Element adları olmayan periyodik tablo. D.I. Mendeleev'in kimyasal elementlerin periyodik tablosu

Doğada birçok tekrarlanan dizi vardır:

Mevsimler;
Günün Zamanları;
haftanın günleri…

19. yüzyılın ortalarında D.I. Mendeleev, elementlerin kimyasal özelliklerinin de belirli bir sıraya sahip olduğunu fark etti (bu fikrin ona bir rüyada geldiğini söylüyorlar). Bilim insanının muhteşem hayallerinin sonucu Periyodik Tablo oldu kimyasal elementler, burada D.I. Mendeleev kimyasal elementleri artan atom kütlesine göre sıraladı. Modern tabloda, kimyasal elementler, elementin atom numarasına (bir atomun çekirdeğindeki proton sayısı) göre artan sırada düzenlenmiştir.

Atom numarası, bir kimyasal elementin sembolünün üzerinde gösterilir, sembolün altında atom kütlesi (proton ve nötronların toplamı) gösterilir. Bazı elementlerin atom kütlesinin tam sayı olmadığını lütfen unutmayın! İzotopları hatırlayın! Atom kütlesi, doğada doğal koşullar altında bulunan bir elementin tüm izotoplarının ağırlıklı ortalamasıdır.

Tablonun altında lantanitler ve aktinitlerdir.

Metaller, metal olmayanlar, metaloidler

Periyodik Tabloda Bor (B) ile başlayan ve polonyum (Po) ile biten basamaklı çapraz çizginin solunda yer alır (germanyum (Ge) ve antimon (Sb hariç). Metallerin en çok yer kapladığını görmek kolaydır. Periyodik Tablonun Metallerin temel özellikleri: sert (cıva hariç); parlak; iyi elektrik ve termal iletkenler; plastik; dövülebilir; elektronları kolayca verir.

B-Po basamaklı köşegeninin sağında yer alan elemanlara ne ad verilir? metal olmayanlar. Metal olmayanların özellikleri metallerinkinin tam tersidir: zayıf ısı ve elektrik iletkenleri; kırılgan; dövülemez; plastik olmayan; genellikle elektronları kabul eder.

Metaloidler

Metaller ve metal olmayanlar arasında yarı metaller(metaloidler). Hem metallerin hem de metal olmayanların özellikleriyle karakterize edilirler. Yarı metaller endüstrideki ana uygulamalarını yarı iletkenlerin üretiminde bulmuşlardır; bunlar olmadan tek bir modern mikro devre veya mikro işlemci düşünülemez.

Dönemler ve gruplar

Yukarıda belirtildiği gibi periyodik tablo yedi dönemden oluşur. Her periyotta elementlerin atom sayıları soldan sağa doğru artar.

Elementlerin özellikleri periyodik olarak sırayla değişir: böylece üçüncü periyodun başında bulunan sodyum (Na) ve magnezyum (Mg) elektron verir (Na bir elektron verir: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg verir) iki elektron kadar: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ancak periyodun sonunda bulunan klor (Cl) bir element alır: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Gruplarda ise tam tersine tüm elementler aynı özelliklere sahiptir. Örneğin IA(1) grubunda lityumdan (Li) fransiyuma (Fr) kadar tüm elementler bir elektron verir. Ve VIIA(17) grubunun tüm elemanları bir element alır.

Bazı gruplar o kadar önemlidir ki onlara özel isimler verilmiştir. Bu gruplar aşağıda tartışılmaktadır.

Grup IA(1). Bu grubun elementlerinin atomlarının dış elektron katmanında yalnızca bir elektronu vardır, dolayısıyla kolayca bir elektrondan vazgeçebilirler.

En önemli alkali metaller, insan yaşamında önemli bir rol oynadıkları ve tuzların bir parçası oldukları için sodyum (Na) ve potasyumdur (K).

Elektronik konfigürasyonlar:

Li- 1s 2 2s 1;
Hayır- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
k- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Grup IIA(2). Bu grubun elementlerinin atomlarının dış elektron katmanında iki elektronu vardır ve bunlar da sırasında bağış yapar. kimyasal reaksiyonlar. En önemli unsur- kalsiyum (Ca) kemiklerin ve dişlerin temelidir.

Elektronik konfigürasyonlar:

Olmak- 1s 2 2s 2;
Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
CA- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Grup VIIA(17). Bu grubun elementlerinin atomlarının her biri genellikle birer elektron alır, çünkü Dış elektronik katmanda beş element vardır ve "tam set"te bir elektron eksiktir.

Bu grubun en iyi bilinen elementleri: klor (Cl) - tuzun ve ağartıcının bir parçasıdır; İyot (I), insan tiroid bezinin aktivitesinde önemli rol oynayan bir elementtir.

Elektronik konfigürasyon:

F- 1s 2 2s 2 2p 5;
Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
kardeşim- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Grup VIII(18). Bu grubun elementlerinin atomları tamamen “tam” bir dış elektron katmanına sahiptir. Bu nedenle elektron kabul etmelerine “gerek yok”. Ve onları vermek “istemiyorlar”. Dolayısıyla bu grubun elementleri kimyasal reaksiyonlara girme konusunda oldukça isteksizdir. Uzun zamandır hiç tepki vermediklerine inanılıyordu (bu nedenle adı "inert", yani "aktif değil"). Ancak kimyager Neil Bartlett, bu gazlardan bazılarının belirli koşullar altında hâlâ diğer elementlerle reaksiyona girebildiğini keşfetti.

Elektronik konfigürasyonlar:

Hayır- 1s 2 2s 2 2p 6;
Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6;
Kr.- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Gruplardaki değerlik öğeleri

Her gruptaki elementlerin değerlik elektronları (dış enerji seviyesinde bulunan s ve p yörüngelerinin elektronları) bakımından birbirine benzer olduğunu fark etmek kolaydır.

Alkali metallerin 1 değerlik elektronu vardır:

Li- 1s 2 2s 1;
Hayır- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
k- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Alkali toprak metallerin 2 değerlik elektronu vardır:

Olmak- 1s 2 2s 2;
Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
CA- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Halojenlerin 7 değerlik elektronu vardır:

F- 1s 2 2s 2 2p 5;
Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
kardeşim- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

İnert gazların 8 değerlik elektronu vardır:

Hayır- 1s 2 2s 2 2p 6;
Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6;
Kr.- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Daha fazla bilgi için Değerlik ve Kimyasal Element Atomlarının Döneme Göre Elektronik Konfigürasyonları Tablosu makalesine bakın.

Şimdi dikkatimizi sembollü gruplar halinde yer alan elementlere çevirelim. İÇİNDE. Periyodik tablonun merkezinde bulunurlar ve denir geçiş metalleri.

Bu elementlerin ayırt edici bir özelliği, dolduran elektron atomlarındaki varlığıdır. d-orbitalleri:

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

Ana masadan ayrı olarak yerleştirilmiştir lantanitler Ve aktinit- bunlar sözde iç geçiş metalleri. Bu elementlerin atomlarında elektronlar doldurulur f-orbitaller:

Ce- 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 ;
Bu- 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

Kimyasal element, basit bir maddenin atomlarının bir koleksiyonunu, yani daha basit (moleküllerinin yapısına göre) bileşenlere bölünemeyen bir maddeyi tanımlayan kolektif bir terimdir. Bir parça saf demir verildiğini ve kimyagerlerin icat ettiği herhangi bir cihaz veya yöntemi kullanarak onu varsayımsal bileşenlerine ayırmasının istendiğini hayal edin. Ancak hiçbir şey yapamazsınız; demir asla daha basit bir şeye bölünmez. Basit bir madde olan demir, Fe kimyasal elementine karşılık gelir.

Teorik tanım

Yukarıda belirtilen deneysel gerçek, aşağıdaki tanım kullanılarak açıklanabilir: Bir kimyasal element, karşılık gelen basit maddenin, yani aynı türden atomların atomlarının (moleküllerin değil!) soyut bir koleksiyonudur. Yukarıda bahsedilen saf demir parçasındaki atomların her birine ayrı ayrı bakmanın bir yolu olsaydı, o zaman bunların hepsi demir atomu olurdu. Bunun aksine, demir oksit gibi bir kimyasal bileşik her zaman en az iki tane içerir. çeşitli türler atomlar: demir atomları ve oksijen atomları.

Bilmeniz gereken terimler

Atom kütlesi: Bir kimyasal elementin atomunu oluşturan proton, nötron ve elektronların kütlesi.

Atomik numara: Bir elementin atomunun çekirdeğindeki proton sayısı.

Kimyasal sembol: harf veya çift Latin harfleri, bu elemanın tanımını temsil eder.

Kimyasal bileşik: İki veya daha fazla kimyasal elementin belli bir oranda bir araya gelmesinden oluşan madde.

Metal: Diğer elementlerle kimyasal tepkimelerde elektronlarını kaybeden element.

Metaloid: Bazen metal, bazen de ametal olarak reaksiyona giren element.

Metal olmayan: Diğer elementlerle kimyasal reaksiyonlarda elektron kazanmayı amaçlayan bir element.

Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu: Kimyasal elementleri atom numaralarına göre sınıflandıran bir sistem.

Sentetik eleman: Laboratuvarda yapay olarak üretilen ve genellikle doğada bulunmayan şey.

Doğal ve sentetik elementler

Doksan iki kimyasal element Dünya'da doğal olarak bulunur. Geri kalanı laboratuvarlarda yapay olarak elde edildi. Sentetik bir kimyasal element tipik olarak parçacık hızlandırıcılardaki (elektronlar ve protonlar gibi atom altı parçacıkların hızını arttırmak için kullanılan cihazlar) veya nükleer reaktörlerdeki (nükleer reaksiyonlar tarafından salınan enerjiyi kontrol etmek için kullanılan cihazlar) nükleer reaksiyonların ürünüdür. Atom numarası 43 olan ilk sentetik element, 1937'de İtalyan fizikçiler C. Perrier ve E. Segre tarafından keşfedilen teknetyumdu. Teknesyum ve prometyum dışında tüm sentetik elementlerin çekirdeği uranyumdan daha büyüktür. Adını alan son sentetik kimyasal element karaciğermoryumdur (116) ve ondan önce de flerovyumdur (114).

İki düzine ortak ve önemli unsur

İsim	Sembol	Tüm atomların yüzdesi *				Kimyasal elementlerin özellikleri (normal oda koşullarında)
İsim	Sembol	Evrende	Yer kabuğunda	Deniz suyunda	İnsan vücudunda	Kimyasal elementlerin özellikleri (normal oda koşullarında)
Alüminyum	Al	-	6,3	-	-	Hafif, gümüş metal
Kalsiyum	CA	-	2,1	-	0,02	Doğal minerallerde, kabuklarda, kemiklerde bulunur
Karbon	İLE	-	-	-	10,7	Tüm canlı organizmaların temeli
Klor	Cl	-	-	0,3	-	Zehirli gaz
Bakır	Cu	-	-	-	-	Yalnızca kırmızı metal
Altın	Au	-	-	-	-	Yalnızca sarı metal
Helyum	O	7,1	-	-	-	Çok hafif gaz
Hidrojen	N	92,8	2,9	66,2	60,6	Tüm unsurların en hafifi; gaz
İyot	BEN	-	-	-	-	Metal olmayan; antiseptik olarak kullanılır
Ütü	Fe	-	2,1	-	-	Manyetik metal; demir ve çelik üretiminde kullanılır
Yol göstermek	kurşun	-	-	-	-	Yumuşak, ağır metal
Magnezyum	Mg	-	2,0	-	-	Çok hafif metal
Merkür	Hg	-	-	-	-	Sıvı metal; iki sıvı elementten biri
Nikel	Ni	-	-	-	-	Korozyona dayanıklı metal; madeni paralarda kullanılır
Azot	N	-	-	-	2,4	Havanın ana bileşeni olan gaz
Oksijen	HAKKINDA	-	60,1	33,1	25,7	Gaz, ikinci önemli olan hava bileşeni
Fosfor	R	-	-	-	0,1	Metal olmayan; bitkiler için önemli
Potasyum	İLE	-	1.1	-	-	Metal; bitkiler için önemli; genellikle "potas" denir

* Değer belirtilmezse öğe yüzde 0,1'den azdır.

Madde oluşumunun temel nedeni olarak Büyük Patlama

Evrendeki ilk kimyasal element hangisiydi? Bilim insanları bu sorunun cevabının yıldızlarda ve yıldızların oluşma süreçlerinde yattığına inanıyor. Evrenin 12 ila 15 milyar yıl önce bir noktada ortaya çıktığına inanılıyor. Bu ana kadar enerji dışında var olan hiçbir şey düşünülmemektedir. Ancak bu enerjiyi büyük bir patlamaya (sözde Büyük Patlama) dönüştüren bir şey oldu. Büyük Patlama'dan sonraki saniyelerde madde oluşmaya başladı.

Maddenin ortaya çıkan ilk basit biçimleri protonlar ve elektronlardı. Bazıları birleşerek hidrojen atomlarını oluşturur. İkincisi bir proton ve bir elektrondan oluşur; var olabilecek en basit atomdur.

Yavaş yavaş, uzun süreler boyunca, hidrojen atomları uzayın belirli alanlarında bir araya gelerek yoğun bulutlar oluşturmaya başladı. Bu bulutlardaki hidrojen, yerçekimi kuvvetleri tarafından kompakt oluşumlara çekildi. Sonunda bu hidrojen bulutları yıldızları oluşturacak kadar yoğunlaştı.

Yeni elementlerin kimyasal reaktörleri olarak yıldızlar

Bir yıldız, nükleer reaksiyonlardan enerji üreten bir madde kütlesidir. Bu reaksiyonlardan en yaygın olanı, dört hidrojen atomunun bir helyum atomu oluşturmasını içerir. Yıldızlar oluşmaya başladıktan sonra helyum Evrende ortaya çıkan ikinci element oldu.

Yıldızlar yaşlandıkça hidrojen-helyum nükleer reaksiyonlarından diğer türlere geçerler. İçlerinde helyum atomları karbon atomları oluşturur. Daha sonra karbon atomları oksijen, neon, sodyum ve magnezyumu oluşturur. Daha sonra neon ve oksijen birbirleriyle birleşerek magnezyum oluşturur. Bu reaksiyonlar devam ettikçe giderek daha fazla kimyasal element oluşur.

Kimyasal elementlerin ilk sistemleri

200 yıldan fazla bir süre önce kimyagerler bunları sınıflandırmanın yollarını aramaya başladı. On dokuzuncu yüzyılın ortalarında yaklaşık 50 kimyasal element biliniyordu. Kimyagerlerin çözmeye çalıştığı sorulardan biri. özetlemek gerekirse: bir kimyasal element diğer elementlerden tamamen farklı bir madde midir? Veya bazı unsurlar başkalarıyla bir şekilde bağlantılı mı? Bunları birleştiren genel bir yasa var mı?

Kimyagerler önerdi çeşitli sistemler kimyasal elementler. Örneğin, 1815'te İngiliz kimyager William Prout, eğer birliğe eşit alırsak, tüm elementlerin atom kütlelerinin hidrojen atomunun kütlesinin katları olduğunu, yani tamsayı olmaları gerektiğini öne sürdü. O zamanlar pek çok elementin atomik kütleleri J. Dalton tarafından hidrojenin kütlesine göre hesaplanmıştı. Ancak karbon, nitrojen ve oksijen için durum yaklaşık olarak buysa, 35,5 kütleli klor bu şemaya uymuyordu.

Alman kimyager Johann Wolfgang Dobereiner (1780 – 1849), 1829'da halojen grubu olarak adlandırılan üç elementin (klor, brom ve iyot) bağıl atom kütlelerine göre sınıflandırılabileceğini gösterdi. Bromun atom ağırlığının (79,9), klor (35,5) ve iyotun (127) atom ağırlıklarının neredeyse tam olarak ortalaması olduğu, yani 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (79,9'a yakın) olduğu ortaya çıktı. Bu, kimyasal element gruplarından birini oluşturmaya yönelik ilk yaklaşımdı. Dobereiner böyle iki element üçlüsü daha keşfetti, ancak genel bir periyodik yasa formüle edemedi.

Kimyasal elementlerin periyodik tablosu nasıl ortaya çıktı?

Erken sınıflandırma şemalarının çoğu pek başarılı değildi. Daha sonra, 1869 civarında, neredeyse aynı keşif iki kimyager tarafından hemen hemen aynı anda yapıldı. Rus kimyager Dmitri Mendeleev (1834-1907) ve Alman kimyager Julius Lothar Meyer (1830-1895), benzer fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip elementleri düzenli bir grup, seri ve periyot sistemi halinde düzenlemeyi önerdiler. Aynı zamanda Mendeleev ve Meyer, kimyasal elementlerin özelliklerinin atom ağırlıklarına bağlı olarak periyodik olarak tekrarlandığına dikkat çekti.

Bugün Mendeleev genellikle kaşif olarak kabul ediliyor periyodik kanunÇünkü Meyer'in atmadığı bir adımı attı. Periyodik tabloda tüm elementler sıralandığında bazı boşluklar ortaya çıktı. Mendeleev buraların henüz keşfedilmemiş elementlerin bulunduğu yerler olduğunu öngördü.

Ancak daha da ileri gitti. Mendeleev henüz keşfedilmemiş bu elementlerin özelliklerini tahmin etti. Periyodik tablonun neresinde olduklarını biliyordu, dolayısıyla özelliklerini tahmin edebiliyordu. Mendeleev'in öngördüğü her kimyasal elementin (galyum, skandiyum ve germanyum) periyodik yasasını yayınlamasından on yıldan kısa bir süre sonra keşfedilmesi dikkat çekicidir.

Periyodik tablonun kısa formu

Periyodik tablonun grafik gösterimi için farklı bilim adamları tarafından kaç seçeneğin önerildiği sayılmaya çalışıldı. 500'den fazla olduğu ortaya çıktı. Üstelik toplam seçenek sayısının% 80'i tablo, geri kalanı ise geometrik şekiller, matematiksel eğriler vb. Sonuç olarak pratik kullanım dört tür masa buldu: kısa, yarı uzun, uzun ve merdivenli (piramidal). İkincisi, büyük fizikçi N. Bohr tarafından önerildi.

Aşağıdaki resim kısa formu göstermektedir.

İçinde kimyasal elementler atom numaralarına göre soldan sağa ve yukarıdan aşağıya artan sırada düzenlenmiştir. Böylece periyodik tablonun ilk kimyasal elementi olan hidrojen atom numarası 1'e sahiptir çünkü hidrojen atomlarının çekirdekleri bir ve yalnızca bir proton içerir. Benzer şekilde, tüm oksijen atomlarının çekirdekleri 8 proton içerdiğinden oksijenin atom numarası 8'dir (aşağıdaki şekle bakınız).

Periyodik sistemin ana yapısal parçaları periyotlar ve element gruplarıdır. Altı periyotta tüm hücreler doldurulur, yedincisi henüz tamamlanmamıştır (113, 115, 117 ve 118. elementler laboratuvarlarda sentezlenmiş olmasına rağmen henüz resmi olarak tescil edilmemiştir ve isimleri yoktur).

Gruplar ana (A) ve ikincil (B) alt gruplara ayrılır. Her biri bir satır içeren ilk üç periyodun elemanları yalnızca A alt gruplarına dahil edilir. Geriye kalan dört periyot ise iki satırdan oluşmaktadır.

Aynı gruptaki kimyasal elementler benzer kimyasal özelliklere sahip olma eğilimindedir. Bu nedenle, birinci grup alkali metallerden, ikinci grup ise toprak alkali metallerden oluşur. Aynı periyotta bulunan elementlerin özellikleri yavaş yavaş değişir. alkali metal soylu bir gaza. Aşağıdaki şekil özelliklerden birinin nasıl olduğunu göstermektedir - atom yarıçapı- için değişiklikler bireysel unsurlar masada.

Periyodik tablonun uzun periyot formu

Aşağıdaki şekilde gösterilmiştir ve satırlar ve sütunlar olmak üzere iki yöne bölünmüştür. Kısa formda olduğu gibi yedi nokta satırı ve grup veya aile adı verilen 18 sütun vardır. Aslında grup sayısının kısa formda 8'den uzun formda 18'e çıkması, tüm elemanların 4'üncüden başlayarak periyotlara iki değil tek satıra yerleştirilmesiyle elde ediliyor.

İki farklı sistemler Numaralandırma, tablonun üst kısmında gösterildiği gibi gruplar için kullanılır. Romen rakamı sistemi (IA, IIA, IIB, IVB, vb.) geleneksel olarak Amerika Birleşik Devletleri'nde popülerdir. Başka bir sistem (1, 2, 3, 4 vb.) Avrupa'da geleneksel olarak kullanılmaktadır ve birkaç yıl önce ABD'de kullanılması önerilmiştir.

Periyodik tabloların yukarıdaki şekillerdeki görünümü, yayınlanmış herhangi bir tabloda olduğu gibi biraz yanıltıcıdır. Bunun nedeni tabloların alt kısmında gösterilen iki öğe grubunun aslında bunların içinde yer alması gerektiğidir. Örneğin lantanitler baryum (56) ve hafniyum (72) arasındaki 6. periyoda aittir. Ek olarak aktinitlerin radyum (88) ile rutherfordiyum (104) arasındaki 7. periyoda ait olduğu bilinmektedir. Bir masaya yerleştirilselerdi, bir kağıt parçasına veya bir duvar tablosuna sığamayacak kadar geniş olurdu. Bu nedenle bu elemanların tablonun altına yerleştirilmesi gelenekseldir.

Okula giden herkes zorunlu derslerden birinin kimya olduğunu hatırlar. Ondan hoşlanabilirsin ya da hoşlanmayabilirsin; önemli değil. Ve bu disiplindeki bilgilerin çoğunun zaten unutulmuş olması ve hayatta kullanılmaması muhtemeldir. Ancak herkes muhtemelen D.I. Mendeleev'in kimyasal elementler tablosunu hatırlıyordur. Birçoğu için, her kareye kimyasal elementlerin adlarını gösteren belirli harflerin yazıldığı çok renkli bir tablo olarak kaldı. Ancak burada kimyadan bu şekilde bahsetmeyeceğiz ve yüzlerce kimyasal reaksiyonu ve süreci anlatacağız, ancak size periyodik tablonun ilk etapta nasıl ortaya çıktığını anlatacağız - bu hikaye herhangi bir kişi ve aslında herkes için ilginç olacaktır. ilginç ve yararlı bilgilere açlar.

Biraz arka plan

1668'de, İrlandalı seçkin kimyager, fizikçi ve ilahiyatçı Robert Boyle, simyayla ilgili birçok efsanenin çürütüldüğü ve ayrışamayan kimyasal elementlerin araştırılmasının gerekliliğini tartıştığı bir kitap yayınladı. Bilim insanı bunların sadece 15 elementten oluşan bir listesini de verdi ancak daha fazla element olabileceği fikrini de kabul etti. Bu sadece yeni unsurların araştırılmasında değil, aynı zamanda bunların sistemleştirilmesinde de başlangıç noktası oldu.

Yüz yıl sonra Fransız kimyager Antoine Lavoisier, halihazırda 35 elementi içeren yeni bir liste hazırladı. Bunlardan 23'ünün daha sonra ayrıştırılamaz olduğu ortaya çıktı. Ancak dünya çapındaki bilim adamları tarafından yeni element arayışı devam etti. VE ana rolÜnlü Rus kimyager Dmitry Ivanovich Mendeleev bu süreçte rol oynadı; elementlerin atom kütlesi ile sistemdeki konumları arasında bir ilişki olabileceği hipotezini ilk ortaya atan kişi oydu.

Özenli çalışma ve kimyasal elementlerin karşılaştırılması sayesinde Mendeleev, elementler arasında bir olabilecekleri ve özelliklerinin kesin olarak kabul edilmediği, periyodik olarak tekrarlanan bir olguyu temsil ettiği elementler arasındaki bağlantıyı keşfetmeyi başardı. Sonuç olarak, Şubat 1869'da Mendeleev ilk periyodik yasayı formüle etti ve Mart ayında kimya tarihçisi N. A. Menshutkin tarafından "Özelliklerin elementlerin atom ağırlığı ile ilişkisi" raporu Rus Kimya Derneği'ne sunuldu. Daha sonra aynı yıl Mendeleev'in yayını Almanya'daki "Zeitschrift fur Chemie" dergisinde yayınlandı ve 1871'de başka bir Alman dergisi "Annalen der Chemie" bilim adamının keşfine adanmış yeni ve kapsamlı bir yayınını yayınladı.

Periyodik tablonun oluşturulması

1869'a gelindiğinde ana fikir Mendeleev tarafından oldukça kısa bir sürede oluşturulmuştu, ancak uzun bir süre onu neyin ne olduğunu açıkça gösterecek düzenli bir sistem halinde resmileştiremedi. Meslektaşı A.A. Inostrantsev ile yaptığı görüşmelerden birinde, her şeyin kafasında zaten çözüldüğünü ancak her şeyi masaya koyamadığını bile söyledi. Mendeleev'in biyografi yazarlarına göre bundan sonra başladı. özenli çalışmaÜç gün boyunca uyku molası vermeden masasının başında oturdu. Elementleri bir tablo halinde organize etmek için her türlü yolu denediler ve o zamanlar bilimin henüz tüm kimyasal elementler hakkında bilgi sahibi olmaması nedeniyle iş karmaşıklaştı. Ancak buna rağmen yine de tablo oluşturuldu ve unsurlar sistemleştirildi.

Mendeleev'in rüyasının efsanesi

Birçoğu D.I. Mendeleev'in masasıyla ilgili hayalini kurduğu hikayeyi duydu. Bu versiyon, yukarıda adı geçen Mendeleev'in ortağı A. A. Inostrantsev tarafından aktif olarak dağıtıldı. Komik hikayeöğrencilerini eğlendiriyordu. Dmitry Ivanovich'in yatağa gittiğini ve bir rüyada tüm kimyasal elementlerin doğru sırayla düzenlendiği masasını açıkça gördüğünü söyledi. Bundan sonra öğrenciler 40° votkanın da aynı şekilde keşfedildiğine dair şaka bile yaptılar. Ancak uykulu hikayenin hâlâ gerçek önkoşulları vardı: Daha önce de belirtildiği gibi, Mendeleev uykusuz ve dinlenmeden masada çalışıyordu ve Inostrantsev bir keresinde onu yorgun ve bitkin bulmuştu. Mendeleev gün içinde kısa bir dinlenmeye karar verdi ve bir süre sonra aniden uyandı, hemen bir kağıt parçası aldı ve üzerine hazır bir masa çizdi. Ancak bilim adamının kendisi tüm bu hikayeyi bir rüyayla çürüttü ve şöyle dedi: "Belki de yirmi yıldır bunu düşünüyordum ve sen şöyle düşünüyorsun: Oturuyordum ve aniden... hazır oldu." Yani rüyanın efsanesi çok çekici olabilir ama masanın yaratılması ancak sıkı çalışmayla mümkün olmuştur.

Daha fazla çalışma

1869 ile 1871 yılları arasında Mendeleev, bilim camiasının yöneldiği periyodiklik fikirlerini geliştirdi. Bu sürecin önemli aşamalarından biri de sistemdeki herhangi bir öğenin, diğer öğelerin özellikleriyle karşılaştırmalı olarak özelliklerinin bütünlüğüne dayanarak sahip olması gerektiğinin anlaşılmasıydı. Buna dayanarak ve aynı zamanda cam oluşturucu oksitlerdeki değişikliklere ilişkin araştırma sonuçlarına da dayanarak kimyager, uranyum, indiyum, berilyum ve diğerleri de dahil olmak üzere bazı elementlerin atom kütlelerinin değerlerinde düzeltmeler yapabildi.

Mendeleev elbette tabloda kalan boş hücreleri hızla doldurmak istiyordu ve 1870'de atom kütlelerini ve özelliklerini hesaplayabildiği, bilim tarafından bilinmeyen kimyasal elementlerin yakında keşfedileceğini öngördü. Bunlardan ilki galyum (1875'te keşfedildi), skandiyum (1879'da keşfedildi) ve germanyum (1885'te keşfedildi) idi. Daha sonra tahminler gerçekleşmeye devam etti ve sekiz yeni element daha keşfedildi: polonyum (1898), renyum (1925), teknetyum (1937), francium (1939) ve astatin (1942-1943). Bu arada, 1900 yılında D.I. Mendeleev ve İskoç kimyager William Ramsay, tablonun sıfır grup elemanlarını da içermesi gerektiği sonucuna vardılar - 1962'ye kadar bunlara inert gazlar ve bundan sonra soy gazlar deniyordu.

Periyodik tablonun organizasyonu

D.I. Mendeleev'in tablosundaki kimyasal elementler kütlelerindeki artışa göre sıralar halinde düzenlenmiş ve sıraların uzunluğu, içindeki elementlerin benzer özelliklere sahip olması için seçilmiştir. Örneğin radon, ksenon, kripton, argon, neon ve helyum gibi soy gazların diğer elementlerle reaksiyona girmesi zordur ve ayrıca kimyasal reaktiviteleri düşüktür, bu nedenle en sağdaki sütunda yer alırlar. Ve sol sütundaki elementler (potasyum, sodyum, lityum vb.) diğer elementlerle iyi reaksiyona girer ve reaksiyonların kendisi patlayıcıdır. Basitçe söylemek gerekirse, her sütundaki öğeler, bir sütundan diğerine değişen benzer özelliklere sahiptir. 92 numaraya kadar olan tüm elementler doğada bulunur ve 93 numaradan sadece laboratuvar koşullarında oluşturulabilen yapay elementler başlar.

Orijinal halinde periyodik sistem yalnızca doğada var olan düzenin bir yansıması olarak anlaşılıyordu ve her şeyin neden bu şekilde olması gerektiğine dair bir açıklama yoktu. Ve sadece ortaya çıktığında Kuantum mekaniği tablodaki öğelerin sırasının gerçek anlamı netleşti.

Yaratıcı süreçteki dersler

D. I. Mendeleev'in periyodik tablonun yaratılışının tüm geçmişinden yaratıcı süreçten hangi derslerin çıkarılabileceğinden bahsederken, bu alandaki bir İngiliz araştırmacının fikirlerini örnek olarak verebiliriz. Yaratıcı düşünce Graham Wallace ve Fransız bilim adamı Henri Poincaré. Bunları kısaca verelim.

Poincaré (1908) ve Graham Wallace'ın (1926) çalışmalarına göre yaratıcı düşünmenin dört ana aşaması vardır:

Hazırlık– ana sorunu formüle etme aşaması ve onu çözmeye yönelik ilk girişimler;
Kuluçka– süreçten geçici olarak uzaklaşmanın olduğu ancak soruna çözüm bulma çalışmasının bilinçaltı düzeyde yürütüldüğü aşama;
İç yüzü– Sezgisel çözümün bulunduğu aşama. Üstelik bu çözüm, sorunla tamamen ilgisi olmayan bir durumda da bulunabilir;
Sınav– bu çözümün test edildiği ve olası daha fazla geliştirildiği bir çözümün test edilmesi ve uygulanması aşaması.

Gördüğümüz gibi Mendeleev tablosunu oluşturma sürecinde sezgisel olarak tam olarak bu dört aşamayı takip etti. Bunun ne kadar etkili olduğu sonuçlara göre değerlendirilebilir; tablonun oluşturulmuş olması nedeniyle. Ve yaratılışının sadece kimya bilimi için değil, aynı zamanda tüm insanlık için ileriye doğru büyük bir adım olduğu göz önüne alındığında, yukarıdaki dört aşama hem uygulamaya hem de uygulamaya uygulanabilir. küçük projeler ve küresel planların uygulanmasına. Unutulmaması gereken en önemli şey, rüyada görmeyi ne kadar istesek de, ne kadar uyursak uyuyalım, hiçbir keşfin, hiçbir soruna tek bir çözümün tek başına bulunamayacağıdır. Bir şeyin işe yaraması için, ister kimyasal elementlerden oluşan bir tablo oluşturmak ister yeni bir pazarlama planı geliştirmek olsun, belirli bilgi ve becerilere sahip olmanızın yanı sıra potansiyelinizi ustaca kullanmanız ve çok çalışmanız gerekir.

Çabalarınızda başarılar ve planlarınızın başarılı bir şekilde uygulanmasını dileriz!

Periyodik yasanın formülasyonunu bilen ve D.I. Mendeleev'in periyodik element sistemini kullanan kişi, herhangi bir kimyasal elementi ve onun bileşiklerini karakterize edebilir. Bir kimyasal elementin böyle bir özelliğini plana göre bir araya getirmek uygundur.

I. Bir kimyasal elementin sembolü ve adı.

II. Bir kimyasal elementin periyodik element tablosundaki konumu D.I. Mendeleev:

seri numarası;
dönem numarası;
grup numarası;
alt grup (ana veya ikincil).

III. Kimyasal bir elementin atomunun yapısı:

bir atomun çekirdeğinin yükü;
bir kimyasal elementin bağıl atom kütlesi;
proton sayısı;
elektron sayısı;
nötron sayısı;
Bir atomdaki elektronik seviye sayısı.

IV. Bir atomun elektronik ve elektron-grafik formülleri, değerlik elektronları.

V. Kimyasal elementin türü (metal veya metal olmayan, s-, p-, d- veya f-element).

VI. Bir kimyasal elementin en yüksek oksit ve hidroksit formülleri, özelliklerinin özellikleri (bazik, asidik veya amfoterik).

VII. Bir kimyasal elementin metalik veya metalik olmayan özelliklerinin periyot ve alt gruplara göre komşu elementlerin özellikleriyle karşılaştırılması.

VIII. Bir atomun maksimum ve minimum oksidasyon durumu.

Örneğin, seri numarası 15 olan bir kimyasal elementin ve bileşiklerinin, D.I. Mendeleev'in periyodik element tablosundaki konumlarına ve atomun yapısına göre bir tanımını sunacağız.

I. D.I. Mendeleev'in tablosunda kimyasal element sayısını içeren bir hücre buluyoruz, sembolünü ve adını yazıyoruz.

15 numaralı kimyasal element Fosfordur. Sembolü R'dir.

II. D.I. Mendeleev'in tablosundaki öğenin konumunu (dönem numarası, grup, alt grup türü) karakterize edelim.

Fosfor V. grubun ana alt grubunda 3. periyotta yer alır.

III. biz sağlayacağız Genel özellikleri bir kimyasal elementin atomunun bileşimi (nükleer yük, atom kütlesi, proton sayısı, nötron, elektron ve elektronik seviyeler).

Fosfor atomunun nükleer yükü +15'tir. Fosforun bağıl atom kütlesi 31'dir. Bir atomun çekirdeği 15 proton ve 16 nötron içerir (31 - 15 = 16). Fosfor atomunun 15 elektron içeren üç enerji seviyesi vardır.

IV. Değerlik elektronlarını işaretleyerek atomun elektronik ve elektron-grafik formüllerini oluşturuyoruz.

Fosfor atomunun elektronik formülü şöyledir: 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3.

Fosfor atomunun dış seviyesi için elektron-grafik formül: üçüncü enerji seviyesinde, 3s alt seviyesinde iki elektron vardır (bir hücrede zıt yönde iki ok yazılmıştır), üç p-alt seviyesinde üç tane vardır elektronlar (aynı yöne sahip üç hücre okunun her birine bir tane yazılmıştır).

Değerlik elektronları dış seviyedeki elektronlardır, yani. 3s2 3p3 elektronları.

V. Kimyasal elementin türünü belirleyin (metal veya metal olmayan, s-, p-, d-veya f-element).

Fosfor metal olmayan bir maddedir. Fosfor atomunun elektronlarla dolu olan son alt düzeyi p-alt düzeyi olduğundan, Fosfor, p-elementleri ailesine aittir.

VI. Fosforun daha yüksek oksit ve hidroksit formüllerini oluşturuyoruz ve özelliklerini (bazik, asidik veya amfoterik) karakterize ediyoruz.

Daha yüksek fosfor oksit P 2 O 5, asidik bir oksidin özelliklerini sergiler. Daha yüksek oksit olan H3P04'e karşılık gelen hidroksit, bir asidin özelliklerini sergiler. Bu özellikleri kimyasal reaksiyon türlerinin denklemleriyle doğrulayalım:

P 2 Ö 5 + 3 Na 2 Ö = 2Na 3 PO 4

H3P04 + 3NaOH = Na3P04 + 3H20

VII. Fosforun metalik olmayan özelliklerini periyot ve alt gruba göre komşu elementlerin özellikleriyle karşılaştıralım.

Fosforun alt grup komşusu nitrojendir. Fosforun dönem komşuları silikon ve kükürttür. Ana alt gruplardaki kimyasal elementlerin atomlarının metalik olmayan özellikleri, atom numarasının artmasıyla birlikte periyotlarda artar ve gruplarda azalır. Bu nedenle fosforun metalik olmayan özellikleri silikonunkinden daha belirgin, nitrojen ve kükürtünkinden daha az belirgindir.

VIII. Fosfor atomunun maksimum ve minimum oksidasyon durumunu belirleriz.

Ana alt grupların kimyasal elementleri için maksimum pozitif oksidasyon durumu, grup numarasına eşittir. Fosfor beşinci grubun ana alt grubunda yer alır, dolayısıyla fosforun maksimum oksidasyon durumu +5'tir.

Çoğu durumda ametaller için minimum oksidasyon durumu, grup numarası ile sekiz sayısı arasındaki farktır. Dolayısıyla fosforun minimum oksidasyon durumu -3'tür.

Periyodik tablo nasıl kullanılır Deneyimsiz bir kişi için periyodik tabloyu okumak, bir cücenin elflerin eski rünlerine bakmasıyla aynıdır. Bu arada periyodik tablo, eğer doğru kullanılırsa, dünya hakkında çok şey anlatabilir. Sınavda size iyi hizmet vermesinin yanı sıra, çok sayıda kimyasal ve fiziksel problemin çözümünde de yeri doldurulamaz. Ama nasıl okunmalı? Neyse ki bugün herkes bu sanatı öğrenebilir. Bu yazımızda periyodik tabloyu nasıl anlayacağınızı anlatacağız.

Kimyasal elementlerin periyodik tablosu (Mendeleev tablosu), elementlerin çeşitli özelliklerinin atom çekirdeğinin yüküne bağımlılığını belirleyen kimyasal elementlerin bir sınıflandırmasıdır.

Tablonun yaratılış tarihi

Birisi öyle düşünüyorsa, Dmitry Ivanovich Mendeleev basit bir kimyager değildi. Kimyager, fizikçi, jeolog, metrolog, ekolojist, ekonomist, petrol işçisi, havacı, alet yapımcısı ve öğretmendi. Bilim adamı hayatı boyunca çeşitli bilgi alanlarında birçok temel araştırma yapmayı başardı. Örneğin, votkanın ideal gücünü - 40 derece - hesaplayanın Mendeleev olduğuna inanılıyor. Mendeleev'in votka hakkında ne hissettiğini bilmiyoruz, ancak "Alkolün suyla birleşimi üzerine söylem" konulu tezinin votka ile hiçbir ilgisi olmadığını ve 70 dereceden itibaren alkol konsantrasyonlarını dikkate aldığından eminiz. Bilim adamının tüm erdemleriyle birlikte, doğanın temel yasalarından biri olan kimyasal elementlerin periyodik yasasının keşfi ona en geniş şöhreti getirdi.

Bir bilim adamının rüyasında periyodik tabloyu gördüğüne dair bir efsane vardır, bundan sonra yapması gereken tek şey ortaya çıkan fikri düzeltmektir. Ama eğer her şey bu kadar basit olsaydı... Periyodik tablonun yaratılışının bu versiyonu görünüşe göre bir efsaneden başka bir şey değil. Masanın nasıl açıldığı sorulduğunda Dmitry Ivanovich'in kendisi cevap verdi: " Belki yirmi yıldır bunu düşünüyorum ama sen şöyle düşünüyorsun: Orada oturuyordum ve aniden... her şey bitti.”

On dokuzuncu yüzyılın ortalarında, bilinen kimyasal elementleri (63 element biliniyordu) düzenleme girişimleri birkaç bilim adamı tarafından paralel olarak üstlenildi. Örneğin, 1862'de Alexandre Emile Chancourtois, elemanları bir sarmal boyunca yerleştirdi ve döngüsel tekrarı fark etti. kimyasal özellikler. Kimyager ve müzisyen John Alexander Newlands, 1866'da periyodik tablonun kendi versiyonunu önerdi. İlginç bir gerçek şu ki, bilim adamı elementlerin düzeninde bir tür mistik müzik armonisi keşfetmeye çalıştı. Diğer girişimlerin yanı sıra Mendeleev'in başarı ile taçlandırılan girişimi de vardı.

1869 yılında ilk tablo diyagramı yayınlandı ve 1 Mart 1869, periyodik kanunun açıldığı gün olarak kabul ediliyor. Mendeleev'in keşfinin özü, artan atom kütlesine sahip elementlerin özelliklerinin monoton olarak değil periyodik olarak değişmesiydi. Tablonun ilk versiyonu yalnızca 63 öğe içeriyordu, ancak Mendeleev çok sayıda öğeyi üstlendi. standart dışı çözümler. Bu nedenle tabloda henüz keşfedilmemiş elementlere yer bırakılması gerektiğini ve ayrıca bazı elementlerin atom kütlelerinin de değiştirileceğini tahmin etti. Mendeleev tarafından türetilen yasanın temel doğruluğu, bilim adamı tarafından varlığı tahmin edilen galyum, skandiyum ve germanyumun keşfinden çok kısa bir süre sonra doğrulandı.

Periyodik tablonun modern görünümü

Aşağıda tablonun kendisi bulunmaktadır

Günümüzde elementleri sıralamak için atom ağırlığı (atom kütlesi) yerine atom numarası (çekirdekteki proton sayısı) kavramı kullanılmaktadır. Tablo, artan atom numarasına (proton sayısı) göre soldan sağa doğru düzenlenmiş 120 element içerir.

Tablo sütunları sözde grupları temsil eder ve satırlar dönemleri temsil eder. Tabloda 18 grup ve 8 periyot bulunmaktadır.

Elementlerin metalik özellikleri bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe azalır, ters yönde ise artar.
Periyot boyunca soldan sağa doğru gidildikçe atomların boyutları azalır.
Grupta yukarıdan aşağıya doğru ilerledikçe indirgeyici metal özellikleri artar.
Oksitleyici ve metalik olmayan özellikler, bir süre boyunca soldan sağa doğru hareket ettirildiğinde artar BEN.

Tablodan bir element hakkında ne öğreniriz? Örneğin, tablodaki üçüncü element olan lityum'u ele alalım ve onu ayrıntılı olarak ele alalım.

Öncelikle element sembolünün kendisini ve onun altında adını görüyoruz. Sol üst köşede elementin atom numarası bulunur ve elementin tabloda düzenlendiği sıraya göre. Daha önce de belirtildiği gibi atom numarası çekirdekteki proton sayısına eşittir. Pozitif protonların sayısı genellikle bir atomdaki (izotoplar hariç) negatif elektronların sayısına eşittir.

Atom kütlesi atom numarasının altında gösterilir (içinde bu seçenek tablolar). Atom kütlesini en yakın tam sayıya yuvarlarsak kütle numarası denilen şeyi elde ederiz. Kütle numarası ile atom numarası arasındaki fark çekirdekteki nötron sayısını verir. Böylece helyum çekirdeğindeki nötron sayısı iki, lityumda ise dörttür.

“Yeni Başlayanlar İçin Periyodik Tablo” kursumuz sona erdi. Sonuç olarak sizi tematik bir video izlemeye davet ediyoruz ve nasıl kullanılacağı sorusunun yanıtlanacağını umuyoruz. periyodik tablo Mendeleev, sizin için daha açık hale geldi. Size ne çalışmanız gerektiğini hatırlatıyoruz yeni öğe Tek başına değil deneyimli bir mentorun yardımıyla her zaman daha etkili olur. Bu nedenle bilgi ve tecrübelerini sizinle memnuniyetle paylaşacak olan onları asla unutmamalısınız.