Proprietà elementi chimici consentono di combinarli in gruppi appropriati. Sulla base di questo principio, è stato creato sistema periodico, che ha cambiato l'idea di sostanze esistenti e ha permesso di ipotizzare l'esistenza di nuovi elementi prima sconosciuti.
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La tavola periodica degli elementi chimici fu compilata da D. I. Mendeleev nella seconda metà del 19° secolo. Che cos'è e perché è necessario? Combina tutti gli elementi chimici in ordine di peso atomico crescente e tutti sono disposti in modo che le loro proprietà cambino in modo periodico.
Il sistema periodico di Mendeleev ha riunito in un unico sistema tutti gli elementi esistenti che in precedenza erano considerati semplicemente sostanze separate.
Sulla base del suo studio, nuovo sostanze chimiche. Il significato di questa scoperta per la scienza non può essere sopravvalutato., era molto in anticipo sui tempi e ha dato impulso allo sviluppo della chimica per molti decenni.
Ci sono tre opzioni di tavolo più comuni, che sono convenzionalmente denominate "corta", "lunga" ed "extra lunga". ». Il tavolo principale è considerato un lungo tavolo, esso approvato ufficialmente. La differenza tra loro è la disposizione degli elementi e la lunghezza dei periodi.
Il sistema contiene 7 periodi. Sono rappresentati graficamente come linee orizzontali. In questo caso, il periodo può avere una o due righe, dette righe. Ogni elemento successivo differisce dal precedente aumentando di uno la carica nucleare (il numero di elettroni).
In parole povere, un punto è una riga orizzontale nella tavola periodica. Ognuno di essi inizia con un metallo e termina con un gas inerte. In realtà, questo crea periodicità: le proprietà degli elementi cambiano entro un periodo, ripetendosi di nuovo nel successivo. Il primo, secondo e terzo periodo sono incompleti, sono detti piccoli e contengono rispettivamente 2, 8 e 8 elementi. Il resto è completo, hanno 18 elementi ciascuno.
Il gruppo è una colonna verticale, contenenti elementi con la stessa struttura elettronica o, più semplicemente, con lo stesso superiore. La tavola lunga ufficialmente approvata contiene 18 gruppi che iniziano con metalli alcalini e terminano con gas inerti.
Ogni gruppo ha il proprio nome, che semplifica la ricerca o la classificazione degli elementi. Le proprietà metalliche sono migliorate indipendentemente dall'elemento nella direzione dall'alto verso il basso. Ciò è dovuto all'aumento del numero di orbite atomiche: più ce ne sono, più deboli sono i legami elettronici, il che rende il reticolo cristallino più pronunciato.
Metalli in tavola Mendeleev ha un numero predominante, la loro lista è piuttosto ampia. Sono caratterizzati caratteristiche comuni, in base alle loro proprietà, sono eterogenei e sono divisi in gruppi. Alcuni di loro hanno poco in comune con i metalli senso fisico, mentre altri possono esistere solo per frazioni di secondo e non si trovano assolutamente in natura (almeno sul pianeta), poiché sono creati, più precisamente, calcolati e confermati in condizioni di laboratorio, artificialmente. Ogni gruppo ha le sue caratteristiche, il nome è notevolmente diverso dagli altri. Questa differenza è particolarmente pronunciata nel primo gruppo.
Qual è la posizione dei metalli nella tavola periodica? Gli elementi sono organizzati aumentando la massa atomica o il numero di elettroni e protoni. Le loro proprietà cambiano periodicamente, quindi non c'è un preciso posizionamento uno a uno nella tabella. Come determinare i metalli ed è possibile farlo secondo la tavola periodica? Per semplificare la questione, è stato inventato un trucco speciale: condizionatamente, viene tracciata una linea diagonale da Bor a Polonio (o ad Astato) alle giunzioni degli elementi. Quelli a sinistra sono metalli, quelli a destra sono non metalli. Sarebbe molto semplice e fantastico, ma ci sono delle eccezioni: germanio e antimonio.
Un tale "metodo" è una specie di cheat sheet, è stato inventato solo per semplificare il processo di memorizzazione. Per una rappresentazione più accurata, ricordalo l'elenco dei non metalli è di soli 22 elementi, quindi, rispondendo alla domanda su quanti metalli sono contenuti nella tavola periodica
Nella figura è possibile vedere chiaramente quali elementi non sono metalli e come sono disposti nella tabella per gruppi e periodi.
Ci sono proprietà fisiche generali dei metalli. Questi includono:
Dovrebbe essere chiaro che le proprietà dei metalli sono molto diverse rispetto alla loro natura chimica o fisica. Alcuni di essi somigliano poco ai metalli nel senso ordinario del termine. Ad esempio, il mercurio occupa una posizione speciale. Lei è a condizioni normaliè allo stato liquido reticolo cristallino, alla cui presenza gli altri metalli devono le loro proprietà. Le proprietà di quest'ultimo in questo caso sono condizionali; il mercurio è ad esse correlato in misura maggiore dalle caratteristiche chimiche.
Interessante! Gli elementi del primo gruppo, i metalli alcalini, non si trovano nella loro forma pura, essendo nella composizione di vari composti.
Il metallo più tenero che esiste in natura - il cesio - appartiene a questo gruppo. Lui, come altre sostanze alcaline simili, ha poco in comune con i metalli più tipici. Alcune fonti affermano che in effetti il metallo più morbido è il potassio, cosa difficile da contestare o confermare, poiché né l'uno né l'altro elemento esistono da soli: rilasciati a seguito di una reazione chimica, si ossidano o reagiscono rapidamente.
Il secondo gruppo di metalli - alcalino terrosi - è molto più vicino ai gruppi principali. Il nome "terra alcalina" deriva da tempi antichi, quando gli ossidi erano chiamati "terre" perché hanno una struttura friabile e sciolta. Proprietà più o meno familiari (in senso comune) sono possedute dai metalli a partire dal 3° gruppo. All'aumentare del numero del gruppo, la quantità di metalli diminuisce.
Il sistema periodico degli elementi chimici è una classificazione degli elementi chimici creata da D. I. Mendeleev sulla base della legge periodica da lui scoperta nel 1869.
DI Mendeleev
Secondo la moderna formulazione di questa legge, in serie continua elementi disposti in ordine crescente della carica positiva dei nuclei dei loro atomi, elementi con proprietà simili vengono periodicamente ripetuti.
Il sistema periodico degli elementi chimici, presentato sotto forma di tabella, è costituito da periodi, serie e gruppi.
All'inizio di ogni periodo (ad eccezione del primo) è presente un elemento con spiccate proprietà metalliche (metallo alcalino).
Simboli per la tavola dei colori: 1 - segno chimico dell'elemento; 2 - nome; 3 - massa atomica (peso atomico); 4 - numero di serie; 5 - distribuzione degli elettroni sugli strati.
All'aumentare del numero ordinale dell'elemento, pari al valore della carica positiva del nucleo del suo atomo, le proprietà metalliche si indeboliscono gradualmente e aumentano le proprietà non metalliche. Il penultimo elemento in ogni periodo è un elemento con proprietà non metalliche pronunciate () e l'ultimo è un gas inerte. Nel periodo I ci sono 2 elementi, in II e III - 8 elementi ciascuno, in IV e V - 18 elementi ciascuno, in VI - 32 e nel VII (periodo incompleto) - 17 elementi.
I primi tre periodi sono detti piccoli periodi, ciascuno di essi è costituito da una riga orizzontale; il resto - in grandi periodi, ciascuno dei quali (escluso il VII periodo) è costituito da due file orizzontali - pari (superiore) e dispari (inferiore). In filari pari di grandi periodi sono solo metalli. Le proprietà degli elementi in queste righe cambiano leggermente all'aumentare del numero di serie. Le proprietà degli elementi in serie dispari di periodi grandi cambiano. Nel periodo VI, il lantanio è seguito da 14 elementi che sono molto simili nelle proprietà chimiche. Questi elementi, chiamati lantanidi, sono elencati separatamente nella tabella principale. Gli attinidi, gli elementi che seguono l'attinio, sono presentati in modo simile nella tabella.
La tabella ha nove gruppi verticali. Il numero del gruppo, con rare eccezioni, è uguale alla più alta valenza positiva degli elementi di questo gruppo. Ogni gruppo, escluso zero e ottavo, è diviso in sottogruppi. - principale (situato a destra) e laterale. Nei sottogruppi principali, con l'aumento del numero di serie, si esaltano le proprietà metalliche degli elementi e si indeboliscono le proprietà non metalliche degli elementi.
Pertanto, le proprietà chimiche e un certo numero di proprietà fisiche degli elementi sono determinate dal posto che un dato elemento occupa nel sistema periodico.
Elementi biogenici, cioè elementi che compongono gli organismi e svolgono un certo ruolo biologico, occupano la parte superiore della tavola periodica. Le cellule occupate dagli elementi che costituiscono la maggior parte (oltre il 99%) della materia vivente sono colorate di blu. colore rosa- cellule occupate da oligoelementi (vedi).
La tavola periodica degli elementi chimici è il risultato più importante scienze naturali moderne e vivida espressione delle più generali leggi dialettiche della natura.
Vedi anche , Peso atomico.
Il sistema periodico degli elementi chimici è una classificazione naturale degli elementi chimici creata da D. I. Mendeleev sulla base della legge periodica da lui scoperta nel 1869.
Nella formulazione originale, la legge periodica di D. I. Mendeleev affermava: le proprietà degli elementi chimici, così come le forme e le proprietà dei loro composti, dipendono periodicamente dalla grandezza dei pesi atomici degli elementi. Successivamente, con lo sviluppo della dottrina della struttura dell'atomo, si dimostrò che una caratteristica più precisa di ogni elemento non è il peso atomico (vedi), ma il valore della carica positiva del nucleo dell'atomo dell'atomo elemento, uguale al numero ordinale (atomico) di questo elemento nel sistema periodico di D. I. Mendeleev . Il numero di cariche positive sul nucleo di un atomo è uguale al numero di elettroni che circondano il nucleo di un atomo, poiché gli atomi nel loro insieme sono elettricamente neutri. Alla luce di questi dati, la legge periodica è formulata come segue: le proprietà degli elementi chimici, così come le forme e le proprietà dei loro composti, sono in dipendenza periodica dalla carica positiva dei nuclei dei loro atomi. Ciò significa che in una serie continua di elementi, disposti in ordine crescente rispetto alle cariche positive dei nuclei dei loro atomi, verranno periodicamente ripetuti elementi con proprietà simili.
La forma tabellare del sistema periodico degli elementi chimici è presentata nella sua forma moderna. Si compone di periodi, serie e gruppi. Un periodo rappresenta una fila orizzontale sequenziale di elementi disposti in ordine crescente rispetto alla carica positiva dei nuclei dei loro atomi.
All'inizio di ogni periodo (ad eccezione del primo) è presente un elemento con spiccate proprietà metalliche (metallo alcalino). Quindi, all'aumentare del numero di serie, le proprietà metalliche degli elementi si indeboliscono gradualmente e le proprietà non metalliche degli elementi aumentano. Il penultimo elemento in ogni periodo è un elemento con proprietà non metalliche pronunciate (alogeno) e l'ultimo è un gas inerte. Il periodo I è costituito da due elementi, il ruolo di un metallo alcalino e di un alogeno è svolto contemporaneamente dall'idrogeno. Il II e il III periodo comprendono 8 elementi ciascuno, chiamati tipici di Mendeleev. I periodi IV e V hanno 18 elementi ciascuno, VI-32. Il VII periodo non è ancora completato e viene rifornito di elementi creati artificialmente; ci sono attualmente 17 elementi in questo periodo. I periodi I, II e III sono chiamati piccoli, ognuno di essi è costituito da una riga orizzontale, IV-VII - grande: essi (ad eccezione di VII) includono due righe orizzontali - pari (superiore) e dispari (inferiore). Nelle file pari di grandi periodi si trovano solo metalli e il cambiamento nelle proprietà degli elementi nella riga da sinistra a destra è debolmente espresso.
Nelle serie dispari di grandi periodi, le proprietà degli elementi della serie cambiano allo stesso modo delle proprietà degli elementi tipici. A fila pari Il periodo VI dopo il lantanio segue 14 elementi [chiamati lantanidi (vedi), lantanidi, elementi di terre rare], simili nelle proprietà chimiche al lantanio e tra loro. Il loro elenco è riportato separatamente sotto la tabella.
Separatamente, gli elementi che seguono gli attinidi-attinidi (attinidi) sono scritti e riportati sotto la tabella.
Ci sono nove gruppi verticali nella tavola periodica degli elementi chimici. Il numero del gruppo è uguale alla più alta valenza positiva (vedi) degli elementi di questo gruppo. Le eccezioni sono il fluoro (succede solo negativamente monovalente) e il bromo (succede eptavalente); inoltre rame, argento, oro possono presentare una valenza maggiore di +1 (Cu-1 e 2, Ag e Au-1 e 3), e dagli elementi V III gruppi Solo l'osmio e il rutenio hanno una valenza +8. Ogni gruppo, ad eccezione dell'ottavo e dello zero, è diviso in due sottogruppi: il principale (situato a destra) e il secondario. I sottogruppi principali comprendono elementi tipici ed elementi di grandi periodi, gli elementi secondari - unici di grandi periodi e, inoltre, metalli.
In termini di proprietà chimiche, gli elementi di ciascun sottogruppo di questo gruppo differiscono in modo significativo l'uno dall'altro e solo la valenza positiva più alta è la stessa per tutti gli elementi di questo gruppo. Nei principali sottogruppi, dall'alto verso il basso, le proprietà metalliche degli elementi aumentano e quelle non metalliche si indeboliscono (ad esempio, il francio è un elemento con le proprietà metalliche più pronunciate e il fluoro non è metallico). Pertanto, il posto di un elemento nel sistema periodico di Mendeleev (numero di serie) determina le sue proprietà, che sono la media delle proprietà degli elementi vicini verticalmente e orizzontalmente.
Alcuni gruppi di elementi hanno nomi speciali. Quindi, gli elementi dei principali sottogruppi del gruppo I sono chiamati metalli alcalini, gruppo II - metalli alcalino terrosi, gruppo VII - alogeni, elementi situati dietro l'uranio - transuranio. Gli elementi che fanno parte degli organismi, prendono parte ai processi metabolici e hanno un ruolo biologico pronunciato, sono chiamati elementi biogenici. Tutti occupano la parte superiore del tavolo di D. I. Mendeleev. Si tratta principalmente di O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg e Fe, che costituiscono la maggior parte della materia vivente (oltre il 99%). I posti occupati da questi elementi nella tavola periodica sono colorati in azzurro. Gli elementi biogenici, che sono pochissimi nell'organismo (da 10 -3 a 10 -14%), sono chiamati microelementi (vedi). Nelle cellule del sistema periodico, colorate di giallo, sono posti dei microelementi, vitali importanza che sono stati provati per gli esseri umani.
Secondo la teoria della struttura degli atomi (vedi Atomo), le proprietà chimiche degli elementi dipendono principalmente dal numero di elettroni nel guscio elettronico esterno. Il cambiamento periodico delle proprietà degli elementi con un aumento della carica positiva dei nuclei atomici è spiegato dalla ripetizione periodica della struttura del guscio elettronico esterno (livello energetico) degli atomi.
In piccoli periodi, con un aumento della carica positiva del nucleo, il numero di elettroni nel guscio esterno aumenta da 1 a 2 nel periodo I e da 1 a 8 nei periodi II e III. Da qui il cambiamento delle proprietà degli elementi nel periodo da metallo alcalino a gas inerte. Il guscio elettronico esterno, contenente 8 elettroni, è completo ed energeticamente stabile (gli elementi del gruppo zero sono chimicamente inerti).
In lunghi periodi in file pari, con un aumento della carica positiva dei nuclei, il numero di elettroni nel guscio esterno rimane costante (1 o 2) e il secondo guscio esterno si riempie di elettroni. Da qui il lento cambiamento nelle proprietà degli elementi nelle righe pari. In serie dispari di lunghi periodi, con un aumento della carica dei nuclei, il guscio esterno si riempie di elettroni (da 1 a 8) e le proprietà degli elementi cambiano allo stesso modo degli elementi tipici.
Il numero di gusci di elettroni in un atomo è uguale al numero del periodo. Gli atomi degli elementi dei sottogruppi principali hanno un numero di elettroni sui loro gusci esterni pari al numero del gruppo. Gli atomi degli elementi dei sottogruppi secondari contengono uno o due elettroni sui gusci esterni. Questo spiega la differenza nelle proprietà degli elementi dei sottogruppi principale e secondario. Il numero del gruppo indica il possibile numero di elettroni che possono partecipare alla formazione di legami chimici (di valenza) (vedi Molecola), pertanto tali elettroni sono chiamati valenza. Per gli elementi dei sottogruppi secondari, non solo gli elettroni dei gusci esterni, ma anche i penultimi sono valenza. Il numero e la struttura dei gusci di elettroni sono indicati nella tavola periodica degli elementi chimici allegata.
La legge periodica di D. I. Mendeleev e il sistema basato su di essa hanno esclusivamente Grande importanza nella scienza e nella pratica. La legge periodica e il sistema furono la base per la scoperta di nuovi elementi chimici, l'accurata determinazione del loro peso atomico, lo sviluppo della teoria della struttura degli atomi, l'istituzione di leggi geochimiche per la distribuzione degli elementi nella crosta terrestre e lo sviluppo idee contemporanee sulla materia vivente, la cui composizione e le leggi ad essa associate sono conformi al sistema periodico. L'attività biologica degli elementi e il loro contenuto nel corpo sono anche in gran parte determinati dal posto che occupano nel sistema periodico di Mendeleev. Quindi, con un aumento del numero di serie in un certo numero di gruppi, la tossicità degli elementi aumenta e il loro contenuto nel corpo diminuisce. La legge periodica è una vivida espressione delle più generali leggi dialettiche dello sviluppo della natura.
In natura, ci sono molte sequenze ripetute:
A metà del 19 ° secolo, D.I. Mendeleev notò che anche le proprietà chimiche degli elementi hanno una certa sequenza (si dice che questa idea gli sia venuta in sogno). Il risultato dei sogni miracolosi dello scienziato fu la Tavola periodica degli elementi chimici, in cui D.I. Mendeleev ha disposto gli elementi chimici in ordine di massa atomica crescente. Nella tabella moderna, gli elementi chimici sono disposti in ordine crescente rispetto al numero atomico dell'elemento (il numero di protoni nel nucleo di un atomo).
Il numero atomico è mostrato sopra il simbolo di un elemento chimico, sotto il simbolo è la sua massa atomica (la somma di protoni e neutroni). Nota che la massa atomica di alcuni elementi non è intera! Ricorda gli isotopi! La massa atomica è la media ponderata di tutti gli isotopi di un elemento che si trovano naturalmente in condizioni naturali.
Sotto la tabella ci sono i lantanidi e gli attinidi.
Si trovano nella Tavola Periodica a sinistra della diagonale a gradini che inizia con Boro (B) e termina con polonio (Po) (le eccezioni sono il germanio (Ge) e l'antimonio (Sb). È facile vedere che i metalli occupano la maggior parte della tavola periodica Le principali proprietà dei metalli: solidi (tranne il mercurio); lucenti; buoni conduttori elettrici e termici; duttili; malleabili; donano facilmente elettroni.
Vengono chiamati gli elementi a destra della diagonale a gradini B-Po non metalli. Le proprietà dei non metalli sono direttamente opposte alle proprietà dei metalli: cattivi conduttori di calore ed elettricità; fragile; non contraffatto; non di plastica; di solito accettano elettroni.
Tra metalli e non metalli sono semimetalli(metalloidi). Sono caratterizzati dalle proprietà sia dei metalli che dei non metalli. I semimetalli hanno trovato la loro principale applicazione nell'industria nella produzione di semiconduttori, senza i quali nemmeno uno microchip moderno o microprocessore.
Come accennato in precedenza, la tavola periodica è composta da sette periodi. In ogni periodo, i numeri atomici degli elementi aumentano da sinistra a destra.
Le proprietà degli elementi nei periodi cambiano in sequenza: quindi il sodio (Na) e il magnesio (Mg), che sono all'inizio del terzo periodo, cedono elettroni (Na cede un elettrone: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg cede due elettroni: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ma il cloro (Cl), che si trova alla fine del periodo, prende un elemento: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.
Nei gruppi, invece, tutti gli elementi hanno le stesse proprietà. Ad esempio, nel gruppo IA(1), tutti gli elementi dal litio (Li) al francio (Fr) donano un elettrone. E tutti gli elementi del gruppo VIIA(17) prendono un elemento.
Alcuni gruppi sono così importanti che hanno ricevuto nomi speciali. Questi gruppi sono discussi di seguito.
Gruppo IA(1). Gli atomi degli elementi di questo gruppo hanno un solo elettrone nello strato di elettroni esterno, quindi donano facilmente un elettrone.
I metalli alcalini più importanti sono il sodio (Na) e il potassio (K), poiché svolgono un ruolo importante nel processo della vita umana e fanno parte dei sali.
Configurazioni elettroniche:
Gruppo IIA(2). Gli atomi degli elementi di questo gruppo hanno due elettroni nello strato di elettroni esterno, che si arrendono anche durante le reazioni chimiche. Più elemento importante- calcio (Ca) - la base di ossa e denti.
Configurazioni elettroniche:
Gruppo VIIA(17). Gli atomi degli elementi di questo gruppo di solito ricevono un elettrone ciascuno, perché. sullo strato elettronico esterno ci sono cinque elementi ciascuno e manca solo un elettrone al "set completo".
Gli elementi più famosi di questo gruppo sono: cloro (Cl) - fa parte del sale e della candeggina; lo iodio (I) è un elemento che svolge un ruolo importante nell'attività della tiroide umana.
Configurazione elettronica:
Gruppo VIII(18). Gli atomi degli elementi di questo gruppo hanno uno strato di elettroni esterno completamente "personalizzato". Pertanto, "non hanno bisogno" di accettare elettroni. E non vogliono darli via. Quindi - gli elementi di questo gruppo sono molto "riluttanti" a entrare reazioni chimiche. Per molto tempo si credeva che non reagissero affatto (da cui il nome "inerte", cioè "inattivo"). Ma il chimico Neil Barlett ha scoperto che alcuni di questi gas, in determinate condizioni, possono ancora reagire con altri elementi.
Configurazioni elettroniche:
È facile vedere che all'interno di ciascun gruppo, gli elementi sono simili tra loro nei loro elettroni di valenza (elettroni degli orbitali s e p situati sul livello di energia esterno).
I metalli alcalini hanno 1 elettrone di valenza ciascuno:
I metalli alcalino terrosi hanno 2 elettroni di valenza:
Gli alogeni hanno 7 elettroni di valenza:
I gas inerti hanno 8 elettroni di valenza:
Per ulteriori informazioni, vedere l'articolo Valenza e la tabella delle configurazioni elettroniche degli atomi degli elementi chimici per periodi.
Rivolgiamo ora la nostra attenzione agli elementi situati in gruppi con simboli A. Si trovano al centro della tavola periodica e sono chiamati metalli di transizione.
Una caratteristica distintiva di questi elementi è la presenza di elettroni negli atomi che si riempiono d-orbitali:
Separati dal tavolo principale si trovano lantanidi e attinidi sono i cosiddetti metalli di transizione interni. Negli atomi di questi elementi, gli elettroni si riempiono orbitali f:
Come usare la tavola periodica Per una persona non iniziata, leggere la tavola periodica è come guardare le antiche rune degli elfi per un nano. E la tavola periodica, tra l'altro, se usata correttamente, può dire molto sul mondo. Oltre a servirti nell'esame, è anche semplicemente indispensabile per risolvere un numero enorme di problemi chimici e fisici. Ma come leggerlo? Fortunatamente oggi tutti possono imparare quest'arte. In questo articolo ti diremo come capire la tavola periodica.
Il sistema periodico degli elementi chimici (tabella di Mendeleev) è una classificazione degli elementi chimici che stabilisce una relazione varie proprietà elementi dalla carica del nucleo atomico.
Dmitri Ivanovich Mendeleev non era un semplice chimico, se qualcuno la pensa così. Fu chimico, fisico, geologo, metrologo, ecologista, economista, petroliere, aeronauta, costruttore di strumenti e insegnante. Durante la sua vita, lo scienziato è riuscito a condurre molte ricerche fondamentali in vari campi della conoscenza. Ad esempio, è opinione diffusa che sia stato Mendeleev a calcolare la forza ideale della vodka - 40 gradi. Non sappiamo come Mendeleev trattasse la vodka, ma è noto per certo che la sua dissertazione sull'argomento "Discorso sulla combinazione di alcol e acqua" non aveva nulla a che fare con la vodka e considerava le concentrazioni di alcol da 70 gradi. Con tutti i meriti dello scienziato, la scoperta della legge periodica degli elementi chimici - una delle leggi fondamentali della natura, gli ha portato la più ampia fama.
C'è una leggenda secondo la quale lo scienziato sognava il sistema periodico, dopo di che doveva solo finalizzare l'idea che era apparsa. Ma, se tutto fosse così semplice.. Questa versione della creazione della tavola periodica, a quanto pare, non è altro che una leggenda. Alla domanda su come fosse stato aperto il tavolo, lo stesso Dmitry Ivanovich ha risposto: " Ci penso da forse vent'anni e tu pensi: mi sono seduto e all'improvviso ... è pronto. "
A metà del diciannovesimo secolo, diversi scienziati tentarono di razionalizzare gli elementi chimici conosciuti (si conoscevano 63 elementi). Ad esempio, nel 1862 Alexandre Emile Chancourtois collocò gli elementi lungo un'elica e notò la ripetizione ciclica proprietà chimiche. Il chimico e musicista John Alexander Newlands propose la sua versione della tavola periodica nel 1866. Un fatto interessante è che nella disposizione degli elementi lo scienziato ha cercato di scoprire un'armonia musicale mistica. Tra gli altri tentativi c'era il tentativo di Mendeleev, che fu coronato da successo.
Nel 1869 fu pubblicato il primo schema della tavola, e il giorno del 1 marzo 1869 è considerato il giorno della scoperta della legge periodica. L'essenza della scoperta di Mendeleev era che le proprietà degli elementi con massa atomica crescente non cambiano in modo monotono, ma periodicamente. La prima versione della tabella conteneva solo 63 elementi, ma Mendeleev ha preso una serie di decisioni molto non standard. Quindi, ha immaginato di lasciare un posto nella tabella per elementi ancora sconosciuti e ha anche cambiato le masse atomiche di alcuni elementi. La correttezza fondamentale della legge derivata da Mendeleev fu confermata molto presto dopo la scoperta del gallio, dello scandio e del germanio, la cui esistenza era stata prevista dagli scienziati.
Di seguito è riportato il tavolo stesso.
Oggi, al posto del peso atomico (massa atomica), per ordinare gli elementi si usa il concetto di numero atomico (il numero di protoni nel nucleo). La tabella contiene 120 elementi, che sono disposti da sinistra a destra in ordine crescente di numero atomico (numero di protoni)
Le colonne della tabella sono i cosiddetti gruppi e le righe sono punti. Ci sono 18 gruppi e 8 periodi nella tabella.
Cosa impariamo sull'elemento dalla tabella? Ad esempio, prendiamo il terzo elemento nella tabella: il litio e consideriamolo in dettaglio.
Innanzitutto vediamo il simbolo dell'elemento stesso e il suo nome sotto di esso. Nell'angolo in alto a sinistra c'è il numero atomico dell'elemento, nell'ordine in cui l'elemento si trova nella tabella. Numero atomico, come già accennato, è uguale al numero protoni nel nucleo. Il numero di protoni positivi è solitamente uguale al numero di elettroni negativi in un atomo (ad eccezione degli isotopi).
La massa atomica è indicata sotto il numero atomico (in questa versione della tabella). Se arrotondiamo la massa atomica al numero intero più vicino, otteniamo il cosiddetto numero di massa. La differenza tra il numero di massa e il numero atomico fornisce il numero di neutroni nel nucleo. Pertanto, il numero di neutroni in un nucleo di elio è due e in litio - quattro.
Quindi il nostro corso "Mendeleev's Table for Dummies" è terminato. In conclusione, ti suggeriamo di guardare un video tematico e speriamo che la domanda su come utilizzare tavola periodica th Mendeleev, è diventato più comprensibile per te. Ti ricordiamo che l'apprendimento di una nuova materia è sempre più efficace non da solo, ma con l'aiuto di un mentore esperto. Ecco perché, non dovresti mai dimenticare coloro che condivideranno volentieri le loro conoscenze ed esperienze con te.
Legge periodica D.I. Mendeleev e la tavola periodica degli elementi chimiciè di grande importanza nello sviluppo della chimica. Entriamo nel 1871, quando il professore di chimica D.I. Mendeleev, attraverso numerosi tentativi ed errori, è giunto alla conclusione che "... le proprietà degli elementi, e quindi le proprietà dei corpi semplici e complessi che formano, stanno in una dipendenza periodica dal loro peso atomico." La periodicità dei cambiamenti nelle proprietà degli elementi è dovuta alla ripetizione periodica della configurazione elettronica dello strato elettronico esterno con un aumento della carica del nucleo.
"le proprietà degli elementi chimici (cioè le proprietà e la forma dei composti che formano) sono in una dipendenza periodica dalla carica del nucleo degli atomi degli elementi chimici."
Mentre insegnava chimica, Mendeleev capì che ricordare le proprietà individuali di ogni elemento causa difficoltà agli studenti. Iniziò a cercare modi per creare un metodo di sistema per rendere più facile ricordare le proprietà degli elementi. Di conseguenza, c'era tavola naturale, in seguito divenne noto come periodico.
Il nostro tavolo moderno è molto simile a quello di Mendeleev. Consideriamolo più in dettaglio.
La tavola periodica di Mendeleev è composta da 8 gruppi e 7 periodi.
Vengono chiamate le colonne verticali di una tabella gruppi . Gli elementi all'interno di ciascun gruppo hanno sostanze chimiche simili e Proprietà fisiche. Ciò è spiegato dal fatto che gli elementi di un gruppo hanno configurazioni elettroniche simili dello strato esterno, il numero di elettroni su cui è uguale al numero del gruppo. Il gruppo viene quindi diviso in sottogruppi principali e secondari.
A Sottogruppi principali include elementi i cui elettroni di valenza si trovano sui sottolivelli esterni ns e np. A Sottogruppi laterali include elementi i cui elettroni di valenza si trovano sul sottolivello ns esterno e sul sottolivello d interno (n - 1) (o (n - 2) f-sottolivello).
Tutti gli elementi dentro tavola periodica , a seconda di quale sottolivello (s-, p-, d- o f-) sono gli elettroni di valenza sono classificati in: s-elementi (elementi dei principali sottogruppi I e II gruppi), p-elementi (elementi dei principali sottogruppi III - VII gruppi), elementi d (elementi di sottogruppi laterali), elementi f (lantanidi, attinidi).
La valenza più alta di un elemento (ad eccezione di O, F, elementi del sottogruppo rame e dell'ottavo gruppo) è uguale al numero del gruppo in cui si trova.
Per gli elementi dei sottogruppi principale e secondario, le formule degli ossidi superiori (e dei loro idrati) sono le stesse. Nei sottogruppi principali, la composizione dei composti di idrogeno è la stessa per gli elementi di questo gruppo. Gli idruri solidi formano elementi dei principali sottogruppi dei gruppi I-III e i gruppi IV-VII formano composti di idrogeno gassosi. I composti dell'idrogeno del tipo EN 4 sono composti più neutri, EN 3 sono basi, H 2 E e NE sono acidi.
Vengono chiamate le righe orizzontali della tabella periodi. Gli elementi nei periodi differiscono tra loro, ma hanno in comune che gli ultimi elettroni sono allo stesso livello di energia ( numero quantico principalen- ugualmente ).
Il primo periodo differisce dagli altri in quanto vi sono solo 2 elementi: idrogeno H ed elio He.
Ci sono 8 elementi (Li - Ne) nel secondo periodo. Litio Li - un metallo alcalino inizia il periodo e chiude il suo nobile gas neon Ne.
Nel terzo periodo, così come nel secondo, sono presenti 8 elementi (Na - Ar). Il metallo alcalino sodio Na inizia il periodo e il gas nobile argon Ar lo chiude.
Nel quarto periodo ci sono 18 elementi (K - Kr) - Mendeleev lo ha designato come il primo grande periodo. Inizia anche con il metallo alcalino Potassio e termina con il gas inerte krypton Kr. La composizione dei grandi periodi comprende elementi di transizione (Sc - Zn) - d- elementi.
Nel quinto periodo, analogamente al quarto, sono presenti 18 elementi (Rb - Xe) e la sua struttura è simile al quarto. Inizia anche con il metallo alcalino rubidio Rb e termina con il gas inerte xeno Xe. La composizione dei grandi periodi comprende elementi di transizione (Y - Cd) - d- elementi.
Il sesto periodo è composto da 32 elementi (Cs - Rn). Tranne 10 d-elements (La, Hf - Hg) contiene una riga di 14 f-elementi (lantanidi) - Ce - Lu
Il settimo periodo non è finito. Inizia con Francium Fr, si può presumere che conterrà, come il sesto periodo, 32 elementi che sono già stati trovati (fino all'elemento con Z = 118).
Se guardi La tavola periodica di Mendeleev e traccia una linea immaginaria che inizia con il boro e termina tra il polonio e l'astato, quindi tutti i metalli saranno a sinistra della linea e i non metalli a destra. Gli elementi immediatamente adiacenti a questa linea avranno le proprietà sia dei metalli che dei non metalli. Sono chiamati metalloidi o semimetalli. Questi sono boro, silicio, germanio, arsenico, antimonio, tellurio e polonio.
Mendeleev ha dato la seguente formulazione della legge periodica: "le proprietà dei corpi semplici, così come le forme e le proprietà dei composti degli elementi, e quindi le proprietà dei corpi semplici e complessi da essi formati, stanno in una dipendenza periodica da il loro peso atomico".
Esistono quattro modelli periodici principali:
Regola dell'ottetto afferma che tutti gli elementi tendono a guadagnare o perdere un elettrone per avere la configurazione a otto elettroni del gas nobile più vicino. Perché Poiché gli orbitali s e p esterni dei gas nobili sono completamente riempiti, sono gli elementi più stabili.
Energia ionizzataè la quantità di energia necessaria per staccare un elettrone da un atomo. Secondo la regola dell'ottetto, spostarsi da sinistra a destra attraverso la tavola periodica richiede più energia per staccare un elettrone. Pertanto, gli elementi sul lato sinistro della tabella tendono a perdere un elettrone e quelli sul lato destro a guadagnarlo. I gas inerti hanno la più alta energia di ionizzazione. L'energia di ionizzazione diminuisce man mano che scendi nel gruppo, perché gli elettroni a bassi livelli di energia hanno la capacità di respingere gli elettroni dai livelli di energia più elevati. Questo fenomeno si chiama effetto schermante. A causa di questo effetto, gli elettroni esterni sono legati meno fortemente al nucleo. Muovendosi lungo il periodo, l'energia di ionizzazione aumenta gradualmente da sinistra a destra.
affinità elettronicaè la variazione di energia all'acquisizione di un elettrone aggiuntivo da parte di un atomo di una sostanza allo stato gassoso. Quando si scende nel gruppo, l'affinità elettronica diventa meno negativa a causa dell'effetto di schermatura.
Elettronegatività- una misura della forza con cui tende ad attrarre gli elettroni di un altro atomo legati ad esso. L'elettronegatività aumenta man mano che ti muovi tavola periodica da sinistra a destra e dal basso verso l'alto. Va ricordato che i gas nobili non hanno elettronegatività. Pertanto, l'elemento più elettronegativo è il fluoro.
Sulla base di questi concetti, consideriamo come cambiano le proprietà degli atomi e dei loro composti tavola periodica.
Quindi, in una dipendenza periodica ci sono tali proprietà di un atomo che sono associate al suo configurazione elettronica: raggio atomico, energia di ionizzazione, elettronegatività.
Considera il cambiamento nelle proprietà degli atomi e dei loro composti a seconda della posizione in tavola periodica degli elementi chimici.
La non metallicità dell'atomo aumenta quando ci si sposta nella tavola periodica da sinistra a destra e dal basso verso l'alto. Riguardo le proprietà di base degli ossidi diminuiscono, e le proprietà acide aumentano nello stesso ordine: da sinistra a destra e dal basso verso l'alto. Allo stesso tempo, le proprietà acide degli ossidi sono tanto più forti, tanto maggiore è il grado di ossidazione dell'elemento che lo forma
Per punto da sinistra a destra proprietà di base idrossidi indebolire, nei principali sottogruppi dall'alto verso il basso, la forza delle basi aumenta. Allo stesso tempo, se un metallo può formare più idrossidi, allora con un aumento del grado di ossidazione del metallo, proprietà di base gli idrossidi si indeboliscono.
Per periodo da sinistra a destra la forza degli acidi contenenti ossigeno aumenta. Quando ci si sposta dall'alto verso il basso all'interno dello stesso gruppo, la forza degli acidi contenenti ossigeno diminuisce. In questo caso, la forza dell'acido aumenta con un aumento del grado di ossidazione dell'elemento che forma l'acido.
Per periodo da sinistra a destra la forza degli acidi anossici aumenta. Quando ci si sposta dall'alto verso il basso all'interno dello stesso gruppo, la forza degli acidi anossici aumenta.
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