Το έκτο στοιχείο του περιοδικού πίνακα. Περιοδικό σύστημα Μεντελέεφ

Πώς να χρησιμοποιήσετε τον περιοδικό πίνακα Για ένα μη μυημένο άτομο, η ανάγνωση του περιοδικού πίνακα είναι το ίδιο με το να κοιτάτε τους αρχαίους ρούνους των ξωτικών για έναν νάνο. Και ο περιοδικός πίνακας, παρεμπιπτόντως, αν χρησιμοποιηθεί σωστά, μπορεί να πει πολλά για τον κόσμο. Εκτός από το να σας εξυπηρετεί στις εξετάσεις, είναι επίσης απλά απαραίτητο για την επίλυση προβλημάτων. τεράστιο ποσόχημική και σωματικές εργασίες. Πώς όμως να το διαβάσετε; Ευτυχώς, σήμερα όλοι μπορούν να μάθουν αυτήν την τέχνη. Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε πώς να κατανοήσετε τον περιοδικό πίνακα.

Το περιοδικό σύστημα χημικών στοιχείων (πίνακας Mendeleev) είναι μια ταξινόμηση χημικών στοιχείων που καθορίζει την εξάρτηση των διαφόρων ιδιοτήτων των στοιχείων από το φορτίο ατομικό πυρήνα.

Ιστορικό της δημιουργίας του πίνακα

Ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ δεν ήταν ένας απλός χημικός, αν κάποιος το πιστεύει. Ήταν χημικός, φυσικός, γεωλόγος, μετρολόγος, οικολόγος, οικονομολόγος, ελαιολόγος, αεροναύτης, οργανοποιός και δάσκαλος. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, ο επιστήμονας κατάφερε να πραγματοποιήσει πολλές θεμελιώδεις έρευνες σε διάφορους τομείς της γνώσης. Για παράδειγμα, πιστεύεται ευρέως ότι ήταν ο Mendeleev που υπολόγισε την ιδανική δύναμη της βότκας - 40 μοίρες. Δεν γνωρίζουμε πώς αντιμετώπιζε τη βότκα ο Mendeleev, αλλά είναι γνωστό ότι η διατριβή του με θέμα "Λόγος για τον συνδυασμό του αλκοόλ με το νερό" δεν είχε καμία σχέση με τη βότκα και θεωρούσε τις συγκεντρώσεις αλκοόλ από 70 βαθμούς. Με όλα τα πλεονεκτήματα του επιστήμονα, η ανακάλυψη του περιοδικού νόμου των χημικών στοιχείων - ένας από τους θεμελιώδεις νόμους της φύσης, του έφερε την ευρύτερη φήμη.

Υπάρχει ένας μύθος σύμφωνα με τον οποίο ο επιστήμονας ονειρεύτηκε το περιοδικό σύστημα, μετά από το οποίο έπρεπε μόνο να ολοκληρώσει την ιδέα που είχε εμφανιστεί. Αλλά, αν όλα ήταν τόσο απλά .. Αυτή η εκδοχή της δημιουργίας του περιοδικού πίνακα, προφανώς, δεν είναι παρά ένας μύθος. Όταν ρωτήθηκε πώς άνοιξε το τραπέζι, ο ίδιος ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς απάντησε: Το σκέφτομαι για ίσως είκοσι χρόνια, και σκέφτεσαι: Κάθισα και ξαφνικά… είναι έτοιμο».

Στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα, προσπάθειες εξορθολογισμού των γνωστών χημικών στοιχείων (63 στοιχεία ήταν γνωστά) έγιναν ταυτόχρονα από αρκετούς επιστήμονες. Για παράδειγμα, το 1862 ο Alexandre Emile Chancourtois τοποθέτησε τα στοιχεία κατά μήκος μιας έλικας και σημείωσε την κυκλική επανάληψη των χημικών ιδιοτήτων. Ο χημικός και μουσικός John Alexander Newlands πρότεινε τη δική του εκδοχή Περιοδικός Πίνακαςτο 1866. Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι στη διάταξη των στοιχείων ο επιστήμονας προσπάθησε να ανακαλύψει κάποια μυστικιστική μουσική αρμονία. Μεταξύ άλλων προσπαθειών ήταν και η προσπάθεια του Μεντελέγιεφ, που στέφθηκε με επιτυχία.

Το 1869 δημοσιεύτηκε το πρώτο σχήμα του πίνακα και η ημέρα της 1ης Μαρτίου 1869 θεωρείται η ημέρα της ανακάλυψης του περιοδικού νόμου. Η ουσία της ανακάλυψης του Mendeleev ήταν ότι οι ιδιότητες των στοιχείων με αυξανόμενη ατομική μάζα δεν αλλάζουν μονότονα, αλλά περιοδικά. Η πρώτη έκδοση του πίνακα περιείχε μόνο 63 στοιχεία, αλλά ο Mendeleev ανέλαβε μια σειρά από πολύ μη τυποποιημένες λύσεις. Έτσι, μάντεψε να αφήσει μια θέση στον πίνακα για όχι ακόμα ανοιχτά στοιχείακαι άλλαξε επίσης τις ατομικές μάζες ορισμένων στοιχείων. Η θεμελιώδης ορθότητα του νόμου που εξήχθη από τον Mendeleev επιβεβαιώθηκε πολύ σύντομα, μετά την ανακάλυψη του γαλλίου, του σκανδίου και του γερμανίου, η ύπαρξη των οποίων είχε προβλεφθεί από τους επιστήμονες.

Σύγχρονη άποψη του περιοδικού πίνακα

Παρακάτω είναι ο ίδιος ο πίνακας.

Σήμερα, για την παραγγελία των στοιχείων, αντί για ατομικό βάρος (ατομική μάζα), χρησιμοποιείται η έννοια ατομικός αριθμός(ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα). Ο πίνακας περιέχει 120 στοιχεία, τα οποία είναι διατεταγμένα από αριστερά προς τα δεξιά σε αύξουσα σειρά του ατομικού αριθμού (αριθμός πρωτονίων)

Οι στήλες του πίνακα είναι οι λεγόμενες ομάδες και οι σειρές είναι τελείες. Στον πίνακα υπάρχουν 18 όμιλοι και 8 περίοδοι.

• Οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων μειώνονται όταν κινούνται κατά μήκος της περιόδου από αριστερά προς τα δεξιά και μέσα αντίστροφη κατεύθυνση- αυξάνουν.
• Οι διαστάσεις των ατόμων μειώνονται καθώς μετακινούνται από αριστερά προς τα δεξιά κατά τις περιόδους.
• Όταν μετακινείστε από πάνω προς τα κάτω στην ομάδα, οι αναγωγικές μεταλλικές ιδιότητες αυξάνονται.
• Οι οξειδωτικές και μη μεταλλικές ιδιότητες αυξάνονται κατά την περίοδο από αριστερά προς τα δεξιά.ΕΓΩ.

Τι μαθαίνουμε για το στοιχείο από τον πίνακα; Για παράδειγμα, ας πάρουμε το τρίτο στοιχείο του πίνακα - το λίθιο, και ας το εξετάσουμε λεπτομερώς.

Πρώτα απ 'όλα, βλέπουμε το σύμβολο του ίδιου του στοιχείου και το όνομά του κάτω από αυτό. Στην επάνω αριστερή γωνία βρίσκεται ο ατομικός αριθμός του στοιχείου, με τη σειρά με την οποία βρίσκεται το στοιχείο στον πίνακα. Ατομικός αριθμός, όπως ήδη αναφέρθηκε, ισούται με τον αριθμόπρωτόνια στον πυρήνα. Ο αριθμός των θετικών πρωτονίων είναι συνήθως ίσος με τον αριθμό των αρνητικών ηλεκτρονίων σε ένα άτομο (με εξαίρεση τα ισότοπα).

Η ατομική μάζα υποδεικνύεται κάτω από τον ατομικό αριθμό (σε αυτήν την έκδοση του πίνακα). Αν στρογγυλοποιήσουμε την ατομική μάζα στον πλησιέστερο ακέραιο, παίρνουμε τον λεγόμενο μαζικό αριθμό. Διαφορά μαζικός αριθμόςκαι ο ατομικός αριθμός δίνει τον αριθμό των νετρονίων στον πυρήνα. Έτσι, ο αριθμός των νετρονίων σε έναν πυρήνα ηλίου είναι δύο και στο λίθιο - τέσσερα.

Οπότε το μάθημά μας "Το τραπέζι του Μεντελέεφ για τα ανδρείκελα" τελείωσε. Εν κατακλείδι, σας προσκαλούμε να παρακολουθήσετε ένα θεματικό βίντεο και ελπίζουμε ότι το ερώτημα σχετικά με το πώς να χρησιμοποιήσετε τον περιοδικό πίνακα του Mendeleev έχει γίνει πιο ξεκάθαρο σε εσάς. Υπενθύμιση για μελέτη Νέο αντικείμενοπάντα πιο αποτελεσματικό όχι μόνος του, αλλά με τη βοήθεια ενός έμπειρου μέντορα. Γι' αυτό, δεν πρέπει ποτέ να ξεχνάτε αυτούς που με χαρά θα μοιραστούν μαζί σας τη γνώση και την εμπειρία τους.

Βασίστηκε στο έργο του Robert Boyle και του Antoine Lavouzier. Ο πρώτος επιστήμονας υποστήριξε την αναζήτηση αδιάσπαστων χημικών στοιχείων. 15 από αυτά που ο Boyle απαριθμούσε το 1668.

Ο Lavuzier πρόσθεσε άλλα 13 σε αυτά, αλλά έναν αιώνα αργότερα. Η αναζήτηση κράτησε γιατί δεν υπήρχε συνεκτική θεωρία για τη σύνδεση μεταξύ των στοιχείων. Τελικά στο «παιχνίδι» μπήκε ο Ντμίτρι Μεντελέεφ. Αποφάσισε ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ της ατομικής μάζας των ουσιών και της θέσης τους στο σύστημα.

Αυτή η θεωρία επέτρεψε στον επιστήμονα να ανακαλύψει δεκάδες στοιχεία χωρίς να τα ανακαλύψει στην πράξη, αλλά στη φύση. Αυτό τοποθετήθηκε στους ώμους των μεταγενέστερων. Αλλά τώρα δεν είναι για αυτούς. Ας αφιερώσουμε το άρθρο στον μεγάλο Ρώσο επιστήμονα και στο τραπέζι του.

Η ιστορία της δημιουργίας του περιοδικού πίνακα

Περιοδικός Πίνακαςξεκίνησε με το βιβλίο «Σχέση ιδιοτήτων με το ατομικό βάρος των στοιχείων». Το έργο εκδόθηκε τη δεκαετία του 1870. Παράλληλα, ο Ρώσος επιστήμονας μίλησε στη χημική εταιρεία της χώρας και έστειλε την πρώτη εκδοχή του πίνακα σε συναδέλφους του από το εξωτερικό.

Πριν από τον Mendeleev, 63 στοιχεία ανακαλύφθηκαν από διάφορους επιστήμονες. Ο συμπατριώτης μας ξεκίνησε συγκρίνοντας τις περιουσίες τους. Πρώτα απ' όλα δούλεψε με κάλιο και χλώριο. Στη συνέχεια, ανέλαβε την ομάδα μετάλλων της αλκαλικής ομάδας.

Ο χημικός πήρε ένα ειδικό τραπέζι και κάρτες στοιχείων για να τα απλώσει σαν πασιέντζα, αναζητώντας τα κατάλληλα ταιριάσματα και συνδυασμούς. Ως αποτέλεσμα, προέκυψε μια εικόνα: - οι ιδιότητες των συστατικών εξαρτώνται από τη μάζα των ατόμων τους. Ετσι, στοιχεία του περιοδικού πίνακαπαρατάσσονται σε τάξεις.

Η ανακάλυψη του μαέστρου της χημείας ήταν η απόφαση να αφήσει κενά σε αυτές τις τάξεις. Η περιοδικότητα της διαφοράς μεταξύ των ατομικών μαζών οδήγησε τον επιστήμονα να υποθέσει ότι δεν είναι ακόμη όλα τα στοιχεία γνωστά στην ανθρωπότητα. Τα κενά βάρους μεταξύ κάποιων από τους «γείτονες» ήταν πολύ μεγάλα.

Να γιατί, περιοδικός πίνακας του Μεντελέεφέγινε σαν σκακιέρα, με άφθονα «λευκά» κελιά. Ο χρόνος έδειξε ότι πραγματικά περίμεναν τους «καλεσμένους» τους. Για παράδειγμα, έγιναν αδρανή αέρια. Ήλιο, νέον, αργό, κρυπτό, ραδιενεργό και ξένο ανακαλύφθηκαν μόλις στη δεκαετία του '30 του 20ού αιώνα.

Τώρα για τους μύθους. Πιστεύεται ευρέως ότι πίνακας χημικώνΜεντελέεφτου εμφανίστηκε σε ένα όνειρο. Αυτές είναι οι ίντριγκες των πανεπιστημιακών δασκάλων, πιο συγκεκριμένα, ένας από αυτούς - ο Alexander Inostrantsev. Πρόκειται για έναν Ρώσο γεωλόγο που έδωσε διάλεξη στο Πανεπιστήμιο Μεταλλείων της Αγίας Πετρούπολης.

Ο Ινοστράντσεφ γνώριζε τον Μεντέλεφ και τον επισκέφτηκε. Κάποτε, εξαντλημένος από την αναζήτηση, ο Ντμίτρι αποκοιμήθηκε ακριβώς μπροστά στον Αλέξανδρο. Περίμενε μέχρι να ξυπνήσει ο χημικός και είδε πώς ο Μεντελέγιεφ αρπάζει ένα κομμάτι χαρτί και γράφει την τελική έκδοση του πίνακα.

Στην πραγματικότητα, ο επιστήμονας απλά δεν είχε χρόνο να το κάνει πριν τον αιχμαλωτίσει ο Μορφέας. Ωστόσο, ο Ινοστράντσεφ ήθελε να διασκεδάσει τους μαθητές του. Με βάση αυτά που είδε, ο γεωλόγος βρήκε ένα ποδήλατο, το οποίο οι ευγνώμονες ακροατές διέδωσαν γρήγορα στις μάζες.

Χαρακτηριστικά του περιοδικού πίνακα

Από την πρώτη έκδοση το 1969 τακτικός περιοδικός πίνακαςβελτιώθηκε πολλές φορές. Έτσι, με την ανακάλυψη στη δεκαετία του 1930 ευγενή αέριακατάφερε να συναγάγει μια νέα εξάρτηση των στοιχείων, - από τους σειριακούς αριθμούς τους, και όχι από τη μάζα, όπως δήλωσε ο συγγραφέας του συστήματος.

Η έννοια του «ατομικού βάρους» αντικαταστάθηκε από τον «ατομικό αριθμό». Ήταν δυνατό να μελετηθεί ο αριθμός των πρωτονίων στους πυρήνες των ατόμων. Αυτό το σχήμα είναι σειριακός αριθμόςστοιχείο.

Οι επιστήμονες του 20ου αιώνα έχουν μελετήσει και ηλεκτρονική δομήάτομα. Επηρεάζει επίσης την περιοδικότητα των στοιχείων και αντικατοπτρίζεται σε μεταγενέστερες εκδόσεις. περιοδικούς πίνακες. Μια φωτογραφίαΟ κατάλογος δείχνει ότι οι ουσίες σε αυτόν διατάσσονται καθώς αυξάνεται το ατομικό βάρος.

Η θεμελιώδης αρχή δεν άλλαξε. Η μάζα αυξάνεται από αριστερά προς τα δεξιά. Παράλληλα, ο πίνακας δεν είναι ενιαίος, αλλά χωρίζεται σε 7 περιόδους. Εξ ου και το όνομα της λίστας. Η περίοδος είναι μια οριζόντια σειρά. Η αρχή του είναι τυπικά μέταλλα, το τέλος είναι στοιχεία με μη μεταλλικές ιδιότητες. Η πτώση είναι σταδιακή.

Υπάρχουν μεγάλες και μικρές περίοδοι. Τα πρώτα βρίσκονται στην αρχή του πίνακα, υπάρχουν 3. Ανοίγει μια λίστα με τελεία 2 στοιχείων. Ακολουθούν δύο στήλες, στις οποίες υπάρχουν 8 στοιχεία. Οι υπόλοιπες 4 περίοδοι είναι μεγάλες. Το 6ο είναι το μεγαλύτερο, έχει 32 στοιχεία. Στην 4η και την 5η υπάρχουν 18 από αυτές και στην 7η - 24.

Μπορεί να μετρηθεί πόσα στοιχεία στον πίνακαΜεντελέεφ. Υπάρχουν 112 τίτλοι συνολικά. Ονόματα. Υπάρχουν 118 κελιά, αλλά υπάρχουν παραλλαγές της λίστας με 126 πεδία. Υπάρχουν ακόμα κενά κελιά για μη ανακαλυφθέντα στοιχεία που δεν έχουν ονόματα.

Δεν χωρούν όλες οι περίοδοι σε μια γραμμή. Οι μεγάλες περίοδοι αποτελούνται από 2 σειρές. Η ποσότητα των μετάλλων σε αυτά υπερτερεί. Ως εκ τούτου, οι κατώτατες γραμμές είναι πλήρως αφιερωμένες σε αυτές. Στις επάνω σειρές παρατηρείται σταδιακή μείωση από μέταλλα σε αδρανείς ουσίες.

Εικόνες περιοδικού πίνακαχωρισμένη κάθετα. το ομάδες στον περιοδικό πίνακα, υπάρχουν 8. Στοιχεία παρόμοια σε χημικές ιδιότητες διατάσσονται κατακόρυφα. Χωρίζονται σε κύριες και δευτερεύουσες υποομάδες. Τα τελευταία ξεκινούν μόνο από την 4η περίοδο. Οι κύριες υποομάδες περιλαμβάνουν επίσης στοιχεία μικρών περιόδων.

Η ουσία του περιοδικού πίνακα

Ονόματα στοιχείων του περιοδικού πίνακαείναι 112 θέσεις. Η ουσία της τακτοποίησής τους σε μια ενιαία λίστα είναι η συστηματοποίηση των πρωταρχικών στοιχείων. Άρχισαν να πολεμούν γι' αυτό ακόμη και στην αρχαιότητα.

Ο Αριστοτέλης ήταν από τους πρώτους που κατάλαβε από τι αποτελείται ό,τι υπάρχει. Έλαβε ως βάση τις ιδιότητες των ουσιών - κρύο και ζέστη. Ο Εμπειροκλής ξεχώρισε 4 θεμελιώδεις αρχές ανάλογα με τα στοιχεία: νερό, γη, φωτιά και αέρα.

Μέταλλα στον περιοδικό πίνακα, όπως και άλλα στοιχεία, είναι οι πολύ θεμελιώδεις αρχές, αλλά με σύγχρονο σημείοόραμα. Ρώσος χημικόςκατάφερε να ανακαλύψει τα περισσότερα από τα συστατικά του κόσμου μας και να προτείνει την ύπαρξη άγνωστων ακόμα πρωταρχικών στοιχείων.

Τελικά φαίνεται πως προφορά του περιοδικού πίνακα- εκφράζοντας ένα συγκεκριμένο μοντέλο της πραγματικότητάς μας, αποσυνθέτοντας το σε συστατικά στοιχεία. Ωστόσο, η εκμάθησή τους δεν είναι εύκολη. Ας προσπαθήσουμε να κάνουμε την εργασία πιο εύκολη, περιγράφοντας μερικές αποτελεσματικές μεθόδους.

Πώς να μάθετε τον περιοδικό πίνακα

Ας ξεκινήσουμε με σύγχρονη μέθοδος. Επιστήμονες υπολογιστών έχουν αναπτύξει μια σειρά από παιχνίδια flash που βοηθούν στην απομνημόνευση της λίστας του Mendeleev. Προσφέρεται στους συμμετέχοντες στο έργο να βρουν στοιχεία με διαφορετικές επιλογές, για παράδειγμα, όνομα, ατομική μάζα, ονομασία γραμμάτων.

Ο παίκτης έχει το δικαίωμα να επιλέξει το πεδίο δραστηριότητας - μόνο μέρος του τραπεζιού ή ολόκληρο. Στη διαθήκη μας, επίσης, να αποκλείσουμε τα ονόματα στοιχείων, άλλες παραμέτρους. Αυτό περιπλέκει την αναζήτηση. Για τους προχωρημένους παρέχεται και χρονόμετρο, δηλαδή η εκπαίδευση πραγματοποιείται με ταχύτητα.

Οι συνθήκες παιχνιδιού κάνουν τη μάθηση αριθμούς στοιχείων στον περιοδικό πίνακαόχι βαρετό, αλλά διασκεδαστικό. Ο ενθουσιασμός ξυπνά και γίνεται ευκολότερο να συστηματοποιηθεί η γνώση στο κεφάλι. Όσοι δεν δέχονται έργα flash υπολογιστών προσφέρουν περισσότερα παραδοσιακό τρόπομαθαίνοντας τη λίστα.

Χωρίζεται σε 8 ομάδες, ή 18 (σύμφωνα με την έκδοση του 1989). Για ευκολία στην απομνημόνευση, είναι καλύτερο να δημιουργήσετε πολλούς ξεχωριστούς πίνακες, αντί να εργάζεστε σε μια ολόκληρη έκδοση. Οι οπτικές εικόνες που ταιριάζουν με καθένα από τα στοιχεία βοηθούν επίσης. Βασιστείτε στους δικούς σας συνειρμούς.

Έτσι, ο σίδηρος στον εγκέφαλο μπορεί να συσχετιστεί, για παράδειγμα, με ένα νύχι και ο υδράργυρος με ένα θερμόμετρο. Το όνομα του στοιχείου είναι άγνωστο; Χρησιμοποιούμε τη μέθοδο των υποδηλωτικών συσχετισμών. , για παράδειγμα, θα συνθέσουμε από τις αρχές των λέξεων «τάφι» και «ομιλητής».

Χαρακτηριστικά του περιοδικού πίνακαμην μελετάς σε μια συνεδρίαση. Τα μαθήματα προτείνονται για 10-20 λεπτά την ημέρα. Συνιστάται να ξεκινήσετε θυμόμαστε μόνο τα βασικά χαρακτηριστικά: το όνομα του στοιχείου, την ονομασία του, την ατομική του μάζα και τον αύξοντα αριθμό.

Οι μαθητές προτιμούν να κρεμούν τον περιοδικό πίνακα πάνω από την επιφάνεια εργασίας ή στον τοίχο, τον οποίο συχνά βλέπει κανείς. Η μέθοδος είναι καλή για άτομα με υπεροχή της οπτικής μνήμης. Τα δεδομένα από τη λίστα απομνημονεύονται ακούσια ακόμη και χωρίς να στριμώχνονται.

Αυτό λαμβάνεται υπόψη και από τους εκπαιδευτικούς. Κατά κανόνα, δεν σας αναγκάζουν να απομνημονεύσετε τη λίστα, σας επιτρέπουν να την κοιτάξετε ακόμα και στους ελέγχους. Το να κοιτάς συνεχώς το τραπέζι ισοδυναμεί με το αποτέλεσμα της εκτύπωσης στον τοίχο ή της σύνταξης cheat sheets πριν από τις εξετάσεις.

Ξεκινώντας τη μελέτη, ας θυμίσουμε ότι ο Mendeleev δεν θυμήθηκε αμέσως τη λίστα του. Κάποτε, όταν ο επιστήμονας ρωτήθηκε πώς άνοιξε το τραπέζι, η απάντηση ήταν: «Το σκέφτομαι για ίσως 20 χρόνια, αλλά εσύ σκέφτεσαι: Κάθισα και, ξαφνικά, είναι έτοιμο». Το περιοδικό σύστημα είναι επίπονη εργασία που δεν μπορεί να κατακτηθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Η επιστήμη δεν ανέχεται τη βιασύνη, γιατί οδηγεί σε αυταπάτες και ενοχλητικά λάθη. Ταυτόχρονα λοιπόν με τον Mendeleev, ο πίνακας συντάχθηκε από τον Lothar Meyer. Ωστόσο, ο Γερμανός δεν ολοκλήρωσε λίγο τη λίστα και δεν ήταν πειστικός στο να αποδείξει την άποψή του. Ως εκ τούτου, το κοινό αναγνώρισε το έργο του Ρώσου επιστήμονα και όχι του συναδέλφου του χημικού από τη Γερμανία.

Εάν ο περιοδικός πίνακας σας φαίνεται δύσκολο να κατανοήσετε, δεν είστε μόνοι! Αν και μπορεί να είναι δύσκολο να κατανοήσουμε τις αρχές του, το να ξέρεις πώς να το δουλέψεις θα βοηθήσει στη μάθηση φυσικές επιστήμες. Για να ξεκινήσετε, μελετήστε τη δομή του πίνακα και ποιες πληροφορίες μπορούν να ληφθούν από αυτόν για κάθε χημικό στοιχείο. Στη συνέχεια, μπορείτε να ξεκινήσετε την εξερεύνηση των ιδιοτήτων κάθε στοιχείου. Και τέλος, χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα, μπορείτε να προσδιορίσετε τον αριθμό των νετρονίων σε ένα άτομο ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου.

Βήματα

Μέρος 1

Δομή πίνακα

Ο περιοδικός πίνακας, ή ο περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων, αρχίζει στα αριστερά πάνω γωνίακαι τελειώνει στο τέλος της τελευταίας σειράς του πίνακα (κάτω δεξιά γωνία). Τα στοιχεία του πίνακα είναι διατεταγμένα από αριστερά προς τα δεξιά σε αύξουσα σειρά του ατομικού τους αριθμού. Ο ατομικός αριθμός σας λέει πόσα πρωτόνια υπάρχουν σε ένα άτομο. Επιπλέον, όσο αυξάνεται ο ατομικός αριθμός, αυξάνεται και η ατομική μάζα. Έτσι, από τη θέση ενός στοιχείου στον περιοδικό πίνακα, μπορείτε να προσδιορίσετε την ατομική του μάζα.

Όπως μπορείτε να δείτε, κάθε επόμενο στοιχείο περιέχει ένα περισσότερο πρωτόνιο από το στοιχείο που προηγείται.Αυτό είναι προφανές αν κοιτάξεις ατομικοί αριθμοί. Οι ατομικοί αριθμοί αυξάνονται κατά ένα καθώς μετακινείστε από αριστερά προς τα δεξιά. Δεδομένου ότι τα στοιχεία είναι διατεταγμένα σε ομάδες, ορισμένα κελιά του πίνακα παραμένουν κενά.

• Για παράδειγμα, η πρώτη σειρά του πίνακα περιέχει υδρογόνο, που έχει ατομικό αριθμό 1, και ήλιο, με ατομικό αριθμό 2. Ωστόσο, βρίσκονται σε αντίθετα άκρα επειδή ανήκουν σε διαφορετικές ομάδες.

1. Μάθετε για ομάδες που περιλαμβάνουν στοιχεία με παρόμοιες φυσικές και χημικές ιδιότητες.Τα στοιχεία κάθε ομάδας βρίσκονται στην αντίστοιχη κάθετη στήλη. Κατά κανόνα, υποδεικνύονται με το ίδιο χρώμα, το οποίο βοηθά στον εντοπισμό στοιχείων με παρόμοιες φυσικές και χημικές ιδιότητες και στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς τους. Όλα τα στοιχεία μιας συγκεκριμένης ομάδας έχουν τον ίδιο αριθμόηλεκτρόνια στο εξωτερικό περίβλημα.

   • Το υδρογόνο μπορεί να αποδοθεί τόσο στην ομάδα των αλκαλικών μετάλλων όσο και στην ομάδα των αλογόνων. Σε ορισμένους πίνακες αναφέρεται και στις δύο ομάδες.
   • Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι ομάδες αριθμούνται από το 1 έως το 18 και οι αριθμοί τοποθετούνται στην κορυφή ή στο κάτω μέρος του πίνακα. Οι αριθμοί μπορούν να δίνονται με ρωμαϊκούς (π.χ. IA) ή αραβικούς (π.χ. 1Α ή 1) αριθμούς.
   • Όταν κινείστε κατά μήκος της στήλης από πάνω προς τα κάτω, λένε ότι "περιηγείστε στην ομάδα".

2. Μάθετε γιατί υπάρχουν κενά κελιά στον πίνακα.Τα στοιχεία ταξινομούνται όχι μόνο σύμφωνα με τον ατομικό τους αριθμό, αλλά και σύμφωνα με ομάδες (στοιχεία της ίδιας ομάδας έχουν παρόμοιες φυσικές και χημικές ιδιότητες). Αυτό διευκολύνει την κατανόηση του τρόπου συμπεριφοράς ενός στοιχείου. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται ο ατομικός αριθμός, στοιχεία που εμπίπτουν στην αντίστοιχη ομάδα δεν βρίσκονται πάντα, επομένως υπάρχουν κενά κελιά στον πίνακα.

   • Για παράδειγμα, οι πρώτες 3 σειρές έχουν κενά κελιά, αφού τα μέταλλα μετάπτωσης βρίσκονται μόνο από τον ατομικό αριθμό 21.
   • Στοιχεία με ατομικούς αριθμούς από 57 έως 102 ανήκουν στα στοιχεία σπανίων γαιών και συνήθως τοποθετούνται σε ξεχωριστή υποομάδα στην κάτω δεξιά γωνία του πίνακα.

3. Κάθε γραμμή του πίνακα αντιπροσωπεύει μια τελεία.Όλα τα στοιχεία της ίδιας περιόδου έχουν τον ίδιο αριθμό ατομικά τροχιακάστα οποία βρίσκονται τα ηλεκτρόνια στα άτομα. Ο αριθμός των τροχιακών αντιστοιχεί στον αριθμό της περιόδου. Ο πίνακας περιέχει 7 σειρές, δηλαδή 7 τελείες.

   • Για παράδειγμα, τα άτομα των στοιχείων της πρώτης περιόδου έχουν ένα τροχιακό και τα άτομα των στοιχείων της έβδομης περιόδου έχουν 7 τροχιακά.
   • Κατά κανόνα, οι τελείες υποδεικνύονται με αριθμούς από το 1 έως το 7 στα αριστερά του πίνακα.
   • Καθώς κινείστε κατά μήκος μιας γραμμής από αριστερά προς τα δεξιά, λέγεται ότι "σαρώνετε μια τελεία".

4. Μάθετε να διακρίνετε τα μέταλλα, τα μεταλλοειδή και τα μη μέταλλα.Θα κατανοήσετε καλύτερα τις ιδιότητες ενός στοιχείου εάν μπορείτε να προσδιορίσετε σε ποιον τύπο ανήκει. Για λόγους ευκολίας, στους περισσότερους πίνακες, ορίζονται μέταλλα, μεταλλοειδή και μη μέταλλα διαφορετικά χρώματα. Τα μέταλλα βρίσκονται στα αριστερά και τα αμέταλλα στη δεξιά πλευρά του τραπεζιού. Ανάμεσά τους βρίσκονται μεταλλοειδή.

   Μέρος 2ο

   Ονομασίες στοιχείων

   1. Κάθε στοιχείο χαρακτηρίζεται με ένα ή δύο λατινικά γράμματα.Κατά κανόνα, το σύμβολο του στοιχείου εμφανίζεται με μεγάλα γράμματα στο κέντρο του αντίστοιχου κελιού. Το σύμβολο είναι ένα συντομευμένο όνομα για ένα στοιχείο που είναι το ίδιο στις περισσότερες γλώσσες. Όταν πειραματίζεσαι και δουλεύεις με χημικές εξισώσειςΤα σύμβολα στοιχείων χρησιμοποιούνται συνήθως, επομένως είναι καλό να τα θυμάστε.

      • Συνήθως, τα σύμβολα στοιχείων είναι συντομογραφία για αυτά. Λατινική ονομασία, αν και για ορισμένα, ειδικά στοιχεία που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα, προέρχονται από την κοινή ονομασία. Για παράδειγμα, το ήλιο συμβολίζεται με το σύμβολο He, το οποίο είναι κοντά στο κοινό όνομα στις περισσότερες γλώσσες. Ταυτόχρονα, ο σίδηρος χαρακτηρίζεται ως Fe, που είναι συντομογραφία της λατινικής του ονομασίας.

   2. Δώστε προσοχή στο πλήρες όνομα του στοιχείου, εάν δίνεται στον πίνακα.Αυτό το "όνομα" του στοιχείου χρησιμοποιείται σε κανονικά κείμενα. Για παράδειγμα, «ήλιο» και «άνθρακας» είναι τα ονόματα των στοιχείων. Συνήθως, αν και όχι πάντα, πλήρη ονόματαΤα στοιχεία παρατίθενται κάτω από το χημικό τους σύμβολο.

      • Μερικές φορές τα ονόματα των στοιχείων δεν αναφέρονται στον πίνακα και δίνονται μόνο τα χημικά τους σύμβολα.

   3. Βρείτε τον ατομικό αριθμό.Συνήθως ο ατομικός αριθμός του στοιχείου βρίσκεται στο πάνω μέρος του αντίστοιχου κελιού, στη μέση ή στη γωνία. Μπορεί επίσης να εμφανίζεται κάτω από το όνομα του συμβόλου ή του στοιχείου. Τα στοιχεία έχουν ατομικούς αριθμούς από 1 έως 118.

      • Ο ατομικός αριθμός είναι πάντα ακέραιος.

   4. Θυμηθείτε ότι ο ατομικός αριθμός αντιστοιχεί στον αριθμό των πρωτονίων σε ένα άτομο.Όλα τα άτομα ενός στοιχείου περιέχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρόνια, ο αριθμός των πρωτονίων στα άτομα ενός στοιχείου παραμένει σταθερός. Διαφορετικά, θα είχε προκύψει άλλο χημικό στοιχείο!

Στη φύση, υπάρχουν πολλές επαναλαμβανόμενες ακολουθίες:

• εποχές;
• Ώρες της ημέρας;
• ημέρες της εβδομάδας…

Στα μέσα του 19ου αιώνα, ο D.I. Mendeleev παρατήρησε ότι Χημικές ιδιότητεςτα στοιχεία έχουν επίσης μια ορισμένη σειρά (λέγεται ότι αυτή η ιδέα του ήρθε σε ένα όνειρο). Το αποτέλεσμα των θαυματουργών ονείρων του επιστήμονα ήταν ο Περιοδικός Πίνακας Χημικών Στοιχείων, στον οποίο ο D.I. Ο Mendeleev τακτοποίησε τα χημικά στοιχεία κατά σειρά αύξησης της ατομικής μάζας. Στον σύγχρονο πίνακα, τα χημικά στοιχεία είναι διατεταγμένα σε αύξουσα σειρά του ατομικού αριθμού του στοιχείου (ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατόμου).

Ο ατομικός αριθμός εμφανίζεται πάνω από το σύμβολο ενός χημικού στοιχείου, κάτω από το σύμβολο είναι η ατομική του μάζα (το άθροισμα πρωτονίων και νετρονίων). Σημειώστε ότι η ατομική μάζα ορισμένων στοιχείων είναι μη ακέραιος! Θυμηθείτε τα ισότοπα!Η ατομική μάζα είναι ο σταθμισμένος μέσος όρος όλων των ισοτόπων ενός στοιχείου που απαντώνται φυσικά υπό φυσικές συνθήκες.

Κάτω από τον πίνακα είναι οι λανθανίδες και οι ακτινίδες.

Μέταλλα, αμέταλλα, μεταλλοειδή

Βρίσκονται στον Περιοδικό Πίνακα στα αριστερά της κλιμακωτής διαγώνιας γραμμής που ξεκινά με βόριο (Β) και τελειώνει με πολώνιο (Po) (εξαιρούνται το γερμάνιο (Ge) και το αντιμόνιο (Sb). Είναι εύκολο να δούμε ότι τα μέταλλα ασχολούμαι πλέονΠεριοδικός Πίνακας. Βασικές ιδιότητεςμέταλλα: στερεά (εκτός από υδράργυρο). λάμψη; καλοί ηλεκτρικοί και θερμικοί αγωγοί. πλαστική ύλη; Ελατός; δωρίζουν εύκολα ηλεκτρόνια.

Τα στοιχεία στα δεξιά της κλιμακωτής διαγωνίου B-Po ονομάζονται αμέταλλα. Οι ιδιότητες των μη μετάλλων είναι ακριβώς αντίθετες με τις ιδιότητες των μετάλλων: κακοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού. εύθραυστο; μη σφυρηλατημένο? μη πλαστικό? συνήθως δέχονται ηλεκτρόνια.

Μεταλλοειδή

Μεταξύ μετάλλων και μη μετάλλων είναι ημιμέταλλα(μεταλλοειδή). Χαρακτηρίζονται από τις ιδιότητες τόσο των μετάλλων όσο και των μη μετάλλων. Τα ημιμέταλλα βρήκαν την κύρια βιομηχανική τους εφαρμογή στην παραγωγή ημιαγωγών, χωρίς τους οποίους κανένα σύγχρονο μικροκύκλωμα ή μικροεπεξεργαστής δεν είναι αδιανόητο.

Περίοδοι και ομάδες

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο περιοδικός πίνακας αποτελείται από επτά περιόδους. Σε κάθε περίοδο, οι ατομικοί αριθμοί των στοιχείων αυξάνονται από αριστερά προς τα δεξιά.

Οι ιδιότητες των στοιχείων σε περιόδους αλλάζουν διαδοχικά: έτσι το νάτριο (Na) και το μαγνήσιο (Mg), που βρίσκονται στην αρχή της τρίτης περιόδου, εγκαταλείπουν ηλεκτρόνια (Το Na δίνει ένα ηλεκτρόνιο: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1· Mg δίνει δύο ηλεκτρόνια: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Αλλά το χλώριο (Cl), που βρίσκεται στο τέλος της περιόδου, παίρνει ένα στοιχείο: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Στις ομάδες, αντίθετα, όλα τα στοιχεία έχουν τις ίδιες ιδιότητες. Για παράδειγμα, στην ομάδα IA(1), όλα τα στοιχεία από το λίθιο (Li) έως το φράγκιο (Fr) δίνουν ένα ηλεκτρόνιο. Και όλα τα στοιχεία της ομάδας VIIA(17) παίρνουν ένα στοιχείο.

Ορισμένες ομάδες είναι τόσο σημαντικές που τους έχουν δοθεί ειδικά ονόματα. Αυτές οι ομάδες συζητούνται παρακάτω.

Ομάδα IA(1). Τα άτομα των στοιχείων αυτής της ομάδας έχουν μόνο ένα ηλεκτρόνιο στην εξωτερική στοιβάδα ηλεκτρονίων, επομένως δωρίζουν εύκολα ένα ηλεκτρόνιο.

Το πιο σημαντικό αλκαλιμέταλλα- νάτριο (Na) και κάλιο (K) καθώς παίζουν σημαντικός ρόλοςστη διαδικασία της ανθρώπινης ζωής και αποτελούν μέρος των αλάτων.

Ηλεκτρονικές διαμορφώσεις:

• Li- 1s 2 2s 1 ;
• Να- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• κ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Ομάδα ΙΙΑ(2). Τα άτομα των στοιχείων αυτής της ομάδας έχουν δύο ηλεκτρόνια στο εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων, τα οποία επίσης υποχωρούν κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων. Πλέον σημαντικό στοιχείο- ασβέστιο (Ca) - η βάση των οστών και των δοντιών.

Ηλεκτρονικές διαμορφώσεις:

• Είναι- 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

Ομάδα VIIA(17). Τα άτομα των στοιχείων αυτής της ομάδας λαμβάνουν συνήθως ένα ηλεκτρόνιο το καθένα, επειδή. στο εξωτερικό ηλεκτρονικό στρώμα υπάρχουν πέντε στοιχεία το καθένα και ένα ηλεκτρόνιο λείπει από το "πλήρες σύνολο".

Τα πιο διάσημα στοιχεία αυτής της ομάδας είναι: χλώριο (Cl) - είναι μέρος του αλατιού και της χλωρίνης. Το ιώδιο (Ι) είναι ένα στοιχείο που παίζει σημαντικό ρόλο στη δραστηριότητα του ανθρώπινου θυρεοειδούς αδένα.

Ηλεκτρονική διαμόρφωση:

• φά- 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

Ομάδα VIII(18).Τα άτομα των στοιχείων αυτής της ομάδας έχουν ένα πλήρως «στελεχωμένο» εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων. Επομένως, «δεν χρειάζεται» να δέχονται ηλεκτρόνια. Και δεν θέλουν να τα δώσουν. Ως εκ τούτου - τα στοιχεία αυτής της ομάδας είναι πολύ «απρόθυμα» να μπουν μέσα χημικές αντιδράσεις. Για πολύ καιρό πίστευαν ότι δεν αντιδρούν καθόλου (εξ ου και η ονομασία "αδρανείς", δηλ. "αδρανείς"). Αλλά ο χημικός Neil Barlett ανακάλυψε ότι μερικά από αυτά τα αέρια, υπό ορισμένες συνθήκες, μπορούν ακόμα να αντιδράσουν με άλλα στοιχεία.

Ηλεκτρονικές διαμορφώσεις:

• 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

Στοιχεία σθένους σε ομάδες

Είναι εύκολο να δούμε ότι μέσα σε κάθε ομάδα, τα στοιχεία είναι παρόμοια μεταξύ τους ως προς τα ηλεκτρόνια σθένους τους (ηλεκτρόνια των τροχιακών s και p που βρίσκονται στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας).

Τα αλκαλικά μέταλλα έχουν 1 ηλεκτρόνιο σθένους το καθένα:

• Li- 1s 2 2s 1 ;
• Να- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• κ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών έχουν 2 ηλεκτρόνια σθένους:

• Είναι- 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

Τα αλογόνα έχουν 7 ηλεκτρόνια σθένους:

• φά- 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

Τα αδρανή αέρια έχουν 8 ηλεκτρόνια σθένους:

• 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

Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στο άρθρο Σθένος και Πίνακας ηλεκτρονικών διαμορφώσεων ατόμων χημικών στοιχείων κατά περιόδους.

Ας στρέψουμε τώρα την προσοχή μας στα στοιχεία που βρίσκονται σε ομάδες με σύμβολα ΣΤΟ. Βρίσκονται στο κέντρο του περιοδικού πίνακα και ονομάζονται μεταβατικά μέταλλα.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτών των στοιχείων είναι η παρουσία ηλεκτρονίων στα άτομα που γεμίζουν d-τροχιακά:

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

Ξεχωριστά από τον κεντρικό πίνακα βρίσκονται λανθανίδεςκαι ακτινίδεςείναι τα λεγόμενα εσωτερικά μεταβατικά μέταλλα. Στα άτομα αυτών των στοιχείων γεμίζουν ηλεκτρόνια f-τροχιακά:

1. 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 ;
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

Πώς ξεκίνησαν όλα?

Πολλοί γνωστοί διαπρεπείς χημικοί στο γύρισμα του 19ου-20ου αιώνα έχουν από καιρό παρατηρήσει ότι οι φυσικές και χημικές ιδιότητες πολλών χημικών στοιχείων είναι πολύ παρόμοιες μεταξύ τους. Έτσι για παράδειγμα Κάλιο, Λίθιο και Νάτριο είναι όλα ενεργά μέταλλα, τα οποία, όταν αλληλεπιδρούν με το νερό, σχηματίζουν ενεργά υδροξείδια αυτών των μετάλλων. Χλώριο, Φθόριο, Βρώμιο στις ενώσεις τους με το υδρογόνο έδειξαν το ίδιο σθένος ίσο με Ι και όλες αυτές οι ενώσεις είναι ισχυρά οξέα. Από αυτή την ομοιότητα, έχει προταθεί από καιρό το συμπέρασμα ότι όλα τα γνωστά χημικά στοιχεία μπορούν να συνδυαστούν σε ομάδες και έτσι ώστε τα στοιχεία κάθε ομάδας να έχουν ένα ορισμένο σύνολο φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά. Ωστόσο, τέτοιες ομάδες συχνά συντάχθηκαν εσφαλμένα από διαφορετικά στοιχεία από διάφορους επιστήμονες και για μεγάλο χρονικό διάστημα ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των στοιχείων αγνοήθηκε από πολλούς - αυτή είναι η ατομική τους μάζα. Αγνοήθηκε γιατί υπήρχε και είναι διαφορετικό διάφορα στοιχεία, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως παράμετρος για ομαδοποίηση. Η μόνη εξαίρεση ήταν ο Γάλλος χημικός Alexander Emile Chancourtua, ο οποίος προσπάθησε να τακτοποιήσει όλα τα στοιχεία σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο κατά μήκος μιας έλικας, αλλά το έργο του δεν αναγνωρίστηκε από την επιστημονική κοινότητα και το μοντέλο αποδείχθηκε δυσκίνητο και άβολο.

Σε αντίθεση με πολλούς επιστήμονες, ο D.I. Ο Mendeleev έλαβε την ατομική μάζα (τότε ακόμα «Ατομικό βάρος») ως βασική παράμετρο στην ταξινόμηση των στοιχείων. Στην έκδοσή του, ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς τακτοποίησε τα στοιχεία σε αύξουσα σειρά των ατομικών βαρών τους και εδώ προέκυψε ένα μοτίβο που σε ορισμένα διαστήματα των στοιχείων, οι ιδιότητές τους επαναλαμβάνονται περιοδικά. Είναι αλήθεια ότι έπρεπε να γίνουν εξαιρέσεις: ορισμένα στοιχεία ανταλλάχθηκαν και δεν αντιστοιχούσαν στην αύξηση ατομικές μάζες(για παράδειγμα, τελλούριο και ιώδιο), αλλά αντιστοιχούσαν στις ιδιότητες των στοιχείων. Περαιτέρω ανάπτυξηη ατομική και μοριακή θεωρία δικαιολόγησε τέτοιες προόδους και έδειξε την εγκυρότητα αυτής της διάταξης. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτό στο άρθρο "Τι είναι η ανακάλυψη του Μεντελέεφ"

Όπως μπορούμε να δούμε, η διάταξη των στοιχείων σε αυτήν την έκδοση δεν είναι καθόλου ίδια με αυτή που βλέπουμε στη σύγχρονη μορφή. Πρώτον, οι ομάδες και οι περίοδοι αντιστρέφονται: ομάδες οριζόντια, περίοδοι κάθετα και, δεύτερον, υπάρχουν πάρα πολλές ομάδες σε αυτό - δεκαεννέα, αντί για δεκαοκτώ που γίνονται δεκτές σήμερα.

Ωστόσο, μόλις ένα χρόνο αργότερα, το 1870, ο Mendeleev σχηματίστηκε νέα έκδοσηπίνακας, που είναι ήδη πιο αναγνωρίσιμος σε εμάς: παρόμοια στοιχεία παρατάσσονται κάθετα, σχηματίζοντας ομάδες και 6 περίοδοι διατάσσονται οριζόντια. Είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτο ότι τόσο στην πρώτη όσο και στη δεύτερη έκδοση οι πίνακες είναι ορατοί σημαντικά επιτεύγματα που δεν είχαν οι προκάτοχοί του: ο πίνακας άφησε προσεκτικά θέσεις για στοιχεία που, σύμφωνα με τον Mendeleev, δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί. Οι αντίστοιχες κενές θέσεις υποδεικνύονται από τον ίδιο με ερωτηματικό και μπορείτε να τις δείτε στην παραπάνω εικόνα. Στη συνέχεια, όντως ανακαλύφθηκαν τα αντίστοιχα στοιχεία: Γάλιο, Γερμάνιο, Σκάνδιο. Έτσι, ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς όχι μόνο συστηματοποίησε τα στοιχεία σε ομάδες και περιόδους, αλλά προέβλεψε και την ανακάλυψη νέων, άγνωστων ακόμη στοιχείων.

Αργότερα, αφού επιλύθηκαν πολλά από τα επίκαιρα μυστήρια της χημείας εκείνης της εποχής - η ανακάλυψη νέων στοιχείων, η απομόνωση μιας ομάδας ευγενών αερίων μαζί με τη συμμετοχή του William Ramsay, η διαπίστωση του γεγονότος ότι το Δίδυμιο δεν είναι ανεξάρτητο στοιχείο στο όλα, αλλά είναι μια μίξη δύο άλλων - όλο και περισσότερες νέες και νέες εκδόσεις του πίνακα, μερικές φορές ακόμη και χωρίς προβολή πίνακα. Αλλά δεν θα τα δώσουμε όλα εδώ, αλλά θα δώσουμε μόνο την τελική εκδοχή, που διαμορφώθηκε κατά τη διάρκεια της ζωής του μεγάλου επιστήμονα.

Μετάβαση από τα ατομικά βάρη στο πυρηνικό φορτίο.

Δυστυχώς, ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς δεν έζησε για να δει την πλανητική θεωρία της δομής του ατόμου και δεν είδε τον θρίαμβο των πειραμάτων του Ράδερφορντ, αν και με τις ανακαλύψεις του νέα εποχήστην ανάπτυξη του περιοδικού νόμου και του συνόλου περιοδικό σύστημα. Να σας θυμίσω ότι από τα πειράματα που έκανε ο Ernest Rutherford, προέκυψε ότι τα άτομα των στοιχείων αποτελούνται από θετικά φορτισμένο ατομικό πυρήνα και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Αφού προσδιορίστηκαν τα φορτία των ατομικών πυρήνων όλων των στοιχείων που ήταν γνωστά εκείνη την εποχή, αποδείχθηκε ότι στο περιοδικό σύστημα βρίσκονται σύμφωνα με το φορτίο του πυρήνα. ΑΛΛΑ περιοδικός νόμοςέχει αποκτήσει νέο νόημα, τώρα άρχισε να ακούγεται έτσι:

«Ιδιότητες των χημικών στοιχείων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες που σχηματίζονται από αυτά απλές ουσίεςκαι οι συνδέσεις είναι μέσα περιοδική εξάρτησησχετικά με το μέγεθος των φορτίων των πυρήνων των ατόμων τους "

Τώρα έγινε σαφές γιατί μερικά από τα ελαφρύτερα στοιχεία τοποθετήθηκαν από τον Mendeleev πίσω από τους βαρύτερους προκατόχους τους - το όλο θέμα είναι ότι έτσι βρίσκονται στη σειρά των φορτίων του πυρήνα τους. Για παράδειγμα, το τελλούριο είναι βαρύτερο από το ιώδιο, αλλά είναι νωρίτερα στον πίνακα, επειδή το φορτίο του πυρήνα του ατόμου του και ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι 52, ενώ το ιώδιο έχει 53. Μπορείτε να δείτε τον πίνακα και να δείτε μόνοι σας.

Μετά την ανακάλυψη της δομής του ατόμου και του ατομικού πυρήνα, το περιοδικό σύστημα υπέστη αρκετές ακόμη αλλαγές, ώσπου, τελικά, έφτασε στη μορφή που ήταν ήδη γνωστή σε εμάς από το σχολείο, την έκδοση σύντομης περιόδου του περιοδικού πίνακα.

Σε αυτόν τον πίνακα, γνωρίζουμε ήδη τα πάντα: 7 περιόδους, 10 σειρές, πλευρικές και κύριες υποομάδες. Επίσης, με την ώρα να ανοίξω νέα στοιχεία και να γεμίσω το τραπέζι με αυτά, έπρεπε να βγάλω ξεχωριστές σειρέςστοιχεία όπως το ακτίνιο και το λανθάνιο, τα οποία ονομάστηκαν αντίστοιχα Ακτινίδες και Λανθανίδες. Αυτή η έκδοση του συστήματος υπήρχε για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα - στον κόσμο επιστημονική κοινότηταπρακτικά μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '80, τις αρχές της δεκαετίας του '90, και στη χώρα μας ακόμη περισσότερο - μέχρι τη δεκαετία του '10 αυτού του αιώνα.

Μια σύγχρονη εκδοχή του περιοδικού πίνακα.

Ωστόσο, η επιλογή που περάσαμε πολλοί από εμάς στο σχολείο αποδεικνύεται πραγματικά πολύ μπερδεμένη και η σύγχυση εκφράζεται στη διαίρεση των υποομάδων σε κύριες και δευτερεύουσες και η ανάμνηση της λογικής εμφάνισης των ιδιοτήτων των στοιχείων γίνεται αρκετά δύσκολη. Φυσικά, παρόλα αυτά, πολλοί το σπούδασαν, έγιναν γιατροί χημικές επιστήμες, αλλά ακόμα στη σύγχρονη εποχή έχει αντικατασταθεί από μια νέα επιλογή - μια μεγάλης περιόδου. Σημειώνω ότι η συγκεκριμένη επιλογή είναι εγκεκριμένη από την IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτό.

Οι οκτώ ομάδες αντικαταστάθηκαν από δεκαοκτώ, μεταξύ των οποίων δεν υπάρχει πλέον διαχωρισμός σε κύρια και δευτερεύουσα και όλες οι ομάδες υπαγορεύονται από τη διάταξη των ηλεκτρονίων σε ατομικό κέλυφος. Ταυτόχρονα, ξεφορτώθηκαν τις περιόδους δύο και μονής σειράς, τώρα όλες οι περίοδοι περιέχουν μόνο μία σειρά. Πόσο βολική είναι αυτή η επιλογή; Τώρα η περιοδικότητα των ιδιοτήτων των στοιχείων φαίνεται πιο καθαρά. Ο αριθμός της ομάδας ουσιαστικά αναφέρεται στον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο, σε σχέση με την οποία όλες οι κύριες υποομάδες της παλιάς έκδοσης βρίσκονται στην πρώτη, δεύτερη και δέκατη τρίτη έως δέκατη όγδοη ομάδα και όλες οι ομάδες "πρώην πλευράς" βρίσκονται στη μέση του πίνακα. Έτσι, φαίνεται τώρα ξεκάθαρα από τον πίνακα ότι αν αυτή είναι η πρώτη ομάδα, τότε αυτά είναι αλκαλικά μέταλλα και όχι χαλκό ή ασήμι για εσάς, και είναι σαφές ότι όλα τα μέταλλα διέλευσης δείχνουν καλά την ομοιότητα των ιδιοτήτων τους λόγω της γέμισης του d-υποεπιπέδου, το οποίο επηρεάζει σε μικρότερο βαθμό εξωτερικές ιδιότητες, καθώς και οι λανθανίδες και οι ακτινίδες παρουσιάζουν παρόμοιες ιδιότητες λόγω μόνο της διαφοράς στο υποεπίπεδο f. Έτσι, ολόκληρος ο πίνακας χωρίζεται στα ακόλουθα μπλοκ: s-block, στο οποίο γεμίζονται s-ηλεκτρόνια, d-block, p-block και f-block, με πλήρωση d, p και f-ηλεκτρόνια, αντίστοιχα.

Δυστυχώς, στη χώρα μας αυτή η επιλογή περιλαμβάνεται στα σχολικά εγχειρίδια μόνο τα τελευταία 2-3 χρόνια και μάλιστα όχι σε όλα. Και πολύ λάθος. Με τι συνδέεται; Λοιπόν, πρώτον, με στάσιμους καιρούς στα ορμητικά 90s, όταν δεν υπήρχε καθόλου ανάπτυξη στη χώρα, για να μην αναφέρουμε τον τομέα της εκπαίδευσης, δηλαδή τη δεκαετία του '90, η παγκόσμια χημική κοινότητα μεταπήδησε σε αυτήν την επιλογή. Δεύτερον, με μια μικρή αδράνεια και δυσκολία στην αντίληψη όλων των νέων, επειδή οι δάσκαλοί μας είναι συνηθισμένοι στην παλιά, βραχυπρόθεσμη έκδοση του πίνακα, παρά το γεγονός ότι είναι πολύ πιο δύσκολη και λιγότερο βολική όταν σπουδάζουν χημεία.

Διευρυμένη έκδοση του περιοδικού συστήματος.

Αλλά ο χρόνος δεν σταματά, η επιστήμη και η τεχνολογία επίσης. Το 118ο στοιχείο του περιοδικού συστήματος έχει ήδη ανακαλυφθεί, πράγμα που σημαίνει ότι σύντομα θα πρέπει να ανακαλυφθεί η επόμενη, όγδοη, περίοδος του πίνακα. Επιπλέον, θα εμφανιστεί ένα νέο υποεπίπεδο ενέργειας: το υποεπίπεδο g. Τα στοιχεία των συστατικών του θα πρέπει να μετακινηθούν προς τα κάτω, όπως οι λανθανίδες ή οι ακτινίδες, ή αυτός ο πίνακας θα επεκταθεί δύο φορές ακόμη, έτσι ώστε να μην χωράει πλέον σε φύλλο Α4. Εδώ θα δώσω μόνο έναν σύνδεσμο προς τη Wikipedia (βλ. Εκτεταμένο Περιοδικό Σύστημα) και δεν θα επαναλάβω την περιγραφή αυτής της επιλογής άλλη μια φορά. Όποιος ενδιαφέρεται μπορεί να ακολουθήσει τον σύνδεσμο και να ρίξει μια ματιά.

Σε αυτήν την έκδοση, ούτε τα στοιχεία f (λανθανίδες και ακτινίδες) ούτε τα στοιχεία g ("στοιχεία του μέλλοντος" από τα αρ. 121-128) παρατίθενται χωριστά, αλλά κάνουν τον πίνακα ευρύτερο κατά 32 κελιά. Επίσης, το στοιχείο Ήλιο τοποθετείται στη δεύτερη ομάδα, αφού περιλαμβάνεται στο s-block.

Γενικά, είναι απίθανο οι μελλοντικοί χημικοί να χρησιμοποιήσουν αυτήν την επιλογή, πιθανότατα ο περιοδικός πίνακας θα αντικατασταθεί από μία από τις εναλλακτικές που έχουν ήδη προταθεί από γενναίους επιστήμονες: το σύστημα Benfey, ο "Chemical Galaxy" του Stewart ή άλλη επιλογή. Αλλά αυτό θα γίνει μόνο μετά την επίτευξη του δεύτερου νησιού σταθερότητας των χημικών στοιχείων και, πιθανότατα, θα χρειαστούν περισσότερα για τη σαφήνεια πυρηνική φυσικήπαρά στη χημεία, αλλά προς το παρόν, το παλιό καλό περιοδικό σύστημα του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς θα μας αρκεί.