Šesti element periodnog sustava. Periodični sustav Mendeljejeva

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

Periodični sustav kemijskih elemenata (Mendeljejevljeva tablica) je klasifikacija kemijskih elemenata koja utvrđuje ovisnost različitih svojstava elemenata o naboju atomska jezgra.

Povijest stvaranja Stola

Dmitrij Ivanovič Mendeljejev nije bio jednostavan kemičar, ako netko tako misli. Bio je kemičar, fizičar, geolog, metrolog, ekolog, ekonomist, naftaš, aeronaut, izrađivač instrumenata i učitelj. Tijekom svog života, znanstvenik je uspio provesti mnoga temeljna istraživanja u različitim područjima znanja. Na primjer, uvriježeno je mišljenje da je Mendeljejev izračunao idealnu snagu votke - 40 stupnjeva. Ne znamo kako je Mendeljejev postupao s votkom, ali se pouzdano zna da njegova disertacija na temu “Razgovor o kombinaciji alkohola s vodom” nije imala nikakve veze s votkom i smatrala je koncentraciju alkohola od 70 stupnjeva. Uz sve zasluge znanstvenika, otkriće periodičnog zakona kemijskih elemenata - jednog od temeljnih zakona prirode, donijelo mu je najširu slavu.

Postoji legenda prema kojoj je znanstvenik sanjao o periodičnom sustavu, nakon čega je samo trebao dovršiti ideju koja se pojavila. Ali, kad bi sve bilo tako jednostavno .. Ova verzija stvaranja periodnog sustava, očito, nije ništa više od legende. Na pitanje kako je otvoren stol, sam Dmitrij Ivanovič je odgovorio: " Razmišljam o tome možda dvadesetak godina, a ti misliš: Sjeo sam i odjednom ... spremno je.”

Sredinom devetnaestog stoljeća nekoliko je znanstvenika istovremeno pokušavalo pojednostaviti poznate kemijske elemente (poznata su 63 elementa). Na primjer, 1862. Alexandre Emile Chancourtois postavio je elemente duž spirale i zabilježio cikličko ponavljanje kemijskih svojstava. Kemičar i glazbenik John Alexander Newlands predložio je svoju verziju periodni sustav elemenata godine 1866. Zanimljiva je činjenica da je u rasporedu elemenata znanstvenik pokušao otkriti neki mističan glazbeni sklad. Među ostalim pokušajima bio je pokušaj Mendeljejeva, koji je okrunjen uspjehom.

Godine 1869. objavljena je prva shema tablice, a dan 1. ožujka 1869. smatra se danom otkrića periodnog zakona. Bit Mendeljejevljevog otkrića bila je da se svojstva elemenata s povećanjem atomske mase ne mijenjaju monotono, već periodično. Prva verzija tablice sadržavala je samo 63 elementa, ali Mendeljejev je poduzeo niz vrlo nestandardna rješenja. Dakle, pogodio je ostaviti mjesto u tablici za još ne otvoreni elementi a također je promijenio atomske mase nekih elemenata. Temeljna ispravnost zakona koji je izveo Mendeljejev potvrđena je vrlo brzo, nakon otkrića galija, skadija i germanija, čije su postojanje predvidjeli znanstvenici.

Suvremeni pogled na periodni sustav

Ispod je sama tablica.

Danas se za redoslijed elemenata umjesto atomske težine (atomske mase) koristi koncept atomski broj(broj protona u jezgri). Tablica sadrži 120 elemenata, koji su raspoređeni s lijeva na desno uzlaznim redoslijedom atomskog broja (broja protona)

Stupci tablice su takozvane grupe, a redovi su točke. U tablici je 18 grupa i 8 razdoblja.

Metalna svojstva elemenata se smanjuju kada se kreću duž razdoblja slijeva na desno i unutra obrnuti smjer- povećati.
Dimenzije atoma se smanjuju kako se kreću s lijeva na desno duž razdoblja.
Pri kretanju od vrha do dna u skupini povećavaju se redukcijska metalna svojstva.
Oksidirajuća i nemetalna svojstva rastu u razdoblju s lijeva na desno. ja

Što saznajemo o elementu iz tablice? Na primjer, uzmimo treći element u tablici - litij, 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 tablici. Atomski broj, kao što je već spomenuto, jednak je broju protona u jezgri. Broj pozitivnih protona obično je jednak broju negativnih elektrona u atomu (s izuzetkom izotopa).

Atomska masa je navedena pod atomskim brojem (u ovoj verziji tablice). Zaokružimo li atomsku masu na najbliži cijeli broj, dobivamo tzv. maseni broj. Razlika maseni broj a atomski broj daje broj neutrona u jezgri. Dakle, broj neutrona u jezgri helija je dva, au litiju - četiri.

Tako je završio naš tečaj "Mendeljejevljev stol za lutke". Zaključno, pozivamo vas da pogledate tematski video, a nadamo se da vam je pitanje kako koristiti periodni sustav Mendelejeva postalo jasnije. Podsjetnik za učenje nova stvar uvijek učinkovitiji 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 znanstvenik zagovarao je potragu za nerazgradivim kemijskim elementima. 15 od onih koje je Boyle naveo 1668.

Lavuzier im je dodao još 13, ali stoljeće 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 tvari i njihova mjesta u sustavu.

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

Povijest stvaranja periodnog sustava

periodni sustav elemenata započeo s knjigom "Odnos svojstava s atomskom težinom elemenata". Djelo je izdano 1870-ih. U isto vrijeme, ruski znanstvenik razgovarao je s kemijskim društvom zemlje i poslao prvu verziju tablice kolegama iz inozemstva.

Prije Mendeljejeva, razni znanstvenici su otkrili 63 elementa. Naš sunarodnjak počeo je usporedbom njihovih posjeda. Prije svega, radio je s kalijem i klorom. Zatim je preuzeo skupinu metala alkalne skupine.

Kemičar je dobio posebnu tablicu i karte elemenata kako bi ih rasporedio poput pasijansa, tražeći prave šibice i kombinacije. Kao rezultat, došao je uvid: - svojstva komponenti ovise o masi njihovih atoma. Tako, elementi periodnog sustava postrojeni u redove.

Otkriće maestra kemije bila je odluka da se u tim redovima ostavi praznina. Periodičnost razlike između atomskih masa navela je znanstvenika na pretpostavku da čovječanstvu još nisu poznati svi elementi. Razlike u težini između nekih od "susjeda" bile su prevelike.

Zato, periodni sustav Mendeljejeva postao poput šahovske ploče, s obiljem "bijelih" ćelija. Vrijeme je pokazalo da su svoje “goste” zaista čekali. Oni su, na primjer, postali inertni plinovi. Helij, neon, argon, kripton, radioakt i ksenon otkriveni su tek 30-ih godina 20. stoljeća.

Sada o mitovima. Uvriježeno je mišljenje da kemijska tablica Mendeljejev pojavio mu se u snu. To su intrige sveučilišnih nastavnika, točnije, jednog od njih - Aleksandra Inostrantseva. Riječ je o ruskom geologu koji je predavao na Sveučilištu za rudarstvo u Sankt Peterburgu.

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

Zapravo, znanstvenik jednostavno nije imao vremena za to prije nego što ga je Morpheus zarobio. Međutim, Inostrantsev je želio zabaviti svoje učenike. Na temelju onoga što je vidio, geolog je smislio bicikl, koji su zahvalni slušatelji brzo proširili na mase.

Značajke periodnog sustava

Od prve verzije 1969 redni periodni sustav mnogo puta poboljšana. Dakle, s otkrićem 1930-ih plemeniti plinovi uspio zaključiti novu ovisnost elemenata, - o njihovim serijskim brojevima, a ne o masi, kako je naveo autor sustava.

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

Znanstvenici 20. stoljeća proučavali su i elektronička struktura atoma. Također utječe na periodičnost elemenata i odražava se u kasnijim izdanjima. periodne tablice. Fotografija Popis pokazuje da su tvari u njemu raspoređene kako se atomska težina povećava.

Temeljni princip nije promijenjen. Masa se povećava s lijeva na desno. Istodobno, tablica nije pojedinačna, već podijeljena u 7 razdoblja. Otuda i naziv popisa. Razdoblje je vodoravni red. Njegov početak su tipični metali, kraj su elementi s nemetalna svojstva. Pad je postupan.

Postoje velika i mala razdoblja. Prvi su na početku tablice, ima ih 3. Otvara se popis s periodom od 2 elementa. Slijede dva stupca, u kojima se nalazi 8 stavki. Preostala 4 razdoblja su velika. Šesti je najduži, ima 32 elementa. U 4. i 5. ih je 18, a u 7. - 24.

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

Ne stanu sva razdoblja u jedan redak. Velika razdoblja sastoje se od 2 reda. Količina metala u njima je veća. Stoga su im donji redovi potpuno posvećeni. U gornjim se redovima opaža postupno smanjenje od metala do inertnih tvari.

Slike periodnog sustava podijeljena okomito. to grupe u periodnom sustavu, ima ih 8. Elementi slični po kemijskim svojstvima raspoređeni su okomito. Dijele se na glavne i sekundarne podskupine. Potonji počinju tek od 4. razdoblja. Glavne podskupine također uključuju elemente malih razdoblja.

Bit periodnog sustava

Nazivi elemenata u periodnom sustavu ima 112 pozicija. Bit njihovog rasporeda u jednom popisu je sistematizacija primarnih elemenata. Oko toga su se počeli svađati 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 tvari - hladnoću i toplinu. Empidokle je izdvojio 4 temeljna principa prema elementima: voda, zemlja, vatra i zrak.

Metali u periodnom sustavu, kao i drugi elementi, vrlo su temeljna načela, ali s moderna točka vizija. ruski kemičar uspio otkriti većinu sastavnica našeg svijeta i sugerirati postojanje još uvijek nepoznatih primarnih elemenata.

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

Kako naučiti periodni sustav

Počnimo s moderna metoda. Računalni znanstvenici razvili su brojne flash igre koje pomažu zapamtiti Mendeljejevljev popis. Sudionicima projekta nudi se da pronađu elemente prema različitim opcijama, na primjer, naziv, atomska masa, slovna oznaka.

Igrač ima pravo odabrati polje aktivnosti - samo dio stola ili cijeli. U našoj će oporuci također isključiti nazive elemenata, druge parametre. To komplicira potragu. Za napredne je također predviđen mjerač vremena, odnosno trening se izvodi na brzinu.

Uvjeti igre čine učenje brojevi elemenata u periodnom sustavu nije dosadno, nego zabavno. Budi se uzbuđenje i postaje lakše sistematizirati znanje u glavi. Oni koji ne prihvaćaju računalne flash projekte nude više tradicionalan način učenje liste.

Podijeljena je u 8 grupa, odnosno 18 (prema izdanju iz 1989.). Radi lakšeg pamćenja, bolje je stvoriti nekoliko zasebnih tablica, umjesto da radite na cijeloj verziji. Vizualne slike usklađene sa svakim od elemenata također pomažu. Oslonite se na vlastite asocijacije.

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

Karakteristike periodnog sustava nemojte učiti u jednom sjedenju. Lekcije se preporučuju 10-20 minuta dnevno. Preporuča se započeti tako što ćete zapamtiti samo osnovne karakteristike: naziv elementa, njegovu oznaku, atomsku masu i serijski broj.

Školarci radije vješaju periodni sustav iznad radne površine ili na zid, koji se često gleda. Metoda je dobra za osobe s prevladavanjem vizualnog pamćenja. Podaci s popisa nehotice se pamte čak i bez nabijanja.

O tome vode računa i nastavnici. U pravilu vas ne tjeraju da zapamtite popis, dopuštaju vam da ga pogledate čak i na kontrolnim. Stalno gledanje u tablicu jednako je učinku ispisivanja na zidu ili pisanja varalica prije ispita.

Počevši od studije, podsjetimo se da se Mendeljejev nije odmah sjetio svog popisa. Jednom, kada su znanstvenika pitali kako je otvorio stol, odgovor je bio: "Razmišljam o tome možda 20 godina, ali vi mislite: sjedio sam i, odjednom, spremno je." Periodični sustav je mukotrpan posao koji se ne može savladati u kratkom vremenu.

Znanost ne tolerira žurbi, jer ona vodi u zablude i dosadne pogreške. Dakle, u isto vrijeme kad i Mendeljejev, tablicu je sastavio Lothar Meyer. Nijemac, međutim, nije malo završio popis i nije bio uvjerljiv u dokazivanju svog stajališta. Stoga je javnost prepoznala rad ruskog znanstvenika, a ne njegovog kolege kemičara iz Njemačke.

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

Koraci

1. dio

Struktura tablice

Periodični sustav, ili periodni sustav kemijskih elemenata, počinje s lijeve strane gornji kut i završava na kraju posljednjeg reda tablice (donji desni kut). Elementi u tablici poredani su s lijeva na desno prema rastućem redoslijedu njihovog atomskog broja. Atomski broj vam govori koliko je protona u jednom atomu. Osim toga, kako se atomski broj povećava, povećava se i atomska masa. Dakle, prema položaju elementa u periodnom sustavu, možete odrediti njegovu atomsku masu.

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

Na primjer, prvi red tablice sadrži vodik, koji ima atomski broj 1, i helij, koji ima atomski broj 2. Međutim, oni su na suprotnim krajevima jer pripadaju različitim skupinama.

Saznajte više o skupinama koje uključuju elemente sličnih fizikalnih i kemijskih svojstava. Elementi svake skupine nalaze se u odgovarajućem okomitom stupcu. U pravilu su označeni istom bojom, što pomaže identificirati elemente sa sličnim fizikalnim i kemijskim svojstvima i predvidjeti njihovo ponašanje. Svi elementi određene grupe imaju isti broj elektrona u vanjskoj ljusci.
- Vodik se može pripisati i skupini alkalnih metala i skupini halogena. U nekim je tablicama naznačeno u obje skupine.
- U većini slučajeva grupe su numerirane od 1 do 18, a brojevi se nalaze na vrhu ili dnu tablice. Brojevi se mogu dati rimskim (npr. IA) ili arapskim (npr. 1A ili 1) brojevima.
- Kada se krećete po stupcu od vrha do dna, kažu da "pretražujete grupu".
Saznajte zašto su u tablici prazne ćelije. Elementi su poredani ne samo prema atomskom broju, već i prema skupinama (elementi iste skupine imaju slična fizikalna i kemijska svojstva). Tako je lakše razumjeti kako se element ponaša. Međutim, kako se atomski broj povećava, elementi koji spadaju u odgovarajuću skupinu nisu uvijek pronađeni, pa u tablici postoje prazne ćelije.
- Na primjer, prva 3 reda imaju prazne ćelije, budući da se prijelazni metali nalaze samo od atomskog broja 21.
- Elementi s atomskim brojevima od 57 do 102 spadaju u elemente rijetkih zemalja, a obično su smješteni u posebnu podskupinu u donjem desnom kutu tablice.
Svaki red tablice predstavlja točku. Svi elementi istog razdoblja imaju isti broj atomske orbitale na kojoj se nalaze elektroni u atomima. Broj orbitala odgovara broju perioda. Tablica sadrži 7 redaka, odnosno 7 točaka.
- Na primjer, atomi elemenata prvog razdoblja imaju jednu orbitalu, a atomi elemenata sedme periode 7 orbitala.
- U pravilu se razdoblja označavaju brojevima od 1 do 7 na lijevoj strani tablice.
- Dok se krećete duž linije s lijeva na desno, kaže se da "skenirate kroz točku".
Naučite razlikovati metale, metaloide i nemetale. Bolje ćete razumjeti svojstva elementa ako možete odrediti kojoj vrsti pripada. Radi praktičnosti, u većini tablica označeni su metali, metaloidi i nemetali različite boje. Metali su na lijevoj, a nemetali na desnoj strani stola. Između njih se nalaze metaloidi.

2. dio
Oznake elemenata
1. Svaki element je označen jednim ili dva latinična slova. U pravilu je simbol elementa prikazan velikim slovima u središtu odgovarajuće ćelije. Simbol je skraćeni naziv za element koji je isti u većini jezika. Prilikom eksperimentiranja i rada sa kemijske jednadžbe simboli elemenata se obično koriste, pa ih je dobro zapamtiti.
  - Tipično, simboli elemenata su skraćenica za njih. latinski naziv, iako su za neke, osobito nedavno otkrivene elemente, izvedeni iz zajedničkog naziva. Na primjer, helij je označen simbolom He, koji je blizak uobičajenom nazivu u većini jezika. Istovremeno, željezo je označeno kao Fe, što je skraćenica njegovog latinskog naziva.
2. Obratite pažnju na puni naziv elementa, ako je naveden u tablici. Ovo "ime" elementa koristi se u normalnim tekstovima. Na primjer, "helij" i "ugljik" su nazivi elemenata. Obično, iako ne uvijek, puna imena elementi su navedeni ispod njihovog kemijskog simbola.
  - Ponekad nazivi elemenata nisu navedeni u tablici i daju se samo njihovi kemijski simboli.
3. Pronađite atomski broj. Obično se atomski broj elementa nalazi na vrhu odgovarajuće ćelije, u sredini ili u kutu. Također se može pojaviti 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 kemijski element!

U prirodi postoji mnogo ponavljajućih sekvenci:

godišnja doba;
doba dana;
dani u tjednu…

Sredinom 19. stoljeća to je primijetio D.I.Mendeljejev Kemijska svojstva elementi također imaju određeni slijed (kaže se da mu je ta ideja došla u snu). Rezultat čudesnih snova znanstvenika bio je Periodni sustav kemijskih elemenata, u kojem je D.I. Mendeljejev je rasporedio kemijske elemente prema rastu atomske mase. U suvremenoj tablici kemijski elementi su poredani uzlaznim redoslijedom prema atomskom broju elementa (broj protona u jezgri atoma).

Iznad simbola kemijskog elementa prikazan je atomski broj, ispod simbola njegova atomska masa (zbroj protona i neutrona). Imajte na umu da atomska masa nekih elemenata nije cijeli broj! Zapamtite izotope! Atomska masa je ponderirani prosjek svih izotopa elementa koji se prirodno javljaju u prirodnim uvjetima.

Ispod tablice su lantanidi i aktinidi.

Metali, nemetali, metaloidi

Nalaze se u periodnom sustavu lijevo od stepenaste dijagonalne linije koja počinje s borom (B) i završava polonijem (Po) (iznimka su germanij (Ge) i antimon (Sb). Lako je vidjeti da metali zauzeti najviše Periodni sustav elemenata. Osnovna svojstva metali: čvrsti (osim žive); svjetlucavi; dobri električni i toplinski vodiči; plastika; kovan; lako donirati elektrone.

Elementi desno od stepenaste dijagonale B-Po nazivaju se nemetali. Svojstva nemetala izravno su suprotna svojstvima metala: loši vodiči topline i struje; lomljiv; nekovani; neplastični; obično prihvaćaju 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 moguće zamisliti niti jedan moderni mikro krug ili mikroprocesor.

Razdoblja i grupe

Kao što je već spomenuto, periodni sustav se sastoji od sedam razdoblja. U svakom razdoblju atomski brojevi elemenata rastu s lijeva na desno.

Svojstva elemenata u periodima mijenjaju se uzastopno: tako natrij (Na) i magnezij (Mg), koji se nalaze na početku trećeg razdoblja, daju elektrone (Na odustaje jedan elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg odustaje dva elektrona: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ali klor (Cl), koji se nalazi na kraju razdoblja, uzima jedan element: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

U skupinama, naprotiv, svi elementi imaju ista svojstva. Na primjer, u skupini IA(1) svi elementi od litija (Li) do francija (Fr) daju jedan elektron. I svi elementi grupe VIIA(17) uzimaju jedan element.

Neke su skupine toliko važne da su dobile posebna imena. O tim se skupinama govori u nastavku.

Grupa IA(1). Atomi elemenata ove skupine imaju samo jedan elektron u vanjskom elektronskom sloju, pa lako daruju jedan elektron.

Najvažniji alkalni metali- natrij (Na) i kalij (K) dok sviraju važna uloga u procesu ljudskog života i dio su soli.

Elektroničke konfiguracije:

Li- 1s 2 2s 1 ;
Na- 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 skupine imaju dva elektrona u vanjskom elektronskom sloju, koji također odustaju tijekom kemijskih reakcija. Najviše važan element- kalcij (Ca) - osnova kostiju i zuba.

Elektroničke konfiguracije:

Biti- 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 skupine obično primaju po jedan elektron, jer. na vanjskom elektroničkom sloju ima po pet elemenata, a jedan elektron samo nedostaje u "kompletnom skupu".

Najpoznatiji elementi ove skupine su: klor (Cl) – dio je soli i izbjeljivača; jod (I) je element koji igra važnu ulogu u aktivnosti ljudske štitnjače.

Elektronička 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 skupine imaju potpuno "popunjen" vanjski elektronski sloj. Stoga "ne trebaju" prihvaćati elektrone. I ne žele ih dati. Stoga - elementi ove skupine vrlo "nerado" ulaze kemijske reakcije. Dugo se vjerovalo da uopće ne reagiraju (otuda naziv "inertni", tj. "neaktivni"). No, kemičar Neil Barlett otkrio je da neki od tih plinova, pod određenim uvjetima, još uvijek mogu reagirati s drugim elementima.

Elektroničke 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 skupinama

Lako je vidjeti da su unutar svake skupine elementi međusobno slični po svojim valentnim elektronima (elektroni s i p orbitala smješteni na vanjskoj energetskoj razini).

Alkalijski metali imaju po 1 valentni elektron:

Li- 1s 2 2s 1 ;
Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Zemnoalkalijski metali imaju 2 valentna elektrona:

Biti- 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 plinovi 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 tablica elektroničkih konfiguracija atoma kemijskih elemenata po periodima.

Skrenimo sada našu pozornost na elemente smještene u skupinama sa simbolima NA. Nalaze se u središtu periodnog sustava i nazivaju se prijelazni metali.

Posebnost ovih elemenata je prisutnost elektrona u atomima 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 unutarnji prijelazni 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 kemičari na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće odavno su primijetili da su fizikalna i kemijska svojstva mnogih kemijskih elemenata međusobno vrlo slična. Tako na primjer kalij, litij i natrij su svi aktivni metali, koji u interakciji s vodom tvore aktivne hidrokside ovih metala; Klor, Fluor, Brom u svojim spojevima s vodikom pokazali su istu valenciju jednaku I i svi su ti spojevi jake kiseline. Iz te se sličnosti dugo sugerira zaključak da se svi poznati kemijski elementi mogu kombinirati u skupine, te tako da elementi svake skupine imaju određeni skup fizikalne i kemijske karakteristike. Međutim, takve su skupine često pogrešno sastavljali iz različitih elemenata od strane raznih znanstvenika, a dugo vremena mnogi su zanemarivali jednu od glavnih karakteristika elemenata - to je njihova atomska masa. To je ignorirano jer je bilo i postoji drugačije raznih elemenata, što znači da se ne može koristiti kao parametar za grupiranje. Jedina iznimka bio je francuski kemičar Alexander Emile Chancourtua, koji je pokušao sve elemente rasporediti u trodimenzionalni model duž spirale, ali njegov rad nije bio prepoznat od znanstvene zajednice, a model se pokazao glomaznim i nezgodnim.

Za razliku od mnogih znanstvenika, 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 uzlaznim redoslijedom njihovih atomskih težina, a ovdje se pojavio obrazac da se u određenim intervalima elemenata njihova svojstva povremeno ponavljaju. Istina, trebalo je napraviti iznimke: neki elementi su zamijenjeni i nisu odgovarali povećanju atomske mase(na primjer telur i jod), ali su odgovarali svojstvima elemenata. Daljnji razvoj atomska i molekularna teorija opravdala je takve pomake i pokazala valjanost ovog rasporeda. Više o tome možete pročitati u članku "Što je otkriće Mendeljejeva"

Kao što vidimo, raspored elemenata u ovoj verziji uopće nije ono što vidimo u modernom obliku. Prvo, grupe i razdoblja su obrnute: skupine horizontalno, razdoblja okomito, a drugo, u njoj je malo previše grupa - devetnaest, umjesto osamnaest danas prihvaćenih.

Međutim, samo godinu dana kasnije, 1870., formirao se Mendeljejev nova verzija tablice, koja nam je već prepoznatljivija: slični elementi poredani su okomito, tvoreći grupe, a 6 razdoblja je raspoređeno vodoravno. Posebno je vrijedno napomenuti da su i u prvoj i u drugoj verziji tablice vidljive značajna postignuća koja njegovi prethodnici nisu imali: tablica je pažljivo ostavljala mjesta za elemente koji su, prema Mendeljejevu, tek trebali biti otkriveni. Odgovarajuća slobodna mjesta on označava upitnikom i možete ih vidjeti na gornjoj slici. Nakon toga su doista otkriveni odgovarajući elementi: Galij, Germanij, Skandij. Dakle, Dmitrij Ivanovič ne samo da je sistematizirao elemente u skupine i razdoblja, već je i predvidio otkriće novih, još nepoznatih, elemenata.

Kasnije, nakon razrješenja mnogih aktualnih misterija kemije tog vremena - otkrića novih elemenata, izolacije skupine plemenitih plinova uz sudjelovanje Williama Ramsaya, utvrđivanje činjenice da Didim nije samostalan element u sve, ali je mješavina dviju drugih - sve više i više novih i novih verzija tablice, ponekad čak i bez prikaza tablice. Ali ovdje ih nećemo sve dati, već ćemo dati samo konačnu verziju, koja je nastala za života velikog znanstvenika.

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 sustav. Podsjetim da je iz eksperimenata koje je proveo Ernest Rutherford proizlazilo da se atomi elemenata sastoje od pozitivno nabijene atomske jezgre i negativno nabijenih elektrona koji se okreću oko jezgre. Nakon određivanja naboja atomskih jezgri svih tada poznatih elemenata, pokazalo se da se u periodnom sustavu nalaze u skladu s nabojem jezgre. ALI periodični zakon je dobio novo značenje, sada je počelo zvučati ovako:

„Svojstva kemijskih elemenata, kao i oblici i svojstva nastalih od njih jednostavne tvari i veze su unutra periodična ovisnost o veličini naboja jezgri njihovih atoma "

Sada je postalo jasno zašto je neke od lakših elemenata Mendeljejev stavio iza svojih težih prethodnika - cijela stvar je u tome da oni tako stoje u redoslijedu naboja svoje jezgre. Recimo, telurij je teži od joda, ali je ranije u tablici, jer je naboj jezgre njegovog atoma i broj elektrona 52, dok jod ima 53. Možete pogledati u tablicu i sami se uvjeriti.

Nakon otkrića strukture atoma i atomske jezgre, periodni sustav je doživio još nekoliko promjena, dok, konačno, nije došao do oblika koji nam je već poznat iz škole, kratkoperiodične verzije periodnog sustava.

U ovoj tablici već znamo sve: 7 perioda, 10 serija, sporedne i glavne podskupine. Također, s vremenom otvaranja novih elemenata i popunjavanja stola njima, morao sam izvaditi odvojeni redovi elementi kao što su aktinij i lantan, koji su svi dobili nazive aktinidi i lantanide. Ova verzija sustava postojala je jako dugo - u svijetu znanstvena zajednica praktički do kraja 80-ih, početka 90-ih, a kod nas i duže - do 10-ih godina ovog stoljeća.

Moderna verzija periodnog sustava.

Međutim, opcija kroz koju su mnogi od nas prošli u školi zapravo je vrlo zbunjujuća, a zbrka se izražava u podjeli podskupina na glavne i sporedne, a zapamtiti logiku prikaza svojstava elemenata postaje prilično teško. Naravno, unatoč tome, mnogi su to proučavali, postali liječnici kemijske znanosti, ali je ipak u moderno doba zamijenjena novom opcijom - dugotrajnom. Napominjem da je ovu opciju odobrio IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Pogledajmo to.

Osam skupina zamijenjeno je sa osamnaest, među kojima više nema podjele na glavne i sekundarne, a sve skupine diktira raspored elektrona u atomska ljuska. Istodobno su se riješili dvorednih i jednorednih razdoblja, sada sva razdoblja sadrže samo jedan redak. Koliko je ova opcija zgodna? Sada se jasnije sagledava periodičnost svojstava elemenata. Broj grupe u biti se odnosi na broj elektrona u vanjska razina, u vezi s čime se sve glavne podskupine stare inačice nalaze u prvoj, drugoj i trinaestoj do osamnaestoj skupini, a sve "bivše bočne" skupine nalaze se u sredini tablice. Dakle, sada se iz tablice jasno vidi da ako je ovo prva skupina, 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-podrazine, što utječe u manjoj mjeri vanjska svojstva, kao i lantanidi i aktinidi pokazuju slična svojstva samo zbog razlike u f-podrazini. Dakle, cijela tablica je podijeljena na sljedeće blokove: s-blok, na kojem su popunjeni s-elektroni, d-blok, p-blok i f-blok, s popunjavanjem d, p, odnosno f-elektrona.

Nažalost, kod nas je ova opcija u školske udžbenike uvrštena tek u zadnje 2-3 godine, a ni tada ne u svim. I vrlo pogrešno. S čime je to povezano? Pa, prvo, sa stagnirajućim vremenima u brzim 90-ima, kada u zemlji uopće nije bilo razvoja, a da ne spominjemo sektor obrazovanja, naime 90-ih, svjetska kemijska zajednica prešla je na ovu opciju. Drugo, s malom inercijom i poteškoćama u percipiranju svega novog, jer su naši učitelji navikli na staru, kratkoročnu verziju tablice, unatoč činjenici da je mnogo teže i manje zgodno kada studiraju kemiju.

Proširena verzija periodnog sustava.

Ali vrijeme ne miruje, znanost i tehnologija također. Već je otkriven 118. element periodnog sustava, što znači da će uskoro morati biti otkriveno sljedeće, osmo razdoblje tablice. Osim toga, pojavit će se nova energetska podrazina: g-podrazina. Elemente njegovih sastavnica morat će se pomaknuti niz tablicu, poput lantanoida ili aktinida, ili će se ova tablica još dvaput proširiti, tako da više neće stati na A4 list. Ovdje ću dati samo poveznicu na Wikipediju (vidi Prošireni periodični sustav) i neću više ponavljati opis ove opcije. Svi zainteresirani 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 tablicu širom za 32 ćelije. Također, element helij se nalazi u drugoj skupini, budući da je uključen u s-blok.

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