Šesti element periodnog sistema. Periodični sistem Mendeljejeva

Kako koristiti periodni sistem Za neupućenu osobu čitanje periodnog sistema je isto što i gledanje drevnih runa vilenjaka za patuljka. A periodni sistem, inače, ako se pravilno koristi, može puno reći o svijetu. Osim što vam služi na ispitu, jednostavno je neophodan u rješavanju problema. veliki iznos hemijski i fizičkih zadataka. Ali kako to pročitati? Srećom, danas svako može naučiti ovu umjetnost. U ovom članku ćemo vam reći kako razumjeti periodni sistem.

Periodični sistem hemijskih elemenata (Mendeljejevljeva tabela) je klasifikacija hemijskih elemenata koja utvrđuje zavisnost različitih svojstava elemenata od naelektrisanja. atomsko jezgro.

Istorija stvaranja Tabele

Dmitrij Ivanovič Mendeljejev nije bio običan hemičar, ako neko tako misli. Bio je hemičar, fizičar, geolog, metrolog, ekolog, ekonomista, naftaš, aeronaut, instrumentar i učitelj. Tokom svog života, naučnik je uspio provesti mnoga fundamentalna istraživanja u različitim oblastima znanja. Na primjer, rasprostranjeno je vjerovanje da je Mendeljejev izračunao idealnu snagu votke - 40 stepeni. Ne znamo kako je Mendeljejev tretirao votku, ali se pouzdano zna da njegova disertacija na temu “Razgovor o kombinaciji alkohola sa vodom” nije imala nikakve veze sa votkom i smatrala je koncentraciju alkohola od 70 stepeni. Uz sve zasluge naučnika, otkriće periodičnog zakona hemijskih elemenata - jednog od osnovnih zakona prirode, donelo mu je najširu slavu.

Postoji legenda prema kojoj je naučnik sanjao o periodičnom sistemu, nakon čega je trebalo samo da finalizira ideju koja se pojavila. Ali, da je sve tako jednostavno .. Ova verzija stvaranja periodnog sistema, očigledno, nije ništa više od legende. Na pitanje kako je otvoren sto, sam Dmitrij Ivanovič je odgovorio: " Razmišljam o tome možda dvadesetak godina, a ti misliš: seo sam i odjednom... spremno je.”

Sredinom devetnaestog veka, nekoliko naučnika istovremeno je preduzimalo pokušaje da se poznati hemijski elementi pojednostave (poznata su 63 elementa). Na primjer, 1862. godine Alexandre Emile Chancourtois postavio je elemente duž spirale i primijetio ciklično ponavljanje hemijskih svojstava. Hemičar i muzičar John Alexander Newlands predložio je svoju verziju periodni sistem 1866. godine. Zanimljiva je činjenica da je u rasporedu elemenata naučnik pokušao da otkrije neku mističnu muzičku harmoniju. Među ostalim pokušajima bio je pokušaj Mendeljejeva, koji je okrunjen uspjehom.

Godine 1869. objavljena je prva šema tabele, a dan 1. marta 1869. smatra se danom otkrića periodičnog zakona. Suština Mendeljejevljevog otkrića bila je da se svojstva elemenata sa povećanjem atomske mase ne mijenjaju monotono, već periodično. Prva verzija tabele sadržavala je samo 63 elementa, ali Mendeljejev je poduzeo niz vrlo nestandardna rješenja. Dakle, pogodio je da ostavi mjesto na tabeli za još ne otvoreni elementi a također je promijenio atomske mase nekih elemenata. Fundamentalna ispravnost zakona koji je izveo Mendeljejev potvrđena je vrlo brzo, nakon otkrića galija, skandijuma i germanijuma, čije su postojanje predviđali naučnici.

Savremeni pogled na periodni sistem

Ispod je sama tabela.

Danas se za naručivanje elemenata umjesto atomske težine (atomske mase) koristi koncept atomski broj(broj protona u jezgru). Tabela sadrži 120 elemenata, koji su raspoređeni s lijeva na desno u rastućem redoslijedu atomskog broja (broja protona)

Kolone tabele su takozvane grupe, a redovi tačke. U tabeli je 18 grupa i 8 perioda.

Metalna svojstva elemenata se smanjuju kada se kreću duž perioda s lijeva na desno i unutra obrnuti smjer- povećati.
Dimenzije atoma se smanjuju kako se kreću s lijeva na desno duž perioda.
Kada se krećete od vrha do dna u grupi, redukujuća metalna svojstva se povećavaju.
Oksidirajuća i nemetalna svojstva rastu u periodu s lijeva na desno. I.

Šta saznajemo o elementu iz tabele? Na primjer, uzmimo treći element u tabeli - litijum, i razmotrimo ga detaljno.

Prije svega, vidimo simbol samog elementa i njegovo ime ispod njega. U gornjem lijevom kutu je atomski broj elementa, redoslijedom kojim se element nalazi u tabeli. Atomski broj, kao što je već pomenuto, jednak je broju protona u jezgru. Broj pozitivnih protona je obično jednak broju negativnih elektrona u atomu (s izuzetkom izotopa).

Atomska masa je navedena pod atomskim brojem (u ovoj verziji tabele). Ako atomsku masu zaokružimo na najbliži cijeli broj, dobićemo takozvani maseni broj. Razlika maseni broj a atomski broj daje broj neutrona u jezgru. Dakle, broj neutrona u jezgri helijuma je dva, au litijumu - četiri.

Tako je naš kurs "Mendeljejevljev sto za lutke" završen. U zaključku, pozivamo vas da pogledate tematski video, i nadamo se da vam je pitanje kako koristiti periodni sistem Mendelejeva postalo jasnije. Podsjetnik za učenje nova stavka uvijek efikasniji ne sami, već uz pomoć iskusnog mentora. Zato nikada ne zaboravite na one koji će svoje znanje i iskustvo rado podijeliti s vama.

On se oslanjao na radove Roberta Boylea i Antoinea Lavouziera. Prvi naučnik je zagovarao potragu za nerazgradivim hemijskim elementima. 15 od onih koje je Boyle naveo još 1668.

Lavuzier im je dodao još 13, ali vek kasnije. Potraga se otegla jer nije postojala koherentna teorija o povezanosti elemenata. Konačno je u "igru" ušao Dmitrij Mendeljejev. Odlučio je da postoji veza između atomske mase supstanci i njihovog mjesta u sistemu.

Ova teorija je omogućila naučniku da otkrije desetine elemenata, a da ih nije otkrio u praksi, već u prirodi. Ovo je stavljeno na pleća potomstva. Ali sada se ne radi o njima. Posvetimo članak velikom ruskom naučniku i njegovom stolu.

Istorija stvaranja periodnog sistema

periodni sistem započeo je knjigom "Odnos svojstava sa atomskom težinom elemenata". Djelo je izdato 1870-ih godina. Istovremeno, ruski naučnik je razgovarao sa hemijskim društvom u zemlji i poslao prvu verziju tabele kolegama iz inostranstva.

Prije Mendeljejeva, razni naučnici su otkrili 63 elementa. Naš sunarodnjak je počeo upoređujući njihovu imovinu. Prije svega, radio je sa kalijumom i hlorom. Zatim je preuzeo grupu metala alkalne grupe.

Hemičar je dobio posebnu tablicu i kartice elemenata da ih postavi kao pasijans, tražeći prave šibice i kombinacije. Kao rezultat, došao je uvid: - svojstva komponenti zavise od mase njihovih atoma. dakle, elementi periodnog sistema postrojeni u redove.

Otkriće maestra hemije bila je odluka da se ostave praznine u ovim redovima. Periodičnost razlike između atomskih masa navela je naučnika da pretpostavi da čovječanstvu još nisu poznati svi elementi. Razlike u težini između nekih od "komšija" bile su prevelike.

dakle, periodni sistem Mendeljejeva postao kao šahovnica, sa obiljem "belih" ćelija. Vrijeme je pokazalo da su zaista čekali svoje "goste". Oni su, na primjer, postali inertni plinovi. Helijum, neon, argon, kripton, radioakt i ksenon otkriveni su tek 30-ih godina 20. veka.

Sada o mitovima. Rašireno je vjerovanje da hemijska tabela Mendeljejev pojavio mu se u snu. To su intrige univerzitetskih nastavnika, tačnije jednog od njih - Aleksandra Inostrantseva. Ovo je ruski geolog koji je predavao na Univerzitetu rudarstva u Sankt Peterburgu.

Inostrantsev je poznavao Mendeljejeva i posjećivao ga. Jednom, iscrpljen potragom, Dmitrij je zaspao pred Aleksandrom. Čekao je dok se hemičar ne probudi i vidio kako Mendeljejev hvata komad papira i zapisuje konačnu verziju tabele.

Zapravo, naučnik jednostavno nije imao vremena da to učini prije nego što ga je Morpheus zarobio. Međutim, Inostrantsev je želio da zabavi svoje učenike. Na osnovu onoga što je video, geolog je smislio bicikl, koji su zahvalni slušaoci brzo proširili na mase.

Karakteristike periodnog sistema

Od prve verzije 1969 redni periodni sistem mnogo puta poboljšan. Dakle, sa otkrićem 1930-ih plemenitih gasova uspeo da izvede novu zavisnost elemenata, - od njihovog serijskog broja, a ne od mase, kako je naveo autor sistema.

Koncept "atomske težine" zamijenjen je "atomskim brojem". Bilo je moguće proučavati broj protona u jezgri atoma. Ova brojka je serijski broj element.

Naučnici 20. veka proučavali su i elektronska struktura atomi. Takođe utiče na periodičnost elemenata i odražava se u kasnijim izdanjima. periodične tablice. Fotografija Lista pokazuje da su supstance u njoj raspoređene kako se atomska težina povećava.

Osnovni princip nije promijenjen. Masa se povećava s lijeva na desno. Istovremeno, tabela nije pojedinačna, već podijeljena na 7 perioda. Otuda i naziv liste. Tačka je horizontalni red. Njegov početak su tipični metali, a kraj elementi sa nemetalnih svojstava. Pad je postepen.

Postoje veliki i mali periodi. Prvi su na početku tabele, ima ih 3. Otvara listu sa periodom od 2 elementa. Slijede dvije kolone u kojima se nalazi 8 stavki. Preostala 4 perioda su velika. Šesti je najduži, ima 32 elementa. U 4. i 5. ima ih 18, a u 7. - 24.

Može se izbrojati koliko elemenata u tabeli Mendeljejev. Ukupno ima 112 naslova. Imena. Ima 118 ćelija, ali postoje varijacije liste sa 126 polja. Još uvijek postoje prazne ćelije za neotkrivene elemente koji nemaju imena.

Ne stanu svi periodi u jedan red. Veliki periodi se sastoje od 2 reda. Količina metala u njima je veća. Stoga su donji redovi u potpunosti posvećeni njima. U gornjim redovima primjećuje se postupno smanjenje od metala do inertnih tvari.

Slike periodnog sistema podijeljena vertikalno. Ovo je grupe u periodnom sistemu, ima ih 8. Elementi slični po hemijskim svojstvima raspoređeni su okomito. Podijeljene su na glavne i sekundarne podgrupe. Potonji počinju tek od 4. perioda. Glavne podgrupe takođe uključuju elemente malih perioda.

Suština periodnog sistema

Nazivi elemenata u periodnom sistemu ima 112 pozicija. Suština njihovog rasporeda u jednu listu je sistematizacija primarnih elemenata. Počeli su da se bore oko toga još u davna vremena.

Aristotel je bio jedan od prvih koji je shvatio od čega je napravljeno sve što postoji. Za osnovu je uzeo svojstva supstanci - hladnoću i toplotu. Empidokle je izdvojio 4 osnovna principa prema elementima: voda, zemlja, vatra i vazduh.

Metali u periodnom sistemu, kao i drugi elementi, su veoma fundamentalni principi, ali sa moderna tačka viziju. ruski hemičar uspio otkriti većinu komponenti našeg svijeta i sugerirati postojanje još uvijek nepoznatih primarnih elemenata.

Ispostavilo se da izgovor periodnog sistema- izražavanje određenog modela naše stvarnosti, razlaganje na komponente. Međutim, naučiti ih nije lako. Pokušajmo olakšati zadatak opisom nekoliko efikasnih metoda.

Kako naučiti periodni sistem

Počnimo sa savremena metoda. Informatičari su razvili brojne flash igre koje pomažu u pamćenju Mendeljejevljeve liste. Učesnicima projekta se nudi da pronađu elemente po različitim opcijama, na primjer, naziv, atomska masa, slovna oznaka.

Igrač ima pravo da izabere polje aktivnosti - samo dio stola ili cijeli. U našoj volji, takođe, isključimo nazive elemenata, druge parametre. Ovo komplikuje pretragu. Za napredne je predviđen i tajmer, odnosno trening se izvodi na brzinu.

Uslovi igre čine učenje brojevi elemenata u periodnom sistemu nije dosadno, već zabavno. Budi se uzbuđenje i postaje lakše sistematizirati znanje u glavi. Oni koji ne prihvataju kompjuterske flash projekte nude više tradicionalan način učenje liste.

Podijeljen je u 8 grupa, odnosno 18 (prema izdanju iz 1989. godine). Radi lakšeg pamćenja, bolje je kreirati nekoliko zasebnih tabela, umjesto da radite na cijeloj verziji. Vizuelne slike usklađene sa svakim od elemenata također pomažu. Oslonite se na sopstvene asocijacije.

Dakle, željezo u mozgu može se povezati, na primjer, s noktom, a živa s termometrom. Naziv elementa je nepoznat? Koristimo metodu sugestivnih asocijacija. , na primjer, sastavit ćemo od početaka riječi "taffy" i "speaker".

Karakteristike periodnog sistema nemojte učiti u jednom dahu. Časovi se preporučuju 10-20 minuta dnevno. Preporučuje se da počnete tako što ćete zapamtiti samo osnovne karakteristike: naziv elementa, njegovu oznaku, atomsku masu i serijski broj.

Školarci više vole da okače periodni sistem iznad radne površine ili na zid, u koji se često gleda. Metoda je dobra za osobe s dominantnom vizualnom memorijom. Podaci sa liste se nehotice pamte čak i bez nabijanja.

Ovo takođe uzimaju u obzir nastavnici. U pravilu vas ne tjeraju da zapamtite listu, dozvoljavaju vam da je pogledate čak i na kontrolnim. Stalno gledanje u sto je jednako efektu štampe na zidu, ili pisanja varalica prije ispita.

Započinjući studiju, podsjetimo se da se Mendeljejev nije odmah sjetio svoje liste. Jednom, kada su naučnika pitali kako je otvorio sto, odgovor je bio: „Razmišljam o tome možda 20 godina, ali vi mislite: seo sam i, odjednom, spreman je.” Periodični sistem je mukotrpan posao koji se ne može savladati za kratko vrijeme.

Nauka ne toleriše žurbi, jer ona vodi u zablude i dosadne greške. Dakle, u isto vrijeme kad i Mendeljejev, tabelu je sastavio Lothar Meyer. Međutim, Nijemac nije ni malo završio listu i nije bio uvjerljiv u dokazivanju svog gledišta. Stoga je javnost prepoznala rad ruskog naučnika, a ne njegovog kolege hemičara iz Njemačke.

Ako vam se periodni sistem čini teškim za razumjeti, niste sami! Iako može biti teško razumjeti njegove principe, znanje kako raditi s njim pomoći će u učenju prirodne nauke. Za početak, proučite strukturu tabele i koje informacije se iz nje mogu naučiti o svakom hemijskom elementu. Tada možete početi istraživati svojstva svakog elementa. I na kraju, koristeći periodni sistem, možete odrediti broj neutrona u atomu određenog kemijskog elementa.

Koraci

Dio 1

Struktura tabele

Periodični sistem, ili periodni sistem hemijskih elemenata, počinje sa leve strane gornji ugao i završava se na kraju poslednjeg reda tabele (donji desni ugao). Elementi u tabeli su raspoređeni s lijeva na desno prema rastućem redoslijedu njihovog atomskog broja. Atomski broj vam govori koliko protona ima u jednom atomu. Osim toga, kako se atomski broj povećava, tako se povećava i atomska masa. Dakle, prema lokaciji elementa u periodnom sistemu, možete odrediti njegovu atomsku masu.

Kao što možete vidjeti, svaki sljedeći element sadrži jedan proton više od elementa koji mu prethodi. Ovo je očigledno ako pogledate atomski brojevi. Atomski brojevi se povećavaju za jedan kako se krećete s lijeva na desno. Pošto su elementi raspoređeni u grupe, neke ćelije tabele ostaju prazne.

Na primjer, prvi red tabele sadrži vodonik, koji ima atomski broj 1, i helijum, koji ima atomski broj 2. Međutim, oni su na suprotnim krajevima jer pripadaju različitim grupama.

Saznajte više o grupama koje uključuju elemente sa sličnim fizičkim i hemijskim svojstvima. Elementi svake grupe nalaze se u odgovarajućoj vertikalnoj koloni. U pravilu su označeni istom bojom, što pomaže da se identificiraju elementi sa sličnim fizičkim i kemijskim svojstvima i predvidi njihovo ponašanje. Svi elementi određene grupe imaju isti broj elektrona u vanjskom omotaču.
- Vodik se može pripisati i grupi alkalnih metala i grupi halogena. U nekim tabelama je naznačeno u obe grupe.
- U većini slučajeva, grupe su numerisane brojevima od 1 do 18, a brojevi se nalaze na vrhu ili na dnu tabele. Brojevi se mogu dati rimskim (npr. IA) ili arapskim (npr. 1A ili 1) brojevima.
- Kada se krećete po koloni od vrha do dna, kažu da "pretražujete grupu".
Saznajte zašto u tabeli postoje prazne ćelije. Elementi su poredani ne samo prema atomskom broju, već i prema grupama (elementi iste grupe imaju slična fizička i hemijska svojstva). Ovo olakšava razumijevanje kako se element ponaša. Međutim, kako se atomski broj povećava, elementi koji spadaju u odgovarajuću grupu ne nalaze se uvijek, tako da u tabeli postoje prazne ćelije.
- Na primjer, prva 3 reda imaju prazne ćelije, jer se prijelazni metali nalaze samo od atomskog broja 21.
- Elementi sa atomskim brojevima od 57 do 102 pripadaju elementima retkih zemalja i obično se nalaze u posebnoj podgrupi u donjem desnom uglu tabele.
Svaki red tabele predstavlja tačku. Svi elementi istog perioda imaju isti broj atomske orbitale na kojoj se nalaze elektroni u atomima. Broj orbitala odgovara broju perioda. Tabela sadrži 7 redova, odnosno 7 tačaka.
- Na primjer, atomi elemenata prvog perioda imaju jednu orbitalu, a atomi elemenata sedmog perioda imaju 7 orbitala.
- Po pravilu, periodi su označeni brojevima od 1 do 7 na lijevoj strani tabele.
- Dok se krećete duž linije s lijeva na desno, kaže se da "skenirate kroz tačku".
Naučite razlikovati metale, metaloide i nemetale. Bolje ćete razumjeti svojstva elementa ako možete odrediti kojem tipu pripada. Radi praktičnosti, u većini tabela označeni su metali, metaloidi i nemetali različite boje. Metali su na lijevoj, a nemetali na desnoj strani stola. Između njih se nalaze metaloidi.

Dio 2
Oznake elemenata
1. Svaki element je označen jednim ili dva latinična slova. U pravilu, simbol elementa je prikazan velikim slovima u sredini odgovarajuće ćelije. Simbol je skraćeni naziv za element koji je isti u većini jezika. Kada eksperimentišete i radite sa hemijske jednačine simboli elemenata se obično koriste, pa ih je dobro zapamtiti.
  - Tipično, simboli elemenata su skraćenica za njih. Latinski naziv, iako su za neke, posebno nedavno otkrivene elemente, izvedeni iz zajedničkog naziva. Na primjer, helijum je označen simbolom He, koji je blizak uobičajenom nazivu u većini jezika. U isto vrijeme, željezo je označeno kao Fe, što je skraćenica njegovog latinskog naziva.
2. Obratite pažnju na puni naziv elementa, ako je dat u tabeli. Ovo "ime" elementa se koristi u normalnim tekstovima. Na primjer, "helij" i "ugljik" su nazivi elemenata. Obično, mada ne uvek, puna imena elementi su navedeni ispod njihovog hemijskog simbola.
  - Ponekad nazivi elemenata nisu navedeni u tabeli i daju se samo njihovi hemijski simboli.
3. Pronađite atomski broj. Obično se atomski broj elementa nalazi na vrhu odgovarajuće ćelije, u sredini ili u uglu. Može se pojaviti i ispod naziva simbola ili elementa. Elementi imaju atomske brojeve od 1 do 118.
  - Atomski broj je uvijek cijeli broj.
4. Zapamtite da atomski broj odgovara broju protona u atomu. Svi atomi elementa sadrže isti broj protona. Za razliku od elektrona, broj protona u atomima elementa ostaje konstantan. Inače bi ispao još jedan hemijski element!

U prirodi postoji mnogo ponavljajućih sekvenci:

godišnja doba;
Times of Day;
dani u sedmici…

Sredinom 19. veka, D. I. Mendeljejev je to primetio Hemijska svojstva elementi takođe imaju određeni redosled (kaže se da mu je ta ideja pala u snu). Rezultat naučnikovih divnih snova bio je periodni sistem hemijskih elemenata, u kojem je D.I. Mendeljejev je rasporedio hemijske elemente po rastućoj atomskoj masi. U modernoj tabeli, hemijski elementi su raspoređeni u rastućem redosledu prema atomskom broju elementa (broj protona u jezgru atoma).

Atomski broj je prikazan iznad simbola hemijskog elementa, ispod simbola je njegova atomska masa (zbir protona i neutrona). Imajte na umu da atomska masa nekih elemenata nije cijeli broj! Zapamtite izotope! Atomska masa je ponderisani prosjek svih izotopa elementa koji se javljaju prirodno u prirodnim uvjetima.

Ispod tabele su lantanidi i aktinidi.

Metali, nemetali, metaloidi

Nalaze se u periodnom sistemu lijevo od stepenaste dijagonalne linije koja počinje sa borom (B) i završava polonijumom (Po) (izuzetak su germanij (Ge) i antimon (Sb). Lako je vidjeti da metali okupirati većina Periodni sistem. Osnovna svojstva metali: čvrsti (osim žive); glitter; dobri električni i toplotni provodnici; plastika; savitljiv; lako donirati elektrone.

Elementi desno od stepenaste dijagonale B-Po se nazivaju nemetali. Svojstva nemetala su direktno suprotna svojstvima metala: loši provodnici toplote i električne energije; fragile; nekovani; neplastični; obično prihvataju elektrone.

Metaloidi

Između metala i nemetala su polumetali(metaloidi). Karakteriziraju ih svojstva i metala i nemetala. Polumetali su svoju glavnu industrijsku primjenu našli u proizvodnji poluvodiča, bez kojih nije nezamislivo nijedno moderno mikrokolo ili mikroprocesor.

Razdoblja i grupe

Kao što je već pomenuto, periodni sistem se sastoji od sedam perioda. U svakom periodu, atomski brojevi elemenata rastu s lijeva na desno.

Svojstva elemenata u periodima menjaju se uzastopno: tako natrijum (Na) i magnezijum (Mg), koji se nalaze na početku trećeg perioda, daju elektrone (Na daje jedan elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg odaje dva elektrona: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ali hlor (Cl), koji se nalazi na kraju perioda, uzima jedan element: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

U grupama, naprotiv, svi elementi imaju ista svojstva. Na primjer, u IA(1) grupi, svi elementi od litijuma (Li) do francijuma (Fr) doniraju jedan elektron. I svi elementi grupe VIIA(17) uzimaju jedan element.

Neke grupe su toliko važne da su dobile posebna imena. Ove grupe su razmatrane u nastavku.

Grupa IA(1). Atomi elemenata ove grupe imaju samo jedan elektron u vanjskom elektronskom sloju, tako da lako doniraju jedan elektron.

Najvažniji alkalni metali- natrijum (Na) i kalij (K) dok igraju važnu ulogu u procesu ljudskog života i dio su soli.

Elektronske konfiguracije:

Li- 1s 2 2s 1 ;
N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Grupa IIA(2). Atomi elemenata ove grupe imaju dva elektrona u spoljašnjem elektronskom sloju, koji takođe odustaju tokom hemijskih reakcija. Većina važan element- kalcijum (Ca) - osnova kostiju i zuba.

Elektronske konfiguracije:

Budi- 1s 2 2s 2 ;
mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Grupa VIIA(17). Atomi elemenata ove grupe obično primaju po jedan elektron, jer. na vanjskom elektronskom sloju ima po pet elemenata, a jedan elektron nedostaje samo u "kompletnom setu".

Najpoznatiji elementi ove grupe su: hlor (Cl) – deo je soli i izbeljivača; jod (I) je element koji igra važnu ulogu u aktivnosti ljudske štitne žlijezde.

Elektronska konfiguracija:

F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Grupa VIII(18). Atomi elemenata ove grupe imaju potpuno "popunjen" vanjski elektronski sloj. Zbog toga "ne moraju" da prihvataju elektrone. I ne žele da ih daju. Otuda - elementi ove grupe vrlo "nerado" ulaze hemijske reakcije. Dugo se vjerovalo da uopće ne reaguju (otuda i naziv "inertni", tj. "neaktivni"). Ali hemičar Neil Barlett otkrio je da neki od ovih plinova, pod određenim uvjetima, još uvijek mogu reagirati s drugim elementima.

Elektronske konfiguracije:

Ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Valentni elementi u grupama

Lako je vidjeti da su unutar svake grupe elementi slični jedni drugima po svojim valentnim elektronima (elektroni s i p orbitala smješteni na vanjskom energetskom nivou).

Alkalni metali imaju po 1 valentni elektron:

Li- 1s 2 2s 1 ;
N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Zemnoalkalni metali imaju 2 valentna elektrona:

Budi- 1s 2 2s 2 ;
mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Halogeni imaju 7 valentnih elektrona:

F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Inertni gasovi imaju 8 valentnih elektrona:

Ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Za više informacija pogledajte članak Valencija i tabela elektronskih konfiguracija atoma hemijskih elemenata po periodima.

Skrenimo sada našu pažnju na elemente koji se nalaze u grupama sa simbolima AT. Oni se nalaze u centru periodnog sistema i nazivaju se prelazni metali.

Posebnost ovih elemenata je prisustvo u atomima elektrona koji ispunjavaju d-orbitale:

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

Odvojeno od glavnog stola nalaze se lantanidi i aktinidi su tzv unutrašnji prelazni metali. U atomima ovih elemenata popunjavaju se elektroni f-orbitale:

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

Kako je sve počelo?

Mnogi poznati eminentni hemičari na prijelazu iz XIX-XX stoljeća dugo su primijetili da su fizička i kemijska svojstva mnogih kemijskih elemenata međusobno vrlo slična. Tako na primjer kalijum, litijum i natrijum su svi aktivni metali, koji u interakciji s vodom stvaraju aktivne hidrokside ovih metala; Hlor, Fluor, Brom u svojim jedinjenjima sa vodonikom pokazali su istu valenciju jednaku I i sva ova jedinjenja su jake kiseline. Iz ove sličnosti se dugo sugerira zaključak da se svi poznati kemijski elementi mogu kombinovati u grupe, i tako da elementi svake grupe imaju određeni skup. fizičke i hemijske karakteristike. Međutim, takve grupe su često pogrešno sastavljali iz različitih elemenata od strane raznih naučnika, a dugo su mnogi ignorirali jednu od glavnih karakteristika elemenata - to je njihova atomska masa. To je ignorisano jer je postojalo i postoji drugačije razni elementi, što znači da se ne može koristiti kao parametar za grupisanje. Jedini izuzetak bio je francuski hemičar Alexander Emil Chancourtua, koji je pokušao da rasporedi sve elemente u trodimenzionalni model duž spirale, ali njegov rad nije bio prepoznat od strane naučne zajednice, a model se pokazao glomaznim i nezgodnim.

Za razliku od mnogih naučnika, D.I. Mendeljejev je uzeo atomsku masu (u to vrijeme još uvijek "atomsku težinu") kao ključni parametar u klasifikaciji elemenata. U svojoj verziji, Dmitrij Ivanovič je rasporedio elemente u rastućem redoslijedu njihove atomske težine, i ovdje se pojavio obrazac da se u određenim intervalima elemenata njihova svojstva periodično ponavljaju. Istina, morali su se napraviti izuzeci: neki elementi su zamijenjeni i nisu odgovarali povećanju atomske mase(na primjer telur i jod), ali su odgovarali svojstvima elemenata. Dalji razvoj atomska i molekularna teorija opravdala je takav napredak i pokazala valjanost ovog aranžmana. Više o tome možete pročitati u članku "Šta je otkriće Mendeljejeva"

Kao što vidimo, raspored elemenata u ovoj verziji uopšte nije isti kao što vidimo u modernom obliku. Prvo, grupe i periodi su obrnuti: grupe horizontalno, periodi vertikalno, a drugo, u njoj je malo previše grupa - devetnaest, umjesto osamnaest koliko ih je danas prihvaćeno.

Međutim, samo godinu dana kasnije, 1870. godine, Mendeljejev se formirao nova verzija tabela, koja nam je već prepoznatljivija: slični elementi su poređani okomito, formirajući grupe, a 6 perioda je raspoređeno horizontalno. Posebno je vrijedno napomenuti da su i u prvoj i u drugoj verziji tabele vidljive značajna dostignuća koja njegovi prethodnici nisu imali: mjesta su u tabeli pažljivo ostavljena za elemente koji su, prema Mendeljejevu, tek trebali biti otkriveni. Odgovarajuća slobodna radna mjesta on je označio upitnikom i možete ih vidjeti na gornjoj slici. Nakon toga su zaista otkriveni odgovarajući elementi: galijum, germanijum, skandij. Dakle, Dmitrij Ivanovič ne samo da je sistematizovao elemente u grupe i periode, već je i predvidio otkriće novih, još nepoznatih, elemenata.

Kasnije, nakon rješavanja mnogih aktuelnih misterija kemije tog vremena - otkrića novih elemenata, izolacije grupe plemenitih plinova uz učešće Williama Ramsaya, utvrđivanja činjenice da didim nije samostalan element u sve, ali je mješavina dva druga - sve više i više novih i novih verzija tablice, ponekad čak i ima pogled izvan tabele. Ali nećemo ih ovdje dati sve, već ćemo dati samo konačnu verziju, koja je nastala za vrijeme života velikog naučnika.

Prijelaz s atomske težine na nuklearni naboj.

Nažalost, Dmitrij Ivanovič nije doživio planetarnu teoriju strukture atoma i nije doživio trijumf Rutherfordovih eksperimenata, iako je upravo s njegovim otkrićima nova era u razvoju periodnog zakona i cjeline periodični sistem. Da vas podsjetim da je iz eksperimenata koje je proveo Ernest Rutherford proizlazilo da se atomi elemenata sastoje od pozitivno nabijenog atomskog jezgra i negativno nabijenih elektrona koji se okreću oko jezgra. Nakon određivanja naboja atomskih jezgara svih tada poznatih elemenata, pokazalo se da se u periodičnom sistemu nalaze u skladu sa nabojem jezgra. ALI periodični zakon je dobio novo značenje, sada je počelo zvučati ovako:

„Svojstva hemijskih elemenata, kao i oblici i svojstva nastali od njih jednostavne supstance i veze su unutra periodična zavisnost o veličini naboja jezgara njihovih atoma"

Sada je postalo jasno zašto je neke od lakših elemenata Mendeljejev stavio iza njihovih težih prethodnika - cela poenta je u tome da oni tako stoje u redosledu naelektrisanja svog jezgra. Recimo telur je teži od joda, ali je ranije u tabeli, jer je naelektrisanje jezgra njegovog atoma i broj elektrona 52, dok jod ima 53. Pogledajte tabelu i uverite se sami.

Nakon otkrića strukture atoma i atomskog jezgra, periodni sistem je doživio još nekoliko promjena, dok, konačno, nije došao do oblika koji nam je već poznat iz škole, kratkoperiodične verzije periodnog sistema.

U ovoj tabeli već znamo sve: 7 perioda, 10 serija, sporedne i glavne podgrupe. Takođe, sa vremenom otvaranja novih elemenata i popunjavanja tabele sa njima, morao sam da izvadim odvojeni redovi elementi kao što su aktinij i lantan, od kojih su svi nazvani aktinidi i lantanide. Ova verzija sistema je postojala jako dugo - u svijetu naučna zajednica praktično do kraja 80-ih, početka 90-ih, a kod nas i duže - do 10-ih godina ovog veka.

Moderna verzija periodnog sistema.

Međutim, opcija kroz koju su mnogi od nas prošli u školi zapravo je vrlo zbunjujuća, a konfuzija se izražava u podjeli podgrupa na glavne i sekundarne, a sjećanje na logiku prikaza svojstava elemenata postaje prilično teško. Naravno, uprkos tome, mnogi su to proučavali, postali doktori hemijske nauke, ali je ipak u moderno doba zamijenjena novom opcijom - dugotrajnom. Napominjem da je ovu opciju odobrio IUPAC (Međunarodna unija čiste i primijenjene hemije). Hajde da to pogledamo.

Osam grupa je zamijenjeno sa osamnaest, među kojima više nema podjele na glavne i sekundarne, a sve grupe su diktirane rasporedom elektrona u atomska školjka. Istovremeno su se riješili dvorednih i jednorednih perioda, sada svi periodi sadrže samo jedan red. Koliko je ova opcija zgodna? Sada se jasnije sagledava periodičnost svojstava elemenata. Broj grupe se u suštini odnosi na broj elektrona u eksternom nivou, u vezi s čime se sve glavne podgrupe stare verzije nalaze u prvoj, drugoj i trinaestoj do osamnaestoj grupi, a sve "bivše bočne" grupe nalaze se u sredini tabele. Dakle, sada se iz tabele jasno vidi da ako je ovo prva grupa, onda su to alkalni metali a za vas nema bakra ili srebra, a jasno je da svi tranzitni metali dobro pokazuju sličnost svojih svojstava zbog punjenja d-podnivoa, što utiče u manjoj mjeri eksterna svojstva, kao i lantanidi i aktinidi pokazuju slična svojstva samo zbog razlike u f-podnivou. Dakle, cijela tabela je podijeljena na sljedeće blokove: s-blok, na koji se popunjavaju s-elektroni, d-blok, p-blok i f-blok, sa popunjavanjem d, p, odnosno f-elektrona.

Nažalost, kod nas je ova opcija u školske udžbenike uvrštena tek u posljednje 2-3 godine, a ni tada ne u svim. I veoma pogrešno. Sa čime je to povezano? Pa, prvo, sa stagnirajućim vremenima u brzim 90-im, kada u zemlji nije bilo nikakvog razvoja, a da ne govorimo o sektoru obrazovanja, naime 90-ih, svjetska hemijska zajednica je prešla na ovu opciju. Drugo, sa malom inercijom i poteškoćama u sagledavanju svega novog, jer su naši nastavnici navikli na staru, kratkoročnu verziju tabele, uprkos činjenici da je mnogo teže i manje zgodno kada se uči hemija.

Proširena verzija periodnog sistema.

Ali vrijeme ne stoji, nauka i tehnologija također. Već je otkriven 118. element periodnog sistema, što znači da će uskoro morati da bude otkrivena sledeća, osma, period tabele. Osim toga, pojavit će se novi energetski podnivo: g-podnivo. Elementi njegovih sastojaka će se morati pomjeriti niz tabelu, poput lantanoida ili aktinida, ili će se ova tabela još dvaput proširiti, tako da više neće stati na A4 list. Ovdje ću dati samo link na Wikipediju (pogledajte Prošireni periodični sistem) i neću više ponavljati opis ove opcije. Svi zainteresovani mogu pratiti link i pogledati.

U ovoj verziji ni f-elementi (lantanidi i aktinidi) ni g-elementi ("elementi budućnosti" iz br. 121-128) nisu navedeni zasebno, već čine tabelu širom za 32 ćelije. Takođe, element Helijum je stavljen u drugu grupu, pošto je uključen u s-blok.

Općenito, malo je vjerovatno da će budući kemičari koristiti ovu opciju, najvjerovatnije će periodni sistem biti zamijenjen jednom od alternativa koje su već iznijeli hrabri naučnici: Benfeyjev sistem, Stewartova "Kemijska galaksija" ili neka druga opcija. Ali to će biti tek nakon postizanja drugog ostrva stabilnosti hemijskih elemenata i najvjerovatnije će biti potrebno više za jasnoću u nuklearna fizika nego u hemiji, ali za sada će nam biti dovoljan stari dobri periodični sistem Dmitrija Ivanoviča.