În prima jumătate a secolului al XIX-lea, au existat diverse încercări de sistematizare a elementelor și combinare a metalelor în sistemul periodic. În această perioadă istorică a apărut o astfel de metodă de cercetare precum analiza chimică.
Din istoria descoperirii Tabelului periodic al elementelor
Folosind o tehnică similară pentru determinarea proprietăților chimice specifice, oamenii de știință din acea vreme au încercat să combine elementele în grupuri, ghidându-se după caracteristicile lor cantitative, precum și după greutatea atomică.
Utilizarea greutății atomice
Așadar, I. V. Dubereiner în 1817 a stabilit că stronțiul are o greutate atomică similară cu cea a bariului și calciului. De asemenea, a reușit să afle că există destul de multe în comun între proprietățile bariului, stronțiului și calciului. Pe baza acestor observații, celebrul chimist a alcătuit așa-numita triadă a elementelor. Alte substanțe au fost combinate în grupuri similare:
- sulf, seleniu, teluriu;
- clor, brom, iod;
- litiu, sodiu, potasiu.
Clasificare după proprietăți chimice
L. Gmelin în 1843 a propus un tabel în care a aranjat similarelemente într-o ordine strictă în funcție de proprietățile lor chimice. Azotul, hidrogenul, oxigenul a considerat elementele principale, acest chimist le-a plasat în afara mesei sale.
Sub oxigen a pus tetrade (cu câte 4 semne fiecare) și pentade (câte semne fiecare) ale elementelor. Metalele din sistemul periodic au fost plasate conform terminologiei lui Berzelius. Așa cum a fost conceput de Gmelin, toate elementele au fost determinate prin scăderea proprietăților electronegativității în cadrul fiecărui subgrup al sistemului periodic.
Îmbinați elementele pe verticală
Alexander Emile de Chancourtois în 1863 a pus toate elementele în greutăți atomice crescătoare pe un cilindru, împărțindu-l în mai multe dungi verticale. Ca urmare a acestei împărțiri, elementele cu proprietăți fizice și chimice similare sunt situate pe verticale.
Legea octavelor
D. Newlands a descoperit în 1864 un model destul de interesant. Când elementele chimice sunt aranjate în ordinea crescătoare a greutăților lor atomice, fiecare al optulea element prezintă asemănări cu primul. Newlands a numit un fapt similar legea octavelor (opt note).
Sistemul său periodic era foarte arbitrar, așa că ideea unui om de știință observator a fost numită versiunea „octavă”, asociindu-o cu muzica. Versiunea Newlands era cea mai apropiată de structura modernă PS. Dar conform legii menționate a octavelor, doar 17 elemente și-au păstrat proprietățile periodice, în timp ce restul semnelor nu au arătat o asemenea regularitate.
Odling tables
U. Odling a prezentat mai multe variante de tabele de elemente simultan. In primulversiune, creată în 1857, a propus să le împartă în 9 grupe. În 1861, chimistul a făcut unele ajustări la versiunea originală a tabelului, grupând semne cu proprietăți chimice similare.
O variantă a tabelului lui Odling, propusă în 1868, presupunea dispunerea a 45 de elemente în greutăți atomice crescătoare. Apropo, acest tabel a devenit mai târziu prototipul sistemului periodic al lui D. I. Mendeleev.
Divizia de valency
L. Meyer în 1864 a propus un tabel care includea 44 de elemente. Au fost așezate în 6 coloane, în funcție de valența hidrogenului. Masa avea două părți deodată. Cel principal a unit șase grupuri, a inclus 28 de semne în greutăți atomice crescătoare. În structura sa, pentadele și tetradele au fost văzute din semne similare cu proprietățile chimice. Meyer a plasat elementele rămase în al doilea tabel.
Contribuția lui D. I. Mendeleev la crearea tabelului elementelor
Sistemul periodic modern de elemente al lui D. I. Mendeleev a apărut pe baza tabelelor lui Mayer întocmite în 1869. În cea de-a doua versiune, Mayer a aranjat semnele în 16 grupuri, a plasat elementele în pentade și tetrade, ținând cont de proprietățile chimice cunoscute. Și în loc de valență, a folosit o numerotare simplă pentru grupuri. Nu era bor, toriu, hidrogen, niobiu, uraniu în el.
Structura sistemului periodic în forma care este prezentată în edițiile moderne nu a apărut imediat. Poate fi distinstrei etape principale în care a fost creat sistemul periodic:
- Prima versiune a tabelului a fost prezentată pe blocuri. A fost urmărită natura periodică a relației dintre proprietățile elementelor și valorile greutăților lor atomice. Mendeleev a propus această versiune a clasificării semnelor în 1868-1869
- Omul de știință abandonează sistemul original, deoarece nu reflecta criteriile după care elementele ar intra într-o anumită coloană. El propune să plaseze semne în funcție de asemănarea proprietăților chimice (februarie 1869)
- În 1870, Dmitri Mendeleev a introdus în lumea științifică sistemul periodic modern de elemente.
Versiunea chimistului rus a luat în considerare atât poziția metalelor în sistemul periodic, cât și proprietățile nemetalelor. De-a lungul anilor care au trecut de la prima ediție a genialei invenții a lui Mendeleev, masa nu a suferit modificări majore. Și în acele locuri care au rămas goale în timpul lui Dmitri Ivanovici, au apărut elemente noi, descoperite după moartea sa.
Caracteristici ale tabelului periodic
De ce se consideră că sistemul descris este periodic? Acest lucru se datorează structurii tabelului.
În total, conține 8 grupuri și fiecare are două subgrupe: principalul (principal) și secundar. Se pare că există în total 16 subgrupuri. Acestea sunt situate vertical, adică de sus în jos.
În plus, tabelul are și rânduri orizontale numite puncte. Au și eiîmpărțire suplimentară în mici și mari. Caracteristica sistemului periodic presupune luarea în considerare a locației elementului: grupul, subgrupul și perioada acestuia.
Cum se schimbă proprietățile în principalele subgrupuri
Toate subgrupurile principale din tabelul periodic încep cu elemente din a doua perioadă. Pentru semnele care aparțin aceluiași subgrup principal, numărul de electroni exteriori este același, dar distanța dintre ultimii electroni și nucleul pozitiv variază.
În plus, în ele are loc de sus o creștere a greutății atomice (masa atomică relativă) a elementului. Acest indicator este factorul determinant în identificarea modelelor de modificări ale proprietăților în cadrul principalelor subgrupuri.
Deoarece raza (distanța dintre nucleul pozitiv și electronii negativi exteriori) în subgrupul principal crește, proprietățile nemetalice (capacitatea de a accepta electroni în timpul transformărilor chimice) scade. În ceea ce privește modificarea proprietăților metalice (donarea de electroni altor atomi), aceasta va crește.
Folosind sistemul periodic, puteți compara proprietățile diferiților reprezentanți ai aceluiași subgrup principal. Pe vremea când Mendeleev a creat sistemul periodic, încă nu existau informații despre structura materiei. Surprinzător este faptul că, după ce a apărut teoria structurii atomului, studiată în școli de învățământ și universități specializate în chimie și în prezent, a confirmat ipoteza lui Mendeleev și nu a respins ipotezele sale cu privire la aranjarea atomilor în interiorul tabelului.
Electronegativitate înprincipalele subgrupuri descresc în jos, adică cu cât elementul este situat mai jos în grup, cu atât capacitatea sa de a atașa atomi va fi mai mică.
Schimbarea proprietăților atomilor din subgrupurile laterale
Deoarece sistemul lui Mendeleev este periodic, schimbarea proprietăților în astfel de subgrupuri are loc în ordine inversă. Astfel de subgrupe includ elemente începând din perioada 4 (reprezentanți ai familiilor d și f). În partea de jos a acestor subgrupe, proprietățile metalice scad, dar numărul de electroni externi este același pentru toți reprezentanții unui subgrup.
Caracteristici ale structurii perioadelor în PS
Fiecare nouă perioadă, cu excepția primei, din tabelul chimistului rus începe cu un metal alcalin activ. Urmează metalele amfotere, care prezintă proprietăți duble în transformările chimice. Apoi există mai multe elemente cu proprietăți nemetalice. Perioada se încheie cu un gaz inert (nemetal, practic, care nu prezintă activitate chimică).
Având în vedere că sistemul este periodic, are loc o schimbare a activității pe perioade. De la stânga la dreapta, activitatea reducătoare (proprietăți metalice) va scădea, activitatea oxidantă (proprietăți nemetalice) va crește. Astfel, cele mai strălucitoare metale din perioadă sunt în stânga, iar nemetalele în dreapta.
În perioade mari, formate din două rânduri (4-7), apare și un caracter periodic, dar datorită prezenței reprezentanților familiei d sau f, în rând sunt mult mai multe elemente metalice.
Numele subgrupurilor principale
O parte din grupele de elemente prezente în tabelul periodic și-a primit propriile nume. Reprezentanții primului grup A al subgrupului se numesc metale alcaline. Metalele datorează acest nume activității lor cu apa, ceea ce duce la formarea de alcaline caustice.
Al doilea subgrup de grup A este considerat metale alcalino-pământoase. Atunci când interacționează cu apa, astfel de metale formează oxizi, odată numite pământuri. Din acel moment, un nume similar a fost atribuit reprezentanților acestui subgrup.
Nemetalele subgrupului de oxigen sunt numite calcogeni, iar reprezentanții grupului 7 A sunt numiți halogeni. 8 Un subgrup se numește gaze inerte datorită activității sale chimice minime.
PS în cursul școlii
Pentru școlari se oferă de obicei o variantă a tabelului periodic, în care, pe lângă grupe, subgrupe, perioade, sunt indicate și formulele compușilor volatili superiori și oxizilor superiori. Un astfel de truc le permite elevilor să dezvolte abilități în compilarea oxizilor mai mari. Este suficient să înlocuiți semnul reprezentantului subgrupului în locul elementului pentru a obține cel mai mare oxid finit.
Dacă te uiți îndeaproape la aspectul general al compușilor volatili de hidrogen, poți vedea că aceștia sunt caracteristici doar nemetalelor. Există liniuțe în grupurile 1-3, deoarece metalele sunt reprezentanți tipici ai acestor grupuri.
În plus, în unele manuale școlare de chimie, fiecare semn indică distribuția electronilor de-a lungulniveluri de energie. Această informație nu a existat în perioada lucrării lui Mendeleev, fapte științifice similare au apărut mult mai târziu.
Puteți vedea și formula nivelului electronic extern, prin care este ușor de ghicit din care familie aparține acest element. Astfel de sfaturi sunt inacceptabile la sesiunile de examene, prin urmare, absolvenților claselor a 9-a și a 11-a, care decid să-și demonstreze cunoștințele chimice la OGE sau la examenul de stat unificat, li se oferă versiuni clasice alb-negru ale tabelelor periodice care nu conțin informații suplimentare despre structura atomului, formulele oxizilor superiori, compoziția compușilor volatili de hidrogen.
O astfel de decizie este destul de logică și de înțeles, deoarece pentru acei școlari care au decis să calce pe urmele lui Mendeleev și Lomonosov, nu va fi dificil să folosească versiunea clasică a sistemului, pur și simplu nu au nevoie de solicitări..
Legea periodică și sistemul lui D. I. Mendeleev au jucat cel mai important rol în dezvoltarea ulterioară a teoriei atomice și moleculare. După crearea sistemului, oamenii de știință au început să acorde mai multă atenție studiului compoziției elementului. Tabelul a ajutat la clarificarea unor informații despre substanțele simple, precum și despre natura și proprietățile elementelor pe care le formează.
Mendeleev însuși a presupus că în curând vor fi descoperite noi elemente și a prevăzut poziția metalelor în sistemul periodic. După apariția acestuia din urmă a început o nouă eră în chimie. În plus, s-a dat un început serios formării multor științe conexe care sunt legate de structura atomului șitransformări ale elementelor.
