องค์ประกอบที่หกของตารางธาตุ ระบบธาตุของ Mendeleev

วิธีใช้ตารางธาตุ สำหรับคนที่ไม่ได้ฝึกหัด การอ่านตารางธาตุเหมือนกับการดูอักษรรูนโบราณของเอลฟ์สำหรับคนแคระ และตารางธาตุถ้าใช้อย่างถูกต้องสามารถบอกอะไรเกี่ยวกับโลกได้มากมาย นอกจากจะให้บริการคุณในการสอบแล้ว ยังเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการแก้ปัญหาอีกด้วย จำนวนมากเคมีและ งานทางกายภาพ. แต่จะอ่านได้อย่างไร? โชคดีที่วันนี้ทุกคนสามารถเรียนรู้ศิลปะนี้ได้ ในบทความนี้เราจะอธิบายวิธีทำความเข้าใจตารางธาตุ

ระบบธาตุเคมีเป็นระยะ (ตารางของ Mendeleev) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่สร้างการพึ่งพาคุณสมบัติต่าง ๆ ขององค์ประกอบที่มีประจุ นิวเคลียสของอะตอม.

ประวัติความเป็นมาของการสร้างโต๊ะ

Dmitri Ivanovich Mendeleev ไม่ใช่นักเคมีธรรมดาๆ ถ้ามีคนคิดอย่างนั้น เขาเป็นนักเคมี นักฟิสิกส์ นักธรณีวิทยา นักมาตรวิทยา นักนิเวศวิทยา นักเศรษฐศาสตร์ ช่างน้ำมัน นักบินอวกาศ ผู้ผลิตเครื่องมือและอาจารย์ ในช่วงชีวิตของเขา นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิจัยพื้นฐานมากมายในด้านความรู้ต่างๆ ตัวอย่างเช่น เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าเป็น Mendeleev ที่คำนวณความแรงในอุดมคติของวอดก้า - 40 องศา เราไม่ทราบว่า Mendeleev ปฏิบัติต่อวอดก้าอย่างไร แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าวิทยานิพนธ์ของเขาในหัวข้อ "วาทกรรมเกี่ยวกับการรวมกันของแอลกอฮอล์กับน้ำ" ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับวอดก้าและพิจารณาความเข้มข้นของแอลกอฮอล์จาก 70 องศา ด้วยคุณธรรมทั้งหมดของนักวิทยาศาสตร์ การค้นพบกฎธาตุเคมีเป็นระยะ ซึ่งเป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานของธรรมชาติ ทำให้เขามีชื่อเสียงมากที่สุด

มีตำนานตามที่นักวิทยาศาสตร์ใฝ่ฝันถึงระบบธาตุ หลังจากนั้นเขาก็ต้องสรุปความคิดที่ปรากฏขึ้นเท่านั้น แต่ถ้าทุกอย่างเรียบง่าย .. การสร้างตารางธาตุรุ่นนี้ดูเหมือนจะไม่มีอะไรมากไปกว่าตำนาน เมื่อถูกถามว่าเปิดโต๊ะอย่างไร Dmitry Ivanovich เองก็ตอบว่า: “ ฉันคิดเกี่ยวกับมันมายี่สิบปีแล้วและคุณคิดว่า: ฉันนั่งและทันใดนั้น ... ก็พร้อม”

ในช่วงกลางของศตวรรษที่สิบเก้า นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามปรับปรุงองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จัก (63 องค์ประกอบที่รู้จัก) ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ในปี 1862 Alexandre Émile Chancourtois วางองค์ประกอบตามเกลียวและสังเกตคุณสมบัติทางเคมีซ้ำ ๆ ของวัฏจักร นักเคมีและนักดนตรี John Alexander Newlands เสนอเวอร์ชันของตัวเอง ตารางธาตุในปี พ.ศ. 2409 ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจคือในการจัดเรียงองค์ประกอบ นักวิทยาศาสตร์พยายามค้นหาความกลมกลืนทางดนตรีที่ลึกลับ ท่ามกลางความพยายามอื่น ๆ คือความพยายามของ Mendeleev ซึ่งได้รับการสวมมงกุฎด้วยความสำเร็จ

ในปี พ.ศ. 2412 ได้มีการตีพิมพ์โครงร่างแรกของตารางและวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2412 ถือเป็นวันแห่งการค้นพบกฎเกณฑ์เป็นระยะ สาระสำคัญของการค้นพบของ Mendeleev คือคุณสมบัติขององค์ประกอบที่มีมวลอะตอมเพิ่มขึ้นไม่เปลี่ยนแปลงอย่างจำเจ แต่เป็นระยะ รุ่นแรกของตารางมีเพียง 63 องค์ประกอบ แต่ Mendeleev รับหน้าที่เป็นจำนวนมาก โซลูชันที่ไม่ได้มาตรฐาน. ดังนั้นเขาจึงเดาว่าจะออกจากโต๊ะไปก่อน เปิดองค์ประกอบและยังเปลี่ยนมวลอะตอมของธาตุบางชนิดด้วย ความถูกต้องพื้นฐานของกฎหมายที่ Mendeleev ได้รับนั้นได้รับการยืนยันไม่นานหลังจากการค้นพบแกลเลียม สแกนเดียม และเจอร์เมเนียม ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ถึงการมีอยู่ของมัน

มุมมองสมัยใหม่ของตารางธาตุ

ด้านล่างเป็นตารางเอง

วันนี้ ในการสั่งธาตุ แทนที่จะใช้น้ำหนักอะตอม (มวลอะตอม) จะใช้แนวคิด เลขอะตอม(จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส). ตารางประกอบด้วยองค์ประกอบ 120 ซึ่งจัดเรียงจากซ้ายไปขวาจากน้อยไปหามากของเลขอะตอม (จำนวนโปรตอน)

คอลัมน์ของตารางเรียกว่ากลุ่ม และแถวคือจุด มี 18 กลุ่มและ 8 คาบในตาราง

• คุณสมบัติทางโลหะของธาตุจะลดลงเมื่อเคลื่อนที่ไปตามช่วงเวลาจากซ้ายไปขวาและใน ทิศทางย้อนกลับ- เพิ่ม.
• ขนาดของอะตอมลดลงเมื่อเคลื่อนจากซ้ายไปขวาตามช่วงเวลา
• เมื่อเคลื่อนที่จากบนลงล่างในกลุ่ม คุณสมบัติของโลหะที่ลดลงจะเพิ่มขึ้น
• คุณสมบัติการออกซิไดซ์และอโลหะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาจากซ้ายไปขวาฉัน.

เราเรียนรู้อะไรเกี่ยวกับองค์ประกอบจากตาราง ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาองค์ประกอบที่สามในตาราง - ลิเธียม และพิจารณาอย่างละเอียด

ก่อนอื่น เราจะเห็นสัญลักษณ์ขององค์ประกอบและชื่อของมันอยู่ข้างใต้ ที่มุมบนซ้ายคือเลขอะตอมขององค์ประกอบ ตามลำดับที่องค์ประกอบนั้นอยู่ในตาราง เลขอะตอมดังที่กล่าวไปแล้ว เท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนบวกมักจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนเชิงลบในอะตอม (ยกเว้นไอโซโทป)

มวลอะตอมแสดงอยู่ใต้เลขอะตอม (ในตารางเวอร์ชันนี้) ถ้าเราปัดมวลอะตอมเป็นจำนวนเต็มที่ใกล้เคียงที่สุด เราจะได้ค่าที่เรียกว่าเลขมวล ความแตกต่าง เลขมวลและเลขอะตอมให้จำนวนนิวตรอนในนิวเคลียส ดังนั้นจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสฮีเลียมคือสองและในลิเธียม - สี่

ดังนั้นหลักสูตร "Mendeleev's Table for Dummies" ของเราจึงสิ้นสุดลง โดยสรุป เราขอเชิญคุณชมวิดีโอเฉพาะเรื่อง และเราหวังว่าคำถามเกี่ยวกับวิธีใช้ตารางธาตุของ Mendeleev จะชัดเจนขึ้นสำหรับคุณ ข้อเตือนใจในการเรียน ไอเท็มใหม่มีประสิทธิภาพมากกว่าเสมอ ไม่ใช่คนเดียว แต่ด้วยความช่วยเหลือจากที่ปรึกษาที่มีประสบการณ์ นั่นคือเหตุผลที่คุณไม่ควรลืมคนที่ยินดีแบ่งปันความรู้และประสบการณ์กับคุณ

เขาดึงผลงานของ Robert Boyle และ Antoine Lavouzier นักวิทยาศาสตร์คนแรกสนับสนุนการค้นหาองค์ประกอบทางเคมีที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ 15 รายการของ Boyle ที่ระบุไว้ในปี 1668

Lavuzier เพิ่มอีก 13 คนในนั้น แต่อีกหนึ่งศตวรรษต่อมา การค้นหาดำเนินไปอย่างต่อเนื่องเนื่องจากไม่มีทฤษฎีที่สอดคล้องกันเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างองค์ประกอบต่างๆ ในที่สุด Dmitry Mendeleev ก็เข้าสู่ "เกม" เขาตัดสินใจว่ามีการเชื่อมต่อระหว่างมวลอะตอมของสารกับตำแหน่งของสารในระบบ

ทฤษฎีนี้อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบองค์ประกอบหลายสิบองค์ประกอบโดยไม่ต้องค้นพบพวกมันในทางปฏิบัติ แต่ในธรรมชาติ สิ่งนี้ถูกวางไว้บนไหล่ของลูกหลาน แต่ตอนนี้มันไม่เกี่ยวกับพวกเขา ขออุทิศบทความให้กับนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่และโต๊ะของเขา

ประวัติความเป็นมาของการสร้างตารางธาตุ

ตารางธาตุเริ่มต้นด้วยหนังสือ "ความสัมพันธ์ของคุณสมบัติกับน้ำหนักอะตอมของธาตุ" งานนี้ออกในปี 1870 ในเวลาเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียได้พูดคุยกับสังคมเคมีของประเทศและส่งตารางเวอร์ชันแรกให้กับเพื่อนร่วมงานจากต่างประเทศ

ก่อน Mendeleev นักวิทยาศาสตร์หลายคนค้นพบ 63 องค์ประกอบ เพื่อนร่วมชาติของเราเริ่มต้นด้วยการเปรียบเทียบคุณสมบัติของพวกเขา ก่อนอื่น เขาทำงานกับโพแทสเซียมและคลอรีน จากนั้นเขาก็หยิบกลุ่มโลหะของหมู่อัลคาไลน์ขึ้นมา

นักเคมีได้รับตารางพิเศษและการ์ดองค์ประกอบเพื่อจัดวางเหมือนเล่นไพ่คนเดียว โดยมองหาการจับคู่และการผสมผสานที่เหมาะสม เป็นผลให้เกิดความเข้าใจ: - คุณสมบัติของส่วนประกอบขึ้นอยู่กับมวลของอะตอม ดังนั้น, องค์ประกอบของตารางธาตุเรียงกันเป็นแถว

การค้นพบปรมาจารย์ด้านเคมีคือการตัดสินใจที่จะทิ้งช่องว่างไว้ในตำแหน่งเหล่านี้ ช่วงเวลาของความแตกต่างระหว่างมวลอะตอมทำให้นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่ามนุษย์ยังไม่รู้จักธาตุทั้งหมด ช่องว่างในน้ำหนักระหว่าง "เพื่อนบ้าน" บางคนนั้นใหญ่เกินไป

นั่นเป็นเหตุผลที่ ตารางธาตุของ Mendeleevกลายเป็นเหมือนกระดานหมากรุกที่มีเซลล์ "สีขาว" มากมาย เวลาแสดงให้เห็นว่าพวกเขากำลังรอ "แขก" ของพวกเขาจริงๆ ตัวอย่างเช่น พวกมันกลายเป็นก๊าซเฉื่อย ฮีเลียม นีออน อาร์กอน คริปทอน กัมมันตภาพรังสี และซีนอน ถูกค้นพบในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 20 เท่านั้น

ตอนนี้เกี่ยวกับตำนาน เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่า ตารางเคมีเมนเดเลเยฟปรากฏแก่เขาในความฝัน สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่น่าดึงดูดใจของอาจารย์มหาวิทยาลัยและหนึ่งในนั้นคือ Alexander Inostrantsev นี่คือนักธรณีวิทยาชาวรัสเซียผู้บรรยายที่มหาวิทยาลัยเหมืองแร่เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

Inostrantsev รู้จัก Mendeleev และไปเยี่ยมเขา ครั้งหนึ่งเมื่อเหน็ดเหนื่อยจากการค้นหามิทรีก็ผล็อยหลับไปต่อหน้าอเล็กซานเดอร์ เขารอจนกระทั่งนักเคมีตื่นขึ้นและเห็นว่า Mendeleev คว้ากระดาษแผ่นหนึ่งแล้วจดตารางเวอร์ชันสุดท้าย

อันที่จริงนักวิทยาศาสตร์ไม่มีเวลาทำสิ่งนี้ก่อนที่ Morpheus จะจับตัวเขา อย่างไรก็ตาม Inostrantsev ต้องการสร้างความสนุกสนานให้กับนักเรียนของเขา จากสิ่งที่เขาเห็น นักธรณีวิทยาได้นำจักรยานคันหนึ่งขึ้นมา ซึ่งผู้ฟังรู้สึกขอบคุณได้แพร่กระจายไปยังฝูงชนอย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติของตารางธาตุ

ตั้งแต่รุ่นแรกในปี 2512 ตารางธาตุดีขึ้นหลายครั้ง ดังนั้น ด้วยการค้นพบในช่วงทศวรรษที่ 1930 ก๊าซมีตระกูลจัดการเพื่ออนุมานการพึ่งพาองค์ประกอบใหม่ - ตามหมายเลขซีเรียลไม่ใช่มวลตามที่ผู้เขียนระบบระบุไว้

แนวคิดของ "น้ำหนักอะตอม" ถูกแทนที่ด้วย "เลขอะตอม" เป็นไปได้ที่จะศึกษาจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม ตัวเลขนี้คือ หมายเลขซีเรียลธาตุ.

นักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 ได้ศึกษาและ โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์อะตอม นอกจากนี้ยังส่งผลต่อระยะเวลาขององค์ประกอบและสะท้อนให้เห็นในฉบับต่อมา ตารางธาตุ รูปภาพรายการแสดงให้เห็นว่าสารในนั้นถูกจัดเรียงตามน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้น

หลักการพื้นฐานไม่เปลี่ยนแปลง มวลเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา ขณะเดียวกันตารางไม่โสดแต่แบ่งเป็น 7 ช่วง จึงเป็นที่มาของชื่อรายการ คาบเป็นแถวแนวนอน จุดเริ่มต้นเป็นโลหะทั่วไป จุดสิ้นสุดคือองค์ประกอบที่มี คุณสมบัติอโลหะ. การลดลงเป็นไปอย่างค่อยเป็นค่อยไป

มีช่วงใหญ่และเล็ก รายการแรกอยู่ที่จุดเริ่มต้นของตาราง มี 3 รายการ โดยจะเปิดรายการที่มีช่วงเวลา 2 องค์ประกอบ ต่อไปนี้เป็นสองคอลัมน์ซึ่งมี 8 รายการ ส่วนที่เหลืออีก 4 ช่วงมีขนาดใหญ่ อันที่ 6 ยาวที่สุด มี 32 องค์ ในวันที่ 4 และ 5 มี 18 คนและในวันที่ 7 - 24

นับได้ มีกี่องค์ประกอบในตารางเมนเดเลเยฟ. มีทั้งหมด 112 เรื่อง ชื่อ มี 118 เซลล์ แต่มีรูปแบบต่างๆ ของรายการที่มี 126 ฟิลด์ ยังมีเซลล์ว่างสำหรับองค์ประกอบที่ยังไม่ได้ค้นพบซึ่งไม่มีชื่อ

ไม่ใช่ทุกช่วงเวลาจะพอดีกับบรรทัดเดียว คาบใหญ่ประกอบด้วย 2 แถว ปริมาณโลหะในนั้นมีมากกว่าน้ำหนัก ดังนั้นบรรทัดล่างจึงอุทิศให้กับพวกเขาอย่างสมบูรณ์ การลดลงทีละน้อยจากโลหะเป็นสารเฉื่อยพบได้ในแถวบน

รูปภาพของตารางธาตุแบ่งตามแนวตั้ง มัน กลุ่มในตารางธาตุมีทั้งหมด 8 ธาตุ องค์ประกอบที่คล้ายคลึงกันในคุณสมบัติทางเคมีจะจัดเรียงในแนวตั้ง แบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยหลักและรอง หลังเริ่มต้นจากช่วงที่ 4 เท่านั้น กลุ่มย่อยหลักยังรวมถึงองค์ประกอบของช่วงเวลาเล็ก ๆ

สาระสำคัญของตารางธาตุ

ชื่อของธาตุในตารางธาตุเป็น 112 ตำแหน่ง สาระสำคัญของการจัดเรียงในรายการเดียวคือการจัดระบบองค์ประกอบหลัก พวกเขาเริ่มต่อสู้เพื่อสิ่งนี้แม้ในสมัยโบราณ

อริสโตเติลเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่เข้าใจว่าทุกสิ่งที่มีอยู่ทำมาจากอะไร เขาใช้คุณสมบัติของสารเป็นพื้นฐาน - ความเย็นและความร้อน Empidocles แยกแยะหลักการพื้นฐาน 4 ประการตามธาตุ: น้ำ ดิน ไฟ และอากาศ

โลหะในตารางธาตุเช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่นๆ เป็นหลักการพื้นฐาน แต่ด้วย จุดที่ทันสมัยวิสัยทัศน์. นักเคมีชาวรัสเซียสามารถค้นพบองค์ประกอบส่วนใหญ่ของโลกของเราและแนะนำการมีอยู่ขององค์ประกอบหลักที่ยังไม่เป็นที่รู้จัก

ปรากฎว่า การออกเสียงตารางธาตุ- เปล่งเสียงแบบจำลองของความเป็นจริงของเราโดยแยกออกเป็นส่วนประกอบ อย่างไรก็ตาม การเรียนรู้สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่าย มาพยายามทำให้งานง่ายขึ้นโดยอธิบายวิธีการที่มีประสิทธิภาพสองวิธี

วิธีการเรียนรู้ตารางธาตุ

มาเริ่มกันที่ วิธีการที่ทันสมัย. นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ได้พัฒนาเกมแฟลชจำนวนมากที่ช่วยจดจำรายการของ Mendeleev ผู้เข้าร่วมโครงการจะได้รับการเสนอให้ค้นหาองค์ประกอบตามตัวเลือกต่างๆ เช่น ชื่อ มวลอะตอม การกำหนดตัวอักษร

ผู้เล่นมีสิทธิ์เลือกพื้นที่ของกิจกรรม - เฉพาะบางส่วนของตารางหรือทั้งหมด ในเจตจำนงของเรายังไม่รวมชื่อขององค์ประกอบพารามิเตอร์อื่น ๆ สิ่งนี้ทำให้การค้นหาซับซ้อน สำหรับขั้นสูงจะมีการจับเวลาด้วยนั่นคือการฝึกอบรมจะดำเนินการด้วยความเร็ว

เงื่อนไขของเกมทำให้การเรียนรู้ เลขธาตุในตารางธาตุไม่น่าเบื่อแต่สนุก ความตื่นเต้นตื่นขึ้นและการจัดระบบความรู้ในหัวได้ง่ายขึ้น ผู้ที่ไม่ยอมรับโปรเจ็กต์แฟลชคอมพิวเตอร์ให้มากกว่า วิธีดั้งเดิมการเรียนรู้รายการ

แบ่งออกเป็น 8 กลุ่ม หรือ 18 กลุ่ม (ตามฉบับปี 1989) เพื่อความสะดวกในการจดจำ การสร้างตารางแยกกันหลายๆ ตาราง ดีกว่าการทำงานทั้งเวอร์ชัน ภาพที่มองเห็นได้ตรงกับองค์ประกอบแต่ละองค์ประกอบก็ช่วยได้เช่นกัน พึ่งพาสมาคมของคุณเอง

ดังนั้น ธาตุเหล็กในสมองจึงสามารถสัมพันธ์กันได้ ตัวอย่างเช่น กับตะปู และปรอทกับเทอร์โมมิเตอร์ ชื่อขององค์ประกอบไม่คุ้นเคย? เราใช้วิธีการชี้นำความสัมพันธ์ ตัวอย่างเช่น เราจะเขียนจากจุดเริ่มต้นของคำว่า "taffy" และ "speaker"

ลักษณะของตารางธาตุอย่าเรียนในที่เดียว บทเรียนที่แนะนำสำหรับ 10-20 นาทีต่อวัน ขอแนะนำให้เริ่มต้นด้วยการจำเฉพาะคุณสมบัติพื้นฐาน: ชื่อขององค์ประกอบ การกำหนด มวลอะตอม และหมายเลขซีเรียล

เด็กนักเรียนชอบที่จะแขวนตารางธาตุไว้เหนือเดสก์ท็อปหรือบนผนังซึ่งมักถูกมองว่า วิธีนี้เป็นวิธีที่ดีสำหรับผู้ที่มีความจำด้านการมองเห็นเป็นหลัก ข้อมูลจากรายการจะถูกจดจำโดยไม่ตั้งใจแม้จะไม่มีการยัดเยียด

สิ่งนี้ถูกนำมาพิจารณาโดยครูด้วย ตามกฎแล้วพวกเขาไม่ได้บังคับให้คุณจดจำรายการ แต่อนุญาตให้คุณดูได้แม้ในรายการควบคุม การดูโต๊ะอย่างต่อเนื่องนั้นเท่ากับผลของการพิมพ์บนผนังหรือการเขียนแผ่นโกงก่อนสอบ

เริ่มการศึกษา ให้เราระลึกว่า Mendeleev จำรายชื่อของเขาไม่ได้ในทันที ครั้งหนึ่งเมื่อถูกถามนักวิทยาศาสตร์ว่าเขาเปิดโต๊ะได้อย่างไร คำตอบก็คือ: “ฉันคิดเรื่องนี้มาเกือบ 20 ปีแล้ว แต่คุณคิดว่า ฉันนั่งแล้ว ทันใดนั้น โต๊ะก็พร้อม” ระบบเป็นระยะเป็นงานที่ต้องใช้ความอุตสาหะที่ไม่สามารถเชี่ยวชาญได้ในเวลาอันสั้น

วิทยาศาสตร์ไม่อดทนต่อความเร่งรีบ เพราะมันนำไปสู่ความหลงผิดและข้อผิดพลาดที่น่ารำคาญ ดังนั้นในเวลาเดียวกับ Mendeleev ตารางนี้จึงถูกรวบรวมโดย Lothar Meyer อย่างไรก็ตาม ชาวเยอรมันไม่ได้จบรายการเลยสักนิด และไม่เชื่อในการพิสูจน์มุมมองของเขา ดังนั้นสาธารณชนจึงยอมรับผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและไม่ใช่เพื่อนนักเคมีจากเยอรมนี

หากตารางธาตุดูเหมือนยากสำหรับคุณที่จะเข้าใจ แสดงว่าคุณไม่ได้อยู่คนเดียว! ถึงแม้จะเข้าใจหลักการได้ยาก แต่การรู้วิธีใช้งานจะช่วยในการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. ในการเริ่มต้น ให้ศึกษาโครงสร้างของตารางและข้อมูลที่สามารถเรียนรู้ได้จากตารางเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิด จากนั้นคุณสามารถเริ่มสำรวจคุณสมบัติของแต่ละองค์ประกอบได้ และสุดท้าย โดยใช้ตารางธาตุ คุณสามารถกำหนดจำนวนนิวตรอนในอะตอมของธาตุเคมีชนิดใดชนิดหนึ่งได้

ขั้นตอน

ส่วนที่ 1

โครงสร้างตาราง

ตารางธาตุหรือตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีเริ่มต้นที่ด้านซ้าย มุมบนและสิ้นสุดที่ส่วนท้ายของแถวสุดท้ายของตาราง (มุมล่างขวา) องค์ประกอบในตารางถูกจัดเรียงจากซ้ายไปขวาโดยเรียงจากน้อยไปมากของเลขอะตอม เลขอะตอมบอกคุณว่ามีโปรตอนกี่อะตอมในหนึ่งอะตอม นอกจากนี้ เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น มวลอะตอมก็เช่นกัน ดังนั้นโดยตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ คุณสามารถกำหนดมวลอะตอมของมันได้

อย่างที่คุณเห็น แต่ละองค์ประกอบถัดไปมีโปรตอนมากกว่าองค์ประกอบก่อนหน้าหนึ่งตัวสิ่งนี้ชัดเจนถ้าคุณดู เลขอะตอม. เลขอะตอมเพิ่มขึ้นหนึ่งเมื่อคุณเลื่อนจากซ้ายไปขวา เนื่องจากองค์ประกอบถูกจัดเรียงเป็นกลุ่ม เซลล์ตารางบางเซลล์จึงยังว่างอยู่

• ตัวอย่างเช่น แถวแรกของตารางมีไฮโดรเจนซึ่งมีเลขอะตอม 1 และฮีเลียมซึ่งมีเลขอะตอม 2 อย่างไรก็ตาม พวกมันอยู่คนละด้านเพราะอยู่ในกลุ่มต่างๆ

1. เรียนรู้เกี่ยวกับกลุ่มที่มีองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่คล้ายคลึงกันองค์ประกอบของแต่ละกลุ่มจะอยู่ในคอลัมน์แนวตั้งที่สอดคล้องกัน ตามกฎแล้วจะมีการระบุด้วยสีเดียวกันซึ่งช่วยในการระบุองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่คล้ายคลึงกันและทำนายพฤติกรรมของพวกเขา องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งมี เบอร์เดียวกันอิเล็กตรอนในเปลือกนอก

   • ไฮโดรเจนสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งกับกลุ่มของโลหะอัลคาไลและกลุ่มของฮาโลเจน ในบางตารางจะระบุไว้ในทั้งสองกลุ่ม
   • ในกรณีส่วนใหญ่ กลุ่มจะมีหมายเลขตั้งแต่ 1 ถึง 18 และตัวเลขจะอยู่ที่ด้านบนหรือด้านล่างของตาราง ตัวเลขสามารถระบุเป็นตัวเลขโรมัน (เช่น IA) หรืออารบิก (เช่น 1A หรือ 1)
   • เมื่อย้ายไปตามคอลัมน์จากบนลงล่าง พวกเขาบอกว่าคุณกำลัง "เรียกดูกลุ่ม"

2. ค้นหาว่าเหตุใดจึงมีเซลล์ว่างในตารางองค์ประกอบถูกจัดเรียงไม่เพียงตามเลขอะตอมเท่านั้น แต่ยังเรียงตามกลุ่มด้วย (องค์ประกอบของกลุ่มเดียวกันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีใกล้เคียงกัน) ซึ่งทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้นว่าองค์ประกอบทำงานอย่างไร อย่างไรก็ตาม เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น จะไม่พบองค์ประกอบที่อยู่ในกลุ่มที่สอดคล้องกันเสมอไป ดังนั้นจึงมีเซลล์ว่างในตาราง

   • ตัวอย่างเช่น 3 แถวแรกมีเซลล์ว่าง เนื่องจากโลหะทรานซิชันพบได้เฉพาะจากเลขอะตอม 21 เท่านั้น
   • องค์ประกอบที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 57 ถึง 102 เป็นของธาตุหายาก และมักจะอยู่ในกลุ่มย่อยที่แยกจากกันที่มุมล่างขวาของตาราง

3. แต่ละแถวของตารางแสดงถึงช่วงเวลาธาตุทั้งหมดในคาบเดียวกันมีจำนวนเท่ากัน ออร์บิทัลอะตอมที่อิเล็กตรอนอยู่ในอะตอม จำนวนของออร์บิทัลสอดคล้องกับจำนวนคาบ ตารางประกอบด้วย 7 แถว นั่นคือ 7 จุด

   • ตัวอย่างเช่น อะตอมของธาตุในคาบแรกมีหนึ่งออร์บิทัล และอะตอมของธาตุในคาบที่เจ็ดมี 7 ออร์บิทัล
   • ตามกฎแล้ว ช่วงเวลาจะถูกระบุด้วยตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง 7 ทางด้านซ้ายของตาราง
   • ในขณะที่คุณเคลื่อนไปตามเส้นจากซ้ายไปขวา คุณกำลัง "สแกนผ่านจุด"

4. เรียนรู้ที่จะแยกแยะระหว่างโลหะ ธาตุโลหะ และอโลหะคุณจะเข้าใจคุณสมบัติขององค์ประกอบได้ดีขึ้นถ้าคุณสามารถระบุได้ว่าเป็นของประเภทใด เพื่อความสะดวก ในตารางส่วนใหญ่จะกำหนดโลหะ เมทัลลอยด์ และอโลหะ สีที่ต่างกัน. โลหะอยู่ทางซ้าย และอโลหะอยู่ทางด้านขวาของโต๊ะ Metalloids ตั้งอยู่ระหว่างพวกเขา

   ตอนที่ 2

   การกำหนดองค์ประกอบ

   1. แต่ละองค์ประกอบถูกกำหนดด้วยตัวอักษรละตินหนึ่งหรือสองตัวตามกฎแล้ว สัญลักษณ์องค์ประกอบจะแสดงเป็นตัวอักษรขนาดใหญ่ตรงกลางเซลล์ที่เกี่ยวข้อง สัญลักษณ์คือชื่อย่อสำหรับองค์ประกอบที่เหมือนกันในภาษาส่วนใหญ่ เมื่อทดลองและทำงานกับ สมการเคมีโดยทั่วไปจะใช้สัญลักษณ์องค์ประกอบ ดังนั้นจึงควรจดจำไว้

      • โดยปกติสัญลักษณ์องค์ประกอบจะจดชวเลขสำหรับพวกเขา ชื่อละตินแม้ว่าสำหรับบางองค์ประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ พวกมันได้มาจากชื่อสามัญ ตัวอย่างเช่น ฮีเลียมแสดงด้วยสัญลักษณ์ He ซึ่งใกล้เคียงกับชื่อสามัญในภาษาส่วนใหญ่ ในเวลาเดียวกัน ธาตุเหล็กถูกกำหนดให้เป็นเฟ ซึ่งเป็นตัวย่อของชื่อละติน

   2. ให้ความสนใจกับชื่อเต็มขององค์ประกอบ หากระบุไว้ในตาราง"ชื่อ" ขององค์ประกอบนี้ใช้ในข้อความปกติ ตัวอย่างเช่น "ฮีเลียม" และ "คาร์บอน" เป็นชื่อของธาตุ โดยปกติถึงแม้จะไม่เสมอไป ชื่อเต็มองค์ประกอบอยู่ด้านล่างสัญลักษณ์ทางเคมีของพวกเขา

      • บางครั้งชื่อขององค์ประกอบจะไม่ถูกระบุไว้ในตารางและให้เฉพาะสัญลักษณ์ทางเคมีเท่านั้น

   3. หาเลขอะตอม.โดยปกติเลขอะตอมของธาตุจะอยู่ที่ด้านบนสุดของเซลล์ที่เกี่ยวข้อง ตรงกลางหรือที่มุม นอกจากนี้ยังสามารถปรากฏใต้สัญลักษณ์หรือชื่อองค์ประกอบ ธาตุมีเลขอะตอมตั้งแต่ 1 ถึง 118

      • เลขอะตอมเป็นจำนวนเต็มเสมอ

   4. จำไว้ว่าเลขอะตอมตรงกับจำนวนโปรตอนในอะตอมอะตอมทั้งหมดของธาตุมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน จำนวนโปรตอนในอะตอมของธาตุไม่เหมือนกับอิเล็กตรอน มิฉะนั้นองค์ประกอบทางเคมีอื่นจะกลายเป็น!

โดยธรรมชาติแล้ว มีลำดับการทำซ้ำมากมาย:

• ฤดูกาล
• ช่วงเวลาของวัน;
• วันในสัปดาห์…

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 D.I. Mendeleev สังเกตว่า คุณสมบัติทางเคมีองค์ประกอบยังมีลำดับที่แน่นอน (ว่ากันว่าความคิดนี้มาหาเขาในความฝัน) ผลลัพธ์ของความฝันอันน่าอัศจรรย์ของนักวิทยาศาสตร์คือตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีซึ่ง D.I. Mendeleev จัดองค์ประกอบทางเคมีตามลำดับการเพิ่มมวลอะตอม ในตารางสมัยใหม่ องค์ประกอบทางเคมีจะเรียงตามลำดับเลขอะตอมของธาตุจากน้อยไปมาก (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม)

เลขอะตอมแสดงอยู่เหนือสัญลักษณ์ของธาตุเคมี ด้านล่างสัญลักษณ์คือมวลอะตอม (ผลรวมของโปรตอนและนิวตรอน) โปรดทราบว่ามวลอะตอมของธาตุบางชนิดไม่ใช่จำนวนเต็ม! จำไอโซโทป!มวลอะตอมเป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของไอโซโทปทั้งหมดของธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติภายใต้สภาวะธรรมชาติ

ด้านล่างตารางมีแลนทาไนด์และแอกทิไนด์

โลหะ อโลหะ เมทัลลอยด์

อยู่ในตารางธาตุทางด้านซ้ายของเส้นทแยงมุมขั้นบันไดที่ขึ้นต้นด้วยโบรอน (B) และลงท้ายด้วยพอโลเนียม (Po) (ยกเว้นเจอร์เมเนียม (Ge) และพลวง (Sb) จะเห็นได้ง่ายว่าโลหะ ครอบครอง ที่สุดตารางธาตุ. คุณสมบัติพื้นฐานโลหะ: ของแข็ง (ยกเว้นปรอท); แวว; ตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี พลาสติก; อ่อน; บริจาคอิเล็กตรอนได้อย่างง่ายดาย

องค์ประกอบทางด้านขวาของ B-Po แนวทแยงขั้นบันไดเรียกว่า อโลหะ. คุณสมบัติของอโลหะนั้นตรงข้ามกับคุณสมบัติของโลหะโดยตรง: ตัวนำความร้อนและไฟฟ้าไม่ดี; บอบบาง; ไม่ปลอมแปลง; ไม่ใช่พลาสติก มักจะรับอิเล็กตรอน

เมทัลลอยด์

ระหว่างโลหะและอโลหะคือ กึ่งโลหะ(เมทัลลอยด์). มีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติของทั้งโลหะและอโลหะ เซมิเมทัลพบว่ามีการใช้ในอุตสาหกรรมหลักในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยที่ไม่มีไมโครเซอร์กิตหรือไมโครโปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยจะนึกไม่ถึง

ช่วงเวลาและกลุ่ม

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วตารางธาตุประกอบด้วยเจ็ดงวด ในแต่ละช่วงเวลา เลขอะตอมของธาตุจะเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา

คุณสมบัติของธาตุในช่วงเวลาเปลี่ยนแปลงตามลำดับ ดังนั้น โซเดียม (Na) และแมกนีเซียม (Mg) ซึ่งอยู่ที่จุดเริ่มต้นของช่วงที่สาม ให้อิเล็กตรอน (Na ให้อิเล็กตรอน 1 ตัว: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg ให้อิเล็กตรอนสองตัว: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2) แต่คลอรีน (Cl) ซึ่งอยู่ปลายคาบนั้นมีธาตุเดียวคือ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

ในทางตรงกันข้ามองค์ประกอบทั้งหมดมีคุณสมบัติเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ในกลุ่ม IA(1) ธาตุทั้งหมดตั้งแต่ลิเธียม (Li) ถึง แฟรนเซียม (Fr) จะบริจาคอิเล็กตรอนหนึ่งตัว และองค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่ม VIIA(17) มีองค์ประกอบเดียว

บางกลุ่มมีความสำคัญมากจนได้รับชื่อพิเศษ กลุ่มเหล่านี้จะกล่าวถึงด้านล่าง

กลุ่มไอเอ(1). อะตอมของธาตุในกลุ่มนี้มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอก จึงสามารถบริจาคอิเล็กตรอนได้เพียงตัวเดียว

ที่สำคัญที่สุด โลหะอัลคาไล- โซเดียม (Na) และโพแทสเซียม (K) ขณะเล่น บทบาทสำคัญในกระบวนการของชีวิตมนุษย์และเป็นส่วนหนึ่งของเกลือ

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์:

• หลี่- 1s 2 2s 1 ;
• นา- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

กลุ่ม IIA(2). อะตอมของธาตุในกลุ่มนี้มีอิเล็กตรอน 2 ตัวในชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอก ซึ่งยังปล่อยในระหว่างปฏิกิริยาเคมีด้วย ที่สุด องค์ประกอบที่สำคัญ- แคลเซียม (Ca) - พื้นฐานของกระดูกและฟัน

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์:

• เป็น- 1s 2 2s 2 ;
• มก.- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

กลุ่ม VIIA(17). อะตอมของธาตุในกลุ่มนี้มักจะได้รับอิเล็กตรอนแต่ละตัวเพราะ บนชั้นอิเล็กทรอนิคส์ชั้นนอกมีองค์ประกอบห้าองค์ประกอบแต่ละองค์ประกอบและอิเล็กตรอนหนึ่งตัวขาดหายไปสำหรับ "ชุดสมบูรณ์"

องค์ประกอบที่มีชื่อเสียงที่สุดของกลุ่มนี้คือ: คลอรีน (Cl) - เป็นส่วนหนึ่งของเกลือและสารฟอกขาว ไอโอดีน (I) เป็นองค์ประกอบที่มีบทบาทสำคัญในการทำงานของต่อมไทรอยด์ของมนุษย์

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์:

• 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

กลุ่ม VIII(18)อะตอมของธาตุในกลุ่มนี้มีชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอก "เต็ม" ดังนั้นพวกเขาจึง "ไม่ต้องการ" เพื่อรับอิเล็กตรอน และพวกเขาไม่ต้องการให้พวกเขาไป ดังนั้น - องค์ประกอบของกลุ่มนี้จึง "ลังเล" มากที่จะเข้าสู่ ปฏิกริยาเคมี. เชื่อกันมานานแล้วว่าพวกเขาไม่ตอบสนองเลย (ด้วยเหตุนี้ชื่อ "เฉื่อย" เช่น "ไม่ใช้งาน") แต่นักเคมี Neil Barlett ได้ค้นพบว่าก๊าซเหล่านี้บางส่วน ภายใต้สภาวะบางอย่าง ยังคงสามารถทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่นๆ ได้

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์:

• เน่- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
• อา- 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

องค์ประกอบความจุในกลุ่ม

เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าภายในแต่ละกลุ่ม ธาตุมีความคล้ายคลึงกันในเวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมัน (อิเล็กตรอนของวงโคจร s และ p อยู่ที่ระดับพลังงานชั้นนอก)

โลหะอัลคาไลมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 1 ตัวแต่ละตัว:

• หลี่- 1s 2 2s 1 ;
• นา- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ มี 2 เวเลนซ์อิเล็กตรอน:

• เป็น- 1s 2 2s 2 ;
• มก.- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

ฮาโลเจนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 7 ตัว:

• 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

ก๊าซเฉื่อยมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 8 ตัว:

• เน่- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
• อา- 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

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูบทความ Valency และตารางการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีตามช่วงเวลา

ให้เราหันความสนใจไปที่องค์ประกอบที่อยู่ในกลุ่มที่มีสัญลักษณ์ ที่. อยู่ตรงกลางตารางธาตุเรียกว่า โลหะทรานซิชัน.

ลักษณะเด่นขององค์ประกอบเหล่านี้คือการมีอยู่ของอิเล็กตรอนในอะตอมที่เติม d-orbitals:

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

แยกจากโต๊ะหลักตั้งอยู่ แลนทาไนด์และ แอคติไนด์คือสิ่งที่เรียกว่า โลหะทรานซิชันภายใน. ในอะตอมของธาตุเหล่านี้ อิเล็กตรอนจะเติม f-orbitals:

1. เซ- 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. ไทย- 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

มันเริ่มต้นอย่างไร?

นักเคมีที่มีชื่อเสียงหลายคนในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ XIX-XX สังเกตเห็นมานานแล้วว่าคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีขององค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดมีความคล้ายคลึงกันมาก ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียม ลิเธียม และโซเดียมล้วน โลหะที่ใช้งานซึ่งเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดไฮดรอกไซด์ที่ใช้งานของโลหะเหล่านี้ คลอรีน ฟลูออรีน โบรมีนในสารประกอบที่มีไฮโดรเจนมีค่าวาเลนซ์เท่ากับ I และสารประกอบทั้งหมดเหล่านี้เป็นกรดแก่ จากความคล้ายคลึงกันนี้ ได้ข้อสรุปมานานแล้วว่าองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จักทั้งหมดสามารถรวมกันเป็นกลุ่มได้ นอกจากนี้ เพื่อให้องค์ประกอบของแต่ละกลุ่มมีชุดที่แน่นอน ลักษณะทางกายภาพและทางเคมี. อย่างไรก็ตามกลุ่มดังกล่าวมักถูกรวบรวมอย่างไม่ถูกต้องจากองค์ประกอบต่าง ๆ โดยนักวิทยาศาสตร์หลายคนและเป็นเวลานานหนึ่งในคุณสมบัติหลักขององค์ประกอบนี้ถูกละเลยโดยหลาย ๆ คน - นี่คือมวลอะตอมของพวกเขา ถูกละเลยเพราะมีและแตกต่าง องค์ประกอบต่างๆซึ่งหมายความว่าไม่สามารถใช้เป็นพารามิเตอร์สำหรับการจัดกลุ่มได้ ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือนักเคมีชาวฝรั่งเศส Alexander Emile Chancourtua เขาพยายามจัดเรียงองค์ประกอบทั้งหมดในแบบจำลองสามมิติตามแนวเกลียว แต่งานของเขาไม่ได้รับการยอมรับจากชุมชนวิทยาศาสตร์และแบบจำลองนั้นยุ่งยากและไม่สะดวก

ไม่เหมือนกับนักวิทยาศาสตร์หลายคน D.I. Mendeleev ใช้มวลอะตอม (ในขณะนั้นยังคงเป็น "น้ำหนักอะตอม") เป็นพารามิเตอร์สำคัญในการจำแนกองค์ประกอบ ในเวอร์ชันของเขา Dmitry Ivanovich ได้จัดองค์ประกอบต่างๆ ตามลำดับจากน้อยไปมากของน้ำหนักอะตอมของพวกมัน และรูปแบบนี้ปรากฏว่าในช่วงเวลาหนึ่งขององค์ประกอบ คุณสมบัติของพวกมันจะถูกทำซ้ำเป็นระยะ จริง ต้องมีข้อยกเว้น: องค์ประกอบบางอย่างถูกสลับและไม่สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้น มวลอะตอม(เช่น เทลลูเรียมและไอโอดีน) แต่สัมพันธ์กับคุณสมบัติของธาตุ การพัฒนาต่อไปทฤษฎีอะตอมและโมเลกุลแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าดังกล่าวและแสดงให้เห็นถึงความถูกต้องของการจัดเรียงนี้ คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนี้ได้ในบทความ "การค้นพบ Mendeleev คืออะไร"

ดังที่เราเห็น เลย์เอาต์ขององค์ประกอบในเวอร์ชันนี้ไม่เหมือนกับที่เราเห็นในรูปแบบสมัยใหม่ ประการแรก กลุ่มและช่วงเวลาจะกลับกัน: กลุ่มในแนวนอน จุดในแนวตั้ง และประการที่สอง มีกลุ่มมากเกินไปเล็กน้อยในนั้น - สิบเก้า แทนที่จะเป็นสิบแปดที่ยอมรับในปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม เพียงหนึ่งปีต่อมา ในปี 1870 Mendeleev ได้ก่อตั้ง เวอร์ชั่นใหม่ตารางซึ่งเป็นที่รู้จักมากขึ้นสำหรับเราแล้ว: องค์ประกอบที่คล้ายกันถูกจัดเรียงในแนวตั้งกลุ่มที่ก่อตัวและ 6 จุดถูกจัดเรียงในแนวนอน เป็นที่น่าสังเกตว่าในทั้งรุ่นแรกและรุ่นที่สองของตารางสามารถเห็นได้ ความสำเร็จที่สำคัญที่รุ่นก่อนของเขาไม่มี: สถานที่ถูกทิ้งไว้อย่างระมัดระวังในตารางสำหรับองค์ประกอบที่ตามที่ Mendeleev ยังไม่ได้ค้นพบ ตำแหน่งงานว่างที่เกี่ยวข้องจะถูกระบุโดยเขาด้วยเครื่องหมายคำถามและคุณสามารถดูได้ในภาพด้านบน ต่อจากนั้นมีการค้นพบองค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง: Galium, Germanium, Scandium ดังนั้น Dmitry Ivanovich ไม่เพียงจัดระบบองค์ประกอบออกเป็นกลุ่มและช่วงเวลาเท่านั้น แต่ยังทำนายการค้นพบองค์ประกอบใหม่ที่ยังไม่เป็นที่รู้จัก

ต่อมาหลังจากไขความลึกลับเฉพาะของเคมีในเวลานั้น - การค้นพบองค์ประกอบใหม่การแยกกลุ่มของก๊าซมีตระกูลพร้อมกับการมีส่วนร่วมของ William Ramsay การจัดตั้งข้อเท็จจริงที่ว่า Didymium ไม่ใช่องค์ประกอบอิสระที่ ทั้งหมด แต่เป็นส่วนผสมของอีกสองคน - ตารางใหม่และเวอร์ชันใหม่ ๆ มากขึ้นเรื่อย ๆ บางครั้งก็มีมุมมองที่ไม่ใช่ตารางเลย แต่เราจะไม่ให้พวกเขาทั้งหมดที่นี่ แต่เราจะให้เฉพาะรุ่นสุดท้ายซึ่งก่อตั้งขึ้นในช่วงชีวิตของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่

การเปลี่ยนจากน้ำหนักอะตอมเป็นประจุนิวเคลียร์

น่าเสียดายที่ Dmitry Ivanovich ไม่ได้มีชีวิตอยู่เพื่อดูทฤษฎีดาวเคราะห์ของโครงสร้างของอะตอม และไม่เห็นชัยชนะของการทดลองของ Rutherford ถึงแม้ว่าเขาจะค้นพบว่า ยุคใหม่ในการพัฒนากฎหมายเป็นระยะและทั้งหมด ระบบเป็นระยะ. ผมขอเตือนคุณว่าจากการทดลองที่ดำเนินการโดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด อะตอมของธาตุประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอมที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบที่หมุนรอบนิวเคลียส หลังจากพิจารณาประจุของนิวเคลียสอะตอมของธาตุทั้งหมดที่ทราบในขณะนั้น ปรากฏว่าในระบบคาบนั้นตั้งอยู่ตามประจุของนิวเคลียส แต่ กฎหมายเป็นระยะได้รับ ความหมายใหม่ตอนนี้เริ่มมีเสียงดังนี้:

"คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีตลอดจนรูปแบบและคุณสมบัติที่เกิดจากพวกมัน สารง่ายๆและการเชื่อมต่ออยู่ใน การพึ่งพาอาศัยกันเป็นระยะตามขนาดของประจุของนิวเคลียสของอะตอม "

ตอนนี้มันชัดเจนแล้วว่าทำไม Mendeleev จึงวางองค์ประกอบที่เบากว่าบางองค์ประกอบไว้เบื้องหลังรุ่นที่หนักกว่า - ประเด็นทั้งหมดก็คือว่านี่คือวิธีที่พวกมันอยู่ในลำดับประจุของนิวเคลียสของพวกมัน ตัวอย่างเช่น เทลลูเรียมหนักกว่าไอโอดีน แต่มีอยู่ในตารางก่อนหน้านี้ เนื่องจากประจุของนิวเคลียสของอะตอมและจำนวนอิเล็กตรอนคือ 52 ในขณะที่ไอโอดีนมี 53 คุณสามารถดูที่ตารางและดูด้วยตัวคุณเอง

หลังจากการค้นพบโครงสร้างของอะตอมและนิวเคลียสของอะตอม ระบบธาตุก็มีการเปลี่ยนแปลงอีกหลายครั้ง จนกระทั่งในที่สุดก็มาถึงรูปแบบที่เราคุ้นเคยจากโรงเรียน ซึ่งเป็นรุ่นระยะเวลาสั้นของตารางธาตุ

ในตารางนี้ เรารู้ทุกอย่างแล้ว: 7 คาบ 10 ซีรีส์ กลุ่มย่อยด้านข้างและหลัก นอกจากนี้ เมื่อถึงเวลาเปิดองค์ประกอบใหม่และเติมตารางด้วย ฉันต้องนำออก แยกแถวธาตุต่างๆ เช่น Actinium และ Lanthanum ซึ่งทั้งหมดมีชื่อเรียกว่า Actinides และ Lanthanides ระบบรุ่นนี้มีอยู่เป็นเวลานานมาก - ในโลก ชุมชนวิทยาศาสตร์จนถึงสิ้นยุค 80 ต้นยุค 90 และในประเทศของเราอีกต่อไป - จนถึงช่วงทศวรรษที่ 10 ของศตวรรษนี้

ตารางธาตุสมัยใหม่.

อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกที่พวกเราหลายคนเคยเรียนที่โรงเรียนกลับกลายเป็นเรื่องน่าสับสนจริงๆ และความสับสนก็แสดงออกมาในการแบ่งกลุ่มย่อยออกเป็นกลุ่มหลักและกลุ่มรอง และการจดจำตรรกะในการแสดงคุณสมบัติขององค์ประกอบนั้นค่อนข้างยาก แน่นอนว่าหลายคนศึกษามันกลายเป็นหมอ วิทยาศาสตร์เคมีแต่ในสมัยนี้มันได้ถูกแทนที่ด้วยตัวเลือกใหม่ - ตัวเลือกที่ใช้เวลานาน ฉันทราบว่าตัวเลือกนี้ได้รับการอนุมัติโดย IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ลองมาดูที่มัน

แปดกลุ่มถูกแทนที่ด้วยสิบแปดซึ่งไม่มีการแบ่งใด ๆ ออกเป็นหลักและรองอีกต่อไปและทุกกลุ่มถูกกำหนดโดยการจัดเรียงของอิเล็กตรอนใน เปลือกอะตอม. ในเวลาเดียวกัน พวกเขากำจัดคาบแบบสองแถวและแบบแถวเดียว ตอนนี้ทุกคาบมีเพียงหนึ่งแถว ตัวเลือกนี้สะดวกแค่ไหน? ตอนนี้มองเห็นช่วงเวลาของคุณสมบัติขององค์ประกอบได้ชัดเจนยิ่งขึ้น หมายเลขกลุ่มโดยพื้นฐานแล้วหมายถึงจำนวนอิเล็กตรอนใน ระดับภายนอกซึ่งกลุ่มย่อยหลักทั้งหมดของเวอร์ชันเก่าจะอยู่ในกลุ่มที่หนึ่ง ที่สอง และสิบสามถึงสิบแปด และกลุ่ม "ด้านก่อน" ทั้งหมดจะตั้งอยู่กลางตาราง จากตารางจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าหากเป็นกลุ่มแรก แสดงว่าเป็นโลหะอัลคาไล และไม่มีทองแดงหรือเงินสำหรับคุณ และเป็นที่แน่ชัดว่าโลหะที่ผ่านการขนส่งทั้งหมดแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากการเติม ของระดับ d-sub ซึ่งส่งผลกระทบในระดับที่น้อยกว่า คุณสมบัติภายนอกเช่นเดียวกับแลนทาไนด์และแอกทิไนด์มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันเนื่องจากความแตกต่างในระดับ f-sub เท่านั้น ดังนั้นทั้งตารางจึงถูกแบ่งออกเป็นบล็อคต่อไปนี้: s-block ซึ่งเติม s-electron, d-block, p-block และ f-block โดยเติม d, p และ f-electrons ตามลำดับ

น่าเสียดาย ในประเทศของเรา ตัวเลือกนี้รวมอยู่ในหนังสือเรียนของโรงเรียนในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมาเท่านั้น และถึงแม้จะไม่ใช่ทั้งหมดก็ตาม และผิดอย่างมหันต์ มันเกี่ยวอะไรด้วย? อย่างแรกเลย ด้วยช่วงเวลาที่ชะงักงันในทศวรรษที่ 90 ที่มีชีวิตชีวา เมื่อไม่มีการพัฒนาเลยในประเทศ ไม่ต้องพูดถึงภาคการศึกษา ซึ่งก็คือในทศวรรษ 90 ชุมชนเคมีของโลกเปลี่ยนทางเลือกนี้ ประการที่สอง ด้วยความเฉื่อยเล็กน้อยและความยากลำบากในการรับรู้ทุกสิ่งใหม่ ๆ เพราะครูของเราคุ้นเคยกับตารางแบบเก่าและระยะสั้น แม้ว่ามันจะยากกว่าและสะดวกน้อยกว่ามากเมื่อเรียนวิชาเคมี

รุ่นขยายของระบบเป็นระยะ

แต่เวลาไม่หยุดนิ่ง วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีก็เช่นกัน องค์ประกอบที่ 118 ของระบบธาตุได้ถูกค้นพบแล้ว ซึ่งหมายความว่าอีกไม่นานจะต้องค้นพบช่วงเวลาถัดไปที่แปดของตาราง นอกจากนี้ ระดับย่อยของพลังงานใหม่จะปรากฏขึ้น: ระดับย่อย g จะต้องย้ายองค์ประกอบขององค์ประกอบลงบนโต๊ะ เช่น แลนทาไนด์หรือแอกทิไนด์ มิฉะนั้นตารางนี้จะถูกขยายอีกสองครั้ง เพื่อไม่ให้พอดีกับกระดาษ A4 อีกต่อไป ที่นี่ฉันจะให้ลิงก์ไปยัง Wikipedia เท่านั้น (ดู Extended Periodic System) และจะไม่อธิบายตัวเลือกนี้ซ้ำอีก ใครสนใจตามลิงค์ไปดูได้เลย

ในเวอร์ชันนี้ ทั้ง f-elements (lanthanides และ actinides) หรือ g-elements ("elements of the future" จากหมายเลข 121-128) จะไม่แสดงรายการแยกกัน แต่ทำให้ตารางกว้างขึ้น 32 เซลล์ นอกจากนี้องค์ประกอบฮีเลียมยังอยู่ในกลุ่มที่สองเนื่องจากรวมอยู่ใน s-block

โดยทั่วไป ไม่น่าเป็นไปได้ที่นักเคมีในอนาคตจะใช้ตัวเลือกนี้ เป็นไปได้มากว่าตารางธาตุจะถูกแทนที่ด้วยทางเลือกที่นักวิทยาศาสตร์ผู้กล้าหาญได้เสนอแนะไปแล้ว: ระบบ Benfey, "กาแล็กซีเคมี" ของสจ๊วตหรือตัวเลือกอื่น แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นหลังจากความสำเร็จของเกาะที่สองของความเสถียรขององค์ประกอบทางเคมีและเป็นไปได้มากว่าจะต้องมีความชัดเจนมากขึ้น ฟิสิกส์นิวเคลียร์มากกว่าในวิชาเคมี แต่สำหรับตอนนี้ ระบบธาตุแบบเก่าที่ดีของ Dmitry Ivanovich ก็เพียงพอแล้วสำหรับเรา