Tulajdonságok kémiai elemek lehetővé teszi, hogy megfelelő csoportokba vonja őket. Ezen elv alapján hozták létre periodikus rendszer, amely megváltoztatta a létező anyagok elképzelését, és lehetővé tette új, korábban ismeretlen elemek létezésének feltételezését.
Kapcsolatban áll
A kémiai elemek periódusos rendszerét D. I. Mengyelejev állította össze a 19. század második felében. Mi ez, és miért van rá szükség? Az összes kémiai elemet az atomtömeg növekedésének sorrendjében egyesíti, és mindegyik úgy van elrendezve, hogy tulajdonságaik periodikusan változzanak.
Mengyelejev periodikus rendszere egyetlen rendszerbe foglalta az összes létező elemet, amelyet korábban egyszerűen külön anyagnak tekintettek.
Tanulmánya alapján új vegyi anyagok. Ennek a felfedezésnek a jelentőségét a tudomány számára nem lehet túlbecsülni., messze megelőzte korát, és hosszú évtizedeken át lendületet adott a kémia fejlődésének.
Három leggyakoribb asztali lehetőség létezik, amelyeket hagyományosan "rövid", "hosszú" és "extra hosszú" néven emlegetnek. ». A főasztalt egy hosszú asztalnak tekintik, ez hivatalosan jóváhagyták. A különbség köztük az elemek elrendezése és a periódusok hossza.
A rendszer 7 periódusból áll. Grafikusan vízszintes vonalakként jelennek meg. Ebben az esetben a periódusnak egy vagy két sora lehet, ezeket soroknak nevezzük. Minden következő elem különbözik az előzőtől azáltal, hogy a magtöltést (az elektronok számát) eggyel növeli.
Leegyszerűsítve a periódus egy vízszintes sor a periódusos rendszerben. Mindegyik fémmel kezdődik és inert gázzal végződik. Valójában ez periodicitást hoz létre - az elemek tulajdonságai az egyik perióduson belül megváltoznak, és ismétlődnek a következőben. Az első, a második és a harmadik periódus hiányos, kicsinek nevezik, és 2, 8 és 8 elemet tartalmaznak. A többi teljes, egyenként 18 elemből áll.
A csoport egy függőleges oszlop, amely azonos elektronikus szerkezetű vagy egyszerűbben azonos magasabb . A hivatalosan jóváhagyott hosszú táblázat 18 csoportot tartalmaz, amelyek alkálifémekkel kezdődnek és inert gázokkal végződnek.
Minden csoportnak saját neve van, ami megkönnyíti az elemek megtalálását vagy osztályozását. A fémes tulajdonságok az elemtől függetlenül javulnak felülről lefelé haladva. Ennek oka az atomi pályák számának növekedése - minél több van, annál gyengébbek az elektronikus kötések, ami a kristályrácsot kifejezettebbé teszi.
Fémek a táblázatban Mengyelejev túlsúlyban van, listájuk meglehetősen kiterjedt. Jellemzik őket közös vonásai, tulajdonságaik szerint heterogének és csoportokra oszlanak. Némelyiküknek kevés a közös a fémekkel fizikai érzék, míg mások csak a másodperc töredékéig létezhetnek, és egyáltalán nem találhatók meg a természetben (legalábbis a bolygón), mivel mesterségesen jönnek létre, pontosabban kiszámítják és laboratóriumi körülmények között igazolják. Minden csoportnak megvannak a maga sajátosságai, a név érezhetően eltér a többitől. Ez a különbség különösen szembetűnő az első csoportban.
Mi a fémek helyzete a periódusos rendszerben? Az elemek az atomtömeg vagy az elektronok és protonok számának növelésével rendeződnek. Tulajdonságaik periodikusan változnak, így a táblázatban nincs tiszta egy-egy elhelyezés. Hogyan határozzuk meg a fémeket, és lehetséges-e ez a periódusos rendszer szerint? A kérdés leegyszerűsítése érdekében egy speciális trükköt találtak ki: feltételesen egy átlós vonalat húznak Bortól Poloniusig (vagy Asztatinig) az elemek találkozásánál. A bal oldaliak fémek, a jobb oldaliak nemfémek. Nagyon egyszerű és nagyszerű lenne, de vannak kivételek - germánium és antimon.
Egy ilyen „módszer” egyfajta csalólap, csak a memorizálási folyamat egyszerűsítésére találták ki. A pontosabb ábrázolás érdekében ne feledje a nemfémek listája csak 22 elemből áll, ezért válaszolva arra a kérdésre, hogy hány fémet tartalmaz a periódusos rendszer
Az ábrán jól látható, hogy mely elemek nem fémek, és hogyan vannak elrendezve a táblázatban csoportok és periódusok szerint.
A fémeknek vannak általános fizikai tulajdonságai. Ezek tartalmazzák:
Meg kell érteni, hogy a fémek tulajdonságai nagyon eltérőek kémiai vagy fizikai természetüket tekintve. Némelyikük kevéssé hasonlít a kifejezés közönséges értelmében vett fémekre. Például a higany különleges helyet foglal el. Ő itt van normál körülmények között folyékony állapotban van kristályrács, amelynek jelenlétének más fémek is köszönhetik tulajdonságaikat. Utóbbiak tulajdonságai ebben az esetben feltételesek, a higany kémiai jellemzői alapján nagyobb mértékben kapcsolódik hozzájuk.
Érdekes! Az első csoport elemei, az alkálifémek, nem fordulnak elő tiszta formában, különféle vegyületek összetételében.
A természetben létező legpuhább fém - a cézium - ebbe a csoportba tartozik. Más lúgos hasonló anyagokhoz hasonlóan nem sok közös vonása van a tipikusabb fémekkel. Egyes források azt állítják, hogy valójában a legpuhább fém a kálium, amelyet nehéz vitatni vagy megerősíteni, mivel sem az egyik, sem a másik elem nem létezik önmagában - kémiai reakció eredményeként felszabadulva gyorsan oxidálódik vagy reagál.
A fémek második csoportja - az alkáliföldfémek - sokkal közelebb áll a fő csoportokhoz. Az "alkáliföld" elnevezés az ókorból származik, amikor az oxidokat "földeknek" nevezték, mert laza, morzsalékos szerkezetük van. A 3. csoporttól kezdve többé-kevésbé ismert (köznapi értelemben vett) tulajdonságokkal rendelkeznek a fémek. A csoportszám növekedésével a fémek mennyisége csökken.
A kémiai elemek periodikus rendszere a kémiai elemek osztályozása, amelyet D. I. Mengyelejev alkotott meg az általa 1869-ben felfedezett periodikus törvény alapján.
D. I. Mengyelejev
E törvény modern megfogalmazása szerint in folyamatos sorozat az atommagjaik pozitív töltésének megfelelően növekvő sorrendbe rendezett elemek, a hasonló tulajdonságú elemek periodikusan ismétlődnek.
A kémiai elemek periódusos rendszere, amely táblázat formájában jelenik meg, periódusokból, sorozatokból és csoportokból áll.
Minden periódus elején (az első kivételével) van egy markáns fémes tulajdonságokkal rendelkező elem (alkáli fém).
A színtáblázat szimbólumai: 1 - az elem kémiai jele; 2 - név; 3 - atomtömeg (atomtömeg); 4 - sorozatszám; 5 - az elektronok eloszlása a rétegek között.
Az elem sorszámának növekedésével, amely megegyezik az atommag pozitív töltésének értékével, a fémes tulajdonságok fokozatosan gyengülnek, a nemfémes tulajdonságok pedig növekednek. Az utolsó előtti elem minden periódusban egy kifejezett nemfémes tulajdonságokkal rendelkező elem (), az utolsó pedig egy inert gáz. Az I. periódusban 2 elem van, a II-ben és a III-ban - egyenként 8 elem, a IV-ben és V-ben - egyenként 18 elem, a VI-ban - 32 és a VII-ben (nem teljes periódus) - 17 elem.
Az első három periódust kis periódusnak nevezzük, mindegyik egy vízszintes sorból áll; a többi - nagy időszakokban, amelyek mindegyike (a VII időszak kivételével) két vízszintes sorból áll - páros (felső) és páratlan (alsó). A nagy periódusok egyenletes soraiban csak fémek. Ezekben a sorokban az elemek tulajdonságai kismértékben változnak a sorozatszám növekedésével. A nagy periódusok páratlan sorozataiban lévő elemek tulajdonságai megváltoznak. A VI. periódusban a lantánt 14 elem követi, amelyek kémiai tulajdonságaiban nagyon hasonlóak. Ezek az elemek, az úgynevezett lantanidok, külön vannak felsorolva a fő táblázatban. Az aktinidákat, az aktíniumot követő elemeket a táblázat hasonlóképpen mutatja be.
A táblázatnak kilenc függőleges csoportja van. A csoportszám ritka kivételektől eltekintve megegyezik a csoport elemeinek legmagasabb pozitív vegyértékével. Minden csoport – a nulla és nyolcadik kivételével – alcsoportokra oszlik. - fő (jobbra található) és oldalsó. A fő alcsoportokban a sorozatszám növelésével az elemek fémes tulajdonságai feljavulnak, és az elemek nem fémes tulajdonságai gyengülnek.
Így az elemek kémiai és számos fizikai tulajdonságát az határozza meg, hogy egy adott elem milyen helyet foglal el a periódusos rendszerben.
Biogén elemek, azaz olyan elemek, amelyek szervezeteket alkotnak, és bizonyos dolgokat teljesítenek biológiai szerepe, a periódusos rendszer felső részét foglalják el. Az élő anyag nagy részét (több mint 99%-át) kitevő elemek által elfoglalt sejtek kék színűek. rózsaszín szín- nyomelemek által elfoglalt sejtek (lásd).
A kémiai elemek periódusos rendszere a legnagyobb eredmény modern természettudományés a természet legáltalánosabb dialektikus törvényeinek szemléletes kifejezése.
Lásd még: Atomtömeg.
A kémiai elemek periodikus rendszere a kémiai elemek természetes osztályozása, amelyet D. I. Mengyelejev alkotott meg az általa 1869-ben felfedezett periodikus törvény alapján.
Az eredeti megfogalmazásban D. I. Mengyelejev periodikus törvénye kimondta: a kémiai elemek tulajdonságai, valamint vegyületeik formái és tulajdonságai periodikus függésben vannak az elemek atomtömegének nagyságától. Később, az atom szerkezetére vonatkozó tan kidolgozásával kiderült, hogy az egyes elemek pontosabb jellemzője nem az atomtömeg (lásd), hanem az atommag pozitív töltésének értéke. elem, egyenlő ennek az elemnek a sorszámával (atom) D. I. Mengyelejev periodikus rendszerében. Az atommag pozitív töltéseinek száma megegyezik az atommagot körülvevő elektronok számával, mivel az atomok összességében elektromosan semlegesek. Ezen adatok fényében a periodikus törvény a következőképpen fogalmazódik meg: a kémiai elemek tulajdonságai, valamint vegyületeik formája és tulajdonságai periodikus függésben vannak atomjaik magjának pozitív töltésével. Ez azt jelenti, hogy az atommagok pozitív töltése szerint növekvő sorrendbe rendezett elemek folyamatos sorozatában a hasonló tulajdonságú elemek periodikusan ismétlődnek.
A kémiai elemek periodikus rendszerének táblázatos formáját mutatja be modern forma. Periódusokból, sorozatokból és csoportokból áll. A periódus az elemek egymás utáni vízszintes sorát jelöli, amelyek atomjaik pozitív töltése szerint növekvő sorrendben vannak elrendezve.
Minden periódus elején (az első kivételével) van egy markáns fémes tulajdonságokkal rendelkező elem (alkáli fém). Ezután a sorozatszám növekedésével az elemek fémes tulajdonságai fokozatosan gyengülnek, és az elemek nem fémes tulajdonságai nőnek. Minden periódusban az utolsó előtti elem egy kifejezett nemfémes tulajdonságú elem (halogén), az utolsó pedig egy inert gáz. Az I. periódus két elemből áll, egy alkálifém és egy halogén szerepét egyszerre tölti be a hidrogén. A II. és a III. periódus 8-8 elemet tartalmaz, amelyeket Mengyelejev tipikusnak neveznek. A IV. és V. periódus 18 elemből áll, VI-32. A VII. időszak még nem zárult le, és mesterségesen létrehozott elemekkel van feltöltve; jelenleg 17 elem van ebben az időszakban. Az I, II és III periódusokat kicsiknek nevezik, mindegyik egy vízszintes sorból áll, IV-VII - nagy: ezek (a VII kivételével) két vízszintes sort tartalmaznak - páros (felső) és páratlan (alsó). A nagy periódusok egyenletes soraiban csak fémek találhatók, és a sorban lévő elemek tulajdonságainak változása balról jobbra gyengén kifejeződik.
Nagy periódusok páratlan sorozataiban a sorozat elemeinek tulajdonságai ugyanúgy változnak, mint a tipikus elemek tulajdonságai. NÁL NÉL páros sor A lantán utáni VI. periódus 14 elemet [úgynevezett lantanidok (lásd lantanidok, ritkaföldfém elemek)] követ, amelyek kémiai tulajdonságaikban hasonlóak a lantánhoz és egymáshoz. Ezek listája külön a táblázat alatt található.
Külön-külön az aktinium-aktinidák (aktinidák) utáni elemeket írjuk ki és adjuk meg a táblázat alatt.
A kémiai elemek periódusos rendszerében kilenc függőleges csoport található. A csoportszám megegyezik a csoport elemeinek legmagasabb pozitív vegyértékével (lásd). A kivétel a fluor (ez csak negatív egyértékű) és bróm (nem fordul elő heptavalens); emellett a réz, ezüst, arany +1-nél nagyobb vegyértéket mutathat (Cu-1 és 2, Ag és Au-1 és 3), az V elemekből pedig III csoport Csak az ozmium és a ruténium vegyértéke +8. Minden csoport – a nyolcadik és a nulladik kivételével – két alcsoportra oszlik: a fő (jobbra található) és a másodlagos alcsoportra. A fő alcsoportok tipikus elemeket és nagy periódusú elemeket tartalmaznak, a másodlagos - csak a nagy időszakok elemeit és ezen túlmenően a fémeket.
A kémiai tulajdonságokat tekintve ennek a csoportnak az egyes alcsoportjainak elemei jelentősen eltérnek egymástól, és csak a legmagasabb pozitív vegyérték azonos ennek a csoportnak az összes elemére. A fő alcsoportokban felülről lefelé az elemek fémes tulajdonságai nőnek, a nemfémeseké gyengül (például a francium a legkifejezettebb fémes tulajdonságokkal rendelkező elem, a fluor pedig nem fémes). Így egy elem helye Mengyelejev periodikus rendszerében (sorszám) határozza meg tulajdonságait, amelyek a szomszédos elemek tulajdonságainak átlagai függőlegesen és vízszintesen.
Egyes elemcsoportoknak speciális neveik vannak. Tehát az I. csoport fő alcsoportjainak elemeit alkálifémeknek, a II. csoportot - alkáliföldfémeknek, a VII. csoportot - halogéneket, az urán - transzurán mögött elhelyezkedő elemeket nevezik. Biogén elemeknek nevezzük azokat az elemeket, amelyek az organizmusok részét képezik, részt vesznek az anyagcsere-folyamatokban, és kiemelt biológiai szerepük van. Mindegyik D. I. Mengyelejev táblázatának felső részét foglalja el. Ez elsősorban az O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg és Fe, amelyek az élőanyag nagy részét alkotják (több mint 99%). A periódusos rendszerben ezen elemek által elfoglalt helyek világoskék színűek. A biogén elemeket, amelyek nagyon kevés a szervezetben (10 -3 és 10 -14%), mikroelemeknek nevezzük (lásd). A periódusos rendszer sejtjeiben sárga színű, mikroelemek helyezkednek el, létfontosságúak fontosságát amelyek beváltak az emberekre.
Az atomok szerkezetének elmélete (lásd: Atom) szerint az elemek kémiai tulajdonságai főként a külső elektronhéjban lévő elektronok számától függenek. Az elemek tulajdonságainak periodikus változása az atommagok pozitív töltésének növekedésével az atomok külső elektronhéjának (energiaszintjének) szerkezetének periodikus ismétlődésével magyarázható.
Kis periódusokban, az atommag pozitív töltésének növekedésével, a külső héj elektronjainak száma az I. periódusban 1-ről 2-re, a II. és III. periódusban pedig 1-ről 8-ra nő. Ebből adódik az elemek tulajdonságainak változása az alkálifémből inert gázsá váló időszakban. A 8 elektront tartalmazó külső elektronhéj teljes és energetikailag stabil (a nulla csoport elemei kémiailag inertek).
Nagy periódusokban egyenletes sorokban, az atommagok pozitív töltésének növekedésével a külső héj elektronjainak száma állandó marad (1 vagy 2), és a második külső héj tele van elektronokkal. Ebből adódik a páros sorokban lévő elemek tulajdonságainak lassú változása. Hosszú periódusok páratlan sorozataiban, az atommagok töltésének növekedésével a külső héj megtelik elektronokkal (1-ről 8-ra), és az elemek tulajdonságai ugyanúgy változnak, mint a tipikus elemek esetében.
Az elektronhéjak száma egy atomban megegyezik a periódusszámmal. A fő alcsoportok elemeinek atomjainak külső héján a csoportszámmal megegyező számú elektron található. A másodlagos alcsoportok elemeinek atomjai egy vagy két elektront tartalmaznak a külső héjakon. Ez magyarázza a fő és a másodlagos alcsoport elemeinek tulajdonságainak különbségét. A csoportszám a kémiai (valencia) kötések kialakításában részt vevő elektronok lehetséges számát jelzi (lásd Molekula), ezért az ilyen elektronokat vegyértéknek nevezzük. A másodlagos alcsoportok elemei esetében nemcsak a külső héjak elektronjai, hanem az utolsó előttiek is vegyértékek. Az elektronhéjak számát és szerkezetét a mellékelt kémiai elemek periódusos rendszere tartalmazza.
D. I. Mengyelejev periodikus törvénye és az arra épülő rendszer kizárólag nagyon fontos a tudományban és a gyakorlatban. A periodikus törvény és a rendszer volt az alapja az új kémiai elemek felfedezésének, atomtömegük pontos meghatározásának, az atomok szerkezeti elméletének kidolgozásának, a földkéregben az elemek eloszlására vonatkozó geokémiai törvények megállapításának. és a fejlődés kortárs elképzelésekélő anyagról, amelynek összetétele és a hozzá kapcsolódó törvényszerűségek összhangban vannak a periódusos rendszerrel. Az elemek biológiai aktivitását és a testben való tartalmukat nagymértékben meghatározza az is, hogy Mengyelejev periodikus rendszerében milyen helyet foglalnak el. Tehát a sorozatszám növekedésével számos csoportban az elemek toxicitása nő, és tartalmuk a szervezetben csökken. A periodikus törvény a természet fejlődésének legáltalánosabb dialektikus törvényeinek élénk kifejezése.
A természetben sok ismétlődő sorozat van:
A 19. század közepén D. I. Mengyelejev észrevette, hogy az elemek kémiai tulajdonságainak is van egy bizonyos sorrendje (azt mondják, ez az ötlet álomban jött neki). A tudós csodás álmainak eredménye a kémiai elemek periódusos rendszere, amelyben D.I. Mengyelejev a kémiai elemeket az atomtömeg növekedésének sorrendjében rendezte. A modern táblázatban a kémiai elemek az elem rendszáma (az atommagban lévő protonok száma) szerint növekvő sorrendben vannak elrendezve.
A kémiai elem szimbóluma fölött az atomszám, alatta pedig az atomtömege (protonok és neutronok összege) látható. Figyeljük meg, hogy egyes elemek atomtömege nem egész szám! Emlékezz az izotópokra! Az atomtömeg egy elem összes izotópjának súlyozott átlaga, amely természetes körülmények között előfordul.
A táblázat alatt a lantanidok és aktinidák találhatók.
A periódusos rendszerben a bórral (B) kezdődő és polóniummal (Po) végződő lépcsős átlótól balra találhatók (kivétel a germánium (Ge) és az antimon (Sb). Könnyen belátható, hogy a fémek A periódusos rendszer nagy részét elfoglalják. A fémek fő tulajdonságai: szilárd (kivéve a higanyt); fényes; jó elektromos és hővezető; képlékeny; képlékeny; könnyen adnak elektronokat
A lépcsős B-Po átlótól jobbra lévő elemeket hívjuk nem fémek. A nemfémek tulajdonságai közvetlenül ellentétesek a fémek tulajdonságaival: rossz hő- és elektromos vezetők; törékeny; nem kovácsolt; nem műanyag; általában elektronokat fogadnak el.
A fémek és a nemfémek között vannak félfémek(metaloidok). Fémek és nemfémek tulajdonságai egyaránt jellemzik őket. A félfémek fő alkalmazásukat az iparban a félvezetők gyártásában találták meg, amelyek nélkül egyetlen modern mikrochip vagy mikroprocesszor.
Mint fentebb említettük, a periódusos rendszer hét periódusból áll. Minden periódusban az elemek rendszáma balról jobbra növekszik.
Az elemek tulajdonságai periódusokban egymás után változnak: tehát a harmadik periódus elején lévő nátrium (Na) és magnézium (Mg) elektronokat ad fel (Na lead egy elektront: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg két elektront ad fel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). De a periódus végén található klór (Cl) egy elemet vesz fel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.
Ezzel szemben a csoportokban minden elem ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik. Például az IA(1) csoportban a lítiumtól (Li) a franciumig (Fr) minden elem egy elektront adományoz. És a VIIA(17) csoport minden eleme egy elemet vesz fel.
Egyes csoportok annyira fontosak, hogy különleges nevet kaptak. Ezeket a csoportokat az alábbiakban tárgyaljuk.
IA(1) csoport. Ennek a csoportnak az elemeinek atomjai csak egy elektront tartalmaznak a külső elektronrétegben, így könnyen egy elektront adnak át.
A legfontosabb alkálifémek a nátrium (Na) és a kálium (K), mivel fontos szerepet játszanak az emberi élet folyamatában, és a sók részét képezik.
Elektronikus konfigurációk:
IIA csoport (2). E csoport elemeinek atomjai a külső elektronrétegben két elektront tartalmaznak, amelyek szintén feladják a kémiai reakciók során. A legtöbb fontos eleme- kalcium (Ca) - a csontok és a fogak alapja.
Elektronikus konfigurációk:
VIIA csoport (17). E csoport elemeinek atomjai általában egy-egy elektront kapnak, mert. a külső elektronikus rétegen öt-öt elem található, és egy elektron már csak hiányzik a "teljes halmazhoz".
Ennek a csoportnak a leghíresebb elemei a következők: klór (Cl) - a só és a fehérítő része; a jód (I) olyan elem, amely fontos szerepet játszik az emberi pajzsmirigy működésében.
Elektronikus konfiguráció:
VIII(18) csoport. Ennek a csoportnak az elemeinek atomjai egy teljesen "karcolt" külső elektronréteggel rendelkeznek. Ezért „nem kell” elektronokat fogadniuk. És nem akarják odaadni őket. Ennélfogva - ennek a csoportnak az elemei nagyon "nem szívesen" lépnek be kémiai reakciók. Hosszú ideje azt hitték, hogy egyáltalán nem reagáltak (inert az „inert”, azaz „inaktív”) elnevezés. Neil Barlett vegyész azonban felfedezte, hogy e gázok némelyike bizonyos körülmények között még reagálhat más elemekkel.
Elektronikus konfigurációk:
Könnyen belátható, hogy az egyes csoportokon belül az elemek vegyértékelektronjaikban (a külső energiaszinten elhelyezkedő s és p pályák elektronjai) hasonlóak egymáshoz.
Az alkálifémek egy-egy vegyértékelektronnal rendelkeznek:
Az alkáliföldfémek 2 vegyértékelektronnal rendelkeznek:
A halogének 7 vegyértékelektronnal rendelkeznek:
Az inert gázok 8 vegyértékelektronnal rendelkeznek:
További információkért lásd a Valencia és a kémiai elemek atomjainak periódusonkénti elektronikus konfigurációinak táblázatát című cikket.
Most fordítsuk figyelmünket a szimbólumokkal ellátott csoportokban elhelyezkedő elemekre NÁL NÉL. A periódusos rendszer közepén helyezkednek el, és ún átmeneti fémek.
Ezen elemek megkülönböztető jellemzője az elektronok jelenléte a kitöltött atomokban d-pályák:
A főasztaltól elkülönülve helyezkednek el lantanidokés aktinidák vannak az ún belső átmeneti fémek. Ezen elemek atomjaiban elektronok töltődnek ki f-pályák:
A periódusos rendszer használata Egy avatatlan ember számára a periódusos rendszer olvasása ugyanaz, mint a tündék ősi rúnáit nézni egy törpének. A periódusos rendszer egyébként, ha helyesen használjuk, sokat elárulhat a világról. Amellett, hogy a vizsgán szolgál, egyszerűen nélkülözhetetlen rengeteg kémiai és fizikai probléma megoldásához. De hogyan kell elolvasni? Szerencsére ma már mindenki megtanulhatja ezt a művészetet. Ebben a cikkben elmondjuk, hogyan lehet megérteni a periódusos rendszert.
A kémiai elemek periodikus rendszere (Mengyelejev táblázata) a kémiai elemek osztályozása, amely kapcsolatot létesít. különféle tulajdonságok elemek az atommag töltéséből.
Dmitrij Ivanovics Mengyelejev nem volt egyszerű vegyész, ha valaki úgy gondolja. Vegyész, fizikus, geológus, metrológus, ökológus, közgazdász, olajos, repülős, műszerkészítő és tanár volt. Élete során a tudósnak sok alapkutatást végzett a tudás különböző területein. Például széles körben úgy tartják, hogy Mengyelejev volt az, aki kiszámította a vodka ideális erősségét - 40 fokot. Nem tudjuk, hogy Mengyelejev hogyan kezelte a vodkát, de az biztos, hogy a „Beszéd az alkohol és a víz kombinációjáról” témában írt disszertációjának semmi köze nem volt a vodkához, és 70 fokos alkoholkoncentrációt vett figyelembe. A tudós minden érdemével együtt a kémiai elemek periodikus törvényének felfedezése - a természet egyik alapvető törvénye - hozta meg számára a legszélesebb hírnevet.
Van egy legenda, amely szerint a tudós megálmodta a periódusos rendszert, ami után már csak a felmerült ötletet kellett véglegesítenie. De ha minden ilyen egyszerű lenne .. A periódusos rendszer létrehozásának ez a változata láthatóan nem más, mint egy legenda. Arra a kérdésre, hogyan nyitották ki az asztalt, maga Dmitrij Ivanovics válaszolt: Talán húsz éve gondolkodom rajta, és azt gondolod: leültem, és hirtelen… készen van.”
A 19. század közepén egyidejűleg több tudós is próbálkozott az ismert kémiai elemek egyszerűsítésére (63 elemet ismertek). Például 1862-ben Alexandre Emile Chancourtois az elemeket egy csavarvonal mentén helyezte el, és megjegyezte a ciklikus ismétlődést. kémiai tulajdonságok. John Alexander Newlands vegyész és zenész 1866-ban javasolta a periódusos rendszer verzióját. Érdekesség, hogy az elemek elrendezésében a tudós valami misztikus zenei harmóniát próbált felfedezni. Többek között volt Mengyelejev próbálkozása is, amelyet siker koronázott.
1869-ben adták ki a táblázat első sémáját, és 1869. március 1-jét tekintik a periodikus törvény felfedezésének napjának. Mengyelejev felfedezésének lényege az volt, hogy a növekvő atomtömegű elemek tulajdonságai nem monoton, hanem periodikusan változnak. A táblázat első változata csak 63 elemet tartalmazott, de Mengyelejev számos nagyon nem szabványos döntést hozott. Így arra tippelt, hogy helyet hagy a táblázatban a még fel nem fedezett elemeknek, és néhány elem atomtömegét is megváltoztatta. A Mengyelejev által levezetett törvény alapvető helyességét nagyon hamar megerősítették a gallium, a szkandium és a germánium felfedezése után, amelyek létezését a tudósok megjósolták.
Az alábbiakban maga a táblázat látható.
Ma az atomtömeg (atomtömeg) helyett az atomszám (az atommagban lévő protonok száma) fogalmát használják az elemek rendezésére. A táblázat 120 elemet tartalmaz, amelyek balról jobbra vannak rendezve a rendszám (protonok száma) szerint növekvő sorrendben.
A táblázat oszlopai úgynevezett csoportok, a sorok pedig pontok. A táblázatban 18 csoport és 8 periódus található.
Mit tudhatunk meg az elemről a táblázatból? Vegyük például a táblázat harmadik elemét - lítiumot, és vegyük részletesen.
Először magának az elemnek a szimbólumát és a nevét látjuk alatta. A bal felső sarokban az elem rendszáma található, abban a sorrendben, ahogyan az elem a táblázatban található. Atomszám, mint már említettük, egyenlő a számmal protonok az atommagban. A pozitív protonok száma általában megegyezik az atomban lévő negatív elektronok számával (az izotópok kivételével).
Az atomtömeg a rendszám alatt van feltüntetve (a táblázat jelen változatában). Ha az atomtömeget a legközelebbi egész számra kerekítjük, akkor megkapjuk az úgynevezett tömegszámot. A tömegszám és az atomszám különbsége adja meg a neutronok számát az atommagban. Így a neutronok száma egy héliummagban kettő, a lítiumban pedig négy.
Tehát a "Mengyelejev asztala a bábuknak" tanfolyamunk véget ért. Végezetül azt javasoljuk, hogy nézzen meg egy tematikus videót, és reméljük, hogy a felhasználási kérdés felmerül periódusos táblázat Mengyelejev, érthetőbbé vált számodra. Emlékeztetünk arra, hogy egy új tantárgy tanulása mindig hatékonyabb, nem egyedül, hanem tapasztalt mentor segítségével. Éppen ezért soha ne feledkezz meg azokról, akik szívesen megosztják veled tudásukat és tapasztalataikat.
Periodikus törvény D.I. Mengyelejev és a kémiai elemek periódusos rendszere nagy jelentősége van a kémia fejlődésében. Ugorjunk bele 1871-be, amikor a kémiaprofesszor D.I. Mengyelejev számos próbálkozás és hiba során arra a következtetésre jutott "...az elemek tulajdonságai, és így az általuk alkotott egyszerű és összetett testek tulajdonságai is periodikusan függnek atomsúlyuktól." Az elemek tulajdonságaiban bekövetkező változások periodikussága a külső elektronikus réteg elektronikus konfigurációjának periodikus ismétlődése miatt következik be, az atommag töltésének növekedésével.
"a kémiai elemek tulajdonságai (azaz az általuk képzett vegyületek tulajdonságai és formája) periodikusan függenek a kémiai elemek atommagjának töltésétől."
A kémia tanítása közben Mengyelejev megértette, hogy az egyes elemek egyedi tulajdonságainak emlékezése nehézségeket okoz a tanulóknak. Elkezdett keresni egy olyan rendszermódszer létrehozásának módjait, amely megkönnyíti az elemek tulajdonságainak megjegyezését. Ennek eredményeként volt természetes asztal, később ismertté vált időszakos.
Modern asztalunk nagyon hasonlít Mengyelejev asztalára. Tekintsük részletesebben.
Mengyelejev periódusos rendszere 8 csoportból és 7 periódusból áll.
A táblázat függőleges oszlopait ún csoportok . Az egyes csoportokon belüli elemek hasonló kémiai és fizikai tulajdonságok. Ez azzal magyarázható, hogy az egyik csoport elemei a külső rétegben hasonló elektronikus konfigurációkkal rendelkeznek, amelyeken az elektronok száma megegyezik a csoport számával. Ezután a csoportot felosztják fő és másodlagos alcsoportok.
NÁL NÉL Fő alcsoportok olyan elemeket foglal magában, amelyek vegyértékelektronjai a külső ns- és np-alszinten helyezkednek el. NÁL NÉL Oldalsó alcsoportok olyan elemeket foglal magában, amelyek vegyértékelektronjai a külső ns-alszinten és a belső (n - 1) d-alszinten (vagy (n - 2) f-alszinten) helyezkednek el.
Minden elem benne periódusos táblázat , attól függően, hogy melyik alszint (s-, p-, d- vagy f-) a vegyértékelektronokat a következőkre osztják: s-elemek (az I. és II. fő alcsoport elemei), p-elemek (a III. fő alcsoport elemei). - VII csoportok), d- elemek (mellékcsoportok elemei), f- elemek (lantanidok, aktinidák).
Egy elem legmagasabb vegyértéke (az O, F, a réz alcsoport elemei és a nyolcadik csoport kivételével) megegyezik annak a csoportnak a számával, amelyben található.
A fő és másodlagos alcsoport elemeinél a magasabb oxidok (és hidrátjaik) képlete megegyezik. A fő alcsoportokban a hidrogénvegyületek összetétele azonos az ebbe a csoportba tartozó elemek esetében. A szilárd hidridek az I-III csoportok fő alcsoportjainak elemei, a IV-VII csoportok pedig gáz halmazállapotú hidrogénvegyületeket alkotnak. Az EN 4 típusú hidrogénvegyületek inkább semleges vegyületek, az EN 3 bázisok, a H 2 E és az NE savak.
A táblázat vízszintes sorait ún időszakokban. A periódusokban lévő elemek különböznek egymástól, de közös bennük, hogy az utolsó elektronok azonos energiaszinten vannak ( főkvantumszámn- egyformán ).
Az első periódus abban különbözik a többitől, hogy csak 2 elem van benne: hidrogén H és hélium He.
A második periódusban 8 elem van (Li - Ne). Lítium Li - egy alkálifém kezdődik az időszak, és lezárja nemesgáz neon Ne.
A harmadik periódusban és a másodikban is 8 elem van (Na - Ar). Az alkálifém-nátrium Na kezdi az időszakot, és az Argon nemesgáz zárja le.
A negyedik periódusban 18 elem van (K - Kr) - Mengyelejev ezt jelölte meg az első nagy periódusnak. Ugyancsak az alkálifém-káliummal kezdődik, és a Kr inert gázzal végződik. A nagy periódusok összetétele átmeneti elemeket tartalmaz (Sc - Zn) - d- elemeket.
Az ötödik periódusban, hasonlóan a negyedikhez, 18 elem van (Rb - Xe), szerkezete hasonló a negyedikhez. Ugyancsak az alkálifém-rubídium Rb-vel kezdődik, és a xenon Xe inert gázzal végződik. A nagy periódusok összetétele átmeneti elemeket tartalmaz (Y - Cd) - d- elemeket.
A hatodik periódus 32 elemből áll (Cs - Rn). Kivéve 10 d-elemek (La, Hf - Hg) 14-es sort tartalmaz f-elemek (lantanidok) - Ce - Lu
A hetedik időszak még nem ért véget. Francium Fr-vel kezdődik, feltételezhető, hogy a hatodik periódushoz hasonlóan 32 már megtalált elemet fog tartalmazni (a Z = 118 elemig).
Ha megnézed Mengyelejev periódusos rendszereés húzz egy képzeletbeli vonalat, amely a bórnál kezdődik és a polónium és az asztatin között végződik, akkor az összes fém a vonal bal oldalán lesz, a nem fémek pedig a jobb oldalon. Az ezzel a vonallal közvetlenül szomszédos elemek fémek és nem fémek tulajdonságaival is rendelkeznek. Ezeket metalloidoknak vagy félfémeknek nevezik. Ezek a bór, szilícium, germánium, arzén, antimon, tellúr és polónium.
Mengyelejev a következőképpen fogalmazta meg a periódusos törvényt: "az egyszerű testek tulajdonságai, valamint az elemek vegyületeinek formái és tulajdonságai, és így az általuk alkotott egyszerű és összetett testek tulajdonságai periodikusan függenek atomsúlyuk."
Négy fő periodikus mintázat létezik:
Oktett szabály kimondja, hogy minden elem hajlamos egy elektront nyerni vagy elveszíteni annak érdekében, hogy a legközelebbi nemesgáz nyolcelektronos konfigurációja legyen. Mert Mivel a nemesgázok külső s és p pályája teljesen kitöltött, ezért ezek a legstabilabb elemek.
Ionizációs energia az az energiamennyiség, amely egy elektronnak az atomról való leválasztásához szükséges. Az oktettszabály szerint a periódusos rendszerben balról jobbra haladva több energiára van szükség az elektron leválasztásához. Ezért a táblázat bal oldalán lévő elemek hajlamosak elektront veszíteni, a jobb oldalon lévők pedig elnyerni azt. Az inert gázok ionizációs energiája a legnagyobb. Az ionizációs energia csökken, ahogy haladsz lefelé a csoportban, mert az alacsony energiaszintű elektronok képesek taszítani az elektronokat a magasabb energiaszintekről. Ezt a jelenséget az ún árnyékoló hatás. Ennek következtében a külső elektronok kevésbé kötődnek az atommaghoz. A periódus mentén haladva az ionizációs energia balról jobbra fokozatosan növekszik.
elektronaffinitás az energia változása, amikor egy gáz halmazállapotú anyag atomja további elektront szerez. A csoportban lefelé haladva az elektronaffinitás a szűrési hatás miatt kevésbé negatívvá válik.
Elektronegativitás- annak mértéke, hogy milyen erősen hajlamos magához vonzani egy másik, hozzá kötött atom elektronjait. Az elektronegativitás növekszik, ahogy mozog periódusos táblázat balról jobbra és lentről felfelé. Emlékeztetni kell arra, hogy a nemesgázoknak nincs elektronegativitása. Így a legelektronegatívabb elem a fluor.
Ezen fogalmak alapján nézzük meg, hogyan változnak az atomok és vegyületeik tulajdonságai periódusos táblázat.
Tehát periodikus függésben az atomnak olyan tulajdonságai vannak, amelyek az atomhoz kapcsolódnak elektronikus konfiguráció: atomsugár, ionizációs energia, elektronegativitás.
Tekintsük az atomok és vegyületeik tulajdonságainak változását a pozíciótól függően kémiai elemek periódusos rendszere.
Az atom nemfémessége nő amikor a periódusos rendszerben mozog balról jobbra és lentről felfelé. Vonatkozó az oxidok alapvető tulajdonságai csökkennek,és a sav tulajdonságai ugyanabban a sorrendben nőnek - balról jobbra és alulról felfelé. Ugyanakkor az oxidok savas tulajdonságai minél erősebbek, annál nagyobb az azt alkotó elem oxidációs foka.
Időszakonként balról jobbra alapvető tulajdonságait hidroxidok gyengül, a fő alcsoportokban felülről lefelé az alapok szilárdsága nő. Ugyanakkor, ha egy fém több hidroxidot is képezhet, akkor a fém oxidációs fokának növekedésével alapvető tulajdonságait a hidroxidok gyengülnek.
Időszak szerint balról jobbra az oxigéntartalmú savak erőssége megnő. Ugyanazon csoporton belül felülről lefelé haladva az oxigéntartalmú savak erőssége csökken. Ebben az esetben a sav erőssége a savképző elem oxidációs fokának növekedésével nő.
Időszak szerint balról jobbra az anoxikus savak erőssége megnő. Ha ugyanazon a csoporton belül fentről lefelé haladunk, az anoxikus savak erőssége megnő.
Kategóriák,
