Systémová periodika: klasifikace chemických prvků

V první polovině 19. století byly provedeny různé pokusy o systematizaci elementů a kombinaci kovů v periodickém systému. V tomto historickém období se objevuje metoda vyšetřování, jako je chemická analýza.

Z historie objevu periodické tabulky prvků

Při použití podobné techniky pro stanovení specifických chemických vlastností se vědci té doby snažili sdružovat prvky na základě jejich kvantitativních vlastností a atomové hmotnosti.

Použití atomové hmotnosti

Tudíž IV Dubereiner v roce 1817 stanovil, že v stronci je atomová hmotnost podobná odpovídajícím indexům bária a vápníku. Podařilo se mu také zjistit, že mezi vlastnostmi barya, stroncia a vápníku je hodně společného. Na základě těchto pozorování vytvořil slavný chemik tzv. Triad prvků. V podobných skupinách byly kombinovány další látky:

• síra, selén, telur;
• chlor, brom, jod;
• lithium, sodík, draslík.

Klasifikace chemickými vlastnostmi

L. Gmelin v roce 1843 navrhl tabulku, v níž umístil podobné prvky chemických vlastností v přísném pořadí. Dusík, vodík, kyslík, považoval za hlavní prvky, které jim dané chemikum umístil mimo stůl.

Pod kyslíkem byly uspořádány tetrady (každé čtyři znaky) a pentády (5 znaků). Kovy v periodické tabulce byly uvedeny v terminologii Berzeliuse. Podle Gmelinova plánu byly všechny prvky zavedeny snížením elektronegativity vlastností v každé podskupině periodického systému.

Sloučit prvky vertikálně

Alexander Emil de Chancourtua v roce 1863 všechny prvky kladené na vzestupné atomové závaží na válec, dělící ho do několika vertikálních proužků. V důsledku tohoto rozdělení na svislých částech existují prvky mající podobné fyzikální a chemické vlastnosti.

Zákon oktávy

D. Newlands objevil v roce 1864 zajímavý vzorec. S polohou chemických prvků Zvyšováním jejich atomových závaží vykazuje každý osmý prvek podobnost s prvním. Podobný fakt nazývá Newlands zákony oktávy (osm poznámek).

Jeho systém periodiky byl velmi podmíněný, takže myšlenka pozorného vědce se začala říkat "oktávová" verze a spojovala ji s hudbou. Byla to varianta Newlands, která byla nejblíže moderní struktuře PS. Podle výše zmíněného zákona o oktáve však pouze 17 prvků zachovalo své periodické vlastnosti, zatímco ostatní znaky nezobrazovaly takový vzorec.

Odlingové stoly

U. Odlingová představila najednou několik variant elementárních tabulek. V první verzi, vytvořené v roce 1857, navrhl rozdělit je do 9 skupin. V roce 1861 chemik provedl některé opravy původní verze stolu, kombinoval ve skupinách znaky s podobnými chemickými vlastnostmi.

Variant odlingového stolu, který byl navržen v roce 1868, předpokládal uspořádání 45 prvků při zvyšování atomárních hmotností. Mimochodem, tato tabulka se později stala prototypem periodického systému DI Mendelejeva.

Rozdělení podle valence

L. Meyer v roce 1864 navrhl stůl, který zahrnoval 44 prvků. Byly umístěny v 6 sloupcích, podle vodíkové valence. V tabulce byly jen dvě části. Hlavní skupina se skládala ze šesti skupin, včetně 28 znaků pro zvýšení atomových vah. Ve své struktuře byly prohlédnuty pentady a tetrady z chemických znaků podobných chemickým vlastnostem. Zbytek prvků Meyer vložil do druhého stolu.

DI Mendelejevův příspěvek k vytvoření tabulky prvků

Moderní periodický systém DI Mendeleevových prvků se objevil na základě tabulek Mayer, sestavených v roce 1869. V druhé verzi Mayer uspořádal označení pro 16 skupin, umístěné prvky s pentady a tetrady, vzhledem k známým chemickým vlastnostem. A namísto valence použil jednoduché číslování pro skupiny. V tom nebyl žádný bór, thorium, vodík, niob nebo uran.

Struktura periodického systému v podobě prezentované v moderních vydáních se nezjistila okamžitě. Existují tři hlavní etapy, během nichž byl vytvořen periodický systém:

1. První verze tabulky byla uvedena na stavebních blocích. Byl sledován periodický charakter vztahu mezi vlastnostmi prvků a hodnotami jejich atomových vah. Tento variant klasifikace znamení Mendeleeva byl navržen v letech 1868-1869.
2. Vědec odmítá původní systém, protože nereflektoval kritéria, kterými by elementy spadaly do určitého sloupce. Navrhuje umístění značek podobností chemických vlastností (únor 1869)
3. V roce 1870 byl Dmitrij Mendeleev představen vědeckému světu moderního periodického systému prvků.

Verze Ruský chemik vzala v úvahu jak polohu kovů v periodické tabulce, tak rysy vlastností nekovů. Pro ty roky, které uplynuli od prvního vydání geniálního vynálezu Mendelejeva, nebyly tabulky podrobeny žádným zásadním změnám. A na těch místech, která zůstala prázdná během doby Dmitrije Ivanoviče, se objevily nové prvky, které byly objeveny po jeho smrti.

Vlastnosti Mendeleyevova stolu

Proč se má za to, že popsaný systém je pravidelný? To je vysvětleno zvláštnostmi struktury tabulky.

Celkem obsahuje 8 skupin a každá má dvě podskupiny: hlavní (hlavní) a sekundární. Ukázalo se, že všechny podskupiny 16. Jsou umístěny svisle, tj. Shora dolů.

Navíc jsou v tabulce horizontální řádky nazvané období. Oni mají také jejich další rozdělení na malé a velké. Charakteristika periodického systému zahrnuje zohlednění umístění prvku: jeho skupiny, podskupiny a období.

Jak se mění vlastnosti v hlavních podskupinách

Všechny hlavní podskupiny v periodické tabulce začínají prvky druhého období. Pro znaky patřící do jedné hlavní podskupiny je počet vnějších elektronů stejný, ale vzdálenost mezi posledními elektrony a pozitivním jádrem se mění.

Navíc vzrůstá atomová hmotnost (relativní atomová hmotnost) prvku také zhora. Tento indikátor je rozhodujícím faktorem při určování vzorce změn vlastností v hlavních podskupinách.

Vzhledem k tomu, poloměru (vzdálenost mezi pozitivním jádrem a záporné elektrony vnější) na hlavních zvyšuje podskupin, nekovové vlastnosti (schopnost v průběhu chemické transformace se elektrony) se snižuje. Pokud jde o změnu metalických vlastností (zpětný ráz elektronů na jiné atomy), bude se zvyšovat.

Pomocí pravidelného systému lze porovnat vlastnosti různých zástupců jedné hlavní podskupiny. V době, kdy Mendelejev vytvořil periodický systém, stále nebyly žádné informace o struktuře hmoty. Překvapující je skutečnost, že jakmile vzniklo teorii atomové struktury, studoval ve školách a vzdělávací profil chemických univerzit a teď, když potvrdil hypotézu Mendělejev a nezapřel svou domněnku o uspořádání atomů uvnitř tabulky.

Elektronegativita v hlavních podskupinách na dně se snižuje, to znamená, že čím je prvek ve skupině nižší, tím větší bude jeho schopnost připojovat atomy.

Změna vlastností atomů v sekundárních podskupinách

Vzhledem k tomu, že Mendeleevův systém je periodický, změna vlastností v těchto podskupinách nastává v obráceném pořadí. Takové podskupiny zahrnují prvky začínající na 4. období (zástupci d a f rodin). Do dolní části těchto podskupin se vlastnosti kovu snižují, ale počet vnějších elektronů je stejný pro všechny zástupce jedné podskupiny.

Vlastnosti struktury období v PS

Každé nové období, s výjimkou prvního, začíná v tabulce ruského chemisty aktivním alkalickým kovem. Dále jsou dodány amfoterní kovy, vykazující dvojí vlastnosti při chemických přeměnách. Pak existuje několik prvků s nekovovými vlastnostmi. Období končí inertním plynem (nekovové, praktické, bez chemické aktivity).

Vzhledem k tomu, že systém je periodický, v obdobích dochází ke změně aktivity. Zleva doprava se snižuje redukční aktivita (vlastnosti kovu), zvyšuje se oxidační aktivita (nekovové vlastnosti). Takže nejsvětlejší kovy v období jsou na levé straně a nekovy na pravé straně.

Ve velkých obdobích, které se skládají ze dvou řádků (4-7), se také objevuje periodický charakter, ale vzhledem k přítomnosti zástupců d nebo f rodiny jsou kovové prvky v sérii mnohem větší.

Názvy hlavních podskupin

Část skupin prvků, které jsou k dispozici v periodické tabulce, má vlastní jména. Zástupci prvních podskupin skupiny A se nazývají alkalické kovy. K podobnému názvu mají kovy svou aktivitu vodu, což vede k tvorbě žíravých zásad.

Druhá skupina A je považována za podskupinu kovy alkalických zemin. Při interakci s vodou, takové kovy tvoří oxidy, byly kdysi nazývány zeměmi. Od té doby byl tento název přidělen zástupcům této podskupiny.

Nekovy kyslíkové podskupiny se nazývají chalkogeny a skupiny 7A se nazývají halogeny. 8 Podskupina byla nazývána inertními plyny kvůli její minimální chemické aktivitě.

PS ve školním roce

U žáků se obvykle navrhuje varianta Mendelejevovy tabulky, ve které jsou kromě skupin, podskupin, období, vzorce pro vyšší těkavé sloučeniny a vyšší oxidy také uvedeny. Taková mazanost nám umožňuje vytvářet dovednosti pro tvorbu vyšších oxidů. Stačí nahradit prvek se znaménkem zástupce podskupiny, abyste získali připravenost vyšší oxid.

Pokud se podíváte pozorně na obecný pohled na těkavé vodíkové sloučeniny, je zřejmé, že jsou charakteristické pouze pro nekovové látky. V 1-3 skupinách jsou pomlčky, typickými zástupci těchto skupin jsou kovy.

Kromě toho v některých školních učebnicích chemie je každé označení označeno schématem distribuce elektronů nad energetickými úrovněmi. Tato informace neexistovala během období Mendelejevovy práce, podobné vědecké skutečnosti se objevily mnohem později.

Je vidět, a vzorec externí elektronická úroveň, na níž lze snadno odhadnout, do jaké rodina zahrnuje aktivní prvek. Tyto tipy nejsou povoleny v zkoušky sezení, tak absolventi 9 a 11 tříd, rozhodli demonstrovat jejich chemické znalosti k Oge, nebo zkouškou dát klasické černé a bílé verzi periodické tabulky, ve kterém nejsou žádné další informace o struktuře atomu, vzorců vyšších oxidů, složený z těkavých sloučeniny vodíku ,

Takové rozhodnutí je zcela logické a pochopitelné, protože pro ty studenty, kteří se rozhodli následovat ve stopách Mendelejeva a Lomonosova, není problém používat klasickou verzi systému, prostě nepotřebují rady.

Byl to periodický zákon a systém DI Mendelejev, který hrál důležitou roli v dalším vývoji atomové molekulární teorie. Po vytvoření systému vědci začali věnovat větší pozornost studiu kompozice prvku. Tabulka pomohla objasnit některé informace o jednoduchých látkách, stejně jako o povaze a vlastnostech prvků, které je tvoří.

Mendelejev sám předpokládal, že se brzy otevřou nové prvky a stanoví postavení kovů v periodickém systému. Bylo to po vzhledu posledně jmenované, že začala nová doba v chemii. Kromě toho byl zahájen seriózní vznik mnoha souvisejících věd, které souvisejí se strukturou atomu a přeměnou prvků.