Periodisk system: Klassificering af kemiske elementer

I første halvdel af det 19. århundrede blev der forsøgt at systematisere elementerne og kombinere metaller i det periodiske system. Det er i denne historiske periode, at der fremkommer en undersøgelsesmetode, såsom kemisk analyse.

Fra historien om opdagelsen af det periodiske bord af elementer

Ved hjælp af en lignende teknik til bestemmelse af specifikke kemiske egenskaber forsøgte forskere på den tid at sammensætte elementer baseret på deres kvantitative egenskaber såvel som atomvægt.

Anvendelse af atomvægt

Således fastslog IV Dubereiner i 1817, at i strontium svarer atomvægten til de tilsvarende indekser af barium og calcium. Han formåede også at finde ud af, at der er meget fælles mellem egenskaberne af barium, strontium og calcium. Baseret på disse observationer udgjorde den berømte kemiker den såkaldte triade af elementer. I de tilsvarende grupper blev andre stoffer kombineret:

• Svovl, selen, tellur;
• Chlor, brom, iod;
• Litium, natrium, kalium.

Klassificering ved kemiske egenskaber

L. Gmelin i 1843 foreslog en tabel, hvori han placerede lignende i kemiske egenskaber elementer i en streng rækkefølge. Kvælstof, hydrogen, ilt, betragtede han hovedelementerne, deres givne kemiker blev placeret uden for hans bord.

Under oxygen blev tetrads arrangeret (4 tegn hver) og pentader (5 tegn hver). Metaller i det periodiske bord blev sat i Berzelius 'terminologi. Ifølge Gmelin's plan blev alle elementer etableret ved at reducere egenskabernes elektronegativitet inden for hver undergruppe af det periodiske system.

Flet elementer lodret

Alexander Emil de Chancourtua i 1863 alle elementer anbragt i stigende atomvægte på cylinderen, dividere det i flere lodrette strimler. Som følge af denne opdeling på lodret er der elementer med lignende fysiske og kemiske egenskaber.

Oktavloven

D. Newlands opdagede i 1864 et ret interessant mønster. Med arrangementet af kemiske elementer i stigende atomvægte viser hvert ottende element en lighed med den første. En lignende kendsgerning Newlands kaldte lov oktaverne (otte noter).

Hans periodiske system var meget betinget, så ideen om den observante videnskabsmand begyndte at blive kaldt en "oktav" -version, der forbinder den med musik. Det var Newlands-varianten, der var tættest på PS's moderne struktur. Men ifølge ovennævnte oktavlov beholdt kun 17 elementer deres periodiske egenskaber, mens de resterende tegn ikke viste nogen sådan regelmæssighed.

Odling tabeller

U. Odling præsenterede flere varianter af elementetabellerne på én gang. I den første version, der blev oprettet i 1857, foreslog han at opdele dem i 9 grupper. I 1861 lavede kemikeren nogle korrektioner til den oprindelige version af bordet og kombinerede i grupper tegn med lignende kemiske egenskaber.

En variant af Odlingsbord, foreslået i 1868, antog arrangementet af 45 elementer i stigende atomvægte. Forresten var det denne tabel, der senere blev prototypen af DI Mendeleyevs periodiske system.

Division af valence

L. Meyer i 1864 foreslog et bord, som indeholdt 44 elementer. De blev anbragt i 6 kolonner, ifølge hydrogenvalensen. I bordet var der kun to dele. Hovedgruppen bestod af seks grupper, herunder 28 tegn på stigende atomvægte. I sin struktur blev pentader og tetrads fra kemiske tegn svarende til kemiske egenskaber gennemgået. Resten af elementerne Meyer placeres i den anden bord.

DI Mendeleyevs bidrag til oprettelsen af en tabel af elementer

Det moderne periodiske system af DI Mendeleyevs elementer fremkom på grundlag af Mayers tabeller, udarbejdet i 1869. I anden udgave arrangerede Mayer tegnene til 16 grupper, anbragte elementerne med pentader og tetrads i betragtning af de kendte kemiske egenskaber. I stedet for valens brugte han en simpel nummerering for grupper. Der var ikke bor, thorium, hydrogen, niob, uran i det.

Strukturen af det periodiske system i den form, der præsenteres i moderne udgaver, vises ikke umiddelbart. Der er tre hovedfaser, hvor et periodisk system blev oprettet:

1. Den første version af bordet blev præsenteret på byggestenene. Den periodiske karakter af forholdet mellem egenskaberne af elementerne og værdierne af deres atomvægte blev sporet. Denne version af klassificeringen af Mendeleev tegn blev foreslået i 1868-1869.
2. Forskeren nægter det oprindelige system, da det ikke afspejlede de kriterier, hvormed elementerne ville falde ind i en bestemt kolonne. Han foreslår at placere tegn ved ligheden mellem kemiske egenskaber (februar 1869)
3. I 1870 blev Dmitry Mendeleev præsenteret for den videnskabelige verden af det moderne periodiske system af elementer.

I den version af den russiske kemiker blev der taget hensyn til både metallernes position i det periodiske system og egenskaberne ved egenskaberne af nonmetals. I de år, der er gået siden den første udgave af geni-opfindelsen af Mendeleyev, har tabellen ikke undergået nogen større ændringer. Og på de steder, der blev efterladt tomme under Dmitry Ivanovits tid, dukkede nye elementer op, som blev opdaget efter hans død.

Funktioner af det periodiske bord

Hvorfor anses det, at det beskrevne system er periodisk? Dette forklares af de særegne af bordets struktur.

I alt indeholder den 8 grupper, og hver har to undergrupper: de vigtigste (hoved) og sekundære. Det viser sig, at alle undergrupperne 16. De er placeret lodret, det vil sige fra top til bund.

Derudover er der vandrette rækker i bordet, kaldet perioder. De har også deres yderligere opdeling i små og store. Karakterisering af det periodiske system indebærer at tage hensyn til elementets placering: dets gruppe, undergruppe og periode.

Hvordan egenskaber ændres i de vigtigste undergrupper

Alle de vigtigste undergrupper i det periodiske bord begynder med elementer i anden periode. For tegn, der tilhører en hovedundergruppe, er antallet af eksterne elektroner det samme, men afstanden mellem de sidste elektroner og den positive kerne ændrer sig.

Derudover forekommer en stigning i elementets atomvægt (relative atommasse) ovenfra. Det er denne indikator er afgørende for bestemmelsen af mønsteret for ændring af egenskaber inden for de vigtigste undergrupper.

Da radiusen (afstanden mellem den positive kerne og de eksterne negative elektroner) i hovedundergruppen øges, falder de ikke-metalliske egenskaber (evnen til at modtage elektroner i løbet af kemiske transformationer). Hvad angår forandringen i de metalliske egenskaber (recoil af elektroner til andre atomer), vil den stige.

Ved hjælp af et periodisk system kan man sammenligne egenskaberne hos forskellige repræsentanter for en hovedundergruppe. På et tidspunkt, hvor Mendeleev skabte et periodisk system, var der stadig ingen oplysninger om materiens struktur. Overraskende er det faktum, at efter atomatomens teori, som er blevet studeret i uddannelsesskoler og profilkemiske universiteter, nu er blevet bekræftet, bekræftede Mendeleyevs hypotese og afviste ikke sine antagelser om atomerrangementer inde i bordet.

Elektronegativitet i de vigtigste undergrupper til bunden falder, jo lavere elementet er i gruppen, jo mere er dets evne til at vedhæfte atomer mindre.

Ændring i egenskaberne af atomer i undergrupperne

Da Mendeleevs system er periodisk forekommer ændringen i egenskaber i sådanne undergrupper i omvendt rækkefølge. Sådanne undergrupper omfatter elementer, der begynder med 4. periode (repræsentanter for d og f familier). Til bunden i disse undergrupper falder metalegenskaberne, men antallet af eksterne elektroner er det samme for alle repræsentanter for en undergruppe.

Særegenheder af periodestrukturen i PS

Hver ny periode, med undtagelse af den første, i tabellen af den russiske kemiker begynder med et aktivt alkalimetal. Endvidere udviser amfotere metaller, der udviser dobbelt egenskaber i kemiske transformationer. Så er der flere elementer med ikke-metalliske egenskaber. Perioden slutter med en inert gas (ikke-metal, praktisk, der ikke viser kemisk aktivitet).

Da systemet er periodisk, er der i perioder en ændring i aktiviteten. Fra venstre til højre mindskes aktivitet (metalegenskaber), oxidativ aktivitet (ikke-metalliske egenskaber) vil stige. Således er de lyseste metaller i perioden til venstre, og de ikke-metaller til højre.

I store perioder, der består af to rækker (4-7), forekommer den periodiske karakter også, men på grund af tilstedeværelsen af repræsentanter for d eller f familien er de metalliske elementer i serien meget større.

Navne på hovedundergrupper

En del af grupperne af elementer, der er tilgængelige i det periodiske bord, har egne navne. Repræsentanter for den første gruppe En undergruppe kaldes alkalimetaller. Til et lignende navn skylder metaller deres aktivitet til vand, hvilket resulterer i dannelsen af kaustiske baser.

Den anden gruppe A betragtes som en undergruppe af jordalkalimetaller. Ved interaktion med vand danner sådanne metaller oxider, de var engang kaldte lande. Det var fra det tidspunkt, at navnet blev tildelt repræsentanter for denne undergruppe.

Ikke-metaller af iltundergruppen kaldes chalcogener, og 7A-grupperne kaldes halogener. 8 En undergruppe blev kaldt inerte gasser på grund af sin minimale kemiske aktivitet.

PS i skoleåret

For skolebørn foreslås normalt en variant af det periodiske bord, hvor der ud over grupper, undergrupper, perioder, formler for højere flygtige forbindelser og højere oxider også angives. Denne form for listighed giver eleverne mulighed for at opbygge færdigheder til dannelse af højere oxider. Det er tilstrækkeligt at erstatte elementet med tegnet af undergruppens repræsentant for at opnå det færdige højere oxid.

Hvis man ser nøje på den generelle opfattelse af flygtige hydrogenforbindelser, kan man se, at de kun er karakteristiske for ikke-metalliske stoffer. I 1-3 grupper er der bindestreger, da typiske repræsentanter for disse grupper er metaller.

Hertil kommer, at i nogle skole lærebøger af kemi er hvert tegn indikeret ved en ordning for fordelingen af elektroner over energiniveauer. Disse oplysninger eksisterede ikke under Mendeleevs arbejde. Sådanne videnskabelige fakta optrådte meget senere.

Du kan se formlerne på det eksterne elektroniske niveau, hvor det er let at gætte hvilken familie denne genstand tilhører. Sådanne antydninger er uacceptable i eksamenssessionerne. Derfor har kandidater fra lønklasse 9 og 11, som har besluttet at demonstrere deres kemiske viden om OGE eller EGE, give klassiske sort / hvide varianter af periodiske tabeller, hvor der ikke er yderligere oplysninger om atomets struktur, formlerne for højere oxider, sammensætningen af flygtige hydrogenforbindelser .

En sådan beslutning er ret logisk og forståelig, for de studerende, der besluttede at følge fodsporene Mendeleev og Lomonosov, vil ikke være svært at bruge den klassiske version af systemet, de behøver simpelthen ikke hints.

Det var den periodiske lov og systemet for DI Mendeleev, der spillede en vigtig rolle i den videre udvikling af atommolekylær teori. Efter oprettelsen af systemet begyndte forskerne at lægge større vægt på undersøgelsen af elementets sammensætning. Bordet hjalp med at præcisere nogle oplysninger om enkle stoffer såvel som arten og egenskaberne af de elementer, de er dannet.

Mendeleyev selv antog, at snart nye elementer ville åbne, og sørgede for metallernes position i det periodiske system. Det var efter udseendet af sidstnævnte, at en ny æra begyndte i kemi. Derudover blev der givet en seriøs start til dannelsen af en lang række beslægtede videnskaber, der er relateret til atomets struktur og omdannelserne af elementerne.