원소의 이름이 없는 주기율표. 화학 원소 주기율표 D.I. Mendeleev

자연에는 많은 반복 시퀀스가 있습니다.

계절;
하루 중 시간;
요일…

19세기 중반에 D.I. Mendeleev는 원소의 화학적 성질에도 일정한 순서가 있음을 발견했습니다(이 아이디어는 꿈에서 그에게 왔다고 합니다). 과학자의 멋진 꿈의 결과는 주기율표였습니다. 화학 원소, D.I. 멘델레예프는 원자량이 증가하는 순서로 화학 원소를 배열했습니다. 현대 표에서 화학 원소는 원소의 원자 번호(원자 핵의 양성자 수)의 오름차순으로 배열됩니다.

원자 번호는 화학 원소 기호 위에 표시되고 기호 아래에는 원자 질량(양성자와 중성자의 합)이 표시됩니다. 일부 원소의 원자량은 정수가 아님을 유의하십시오! 동위 원소를 기억하십시오!원자 질량은 자연에서 자연적으로 발생하는 원소의 모든 동위 원소의 가중 평균입니다.

란탄족과 악티늄족은 표 아래에 있습니다.

금속, 비금속, 준금속

주기율표에서 붕소(B)로 시작하여 폴로늄(Po)으로 끝나는 계단식 대각선 왼쪽에 위치하고(게르마늄(Ge)과 안티몬(Sb)은 제외) 쉽게 볼 수 있습니다. 금속이 주기율표의 대부분을 차지한다는 것 금속의 기본 특성: 고체(수은 제외), 광택, 우수한 전기 및 열 전도체, 플라스틱, 가단성, 쉽게 전자를 제공합니다.

계단식 B-Po 대각선의 오른쪽에 있는 요소를 비금속... 비금속의 특성은 금속의 특성과 정반대입니다. 열과 전기의 열악한 전도체; 부서지기 쉬운; 위조되지 않은; 비 플라스틱; 일반적으로 전자를 취합니다.

메탈로이드

금속과 비금속 사이에는 반금속(준금속). 그들은 금속과 비금속의 특성이 특징입니다. 반금속은 주로 반도체 생산 산업에서 사용되며, 이것이 없으면 현대의 마이크로 회로 또는 마이크로 프로세서를 생각할 수 없습니다.

기간 및 그룹

위에서 언급했듯이 주기율표는 7개의 기간으로 구성됩니다. 각 주기에서 원소의 원자 번호는 왼쪽에서 오른쪽으로 증가합니다.

주기의 원소의 성질은 순차적으로 변하므로 3주기의 시작에 있는 나트륨(Na)과 마그네슘(Mg)은 전자를 주게 된다 전자: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). 그러나 마침표에 있는 염소(Cl)는 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5라는 하나의 요소를 취합니다.

반면에 그룹에서는 모든 요소가 동일한 속성을 갖습니다. 예를 들어, IA족(1)에서는 리튬(Li)에서 프랑슘(Fr)까지 모든 원소가 하나의 전자를 제공합니다. 그리고 VIIA 그룹(17)의 모든 요소는 하나의 요소를 취합니다.

일부 그룹은 매우 중요하여 특별한 이름을 받았습니다. 이러한 그룹은 아래에서 설명합니다.

그룹 IA (1)... 이 족의 원소의 원자는 외부 전자층에 단 하나의 전자만을 가지므로 쉽게 하나의 전자를 제공합니다.

가장 중요한 알칼리 금속은 나트륨(Na)과 칼륨(K)입니다. 이는 인간의 삶의 과정에서 중요한 역할을 하고 염의 일부이기 때문입니다.

전자 구성:

리- 1초 2 2초 1;
나- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 1;
케이- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 1

그룹 IIA (2)... 이 족 원소의 원자는 외부 전자층에 2개의 전자를 가지고 있으며, 화학 반응... 대부분 중요한 요소- 칼슘(Ca) - 뼈와 치아의 기초.

전자 구성:

~이다- 1초 2 2초 2;
마그네슘- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2;
카- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2

그룹 VIIA (17)... 이 그룹의 원소의 원자는 일반적으로 각각 하나의 전자를 받습니다. 외부 전자 층에는 각각 5개의 요소가 있으며 "완전한 세트"가 하나의 전자가 누락될 때까지.

이 그룹의 가장 유명한 요소: 염소(Cl) - 소금과 표백제의 일부입니다. 요오드(I)는 인간의 갑상선 활동에 중요한 역할을 하는 요소입니다.

전자 구성:

NS- 1초 2 2초 2 2p 5;
클- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 5;
브르- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

그룹 VIII(18).이 그룹의 원소의 원자는 완전히 "완전한"외부 전자층을 가지고 있습니다. 따라서 그들은 전자를 받아들일 필요가 없습니다. 그리고 그들은 그것을 "주고 싶지 않습니다". 따라서 - 이 그룹의 요소는 화학 반응에 들어가는 것을 "매우 꺼려합니다". 장기그들은 전혀 반응하지 않는다고 믿어졌습니다 (따라서 "비활성", 즉 "비활성"이라는 이름). 그러나 화학자 Neil Barlett은 이러한 가스 중 일부가 특정 조건에서 여전히 다른 원소와 반응할 수 있다는 것을 발견했습니다.

전자 구성:

네- 1초 2 2초 2 2p 6;
아르- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6;
크르- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

그룹의 원자가 요소

각 그룹 내에서 요소는 원자가 전자(외부 에너지 수준에 위치한 s 및 p-오비탈의 전자)로 서로 유사하다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.

알칼리 금속에는 1개의 원자가 전자가 있습니다.

리- 1초 2 2초 1;
나- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 1;
케이- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 1

알칼리 토금속에는 2개의 원자가 전자가 있습니다.

~이다- 1초 2 2초 2;
마그네슘- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2;
카- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2

할로겐에는 7개의 원자가 전자가 있습니다.

NS- 1초 2 2초 2 2p 5;
클- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 5;
브르- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

불활성 가스에는 8개의 원자가 전자가 있습니다.

네- 1초 2 2초 2 2p 6;
아르- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6;
크르- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

자세한 내용은 원자가 기사 및 기간별 화학 원소 원자의 전자 구성 표를 참조하십시오.

이제 기호가 있는 그룹에 있는 요소에 주목해 보겠습니다. V... 주기율표의 중앙에 위치하고 있으며, 전이 금속.

이러한 요소의 독특한 특징은 채우는 원자에 전자가 있다는 것입니다. d-오비탈:

Sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1;
티- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

메인 테이블과 별도로 위치 란타나이드그리고 악티늄족이른바 내부 전이 금속... 이 원소의 원자에는 전자가 채워져 있습니다. f-오비탈:

세륨- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2;
NS- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

화학 원소는 단순한 물질의 원자 집합, 즉 분자 구조 측면에서 더 단순한 구성 요소로 나눌 수 없는 원자 집합을 설명하는 집합적인 용어입니다. 순수한 철 조각을 받고 화학자가 발명한 장치나 방법을 사용하여 가상의 구성 요소로 분해하도록 요청한다고 상상해 보십시오. 그러나 당신이 할 수 있는 것은 아무것도 없으며, 철은 결코 더 단순한 것으로 쪼개지지 않을 것입니다. 단순한 물질 - 철 -은 화학 원소 Fe에 해당합니다.

이론적 정의

위에서 언급한 실험적 사실은 다음 정의를 사용하여 설명할 수 있습니다. 화학 원소는 해당하는 단순 물질, 즉 동일한 유형의 원자의 추상적인 원자 집합입니다(분자가 아닙니다!). 위에서 언급한 순수한 철 조각에 있는 개별 원자 각각을 볼 수 있는 방법이 있다면 모두 같은 철 원자일 것입니다. 대조적으로, 산화철과 같은 화합물은 항상 적어도 두 가지를 포함합니다. 다른 종류원자: 철 원자 및 산소 원자.

알아야 할 용어

원자 질량: 화학 원소의 원자를 구성하는 양성자, 중성자 및 전자의 질량.

원자 번호: 원소의 원자핵에 있는 양성자의 수.

화학 기호: 문자 또는 쌍 라틴 문자이 요소의 지정을 나타냅니다.

화합물: 두 가지 이상의 화학 원소가 일정한 비율로 결합된 물질.

금속: 다른 원소와 화학반응을 일으켜 전자를 잃는 원소.

금속 비슷한: 때로는 금속으로, 때로는 비금속으로 반응하는 원소.

비금속: 다른 원소와 화학반응을 일으켜 전자를 얻으려는 원소.

화학 원소의 주기율표: 화학 원소를 원자 번호에 따라 분류하는 체계.

합성 요소: 실험실에서 인위적으로 얻은 것으로 일반적으로 자연에서 발생하지 않는 것.

천연 및 합성 요소

92가지 화학 원소는 지구에서 자연적으로 발생합니다. 나머지는 실험실에서 인위적으로 얻었습니다. 합성 화학 원소는 일반적으로 입자 가속기(전자 및 양성자와 같은 아원자 입자의 속도를 높이는 데 사용되는 장치) 또는 원자로(핵 반응에서 방출되는 에너지를 제어하는 데 사용되는 장치)에서 핵 반응의 산물입니다. 원자 번호 43으로 얻은 최초의 합성 원소는 1937년 이탈리아 물리학자 C. Perrier와 E. Segre가 발견한 테크네튬이었습니다. 테크네튬과 프로메튬을 제외하고 모든 합성 원소는 우라늄보다 핵이 더 큽니다. 그 이름을 얻은 마지막 합성 화학 원소는 리버모륨(116)이며 그 이전에는 플레로비움(114)이었습니다.

24가지 공통적이고 중요한 요소

이름	상징	모든 원자의 백분율 *				화학 원소의 속성 (일반 실내 조건에서)
이름	상징	우주에서	지각에서	바닷물에서	인체에서	화학 원소의 속성 (일반 실내 조건에서)
알류미늄	알	-	6,3	-	-	가벼운 은빛 금속
칼슘	카	-	2,1	-	0,02	천연 미네랄, 껍질, 뼈의 일부
탄소	와 함께	-	-	-	10,7	모든 생명체의 기본
염소	클	-	-	0,3	-	유독가스
구리	구	-	-	-	-	레드 메탈만
금	오	-	-	-	-	노란색 금속만
헬륨	그	7,1	-	-	-	매우 가벼운 가스
수소	N	92,8	2,9	66,2	60,6	모든 요소 중 가장 가볍습니다. 가스
요오드	NS	-	-	-	-	비금속; 방부제로 사용
철	철	-	2,1	-	-	자성 금속; 철강 생산에 사용
선두	납	-	-	-	-	부드럽고 무거운 금속
마그네슘	마그네슘	-	2,0	-	-	매우 가벼운 금속
수은	HG	-	-	-	-	액체 금속; 두 가지 액체 요소 중 하나
니켈	니	-	-	-	-	부식 방지 금속; 동전에 사용
질소	N	-	-	-	2,4	공기의 주성분인 가스
산소	영형	-	60,1	33,1	25,7	두 번째로 중요한 가스 공기 성분
인	NS	-	-	-	0,1	비금속; 식물에 중요한
칼륨	에게	-	1.1	-	-	금속; 식물에 중요합니다. 일반적으로 "칼륨"이라고 불리는

* 값이 지정되지 않은 경우 요소는 0.1% 미만입니다.

물질 형성의 근본 원인으로서의 빅뱅

우주 최초의 화학 원소는 무엇이었습니까? 과학자들은 이 질문에 대한 답이 별과 별이 형성되는 과정에 있다고 믿습니다. 우주는 120억년에서 150억년 전 사이의 어느 시점에서 시작된 것으로 믿어집니다. 이 순간까지 존재하는 것은 에너지 외에는 생각되지 않습니다. 그러나 이 에너지를 거대한 폭발(빅뱅이라고 함)로 바꾸는 일이 일어났습니다. 빅뱅 후 몇 초 만에 물질이 형성되기 시작했습니다.

가장 먼저 나타난 물질의 가장 단순한 형태는 양성자와 전자였습니다. 그들 중 일부는 결합하여 수소 원자를 형성합니다. 후자는 하나의 양성자와 하나의 전자로 구성됩니다. 그것은 존재할 수 있는 가장 단순한 원자입니다.

천천히, 오랜 시간에 걸쳐 수소 원자는 공간의 특정 영역에서 함께 뭉쳐서 빽빽한 구름을 형성하기 시작했습니다. 이 구름의 수소는 중력에 의해 조밀한 형태로 끌어당겨졌습니다. 결국 이 수소 구름은 별을 형성할 수 있을 만큼 밀도가 높아졌습니다.

새로운 원소의 화학 반응기로서의 별

별은 단순히 핵 반응 에너지를 생성하는 물질 덩어리입니다. 이러한 반응 중 가장 일반적인 것은 4개의 수소 원자가 결합하여 하나의 헬륨 원자를 형성하는 것입니다. 별이 생성되기 시작하자 헬륨은 우주에서 두 번째로 나타나는 원소가 되었습니다.

별은 나이가 들면서 수소-헬륨 핵 반응에서 다른 유형의 핵 반응으로 이동합니다. 그들에서 헬륨 원자는 탄소 원자를 형성합니다. 나중에 탄소 원자는 산소, 네온, 나트륨 및 마그네슘을 형성합니다. 나중에 여전히 네온과 산소가 서로 결합하여 마그네슘을 형성합니다. 이러한 반응이 계속됨에 따라 점점 더 많은 화학 원소가 형성됩니다.

화학 원소의 첫 번째 시스템

200여 년 전, 화학자들은 그것들을 분류하는 방법을 찾기 시작했습니다. 19세기 중반에 약 50개의 화학 원소가 알려져 있었습니다. 화학자들이 해결하고자 하는 질문 중 하나입니다. 다음과 같이 요약됩니다. 화학 원소는 다른 원소와 완전히 다른 물질입니까? 아니면 어떤 요소는 어떤 식으로든 다른 요소와 관련이 있습니까? 그들을 하나로 묶는 관습법이 있습니까?

화학자들이 제안한 다양한 시스템화학 원소. 예를 들어, 1815년 영국 화학자 William Prout은 모든 원소의 원자 질량이 수소 원자 질량의 배수라고 제안했습니다. 그 당시 J. Dalton은 수소의 질량과 관련하여 많은 원소의 원자 질량을 이미 계산했습니다. 그러나 탄소, 질소, 산소의 경우 이것이 대략적인 경우라면 질량이 35.5인 염소는 어떤 식으로든 이 계획에 적합하지 않습니다.

독일 화학자 요한 볼프강 도베라이너(Johann Wolfgang Dobereiner, 1780-1849)는 1829년에 할로겐 그룹의 세 가지 원소(염소, 브롬 및 요오드)가 상대적 원자량에 따라 분류될 수 있음을 보여주었습니다. 브롬(79.9)의 원자량은 염소(35.5)와 요오드(127)의 원자량 평균, 즉 35.5 + 127 ÷ 2 = 81.25(79.9에 가까움)와 거의 정확히 일치하는 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 화학 원소 그룹 중 하나를 구성하는 첫 번째 접근 방식이었습니다. Dobereiner는 이러한 3요소 원소를 두 개 더 발견했지만 일반 주기 법칙을 공식화하는 데 실패했습니다.

화학 원소의 주기율표가 나타난 방법

초기 분류 체계의 대부분은 그다지 성공적이지 못했습니다. 그런 다음 1869년경에 거의 동시에 두 명의 화학자에 의해 거의 하나의 발견이 이루어졌습니다. 러시아 화학자 Dmitry Mendeleev(1834-1907)와 독일 화학자 Julius Lothar Meyer(1830-1895)는 유사한 물리적 및 화학적 특성을 가진 요소를 그룹, 행 및 기간의 정렬된 시스템으로 구성하는 것을 제안했습니다. 동시에 Mendeleev와 Meyer는 화학 원소의 특성이 원자량에 따라 주기적으로 반복된다는 점을 지적했습니다.

오늘날 Mendeleev는 일반적으로 다음의 발견자로 간주됩니다. 주기율법그는 Meyer가 하지 않은 한 걸음을 내디뎠기 때문입니다. 모든 원소가 주기율표에 위치했을 때 일부 간격이 나타납니다. Mendeleev는 이것이 아직 발견되지 않은 요소의 위치라고 예측했습니다.

그러나 그는 더 나아갔다. Mendeleev는 아직 발견되지 않은 요소로 이러한 속성을 예측했습니다. 그는 주기율표에서 그것들이 어디에 있는지 알고 있었기 때문에 그 성질을 예측할 수 있었습니다. 멘델레예프가 예측한 모든 화학 원소인 미래의 갈륨, 스칸듐, 게르마늄이 그가 주기율표를 발표한 지 10년도 채 되지 않아 발견되었다는 점은 주목할 만합니다.

주기율표의 짧은 형태

주기율표를 그래픽으로 표현하기 위해 여러 과학자들이 제안한 옵션의 수를 계산하려는 시도가 있었습니다. 500개가 넘는 것으로 밝혀졌다. 게다가 전체 옵션의 80%는 테이블이고 나머지는 기하학적 인물, 수학 곡선 등 결과적으로 실용짧은, 반 긴, 긴 및 사다리 (피라미드)의 네 가지 유형의 테이블을 찾았습니다. 후자는 위대한 물리학자 N. Bohr에 의해 제안되었습니다.

아래 그림은 짧은 형식을 보여줍니다.

그것에서 화학 원소는 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로 원자 번호의 오름차순으로 배열됩니다. 따라서 주기율표 수소의 첫 번째 화학 원소는 원자 번호 1을 갖습니다. 수소 원자의 핵에는 하나의 양성자가 포함되어 있기 때문입니다. 마찬가지로 모든 산소 원자의 핵에는 8개의 양성자가 포함되어 있기 때문에 산소의 원자 번호는 8입니다(아래 그림 참조).

주기율표의 주요 구조 조각은 주기와 원소 그룹입니다. 6개의 기간 동안 모든 셀이 채워지고 7번째 기간은 아직 완료되지 않았습니다(원소 113, 115, 117 및 118은 실험실에서 합성되었지만 아직 공식적으로 등록되지 않았으며 이름도 없음).

그룹은 기본(A) 및 보조(B) 하위 그룹으로 세분화됩니다. 각각 하나의 행 행을 포함하는 처음 세 기간의 요소는 A 부분군에만 포함됩니다. 다른 4개의 기간에는 2개의 행 행이 포함됩니다.

같은 그룹의 화학 원소는 일반적으로 유사한 화학적 성질을 가지고 있습니다. 따라서 첫 번째 그룹은 알칼리 금속으로 구성되고 두 번째 그룹은 알칼리 토금속으로 구성됩니다. 같은 기간에 위치한 요소는 속성이 천천히 변경됩니다. 알칼리 금속희가스에. 아래 그림은 속성 중 하나가 어떻게 - 원자 반경- 변경 사항 개별 요소테이블에서.

주기율표의 장기 형태

아래 그림과 같이 행과 열의 두 방향으로 나뉩니다. 짧은 형식과 같이 7개의 마침표와 그룹 또는 패밀리라고 하는 18개의 열이 있습니다. 사실, 그룹의 수가 짧은 형태의 8개에서 긴 형태의 18개로 증가하는 것은 4번째부터 시작하여 마침표의 모든 요소를 두 개가 아니라 한 줄에 배치함으로써 얻어진다.

둘 다른 시스템번호 매기기는 테이블 상단에 표시된 대로 그룹에 사용됩니다. 로마 숫자 체계(IA, IIA, IIB, IVB 등)는 전통적으로 미국에서 널리 사용되었습니다. 다른 시스템(1, 2, 3, 4 등)은 전통적으로 유럽에서 사용되며 몇 년 전에 미국에서 사용하도록 권장되었습니다.

위의 그림에서 주기율표의 모양은 게시된 표와 마찬가지로 약간 오해의 소지가 있습니다. 그 이유는 테이블 맨 아래에 표시된 두 항목 그룹이 실제로 그 안에 있어야 하기 때문입니다. 예를 들어, 란탄족은 바륨(56)과 하프늄(72) 사이의 주기 6에 속합니다. 또한 악티늄족은 라듐(88)과 러더포듐(104) 사이의 주기 7에 속합니다. 테이블에 삽입하면 너무 넓어서 종이나 벽 차트에 맞지 않을 수 있습니다. 따라서 이러한 요소를 테이블 맨 아래에 배치하는 것이 일반적입니다.

학교에 다녔던 사람이라면 누구나 필수 과목 중 하나가 화학이었다는 것을 기억할 것입니다. 그녀는 그녀를 좋아할 수도 있고 좋아하지 않을 수도 있습니다. 그것은 중요하지 않습니다. 그리고 이 분야의 지식 중 많은 부분이 이미 잊혀져 삶에 적용되지 않을 가능성이 높습니다. 그러나 모든 사람은 D.I. Mendeleev의 화학 원소 표를 기억합니다. 많은 사람들에게 화학 원소의 이름을 나타내는 특정 문자가 각 사각형에 새겨져 있는 다색 테이블로 남아 있습니다. 그러나 여기서 우리는 화학 자체에 대해 이야기하지 않고 수백 가지 화학 반응과 과정을 설명하지 않고 주기율표가 일반적으로 어떻게 나타나는지에 대해 이야기할 것입니다. 이 이야기는 모든 사람과 실제로 열망하는 모든 사람들에게 흥미로울 것입니다 재미있고 유익한 정보...

약간의 배경

1668년에 아일랜드의 저명한 화학자, 물리학자, 신학자인 로버트 보일은 연금술에 대한 많은 신화를 폭로하고 환원 불가능한 화학 원소를 찾아야 할 필요성에 대해 이야기한 책을 출판했습니다. 과학자는 또한 15개 요소로 구성된 목록을 제공했지만 더 많은 요소가 있을 수 있다는 생각을 인정했습니다. 이것은 새로운 요소의 탐색뿐만 아니라 체계화의 출발점이 되었습니다.

100년 후, 프랑스 화학자 Antoine Lavoisier가 이미 35개의 원소를 포함하는 새로운 목록을 작성했습니다. 그 중 23개는 나중에 분해할 수 없는 것으로 선언되었습니다. 그러나 새로운 원소에 대한 탐색은 전 세계의 과학자들에게 계속되었습니다. 그리고 주요 역할유명한 러시아 화학자 드미트리 이바노비치 멘델레예프(Dmitry Ivanovich Mendeleev)가 이 과정에 참여했습니다. 그는 원소의 원자 질량과 시스템에서의 위치 사이에 관계가 있을 수 있다는 가설을 처음으로 제시했습니다.

힘든 작업과 화학 원소의 비교 덕분에 Mendeleev는 원소 사이의 연결을 발견할 수 있었습니다. 여기에서 원소는 하나의 전체가 될 수 있고 그 속성은 당연하게 여겨지는 것이 아니라 주기적으로 반복되는 현상입니다. 결과적으로 1869년 2월 Mendeleev는 최초의 주기율법을 공식화했으며 이미 3월에 그의 보고서 "속성과 원소의 원자량 상관 관계"는 화학 역사가인 N. A. Menshutkin에 의해 러시아 화학 학회에 제출되었습니다. 그리고 같은 해에 Mendeleev의 출판물은 독일의 "Zeitschrift fur Chemie" 저널에 실렸고, 1871년에는 그의 발견에 전념한 과학자에 대한 새로운 광범위한 출판물이 또 다른 독일 저널 "Annalen der Chemie"에 실렸습니다.

주기율표 만들기

1869년까지 주요 아이디어는 Mendeleev에 의해 이미 형성되었고 짧은 시간에 이루어졌지만 오랫동안 그는 무슨 일이 일어나고 있는지 명확하게 표시하는 질서 있는 시스템으로 그것을 공식화할 수 없었습니다. 동료 A.A. Inostrantsev와의 대화 중 하나에서 그는 모든 것이 이미 머리 속에서 해결되었지만 모든 것을 테이블에 가져올 수는 없다고 말했습니다. 그 후 Mendeleev의 전기 작가에 따르면 그는 다음과 같이 진행했습니다. 힘든 일 3일 동안 잠을 방해하지 않고 그의 탁자 위를 지켰다. 테이블에 요소를 구성하는 모든 종류의 방법이 분류되었으며 그 당시 과학은 모든 화학 요소에 대해 아직 알지 못했다는 사실로 인해 작업이 더욱 복잡해졌습니다. 그러나 그럼에도 불구하고 테이블을 만들고 요소를 체계화했습니다.

멘델레예프의 꿈의 전설

많은 사람들이 D.I. Mendeleev가 그의 테이블에 대해 꿈꿨던 이야기를 들었습니다. 이 버전은 앞서 언급한 Mendeleev A.A. Inostrantsev의 동료에 의해 활발히 보급되었습니다. 웃긴 얘기그는 그의 학생들을 즐겁게 했다. 그는 Dmitry Ivanovich가 잠자리에 들었고 꿈에서 모든 화학 원소가 올바른 순서로 배열 된 테이블을 분명히 보았습니다. 이후 학생들은 40도 보드카도 같은 방식으로 발견됐다고 농담을 던졌다. 그러나 수면과 관련된 이야기에는 여전히 실제 전제 조건이 있습니다. 이미 언급했듯이 Mendeleev는 수면이나 휴식 없이 테이블에서 일하고 있었고 Inostrantsev는 한 번 그가 피곤하고 지친 것을 발견했습니다. 오후에 Mendeleev는 휴식을 취하기로 결정했고 얼마 후 갑자기 일어나 즉시 종이 한 장을 가져다가 기성품 테이블을 그 위에 그렸습니다. 그러나 과학자 자신은 꿈으로 이 모든 이야기를 반박했습니다. "나는 20년 동안 그것에 대해 생각해 왔지만 당신은 생각합니다. 내가 앉아 있었는데 갑자기 ... 다 끝났습니다." 그래서 꿈의 전설은 매우 매력적일 수 있지만 테이블의 생성은 노력 덕분에 가능했습니다.

추가 작업

1869년부터 1871년까지 멘델레예프는 과학계가 선호하는 주기성 개념을 발전시켰습니다. 그리고 이 프로세스의 중요한 단계 중 하나는 시스템의 모든 요소가 다른 요소의 속성과 비교하여 속성의 전체성을 기반으로 위치되어야 한다는 것을 이해하는 것이었습니다. 이를 기반으로 그리고 유리 형성 산화물의 변화에 대한 연구 결과에 의존하여 화학자는 우라늄, 인듐, 베릴륨 등이 포함된 일부 원소의 원자량 값을 수정할 수 있었습니다.

물론 멘델레예프는 테이블에 남아 있는 빈 칸을 가능한 한 빨리 채우고 싶었고, 1870년에는 과학에 알려지지 않은 화학 원소, 즉 그가 계산할 수 있었던 원자량과 속성이 곧 발견될 것이라고 예측했습니다. 이들 중 첫 번째는 갈륨(1875년 발견), 스칸듐(1879년 발견) 및 게르마늄(1885년 발견)이었습니다. 그 후 예측이 계속 실현되었고 폴로늄(1898), 레늄(1925), 테크네튬(1937), 프랑슘(1939) 및 아스타틴(1942-1943)을 포함하여 8개의 새로운 원소가 더 발견되었습니다. 그건 그렇고, 1900 년 D.I. Mendeleev와 스코틀랜드 화학자 William Ramsay는 0 그룹의 요소도 테이블에 포함되어야한다는 결론에 도달했습니다.

주기율표의 구성

D.I. 표의 화학 원소 예를 들어, 라돈, 크세논, 크립톤, 아르곤, 네온 및 헬륨과 같은 희가스는 다른 원소와 잘 반응하지 않고 화학적 활성도 낮기 때문에 맨 오른쪽 열에 위치합니다. 그리고 왼쪽 기둥의 원소(칼륨, 나트륨, 리튬 등)는 다른 원소와 잘 반응하며 반응 자체가 폭발적이다. 간단히 말해서, 각 열 내에서 요소는 한 열에서 다음 열로 이동할 때 달라지는 유사한 속성을 갖습니다. 92번까지의 모든 원소는 자연에서 발견되며, 93번부터 인공 원소가 시작되는데, 이는 실험실 조건에서만 생성할 수 있습니다.

원래 버전에서 주기율표는 자연에 존재하는 질서의 반영으로만 이해되었으며 왜 모든 것이 이렇게 되어야 하는지에 대한 설명이 없었습니다. 그리고 그것이 나타났을 때만 양자 역학, 표에서 요소 순서의 진정한 의미가 명확해졌습니다.

창작 과정의 교훈

D.I. Mendeleev 주기율표 생성의 전체 역사에서 창조적 인 과정의 교훈을 배울 수 있다고 말하면 영국 연구원의 아이디어를 예로 들 수 있습니다. 창의적 사고그레이엄 월레스와 프랑스 과학자 앙리 푸앵카레. 그들에게 간략한 요약을 해보자.

Poincaré(1908)와 Graham Wallace(1926)의 연구에 따르면 창의적 사고의 네 가지 주요 단계가 있습니다.

준비- 주요 과제를 공식화하는 단계와 그것을 해결하기 위한 첫 번째 시도;
잠복- 과정에서 일시적인 산만함이 있지만 문제에 대한 해결책을 찾는 작업이 잠재 의식 수준에서 수행되는 단계;
계발- 직관적인 솔루션이 있는 단계. 또한이 솔루션은 절대적으로 관련이없는 상황에서 찾을 수 있습니다.
시험- 이 솔루션의 검증 및 가능한 추가 개발이 이루어지는 솔루션의 테스트 및 구현 단계.

우리가 볼 수 있듯이 Mendeleev는 테이블을 만드는 과정에서 직관적으로 이 네 단계를 따랐습니다. 얼마나 효과적인지는 결과로 판단할 수 있습니다. 테이블이 생성되었다는 사실에 의해. 그리고 그 창조가 화학뿐만 아니라 전 인류에게 큰 진전이었다는 점을 감안할 때 위의 4단계는 구현에 모두 적용될 수 있습니다. 소규모 프로젝트, 그리고 글로벌 계획의 구현. 기억해야 할 가장 중요한 것은 우리가 꿈에서 얼마나 보고 싶어하고 얼마나 많이 자고 있더라도 문제에 대한 단 하나의 발견도, 문제에 대한 단 하나의 해결책도 스스로 찾을 수 없다는 것입니다. 무언가가 이루어지기 위해서는 화학 원소 표를 작성하든 새로운 마케팅 계획을 개발하든 상관없이 특정 지식과 기술이 있어야 할 뿐만 아니라 잠재력을 능숙하게 사용하고 열심히 노력해야 합니다.

귀하의 노력과 계획의 성공적인 구현을 기원합니다!

주기율법의 공식을 알고 D.I. Mendeleev의 원소 주기율표를 사용하면 모든 화학 원소와 그 화합물을 특성화할 수 있습니다. 이러한 화학 원소의 특성을 계획에 따라 추가하는 것이 편리합니다.

나. 화학원소의 기호와 명칭.

Ⅱ. D.I. 주기율표에서 화학 원소의 위치 멘델레예프:

일련 번호;
기간 번호;
그룹 번호;
하위 그룹(주 또는 보조).

III. 화학 원소의 원자 구조:

원자핵의 전하;
화학 원소의 상대 원자 질량;
양성자 수;
전자의 수;
중성자의 수;
원자의 전자 준위 수.

IV. 원자의 전자 및 전자 그래픽 공식, 원자가 전자.

V. 화학 원소의 유형(금속 또는 비금속, s-, p-, d- 또는 f-원소).

Vi. 화학 원소의 고급 산화물 및 수산화물의 공식, 특성 특성(염기성, 산성 또는 양쪽성).

7. 화학 원소의 금속 또는 비금속 특성과 주변 원소의 특성을 기간 및 하위 그룹별로 비교합니다.

Ⅷ. 원자의 최대 및 최소 산화 상태.

예를 들어, D.I.Mendeleev의 원소 주기율표에서 위치와 원자의 구조에 따라 원자 번호 15인 화학 원소와 그 화합물의 특성을 제공합시다.

I. 우리는 DI Mendeleev의 표에서 화학 원소 번호가있는 셀을 찾고 기호와 이름을 기록합니다.

화학 원소 번호 15 - 인. 그 기호 R.

Ⅱ. D. I. Mendeleev의 테이블에서 요소의 위치를 특성화합시다 (기간 번호, 그룹, 하위 그룹 유형).

인은 세 번째 기간에 그룹 V의 주요 하위 그룹에 있습니다.

III. 우리는 제공할 것입니다 일반적 특성화학 원소의 원자 구성(핵 전하, 원자 질량, 양성자 수, 중성자, 전자 및 전자 수준).

인 원자의 핵 전하는 +15입니다. 인의 상대 원자 질량은 31입니다. 원자의 핵에는 15개의 양성자와 16개의 중성자가 있습니다(31 - 15 = 16). 인 원자는 15개의 전자를 가진 세 가지 에너지 준위를 가지고 있습니다.

IV. 우리는 원자의 전자 및 전자 그래픽 공식을 작성하고 원자가 전자를 표시합니다.

인 원자의 전자식은 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3이다.

인 원자의 외부 수준에 대한 전자 그래픽 공식: 세 번째 에너지 수준, 3s 하위 수준에는 3개의 p 하위 수준에 2개의 전자가 있습니다(두 개의 화살표는 반대 방향으로 한 셀에 작성됨). 세 개의 전자입니다(세 개의 셀 각각에서 하나는 같은 방향으로 화살표로 표시됨).

원자가 전자는 외부 수준의 전자입니다. 3s2 3p3 전자.

V. 화학 원소의 유형을 결정합니다(금속 또는 비금속, s-, p-, d- 또는 f-원소).

인은 비금속입니다. 전자로 채워진 인 원자의 마지막 하위 준위가 p 하위 준위이므로 인은 p-원소 계열에 속합니다.

Vi. 우리는 인의 고급 산화물 및 수산화물의 공식을 작성하고 그 특성 (염기성, 산성 또는 양쪽성)을 특성화합니다.

더 높은 인 산화물 P 2 O 5는 산성 산화물의 특성을 나타냅니다. 고급 산화물인 H 3 PO 4 에 해당하는 수산화물은 산성 특성을 나타냅니다. 화학 반응 형태의 방정식으로 표시된 특성을 확인합시다.

P 2 O 5 + 3 Na 2 O = 2Na 3 PO 4

H 3 PO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O

7. 인의 비금속 특성과 이웃 원소의 특성을 기간 및 하위 그룹별로 비교합시다.

하위 그룹에서 인의 이웃은 질소입니다. 이 기간 동안 인의 이웃은 실리콘과 황입니다. 일련 번호가 증가함에 따라 주요 하위 그룹의 화학 원소 원자의 비금속 특성은 기간이 증가하고 그룹이 감소합니다. 따라서 인의 비금속 특성은 규소보다 뚜렷하고 질소 및 황보다 덜 두드러집니다.

Ⅷ. 인 원자의 최대 및 최소 산화 상태를 결정하십시오.

주요 하위 그룹의 화학 원소에 대한 최대 양의 산화 상태는 그룹 번호와 같습니다. 인은 다섯 번째 그룹의 주요 하위 그룹에 있으므로 인의 최대 산화 상태는 +5입니다.

대부분의 경우 비금속의 최소 산화 상태는 그룹 번호와 숫자 8의 차이와 같습니다. 따라서 인의 최소 산화 상태는 -3입니다.

주기율표 사용법 모르는 사람에게 주기율표를 읽는 것은 고대 엘프의 룬 문자를 보는 것과 같습니다. 그런데 주기율표를 올바르게 사용하면 세상에 대해 많은 것을 알 수 있습니다. 시험에서 도움이 될 것이라는 사실 외에도 수많은 화학적 및 물리적 문제를 해결할 때 대체할 수 없습니다. 하지만 어떻게 읽을까요? 다행히 오늘날 누구나 이 기술을 배울 수 있습니다. 이 기사에서는 주기율표를 이해하는 방법을 보여줍니다.

화학 원소의 주기율표 (주기율표)는 원자핵의 전하에 대한 원소의 다양한 특성의 의존성을 확립하는 화학 원소의 분류입니다.

테이블 생성의 역사

Dmitry Ivanovich Mendeleev는 누군가가 그렇게 생각한다면 단순한 화학자가 아닙니다. 그는 화학자, 물리학자, 지질학자, 도량형학자, 생태학자, 경제학자, 오일맨, 비행사, 기구 제작자이자 교사였습니다. 그의 생애 동안 과학자는 다양한 지식 분야에서 많은 기초 연구를 수행했습니다. 예를 들어, 보드카의 이상적인 강도 - 40도를 계산한 사람은 Mendeleev라고 널리 알려져 있습니다. 우리는 Mendeleev가 보드카에 대해 어떻게 느꼈는지 모르지만 "알코올과 물의 조합에 관한 담론"이라는 주제에 대한 그의 논문은 보드카와 관련이 없으며 70도에서 알코올 농도를 고려했음을 확실히 알고 있습니다. 과학자의 모든 장점과 함께 자연의 기본 법칙 중 하나 인 화학 원소의 주기 법칙의 발견은 그에게 가장 큰 명성을 가져다주었습니다.

과학자가 주기율표를 꿈꾸는 전설이 있습니다. 그 후에 그는 나타난 아이디어를 구체화하기만 하면 됩니다. 그러나 모든 것이 그렇게 간단하다면 .. 주기율표 생성의이 버전은 분명히 전설에 불과합니다. 테이블이 어떻게 열렸는지 물었을 때 Dmitry Ivanovich 자신은 다음과 같이 대답했습니다. 아마 20년 동안 그것에 대해 생각해 왔지만 당신은 생각합니다: 내가 앉아 있다가 갑자기 ... 다 끝났습니다."

19세기 중반에 알려진 화학 원소(63개의 원소가 알려져 있음)를 주문하려는 시도가 여러 과학자에 의해 동시에 수행되었습니다. 예를 들어, 1862년 Alexander Émile Chancourtois는 나선형 선을 따라 요소를 배치하고 순환 반복에 주목했습니다. 화학적 특성... 화학자이자 음악가인 John Alexander Newlands는 1866년 자신만의 주기율표를 제안했습니다. 흥미로운 사실은 과학자가 요소의 배열에서 신비로운 음악적 조화를 찾으려고 노력했다는 것입니다. 다른 시도 중에는 성공으로 선정된 Mendeleev의 시도가 있었습니다.

1869년에 표의 첫 번째 스키마가 출판되었으며 1869년 3월 1일을 주기율표가 제정된 날로 간주합니다. Mendeleev 발견의 본질은 원자 질량이 증가하는 요소의 특성이 단조롭게 변경되지 않고 주기적으로 변경된다는 것입니다. 표의 첫 번째 버전에는 63개의 요소만 포함되어 있었지만 Mendeleev는 매우 많은 작업을 수행했습니다. 비표준 솔루션... 그래서 그는 아직 발견되지 않은 원소를 위해 테이블에 공간을 남겨두고 일부 원소의 원자량을 변경했다고 추측했습니다. Mendeleev가 추론 한 법칙의 근본적인 정확성은 과학자들이 그 존재를 예측한 갈륨, 스칸듐 및 게르마늄이 발견 된 직후에 확인되었습니다.

주기율표의 현대적 견해

아래는 테이블 자체입니다

오늘날에는 원소의 순서를 정하기 위해 원자량(원자질량) 대신 원자번호(핵 안의 양성자 수)라는 개념이 사용됩니다. 표에는 원자 번호(양성자 수)의 오름차순으로 왼쪽에서 오른쪽으로 위치한 120개의 요소가 포함되어 있습니다.

테이블의 열은 소위 그룹이고 행은 마침표입니다. 테이블에는 18개의 그룹과 8개의 기간이 있습니다.

원소의 금속성은 주기를 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 때 감소하고 반대 방향으로 증가합니다.
주기를 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 때 원자의 크기가 감소합니다.
그룹에서 위에서 아래로 이동할 때 환원 금속 특성이 증가합니다.
왼쪽에서 오른쪽으로 기간을 따라 이동할 때 산화 및 비금속 특성이 증가합니다.그래요.

표에서 항목에 대해 무엇을 배울 수 있습니까? 예를 들어 표의 세 번째 원소인 리튬을 자세히 살펴보겠습니다.

우선, 요소 기호 자체와 그 아래에 이름이 표시됩니다. 왼쪽 상단 모서리에는 요소의 원자 번호가 있으며 요소가 테이블에 있는 순서대로입니다. 이미 언급했듯이 원자 번호는 핵의 양성자 수와 같습니다. 양의 양성자의 수는 일반적으로 원자의 음의 전자의 수와 같습니다(동위원소 제외).

원자 질량은 원자 번호 아래에 표시됩니다( 이 옵션테이블). 원자 질량을 가장 가까운 전체로 반올림하면 소위 질량 수를 얻습니다. 질량 수와 원자 번호의 차이는 핵의 중성자 수를 나타냅니다. 따라서 헬륨 핵의 중성자 수는 2이고 리튬의 중성자 수는 4입니다.

그래서 "인형을 위한 주기율표" 과정이 끝났습니다. 결론적으로 주제별 영상을 보시고 사용방법에 대한 질문을 부탁드립니다. 주기율표 Mendeleev, 당신이 더 이해하기 쉬워졌습니다. 우리는 당신에게 무엇을 공부해야하는지 상기시켜줍니다 새로운 물품혼자가 아니라 경험 많은 멘토의 도움으로 항상 더 효과적입니다. 그렇기 때문에 기꺼이 지식과 경험을 공유할 사람들을 잊지 말아야 합니다.