Периодичен систем на хемиски елементи (периодичен систем)- класификација на хемиските елементи, утврдување на зависноста на различните својства на елементите од полнежот на атомското јадро. Системот е графички израз на периодичниот закон воспоставен од рускиот хемичар Д.И. Менделеев во 1869 година. Неговата оригинална верзија беше развиена од Д.И. Менделеев во 1869-1871 година и ја утврди зависноста на својствата на елементите од нивната атомска тежина (современа смисла, од атомската маса). Севкупно, предложени се неколку стотици опции за прикажување на периодичниот систем (аналитички криви, табели, геометриски фигури итн.). Во современата верзија на системот, се претпоставува дека елементите се сумирани во дводимензионална табела, во која секоја колона (група) ги дефинира главните физички и хемиски својства, а редовите претставуваат периоди кои до одреден степен се слични на едни со други.

Периодичен систем на хемиски елементи од Д.И. Менделеев

ПЕРИОДИ РАНГОВИ ГРУПИ ЕЛЕМЕНТИ Јас II III IV В VI VII VIII Јас 1 Х 1,00795 4,002602 хелиум II 2 Ли 6,9412 Биди 9,01218 Б 10,812 СО 12,0108 јаглерод Н 14,0067 азот О 15,9994 кислород Ф 18,99840 флуор 20,179 неонски III 3 Na 22,98977 Мг 24,305 Ал 26,98154 Си 28,086 силикон П 30,97376 фосфор С 32,06 сулфур Cl 35,453 хлор Ар 18 39,948 аргон IV 4 К 39,0983 Ca 40,08 Sc 44,9559 Ти 47,90 титаниум В 50,9415 ванадиум Кр 51,996 хром Мн 54,9380 манган Fe 55,847 железо Ко 58,9332 кобалт Ни 58,70 никел Cu 63,546 Zn 65,38 Га 69,72 Ге 72,59 германиум Како 74,9216 арсен Се 78,96 селен Бр 79,904 бром 83,80 криптон В 5 Rb 85,4678 Ср 87,62 Y 88,9059 Зр 91,22 циркониум Nb 92,9064 ниобиум Мо 95,94 молибден Tc 98,9062 технициум Ру 101,07 рутениум Rh 102,9055 родиум Pd 106,4 паладиум Аг 107,868 Cd 112,41 Во 114,82 Сн 118,69 калај Сб 121,75 антимон Те 127,60 телуриум Јас 126,9045 јод 131,30 ксенон VI 6 Cs 132,9054 Ба 137,33 Ла 138,9 Хф 178,49 хафниум Та 180,9479 тантал В 183,85 волфрам Одг 186,207 рениум Ос 190,2 осмиум Ир 192,22 иридиум Pt 195,09 платина Ов 196,9665 Хг 200,59 Тл 204,37 талиум Pb 207,2 олово Би 208,9 бизмут По 209 полониум На 210 астатин 222 радон VII 7 о 223 Ра 226,0 Ак 227 морска анемона ×× Рф 261 рутерфордиум Дб 262 дубниум Sg 266 морето Бх 269 бориум Хс 269 Хасиј Планината 268 меитнериум Дс 271 Дармштад Rg 272 Сn 285 Уут 113 284 нерасположен Uug 289 неунквадиум Уап 115 288 ununpentium Уф 116 293 unungexium Uus 117 294 ununseptium Uuо 118 295 ununoctium Ла 138,9 лантан Це 140,1 цериум Пр 140,9 прасеодимиум Нд 144,2 неодимиум ПМ 145 прометиум См 150,4 самариум ЕУ 151,9 европиум Гд 157,3 гадолиниум Тб 158,9 тербиум Дај 162,5 диспрозиум Хо 164,9 холмиум Ер 167,3 ербиум Тм 168,9 тулиум Yb 173,0 итербиум Лу 174,9 лутетиум Ак 227 актиниум Т 232,0 ториум Па 231,0 протактиниум У 238,0 Уран Нп 237 нептуниум Пу 244 плутониум Am 243 америциум Цм 247 куриум Бк 247 беркелиум Сп 251 калифорниум Ес 252 ајнштајн Fm 257 фермиум MD 258 менделевиум Бр 259 нобелиум Lr 262 Лоренсија

Откритието направено од страна на рускиот хемичар Менделеев одигра (далеку) најважна улога во развојот на науката, имено во развојот на атомско-молекуларната наука. Ова откритие овозможи да се добијат најразбирливите и најлесни за учење идеи за едноставни и сложени хемиски соединенија. Само благодарение на табелата ги имаме концептите за елементите што ги користиме во современиот свет. Во дваесеттиот век, се појавила предвидувачката улога на периодичниот систем во проценката на хемиските својства на трансураниумските елементи, прикажана од креаторот на табелата.

Развиена во 19 век, периодниот систем на Менделеев во интерес на науката за хемијата обезбеди готова систематизација на видовите атоми за развој на ФИЗИКАТА во 20 век (физика на атомот и атомското јадро). На почетокот на дваесеттиот век, физичарите, преку истражување, утврдиле дека атомскиот број (познат и како атомски број) е и мерка за електричното полнење на атомското јадро на овој елемент. И бројот на период (т.е. хоризонтална серија) го одредува бројот на електронски обвивки на атомот. Исто така, се покажа дека бројот на вертикалниот ред на табелата ја одредува квантната структура на надворешната обвивка на елементот (така, елементите од истиот ред се обврзани да имаат слични хемиски својства).

Откритието на рускиот научник означи нова ера во историјата на светската наука; ова откритие овозможи не само да се направи огромен скок во хемијата, туку беше и непроценливо за голем број други области на науката. Периодниот систем обезбеди кохерентен систем на информации за елементите, врз основа на него, стана можно да се извлечат научни заклучоци, па дури и да се предвидат некои откритија.

Периодичен систем Една од карактеристиките на периодниот систем е дека групата (колоната во табелата) има позначајни изрази на периодичниот тренд отколку за периоди или блокови. Во денешно време, теоријата на квантната механика и атомската структура ја објаснува групната суштина на елементите со фактот што тие имаат исти електронски конфигурации на валентните обвивки, и како резултат на тоа, елементите што се наоѓаат во иста колона имаат многу слични (идентични) карактеристики. на електронската конфигурација, со слични хемиски својства. Исто така, постои јасна тенденција за стабилна промена во својствата како што се зголемува атомската маса. Треба да се забележи дека во некои области на периодниот систем (на пример, во блоковите D и F), хоризонталните сличности се позабележливи од вертикалните.

Периодниот систем содржи групи на кои им се доделуваат сериски броеви од 1 до 18 (од лево кон десно), според меѓународниот систем за именување на групи. Во минатото, римските бројки се користеле за да се идентификуваат групите. Во Америка постоеше практика да се става по римскиот број, буквата „А“ кога групата се наоѓа во блоковите S и P или буквата „Б“ за групите лоцирани во блокот D. Идентификаторите што се користеа во тоа време се исто како и вториот, бројот на модерни индекси во наше време (на пример, името IVB одговара на елементите од групата 4 во наше време, а IVA е 14-та група елементи). Во европските земји од тоа време се користеше сличен систем, но овде буквата „А“ се однесуваше на групи до 10, а буквата „Б“ - по 10 вклучително. Но, групите 8,9,10 имале ID VIII, како една тројна група. Овие имиња на групи престанаа да постојат откако во 1988 година стапи на сила новиот систем за нотација на IUPAC, кој сè уште се користи денес.

Многу групи добија несистематски имиња од хербална природа (на пример, „земноалкални метали“ или „халогени“ и други слични имиња). Групите од 3 до 14 не добија такви имиња, поради фактот што тие се помалку слични едни на други и имаат помала усогласеност со вертикалните обрасци; тие обично се нарекуваат или по број или со името на првиот елемент од групата (титаниум , кобалт, итн.) .

Хемиските елементи кои припаѓаат на истата група од периодниот систем покажуваат одредени трендови во електронегативност, атомски радиус и енергија на јонизација. Во една група, од врвот до дното, радиусот на атомот се зголемува како што се пополнуваат енергетските нивоа, валентните електрони на елементот се оддалечуваат од јадрото, додека енергијата на јонизација се намалува и врските во атомот слабеат, што го поедноставува отстранување на електрони. Се намалува и електронегативноста, тоа е последица на фактот што се зголемува растојанието помеѓу јадрото и валентните електрони. Но, постојат и исклучоци од овие обрасци, на пример, електронегативноста се зголемува, наместо да се намалува, во групата 11, во насока од врвот до дното. Во периодниот систем има линија наречена „Период“.

Меѓу групите има и такви во кои хоризонталните насоки се позначајни (за разлика од другите во кои вертикалните насоки се поважни), таквите групи го вклучуваат блокот F, во кој лантанидите и актинидите формираат две важни хоризонтални секвенци.

Елементите покажуваат одредени обрасци во атомскиот радиус, електронегативност, енергија на јонизација и енергија на афинитет на електрони. Поради фактот што за секој следен елемент се зголемува бројот на наелектризираните честички, а електроните се привлекуваат кон јадрото, атомскиот радиус се намалува од лево кон десно, заедно со тоа се зголемува и енергијата на јонизација, а како што се зголемува врската во атомот, тешкотијата за отстранување на електрон се зголемува. Металите лоцирани на левата страна од табелата се карактеризираат со понизок индикатор за енергија за афинитет на електрони, а соодветно на тоа, на десната страна индикаторот за енергија на афинитет на електрони е повисок за неметали (не сметајќи ги благородните гасови).

Различни региони на периодниот систем, во зависност од тоа на која обвивка од атомот се наоѓа последниот електрон и со оглед на важноста на електронската обвивка, обично се опишуваат како блокови.

S-блокот ги вклучува првите две групи елементи (алкални и земноалкални метали, водород и хелиум).
П-блокот ги вклучува последните шест групи, од 13 до 18 (според IUPAC, или според системот усвоен во Америка - од IIIA до VIIIA), овој блок ги вклучува и сите металоиди.

Блок - D, групи од 3 до 12 (IUPAC, или IIIB до IIB на американски), овој блок ги вклучува сите преодни метали.
Блокот - F, обично се поставува надвор од периодниот систем и вклучува лантаниди и актиниди.

Секој што одел на училиште се сеќава дека еден од задолжителните предмети за учење е хемија. Можеби ви се допаѓа, а можеби не ви се допаѓа - не е важно. И веројатно е дека многу знаења во оваа дисциплина веќе се заборавени и не се користат во животот. Сепак, сите веројатно се сеќаваат на табелата со хемиски елементи на Д.И. Менделеев. За многумина, таа остана табела со повеќе бои, каде што се напишани одредени букви на секој квадрат, што ги означува имињата на хемиските елементи. Но, овде нема да зборуваме за хемијата како таква, и да опишеме стотици хемиски реакции и процеси, туку ќе ви кажеме како се појави периодниот систем на прво место - оваа приказна ќе биде интересна за секој човек, а навистина и за сите оние кои се гладни за интересни и корисни информации.

Малку позадина

Во далечната 1668 година, извонредниот ирски хемичар, физичар и теолог Роберт Бојл објави книга во која беа разоткриени многу митови за алхемијата и во која тој разговараше за потребата да се бараат хемиски елементи што не се разложуваат. Научникот исто така дал список од нив, кој се состои од само 15 елементи, но ја признал идејата дека можеби има повеќе елементи. Ова стана почетна точка не само во потрагата по нови елементи, туку и во нивната систематизација.

Сто години подоцна, францускиот хемичар Антоан Лавоазие составил нова листа, која веќе вклучувала 35 елементи. Подоцна беше откриено дека 23 од нив се неразградливи. Но, потрагата по нови елементи ја продолжија научниците ширум светот. И главната улога во овој процес ја одигра познатиот руски хемичар Дмитриј Иванович Менделеев - тој беше првиот што ја постави хипотезата дека може да има врска помеѓу атомската маса на елементите и нивната локација во системот.

Благодарение на макотрпната работа и споредбата на хемиските елементи, Менделеев успеал да ја открие врската помеѓу елементите во кои тие можат да бидат едно, а нивните својства не се нешто здраво за готово, туку претставуваат феномен кој периодично се повторува. Како резултат на тоа, во февруари 1869 година, Менделеев го формулираше првиот периодичен закон, а веќе во март неговиот извештај „Однос на својствата со атомската тежина на елементите“ беше претставен на Руското хемиско друштво од историчарот на хемијата Н.А. Меншуткин. Потоа, во истата година, публикацијата на Менделеев беше објавена во списанието „Zeitschrift fur Chemie“ во Германија, а во 1871 година, друго германско списание „Annalen der Chemie“ објави нова обемна публикација на научникот посветена на неговото откритие.

Креирање на периодниот систем

До 1869 година, главната идеја веќе беше формирана од Менделеев, и за прилично кратко време, но долго време тој не можеше да ја формализира во ниту еден уреден систем кој јасно ќе прикаже што е што. Во еден од разговорите со неговиот колега А.А.Иностранцев, тој дури рече дека сè му било веќе разработено во главата, но не можел сè да стави на маса. По ова, според биографите на Менделеев, тој започнал макотрпна работа на неговата маса, која траела три дена без паузи за спиење. Тие пробаа секакви начини да ги организираат елементите во табела, а работата беше комплицирана и од фактот што во тоа време науката сè уште не знаеше за сите хемиски елементи. Но, и покрај ова, табелата сè уште беше креирана, а елементите беа систематизирани.

Легендата за сонот на Менделеев

Многумина ја слушнале приказната дека Д.И. Менделеев сонувал за својата маса. Оваа верзија беше активно дистрибуирана од гореспоменатиот соработник на Менделеев А. А. Иностранцев како смешна приказна со која тој ги забавуваше своите ученици. Тој рече дека Дмитриј Иванович отишол во кревет и во сон јасно ја видел својата маса, во која сите хемиски елементи биле наредени во правилен редослед. По ова, студентите дури се пошегуваа дека на ист начин е откриена вотка 40°. Но, сè уште имаше вистински предуслови за приказната со спиењето: како што веќе беше споменато, Менделеев работеше на масата без сон или одмор, а Иностранцев еднаш го најде уморен и исцрпен. Во текот на денот Менделеев решил да одмори кратко, а по некое време нагло се разбудил, веднаш зел лист хартија и на него нацртал готова маса. Но, самиот научник ја поби целата оваа приказна со сонот, велејќи: „Размислувам за тоа, можеби веќе дваесет години, а вие мислите: Седев и одеднаш... готово е“. Така, легендата за сонот можеби е многу привлечна, но создавањето на табелата беше можно само со напорна работа.

Понатамошна работа

Помеѓу 1869 и 1871 година, Менделеев ги развил идеите за периодичноста кон кои била наклонета научната заедница. И една од важните фази на овој процес беше разбирањето што треба да го има секој елемент во системот, врз основа на севкупноста на неговите својства во споредба со својствата на другите елементи. Врз основа на ова, а исто така потпирајќи се на резултатите од истражувањето за промените во оксидите што формираат стакло, хемичарот успеал да направи корекции на вредностите на атомските маси на некои елементи, вклучително и ураниум, индиум, берилиум и други.

Менделеев, се разбира, сакал брзо да ги пополни празните ќелии што останале во табелата и во 1870 година предвидел дека наскоро ќе бидат откриени хемиски елементи непознати за науката, чии атомски маси и својства можел да ги пресмета. Првите од нив беа галиум (откриен во 1875 година), скандиум (откриен во 1879 година) и германиум (откриен во 1885 година). Потоа, предвидувањата продолжија да се реализираат и беа откриени уште осум нови елементи, меѓу кои: полониум (1898), рениум (1925), технициум (1937), франциум (1939) и астатин (1942-1943). Патем, во 1900 година, Д.И. Менделеев и шкотскиот хемичар Вилијам Ремзи дојдоа до заклучок дека табелата треба да вклучува и елементи од групата нула - до 1962 година тие се нарекуваа инертни гасови, а потоа - благородни гасови.

Организација на периодниот систем

Хемиските елементи во табелата на Д.И. Менделеев се распоредени во редови, во согласност со зголемувањето на нивната маса, а должината на редовите е избрана така што елементите во нив имаат слични својства. На пример, благородните гасови како што се радон, ксенон, криптон, аргон, неон и хелиум тешко реагираат со други елементи, а исто така имаат мала хемиска реактивност, поради што се наоѓаат во крајната десна колона. А елементите во левата колона (калиум, натриум, литиум итн.) добро реагираат со други елементи, а самите реакции се експлозивни. Едноставно кажано, во секоја колона, елементите имаат слични својства кои варираат од една колона до друга. Во природата се наоѓаат сите елементи до бр.92, а од бр.93 започнуваат вештачки елементи кои можат да се создадат само во лабораториски услови.

Во неговата оригинална верзија, периодичниот систем беше сфатен само како одраз на поредокот што постои во природата и немаше објаснувања зошто сè треба да биде вака. Дури кога се појави квантната механика стана јасно вистинското значење на редоследот на елементите во табелата.

Лекции во креативниот процес

Зборувајќи за тоа кои лекции од креативниот процес можат да се извлечат од целата историја на создавањето на периодниот систем на Д.И. . Ајде да ги дадеме накратко.

Според студиите на Поенкаре (1908) и Греам Валас (1926), постојат четири главни фази на креативното размислување:

• Подготовка– фаза на формулирање на главниот проблем и првите обиди за негово решавање;
• Инкубација– фаза во која има привремено одвлекување на вниманието од процесот, но работата на изнаоѓање решение за проблемот се врши на потсвесно ниво;
• Увид– фазата во која се наоѓа интуитивното решение. Згора на тоа, ова решение може да се најде во ситуација која е целосно неповрзана со проблемот;
• Испитување– фаза на тестирање и имплементација на решение, во која се тестира ова решение и негов можен понатамошен развој.

Како што можеме да видиме, во процесот на креирање на својата табела, Менделеев интуитивно ги следел токму овие четири фази. Колку е ова ефективно може да се процени според резултатите, т.е. со тоа што табелата е создадена. И со оглед на тоа што неговото создавање беше огромен чекор напред не само за хемиската наука, туку и за целото човештво, горенаведените четири фази може да се применат и за спроведување на мали проекти и за спроведување на глобални планови. Главната работа што треба да се запамети е дека ниту едно откритие, ниту едно решение за некој проблем не може да се најде самостојно, без разлика колку сакаме да ги видиме во сон и колку и да спиеме. За да успее нешто, не е важно дали се работи за создавање табела со хемиски елементи или развој на нов маркетинг план, треба да имате одредени знаења и вештини, како и вешто да го искористите вашиот потенцијал и да работите напорно.

Ви посакуваме успех во вашите напори и успешно спроведување на вашите планови!

Хемиски елемент е колективен термин кој опишува збир на атоми на едноставна супстанција, односно онаа што не може да се подели на поедноставни (според структурата на нивните молекули) компоненти. Замислете да ви дадат парче чисто железо и да ви побараат да го разделите на неговите хипотетички состојки користејќи кој било уред или метод што некогаш го измислиле хемичарите. Сепак, не можете да направите ништо, железото никогаш нема да се подели на нешто поедноставно. Едноставна супстанција - железо - одговара на хемискиот елемент Fe.

Теоретска дефиниција

Експерименталниот факт забележан погоре може да се објасни со следнава дефиниција: хемиски елемент е апстрактна збирка атоми (не молекули!) од соодветната едноставна супстанција, т.е. атоми од ист тип. Ако постоеше начин да се погледне секој од поединечните атоми во парчето чисто железо споменато погоре, тогаш сите тие ќе беа атоми на железо. Спротивно на тоа, хемиското соединение како што е железен оксид секогаш содржи најмалку два различни вида атоми: атоми на железо и атоми на кислород.

Услови што треба да ги знаете

Атомска маса: Масата на протони, неутрони и електрони што го сочинуваат атом на хемиски елемент.

Атомски број: Бројот на протони во јадрото на атомот на елементот.

Хемиски симбол: буква или пар латински букви што ја претставуваат ознаката на даден елемент.

Хемиско соединение: супстанца која се состои од два или повеќе хемиски елементи комбинирани еден со друг во одредена пропорција.

Метал: Елемент кој губи електрони во хемиски реакции со други елементи.

Металоиден: Елемент кој реагира понекогаш како метал, а понекогаш како неметал.

Неметал: Елемент кој се обидува да добие електрони во хемиски реакции со други елементи.

Периодичен систем на хемиски елементи: Систем за класификација на хемиските елементи според нивните атомски броеви.

Синтетички елемент: Оној што се произведува вештачки во лабораторија и генерално не се наоѓа во природата.

Природни и синтетички елементи

Деведесет и два хемиски елементи се случуваат природно на Земјата. Останатите се добиени вештачки во лаборатории. Синтетички хемиски елемент е типично производ на нуклеарни реакции во акцелератори на честички (уреди што се користат за зголемување на брзината на субатомските честички како што се електрони и протони) или нуклеарни реактори (уреди што се користат за контрола на енергијата ослободена од нуклеарните реакции). Првиот синтетички елемент со атомски број 43 бил технециумот, откриен во 1937 година од италијанските физичари C. Perrier и E. Segre. Освен технециумот и прометиумот, сите синтетички елементи имаат јадра поголеми од ураниумот. Последниот синтетички хемиски елемент што го добил своето име е ливермориум (116), а претходно бил флеровиум (114).

Дваесетина заеднички и важни елементи

Име	Симбол	Процент од сите атоми *				Својства на хемиските елементи (под нормални собни услови)
		Во Универзумот	Во земјината кора	Во морската вода	Во човечкото тело
Алуминиум	Ал	-	6,3	-	-	Лесен, сребрен метал
Калциум	Ca	-	2,1	-	0,02	Се наоѓа во природни минерали, школки, коски
Јаглерод	СО	-	-	-	10,7	Основата на сите живи организми
Хлор	Cl	-	-	0,3	-	Отровен гас
Бакар	Cu	-	-	-	-	Само црвен метал
Злато	Ов	-	-	-	-	Само жолт метал
Хелиум	Тој	7,1	-	-	-	Многу лесен гас
Водород	Н	92,8	2,9	66,2	60,6	Најлесниот од сите елементи; гас
Јод	Јас	-	-	-	-	Неметал; се користи како антисептик
Железо	Fe	-	2,1	-	-	Магнетен метал; се користи за производство на железо и челик
Олово	Pb	-	-	-	-	Мек, хеви метал
Магнезиум	Мг	-	2,0	-	-	Многу лесен метал
Меркур	Хг	-	-	-	-	Течен метал; еден од двата течни елементи
Никел	Ни	-	-	-	-	метал отпорен на корозија; се користи во монети
Азот	Н	-	-	-	2,4	Гас, главната компонента на воздухот
Кислород	ЗА	-	60,1	33,1	25,7	Гас, вториот важен воздушна компонента
Фосфор	Р	-	-	-	0,1	Неметал; важно за растенијата
Калиум	ДО	-	1.1	-	-	Метал; важно за растенијата; обично се нарекува „поташа“

* Ако вредноста не е наведена, тогаш елементот е помал од 0,1 процент.

Биг Бенг како основна причина за формирање на материјата

Кој хемиски елемент бил првиот во универзумот? Научниците веруваат дека одговорот на ова прашање лежи во ѕвездите и процесите со кои се формираат ѕвездите. Се верува дека вселената настанала во одреден момент од времето пред 12 и 15 милијарди години. До овој момент не се размислува за ништо постоечко освен енергија. Но, се случи нешто што ја претвори оваа енергија во огромна експлозија (т.н. Биг Бенг). Во следните секунди по Големата експлозија, материјата почнала да се формира.

Првите наједноставни форми на материја што се појавија беа протоните и електроните. Некои од нив се комбинираат за да формираат атоми на водород. Вториот се состои од еден протон и еден електрон; тоа е наједноставниот атом што може да постои.

Полека, во долги временски периоди, атомите на водород почнаа да се собираат заедно во одредени области на вселената, формирајќи густи облаци. Водородот во овие облаци бил повлечен во компактни формации со гравитациони сили. На крајот овие облаци од водород станаа доволно густи за да формираат ѕвезди.

Ѕвездите како хемиски реактори на нови елементи

Ѕвездата е едноставно маса на материја која генерира енергија од нуклеарни реакции. Најчестата од овие реакции вклучува комбинација од четири атоми на водород кои формираат еден атом на хелиум. Откако ѕвездите почнаа да се формираат, хелиумот стана вториот елемент што се појави во Универзумот.

Како што ѕвездите стареат, тие се префрлаат од нуклеарни реакции водород-хелиум на други видови. Во нив, атомите на хелиум формираат јаглеродни атоми. Подоцна, јаглеродните атоми формираат кислород, неон, натриум и магнезиум. Подоцна, неонот и кислородот се комбинираат едни со други за да формираат магнезиум. Како што продолжуваат овие реакции, се формираат се повеќе хемиски елементи.

Првите системи на хемиски елементи

Пред повеќе од 200 години, хемичарите почнаа да бараат начини да ги класифицираат. Во средината на деветнаесеттиот век биле познати околу 50 хемиски елементи. Едно од прашањата што хемичарите се обидоа да го решат. се сведува на следново: дали хемискиот елемент е супстанца сосема различна од кој било друг елемент? Или некои елементи на некој начин поврзани со други? Дали постои општ закон што ги обединува?

Хемичарите предложија различни системи на хемиски елементи. На пример, англискиот хемичар Вилијам Проут во 1815 година сугерираше дека атомските маси на сите елементи се множители на масата на атомот на водород, ако го земеме еднакво на единство, односно тие мора да бидат цели броеви. Во тоа време, атомските маси на многу елементи веќе биле пресметани од Џ. Далтон во однос на масата на водородот. Меѓутоа, ако ова е приближно случај за јаглерод, азот и кислород, тогаш хлорот со маса од 35,5 не се вклопува во оваа шема.

Германскиот хемичар Јохан Волфганг Доберајнер (1780 – 1849) во 1829 година покажал дека три елементи од таканаречената халогена група (хлор, бром и јод) може да се класифицираат според нивните релативни атомски маси. Атомската тежина на бром (79,9) се покажа дека е речиси точно просечната атомска тежина на хлор (35,5) и јод (127), имено 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (блиску до 79,9). Ова беше првиот пристап за конструирање на една од групите хемиски елементи. Доберинер открил уште две такви тријади на елементи, но тој не бил во можност да формулира општ периодичен закон.

Како се појави периодниот систем на хемиски елементи?

Повеќето од раните шеми за класификација не беа многу успешни. Потоа, околу 1869 година, речиси истото откритие било направено од двајца хемичари речиси во исто време. Рускиот хемичар Дмитриј Менделеев (1834-1907) и германскиот хемичар Јулиус Лотар Мајер (1830-1895) предложија организирање на елементите кои имаат слични физички и хемиски својства во подреден систем на групи, серии и периоди. Во исто време, Менделеев и Мајер истакнаа дека својствата на хемиските елементи периодично се повторуваат во зависност од нивната атомска тежина.

Денес, Менделеев генерално се смета за откривач на периодичниот закон затоа што направил еден чекор што Мејер не го направил. Кога сите елементи беа распоредени во периодниот систем, се појавија празнини. Менделеев предвидел дека тоа се места за елементи кои сè уште не биле откриени.

Сепак, тој отиде уште подалеку. Менделеев ги предвидел својствата на овие сè уште неоткриени елементи. Знаел каде се наоѓаат на периодниот систем, па можел да ги предвиди нивните својства. Неверојатно, секој хемиски елемент што Менделеев го предвидел, галиум, скандиум и германиум, бил откриен помалку од десет години откако го објавил неговиот периодичен закон.

Кратка форма на периодниот систем

Имаше обиди да се изброи колку опции за графичко претставување на периодниот систем беа предложени од различни научници. Се покажа дека има повеќе од 500. Покрај тоа, 80% од вкупниот број опции се табели, а останатите се геометриски фигури, математички криви итн. Како резултат на тоа, четири типа табели најдоа практична примена: кратки, полу -долга, долга и скала (пирамидална). Вториот беше предложен од големиот физичар Н.Бор.

Сликата подолу ја покажува кратката форма.

Во него хемиските елементи се распоредени по растечки редослед на нивните атомски броеви од лево кон десно и од врвот до дното. Така, првиот хемиски елемент на периодниот систем, водородот, има атомски број 1 бидејќи јадрата на атоми на водород содржат еден и само еден протон. Исто така, кислородот има атомски број 8 бидејќи јадрата на сите атоми на кислород содржат 8 протони (види слика подолу).

Главните структурни фрагменти на периодичниот систем се периоди и групи на елементи. Во шест периоди, сите ќелии се пополнети, седмиот сè уште не е завршен (елементите 113, 115, 117 и 118, иако синтетизирани во лаборатории, сè уште не се официјално регистрирани и немаат имиња).

Групите се поделени на главни (А) и секундарни (Б) подгрупи. Елементите од првите три периоди, од кои секоја содржи по еден ред, се вклучени исклучиво во подгрупите А. Останатите четири периоди вклучуваат два реда.

Хемиските елементи во истата група имаат тенденција да имаат слични хемиски својства. Така, првата група се состои од алкални метали, втората - метали на алкална земја. Елементите во истиот период имаат својства кои полека се менуваат од алкален метал во благороден гас. Сликата подолу покажува како едно од својствата, атомскиот радиус, се менува за поединечни елементи во табелата.

Долготрајна форма на периодниот систем

Тој е прикажан на сликата подолу и е поделен во две насоки, редови и колони. Има седум периодични редови, како во кратката форма, и 18 колони, наречени групи или семејства. Всушност, зголемувањето на бројот на групи од 8 во кратката форма на 18 во долгата форма се добива со поставување на сите елементи во периоди, почнувајќи од 4-та, не во два, туку во еден ред.

Два различни системи за нумерирање се користат за групи, како што е прикажано на врвот на табелата. Римскиот нумерички систем (IA, IIA, IIB, IVB, итн.) традиционално е популарен во САД. Друг систем (1, 2, 3, 4, итн.) традиционално се користи во Европа и беше препорачан за употреба во САД пред неколку години.

Изгледот на периодичните табели на сликите погоре е малку погрешен, како и кај секоја таква објавена табела. Причината за ова е што двете групи елементи прикажани на дното на табелите всушност треба да се наоѓаат во нив. Лантанидите, на пример, припаѓаат на периодот 6 помеѓу бариум (56) и хафниум (72). Дополнително, актинидите припаѓаат на периодот 7 помеѓу радиумот (88) и рутерфордиумот (104). Ако се вметнат во маса, таа би станала премногу широка за да се вклопи на парче хартија или на ѕидна табела. Затоа, вообичаено е да се постават овие елементи на дното на табелата.

Ако периодичниот систем е тежок за разбирање, не сте сами! Иако може да биде тешко да се разберат неговите принципи, учењето како да го користите ќе ви помогне кога студирате наука. Прво, проучете ја структурата на табелата и какви информации можете да научите од неа за секој хемиски елемент. Потоа можете да започнете да ги проучувате својствата на секој елемент. И, конечно, користејќи го периодниот систем, можете да го одредите бројот на неутрони во атом на одреден хемиски елемент.

Чекори

Дел 1

Структура на табелата

Периодниот систем, или периодниот систем на хемиски елементи, започнува во горниот лев агол и завршува на крајот од последниот ред од табелата (долниот десен агол). Елементите во табелата се подредени од лево кон десно по зголемен редослед на нивниот атомски број. Атомскиот број покажува колку протони се содржани во еден атом. Покрај тоа, како што се зголемува атомскиот број, се зголемува и атомската маса. Така, според локацијата на елементот во периодниот систем, може да се одреди неговата атомска маса.

Како што можете да видите, секој следен елемент содржи еден протон повеќе од елементот што му претходи.Ова е очигледно кога ќе ги погледнете атомските броеви. Атомските броеви се зголемуваат за еден додека се движите од лево кон десно. Бидејќи елементите се подредени во групи, некои ќелии од табелата остануваат празни.

• На пример, првиот ред од табелата содржи водород, кој има атомски број 1 и хелиум, кој има атомски број 2. Сепак, тие се наоѓаат на спротивните краеви бидејќи припаѓаат на различни групи.

1. Дознајте за групи кои содржат елементи со слични физички и хемиски својства.Елементите на секоја група се наоѓаат во соодветната вертикална колона. Тие обично се идентификуваат со иста боја, што помага да се идентификуваат елементите со слични физички и хемиски својства и да се предвиди нивното однесување. Сите елементи на одредена група имаат ист број на електрони во нивната надворешна обвивка.

   • Водородот може да се класифицира и како алкални метали и како халогени. Во некои табели е наведено во двете групи.
   • Во повеќето случаи, групите се нумерирани од 1 до 18, а броевите се ставаат на врвот или на дното на табелата. Броевите може да се наведат со римски (на пр. IA) или арапски (на пр. 1A или 1) бројки.
   • Кога се движите по колона од врвот до дното, се вели дека „прелистувате група“.

2. Откријте зошто има празни ќелии во табелата.Елементите се подредени не само според нивниот атомски број, туку и по групи (елементите од истата група имаат слични физички и хемиски својства). Благодарение на ова, полесно е да се разбере како се однесува одреден елемент. Меѓутоа, како што се зголемува атомскиот број, елементите што спаѓаат во соодветната група не секогаш се наоѓаат, така што во табелата има празни ќелии.

   • На пример, првите 3 реда имаат празни ќелии бидејќи преодните метали се наоѓаат само од атомскиот број 21.
   • Елементите со атомски броеви од 57 до 102 се класифицирани како елементи на ретка земја и обично се сместени во своја подгрупа во долниот десен агол на табелата.

3. Секој ред од табелата претставува точка.Сите елементи од истиот период имаат ист број на атомски орбитали во кои се наоѓаат електроните во атомите. Бројот на орбитали одговара на бројот на периодот. Табелата содржи 7 редови, односно 7 точки.

   • На пример, атомите на елементите од првиот период имаат една орбитала, а атомите на елементите од седмиот период имаат 7 орбитали.
   • Како по правило, точките се означени со броеви од 1 до 7 лево од табелата.
   • Додека се движите по линија од лево кон десно, се вели дека го „скенирате периодот“.

4. Научете да разликувате метали, металоиди и неметали.Подобро ќе ги разберете својствата на елементот ако можете да одредите каков тип е. За погодност, во повеќето табели металите, металоидите и неметалите се означени со различни бои. Металите се лево, а неметалите се на десната страна на табелата. Меѓу нив се наоѓаат металоиди.

   Дел 2

   Ознаки на елементи

   1. Секој елемент е означен со една или две латински букви.Како по правило, симболот на елементот се прикажува со големи букви во центарот на соодветната ќелија. Симболот е скратено име за елемент кој е ист во повеќето јазици. Симболите на елементите најчесто се користат при спроведување на експерименти и работа со хемиски равенки, па затоа е корисно да се запаметат.

      • Типично, симболите на елементите се кратенки на нивното латинско име, иако за некои, особено неодамна откриените елементи, тие се изведени од вообичаеното име. На пример, хелиумот е претставен со симболот Тој, кој е близок до вообичаеното име во повеќето јазици. Во исто време, железото е означено како Fe, што е кратенка од неговото латинско име.

   2. Обрнете внимание на целосното име на елементот ако е дадено во табелата.Овој елемент „име“ се користи во редовните текстови. На пример, „хелиум“ и „јаглерод“ се имиња на елементи. Обично, иако не секогаш, целосните имиња на елементите се наведени под нивниот хемиски симбол.

      • Понекогаш табелата не ги означува имињата на елементите и ги дава само нивните хемиски симболи.

   3. Најдете го атомскиот број.Вообичаено, атомскиот број на елементот се наоѓа на врвот на соодветната ќелија, во средината или во аголот. Може да се појави и под симболот или името на елементот. Елементите имаат атомски броеви од 1 до 118.

      • Атомскиот број е секогаш цел број.

   4. Запомнете дека атомскиот број одговара на бројот на протони во атомот.Сите атоми на елементот содржат ист број на протони. За разлика од електроните, бројот на протони во атомите на елементот останува константен. Во спротивно, би добиле поинаков хемиски елемент!

Знаејќи ја формулацијата на периодичниот закон и користејќи го периодичниот систем на елементи на Д.И. Менделеев, може да се карактеризира секој хемиски елемент и неговите соединенија. Удобно е да се состави таква карактеристика на хемиски елемент според планот.

I. Симбол на хемиски елемент и неговото име.

II. Положбата на хемискиот елемент во периодниот систем на елементите D.I. Менделеев:

1. сериски број;
2. број на период;
3. број на група;
4. подгрупа (главна или секундарна).

III. Структура на атом на хемиски елемент:

1. полнење на јадрото на атомот;
2. релативна атомска маса на хемиски елемент;
3. број на протони;
4. број на електрони;
5. број на неутрони;
6. број на електронски нивоа во атомот.

IV. Електронски и електронско-графички формули на атомот, неговите валентни електрони.

V. Вид на хемиски елемент (метал или неметал, s-, p-, d- или f-елемент).

VI. Формули на највисок оксид и хидроксид на хемиски елемент, карактеристики на нивните својства (основни, кисели или амфотерични).

VII. Споредба на металните или неметалните својства на хемискиот елемент со својствата на соседните елементи по периоди и подгрупи.

VIII. Максималната и минималната состојба на оксидација на атомот.

На пример, ќе дадеме опис на хемиски елемент со сериски број 15 и неговите соединенија според нивната позиција во периодниот систем на елементи на Д.И. Менделеев и структурата на атомот.

I. Во табелата на Д.И. Менделеев наоѓаме ќелија со број на хемиски елемент, запишете го неговиот симбол и име.

Хемискиот елемент број 15 е фосфор. Нејзиниот симбол е Р.

II. Дозволете ни да ја карактеризираме позицијата на елементот во табелата на Д.И. Менделеев (број на период, група, тип на подгрупа).

Фосфорот е во главната подгрупа на групата V, во 3-тиот период.

III. Ќе дадеме општ опис на составот на атом на хемиски елемент (нуклеарен полнеж, атомска маса, број на протони, неутрони, електрони и електронски нивоа).

Јадреното полнење на атомот на фосфор е +15. Релативната атомска маса на фосфорот е 31. Јадрото на атомот содржи 15 протони и 16 неутрони (31 - 15 = 16). Атомот на фосфор има три нивоа на енергија кои содржат 15 електрони.

IV. Ние ги составуваме електронските и електронско-графичките формули на атомот, означувајќи ги неговите валентни електрони.

Електронската формула на атомот на фосфор е: 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3.

Електронско-графичка формула за надворешното ниво на атом на фосфор: на третото енергетско ниво, на поднивото 3s, има два електрони (во една ќелија се запишани две стрелки во спротивна насока), на три p-поднивоа има три електрони (еден е запишан во секоја од трите ќелии стрелки кои имаат иста насока).

Валентните електрони се електрони од надворешното ниво, т.е. 3s2 3p3 електрони.

V. Определи го типот на хемискиот елемент (метален или неметален, s-, p-, d-или f-елемент).

Фосфорот е неметал. Бидејќи последното подниво во атомот на фосфор, кој е исполнет со електрони, е p-поднивото, фосфорот припаѓа на семејството на p-елементи.

VI. Ние составуваме формули на повисок оксид и хидроксид на фосфор и ги карактеризираме нивните својства (основни, кисели или амфотерични).

Повисокиот фосфор оксид P 2 O 5 покажува својства на кисел оксид. Хидроксидот што одговара на повисокиот оксид, H 3 PO 4, покажува својства на киселина. Да ги потврдиме овие својства со равенки на видовите хемиски реакции:

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

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

VII. Да ги споредиме неметалните својства на фосфорот со својствата на соседните елементи по периоди и подгрупи.

Соседот на подгрупата на фосфорот е азот. Соседите на периодот на фосфор се силициум и сулфур. Неметалните својства на атомите на хемиските елементи од главните подгрупи со зголемување на атомскиот број се зголемуваат во периоди и се намалуваат во групи. Затоа, неметалните својства на фосфорот се поизразени од оние на силициумот и помалку изразени од оние на азотот и сулфурот.

VIII. Ја одредуваме максималната и минималната состојба на оксидација на атомот на фосфор.

Максималната позитивна оксидациска состојба за хемиските елементи од главните подгрупи е еднаква на бројот на групата. Фосфорот е во главната подгрупа на петтата група, така што максималната оксидациска состојба на фосфорот е +5.

Минималната состојба на оксидација за неметали во повеќето случаи е разликата помеѓу бројот на групата и бројот осум. Така, минималната состојба на оксидација на фосфорот е -3.