Under första hälften av 1800-talet gjordes olika försök att systematisera grundämnena och kombinera metaller i det periodiska systemet. Det var under denna historiska period som en sådan forskningsmetod som kemisk analys uppstod.
Från historien om upptäckten av det periodiska systemet
Med hjälp av en liknande teknik för att bestämma specifika kemiska egenskaper försökte dåtidens vetenskapsmän kombinera grundämnen i grupper, styrda av deras kvantitativa egenskaper, såväl som atomvikt.
Using atomic weight
Så, I. V. Dubereiner bestämde 1817 att strontium har en atomvikt som liknar den för barium och kalcium. Han lyckades också ta reda på att det finns ganska mycket gemensamt mellan egenskaperna hos barium, strontium och kalcium. Baserat på dessa observationer sammanställde den berömda kemisten den så kallade triaden av element. Andra ämnen kombinerades till liknande grupper:
- svavel, selen, tellur;
- klor, brom, jod;
- litium, natrium, kalium.
Klassificering efter kemiska egenskaper
L. Gmelin föreslog 1843 en tabell i vilken han ordnade liknandeelement i strikt ordning enligt deras kemiska egenskaper. Kväve, väte, syre ansåg han som huvudämnena, den här kemisten placerade dem utanför sitt bord.
Under syre placerade han tetrader (4 tecken vardera) och pentads (5 tecken vardera) av elementen. Metallerna i det periodiska systemet placerades enligt Berzelius terminologi. Enligt Gmelins uppfattning bestämdes alla grundämnen genom minskande elektronegativitetsegenskaper inom varje undergrupp av det periodiska systemet.
Slå samman element vertik alt
Alexander Emile de Chancourtois 1863 satte alla grundämnen i stigande atomvikter på en cylinder och delade den i flera vertikala ränder. Som ett resultat av denna uppdelning finns element med liknande fysikaliska och kemiska egenskaper på vertikalerna.
Law of octaves
D. Newlands upptäckte 1864 ett ganska intressant mönster. När de kemiska grundämnena är ordnade i stigande ordning efter sina atomvikter, visar vart åttonde grundämne likheter med det första. Newlands kallade ett liknande faktum för oktaverlagen (åtta toner).
Hans periodiska system var väldigt godtyckligt, så idén om en observant vetenskapsman kallades "oktav"-versionen, och associerade den med musik. Det var Newlands-versionen som låg närmast den moderna PS-strukturen. Men enligt den nämnda oktaverlagen behöll endast 17 grundämnen sina periodiska egenskaper, medan resten av tecknen inte visade sådan regelbundenhet.
Odling-bord
U. Odling presenterade flera varianter av elementtabeller på en gång. I den förstaversion, skapad 1857, föreslog han att dela in dem i 9 grupper. År 1861 gjorde kemisten några justeringar av den ursprungliga versionen av tabellen och grupperade tecken med liknande kemiska egenskaper.
En variant av Odlings bord, föreslagen 1868, antog arrangemanget av 45 element i stigande atomvikter. Det var förresten denna tabell som senare blev prototypen på det periodiska systemet för D. I. Mendeleev.
Valency division
L. Meyer föreslog 1864 en tabell som innehöll 44 element. De placerades i 6 kolonner, enligt vätevalens. Bordet hade två delar samtidigt. Den huvudsakliga förenade sex grupper, inklusive 28 tecken i stigande atomvikter. I sin struktur sågs pentads och tetrads från tecken som liknar kemiska egenskaper. Meyer placerade de återstående elementen i den andra tabellen.
D. I. Mendeleevs bidrag till skapandet av elementtabellen
Det moderna periodiska systemet av element av D. I. Mendeleev dök upp på grundval av Mayers tabeller sammanställda 1869. I den andra versionen arrangerade Mayer tecknen i 16 grupper, placerade elementen i pentads och tetrads, med hänsyn till kända kemiska egenskaper. Och istället för valens använde han en enkel numrering för grupper. Det fanns inget bor, torium, väte, niob eller uran i den.
Det periodiska systemets struktur i den form som presenteras i moderna upplagor dök inte upp omedelbart. Går att urskiljatre huvudstadier under vilka det periodiska systemet skapades:
- Den första versionen av tabellen presenterades på byggstenar. Den periodiska karaktären av förhållandet mellan elementens egenskaper och värdena på deras atomvikter spårades. Mendeleev föreslog denna version av klassificeringen av tecken 1868-1869
- Forskaren överger det ursprungliga systemet, eftersom det inte speglade kriterierna för vilka element skulle falla in i en viss kolumn. Han föreslår att skyltar ska placeras efter likheten mellan kemiska egenskaper (februari 1869)
- År 1870 introducerade Dmitri Mendeleev det moderna periodiska systemet av grundämnen till den vetenskapliga världen.
Versionen av den ryska kemisten tog hänsyn till både metallernas position i det periodiska systemet och egenskaperna hos icke-metaller. Under åren som har gått sedan den första upplagan av Mendeleevs briljanta uppfinning har bordet inte genomgått några större förändringar. Och på de platser som lämnades tomma under Dmitrij Ivanovitjs tid uppträdde nya element, upptäckta efter hans död.
Funktioner i det periodiska systemet
Varför anses det beskrivna systemet vara periodiskt? Detta beror på tabellens struktur.
Tot alt innehåller den 8 grupper, och var och en har två undergrupper: den huvudsakliga (huvud) och sekundära. Det visar sig att det finns 16 undergrupper tot alt. De är placerade vertik alt, det vill säga uppifrån och ned.
Dessutom har tabellen också horisontella rader som kallas punkter. De har också sinaytterligare uppdelning i smått och stort. Egenskapen för det periodiska systemet innebär att man tar hänsyn till elementets placering: dess grupp, undergrupp och period.
Hur egenskaper förändras i huvudundergrupperna
Alla huvudundergrupper i det periodiska systemet börjar med element från den andra perioden. För tecken som tillhör samma huvudundergrupp är antalet yttre elektroner detsamma, men avståndet mellan de sista elektronerna och den positiva kärnan varierar.
Dessutom sker en ökning av grundämnets atomvikt (relativ atommassa) i dem från ovan. Det är denna indikator som är den avgörande faktorn för att identifiera mönster av förändringar i egenskaper inom huvudundergrupperna.
Eftersom radien (avståndet mellan den positiva kärnan och de yttre negativa elektronerna) i huvudundergruppen ökar, minskar de icke-metalliska egenskaperna (förmågan att acceptera elektroner under kemiska omvandlingar). När det gäller förändringen i metalliska egenskaper (donera elektroner till andra atomer), kommer den att öka.
Med det periodiska systemet kan du jämföra egenskaperna hos olika representanter för samma huvudundergrupp. Vid den tidpunkt då Mendeleev skapade det periodiska systemet fanns det fortfarande ingen information om materiens struktur. Överraskande är det faktum att efter att teorin om atomens struktur uppstod, studerade i utbildningsskolor och specialiserade kemiska universitet och för närvarande bekräftade den Mendeleevs hypotes och motbevisade inte hans antaganden om arrangemanget av atomer inuti bordet.
Elektronegativitet ihuvudundergrupperna minskar till botten, det vill säga ju lägre elementet är placerat i gruppen, desto mindre blir dess förmåga att fästa atomer.
Ändra egenskaperna hos atomer i sidoundergrupper
Eftersom Mendeleevs system är periodiskt sker förändringen av egenskaper i sådana undergrupper i omvänd ordning. Sådana undergrupper inkluderar element från period 4 (representanter för d- och f-familjer). Till botten i dessa undergrupper minskar metallegenskaperna, men antalet externa elektroner är detsamma för alla representanter för en undergrupp.
Funktioner i strukturen av perioder i PS
Varje ny period, med undantag för den första, i den ryska kemistens tabell börjar med en aktiv alkalimetall. Nästa är de amfotera metallerna, som uppvisar dubbla egenskaper i kemiska omvandlingar. Sedan finns det flera grundämnen med icke-metalliska egenskaper. Perioden avslutas med en inert gas (icke-metallisk, praktisk, uppvisar inte kemisk aktivitet).
Med tanke på att systemet är periodiskt, sker en förändring i aktivitet i perioder. Från vänster till höger kommer reducerande aktivitet (metalliska egenskaper) att minska, oxiderande aktivitet (icke-metalliska egenskaper) kommer att öka. Således är de ljusaste metallerna under perioden till vänster och icke-metaller till höger.
I stora perioder, bestående av två rader (4-7), förekommer också ett periodiskt tecken, men på grund av närvaron av representanter för familjen d eller f, finns det mycket mer metalliska element i raden.
Namn på huvudundergrupper
En del av grupperna av grundämnen som finns i det periodiska systemet har fått sina egna namn. Representanter för den första gruppen A i undergruppen kallas alkalimetaller. Metaller har detta namn på grund av sin aktivitet med vatten, vilket resulterar i bildandet av frätande alkalier.
Den andra grupp A-undergruppen anses vara alkaliska jordartsmetaller. När de interagerar med vatten bildar sådana metaller oxider, de kallades en gång jordar. Det var från den tiden som ett liknande namn tilldelades representanterna för denna undergrupp.
Ickemetaller i syreundergruppen kallas kalkogener, och representanter för 7 A-gruppen kallas halogener. 8 En undergrupp kallas inerta gaser på grund av dess minimala kemiska aktivitet.
PS i skolkursen
För skolbarn erbjuds vanligtvis en variant av det periodiska systemet, där förutom grupper även undergrupper, perioder, formlerna för högre flyktiga föreningar och högre oxider anges. Ett sådant trick låter eleverna utveckla färdigheter i att sammanställa högre oxider. Det räcker att ersätta tecknet för representanten för undergruppen istället för elementet för att få den färdiga högsta oxiden.
Om du tittar noga på det allmänna utseendet hos flyktiga väteföreningar kan du se att de endast är karakteristiska för icke-metaller. Det finns streck i grupperna 1-3, eftersom metaller är typiska representanter för dessa grupper.
Dessutom, i vissa skolböcker i kemi indikerar varje tecken fördelningen av elektroner längsenerginivåer. Denna information fanns inte under perioden för Mendeleevs arbete, liknande vetenskapliga fakta dök upp mycket senare.
Du kan också se formeln för den externa elektroniska nivån, med vilken det är lätt att gissa vilken familj detta element tillhör. Sådana tips är oacceptabla vid undersökningstillfällen, därför får akademiker i årskurs 9 och 11, som bestämmer sig för att visa sina kemiska kunskaper vid OGE eller Unified State Examination, klassiska svartvita versioner av periodiska system som inte innehåller ytterligare information om atomens struktur, formlerna för högre oxider, sammansättningen av flyktiga väteföreningar.
Ett sådant beslut är ganska logiskt och förståeligt, för för de skolbarn som bestämde sig för att följa i Mendeleevs och Lomonosovs fotspår kommer det inte att vara svårt att använda den klassiska versionen av systemet, de behöver helt enkelt inte uppmaningar.
Det var den periodiska lagen och systemet för D. I. Mendeleev som spelade den viktigaste rollen i den fortsatta utvecklingen av atom- och molekylteorin. Efter skapandet av systemet började forskare ägna mer uppmärksamhet åt studiet av elementets sammansättning. Tabellen hjälpte till att förtydliga en del information om enkla ämnen, samt om naturen och egenskaperna hos de grundämnen som de bildar.
Mendeleev själv antog att nya grundämnen snart skulle upptäckas, och försåg metallernas position i det periodiska systemet. Det var efter uppkomsten av den senare som en ny era började inom kemin. Dessutom gavs en seriös start på bildandet av många relaterade vetenskaper som är relaterade till atomens struktur ochtransformationer av element.
