барлет откри, че някои от тези газове, при определени условия, все още могат да реагират с други елементи.

Електронни конфигурации:

не- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
Ар- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
кр- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Валентни елементи в групи

Лесно е да се види, че във всяка група елементите са подобни един на друг по своите валентни електрони (електрони на s и p орбитали, разположени на външното енергийно ниво).

Алкалните метали имат по 1 валентен електрон:

Ли- 1s 2 2s 1;
Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
К- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Алкалоземните метали имат 2 валентни електрона:

Бъда- 1s 2 2s 2;
мг- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
ок- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Халогените имат 7 валентни електрона:

Е- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
кл- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
бр- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Инертните газове имат 8 валентни електрона:

не- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
Ар- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
кр- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

За повече информация вижте статията Валентност и Таблица на електронните конфигурации на атомите на химичните елементи по периоди.

Нека сега обърнем внимание на елементите, разположени в групи със символи AT. Те се намират в центъра на периодичната таблица и се наричат преходни метали.

Отличителна черта на тези елементи е наличието на електрони в атомите, които запълват d-орбитали:

sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1;
Ти- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Отделно от основната маса са разположени лантанидии актинидиса т.нар вътрешни преходни метали. В атомите на тези елементи се запълват електрони f-орбитали:

Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2;
Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

Как започна всичко?

Много добре известни изтъкнати химици в началото на XIX-XX век отдавна са забелязали, че физичните и химичните свойства на много химични елементи са много сходни един с друг. Така например калият, литият и натрият са всички активни метали, които при взаимодействие с вода образуват активни хидроксиди на тези метали; Хлорът, флуорът, бромът в техните съединения с водорода показват една и съща валентност, равна на I, и всички тези съединения са силни киселини. От това сходство отдавна се предполага, че всички известни химични елементи могат да бъдат комбинирани в групи, освен това, така че елементите на всяка група да имат определен набор физични и химични характеристики. Въпреки това, такива групи често са били неправилно съставени от различни елементи от различни учени и дълго време една от основните характеристики на елементите е била пренебрегвана от мнозина - това е тяхната атомна маса. Беше игнорирано, защото имаше и има различно различни елементи, което означава, че не може да се използва като параметър за групиране. Единственото изключение беше френският химик Александър Емил Шанкуртуа, той се опита да подреди всички елементи в триизмерен модел по спирала, но работата му не беше призната от научната общност и моделът се оказа тромав и неудобен.

За разлика от много учени, D.I. Менделеев приема атомната маса (по това време все още „атомно тегло“) като ключов параметър в класификацията на елементите. В своята версия Дмитрий Иванович подреди елементите във възходящ ред на техните атомни тегла и тук се появи модел, че на определени интервали на елементите техните свойства периодично се повтарят. Вярно, трябваше да се направят изключения: някои елементи бяха разменени и не съответстваха на увеличението атомни маси(например телур и йод), но те съответстваха на свойствата на елементите. По-нататъчно развитиеатомната и молекулярната теория оправдаха този напредък и показаха валидността на това споразумение. Повече за това можете да прочетете в статията "Какво е откритието на Менделеев"

Както виждаме, оформлението на елементите в тази версия изобщо не е същото, което виждаме в съвременната форма. Първо, групите и периодите са обърнати: групи хоризонтално, периоди вертикално, и второ, в него има малко твърде много групи - деветнадесет, вместо осемнадесет, приети днес.

Въпреки това, само година по-късно, през 1870 г., Менделеев формира нова версиятаблица, която вече е по-разпознаваема за нас: подобни елементи са подредени вертикално, образувайки групи, а 6 периода са разположени хоризонтално. Особено забележително е, че както в първата, така и във втората версия на таблицата може да се види значителни постижения, които неговите предшественици нямат: в таблицата внимателно са оставени места за елементи, които според Менделеев тепърва ще бъдат открити. Съответните свободни работни места са посочени от него с въпросителен знак и можете да ги видите на снимката по-горе. Впоследствие наистина са открити съответните елементи: галий, германий, скандий. Така Дмитрий Иванович не само систематизира елементите в групи и периоди, но и предсказа откриването на нови, все още неизвестни елементи.

По-късно, след разрешаването на много от злободневните мистерии на химията от онова време - откриването на нови елементи, изолирането на група благородни газове заедно с участието на Уилям Рамзи, установяването на факта, че дидимът не е самостоятелен елемент при всички, но е смесица от две други - все повече и повече нови и нови версии на таблицата, понякога дори въобще с изглед извън таблицата. Но ние няма да ги дадем всички тук, а ще дадем само окончателната версия, която се формира по време на живота на великия учен.

Преход от атомни тегла към ядрен заряд.

За съжаление, Дмитрий Иванович не доживя да види планетарната теория за структурата на атома и не видя триумфа на експериментите на Ръдърфорд, въпреки че именно с неговите открития нова ерав развитието на периодичния закон и цялото периодична система. Нека ви напомня, че от експериментите, проведени от Ърнест Ръдърфорд, следва, че атомите на елементите се състоят от положително заредено атомно ядро и отрицателно заредени електрони, въртящи се около ядрото. След определяне на зарядите на атомните ядра на всички известни по това време елементи се оказа, че в периодичната система те са разположени в съответствие със заряда на ядрото. НО периодичен законе спечелил нов смисъл, сега започна да звучи така:

„Свойства на химичните елементи, както и образуваните от тях форми и свойства прости веществаи има връзки периодична зависимоствърху големината на зарядите на ядрата на техните атоми "

Сега стана ясно защо някои от по-леките елементи са поставени от Менделеев след по-тежките им предшественици - цялата работа е, че те така стоят в реда на зарядите на ядрото си. Например телурът е по-тежък от йода, но е по-рано в таблицата, тъй като зарядът на ядрото на неговия атом и броят на електроните е 52, докато йодът има 53. Можете да погледнете таблицата и да се убедите сами.

След откриването на структурата на атома и атомното ядро, периодичната система претърпя още няколко промени, докато накрая достигна вече познатата ни от училище форма, краткопериодичната версия на периодичната таблица.

В тази таблица вече знаем всичко: 7 периода, 10 серии, странични и основни подгрупи. Също така, с времето за отваряне на нови елементи и запълване на масата с тях, трябваше да извадя отделни редовеелементи като актиний и лантан, всички от които са съответно наречени актиниди и лантаниди. Тази версия на системата съществува от много дълго време - в света научна общностпрактически до края на 80-те, началото на 90-те години, а у нас и по-дълго - до 10-те години на този век.

Модерна версия на периодичната таблица.

Въпреки това, вариантът, през който много от нас преминаха в училище, всъщност се оказва много объркващ и объркването се изразява в разделянето на подгрупите на главни и второстепенни, а запомнянето на логиката на показване на свойствата на елементите става доста трудно. Разбира се, въпреки това мнозина го изучаваха, станаха лекари химически науки, но все пак в съвремието е заменен от нов вариант - дългосрочен. Отбелязвам, че тази конкретна опция е одобрена от IUPAC (Международен съюз по чиста и приложна химия). Нека да го разгледаме.

Осемте групи бяха заменени с осемнадесет, сред които вече няма разделение на главни и второстепенни и всички групи са продиктувани от подреждането на електроните в атомна обвивка. В същото време те се отърваха от двуредови и едноредови периоди, сега всички периоди съдържат само един ред. Колко удобна е тази опция? Сега периодичността на свойствата на елементите се разглежда по-ясно. Номерът на групата по същество се отнася до броя на електроните в външно ниво, във връзка с което всички основни подгрупи на старата версия са разположени в първа, втора и тринадесета до осемнадесета групи, а всички „бивши странични“ групи са разположени в средата на таблицата. Така от таблицата вече ясно се вижда, че ако това е първата група, тогава това са алкални метали и няма мед или сребро за вас и е ясно, че всички транзитни метали демонстрират добре сходството на свойствата си поради пълнежа на d-поднивото, което засяга в по-малка степен външни свойства, както и лантанидите и актинидите проявяват подобни свойства, дължащи се само на разликата в f-поднивото. Така цялата таблица е разделена на следните блокове: s-блок, върху който са запълнени s-електрони, d-блок, p-блок и f-блок, със запълване съответно на d, p и f-електрони.

За съжаление у нас този вариант влиза в училищните учебници едва през последните 2-3 години, и то не във всички. И много грешно. С какво е свързано? Е, първо, със застояли времена през бурните 90-те години, когато в страната изобщо нямаше развитие, да не говорим за образователния сектор, а именно през 90-те години, световната химическа общност премина към тази опция. Второ, с лека инерция и трудност при възприемането на всичко ново, защото нашите учители са свикнали със старата, краткосрочна версия на таблицата, въпреки факта, че е много по-трудно и по-малко удобно при изучаване на химия.

Разширена версия на периодичната система.

Но времето не стои неподвижно, науката и технологиите също. 118-ият елемент от периодичната система вече е открит, което означава, че скоро ще трябва да бъде открит следващият, осми период от таблицата. Освен това ще се появи ново енергийно подниво: g-подниво. Елементите на нейните съставни части ще трябва да бъдат преместени надолу по таблицата, като лантаниди или актиниди, или тази таблица ще бъде разширена още два пъти, така че вече да не се побира на лист А4. Тук ще дам само връзка към Wikipedia (вижте Разширена периодична система) и няма да повтарям описанието на тази опция отново. Който се интересува може да последва линка и да разгледа.

В тази версия нито f-елементите (лантаниди и актиниди), нито g-елементите ("елементи на бъдещето" от № 121-128) са изброени отделно, а правят таблицата по-широка с 32 клетки. Също така елементът Хелий е поставен във втората група, тъй като е включен в s-блока.

Като цяло е малко вероятно бъдещите химици да използват тази опция, най-вероятно периодичната таблица ще бъде заменена от една от алтернативите, които вече са предложени от смели учени: системата на Бенфей, "Химическата галактика" на Стюарт или друга опция. Но това ще бъде едва след постигането на втория остров на стабилност на химичните елементи и най-вероятно ще са необходими повече за яснота в ядрена физикаотколкото в химията, но засега добрата стара периодична система на Дмитрий Иванович ще ни е достатъчна.