Unsur kelapan jadual berkala. Jadual Berkala Unsur Kimia

Arahan

Sistem berkala adalah "rumah" berbilang tingkat yang mengandungi sejumlah besar pangsapuri. Setiap "penyewa" atau di apartmennya sendiri di bawah nombor tertentu, yang kekal. Di samping itu, unsur itu mempunyai "nama keluarga" atau nama, seperti oksigen, boron atau nitrogen. Selain data ini, setiap "pangsapuri" mengandungi maklumat seperti jisim atom relatif, yang mungkin mempunyai nilai tepat atau bulat.

Seperti mana-mana rumah, terdapat "pintu masuk", iaitu kumpulan. Selain itu, dalam kumpulan unsur-unsur terletak di kiri dan kanan, membentuk. Bergantung pada bahagian mana yang lebih banyak daripada mereka, bahagian itu dipanggil yang utama. Subkumpulan lain, oleh itu, akan menjadi sekunder. Jadual juga mempunyai "lantai" atau titik. Selain itu, noktah boleh menjadi besar (terdiri daripada dua baris) dan kecil (hanya mempunyai satu baris).

Jadual menunjukkan struktur atom unsur, setiap satunya mempunyai nukleus bercas positif yang terdiri daripada proton dan neutron, serta elektron bercas negatif berputar di sekelilingnya. Bilangan proton dan elektron secara berangka adalah sama dan ditentukan dalam jadual dengan nombor siri unsur. Sebagai contoh, unsur kimia sulfur ialah #16, oleh itu ia akan mempunyai 16 proton dan 16 elektron.

Untuk menentukan bilangan neutron (zarah neutral juga terletak dalam nukleus), tolak nombor atomnya daripada jisim atom relatif unsur tersebut. Sebagai contoh, besi mempunyai jisim atom relatif 56 dan nombor atom 26. Oleh itu, 56 – 26 = 30 proton untuk besi.

Elektron terletak pada jarak yang berbeza dari nukleus, membentuk tahap elektron. Untuk menentukan bilangan tahap elektronik (atau tenaga), anda perlu melihat bilangan tempoh di mana unsur itu berada. Sebagai contoh, aluminium berada dalam tempoh ke-3, oleh itu ia akan mempunyai 3 tahap.

Dengan nombor kumpulan (tetapi hanya untuk subkumpulan utama) anda boleh menentukan valens tertinggi. Sebagai contoh, unsur-unsur kumpulan pertama subkumpulan utama (lithium, natrium, kalium, dll.) mempunyai valensi 1. Sehubungan itu, unsur-unsur kumpulan kedua (berilium, magnesium, kalsium, dll.) akan mempunyai valensi sebanyak 2.

Anda juga boleh menggunakan jadual untuk menganalisis sifat unsur. Dari kiri ke kanan, sifat logam menjadi lemah, dan sifat bukan logam meningkat. Ini jelas dilihat dalam contoh tempoh 2: ia bermula dengan logam alkali natrium, kemudian logam alkali tanah magnesium, selepas itu unsur amfoterik aluminium, kemudian bukan logam silikon, fosforus, sulfur dan tempoh berakhir dengan bahan gas. - klorin dan argon. Dalam tempoh seterusnya, pergantungan yang sama diperhatikan.

Dari atas ke bawah, corak juga diperhatikan - sifat logam meningkat, dan sifat bukan logam melemah. Iaitu, sebagai contoh, sesium jauh lebih aktif berbanding dengan natrium.

Sistem berkala ialah set tertib unsur kimia, klasifikasi semula jadinya, yang merupakan ungkapan grafik (jadual) undang-undang berkala unsur kimia. Strukturnya, dalam banyak cara serupa dengan yang moden, dibangunkan oleh D. I. Mendeleev berdasarkan undang-undang berkala pada 1869–1871.

Prototaip sistem berkala ialah "Pengalaman sistem unsur berdasarkan berat atom dan persamaan kimianya", disusun oleh D. I. Mendeleev pada 1 Mac 1869. Dalam tempoh dua setengah tahun, saintis terus menambah baik "Pengalaman Sistem", memperkenalkan idea kumpulan, siri dan tempoh unsur. Akibatnya, struktur jadual berkala memperoleh sebahagian besar garis besar moden.

Konsep tempat unsur dalam sistem, ditentukan oleh nombor kumpulan dan tempoh, menjadi penting untuk evolusinya. Berdasarkan konsep ini, Mendeleev membuat kesimpulan bahawa adalah perlu untuk menukar jisim atom beberapa unsur: uranium, indium, cerium dan satelitnya. Ini adalah aplikasi praktikal pertama jadual berkala. Mendeleev juga meramalkan buat pertama kalinya kewujudan dan sifat beberapa unsur yang tidak diketahui. Saintis itu menerangkan secara terperinci sifat terpenting eka-aluminium (masa depan galium), eka-boron (scandium) dan eka-silikon (germanium). Di samping itu, beliau meramalkan kewujudan analog mangan (teknetium dan renium masa depan), tellurium (polonium), iodin (astatin), cesium (Perancis), barium (radium), tantalum (protactinium). Ramalan saintis mengenai unsur-unsur ini adalah bersifat umum, kerana unsur-unsur ini terletak di kawasan yang kurang dipelajari dalam jadual berkala.

Versi pertama sistem berkala sebahagian besarnya hanya mewakili generalisasi empirikal. Lagipun, makna fizikal undang-undang berkala tidak jelas; tidak ada penjelasan untuk sebab-sebab perubahan berkala dalam sifat unsur bergantung kepada peningkatan jisim atom. Dalam hal ini, banyak masalah yang masih belum diselesaikan. Adakah terdapat sempadan jadual berkala? Adakah mungkin untuk menentukan bilangan tepat elemen sedia ada? Struktur tempoh keenam masih tidak jelas - berapakah jumlah sebenar unsur nadir bumi? Tidak diketahui sama ada unsur antara hidrogen dan litium masih wujud, apakah struktur tempoh pertama. Oleh itu, sehinggalah kepada pengesahan fizikal undang-undang berkala dan perkembangan teori sistem berkala, kesukaran yang serius timbul lebih daripada sekali. Penemuan pada 1894–1898 adalah tidak dijangka. lima gas lengai yang kelihatan tidak mempunyai tempat dalam jadual berkala. Kesukaran ini telah dihapuskan terima kasih kepada idea untuk memasukkan kumpulan sifar bebas dalam struktur jadual berkala. Penemuan besar-besaran unsur radio pada permulaan abad ke-19 dan ke-20. (menjelang 1910 bilangan mereka adalah kira-kira 40) membawa kepada percanggahan yang ketara antara keperluan untuk meletakkannya dalam jadual berkala dan struktur sedia ada. Hanya terdapat 7 kekosongan untuk mereka dalam tempoh keenam dan ketujuh. Masalah ini telah diselesaikan dengan penubuhan peraturan syif dan penemuan isotop.

Salah satu sebab utama ketidakmungkinan untuk menerangkan makna fizikal undang-undang berkala dan struktur sistem berkala ialah tidak diketahui bagaimana atom itu tersusun (lihat Atom). Pencapaian terpenting dalam pembangunan jadual berkala ialah penciptaan model atom oleh E. Rutherford (1911). Berdasarkan asasnya, saintis Belanda A. Van den Broek (1913) mencadangkan bahawa nombor siri unsur dalam jadual berkala secara numerik sama dengan cas nukleus atomnya (Z). Ini telah disahkan secara eksperimen oleh saintis Inggeris G. Moseley (1913). Undang-undang berkala menerima justifikasi fizikal: keberkalaan perubahan dalam sifat unsur mula dipertimbangkan bergantung pada Z - caj nukleus atom unsur, dan bukan pada jisim atom (lihat undang-undang berkala unsur kimia).

Akibatnya, struktur jadual berkala telah diperkukuh dengan ketara. Had bawah sistem telah ditentukan. Ini adalah hidrogen - unsur dengan Z = 1 minimum. Ia telah menjadi mungkin untuk menganggarkan dengan tepat bilangan unsur antara hidrogen dan uranium. "Jurang" dalam jadual berkala telah dikenal pasti, sepadan dengan unsur yang tidak diketahui dengan Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87. Walau bagaimanapun, persoalan tentang bilangan sebenar unsur nadir bumi masih tidak jelas dan, yang paling penting, sebab untuk keberkalaan perubahan dalam sifat unsur tidak didedahkan bergantung pada Z.

Berdasarkan struktur sistem berkala yang telah ditetapkan dan hasil kajian spektrum atom, saintis Denmark N. Bohr pada 1918–1921. mengembangkan idea tentang urutan pembinaan cengkerang elektronik dan subkulit dalam atom. Para saintis membuat kesimpulan bahawa jenis konfigurasi elektronik yang serupa bagi kulit luar atom diulang secara berkala. Oleh itu, ditunjukkan bahawa keberkalaan perubahan sifat unsur kimia dijelaskan oleh kewujudan berkala dalam pembinaan cengkerang elektronik dan subkulit atom.

Jadual berkala merangkumi lebih daripada 100 elemen. Daripada jumlah ini, semua unsur transuranium (Z = 93–110), serta unsur dengan Z = 43 (technetium), 61 (promethium), 85 (astatin), 87 (perancis) diperoleh secara buatan. Sepanjang sejarah kewujudan sistem berkala, sejumlah besar (>500) varian perwakilan grafiknya telah dicadangkan, terutamanya dalam bentuk jadual, tetapi juga dalam bentuk pelbagai angka geometri (ruang dan satah). ), lengkung analitik (spiral, dsb.), dsb. Yang paling meluas ialah bentuk jadual pendek, separuh panjang, panjang dan tangga. Pada masa ini, bentuk pendek diutamakan.

Prinsip asas membina jadual berkala ialah pembahagiannya kepada kumpulan dan noktah. Konsep siri unsur Mendeleev tidak digunakan hari ini, kerana ia tidak mempunyai makna fizikal. Kumpulan tersebut pula dibahagikan kepada subkumpulan utama (a) dan sekunder (b). Setiap subkumpulan mengandungi unsur - analog kimia. Unsur-unsur subkumpulan a- dan b dalam kebanyakan kumpulan juga menunjukkan persamaan tertentu antara satu sama lain, terutamanya dalam keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi, yang, sebagai peraturan, adalah sama dengan nombor kumpulan. Tempoh ialah himpunan unsur yang bermula dengan logam alkali dan berakhir dengan gas lengai (kes khas ialah tempoh pertama). Setiap tempoh mengandungi bilangan elemen yang ditetapkan dengan ketat. Jadual berkala terdiri daripada lapan kumpulan dan tujuh tempoh, dengan tempoh ketujuh belum selesai.

Keanehan pertama tempoh ialah ia mengandungi hanya 2 unsur gas dalam bentuk bebas: hidrogen dan helium. Tempat hidrogen dalam sistem adalah samar-samar. Memandangkan ia mempamerkan sifat yang biasa kepada logam alkali dan halogen, ia diletakkan sama ada dalam 1a-, atau dalam subkumpulan Vlla, atau dalam kedua-duanya pada masa yang sama, melampirkan simbol dalam kurungan dalam salah satu subkumpulan. Helium ialah wakil pertama subkumpulan VIIIa. Untuk masa yang lama, helium dan semua gas lengai dipisahkan kepada kumpulan sifar bebas. Kedudukan ini memerlukan semakan selepas sintesis sebatian kimia kripton, xenon dan radon. Akibatnya, gas mulia dan unsur-unsur bekas Kumpulan VIII (besi, kobalt, nikel dan logam platinum) telah digabungkan dalam satu kumpulan.

Kedua tempoh mengandungi 8 unsur. Ia bermula dengan litium logam alkali, yang satu-satunya keadaan pengoksidaan ialah +1. Seterusnya berilium (logam, keadaan pengoksidaan +2). Boron sudah mempamerkan watak logam yang dinyatakan dengan lemah dan merupakan bukan logam (keadaan pengoksidaan +3). Di sebelah boron, karbon ialah bukan logam biasa yang mempamerkan keadaan pengoksidaan +4 dan -4. Nitrogen, oksigen, fluorin dan neon semuanya bukan logam, dengan nitrogen mempunyai keadaan pengoksidaan tertinggi +5 sepadan dengan nombor kumpulan. Oksigen dan fluorin adalah antara bukan logam yang paling aktif. Neon gas lengai menamatkan tempoh.

Ketiga tempoh (natrium - argon) juga mengandungi 8 unsur. Sifat perubahan dalam sifat mereka sebahagian besarnya serupa dengan yang diperhatikan untuk unsur-unsur tempoh kedua. Tetapi terdapat juga beberapa kekhususan di sini. Oleh itu, magnesium, tidak seperti berilium, lebih logam, seperti aluminium berbanding boron. Silikon, fosforus, sulfur, klorin, argon semuanya bukan logam biasa. Dan kesemuanya, kecuali argon, mempamerkan keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi sama dengan nombor kumpulan.

Seperti yang dapat kita lihat, dalam kedua-dua tempoh, apabila Z meningkat, terdapat kelemahan yang jelas bagi logam dan pengukuhan sifat bukan logam unsur-unsur. D.I. Mendeleev memanggil unsur-unsur tempoh kedua dan ketiga (dalam kata-katanya, kecil) tipikal. Unsur-unsur tempoh kecil adalah antara yang paling biasa dalam alam semula jadi. Karbon, nitrogen dan oksigen (bersama hidrogen) adalah organogen, iaitu unsur utama bahan organik.

Semua elemen tempoh pertama - ketiga diletakkan dalam subkumpulan a.

Keempat period (kalium - kripton) mengandungi 18 unsur. Menurut Mendeleev, ini adalah tempoh besar pertama. Selepas logam alkali kalium dan logam alkali tanah kalsium datang satu siri unsur yang terdiri daripada 10 logam peralihan yang dipanggil (skandium - zink). Kesemua mereka termasuk dalam subkumpulan b. Kebanyakan logam peralihan mempamerkan keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi sama dengan nombor kumpulan, kecuali besi, kobalt dan nikel. Unsur-unsur, daripada galium hingga kripton, tergolong dalam subkumpulan-a. Sebilangan sebatian kimia dikenali untuk kripton.

Kelima Tempoh (rubidium - xenon) adalah serupa dalam struktur kepada keempat. Ia juga mengandungi sisipan 10 logam peralihan (yttrium - kadmium). Unsur-unsur zaman ini mempunyai ciri-ciri tersendiri. Dalam ruthenium triad - rhodium - paladium, sebatian dikenali dengan ruthenium di mana ia menunjukkan keadaan pengoksidaan +8. Semua unsur a-subkumpulan mempamerkan keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi sama dengan nombor kumpulan. Ciri-ciri perubahan sifat unsur-unsur tempoh keempat dan kelima apabila Z meningkat adalah lebih kompleks berbanding dengan tempoh kedua dan ketiga.

Keenam tempoh (cesium - radon) merangkumi 32 unsur. Tempoh ini, sebagai tambahan kepada 10 logam peralihan (lanthanum, hafnium - merkuri), juga mengandungi satu set 14 lantanida - dari cerium ke lutetium. Unsur-unsur dari serium ke lutetium secara kimia sangat serupa, dan atas sebab ini mereka telah lama dimasukkan ke dalam keluarga unsur nadir bumi. Dalam bentuk pendek jadual berkala, satu siri lantanida dimasukkan ke dalam sel lantanum, dan penyahkodan siri ini diberikan di bahagian bawah jadual (lihat Lantanida).

Apakah kekhususan unsur-unsur tempoh keenam? Dalam triad osmium - iridium - platinum, keadaan pengoksidaan +8 dikenali untuk osmium. Astatine mempunyai watak logam yang agak ketara. Radon mempunyai kereaktifan terbesar dari semua gas mulia. Malangnya, disebabkan oleh fakta bahawa ia sangat radioaktif, kimianya tidak banyak dikaji (lihat unsur Radioaktif).

Ketujuh tempoh itu bermula dari Perancis. Seperti yang keenam, ia juga harus mengandungi 32 unsur, tetapi 24 daripadanya masih diketahui. Fransium dan radium masing-masing adalah unsur subkumpulan Ia dan IIa, aktinium tergolong dalam subkumpulan IIIb. Seterusnya datang keluarga aktinida, yang merangkumi unsur-unsur dari torium ke lawrencium dan diletakkan sama dengan lantanida. Penyahkodan siri elemen ini juga diberikan di bahagian bawah jadual.

Sekarang mari kita lihat bagaimana sifat unsur kimia berubah subkumpulan sistem berkala. Corak utama perubahan ini ialah pengukuhan sifat logam unsur-unsur apabila Z meningkat. Corak ini amat jelas ditunjukkan dalam subkumpulan IIIa–VIIa. Bagi logam subkumpulan Ia–IIIa, peningkatan dalam aktiviti kimia diperhatikan. Bagi unsur subkumpulan IVa–VIIa, apabila Z meningkat, aktiviti kimia unsur-unsur yang semakin lemah diperhatikan. Bagi unsur-unsur subkumpulan b, sifat perubahan dalam aktiviti kimia adalah lebih kompleks.

Teori sistem berkala telah dibangunkan oleh N. Bohr dan saintis lain pada tahun 20-an. abad XX dan berdasarkan skema sebenar untuk pembentukan konfigurasi elektronik atom (lihat Atom). Menurut teori ini, apabila Z meningkat, pengisian kulit elektron dan subkulit dalam atom unsur yang termasuk dalam tempoh jadual berkala berlaku dalam urutan berikut:

Nombor tempoh
1	2	3	4	5	6	7
1s	2s2p	3s3p	4s3d4p	5s4d5p	6s4f5d6p	7s5f6d7p

Berdasarkan teori sistem berkala, kita boleh memberikan definisi tempoh berikut: tempoh ialah satu set unsur yang bermula dengan unsur dengan nilai n sama dengan nombor kala dan l = 0 (unsur-s) dan berakhir. dengan unsur dengan nilai yang sama n dan l = 1 (elemen unsur-p) (lihat Atom). Pengecualian ialah tempoh pertama, yang mengandungi hanya elemen 1s. Daripada teori sistem berkala, bilangan unsur dalam tempoh mengikuti: 2, 8, 8, 18, 18, 32...

Dalam jadual, simbol unsur setiap jenis (elemen s-, p-, d- dan f) digambarkan pada latar belakang warna tertentu: elemen s - pada merah, elemen p - pada oren, elemen d - pada biru, elemen-f - pada hijau. Setiap sel menunjukkan nombor atom dan jisim atom unsur, serta konfigurasi elektronik kulit elektron luar.

Daripada teori sistem berkala ia mengikuti bahawa subkumpulan-a termasuk unsur-unsur dengan n sama dengan nombor kala, dan l = 0 dan 1. Subkumpulan-b termasuk unsur-unsur dalam atom-atom di mana penyiapan cengkerang yang sebelumnya kekal. tidak lengkap berlaku. Itulah sebabnya tempoh pertama, kedua dan ketiga tidak mengandungi unsur-unsur subkumpulan b.

Struktur jadual berkala unsur berkait rapat dengan struktur atom unsur kimia. Apabila Z meningkat, jenis konfigurasi kulit elektron luar yang serupa berulang secara berkala. Iaitu, mereka menentukan ciri utama kelakuan kimia unsur. Ciri-ciri ini menunjukkan dirinya secara berbeza untuk unsur-unsur subkumpulan-a (unsur-s dan p), untuk unsur-unsur subkumpulan-b (unsur-d peralihan) dan unsur-unsur keluarga-f - lantanida dan aktinida. Kes khas diwakili oleh unsur-unsur tempoh pertama - hidrogen dan helium. Hidrogen dicirikan oleh aktiviti kimia yang tinggi kerana hanya 1s elektronnya mudah dikeluarkan. Pada masa yang sama, konfigurasi helium (1s 2) adalah sangat stabil, yang menentukan ketidakaktifan kimianya.

Untuk unsur-unsur subkumpulan-a, kulit elektron luar atom-atom diisi (dengan n sama dengan nombor kala), jadi sifat unsur-unsur ini berubah dengan ketara apabila Z meningkat. Oleh itu, dalam tempoh kedua, litium (konfigurasi 2s). ) ialah logam aktif yang mudah kehilangan satu-satunya elektron valensnya ; berilium (2s 2) juga merupakan logam, tetapi kurang aktif disebabkan oleh fakta bahawa elektron luarnya lebih terikat dengan nukleus. Selanjutnya, boron (2s 2 p) mempunyai watak logam yang dinyatakan dengan lemah, dan semua unsur seterusnya bagi tempoh kedua, di mana subkulit 2p dibina, sudah pun bukan logam. Konfigurasi lapan elektron bagi kulit elektron luar neon (2s 2 p 6) - gas lengai - sangat kuat.

Sifat kimia unsur-unsur tempoh kedua dijelaskan oleh keinginan atom mereka untuk memperoleh konfigurasi elektronik gas lengai terdekat (konfigurasi helium untuk unsur-unsur dari litium kepada karbon atau konfigurasi neon untuk unsur-unsur daripada karbon kepada fluorin). Inilah sebabnya, sebagai contoh, oksigen tidak boleh mempamerkan keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi sama dengan nombor kumpulannya: ia lebih mudah untuk mencapai konfigurasi neon dengan memperoleh elektron tambahan. Sifat perubahan sifat yang sama menunjukkan dirinya dalam unsur-unsur tempoh ketiga dan dalam unsur s dan p semua tempoh berikutnya. Pada masa yang sama, kelemahan kekuatan ikatan antara elektron luar dan nukleus dalam subkumpulan a apabila Z meningkat ditunjukkan dalam sifat unsur yang sepadan. Oleh itu, bagi unsur-unsur terdapat peningkatan ketara dalam aktiviti kimia apabila Z meningkat, dan bagi unsur p terdapat peningkatan dalam sifat logam.

Dalam atom unsur peralihan d, cangkerang yang tidak lengkap sebelum ini dilengkapkan dengan nilai nombor kuantum utama n, kurang satu daripada nombor kala. Dengan beberapa pengecualian, konfigurasi kulit elektron luar atom unsur peralihan ialah ns 2. Oleh itu, semua unsur-d adalah logam, dan itulah sebabnya perubahan dalam sifat-sifat unsur-d apabila Z meningkat tidak begitu dramatik seperti yang diperhatikan untuk unsur-s dan p. Dalam keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi, unsur-d menunjukkan persamaan tertentu dengan unsur-p kumpulan yang sepadan dalam jadual berkala.

Keanehan sifat unsur triad (VIIIb-subkumpulan) dijelaskan oleh fakta bahawa subkulit b hampir siap. Inilah sebabnya mengapa logam besi, kobalt, nikel dan platinum, sebagai peraturan, tidak cenderung untuk menghasilkan sebatian dalam keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi. Satu-satunya pengecualian ialah rutenium dan osmium, yang memberikan oksida RuO 4 dan OsO 4 . Untuk unsur subkumpulan Ib dan IIb, subkulit d sebenarnya lengkap. Oleh itu, mereka mempamerkan keadaan pengoksidaan yang sama dengan nombor kumpulan.

Dalam atom lantanida dan aktinida (semuanya adalah logam), kulit elektron yang tidak lengkap sebelum ini dilengkapkan dengan nilai nombor kuantum utama n ialah dua unit kurang daripada nombor kala. Dalam atom unsur-unsur ini, konfigurasi kulit elektron luar (ns 2) kekal tidak berubah, dan kulit N luar ketiga diisi dengan elektron 4f. Inilah sebabnya mengapa lantanida sangat serupa.

Untuk actinides keadaannya lebih rumit. Dalam atom unsur dengan Z = 90–95, elektron 6d dan 5f boleh mengambil bahagian dalam interaksi kimia. Oleh itu, aktinida mempunyai lebih banyak keadaan pengoksidaan. Sebagai contoh, untuk neptunium, plutonium dan americium, sebatian diketahui di mana unsur-unsur ini muncul dalam keadaan heptavalen. Hanya untuk unsur, bermula dengan kurium (Z = 96), keadaan trivalen menjadi stabil, tetapi ini juga mempunyai ciri tersendiri. Oleh itu, sifat aktinida berbeza dengan ketara daripada sifat lantanida, dan kedua-dua keluarga itu tidak boleh dianggap serupa.

Keluarga aktinida berakhir dengan unsur dengan Z = 103 (lawrencium). Penilaian sifat kimia kurchatovium (Z = 104) dan nilsborium (Z = 105) menunjukkan bahawa unsur-unsur ini harus menjadi analog hafnium dan tantalum, masing-masing. Oleh itu, saintis percaya bahawa selepas keluarga aktinida dalam atom, pengisian sistematik subkulit 6d bermula. Sifat kimia unsur dengan Z = 106–110 belum dinilai secara eksperimen.

Bilangan akhir elemen yang diliputi oleh jadual berkala tidak diketahui. Masalah had atasnya mungkin merupakan misteri utama jadual berkala. Unsur paling berat yang ditemui di alam semula jadi ialah plutonium (Z = 94). Had pelakuran nuklear buatan telah dicapai - unsur dengan nombor atom 110. Persoalannya masih terbuka: adakah mungkin untuk mendapatkan unsur dengan nombor atom yang besar, yang mana dan berapa banyak? Ini belum dapat dijawab dengan pasti.

Menggunakan pengiraan kompleks yang dilakukan pada komputer elektronik, saintis cuba menentukan struktur atom dan menilai sifat terpenting "elemen-elemen" yang paling penting, hingga ke nombor siri yang besar (Z = 172 dan juga Z = 184). Keputusan yang diperolehi agak di luar jangkaan. Contohnya, dalam atom unsur dengan Z = 121, elektron 8p dijangka muncul; ini adalah selepas pembentukan subkulit 8s selesai dalam atom dengan Z = 119 dan 120. Tetapi penampilan p-elektron selepas s-elektron diperhatikan hanya dalam atom unsur-unsur tempoh kedua dan ketiga. Pengiraan juga menunjukkan bahawa dalam unsur-unsur tempoh kelapan hipotesis, pengisian kulit elektron dan sub-kulit atom berlaku dalam urutan yang sangat kompleks dan unik. Oleh itu, menilai sifat unsur yang sepadan adalah masalah yang sangat sukar. Nampaknya tempoh kelapan harus mengandungi 50 elemen (Z = 119–168), tetapi, mengikut pengiraan, ia harus berakhir pada elemen dengan Z = 164, iaitu 4 nombor siri lebih awal. Dan tempoh kesembilan "eksotik", ternyata, harus terdiri daripada 8 elemen. Berikut ialah entri "elektronik" beliau: 9s 2 8p 4 9p 2. Dalam erti kata lain, ia akan mengandungi hanya 8 elemen, seperti tempoh kedua dan ketiga.

Sukar untuk mengatakan betapa benarnya pengiraan yang dibuat menggunakan komputer. Walau bagaimanapun, jika ia telah disahkan, maka adalah perlu untuk menimbang semula secara serius corak yang mendasari jadual berkala unsur dan strukturnya.

Jadual berkala telah memainkan dan terus memainkan peranan yang besar dalam pembangunan pelbagai bidang sains semula jadi. Ia adalah pencapaian paling penting dalam sains atom-molekul, menyumbang kepada kemunculan konsep moden "unsur kimia" dan penjelasan konsep tentang bahan dan sebatian mudah.

Keteraturan yang didedahkan oleh sistem berkala mempunyai kesan yang besar terhadap perkembangan teori struktur atom, penemuan isotop, dan kemunculan idea tentang berkala nuklear. Sistem berkala dikaitkan dengan rumusan saintifik yang ketat tentang masalah peramalan dalam kimia. Ini ditunjukkan dalam ramalan kewujudan dan sifat unsur-unsur yang tidak diketahui dan ciri-ciri baru kelakuan kimia unsur-unsur yang telah ditemui. Pada masa kini, sistem berkala mewakili asas kimia, terutamanya bukan organik, dengan ketara membantu menyelesaikan masalah sintesis kimia bahan dengan sifat yang telah ditetapkan, pembangunan bahan semikonduktor baru, pemilihan pemangkin khusus untuk pelbagai proses kimia, dan lain-lain. , sistem berkala adalah asas pengajaran kimia.

Jadual berkala adalah salah satu penemuan terbesar manusia, yang memungkinkan untuk mengatur pengetahuan tentang dunia di sekeliling kita dan menemui unsur kimia baru. Ia perlu untuk kanak-kanak sekolah, dan juga bagi sesiapa yang berminat dalam kimia. Di samping itu, skim ini amat diperlukan dalam bidang sains yang lain.

Skim ini mengandungi semua unsur yang diketahui manusia, dan ia dikumpulkan bergantung pada jisim atom dan nombor atom. Ciri-ciri ini mempengaruhi sifat unsur. Secara keseluruhan, terdapat 8 kumpulan dalam versi pendek jadual; unsur-unsur yang termasuk dalam satu kumpulan mempunyai sifat yang hampir sama. Kumpulan pertama mengandungi hidrogen, litium, kalium, tembaga, yang sebutan Latin dalam bahasa Rusia adalah cuprum. Dan juga argentum - perak, cesium, emas - aurum dan francium. Kumpulan kedua mengandungi berilium, magnesium, kalsium, zink, diikuti oleh strontium, kadmium, barium, dan kumpulan itu berakhir dengan merkuri dan radium.

Kumpulan ketiga termasuk boron, aluminium, skandium, galium, diikuti oleh yttrium, indium, lanthanum, dan kumpulan itu berakhir dengan talium dan aktinium. Kumpulan keempat bermula dengan karbon, silikon, titanium, diteruskan dengan germanium, zirkonium, timah dan berakhir dengan hafnium, plumbum dan rutherfordium. Kumpulan kelima mengandungi unsur-unsur seperti nitrogen, fosforus, vanadium, di bawah adalah arsenik, niobium, antimoni, kemudian datang tantalum, bismut dan melengkapkan kumpulan dengan dubnium. Yang keenam bermula dengan oksigen, diikuti oleh sulfur, kromium, selenium, kemudian molibdenum, telurium, kemudian tungsten, polonium dan seaborgium.

Dalam kumpulan ketujuh, unsur pertama ialah fluorin, diikuti oleh klorin, mangan, bromin, teknetium, diikuti oleh iodin, kemudian renium, astatin dan bohrium. Kumpulan terakhir ialah yang paling ramai. Ia termasuk gas seperti helium, neon, argon, krypton, xenon dan radon. Kumpulan ini juga termasuk logam besi, kobalt, nikel, rhodium, paladium, ruthenium, osmium, iridium, dan platinum. Seterusnya datang hannium dan meitnerium. Unsur-unsur yang membentuk siri aktinida dan siri lantanida. Mereka mempunyai sifat yang serupa dengan lanthanum dan actinium.

Skim ini merangkumi semua jenis elemen, yang dibahagikan kepada 2 kumpulan besar - logam dan bukan logam, mempunyai sifat yang berbeza. Bagaimana untuk menentukan sama ada unsur tergolong dalam satu kumpulan atau yang lain akan dibantu oleh garis konvensional yang mesti ditarik dari boron ke astatin. Harus diingat bahawa garis sedemikian hanya boleh dilukis dalam versi penuh jadual. Semua unsur yang berada di atas garis ini dan terletak dalam subkumpulan utama dianggap bukan logam. Dan yang di bawah, dalam subkumpulan utama, adalah logam. Logam juga merupakan bahan yang terdapat dalam subkumpulan sampingan. Terdapat gambar dan foto khas di mana anda boleh membiasakan diri secara terperinci dengan kedudukan unsur-unsur ini. Perlu diingat bahawa unsur-unsur yang berada pada baris ini mempamerkan sifat yang sama bagi kedua-dua logam dan bukan logam.

Senarai berasingan terdiri daripada unsur amfoterik, yang mempunyai sifat dwi dan boleh membentuk 2 jenis sebatian hasil daripada tindak balas. Pada masa yang sama, mereka nyata kedua-dua asas dan sifat asid. Penguasaan sifat tertentu bergantung kepada keadaan tindak balas dan bahan yang mana unsur amfoterik bertindak balas.

Perlu diingat bahawa skim ini, dalam reka bentuk tradisionalnya yang berkualiti baik, berwarna. Pada masa yang sama, untuk memudahkan orientasi, ia ditunjukkan dalam warna yang berbeza. subkumpulan utama dan sekunder. Unsur juga dikumpulkan bergantung pada persamaan sifatnya.
Walau bagaimanapun, pada masa kini, bersama-sama dengan skema warna, jadual berkala hitam dan putih Mendeleev sangat biasa. Jenis ini digunakan untuk percetakan hitam putih. Walaupun kerumitannya yang jelas, bekerja dengannya sama mudah jika anda mengambil kira beberapa nuansa. Jadi, dalam kes ini, anda boleh membezakan subkumpulan utama dari yang sekunder dengan perbezaan warna yang jelas kelihatan. Di samping itu, dalam versi warna, unsur-unsur dengan kehadiran elektron pada lapisan yang berbeza ditunjukkan warna yang berbeza.
Perlu diingat bahawa dalam reka bentuk satu warna tidak begitu sukar untuk menavigasi skema. Untuk tujuan ini, maklumat yang ditunjukkan dalam setiap sel individu elemen akan mencukupi.

Peperiksaan Negeri Bersepadu hari ini adalah jenis ujian utama di penghujung sekolah, yang bermaksud bahawa perhatian khusus mesti diberikan untuk mempersiapkannya. Oleh itu, apabila memilih peperiksaan akhir dalam kimia, anda perlu memberi perhatian kepada bahan yang boleh membantu anda lulus. Sebagai peraturan, pelajar sekolah dibenarkan menggunakan beberapa jadual semasa peperiksaan, khususnya, jadual berkala dalam kualiti yang baik. Oleh itu, agar ia hanya membawa faedah semasa ujian, perhatian harus diberikan terlebih dahulu kepada strukturnya dan kajian sifat unsur, serta urutannya. Anda juga perlu belajar gunakan versi hitam putih jadual supaya tidak menghadapi sedikit kesulitan dalam peperiksaan.

Sebagai tambahan kepada jadual utama yang mencirikan sifat unsur dan pergantungan mereka pada jisim atom, terdapat rajah lain yang boleh membantu dalam kajian kimia. Sebagai contoh, terdapat jadual keterlarutan dan keelektronegatifan bahan. Yang pertama boleh digunakan untuk menentukan sejauh mana kelarutan sebatian tertentu dalam air pada suhu normal. Dalam kes ini, anion terletak secara mendatar - ion bercas negatif, dan kation - iaitu ion bercas positif - terletak secara menegak. Untuk mengetahui darjah keterlarutan satu atau sebatian lain, adalah perlu untuk mencari komponennya menggunakan jadual. Dan di tempat persimpangan mereka akan ada penunjukan yang diperlukan.

Jika ia adalah huruf "p", maka bahan itu larut sepenuhnya dalam air dalam keadaan normal. Jika huruf "m" ada, bahan itu sedikit larut, dan jika huruf "n" ada, ia hampir tidak larut. Jika terdapat tanda "+", sebatian tidak membentuk mendakan dan bertindak balas dengan pelarut tanpa sisa. Jika tanda "-" hadir, bermakna bahan tersebut tidak wujud. Kadangkala anda juga boleh melihat tanda “?” dalam jadual, maka ini bermakna tahap keterlarutan sebatian ini tidak diketahui dengan pasti. Keelektronegatifan unsur boleh berbeza dari 1 hingga 8; terdapat juga jadual khas untuk menentukan parameter ini.

Satu lagi jadual berguna ialah siri aktiviti logam. Semua logam terletak di dalamnya mengikut tahap peningkatan potensi elektrokimia. Siri voltan logam bermula dengan litium dan berakhir dengan emas. Adalah dipercayai bahawa semakin jauh ke kiri logam menduduki tempat dalam baris tertentu, semakin aktif ia dalam tindak balas kimia. Oleh itu, logam yang paling aktif Litium dianggap sebagai logam alkali. Senarai unsur juga mengandungi hidrogen menjelang akhir. Adalah dipercayai bahawa logam yang terletak selepas itu boleh dikatakan tidak aktif. Ini termasuk unsur-unsur seperti tembaga, merkuri, perak, platinum dan emas.

Gambar jadual berkala dalam kualiti yang baik

Skim ini adalah salah satu pencapaian terbesar dalam bidang kimia. Di mana terdapat banyak jenis jadual ini– versi pendek, panjang, serta lebih panjang. Yang paling biasa ialah jadual pendek, tetapi versi rajah yang panjang juga biasa. Perlu diingat bahawa versi pendek litar tidak disyorkan pada masa ini untuk digunakan oleh IUPAC.
Secara keseluruhannya ada Lebih daripada seratus jenis jadual telah dibangunkan, berbeza dalam persembahan, bentuk dan perwakilan grafik. Ia digunakan dalam pelbagai bidang sains, atau tidak digunakan sama sekali. Pada masa ini, konfigurasi litar baharu terus dibangunkan oleh penyelidik. Pilihan utama adalah sama ada litar pintas atau panjang dalam kualiti yang sangat baik.

Malah, ahli fizik Jerman Johann Wolfgang Dobereiner melihat pengelompokan unsur pada tahun 1817. Pada zaman itu, ahli kimia masih belum memahami sepenuhnya sifat atom seperti yang diterangkan oleh John Dalton pada tahun 1808. Dalam "sistem falsafah kimia barunya," Dalton menjelaskan tindak balas kimia dengan mencadangkan bahawa setiap bahan asas terdiri daripada jenis atom tertentu.

Dalton mencadangkan bahawa tindak balas kimia menghasilkan bahan baru apabila atom berpisah atau bercantum. Dia percaya bahawa mana-mana unsur hanya terdiri daripada satu jenis atom, yang berbeza daripada yang lain dalam berat. Atom oksigen mempunyai berat lapan kali lebih berat daripada atom hidrogen. Dalton percaya bahawa atom karbon adalah enam kali lebih berat daripada hidrogen. Apabila unsur bergabung untuk mencipta bahan baharu, jumlah bahan bertindak balas boleh dikira menggunakan berat atom ini.

Dalton salah tentang beberapa jisim - oksigen sebenarnya 16 kali lebih berat daripada hidrogen, dan karbon adalah 12 kali lebih berat daripada hidrogen. Tetapi teorinya menjadikan idea atom berguna, memberi inspirasi kepada revolusi dalam kimia. Pengukuran jisim atom yang tepat menjadi masalah utama bagi ahli kimia dalam dekad berikutnya.

Mencerminkan skala ini, Dobereiner menyatakan bahawa set tertentu tiga elemen (dia memanggil mereka triad) menunjukkan hubungan yang menarik. Bromin, sebagai contoh, mempunyai jisim atom di suatu tempat di antara klorin dan iodin, dan ketiga-tiga unsur ini mempamerkan kelakuan kimia yang serupa. Litium, natrium dan kalium juga merupakan triad.

Ahli kimia lain melihat hubungan antara jisim atom dan , tetapi tidak sampai tahun 1860-an barulah jisim atom menjadi cukup difahami dan diukur untuk pemahaman yang lebih mendalam untuk berkembang. Ahli kimia Inggeris John Newlands menyedari bahawa susunan unsur yang diketahui mengikut urutan peningkatan jisim atom membawa kepada pengulangan sifat kimia setiap unsur kelapan. Dia memanggil model ini sebagai "hukum oktaf" dalam kertas tahun 1865. Tetapi model Newlands tidak bertahan dengan baik selepas dua oktaf pertama, menyebabkan pengkritik mencadangkan agar dia menyusun unsur-unsur dalam susunan abjad. Dan seperti yang segera disedari oleh Mendeleev, hubungan antara sifat unsur dan jisim atom adalah sedikit lebih kompleks.

Organisasi unsur kimia

Mendeleev dilahirkan di Tobolsk, Siberia, pada tahun 1834, anak ketujuh belas ibu bapanya. Dia menjalani kehidupan yang berwarna-warni, mengejar pelbagai minat dan mengembara di sepanjang jalan ke orang terkemuka. Semasa menerima pendidikan tinggi di Institut Pedagogi di St. Petersburg, dia hampir meninggal dunia akibat penyakit yang serius. Selepas tamat pengajian, dia mengajar di sekolah menengah (ini perlu untuk menerima gaji di institut), sambil belajar matematik dan sains semula jadi untuk mendapatkan ijazah sarjana.

Dia kemudian bekerja sebagai guru dan pensyarah (dan menulis kertas saintifik) sehingga dia menerima fellowship untuk lawatan penyelidikan lanjutan di makmal kimia terbaik di Eropah.

Kembali ke St. Petersburg, dia mendapati dirinya tidak mempunyai pekerjaan, jadi dia menulis panduan yang sangat baik dengan harapan memenangi hadiah wang tunai yang besar. Pada tahun 1862 ini membawanya Hadiah Demidov. Beliau juga bekerja sebagai editor, penterjemah dan perunding dalam pelbagai bidang kimia. Pada tahun 1865, beliau kembali ke penyelidikan, menerima ijazah kedoktoran dan menjadi profesor di Universiti St. Petersburg.

Tidak lama selepas ini, Mendeleev mula mengajar kimia bukan organik. Semasa bersiap untuk menguasai bidang baru (kepadanya) ini, dia tidak berpuas hati dengan buku teks yang ada. Jadi saya memutuskan untuk menulis sendiri. Organisasi teks memerlukan organisasi unsur-unsur, jadi persoalan susunan terbaik mereka sentiasa di fikirannya.

Menjelang awal 1869, Mendeleev telah mencapai kemajuan yang mencukupi untuk menyedari bahawa kumpulan tertentu unsur-unsur yang serupa mempamerkan peningkatan tetap dalam jisim atom; unsur lain yang mempunyai jisim atom yang lebih kurang sama mempunyai sifat yang serupa. Ternyata menyusun unsur mengikut berat atomnya adalah kunci kepada pengelasannya.

Jadual berkala oleh D. Meneleev.

Dalam kata-kata Mendeleev sendiri, dia menyusun pemikirannya dengan menulis setiap satu daripada 63 elemen yang diketahui pada masa itu pada kad yang berasingan. Kemudian, melalui sejenis permainan solitaire kimia, dia menemui corak yang dia cari. Dengan menyusun kad dalam lajur menegak dengan jisim atom dari rendah ke tinggi, dia meletakkan elemen dengan sifat yang serupa dalam setiap baris mendatar. Jadual berkala Mendeleev dilahirkan. Dia merangkanya pada 1 Mac, menghantarnya untuk dicetak, dan memasukkannya ke dalam buku teksnya yang akan diterbitkan tidak lama lagi. Dia juga dengan cepat menyediakan kerja untuk pembentangan kepada Persatuan Kimia Rusia.

"Unsur, yang disusun mengikut saiz jisim atomnya, menunjukkan sifat berkala yang jelas," tulis Mendeleev dalam karyanya. "Semua perbandingan yang saya buat telah membawa saya kepada kesimpulan bahawa saiz jisim atom menentukan sifat unsur-unsur."

Sementara itu, ahli kimia Jerman Lothar Meyer juga sedang mengusahakan organisasi unsur. Dia menyediakan meja yang serupa dengan Mendeleev, mungkin lebih awal daripada Mendeleev. Tetapi Mendeleev menerbitkan yang pertama.

Walau bagaimanapun, yang lebih penting daripada kemenangan ke atas Meyer ialah bagaimana Periodic menggunakan jadualnya untuk membuat kesimpulan tentang unsur-unsur yang belum ditemui. Semasa menyediakan mejanya, Mendeleev menyedari bahawa beberapa kad telah hilang. Dia terpaksa meninggalkan ruang kosong supaya elemen yang diketahui dapat berbaris dengan betul. Semasa hayatnya, tiga ruang kosong dipenuhi dengan unsur-unsur yang tidak diketahui sebelum ini: galium, skandium dan germanium.

Mendeleev bukan sahaja meramalkan kewujudan unsur-unsur ini, tetapi juga menerangkan sifat-sifatnya secara terperinci dengan betul. Gallium, sebagai contoh, ditemui pada tahun 1875, mempunyai jisim atom 69.9 dan ketumpatan enam kali ganda daripada air. Mendeleev meramalkan unsur ini (dia menamakannya eka-aluminium) hanya dengan ketumpatan dan jisim atom 68 ini. Ramalannya untuk eka-silikon sepadan rapat dengan germanium (ditemui pada tahun 1886) mengikut jisim atom (72 diramalkan, 72.3 sebenar) dan ketumpatan. Dia juga meramalkan dengan betul ketumpatan sebatian germanium dengan oksigen dan klorin.

Jadual berkala menjadi kenabian. Nampaknya pada penghujung permainan ini solitaire elemen ini akan mendedahkan dirinya. Pada masa yang sama, Mendeleev sendiri mahir menggunakan mejanya sendiri.

Ramalan Mendeleev yang berjaya menyebabkan dia mendapat status legenda sebagai ahli sihir kimia. Tetapi ahli sejarah hari ini berdebat sama ada penemuan unsur-unsur yang diramalkan mengukuhkan penggunaan undang-undang berkalanya. Penerimaan undang-undang itu mungkin lebih berkaitan dengan keupayaannya untuk menjelaskan ikatan kimia yang dikenal pasti. Walau apa pun, ketepatan ramalan Mendeleev pastinya menarik perhatian kepada merit mejanya.

Menjelang 1890-an, ahli kimia secara meluas menerima undang-undangnya sebagai tonggak dalam pengetahuan kimia. Pada tahun 1900, pemenang Hadiah Nobel dalam bidang kimia William Ramsay menyebutnya sebagai "pengertian terbesar yang pernah dibuat dalam kimia." Dan Mendeleev melakukan ini tanpa memahami caranya.

Peta matematik

Dalam banyak kesempatan dalam sejarah sains, ramalan yang hebat berdasarkan persamaan baru ternyata betul. Entah bagaimana matematik mendedahkan beberapa rahsia alam semula jadi sebelum penguji menemuinya. Satu contoh ialah antimateri, satu lagi ialah pengembangan Alam Semesta. Dalam kes Mendeleev, ramalan unsur-unsur baru timbul tanpa sebarang matematik kreatif. Tetapi sebenarnya, Mendeleev menemui peta matematik yang mendalam tentang alam, kerana jadualnya mencerminkan maksud peraturan matematik yang mengawal seni bina atom.

Dalam bukunya, Mendeleev menyatakan bahawa "perbezaan dalaman dalam perkara yang disusun oleh atom" mungkin bertanggungjawab untuk sifat berulang secara berkala unsur-unsur. Tetapi dia tidak mengikuti garis pemikiran ini. Malah, selama bertahun-tahun dia merenung betapa pentingnya teori atom kepada mejanya.

Tetapi yang lain dapat membaca mesej dalaman jadual. Pada tahun 1888, ahli kimia Jerman Johannes Wislitzen mengumumkan bahawa keberkalaan sifat unsur yang disusun mengikut jisim menunjukkan bahawa atom terdiri daripada kumpulan biasa zarah yang lebih kecil. Jadi, dalam erti kata tertentu, jadual berkala sebenarnya meramalkan (dan memberikan bukti) struktur dalaman atom yang kompleks, sementara tiada siapa yang mempunyai idea sedikit pun tentang rupa atom sebenarnya atau sama ada ia mempunyai struktur dalaman sama sekali.

Menjelang kematian Mendeleev pada tahun 1907, saintis mengetahui bahawa atom dibahagikan kepada bahagian: , ditambah beberapa komponen bercas positif, menjadikan atom neutral elektrik. Kunci bagaimana bahagian-bahagian ini disusun pada tahun 1911, apabila ahli fizik Ernest Rutherford, yang bekerja di Universiti Manchester di England, menemui nukleus atom. Tidak lama selepas itu, Henry Moseley, bekerja dengan Rutherford, menunjukkan bahawa jumlah cas positif dalam nukleus (bilangan proton yang terkandung di dalamnya, atau "nombor atom") menentukan susunan unsur yang betul dalam jadual berkala.

Henry Moseley.

Jisim atom berkait rapat dengan nombor atom Moseley—cukup rapat sehingga susunan unsur mengikut jisim hanya berbeza di beberapa tempat daripada susunan mengikut nombor. Mendeleev menegaskan bahawa massa ini tidak betul dan perlu diukur semula, dan dalam beberapa kes dia betul. Terdapat beberapa percanggahan yang tinggal, tetapi nombor atom Moseley sesuai dengan sempurna ke dalam jadual.

Pada masa yang sama, ahli fizik Denmark, Niels Bohr menyedari bahawa teori kuantum menentukan susunan elektron yang mengelilingi nukleus, dan elektron terluar menentukan sifat kimia unsur tersebut.

Susunan elektron luar yang serupa akan berulang secara berkala, menerangkan corak yang pada mulanya ditunjukkan oleh jadual berkala. Bohr mencipta versi jadualnya sendiri pada tahun 1922, berdasarkan pengukuran eksperimen tenaga elektron (bersama dengan beberapa petunjuk daripada undang-undang berkala).

Jadual Bohr menambah unsur yang ditemui sejak 1869, tetapi ia adalah susunan berkala yang sama ditemui oleh Mendeleev. Tanpa mempunyai idea sedikit pun tentang , Mendeleev mencipta jadual yang mencerminkan seni bina atom yang ditentukan oleh fizik kuantum.

Meja baharu Bohr bukanlah versi pertama mahupun versi terakhir reka bentuk asal Mendeleev. Beratus-ratus versi jadual berkala telah dibangunkan dan diterbitkan. Bentuk moden - reka bentuk mendatar yang bertentangan dengan versi menegak asal Mendeleev - hanya menjadi popular secara meluas selepas Perang Dunia II, terima kasih sebahagian besarnya hasil kerja ahli kimia Amerika Glenn Seaborg.

Seaborg dan rakan-rakannya mencipta beberapa unsur baharu secara sintetik, dengan nombor atom selepas uranium, unsur semula jadi terakhir di atas meja. Seaborg melihat bahawa unsur-unsur ini, yang transuranium (ditambah dengan tiga unsur yang mendahului uranium), memerlukan satu baris baru dalam jadual, yang tidak diramalkan oleh Mendeleev. Jadual Seaborg menambah baris untuk elemen tersebut di bawah baris nadir bumi yang serupa yang juga tidak mempunyai tempat dalam jadual.

Sumbangan Seaborg kepada kimia memberinya penghormatan untuk menamakan unsurnya sendiri, seaborgium, dengan nombor 106. Ia adalah salah satu daripada beberapa unsur yang dinamakan sempena saintis terkenal. Dan dalam senarai ini, sudah tentu, terdapat unsur 101, ditemui oleh Seaborg dan rakan-rakannya pada tahun 1955 dan dinamakan mendelevium - sebagai penghormatan kepada ahli kimia yang, di atas semua yang lain, mendapat tempat di jadual berkala.

Lawati saluran berita kami jika anda mahukan lebih banyak cerita seperti ini.

Terdapat banyak urutan berulang dalam alam semula jadi:

musim;
Masa dalam Hari;
hari dalam seminggu…

Pada pertengahan abad ke-19, D.I. Mendeleev menyedari bahawa sifat kimia unsur juga mempunyai urutan tertentu (mereka mengatakan bahawa idea ini datang kepadanya dalam mimpi). Hasil daripada mimpi indah saintis itu ialah Jadual Berkala Unsur Kimia, di mana D.I. Mendeleev menyusun unsur kimia mengikut urutan peningkatan jisim atom. Dalam jadual moden, unsur kimia disusun mengikut tertib menaik bagi nombor atom unsur (bilangan proton dalam nukleus atom).

Nombor atom ditunjukkan di atas simbol unsur kimia, di bawah simbol adalah jisim atomnya (jumlah proton dan neutron). Sila ambil perhatian bahawa jisim atom bagi sesetengah unsur bukanlah nombor bulat! Ingat isotop! Jisim atom ialah purata wajaran semua isotop unsur yang terdapat di alam semula jadi dalam keadaan semula jadi.

Di bawah jadual adalah lantanida dan aktinida.

Logam, bukan logam, metaloid

Terletak dalam Jadual Berkala di sebelah kiri garis pepenjuru berperingkat yang bermula dengan Boron (B) dan berakhir dengan polonium (Po) (pengecualian adalah germanium (Ge) dan antimoni (Sb). Mudah untuk melihat bahawa logam menduduki kebanyakan Jadual Berkala Sifat asas logam : keras (kecuali merkuri); berkilat; pengalir elektrik dan haba yang baik; plastik; mudah ditempa; mudah melepaskan elektron.

Unsur-unsur yang terletak di sebelah kanan pepenjuru berlangkah B-Po dipanggil bukan logam. Sifat bukan logam adalah betul-betul bertentangan dengan sifat logam: pengalir haba dan elektrik yang lemah; rapuh; tidak boleh ditempa; bukan plastik; biasanya menerima elektron.

Metaloid

Antara logam dan bukan logam terdapat semilogam(logamloid). Mereka dicirikan oleh sifat-sifat kedua-dua logam dan bukan logam. Semilogam telah menemui aplikasi utamanya dalam industri dalam pengeluaran semikonduktor, tanpa litar mikro atau mikropemproses moden tunggal tidak dapat dibayangkan.

Tempoh dan kumpulan

Seperti yang dinyatakan di atas, jadual berkala terdiri daripada tujuh tempoh. Dalam setiap tempoh, nombor atom unsur meningkat dari kiri ke kanan.

Sifat unsur berubah secara berurutan dalam tempoh: dengan itu natrium (Na) dan magnesium (Mg), terletak pada permulaan tempoh ketiga, melepaskan elektron (Na memberikan satu elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg memberikan naik dua elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Tetapi klorin (Cl), yang terletak pada akhir tempoh, mengambil satu unsur: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Dalam kumpulan, sebaliknya, semua unsur mempunyai sifat yang sama. Sebagai contoh, dalam kumpulan IA(1), semua unsur daripada litium (Li) kepada fransium (Fr) menderma satu elektron. Dan semua elemen kumpulan VIIA(17) mengambil satu elemen.

Sesetengah kumpulan sangat penting sehingga mereka telah menerima nama istimewa. Kumpulan ini dibincangkan di bawah.

Kumpulan IA(1). Atom unsur kumpulan ini hanya mempunyai satu elektron dalam lapisan elektron luarnya, jadi mereka mudah melepaskan satu elektron.

Logam alkali yang paling penting ialah natrium (Na) dan kalium (K), kerana ia memainkan peranan penting dalam kehidupan manusia dan merupakan sebahagian daripada garam.

Konfigurasi elektronik:

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

Kumpulan IIA(2). Atom unsur kumpulan ini mempunyai dua elektron dalam lapisan elektron luarnya, yang juga mereka lepaskan semasa tindak balas kimia. Unsur yang paling penting ialah kalsium (Ca) - asas tulang dan gigi.

Konfigurasi elektronik:

Jadilah- 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

Kumpulan VIIA(17). Atom unsur kumpulan ini biasanya menerima satu elektron setiap satu, kerana Terdapat lima elemen pada lapisan elektronik luar dan satu elektron hanya hilang daripada "set lengkap".

Unsur yang paling terkenal dalam kumpulan ini: klorin (Cl) - adalah sebahagian daripada garam dan peluntur; Iodin (I) adalah unsur yang memainkan peranan penting dalam aktiviti kelenjar tiroid manusia.

Konfigurasi Elektronik:

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

Kumpulan VIII(18). Atom unsur kumpulan ini mempunyai lapisan elektron luar "lengkap" sepenuhnya. Oleh itu, mereka "tidak" perlu menerima elektron. Dan mereka "tidak mahu" memberikannya. Oleh itu, unsur-unsur kumpulan ini sangat "enggan" untuk memasuki tindak balas kimia. Untuk masa yang lama dipercayai bahawa mereka tidak bertindak balas sama sekali (oleh itu nama "inert", iaitu "tidak aktif"). Tetapi ahli kimia Neil Bartlett mendapati bahawa sesetengah gas ini masih boleh bertindak balas dengan unsur lain dalam keadaan tertentu.

Konfigurasi elektronik:

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

Unsur valensi dalam kumpulan

Adalah mudah untuk melihat bahawa dalam setiap kumpulan unsur-unsur adalah serupa antara satu sama lain dalam elektron valens mereka (elektron orbital s dan p terletak pada aras tenaga luar).

Logam alkali mempunyai 1 elektron valensi:

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

Logam alkali tanah mempunyai 2 elektron valens:

Jadilah- 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

Halogen mempunyai 7 elektron valens:

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

Gas lengai mempunyai 8 elektron valensi:

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

Untuk maklumat lanjut, lihat artikel Valensi dan Jadual Konfigurasi Elektronik Atom Unsur Kimia mengikut Kala.

Sekarang mari kita beralih perhatian kepada unsur-unsur yang terletak dalam kumpulan dengan simbol DALAM. Mereka terletak di tengah-tengah jadual berkala dan dipanggil logam peralihan.

Ciri tersendiri unsur-unsur ini ialah kehadiran dalam atom elektron yang mengisi d-orbital:

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

Secara berasingan dari meja utama terletak lantanida Dan aktinida- ini adalah apa yang dipanggil logam peralihan dalaman. Dalam atom unsur-unsur ini, elektron mengisi f-orbital:

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