I første halvdel av 1800-tallet var det ulike forsøk på å systematisere grunnstoffene og kombinere metaller i det periodiske systemet. Det var i denne historiske perioden at en slik forskningsmetode som kjemisk analyse oppsto.
Fra historien til oppdagelsen av det periodiske system
Ved å bruke en lignende teknikk for å bestemme spesifikke kjemiske egenskaper, prøvde daværende forskere å kombinere grunnstoffer i grupper, styrt av deres kvantitative egenskaper, samt atomvekt.
Using atomic weight
Så, I. V. Dubereiner i 1817 bestemte at strontium har en atomvekt som ligner på barium og kalsium. Han klarte også å finne ut at det er ganske mye til felles mellom egenskapene til barium, strontium og kalsium. Basert på disse observasjonene kompilerte den berømte kjemikeren den såk alte triaden av elementer. Andre stoffer ble kombinert i lignende grupper:
- svovel, selen, tellur;
- klor, brom, jod;
- litium, natrium, kalium.
Klassifisering etter kjemiske egenskaper
L. Gmelin i 1843 foreslo en tabell der han arrangerte lignendeelementer i en streng rekkefølge i henhold til deres kjemiske egenskaper. Nitrogen, hydrogen, oksygen han betraktet som hovedelementene, denne kjemikeren plasserte dem utenfor bordet hans.
Under oksygen plasserte han tetrader (4 tegn hver) og pentads (5 tegn hver) av elementene. Metallene i det periodiske systemet ble plassert i henhold til terminologien til Berzelius. Som unnfanget av Gmelin, ble alle elementer bestemt ved å redusere elektronegativitetsegenskaper innenfor hver undergruppe av det periodiske systemet.
Slå sammen elementer vertik alt
Alexander Emile de Chancourtois i 1863 satte alle elementene i stigende atomvekter på en sylinder, og delte den inn i flere vertikale striper. Som et resultat av denne inndelingen er elementer med lignende fysiske og kjemiske egenskaper plassert på vertikalene.
Law of octaves
D. Newlands oppdaget i 1864 et ganske interessant mønster. Når de kjemiske grunnstoffene er ordnet i stigende rekkefølge etter atomvekten, viser hvert åttende element likheter med det første. Newlands k alte et lignende faktum loven om oktaver (åtte toner).
Det periodiske systemet hans var veldig vilkårlig, så ideen om en observant vitenskapsmann ble k alt "oktav"-versjonen, og assosierte den med musikk. Det var Newlands-versjonen som var nærmest den moderne PS-strukturen. Men ifølge den nevnte oktavens lov var det bare 17 grunnstoffer som beholdt sine periodiske egenskaper, mens resten av tegnene ikke viste slik regelmessighet.
Odling-bord
U. Odling presenterte flere varianter av tabeller over elementer på en gang. I det førsteversjon, opprettet i 1857, foreslo han å dele dem inn i 9 grupper. I 1861 gjorde kjemikeren noen justeringer av den originale versjonen av tabellen, og grupperte skilt med lignende kjemiske egenskaper.
En variant av Odlings bord, foreslått i 1868, antok ordningen med 45 grunnstoffer i stigende atomvekter. Det var forresten denne tabellen som senere ble prototypen på det periodiske systemet til D. I. Mendeleev.
Valency-divisjon
L. Meyer i 1864 foreslo en tabell som inkluderte 44 elementer. De ble plassert i 6 kolonner, i henhold til hydrogenvalens. Bordet hadde to deler på en gang. Den viktigste forente seks grupper, inkludert 28 tegn i stigende atomvekter. I sin struktur ble pentads og tetrads sett fra tegn som ligner på kjemiske egenskaper. Meyer plasserte de resterende elementene i den andre tabellen.
D. I. Mendeleevs bidrag til opprettelsen av elementtabellen
Det moderne periodiske systemet av elementer av D. I. Mendeleev dukket opp på grunnlag av Mayers tabeller satt sammen i 1869. I den andre versjonen arrangerte Mayer skiltene i 16 grupper, plasserte elementene i pentads og tetrads, under hensyntagen til kjente kjemiske egenskaper. Og i stedet for valens brukte han en enkel nummerering for grupper. Det var ikke bor, thorium, hydrogen, niob eller uran i den.
Strukturen av det periodiske systemet i den formen som presenteres i moderne utgaver dukket ikke opp umiddelbart. Kan skillestre hovedstadier der det periodiske systemet ble opprettet:
- Den første versjonen av tabellen ble presentert på byggeklosser. Den periodiske karakteren av forholdet mellom egenskapene til elementene og verdiene til deres atomvekter ble sporet. Mendeleev foreslo denne versjonen av klassifiseringen av tegn i 1868-1869
- Vitenskapsmannen forlater det opprinnelige systemet, siden det ikke reflekterte kriteriene for hvilke elementer skulle falle inn i en bestemt kolonne. Han foreslår å plassere skilt i henhold til likheten mellom kjemiske egenskaper (februar 1869)
- I 1870 introduserte Dmitri Mendeleev det moderne periodiske systemet av grunnstoffer til den vitenskapelige verden.
Versjonen av den russiske kjemikeren tok hensyn til både posisjonen til metaller i det periodiske systemet og egenskapene til ikke-metaller. I løpet av årene som har gått siden den første utgaven av Mendeleevs strålende oppfinnelse, har ikke bordet gjennomgått noen store endringer. Og på de stedene som ble stående tomme under Dmitrij Ivanovichs tid, dukket det opp nye elementer, oppdaget etter hans død.
Funksjoner i det periodiske system
Hvorfor anses det at det beskrevne systemet er periodisk? Dette skyldes strukturen til tabellen.
Tot alt inneholder den 8 grupper, og hver har to undergrupper: hoved (hoved) og sekundær. Det viser seg at det er 16 undergrupper tot alt. De er plassert vertik alt, det vil si fra topp til bunn.
I tillegg har tabellen også horisontale rader k alt punktum. De har også sineytterligere inndeling i smått og stort. Karakteristikken til det periodiske systemet innebærer å ta hensyn til elementets plassering: dets gruppe, undergruppe og periode.
Hvordan egenskaper endres i hovedundergruppene
Alle hovedundergrupper i det periodiske systemet begynner med elementer fra den andre perioden. For tegn som tilhører samme hovedundergruppe, er antallet ytre elektroner det samme, men avstanden mellom de siste elektronene og den positive kjernen varierer.
I tillegg skjer en økning i atomvekten (relativ atommasse) til grunnstoffet i dem ovenfra. Det er denne indikatoren som er den avgjørende faktoren for å identifisere mønstre for endringer i egenskaper innenfor hovedundergruppene.
Siden radiusen (avstanden mellom den positive kjernen og de ytre negative elektronene) i hovedundergruppen øker, reduseres ikke-metalliske egenskaper (evnen til å akseptere elektroner under kjemiske transformasjoner). Når det gjelder endringen i metalliske egenskaper (donering av elektroner til andre atomer), vil den øke.
Ved å bruke det periodiske systemet kan du sammenligne egenskapene til forskjellige representanter for samme hovedundergruppe. På det tidspunktet da Mendeleev opprettet det periodiske systemet, var det fortsatt ingen informasjon om strukturen til materien. Overraskende er det faktum at etter at teorien om strukturen til atomet oppsto, studerte i utdanningsskoler og spesialiserte kjemiske universiteter og på det nåværende tidspunkt, bekreftet den Mendeleevs hypotese, og tilbakeviste ikke antakelsene hans om arrangementet av atomer inne i bordet.
Elektronegativitet ihovedundergruppene avtar til bunnen, det vil si at jo lavere elementet er plassert i gruppen, desto mindre vil evnen til å feste atomer være.
Endre egenskapene til atomer i sideundergrupper
Siden Mendeleevs system er periodisk, skjer endringen i egenskaper i slike undergrupper i omvendt rekkefølge. Slike undergrupper inkluderer elementer som starter fra periode 4 (representanter for d- og f-familier). Til bunnen i disse undergruppene avtar metalliske egenskaper, men antallet eksterne elektroner er likt for alle representanter for én undergruppe.
Funksjoner av strukturen til perioder i PS
Hver nye periode, med unntak av den første, i tabellen til den russiske kjemikeren begynner med et aktivt alkalimetall. Neste er de amfotere metallene, som viser doble egenskaper i kjemiske transformasjoner. Så er det flere grunnstoffer med ikke-metalliske egenskaper. Perioden avsluttes med en inert gass (ikke-metallisk, praktisk, viser ikke kjemisk aktivitet).
Gitt at systemet er periodisk, er det en endring i aktivitet i perioder. Fra venstre til høyre vil reduserende aktivitet (metalliske egenskaper) avta, oksiderende aktivitet (ikke-metalliske egenskaper) vil øke. Dermed er de lyseste metallene i perioden til venstre, og ikke-metaller til høyre.
I store perioder, bestående av to rader (4-7), vises også et periodisk tegn, men på grunn av tilstedeværelsen av representanter for d- eller f-familien, er det mye mer metalliske elementer i raden.
Navn på hovedundergrupper
En del av gruppene av grunnstoffer som finnes i det periodiske systemet har fått sine egne navn. Representanter for den første gruppen A i undergruppen kalles alkalimetaller. Metaller skylder dette navnet til deres aktivitet med vann, noe som resulterer i dannelsen av kaustiske alkalier.
Den andre gruppe A-undergruppen regnes som jordalkalimetaller. Når de samhandler med vann, danner slike metaller oksider, de ble en gang k alt jorder. Det var fra den tiden at et lignende navn ble tildelt representantene for denne undergruppen.
Ikkemetaller i oksygenundergruppen kalles kalkogener, og representanter for 7 A-gruppen kalles halogener. 8 En undergruppe kalles inerte gasser på grunn av dens minimale kjemiske aktivitet.
PS i skolekurset
For skoleelever tilbys vanligvis en variant av det periodiske system, der det i tillegg til grupper også er angitt undergrupper, perioder, formlene til høyere flyktige forbindelser og høyere oksider. Et slikt triks lar elevene utvikle ferdigheter i å kompilere høyere oksider. Det er nok å erstatte tegnet til representanten for undergruppen i stedet for elementet for å få det ferdige høyeste oksidet.
Hvis du ser nøye på det generelle utseendet til flyktige hydrogenforbindelser, kan du se at de kun er karakteristiske for ikke-metaller. Det er streker i gruppe 1-3, siden metaller er typiske representanter for disse gruppene.
I tillegg, i noen lærebøker i skolekjemi, indikerer hvert tegn fordelingen av elektroner langsenerginivåer. Denne informasjonen eksisterte ikke under Mendeleevs arbeid, lignende vitenskapelige fakta dukket opp mye senere.
Du kan også se formelen til det eksterne elektroniske nivået, der det er lett å gjette hvilken familie dette elementet tilhører. Slike tips er uakseptable ved eksamensøkter, derfor får nyutdannede av klasse 9 og 11, som bestemmer seg for å demonstrere sin kjemiske kunnskap ved OGE eller Unified State Examination, klassiske svart-hvitt-versjoner av periodiske tabeller som ikke inneholder tilleggsinformasjon om strukturen til atomet, formlene for høyere oksider, sammensetningen av flyktige hydrogenforbindelser.
En slik avgjørelse er ganske logisk og forståelig, fordi for de skoleelevene som bestemte seg for å følge i fotsporene til Mendeleev og Lomonosov, vil det ikke være vanskelig å bruke den klassiske versjonen av systemet, de trenger rett og slett ikke spørsmål.
Det var den periodiske loven og systemet til D. I. Mendeleev som spilte den viktigste rollen i videreutviklingen av atom- og molekylteorien. Etter opprettelsen av systemet begynte forskerne å være mer oppmerksomme på studiet av sammensetningen av elementet. Tabellen bidro til å klargjøre en del informasjon om enkle stoffer, samt om naturen og egenskapene til grunnstoffene de danner.
Mendeleev selv antok at nye grunnstoffer snart ville bli oppdaget, og sørget for plasseringen av metaller i det periodiske systemet. Det var etter utseendet til sistnevnte at en ny æra begynte innen kjemi. I tillegg ble det gitt en seriøs start på dannelsen av mange relaterte vitenskaper som er relatert til strukturen til atomet ogtransformasjoner av elementer.
