19. yüzyılın ilk yarısında elementleri sistematize etmek ve metalleri periyodik sistem içinde birleştirmek için çeşitli girişimlerde bulunuldu. Bu tarihsel dönemde kimyasal analiz gibi bir araştırma yöntemi ortaya çıktı.
Periyodik Element Tablosunun keşfedilme tarihinden
Belirli kimyasal özellikleri belirlemek için benzer bir teknik kullanan o zamanın bilim adamları, elementleri nicel özelliklerinin yanı sıra atom ağırlıklarına göre gruplar halinde birleştirmeye çalıştılar.
Atom ağırlığını kullanma
Yani, 1817'de I. V. Dubereiner, stronsiyumun baryum ve kalsiyumunkine benzer bir atom ağırlığına sahip olduğunu belirledi. Ayrıca baryum, stronsiyum ve kalsiyumun özellikleri arasında oldukça fazla ortak nokta olduğunu bulmayı başardı. Bu gözlemlere dayanarak, ünlü kimyager, sözde element üçlüsünü derledi. Diğer maddeler benzer gruplar halinde birleştirildi:
- kükürt, selenyum, tellür;
- klor, brom, iyot;
- lityum, sodyum, potasyum.
Kimyasal özelliklere göre sınıflandırma
L. 1843'te Gmelin, benzerlerini düzenlediği bir tablo önerdi.elementler kimyasal özelliklerine göre kesin bir sırayla. Azot, hidrojen, oksijen ana elementler olarak kabul edildi, bu kimyager onları masasının dışına yerleştirdi.
Oksijen altına elementlerin tetradlarını (her biri 4 işaret) ve beşlilerini (her biri 5 işaret) yerleştirdi. Periyodik sistemdeki metaller Berzelius'un terminolojisine göre yerleştirildi. Gmelin tarafından tasarlandığı gibi, tüm elementler periyodik sistemin her bir alt grubu içindeki elektronegatiflik özellikleri az altılarak belirlendi.
Öğeleri dikey olarak birleştir
Alexander Emile de Chancourtois 1863'te artan atom ağırlıklarındaki tüm elementleri bir silindir üzerine yerleştirdi ve onu birkaç dikey şerite böldü. Bu bölünme sonucunda benzer fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip elementler düşeylerde yer alır.
Oktavlar kanunu
D. Newlands 1864'te oldukça ilginç bir model keşfetti. Kimyasal elementler atom ağırlıklarına göre artan düzende sıralandığında, her sekizinci element birincisiyle benzerlik gösterir. Newlands benzer bir olguyu oktavlar yasası olarak adlandırdı (sekiz nota).
Periyodik sistemi çok keyfiydi, bu yüzden gözlemci bir bilim adamı fikrine müzikle ilişkilendirerek "oktav" versiyonu deniyordu. Modern PS yapısına en yakın olan Newlands versiyonuydu. Ancak bahsedilen oktav yasasına göre, sadece 17 element periyodik özelliklerini korurken, diğer işaretler böyle bir düzenlilik göstermedi.
Odling tabloları
U. Odling, aynı anda birkaç öğe tablosu çeşidi sundu. İlk olarak1857'de oluşturulan versiyon, onları 9 gruba ayırmayı önerdi. 1861'de kimyager, benzer kimyasal özelliklere sahip işaretleri gruplandırarak tablonun orijinal versiyonunda bazı ayarlamalar yaptı.
Odling'in tablosunun 1868'de önerilen bir çeşidi, artan atom ağırlıklarında 45 elementin düzenini varsayıyordu. Bu arada, daha sonra D. I. Mendeleev'in periyodik sisteminin prototipi haline gelen bu tabloydu.
Değer bölümü
L. 1864'te Meyer, 44 element içeren bir tablo önerdi. Hidrojen değerliklerine göre 6 sütuna yerleştirildiler. Masanın aynı anda iki bölümü vardı. Ana grup, artan atom ağırlıklarında 28 işaret içeren altı grubu birleştirdi. Yapısında, kimyasal özelliklere benzer işaretlerden pentadlar ve tetradlar görülmüştür. Meyer kalan öğeleri ikinci tabloya yerleştirdi.
D. I. Mendeleev'in elementler tablosunun oluşturulmasına katkısı
D. I. Mendeleev'in modern periyodik element sistemi, Mayer'in 1869'da derlenen tablolarına dayanarak ortaya çıktı. İkinci versiyonda, Mayer işaretleri 16 gruba ayırdı, elementleri bilinen kimyasal özellikleri dikkate alarak beşli ve dörtlü olarak yerleştirdi. Ve değerlik yerine gruplar için basit bir numaralandırma kullandı. İçinde bor, toryum, hidrojen, niyobyum, uranyum yoktu.
Modern baskılarda sunulan formdaki periyodik sistemin yapısı hemen ortaya çıkmadı. Ayırt edilebilirPeriyodik sistemin oluşturulduğu üç ana aşama:
- Tablonun ilk versiyonu yapı taşları üzerinde sunuldu. Elementlerin özellikleri ile atom ağırlıklarının değerleri arasındaki ilişkinin periyodik doğası izlendi. Mendeleev, 1868-1869'da işaretlerin sınıflandırılmasının bu versiyonunu önerdi
- Bilim adamı, öğelerin belirli bir sütuna düşme kriterlerini yansıtmadığı için orijinal sistemi terk eder. İşaretleri kimyasal özelliklerin benzerliğine göre yerleştirmeyi öneriyor (Şubat 1869)
- 1870 yılında, Dmitri Mendeleev modern periyodik element sistemini bilim dünyasına tanıttı.
Rus kimyagerinin versiyonu, hem metallerin periyodik sistemdeki konumunu hem de metal olmayanların özelliklerini dikkate aldı. Mendeleev'in muhteşem icadının ilk baskısından bu yana geçen yıllar boyunca, tablo herhangi bir büyük değişikliğe uğramadı. Ve Dmitry Ivanovich döneminde boş bırakılan yerlerde, ölümünden sonra keşfedilen yeni unsurlar ortaya çıktı.
Periyodik tablonun özellikleri
Tarif edilen sistemin neden periyodik olduğu düşünülüyor? Bu tablonun yapısından kaynaklanmaktadır.
Toplamda 8 grup içerir ve her birinin iki alt grubu vardır: ana (ana) ve ikincil. Toplamda 16 alt grup olduğu ortaya çıktı, bunlar dikey olarak, yani yukarıdan aşağıya yerleştirildi.
Ayrıca, tabloda dönem adı verilen yatay satırlar da vardır. Onlar da onlarınküçük ve büyük olarak ek bölünme. Periyodik sistemin özelliği, elementin konumunun dikkate alınması anlamına gelir: grubu, alt grubu ve periyodu.
Ana alt gruplarda özellikler nasıl değişir
Periyodik tablodaki tüm ana alt gruplar, ikinci periyodun elemanları ile başlar. Aynı ana alt gruba ait işaretler için dış elektronların sayısı aynıdır, ancak son elektronlar ile pozitif çekirdek arasındaki mesafe değişir.
Ayrıca, elementin atom ağırlığında (nispi atom kütlesi) yukarıdan bir artış meydana gelir. Ana alt gruplar içindeki özelliklerdeki değişiklik modellerini belirlemede belirleyici faktör bu göstergedir.
Ana alt gruptaki yarıçap (pozitif çekirdek ile dış negatif elektronlar arasındaki mesafe) arttıkça metalik olmayan özellikler (kimyasal dönüşümler sırasında elektronları kabul etme yeteneği) azalır. Metalik özelliklerdeki değişime gelince (diğer atomlara elektron bağışlamak), artacaktır.
Periyodik sistemi kullanarak, aynı ana alt grubun farklı temsilcilerinin özelliklerini karşılaştırabilirsiniz. Mendeleyev'in periyodik sistemi yarattığı dönemde, maddenin yapısı hakkında henüz bir bilgi yoktu. Şaşırtıcı olan şu ki, atomun yapısı teorisi ortaya çıktıktan sonra, eğitim okullarında ve uzmanlaşmış kimya üniversitelerinde okudu ve şu anda Mendeleev'in hipotezini doğruladı ve tablonun içindeki atomların düzenlenmesi konusundaki varsayımlarını reddetmedi.
Elektronegatiflikana alt gruplar aşağıya doğru azalır, yani element grupta ne kadar düşük olursa, atom bağlama yeteneği o kadar az olur.
Yan alt gruplardaki atomların özelliklerini değiştirme
Mendeleev'in sistemi periyodik olduğundan, bu tür alt gruplardaki özelliklerdeki değişim ters sırada gerçekleşir. Bu tür alt gruplar, 4. periyottan başlayan unsurları içerir (d ve f ailelerinin temsilcileri). Bu alt gruplarda en altta metalik özellikler azalır, ancak dış elektronların sayısı bir alt grubun tüm temsilcileri için aynıdır.
PS'ta dönem yapısının özellikleri
Rus kimyager tablosundaki ilk hariç her yeni dönem aktif bir alkali metal ile başlar. Daha sonra, kimyasal dönüşümlerde ikili özellikler sergileyen amfoterik metaller gelir. Sonra metalik olmayan özelliklere sahip birkaç element var. Periyot inert bir gazla sona erer (metal olmayan, pratik, kimyasal aktivite göstermeyen).
Sistemin periyodik olduğu göz önüne alındığında, periyotlarda aktivitede bir değişiklik var. Soldan sağa, indirgeme aktivitesi (metalik özellikler) azalacak, oksitleyici aktivite (metalik olmayan özellikler) artacaktır. Böylece periyottaki en parlak metaller solda ve ametaller sağdadır.
İki sıradan (4-7) oluşan büyük periyotlarda periyodik bir karakter de ortaya çıkar, ancak d veya f ailesinin temsilcilerinin varlığı nedeniyle satırda çok daha fazla metalik element vardır.
Ana alt grupların adları
Periyodik tabloda bulunan element gruplarının bir kısmı kendi isimlerini almıştır. Alt grubun ilk A grubunun temsilcilerine alkali metaller denir. Metaller bu ismi su ile yaptıkları aktivitelere borçludur, bu da kostik alkalilerin oluşmasına neden olur.
İkinci grup A alt grubu, toprak alkali metaller olarak kabul edilir. Su ile etkileşime girdiğinde, bu metaller oksitler oluşturur, bir zamanlar toprak olarak adlandırılırlardı. O zamandan beri bu alt grubun temsilcilerine benzer bir isim verildi.
Oksijen alt grubunun ametallerine kalkojenler ve 7 A grubunun temsilcilerine halojenler denir. 8 Minimum kimyasal aktivitesi nedeniyle bir alt gruba inert gazlar denir.
Okul kursunda PS
Okul çocukları için, genellikle, gruplara, alt gruplara, periyotlara ek olarak, daha yüksek uçucu bileşiklerin ve daha yüksek oksitlerin formüllerinin de belirtildiği bir periyodik tablo çeşidi sunulur. Böyle bir numara, öğrencilerin daha yüksek oksitleri derleme becerilerini geliştirmelerini sağlar. Bitmiş en yüksek oksidi elde etmek için element yerine alt grubun temsilcisinin işaretini değiştirmek yeterlidir.
Uçucu hidrojen bileşiklerinin genel görünümüne yakından bakarsanız, bunların yalnızca metal olmayanların özelliği olduğunu görebilirsiniz. Metaller bu grupların tipik temsilcileri olduğu için 1-3 numaralı gruplarda çizgiler vardır.
Ayrıca, bazı okul kimya ders kitaplarında, her işaret, elektronların dağılımını gösterir.enerji seviyeleri. Bu bilgi Mendeleev'in çalışma döneminde yoktu, benzer bilimsel gerçekler çok sonra ortaya çıktı.
Ayrıca, bu öğenin hangi aileye ait olduğunu tahmin etmenin kolay olduğu harici elektronik seviyenin formülünü de görebilirsiniz. Bu tür ipuçları sınav oturumlarında kabul edilemez, bu nedenle OGE veya Birleşik Devlet Sınavında kimyasal bilgilerini göstermeye karar veren 9. ve 11. sınıf mezunlarına, hakkında ek bilgi içermeyen periyodik tabloların klasik siyah beyaz versiyonları verilir. atomun yapısı, daha yüksek oksitlerin formülleri, uçucu hidrojen bileşiklerinin bileşimi.
Böyle bir karar oldukça mantıklı ve anlaşılır, çünkü Mendeleev ve Lomonosov'un ayak izlerini takip etmeye karar veren okul çocukları için sistemin klasik versiyonunu kullanmak zor olmayacak, sadece istemlere ihtiyaçları yok.
Atom ve moleküler teorinin daha da geliştirilmesinde en önemli rolü oynayan D. I. Mendeleev'in periyodik kanunu ve sistemiydi. Sistemin oluşturulmasından sonra, bilim adamları elementin kompozisyonunun çalışmasına daha fazla dikkat etmeye başladılar. Tablo, basit maddeler hakkında ve ayrıca oluşturdukları elementlerin doğası ve özellikleri hakkında bazı bilgileri netleştirmeye yardımcı oldu.
Mendeleev'in kendisi yeni elementlerin yakında keşfedileceğini varsaymış ve metallerin periyodik sistemdeki konumunu sağlamıştır. İkincisinin ortaya çıkmasından sonra kimyada yeni bir dönem başladı. Ayrıca atomun yapısı ile ilgili birçok bilim dalının oluşumuna ciddi bir başlangıç yapılmıştır.elementlerin dönüşümleri.
