In die eerste helfte van die 19de eeu was daar verskeie pogings om die elemente te sistematiseer en metale in die periodieke stelsel te kombineer. Dit was gedurende hierdie historiese tydperk dat so 'n navorsingsmetode soos chemiese analise ontstaan het.
Uit die geskiedenis van die ontdekking van die Periodieke Tabel van Elemente
Deur 'n soortgelyke tegniek te gebruik om spesifieke chemiese eienskappe te bepaal, het wetenskaplikes van daardie tyd probeer om elemente in groepe te kombineer, gelei deur hul kwantitatiewe eienskappe, sowel as atoomgewig.
Gebruik atoomgewig
Dus het I. V. Dubereiner in 1817 vasgestel dat strontium 'n atoomgewig soortgelyk aan dié van barium en kalsium het. Hy het ook daarin geslaag om uit te vind dat daar nogal baie in gemeen is tussen die eienskappe van barium, strontium en kalsium. Op grond van hierdie waarnemings het die beroemde chemikus die sogenaamde triade van elemente saamgestel. Ander stowwe is in soortgelyke groepe gekombineer:
- swael, selenium, telluur;
- chloor, broom, jodium;
- litium, natrium, kalium.
Klassifikasie volgens chemiese eienskappe
L. Gmelin het in 1843 'n tabel voorgestel waarin hy soortgelyk gerangskik hetelemente in 'n streng volgorde volgens hul chemiese eienskappe. Stikstof, waterstof, suurstof het hy as die hoofelemente beskou, hierdie chemikus het dit buite sy tafel geplaas.
Onder suurstof het hy tetrades (4 tekens elk) en pentads (5 tekens elk) van die elemente geplaas. Die metale in die periodieke stelsel is volgens die terminologie van Berzelius geplaas. Soos deur Gmelin bedink, is alle elemente bepaal deur afnemende elektronegatiwiteitseienskappe binne elke subgroep van die periodieke stelsel.
Voeg elemente vertikaal saam
Alexander Emile de Chancourtois het in 1863 al die elemente in stygende atoomgewigte op 'n silinder gesit en dit in verskeie vertikale strepe verdeel. As gevolg van hierdie verdeling is elemente met soortgelyke fisiese en chemiese eienskappe op die vertikale geleë.
Wet van oktawe
D. Newlands het in 1864 'n taamlik interessante patroon ontdek. Wanneer die chemiese elemente in stygende volgorde van hul atoomgewigte gerangskik is, toon elke agtste element ooreenkomste met die eerste. Newlands het 'n soortgelyke feit die wet van oktawe (agt note) genoem.
Sy periodieke stelsel was baie arbitrêr, so die idee van 'n oplettende wetenskaplike is die "oktaaf"-weergawe genoem, wat dit met musiek assosieer. Dit was die Nuweland-weergawe wat die naaste aan die moderne PS-struktuur was. Maar volgens die genoemde wet van oktawe het slegs 17 elemente hul periodieke eienskappe behou, terwyl die res van die tekens nie sulke reëlmaat getoon het nie.
Odling-tafels
U. Odling het verskeie variante van tabelle van elemente gelyktydig aangebied. In die eersteweergawe, geskep in 1857, het hy voorgestel om hulle in 9 groepe te verdeel. In 1861 het die apteker 'n paar aanpassings aan die oorspronklike weergawe van die tabel gemaak en tekens met soortgelyke chemiese eienskappe gegroepeer.
'n Variant van Odling se tabel, wat in 1868 voorgestel is, het die rangskikking van 45 elemente in stygende atoomgewigte aanvaar. Terloops, dit was hierdie tabel wat later die prototipe van die periodieke stelsel van D. I. Mendeleev geword het.
Valency-afdeling
L. Meyer het in 1864 'n tabel voorgestel wat 44 elemente ingesluit het. Hulle is in 6 kolomme geplaas, volgens waterstofvalensie. Die tafel het twee dele tegelyk gehad. Die hoof een het ses groepe verenig, 28 tekens in stygende atoomgewigte ingesluit. In sy struktuur is pentades en tetrads gesien van tekens soortgelyk aan chemiese eienskappe. Meyer het die oorblywende elemente in die tweede tabel geplaas.
Die bydrae van D. I. Mendeleev tot die skepping van die tabel van elemente
Die moderne periodieke stelsel van elemente van D. I. Mendeleev het verskyn op grond van Mayer se tabelle wat in 1869 saamgestel is. In die tweede weergawe het Mayer die tekens in 16 groepe gerangskik, die elemente in pentads en tetrads geplaas, met inagneming van bekende chemiese eienskappe. En in plaas van valensie het hy 'n eenvoudige nommering vir groepe gebruik. Daar was geen boor, torium, waterstof, niobium, uraan daarin nie.
Die struktuur van die periodieke stelsel in die vorm wat in moderne uitgawes aangebied word, het nie dadelik verskyn nie. Kan onderskei worddrie hoofstadia waartydens die periodieke stelsel geskep is:
- Die eerste weergawe van die tabel is op boublokke aangebied. Die periodieke aard van die verhouding tussen die eienskappe van die elemente en die waardes van hul atoomgewigte is opgespoor. Mendeleev het hierdie weergawe van die klassifikasie van tekens in 1868-1869 voorgestel
- Die wetenskaplike laat vaar die oorspronklike stelsel, aangesien dit nie die kriteria weerspieël het waarvolgens elemente in 'n sekere kolom sou val nie. Hy stel voor om tekens te plaas volgens die ooreenkoms van chemiese eienskappe (Februarie 1869)
- In 1870 het Dmitri Mendeleev die moderne periodieke stelsel van elemente aan die wetenskaplike wêreld bekendgestel.
Die weergawe van die Russiese chemikus het beide die posisie van metale in die periodieke stelsel en die eienskappe van nie-metale in ag geneem. Oor die jare wat verloop het sedert die eerste uitgawe van Mendeleev se briljante uitvinding, het die tabel geen groot veranderinge ondergaan nie. En op daardie plekke wat leeg gelaat is gedurende die tyd van Dmitri Ivanovich, het nuwe elemente verskyn, ontdek na sy dood.
Kenmerke van die periodieke tabel
Waarom word beskou dat die beskryfde stelsel periodiek is? Dit is as gevolg van die struktuur van die tabel.
In totaal bevat dit 8 groepe, en elkeen het twee subgroepe: die hoof (hoof) en sekondêre. Dit blyk dat daar in totaal 16 subgroepe is. Hulle is vertikaal geleë, dit wil sê van bo na onder.
Daarbenewens het die tabel ook horisontale rye wat periodes genoem word. Hulle het ook hulbykomende verdeling in klein en groot. Die kenmerk van die periodieke stelsel impliseer inagneming van die ligging van die element: sy groep, subgroep en periode.
Hoe eienskappe in die hoofsubgroepe verander
Alle hoofsubgroepe in die periodieke tabel begin met elemente van die tweede periode. Vir tekens wat aan dieselfde hoofsubgroep behoort, is die aantal buitenste elektrone dieselfde, maar die afstand tussen die laaste elektrone en die positiewe kern verskil.
Boonop vind 'n toename in die atoomgewig (relatiewe atoommassa) van die element van bo af in hulle plaas. Dit is hierdie aanwyser wat die bepalende faktor is in die identifisering van patrone van veranderinge in eienskappe binne die hoofsubgroepe.
Aangesien die radius (die afstand tussen die positiewe kern en die buitenste negatiewe elektrone) in die hoofsubgroep toeneem, neem nie-metaaleienskappe (die vermoë om elektrone tydens chemiese transformasies te aanvaar) af. Wat die verandering in metaaleienskappe betref (die skenking van elektrone aan ander atome), sal dit toeneem.
Deur die periodieke stelsel te gebruik, kan jy die eienskappe van verskillende verteenwoordigers van dieselfde hoofsubgroep vergelyk. In die tyd toe Mendeleev die periodieke stelsel geskep het, was daar nog geen inligting oor die struktuur van materie nie. Verbasend is die feit dat nadat die teorie van die struktuur van die atoom ontstaan het, in opvoedkundige skole en gespesialiseerde chemiese universiteite gestudeer het en op die oomblik, dit Mendeleev se hipotese bevestig het, en nie sy aannames oor die rangskikking van atome binne die tabel weerlê nie.
Elektronegatiwiteit indie hoofsubgroepe verminder na onder, dit wil sê hoe laer die element in die groep geleë is, hoe minder sal sy vermoë om atome te heg wees.
Verandering van die eienskappe van atome in sysubgroepe
Aangesien Mendeleev se stelsel periodiek is, vind die verandering in eienskappe in sulke subgroepe in omgekeerde volgorde plaas. Sulke subgroepe sluit elemente in vanaf periode 4 (verteenwoordigers van d- en f-families). Tot onder in hierdie subgroepe neem metaaleienskappe af, maar die aantal eksterne elektrone is dieselfde vir alle verteenwoordigers van een subgroep.
Kenmerke van die struktuur van periodes in PS
Elke nuwe tydperk, met die uitsondering van die eerste, in die tabel van die Russiese chemikus begin met 'n aktiewe alkalimetaal. Volgende is die amfoteriese metale, wat dubbele eienskappe in chemiese transformasies vertoon. Dan is daar verskeie elemente met nie-metaal eienskappe. Die tydperk eindig met 'n inerte gas (nie-metaal, prakties, toon nie chemiese aktiwiteit nie).
Gegewe dat die stelsel periodiek is, is daar 'n verandering in aktiwiteit in periodes. Van links na regs sal verminderende aktiwiteit (metaaleienskappe) afneem, oksiderende aktiwiteit (nie-metaaleienskappe) sal toeneem. Dus, die helderste metale in die tydperk is aan die linkerkant, en nie-metale aan die regterkant.
In groot periodes, wat uit twee rye (4-7) bestaan, kom ook 'n periodieke karakter voor, maar as gevolg van die teenwoordigheid van verteenwoordigers van die d- of f-familie, is daar baie meer metaalelemente in die ry.
Name van hoofsubgroepe
Deel van die groepe elemente wat in die periodieke tabel voorkom, het sy eie name gekry. Verteenwoordigers van die eerste groep A van die subgroep word alkalimetale genoem. Metale het hierdie naam te danke aan hul aktiwiteit met water, wat lei tot die vorming van bytende alkalieë.
Die tweede groep A-subgroep word as aardalkalimetale beskou. Wanneer dit met water in wisselwerking is, vorm sulke metale oksiede, hulle is eens aardes genoem. Dit was van daardie tyd af dat 'n soortgelyke naam aan die verteenwoordigers van hierdie subgroep toegeken is.
Niemetale van die suurstofsubgroep word chalkogene genoem, en verteenwoordigers van die 7 A-groep word halogene genoem. 8 'n Subgroep word inerte gasse genoem vanweë sy minimale chemiese aktiwiteit.
PS in die skoolkursus
Vir skoolkinders word gewoonlik 'n variant van die periodieke tabel aangebied, waarin benewens groepe, subgroepe, periodes, die formules van hoër vlugtige verbindings en hoër oksiede ook aangedui word. So 'n truuk stel studente in staat om vaardighede te ontwikkel in die samestelling van hoër oksiede. Dit is genoeg om die teken van die verteenwoordiger van die subgroep in plaas van die element te vervang om die voltooide hoogste oksied te kry.
As jy noukeurig kyk na die algemene voorkoms van vlugtige waterstofverbindings, kan jy sien dat hulle net kenmerkend is van nie-metale. Daar is strepe in groepe 1-3, aangesien metale tipiese verteenwoordigers van hierdie groepe is.
Daarbenewens, in sommige skoolchemie-handboeke, dui elke teken die verspreiding van elektrone langsenergievlakke. Hierdie inligting het nie gedurende die tydperk van Mendeleev se werk bestaan nie, soortgelyke wetenskaplike feite het heelwat later verskyn.
Jy kan ook die formule van die eksterne elektroniese vlak sien, waardeur dit maklik is om te raai aan watter familie hierdie element behoort. Sulke wenke is onaanvaarbaar by eksamensessies, daarom kry gegradueerdes van graad 9 en 11, wat besluit om hul chemiese kennis by die OGE of die Unified State Examination te demonstreer, klassieke swart en wit weergawes van periodieke tabelle wat nie bykomende inligting oor bevat nie die struktuur van die atoom, die formules van hoër oksiede, die samestelling van vlugtige waterstofverbindings.
So 'n besluit is redelik logies en verstaanbaar, want vir daardie skoolkinders wat besluit het om in die voetspore van Mendeleev en Lomonosov te volg, sal dit nie moeilik wees om die klassieke weergawe van die stelsel te gebruik nie, hulle het eenvoudig nie opdragte nodig nie.
Dit was die periodieke wet en die sisteem van D. I. Mendeleev wat die belangrikste rol gespeel het in die verdere ontwikkeling van die atoom- en molekulêre teorie. Na die skepping van die stelsel het wetenskaplikes meer aandag begin gee aan die studie van die samestelling van die element. Die tabel het gehelp om inligting oor eenvoudige stowwe te verduidelik, asook oor die aard en eienskappe van die elemente wat hulle vorm.
Mendeleev het self aangeneem dat nuwe elemente binnekort ontdek sou word, en het voorsiening gemaak vir die posisie van metale in die periodieke stelsel. Dit was ná die verskyning van laasgenoemde dat 'n nuwe era in chemie begin het. Daarbenewens is 'n ernstige begin gegee aan die vorming van baie verwante wetenskappe wat verband hou met die struktuur van die atoom entransformasies van elemente.
