Системна периодика: класификация на химичните елементи

През първата половина на XIX в. Бяха направени различни опити за систематизиране на елементите и комбиниране на металите в периодичната система. Именно в този исторически период възниква метод на разследване, като химически анализ.

От историята на откриването на периодичната таблица на елементите

Използвайки подобна техника за определяне на специфични химични свойства, учените от онова време се опитаха да групират елементи въз основа на количествените си характеристики, както и на атомното тегло.

Използване на атомно тегло

По този начин IV Dubereiner през 1817 г. установява, че в стронций атомното тегло е подобно на съответните индекси на барий и калций. Той също успя да разбере, че има много общи свойства между барите, стронций и калций. Въз основа на тези наблюдения, прочутият химик съставлява така наречената триада от елементи. В подобни групи са комбинирани други вещества:

• сяра, селен, телур;
• хлор, бром, йод;
• литий, натрий, калий.

Класификация по химични свойства

Л. Гмелин през 1843 г. предложи таблица, в която той постави подобни елементи в химическите свойства в строг ред. Азот, водород, кислород, той смяташе за основните елементи, които дадоха на дадения химик извън масата.

Под кислород бяха подредени тетради (по 4 знака) и пентади (по 5 знака). Металите в периодичната таблица бяха поставени в терминологията на Берзелиус. Според плана на Гмелин всички елементи се установяват чрез намаляване на електронеогнификацията на свойствата във всяка подгрупа на периодичната система.

Обединяване на елементи вертикално

Александър Емил де Чанкуртуа през 1863 г. всички елементи поставят възходящи атомни тежести върху цилиндъра, разделяйки го на няколко вертикални ивици. В резултат на това разделяне на вертикалите има елементи, притежаващи подобни физични и химични свойства.

Законът на октавите

Д. Нюландс открива през 1864 г. доста интересен модел. С местоположение химични елементи Чрез увеличаване на атомните си тежести всеки осми елемент показва подобие на първото. Подобен факт Newlands нарича закон октави (осем бележки).

Системата му на периодичност е много условна, така че идеята на наблюдателя учен започва да се нарича "октава" версия, която я свързва с музиката. Този вариант на Newlands беше най-близо до съвременната структура на PS. Но съгласно гореспоменатия закон за октавата само 17 елемента запазват своите периодични свойства, докато останалите знаци не показват такъв модел.

Отлични маси

У. Олинг представя наведнъж няколко варианта на таблиците с елементи. В първата версия, създадена през 1857 г., той предлага да се разделят на 9 групи. През 1861 г. химикът прави някои корекции на оригиналната версия на таблицата, като комбинира в групи знаци, носещи сходни химични свойства.

Вариант на масата "Одлинг", предложен през 1868 г., предполагали подреждането на 45 елемента при увеличаване на атомните тегла. Между другото, тази таблица по-късно стана прототип на периодичната система на Д. Менделеев.

Разделяне по валентност

Л. Майер през 1864 г. предлага таблица, която включва 44 елемента. Те бяха поставени в 6 колони, според водородната валентност. В таблицата имаше само две части. Основната група се състоеше от шест групи, включително 28 признаци за увеличаване на атомните тегла. В структурата му бяха разгледани пентади и тетради от химически признаци, подобни на химичните свойства. Останалите елементи, които Майер поставя във втората маса.

Приносът на Д. Менделеев към създаването на таблица с елементи

Съвременната периодична система на елементите на Д. Менделеев се появи на базата на таблиците на Майер, съставени през 1869 г. Във втората версия Майер подрежда знаците за 16 групи, поставя елементите с пентади и тетради, като се имат предвид известните химични свойства. И вместо валентност той използваше чисто номериране за групи. В него нямало бор, торий, водород, ниобий или уран.

Структурата на периодичната система във формата, представена в съвременните издания, не се появи веднага. Има три основни етапа, през които е създадена периодична система:

1. Първата версия на таблицата беше представена на градивните елементи. Проследява се периодичният характер на връзката между свойствата на елементите и стойностите на техните атомни тегла. Този вариант на класификацията на знаците на Менделеев е предложен през 1868-1869.
2. Ученият отказва оригиналната система, тъй като не отразява критериите, по които елементите биха попаднали в определена колона. Той предлага поставянето на признаци от сходството на химичните свойства (февруари 1869 г.)
3. През 1870 г. Дмитрий Менделеев е представен на научния свят на съвременната периодична система от елементи.

версия Руски химик взе предвид както позицията на металите в периодичната таблица, така и характеристиките на свойствата на неметалните елементи. За тези години, които са минали от първото издание на гениалното изобретение на Менделеев, масата не е претърпяла големи промени. И на местата, останали празни по време на времето на Дмитрий Иванович, се появиха нови елементи, открити след смъртта му.

Характеристики на масата на Менделеев

Защо се счита, че описаната система е периодична? Това се обяснява с особеностите на структурата на таблицата.

Общо, тя съдържа 8 групи и всяка от тях има две подгрупи: основната (основна) и втората. Оказва се, че всички подгрупи 16. Те се намират вертикално, т.е. отгоре надолу.

Освен това в таблицата има хоризонтални редове, наречени периоди. Те също така имат допълнително разделение на малки и големи. Характеристиката на периодичната система включва отчитане на местоположението на елемента: неговата група, подгрупа и период.

Как се променят свойствата на основните подгрупи

Всички основни подгрупи в периодичната таблица започват с елементи от втория период. За знаци, принадлежащи към една основна подгрупа, броят на външните електрони е еднакъв, но разстоянието между последните електрони и положителното ядро ​​се променя.

В допълнение, нарастването на атомното тегло (относителна атомна маса) на елемента също се получава отгоре. Този индикатор е определящ фактор при определяне на модела на промяна на свойствата в основните подгрупи.

Тъй като радиусът (разстоянието между положителния сърцевината и отрицателни електрони външна) в главното увеличава под-група, неметални свойства (способността време химични трансформации да електрони) намалява. Що се отнася до промяната в металните свойства (отдръпването на електроните към други атоми), то ще се увеличи.

Използвайки периодична система, може да се сравнят свойствата на различните представители на една основна подгрупа. Във време, когато Менделеев създава периодична система, все още няма информация за структурата на материята. Изненадващ е фактът, че след като произхожда теорията на атомната структура, учи в училищата и образователната профил на химични университетите и сега, тя потвърждава хипотезата на Менделеев и не отрече предположението си от начина на подреждане на атомите в рамките на една маса.

Електронегативността в основните подгрупи до дъното намалява, т.е. колкото по-нисък е елементът в групата, толкова повече способността му да прикрепя атоми ще бъде по-малка.

Промяна в свойствата на атомите във вторичните подгрупи

Тъй като системата на Менделеев е периодична, промяната в свойствата в такива подгрупи се извършва в обратна последователност. Такива подгрупи включват елементи, започващи с 4-ия период (представители на d и f семейства). На дъното в тези подгрупи металните свойства намаляват, но броят на външните електрони е еднакъв за всички представители на една подгрупа.

Характеристики на структурата на периодите в ПС

Всеки нов период, с изключение на първия, в таблицата на руския химик започва с активен алкален метал. След това се доставят амфотерни метали, показващи двойни свойства в химическите трансформации. След това има няколко елемента с неметални свойства. Периодът свършва инертен газ (неметални, практични, без химическа активност).

Като се има предвид, че системата е периодична, в периоди има промяна в дейността. Отляво надясно намалява активността (металните свойства), увеличава се окислителната активност (неметалните свойства). По този начин най-ярките метали в периода са вляво, а неметите вдясно.

В дълги периоди от време, състоящи се от два реда (4-7), също се оказва, периодичен характер, но поради наличието на представители на г и Е, на семейството, на метални елементи от серията много повече.

Имената на основните подгрупи

Част от групите елементи, налични в периодичната таблица, има свои собствени имена. Представителите на първата група А подгрупи се наричат ​​алкални метали. На подобно име, металите дължат своята активност на водата, което води до образуване на алкали.

Втората група А се счита за подгрупа алкалоземни метали. Когато взаимодействат с водата, тези метали образуват оксиди, някога са били наричани земи. Оттогава насам това име е възложено на представители на тази подгрупа.

Неметите на кислородната подгрупа се наричат ​​халкогени, а 7А групите се наричат ​​халогени. 8 Подгрупа се нарича инертни газове поради минималната химична активност.

PS през учебната година

За студенти обикновено предлагат вариант на периодичната таблица, където в допълнение към групи, подгрупи периоди също посочен формула и по-високо летливи съединения и по-оксиди. Такава хитрост ни позволява да формираме умения за образуване на по-високи оксиди. Достатъчно е елементът да бъде заменен със знака на представителя на подгрупата, за да бъде готов висок оксид.

Ако погледнете отблизо общия поглед върху летливите съединения на водорода, може да се види, че те са характерни само за неметалните. В 1-3 групи има тирета, тъй като типичните представители на тези групи са металите.

Освен това, в някои учебници по химия, всеки знак е означен със схема за разпределение на електроните над енергийните нива. Тази информация не съществуваше през периода на работата на Менделеев, а подобни научни факти се появиха много по-късно.

Човек може да види и формула външен електронен ниво, на което е лесно да се отгатне какво да семейство включва активния елемент. Тези типове не се допускат изпита сесии, така завършили 9 и 11 класове, да докаже тяхната химическа знания на OGE, или изпита, получаване на класически черен и бял вариант на периодичната таблица, в които няма подробна информация за структурата на атома, формулите на високи оксиди, състоящ се от летливи водородни съединения ,

Такова решение е съвсем логично и разбираемо, защото за тези студенти, които решиха да следват по стъпките на Менделеев и Ломоносов, няма трудности при използването на класическата версия на системата, те просто не се нуждаят от намеци.

Това е периодичният закон и системата на Джи Менделеев, които изиграха решаваща роля в по-нататъшното развитие на атомната молекулярна теория. След създаването на системата учените започнаха да обръщат повече внимание на изучаването на състава на елемента. Таблицата помогна да се изясни информация за прости вещества, както и за естеството и свойствата на елементите, които ги образуват.

Самият Менделеев предположи, че скоро ще се отворят нови елементи и ще осигури позицията на металите в периодичната система. След появата на последната започнала нова ера в химията. Освен това се дава сериозно начало на формирането на множество сродни науки, които са свързани със структурата на атома и трансформациите на елементите.