Tabela de notação de Mendeleev.  O que são elementos químicos?  Sistema e características dos elementos químicos

Tabela de notação de Mendeleev. O que são elementos químicos? Sistema e características dos elementos químicos

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Um elemento químico é um termo coletivo que descreve um conjunto de átomos de uma substância simples, ou seja, aquela que não pode ser dividida em nenhum componente mais simples (de acordo com a estrutura de suas moléculas). Imagine que você receba um pedaço de ferro puro com um pedido para dividi-lo em componentes hipotéticos usando qualquer dispositivo ou método já inventado por químicos. No entanto, você não pode fazer nada, o ferro nunca será dividido em algo mais simples. Uma substância simples - o ferro - corresponde ao elemento químico Fe.

Definição teórica

O fato experimental observado acima pode ser explicado usando a seguinte definição: um elemento químico é uma coleção abstrata de átomos (não moléculas!) da substância simples correspondente, ou seja, átomos do mesmo tipo. Se houvesse uma maneira de olhar para cada um dos átomos individuais no pedaço de ferro puro mencionado acima, todos seriam iguais - átomos de ferro. Em contraste, um composto químico, como o óxido de ferro, sempre contém pelo menos dois tipo diferenteátomos: átomos de ferro e átomos de oxigênio.

Termos que você deve saber

Massa atômica: massa de prótons, nêutrons e elétrons que compõem um átomo Elemento químico.

número atômico: o número de prótons no núcleo do átomo de um elemento.

símbolo químico: uma letra ou par de letras latinas que representam a designação do elemento dado.

Composto químico: uma substância que consiste em dois ou mais elementos químicos combinados entre si em uma determinada proporção.

Metal: Um elemento que perde elétrons em reações químicas com outros elementos.

Metalóide: Um elemento que reage às vezes como um metal e às vezes como um não metal.

Metalóide: um elemento que tende a ganhar elétrons em reações químicas com outros elementos.

Sistema periódico de elementos químicos: um sistema para classificar os elementos químicos de acordo com seus números atômicos.

elemento sintético: aquele que é obtido artificialmente em laboratório, e geralmente não ocorre na natureza.

Elementos naturais e sintéticos

Noventa e dois elementos químicos ocorrem naturalmente na Terra. O restante foi obtido artificialmente em laboratórios. Um elemento químico sintético é geralmente o produto de reações nucleares em aceleradores de partículas (dispositivos usados ​​para aumentar a velocidade de partículas subatômicas, como elétrons e prótons) ou reatores nucleares(dispositivos usados ​​para controlar a energia liberada em reações nucleares). O primeiro elemento sintético obtido com número atômico 43 foi o tecnécio, descoberto em 1937 pelos físicos italianos C. Perrier e E. Segre. Além do tecnécio e do promécio, todos os elementos sintéticos têm núcleos maiores que os do urânio. O último elemento sintético a ser nomeado é o livermorium (116), e antes disso era o fleróvio (114).

Duas dúzias de elementos comuns e importantes

NomeSímboloPorcentagem de todos os átomos *

Propriedades dos elementos químicos

(sob condições normais da sala)

No universoNa crosta terrestreNa água do mar

No corpo humano

AlumínioAl- 6,3 - - Leve, metal prateado
CálcioCa- 2,1 - 0,02

Incluído em minerais naturais, conchas, ossos

CarbonoA PARTIR DE- - - 10,7 Base de todos os seres vivos
CloroCl- - 0,3 - gás venenoso
CobreCu- - - - Só metal vermelho
OuroAu- - - - Só metal amarelo
HélioEle7,1 - - - Gás muito leve
HidrogênioH92,8 2,9 66,2 60,6 O mais leve de todos os elementos; gás
IodoEU- - - -

Metalóide; usado como antisséptico

FerroFe- 2,1 - -

Metal magnético; usado para a produção de ferro e aço

ConduzirPb- - - - Metal macio e pesado
Magnésiomg- 2,0 - - Metal muito leve
Mercúriohg- - - -

Metal líquido; um dos dois elementos líquidos

NíquelNi- - - -

Metal resistente à corrosão; usado em moedas

AzotoN- - - 2,4 Gás, o principal componente do ar
OxigênioO- 60,1 33,1 25,7

Gás, o segundo importante

componente de ar

FósforoR- - - 0,1 Metalóide; importante para as plantas
PotássioPara- 1.1 - -

Metal; importante para as plantas; comumente referido como "potassa"

* Se o valor não for especificado, o elemento será menor que 0,1%.

Big bang como a causa raiz da formação da matéria

Qual elemento químico foi o primeiro no universo? Os cientistas acreditam que a resposta a esta pergunta está nas estrelas e nos processos pelos quais as estrelas são formadas. Acredita-se que o universo tenha se originado em algum momento entre 12 e 15 bilhões de anos atrás. Até este momento, nada do que existe, exceto a energia, é concebido. Mas aconteceu algo que transformou essa energia em uma enorme explosão (o chamado Big Bang). Nos segundos que se seguiram ao Big Bang, a matéria começou a se formar.

As primeiras formas mais simples de matéria a aparecer foram prótons e elétrons. Alguns deles são combinados em átomos de hidrogênio. Este último consiste em um próton e um elétron; é o átomo mais simples que pode existir.

Lentamente, por longos períodos de tempo, os átomos de hidrogênio começaram a se reunir em certas regiões do espaço, formando nuvens densas. O hidrogênio nessas nuvens foi puxado para formações compactas por forças gravitacionais. Eventualmente, essas nuvens de hidrogênio tornaram-se densas o suficiente para formar estrelas.

Estrelas como reatores químicos de novos elementos

Uma estrela é simplesmente uma massa de matéria que gera a energia das reações nucleares. A mais comum dessas reações é a combinação de quatro átomos de hidrogênio para formar um átomo de hélio. Assim que as estrelas começaram a se formar, o hélio se tornou o segundo elemento a aparecer no universo.

À medida que as estrelas envelhecem, elas mudam de reações nucleares de hidrogênio-hélio para outros tipos. Neles, os átomos de hélio formam átomos de carbono. Mais tarde, os átomos de carbono formam oxigênio, neônio, sódio e magnésio. Ainda mais tarde, o néon e o oxigênio se combinam para formar o magnésio. À medida que essas reações continuam, mais e mais elementos químicos são formados.

Os primeiros sistemas de elementos químicos

Há mais de 200 anos, os químicos começaram a procurar maneiras de classificá-los. Em meados do século XIX, cerca de 50 elementos químicos eram conhecidos. Uma das questões que os químicos procuravam resolver. resumido ao seguinte: um elemento químico é uma substância completamente diferente de qualquer outro elemento? Ou alguns elementos estão relacionados a outros de alguma forma? Existe uma lei comum que os une?

Os químicos propuseram vários sistemas de elementos químicos. Assim, por exemplo, o químico inglês William Prout em 1815 sugeriu que as massas atômicas de todos os elementos são múltiplos da massa do átomo de hidrogênio, se for igual a um, ou seja, devem ser inteiros. Naquela época, as massas atômicas de muitos elementos já haviam sido calculadas por J. Dalton em relação à massa do hidrogênio. No entanto, se este for aproximadamente o caso de carbono, nitrogênio, oxigênio, então o cloro com uma massa de 35,5 não se encaixaria nesse esquema.

O químico alemão Johann Wolfgang Dobereiner (1780-1849) mostrou em 1829 que três elementos do chamado grupo halogênio (cloro, bromo e iodo) podiam ser classificados por suas massas atômicas relativas. O peso atômico do bromo (79,9) acabou sendo quase exatamente a média dos pesos atômicos do cloro (35,5) e do iodo (127), ou seja, 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (próximo de 79,9). Esta foi a primeira abordagem para a construção de um dos grupos de elementos químicos. Doberiner descobriu mais duas tríades de elementos, mas não conseguiu formular uma lei periódica geral.

Como surgiu a tabela periódica dos elementos químicos?

A maioria dos primeiros esquemas de classificação não teve muito sucesso. Então, por volta de 1869, quase a mesma descoberta foi feita por dois químicos quase ao mesmo tempo. O químico russo Dmitri Mendeleev (1834-1907) e o químico alemão Julius Lothar Meyer (1830-1895) propuseram elementos organizadores com propriedades físicas e químicas semelhantes em um sistema ordenado de grupos, séries e períodos. Ao mesmo tempo, Mendeleev e Meyer apontaram que as propriedades dos elementos químicos são repetidas periodicamente dependendo de seus pesos atômicos.

Hoje, Mendeleev é geralmente considerado o descobridor da lei periódica porque deu um passo que Meyer não deu. Quando todos os elementos estavam localizados na tabela periódica, algumas lacunas apareceram nela. Mendeleev previu que esses eram locais para elementos que ainda não haviam sido descobertos.

No entanto, ele foi ainda mais longe. Mendeleev previu as propriedades desses elementos ainda não descobertos. Ele sabia onde eles estavam localizados na tabela periódica, para que pudesse prever suas propriedades. Vale ressaltar que todo elemento químico previsto por Mendeleev, o futuro gálio, escândio e germânio, foi descoberto menos de dez anos depois de ele ter publicado a lei periódica.

Abreviação da tabela periódica

Houve tentativas de calcular quantas variantes da representação gráfica do sistema periódico foram propostas por diferentes cientistas. Acabou sendo mais de 500. Além disso, 80% do número total de opções são tabelas, e o restante são formas geométricas, curvas matemáticas etc. uso pratico encontraram quatro tipos de tabelas: curta, semilonga, longa e escada (piramidal). Este último foi proposto pelo grande físico N. Bohr.

A figura abaixo mostra a forma curta.

Nele, os elementos químicos estão dispostos em ordem crescente de seus números atômicos da esquerda para a direita e de cima para baixo. Assim, o primeiro elemento químico da tabela periódica, o hidrogênio, tem número atômico 1 porque os núcleos dos átomos de hidrogênio contêm um e apenas um próton. Da mesma forma, o oxigênio tem um número atômico de 8, uma vez que os núcleos de todos os átomos de oxigênio contêm 8 prótons (veja a figura abaixo).

Os principais fragmentos estruturais do sistema periódico são períodos e grupos de elementos. Em seis períodos, todas as células estão preenchidas, a sétima ainda não está concluída (os elementos 113, 115, 117 e 118, embora sintetizados em laboratórios, ainda não foram registrados oficialmente e não possuem nomes).

Os grupos são divididos em subgrupos principal (A) e secundário (B). Os elementos dos três primeiros períodos, contendo uma linha de série cada, são incluídos exclusivamente nos subgrupos A. Os quatro períodos restantes incluem duas linhas cada.

Elementos químicos do mesmo grupo tendem a ter propriedades químicas semelhantes. Assim, o primeiro grupo consiste em metais alcalinos, o segundo - alcalino-terrosos. Elementos no mesmo período têm propriedades que mudam lentamente de um metal alcalino para um gás nobre. A figura abaixo mostra como uma das propriedades - raio atômico - muda para elementos individuais na tabela.

Forma de longo período da tabela periódica

Ele é mostrado na figura abaixo e é dividido em duas direções, por linhas e por colunas. Existem sete linhas de período, como na forma abreviada, e 18 colunas, chamadas de grupos ou famílias. De fato, o aumento do número de grupos de 8 na forma curta para 18 na forma longa é obtido colocando todos os elementos em períodos a partir do 4º, não em dois, mas em uma linha.

Dois sistemas de numeração diferentes são usados ​​para grupos, conforme mostrado na parte superior da tabela. O sistema de numeração romano (IA, IIA, IIB, IVB, etc.) tem sido tradicionalmente popular nos EUA. Outro sistema (1, 2, 3, 4, etc.) é tradicionalmente usado na Europa e foi recomendado para uso nos EUA há alguns anos.

A aparência das tabelas periódicas nas figuras acima é um pouco enganosa, como acontece com qualquer tabela publicada. A razão para isso é que os dois grupos de elementos mostrados na parte inferior das tabelas devem estar localizados dentro deles. Os lantanídeos, por exemplo, pertencem ao período 6 entre o bário (56) e o háfnio (72). Além disso, os actinídeos pertencem ao período 7 entre o rádio (88) e o rutherfordium (104). Se eles fossem colados em uma mesa, seria muito largo para caber em um pedaço de papel ou em um quadro de parede. Portanto, é costume colocar esses elementos na parte inferior da tabela.

Como usar a tabela periódica Para uma pessoa não iniciada, ler a tabela periódica é o mesmo que olhar as antigas runas dos elfos para um anão. E a tabela periódica, aliás, se usada corretamente, pode dizer muito sobre o mundo. Além de atendê-lo no exame, também é simplesmente indispensável para resolver um grande número de problemas químicos e físicos. Mas como lê-lo? Felizmente, hoje todos podem aprender esta arte. Neste artigo, mostraremos como entender a tabela periódica.

O sistema periódico de elementos químicos (tabela de Mendeleev) é uma classificação de elementos químicos que estabelece a dependência de várias propriedades dos elementos da carga do núcleo atômico.

História da criação da Mesa

Dmitri Ivanovich Mendeleev não era um simples químico, se alguém pensa assim. Foi químico, físico, geólogo, metrologista, ecologista, economista, petroleiro, aeronauta, fabricante de instrumentos e professor. Durante sua vida, o cientista conseguiu realizar muitas pesquisas fundamentais em vários campos do conhecimento. Por exemplo, acredita-se amplamente que foi Mendeleev quem calculou a força ideal da vodka - 40 graus. Não sabemos como Mendeleev tratou a vodka, mas sabe-se com certeza que sua dissertação sobre o tema “Discurso sobre a combinação de álcool com água” não tinha nada a ver com vodka e considerava concentrações de álcool a partir de 70 graus. Com todos os méritos do cientista, a descoberta da lei periódica dos elementos químicos - uma das leis fundamentais da natureza, trouxe-lhe a maior fama.

Existe uma lenda segundo a qual o cientista sonhou com o sistema periódico, após o qual ele só teve que finalizar a ideia que havia aparecido. Mas, se tudo fosse tão simples.. Esta versão da criação da tabela periódica, aparentemente, não passa de uma lenda. Quando perguntado como a mesa foi aberta, o próprio Dmitry Ivanovich respondeu: “ Estou pensando nisso há talvez vinte anos, e você pensa: sentei-me e de repente ... está pronto. ”

Em meados do século XIX, tentativas de racionalizar os elementos químicos conhecidos (63 elementos eram conhecidos) foram realizadas simultaneamente por vários cientistas. Por exemplo, em 1862 Alexandre Emile Chancourtois colocou os elementos ao longo de uma hélice e observou a repetição cíclica propriedades quimicas. O químico e músico John Alexander Newlands propôs sua versão da tabela periódica em 1866. Um fato interessante é que no arranjo dos elementos o cientista tentou descobrir alguma harmonia musical mística. Entre outras tentativas estava a tentativa de Mendeleev, que foi coroada de sucesso.

Em 1869, foi publicado o primeiro esquema da tabela, e o dia 1º de março de 1869 é considerado o dia da descoberta da lei periódica. A essência da descoberta de Mendeleev foi que as propriedades dos elementos com massa atômica crescente não mudam monotonamente, mas periodicamente. A primeira versão da tabela continha apenas 63 elementos, mas Mendeleev tomou várias decisões muito fora do padrão. Então, ele adivinhou deixar um lugar na tabela para elementos ainda não descobertos, e também mudou as massas atômicas de alguns elementos. A correção fundamental da lei derivada por Mendeleev foi confirmada logo após a descoberta do gálio, escândio e germânio, cuja existência foi prevista pelos cientistas.

Visão moderna da tabela periódica

Abaixo está a tabela propriamente dita.

Hoje, em vez de peso atômico (massa atômica), o conceito de número atômico (o número de prótons no núcleo) é usado para ordenar os elementos. A tabela contém 120 elementos, que são organizados da esquerda para a direita em ordem crescente de número atômico (número de prótons)

As colunas da tabela são os chamados grupos e as linhas são períodos. Existem 18 grupos e 8 períodos na tabela.

  • As propriedades metálicas dos elementos diminuem ao se mover ao longo do período da esquerda para a direita, e em direção oposta- aumentar.
  • As dimensões dos átomos diminuem à medida que se movem da esquerda para a direita ao longo dos períodos.
  • Ao passar de cima para baixo no grupo, as propriedades metálicas redutoras aumentam.
  • As propriedades oxidantes e não metálicas aumentam ao longo do período da esquerda para a direita. EU.

O que aprendemos sobre o elemento da tabela? Por exemplo, vamos pegar o terceiro elemento da tabela - lítio, e considerá-lo em detalhes.

Em primeiro lugar, vemos o símbolo do próprio elemento e seu nome abaixo dele. No canto superior esquerdo está o número atômico do elemento, na ordem em que o elemento está localizado na tabela. O número atômico, como já mencionado, é igual ao número prótons no núcleo. O número de prótons positivos é geralmente igual ao número de elétrons negativos em um átomo (com exceção dos isótopos).

A massa atômica é indicada sob o número atômico (nesta versão da tabela). Se arredondarmos a massa atômica para o número inteiro mais próximo, obtemos o chamado número de massa. A diferença entre o número de massa e o número atômico dá o número de nêutrons no núcleo. Assim, o número de nêutrons em um núcleo de hélio é dois e no lítio - quatro.

Então nosso curso "A Mesa de Mendeleev para Leigos" terminou. Em conclusão, convidamos você a assistir a um vídeo temático, e esperamos que a questão de como usar a tabela periódica de Mendeleev tenha ficado mais clara para você. Lembramos que aprender um novo assunto é sempre mais eficaz não sozinho, mas com a ajuda de um mentor experiente. É por isso que você nunca deve esquecer aqueles que terão prazer em compartilhar seus conhecimentos e experiências com você.

Todos os elementos químicos podem ser caracterizados dependendo da estrutura de seus átomos, bem como de sua posição Sistema periódico DI. Mendeleiev. Normalmente, as características de um elemento químico são dadas de acordo com o seguinte plano:

  • indicar o símbolo do elemento químico, bem como seu nome;
  • com base na posição do elemento no sistema periódico de D.I. Mendeleev indica seu ordinal, número de período e grupo (tipo de subgrupo) no qual o elemento está localizado;
  • com base na estrutura do átomo, indique a carga nuclear, o número de massa, o número de elétrons, prótons e nêutrons no átomo;
  • anotar a configuração eletrônica e indicar os elétrons de valência;
  • desenhe fórmulas eletrônicas para elétrons de valência nos estados fundamental e excitado (se possível);
  • indicar a família do elemento, bem como seu tipo (metálico ou não metálico);
  • indicar as fórmulas de óxidos e hidróxidos superiores com descrição breve suas propriedades;
  • indicar os valores dos estados de oxidação mínimo e máximo de um elemento químico.

Características de um elemento químico usando o exemplo do vanádio (V)

Considere as características de um elemento químico usando o exemplo do vanádio (V) de acordo com o plano descrito acima:

1. V - vanádio.

2. Número ordinal - 23. O elemento está no 4º período, no grupo V, subgrupo A (principal).

3. Z=23 (carga nuclear), M=51 (número de massa), e=23 (número de elétrons), p=23 (número de prótons), n=51-23=28 (número de nêutrons).

4. 23 V 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2 – configuração eletronica, elétrons de valência 3d 3 4s 2 .

5. Estado básico

Estado de excitação

6. elemento d, metal.

7. O óxido mais alto - V 2 O 5 - apresenta propriedades anfotéricas, com predominância de ácido:

V 2 O 5 + 2NaOH \u003d 2NaVO 3 + H 2 O

V 2 O 5 + H 2 SO 4 \u003d (VO 2) 2 SO 4 + H 2 O (pH<3)

O vanádio forma hidróxidos da seguinte composição V(OH) 2 , V(OH) 3 , VO(OH) 2 . V(OH) 2 e V(OH) 3 são caracterizados por propriedades básicas (1, 2), e VO(OH) 2 tem propriedades anfotéricas (3, 4):

V (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d VSO 4 + 2H 2 O (1)

2 V (OH) 3 + 3 H 2 SO 4 \u003d V 2 (SO 4) 3 + 6 H 2 O (2)

VO(OH) 2 + H 2 SO 4 = VOSO 4 + 2 H 2 O (3)

4 VO (OH) 2 + 2KOH \u003d K 2 + 5 H 2 O (4)

8. Estado de oxidação mínimo "+2", máximo - "+5"

Exemplos de resolução de problemas

EXEMPLO 1

Exercício Descreva o elemento químico fósforo
Solução 1. P - fósforo.

2. Número ordinal - 15. O elemento está no 3º período, no grupo V, subgrupo A (principal).

3. Z=15 (carga nuclear), M=31 (número de massa), e=15 (número de elétrons), p=15 (número de prótons), n=31-15=16 (número de nêutrons).

4. 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 – configuração eletrônica, elétrons de valência 3s 2 3p 3 .

5. Estado básico

Estado de excitação

6. Elemento p, não-metal.

7. O óxido mais alto - P 2 O 5 - apresenta propriedades ácidas:

P 2 O 5 + 3Na 2 O \u003d 2Na 3 PO 4

O hidróxido correspondente ao óxido superior - H 3 PO 4, apresenta propriedades ácidas:

H 3 PO 4 + 3NaOH \u003d Na 3 PO 4 + 3H 2 O

8. O estado de oxidação mínimo é "-3", o máximo é "+5"

EXEMPLO 2

Exercício Descreva o elemento químico potássio
Solução 1. K - potássio.

2. Número ordinal - 19. O elemento está no período 4, no grupo I, subgrupo A (principal).

Muitas coisas e objetos diferentes, corpos vivos e inanimados da natureza nos cercam. E todos eles têm sua própria composição, estrutura, propriedades. Nos seres vivos ocorrem as reações bioquímicas mais complexas que acompanham os processos de atividade vital. Os corpos não vivos desempenham várias funções na natureza e na vida da biomassa e têm uma composição molecular e atômica complexa.

Mas todos juntos os objetos do planeta têm uma característica comum: eles consistem em muitas partículas estruturais minúsculas chamadas átomos de elementos químicos. Tão pequenos que não podem ser vistos a olho nu. O que são elementos químicos? Que características têm e como soube da sua existência? Vamos tentar descobrir.

O conceito de elementos químicos

No sentido convencional, os elementos químicos são apenas uma representação gráfica de átomos. As partículas que compõem tudo o que existe no universo. Ou seja, a pergunta "o que são elementos químicos" pode receber essa resposta. São pequenas estruturas complexas, coleções de todos os isótopos de átomos, unidos por um nome comum, com designação gráfica própria (símbolo).

Até o momento, são conhecidos 118 elementos que são descobertos tanto em condições naturais quanto sinteticamente, através da implementação de reações nucleares e núcleos de outros átomos. Cada um deles tem um conjunto de características, sua localização no sistema geral, uma história de descoberta e um nome, e também desempenha um certo papel na natureza e na vida dos seres vivos. A química é o estudo dessas características. Os elementos químicos são a base para a construção de moléculas, compostos simples e complexos e, consequentemente, interações químicas.

Histórico de descobertas

A própria compreensão do que são os elementos químicos veio apenas no século XVII, graças ao trabalho de Boyle. Foi ele quem primeiro falou sobre este conceito e deu-lhe a seguinte definição. São pequenas substâncias simples indivisíveis que compõem tudo ao redor, inclusive todas as complexas.

Antes deste trabalho, os pontos de vista dos alquimistas dominavam, reconhecendo a teoria dos quatro elementos - Empídocles e Aristóteles, bem como aqueles que descobriram "princípios combustíveis" (enxofre) e "princípios metálicos" (mercúrio).

Por quase todo o século 18, a teoria completamente errônea do flogisto foi difundida. No entanto, já no final deste período, Antoine Laurent Lavoisier prova que é insustentável. Ele repete a formulação de Boyle, mas ao mesmo tempo a complementa com a primeira tentativa de sistematizar todos os elementos então conhecidos, dividindo-os em quatro grupos: metais, radicais, terras, não metais.

O próximo grande passo para entender o que são os elementos químicos vem de Dalton. Ele é creditado com a descoberta da massa atômica. Com base nisso, ele distribui uma parte dos elementos químicos conhecidos na ordem crescente de sua massa atômica.

O desenvolvimento constante e intensivo da ciência e da tecnologia torna possível fazer uma série de descobertas de novos elementos na composição dos corpos naturais. Portanto, em 1869 - época da grande criação de D. I. Mendeleev - a ciência tomou conhecimento da existência de 63 elementos. O trabalho do cientista russo tornou-se a primeira classificação completa e fixa dessas partículas.

A estrutura dos elementos químicos na época não foi estabelecida. Acreditava-se que o átomo é indivisível, que é a menor unidade. Com a descoberta do fenômeno da radioatividade, ficou comprovado que ela é dividida em partes estruturais. Ao mesmo tempo, quase todos existem na forma de vários isótopos naturais (partículas semelhantes, mas com um número diferente de estruturas de nêutrons, das quais a massa atômica muda). Assim, em meados do século passado, foi possível obter ordem na definição do conceito de elemento químico.

O sistema de elementos químicos de Mendeleev

O cientista colocou como base a diferença de massa atômica e conseguiu organizar de maneira engenhosa todos os elementos químicos conhecidos em ordem crescente. No entanto, toda a profundidade e genialidade de seu pensamento e previsão científica reside no fato de que Mendeleev deixou espaços vazios em seu sistema, células abertas para elementos ainda desconhecidos, que, segundo o cientista, serão descobertos no futuro.

E tudo saiu exatamente como ele disse. Os elementos químicos de Mendeleev preencheram todas as células vazias ao longo do tempo. Todas as estruturas previstas pelos cientistas foram descobertas. E agora podemos dizer com segurança que o sistema de elementos químicos é representado por 118 unidades. É verdade que as três últimas descobertas ainda não foram confirmadas oficialmente.

O próprio sistema de elementos químicos é exibido graficamente por uma tabela na qual os elementos são organizados de acordo com a hierarquia de suas propriedades, as cargas dos núcleos e as características estruturais das camadas eletrônicas de seus átomos. Portanto, existem períodos (7 peças) - linhas horizontais, grupos (8 peças) - verticais, subgrupos (principais e secundários dentro de cada grupo). Na maioria das vezes, duas fileiras de famílias são colocadas separadamente nas camadas inferiores da tabela - lantanídeos e actinídeos.

A massa atômica de um elemento é composta de prótons e nêutrons, cuja totalidade é chamada de "número de massa". O número de prótons é determinado de forma muito simples - é igual ao número ordinal do elemento no sistema. E como o átomo como um todo é um sistema eletricamente neutro, ou seja, não possui carga alguma, o número de elétrons negativos é sempre igual ao número de partículas de prótons positivos.

Assim, as características de um elemento químico podem ser dadas por sua posição no sistema periódico. Afinal, quase tudo é descrito em uma célula: o número de série, que significa elétrons e prótons, massa atômica (o valor médio de todos os isótopos existentes de um determinado elemento). Pode-se ver em qual período a estrutura está localizada (o que significa que tantas camadas terão elétrons). Você também pode prever o número de partículas negativas no último nível de energia para os elementos dos subgrupos principais - é igual ao número do grupo no qual o elemento está localizado.

O número de nêutrons pode ser calculado subtraindo os prótons do número de massa, ou seja, o número de série. Assim, é possível obter e compor uma fórmula eletrográfica completa para cada elemento químico, que refletirá com precisão sua estrutura e mostrará propriedades possíveis e manifestadas.

Distribuição de elementos na natureza

Toda uma ciência, a cosmoquímica, está engajada no estudo dessa questão. Os dados mostram que a distribuição de elementos em nosso planeta repete os mesmos padrões no Universo. A principal fonte de núcleos de átomos leves, pesados ​​e médios são as reações nucleares que ocorrem no interior das estrelas - nucleossíntese. Graças a esses processos, o Universo e o espaço sideral forneceram ao nosso planeta todos os elementos químicos disponíveis.

No total, dos 118 representantes conhecidos em fontes naturais, 89 foram descobertos por pessoas, sendo estes os átomos fundamentais e mais comuns. Elementos químicos também foram sintetizados artificialmente bombardeando núcleos com nêutrons (nucleossíntese em laboratório).

Os mais numerosos são substâncias simples de elementos como nitrogênio, oxigênio, hidrogênio. O carbono é um constituinte de todas as substâncias orgânicas, o que significa que também ocupa uma posição de liderança.

Classificação de acordo com a estrutura eletrônica dos átomos

Uma das classificações mais comuns de todos os elementos químicos de um sistema é sua distribuição baseada em sua estrutura eletrônica. De acordo com quantos níveis de energia estão incluídos na camada de um átomo e qual deles contém os últimos elétrons de valência, quatro grupos de elementos podem ser distinguidos.

Elementos S

Estes são aqueles em que o orbital s é preenchido por último. Esta família inclui elementos do primeiro grupo do subgrupo principal (ou apenas um elétron no nível externo determina as propriedades semelhantes desses representantes como agentes redutores fortes.

Elementos R

Apenas 30 peças. Os elétrons de valência estão localizados no subnível p. Esses são os elementos que formam os principais subgrupos do terceiro ao oitavo grupo, relacionados a 3,4,5,6 períodos. Entre eles, de acordo com suas propriedades, são encontrados metais e elementos não metálicos típicos.

elementos d e elementos f

Estes são metais de transição de 4 a 7 grandes períodos. Há 32 elementos no total. Substâncias simples podem apresentar propriedades ácidas e básicas (oxidantes e redutoras). Também anfotérico, ou seja, dual.

A família f inclui lantanídeos e actinídeos, nos quais os últimos elétrons estão localizados nos orbitais f.

Substâncias formadas por elementos: simples

Além disso, todas as classes de elementos químicos podem existir na forma de compostos simples ou complexos. Assim, costuma-se considerar simples aquelas que são formadas a partir da mesma estrutura em quantidades diferentes. Por exemplo, O 2 é oxigênio ou dioxigênio e O 3 é ozônio. Esse fenômeno é chamado de alotropia.

Elementos químicos simples que formam compostos de mesmo nome são característicos de cada representante do sistema periódico. Mas nem todos eles são iguais em termos de suas propriedades. Assim, existem substâncias simples metais e não metais. Os primeiros formam os subgrupos principais com o grupo 1-3 e todos os subgrupos secundários na tabela. Os não metais formam os principais subgrupos de 4-7 grupos. O oitavo principal inclui elementos especiais - gases nobres ou inertes.

Entre todos os elementos simples descobertos até hoje, 11 gases são conhecidos em condições normais, 2 substâncias líquidas (bromo e mercúrio), todo o resto é sólido.

Conexões complexas

É costume referir-se àqueles que consistem em dois ou mais elementos químicos. Os exemplos são muitos, pois são conhecidos mais de 2 milhões de compostos químicos! Estes são sais, óxidos, bases e ácidos, compostos complexos complexos, todas as substâncias orgânicas.