Как расположены металлы в периодической таблице д и менделеева почему


§39. Характеристика металлов | 9 класс

1. Как расположены металлы в периодической таблице Д. И. Менделеева? Чем отличается строение атомов металлов от строения атомов неметаллов?
Металлы преимущественно располагаются в левой и нижней части периодической таблицы, т.е. в основном в I-III группах. И на внешнем энергетическом уровне у металлов обычно находится от одного до трех электронов (хотя возможны исключения: у сурьмы и висмута 5 электронов, у полония 6).

2. Чем по строению и свойствам кристаллические решетки металлов отличаются от ионных и атомных кристаллических решеток?
В узлах металлической кристаллической решетки находятся положительно заряженные ионы и атомы, между которыми передвигаются электроны, а в молекулярной и атомной кристаллической решетке в узлах расположены молекулы и атомы соответственно.

3. Каковы общие физические свойства металлов? Объясните эти свойства, основываясь на представлениях о металлической связи.

4. Почему некоторые металлы пластичные (например, медь), а другие – хрупкие (например, сурьма)?
У сурьмы 5 электронов на внешнем энергетическом уровне, у меди 1. С увеличением числа электронов, обеспечивается прочность отдельных слоев ионов, препятствующих их свободному скольжению, уменьшая пластичность.

5. При «растворении» в соляной кислоте 12,9 г сплава, состоящего из меди и цинка, получили 2,24 л водорода (н.у.). Вычислите массовые доли (в процентах) цинка и меди в этом сплаве.

6. Медно-алюминиевый сплав обработали 60 г соляной кислоты (массовая доля HCl – 10%). Вычислите массу и объем выделившегося газа (н.у.).

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Наиболее ярко металлические свойства проявляет простое вещество, атомы которого имеют строение электронной оболочки
1) 2е, 1е

2. Наиболее ярко металлические свойства проявляет простое вещество, атомы которого имеют строение электронной оболочки
4) 2е, 8е, 18е, 8е, 2е

3. Хорошо проводит электрический ток твердое вещество, имеющее кристаллическую решетку
3) металлическу


Периодическая таблица Дмитрия Менделеева ~ ChemistryGod

Дмитрий Менделеев, русский химик, широко известен разработкой периодической таблицы Менделеева и считается отцом современной периодической таблицы. Он явно сформулировал периодический закон: свойства элементов являются периодической функцией их атомного веса. Основываясь на этом принципе, он не только исправлял свойства известных элементов, но и точно предсказывал свойства неоткрытых элементов.

В середине 1860-х годов Менделеев начал писать книгу по химии.Работая над своей книгой The Principles of Chemistry , он случайно открыл периодический закон. Он заметил, что, когда элементы расположены в порядке их атомного веса, свойства элементов будут регулярно повторяться в течение определенного интервала. Он сформулировал свою первую периодическую таблицу, упорядочив элементы по атомному весу и сгруппировав их на основе их валентности.

Таблица Менделеева 1869 года

В 1869 году его коллега Николай Меншуткин от имени Менделеева представил Русскому химическому обществу доклад «Зависимость между свойствами атомных масс элементов» .Статья была опубликована в том же году на русском языке, а немецкая версия статьи, состоящая из таблицы и его восьми замечаний, была распространена в Zeitschrift für Chemie.

Его первая таблица приведена ниже.

Таблица Менделеева 1869
Ti = 50 Zr = 90 ? = 180
V = 51 Nb = 94 Ta = 182
Cr = 52 Me = 96 W = 186
Mn = 55 Rh = 104.4 Pt = 197,4
Fe = 56 Ru = 104,4 Ir = 198
Ni = Co = 59 Pd = 106,6 Os = 199
H = 1 Cu = 63,4 Ag = 108 Hg = 200
Be = 9.4 Mg = 24 Zn = 65,2 Cd = 112
B = 11 Al = 27,4 ? = 68 U = 116 Au = 197?
C = 12 Si = 28 ? = 70 Sn = 118
N = 14 P = 31 As = 75 Sb = 122 Bi = 210?
O = 16 S = 32 Se = 79.4 Те = 128?
F = 19 Cl = 35,5 Br = 80 I = 127
Li = 7 Na = 23 K = 39 Rb = 85,4 Cs = 133 Tl = 204
Ca = 40 Sr = 87,6 Ba = 137 Pb = 207
? = 45 Ce = 92
? Er = 56 La = 94
? Y = 60 Di = 95
? In = 75.6 Th = 118?

Из предыдущей таблицы элементы были упорядочены сверху вниз с увеличением атомного веса. Он сгруппировал элементы по их валентности. Например, фтор, хлор, бром и йод помещаются в один горизонтальный ряд. Эти элементы имеют одинаковую валентность и сходные физические и химические свойства. Этот паттерн, согласно которому элементы в одном ряду имеют схожие характеристики, и есть то, что мы назвали периодичностью элементов.

Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, - это положение теллура (Te = 128) в таблице. Его положение меняется на йод (I = 127). Поскольку йод легче теллура, его следует сразу же опустить до сурьмы (Sb = 122). Вместо этого Менделеев изменил порядок, так как считал, что атомный вес теллура был измерен неправильно, и йод разделял свойства с F, Cl и Br, а не с O, S и Se. Основываясь на этом, он предположил, что атомный вес теллура должен быть больше, чем йода.Частично это сбылось. Он был прав на смену позиции. В современной периодической таблице йод помещен в группу 17 с другими галогенами, а теллур - с O, S и Se в группе 16. Но он ошибался в предсказании атомного веса теллура. Теллур имеет атомную массу 127,6 ед., А йод - 126,9 ед. Несмотря на то, что теллур тяжелее йода, в современной периодической таблице он ставится перед йодом, поскольку в современной периодической таблице элементы упорядочены по атомному номеру, а не по атомному весу.

Менделеев также заявил, что атомный вес элемента определяет его свойства, и свойства элемента могут быть предсказаны по его атомному весу. В приведенной выше таблице есть два слота, помеченных знаком?; один после алюминия (Al), а другой после кремния (Si). Он предсказал существование двух элементов, заполняющих эти места. Он назвал их эка-кремнием и эка-алюминием.

Таблица Менделеева 1871 года

Он уточнил свою периодическую таблицу и опубликовал новую версию в 1871 году.В этой новой таблице элементы были расположены слева направо, как в современной периодической таблице.

Таблица Менделеева 1871
Группа I
R 2 O
Группа II
RO
Группа III
R 2 O 3
Группа IV
RH 2
Группа V
RH 3 , R 2 O 5
Группа VI
RH 2 , RO 3
Группа VII
RH, R 2 O
Группа VIII
RO 4
1 H = 1
2 Li = 7 Be = 9.4 B = 11 C = 12 N = 14 O = 16 F = 19
3 Na = 23 Mg = 24 Al = 27,3 Si = 28 P = 31 S = 32 Cl = 35,5
4 K = 39 Ca = 40 _ = 44 Ti = 48 V = 51 Cr = 52 Mn = 55 Fe = 56, Co = Ni = 59, Cu = 63
5 (Cu = 63) Zn = 65 _ = 68 _ = 72 As = 75 Se = 78 Br = 80
6 Rb = 85 Sr = 87 ? Y = 88 Zr = 90 Nb = 94 Mo = 96 _ = 100 Ru = Rh = 104, Pd = 106, Ag = 108
7 (Ag = 108) Cd = 112 In = 113 Sn = 118 Sb = 122 Te = 125 I = 127
8 Cs = 133 Ba = 137 ? Di = 138 ? Ce = 140 _ _ _ _, _, _, _
9 (_) _ _ _ _ _ _
10 _ _ ? Er = 178 ? La = 180 Ta = 182 W = 184 _ Os = 195, Ir = 197, Pt = 198, Au = 199
11 (Au = 199) Hg = 200 Tl = 204 Pb = 207 Bi = 208 _ _
12 _ _ _ Th = 231 _ U = 240 _ _, _, _, _

Элементы со схожими характеристиками помещены в одну колонку.Как видно из таблицы выше, он разделил столбцы на восемь групп (с группы I по группу VIII). Элементы в каждой колонке обладали схожими физическими и химическими свойствами и сочетались с другими элементами в той же молярной пропорции. Например, элементы группы I образуют оксиды с той же химической формулой (R 2 O). Некоторые из них: H 2 O, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O. Также можно увидеть несколько пустых слотов; это было указанием на неоткрытые элементы.

Он также пересмотрел атомный вес урана до 240, что очень близко к его сегодняшнему значению 238,03.

Его предсказания

Основной причиной, которая отличает Менделеева от остальных ученых, внесших свой вклад в разработку периодической таблицы, были его точные предсказания нескольких неизвестных элементов. Наиболее точными предсказаниями были эка-бор (скандий), эка-алюминий (галлий) и эка-кремний (германий), а другими предсказанными элементами были эка-марганец (технеций), двимарганец (рений), эка-цезий. (франций), эка-йод (астат) и эка-тантал (дубний).

Префиксы eka- и dvi- происходят из санскрита. Это означает один и два соответственно. Итак, эка-алюминий на одно место опережает алюминий.

Галлий и германий были открыты в 1875 и 1886 годах соответственно. Менделеев предсказал, что их атомные веса составят 68 и 72. Значения вполне соответствуют их нынешним значениям 69,72 и 72,63. Он также предсказал другие свойства двух элементов. Они перечислены в следующей таблице.

Прогнозы Менделеева для экаалюминия (галлий) и эка-кремния (германий)
Свойство Галлий или эка-алюминий Германий или эка-кремний
Прогноз Наблюдалось Наблюдается
Атомный вес 68 69.72 72 72,63
Плотность (г · см −3 ) 6,0 5,9 5,5 5,3
Температура плавления (° C) Низкая 29,8 Высокий 938
Формула оксида Ea 2 O 3 Ga 2 O 3 EaO 2 GeO 2
Формула хлорида EaCl 3 GaCl 3 EaCl 4 GeCl 4

Менделеев также правильно предсказал атомный вес эка-бора (скандия) и эка-марганца. как 44 и 100 соответственно.Последующие открытия этих элементов показали, что их атомная масса составляет 44,96 и 98 единиц.

История

Дмитрий Менделеев родился у Ивана Павловича Менделеева и Марии Дмитриевны Менделеевой в Сибири 8 февраля 1834 года. Он прожил свое детство в финансовых трудностях, потому что его отец потерял зрение и стал безработным.

Дмитрий Менделеев (1834–1907)

Он стал профессором Санкт-Петербургского технологического института в 1864 году. Примерно в это же время он начал работать над своим учебником по химии и случайно нашел периодическую таблицу Менделеева.Однако он был не единственным, кто работал над периодической таблицей. В 1870 году, спустя год после правления Менделеева, Лотар Мейер опубликовал аналогичную таблицу. Как и Менделеев, Мейер также высказал предположение о существовании неоткрытых элементов, но не решился сообщить какие-либо подробности о них. С другой стороны, Менделеев смело предсказал характеристики неизвестных элементов, и они оказались достаточно точными после их открытия. Таблица Менделеева была более научной, чем все его предшественники. Вот почему его называют отцом современной таблицы Менделеева.

Дважды номинировался на Нобелевскую премию, но так и не получил. В 1955 году IUPAC официально назвал элемент с атомным номером 101 менделевием в честь Менделеева.

Сопутствующие товары

.

Великая карта истории науки

Периодическая таблица - это, попросту говоря, метод организации всех элементов, известных науке в настоящее время, на основе их размеров, электронной конфигурации и химических свойств.

Вопреки распространенному мнению, Дмитрий Менделеев, которого часто называют «отцом» периодической таблицы, не был первым, кто ее создал. Его нынешняя форма, по сути, является кульминацией работы многих ученых на протяжении веков.

В следующей статье мы кратко познакомимся с основными событиями в истории, которые повлияли на создание современной таблицы Менделеева.

Поскольку эта статья больше посвящена истории таблицы, чем объясняет ее науку, вы можете посмотреть это видео, чтобы получить представление о периодичности элементов.

Не было бы периодической таблицы без элементов

До того, как была предпринята какая-либо фактическая попытка упорядочить элементы, начинающим «организаторам» нужно было выяснить, что они организуют и сколько их.

Металлы, такие как золото, олово, медь, свинец, ртуть и серебро, были известны с древних времен, но потребовалось время Возрождения, чтобы сделать первое настоящее научное открытие веществ, которые мы теперь называем элементами.

Широко признано, что первым научно идентифицированным технически изолированным элементом был фосфор. Это открытие было сделано Хеннингом Брэндом в - 17 веке, , вскоре последуют и другие.

Хеннинг был обанкротившимся немецким торговцем, которому удалось изолировать элемент, пытаясь создать легендарный Философский камень. В то время многие люди экспериментировали с алхимией с конечной целью превратить неблагородные металлы в золото.

Он будет держать свое открытие при себе до 1680 , пока Роберт Бойль «заново откроет» элемент и не представит его научному миру.

Бойль ранее предлагал определение этих новых «элементов» как: -

«те примитивные и простые Тела, из которых, как утверждается, состоят смешанные тела, и в которые они в конечном итоге растворяются».

В течение следующих нескольких сотен лет первые химики накопят большой объем знаний о свойствах элементов и их соединений.

К 1869 году было найдено в общей сложности 63 элемента . Ученые начали замечать некоторые закономерности в свойствах этих элементов.

Итак, методы классификации этих элементов начали всерьез.

«Элементарный трактат химии» Лавуазье заложил основу

В 1789 Антуан-Лоран де Лавуазье написал и опубликовал свой новаторский Traité Élémentaire de Chimie ( Элементарный трактат химии ). Позже это было переведено на английский Робертом Керром.

Оригинал и перевод считаются первым настоящим учебником химии.В своей основополагающей работе Лавуазье определил элемент как вещество, которое не может быть разложено на более простое вещество с помощью химической реакции.

Это определение использовалось бы более века до открытия субатомных частиц.

Книга Лавуазье содержала исчерпывающий список этих «простых веществ», которые легли бы в основу нашего современного списка элементов.

В его списке элементы были разделены на металлические и неметаллические. Его системе сопротивлялись его сверстники, но она была быстро принята следующим поколением ученых.Система Лавуазье со временем окажется неадекватной, поскольку она использовала только эти две классификации.

Закон триад приближает нас на один шаг.

Когда первые химики начали экспериментировать и делать записи свойств элементов, вскоре были сделаны некоторые интересные наблюдения.

Уильям Праут, английский врач и химик, сделал важное наблюдение, что атомный вес, по-видимому, кратен весу водорода в 1815 . Позже эта гипотеза станет известна как гипотеза Праута и проложит путь для дальнейших исследований атомного веса и атомной теории.

Несколько лет спустя произошло одно крупное достижение в направлении периодической таблицы Менделеева.

Иоганн Доберейнер в работе 1817 вскоре заметил, что атомный вес стронция находится где-то посередине между кальцием и барием.

Как выяснилось, эти элементы также имели схожие химические свойства.

Чуть позже, в 1829 , он разработал свой «Закон триад». Он заметил, что такие группы элементов, как хлор, бром и йод (так называемая галогеновая триада, образующая соль) и литий, натрий и калий (так называемая триада щелочных [образующих] металлов), обладают сходными химическими свойствами.

Иоганн заметил, что средний элемент в этих «Триадах» имел свойства, которые были средними по сравнению с двумя другими при упорядочении по атомному весу. Он считал, что это может быть просто универсальный закон природы.

Он определил их как «химически аналогичные элементы, расположенные в порядке возрастания их атомных весов, образующие хорошо выраженные группы из трех, называемые Триадами, в которых атомный вес среднего элемента обычно равен среднему арифметическому атомного веса каждого элемента. два других элемента в триаде."

Этот закон стал очень популярен среди его коллег в то время. Между 1829 и 1858 годами многие известные ученые вскоре обнаружили, что химические связи этих триад действительно выходят за их пределы.

В этот период: -

-Фтор был добавлено к группе галогенов,

-Кислород, Сера, Селен и Теллур были сгруппированы вместе,

-Азот, Фосфор, Мышьяк, Сурьма и Висмут были также сгруппированы вместе.

Казалось бы, большие успехи были сделаны, но были проблема.Точные значения серьезно затрудняли исследования в этой области, а некоторые из них не всегда были доступны.

Первая попытка Шанкуртуа составить таблицу Менделеева

Французский геолог Александр-Эмиль Бегуйе де Шанкуртуа широко известен как первый человек, который действительно заметил периодичность элементов. По этой причине составленную им таблицу, построенную на основе этого наблюдения, вероятно, следует признать самой первой периодической таблицей элементов.

Он отметил, что элементы демонстрируют аналогичные свойства при упорядочении по атомному весу.Его Vis Tellunque (Теллурическая спираль), таким образом, был опубликован в 1862 . Название происходит от элемента Теллур, который упал в центре его диаграммы.

Его «стол» расположил элементы по спирали внутри цилиндра в порядке их атомного веса. Этот цилиндр был сконструирован так, что на нем можно было записать 16 единиц массы за один оборот. Таким образом, тесно связанные элементы выстраиваются вертикально.

Это привело его к предположению, что «свойства элементов - это свойства чисел».Он будет первым, кто осознает, что свойства элементов, кажется, повторяются каждые семь элементов.

Используя свою диаграмму, он даже предсказал стехиометрию некоторых оксидов металлов. К несчастью для Шанкуртуа, он включил в свою карту ионы и соединения, а также некоторую геологическую, а не химическую терминологию.

По этой причине его идея в то время так и не реализовалась. Его работа была реализована только после того, как Менделеев опубликовал свой стол несколько лет спустя.

Оригинальный V Шанкуртуа - это Tellurique . Источник: Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois / Wikimedia Commons

От триад к октавам с Джоном Ньюлендсом

Следующее большое развитие в направлении современной периодической таблицы произошло в 1863 с Законом октав Джона Ньюлендса .

Джон, английский химик, опубликовал свою статью, в которой 62 установленных элемента были разделены на 11 групп. Эта группировка, как и его предшественники, была основана на их сходных физических свойствах.Он также отметил, что атомные веса многих пар схожих элементов, казалось, изменились на кратные 8.

В 1864-5 он пошел дальше и опубликовал свою собственную версию периодической таблицы, одновременно предлагая свой Закон октав. Закон Джона гласил, что любой данный элемент демонстрирует поведение, подобное восьми элементам, следующим за ним в таблице.

Таким образом, в его таблице существующие элементы разбиты на 8 групп. Таблица Джона также была первой, в которой отображался атомный номер каждого элемента.

Закон октав Ньюленда был встречен некоторыми насмешками со стороны его сверстников, отчасти из-за ссылки закона на музыкальную шкалу. Его положение не улучшилось, когда Химическое общество также не смогло напечатать его лекцию от 1 марта 1866 года по этой теме.

К сожалению, его проницательность была оценена только спустя пять лет после того, как таблица Менделеева была напечатана тем же химическим обществом. Также потребовалось бы еще 50 лет или около того, чтобы значение периодичности восьми было заново открыто, когда были изобретены Теория Валентности Бонда (1916) и Октетная теория химической связи (1919) .

Позже он был удостоен голубой мемориальной доски в 2008 на своем старом месте жительства Королевским химическим обществом. Возможно, маленьким утешением является то, что он при жизни официально ввел термин «периодический» в химический лексикон.

Место рождения Джона Ньюлендса в Лондоне с его почетной голубой табличкой. Источник: Kafuffle / Wikimedia Commons

Кто был «отцом» периодической таблицы Менделеева?

Что касается периодической таблицы, то только русский химик Дмитрий Менделеев сформулировал ту, с которой мы знакомы сегодня.По крайней мере, так гласит обычная история.

На самом деле, есть некоторые разногласия относительно того, кто на самом деле заслуживает почетного титула «Отца Периодической таблицы». Для некоторых это был явно Менделеев, но есть и те, кто утверждает, что, по крайней мере, такое же признание должно получить немец Лотар Мейер. Оба эти человека создали очень похожие таблицы более или менее в одно и то же время.

Мейер опубликовал свой учебник 1864, , Современные теории химии, с сокращенной версией периодической таблицы в нем.Он состоял только из примерно половины известных тогда элементов, перечисленных в порядке их валентности.

Он также, в силу этого заказа, продемонстрировал периодическое изменение балансовой стоимости по мере увеличения веса. Он никогда не умел предсказывать новые элементы, используя свою таблицу, в отличие от Менделеева.

Он расширил это в 1868 , которое он передал коллеге на проверку перед публикацией. К сожалению для Мейера, Менделеев опубликовал свою более полную таблицу в 1869 за полный год, прежде чем он наконец появился в печати в 1870 .

Таблица Менделеева в конечном итоге выиграет над таблицей Мейера. Но, что наиболее важно, система Менделеева могла удовлетворительно предсказывать качества неизвестных элементов. Уже по одной этой причине ему больше доверяют как «отцу» периодической таблицы Менделеева по сравнению с Мейером.

Лотар Мейер, 11 января 1883 г. Источник: Юлиус Вильгельм Хорнунг / Wikimedia Commons

Менделеев: бесспорный «отец» периодической таблицы Менделеева

Дмитрий Менделеев, русский химик, первым создал такую ​​же таблицу Менделеева. к тому, с которым большинство из нас знакомо сегодня.Как и другие до него, он расположил элементы по атомной массе.

Он, как говорят, придумал свой стол, играя в «химический пасьянс» во время долгого путешествия на поезде. Каждая карта представляла собой единый элемент с различными фактами и цифрами, такими как химический символ, атомный вес и другие химические и физические свойства.

Когда Менделеев расположил карты на столе в порядке возрастания атомного веса, стало совершенно ясно, что сгруппированы элементы с похожими свойствами.Так родился его теперь знаменитый стол.

Вдохновленный этим, Менделеев опубликовал свою основополагающую работу «« О взаимосвязи свойств элементов с их атомным весом » в 1869 .

В этой публикации он сделал следующие наблюдения: -

- Элементы демонстрируют периодичность свойств при упорядочении по атомной массе,

- Элементы со схожими химическими свойствами имеют атомную массу аналогичного значения или регулярно увеличиваются,

- Порядок по весу также соответствует их так называемой валентности,

-Элементы, которые широко распространены, имеют тенденцию быть более мелкими атомами,

-Величина атомного веса определяет характер элемента, так же, как величина молекулы определяет характер составного тела,

-Есть некоторые еще неоткрытые элементы,

-Атомный вес некоторых элементов кажется неправильным и должен быть изменен e.грамм. Теллериум должен быть между 123 и 126 (а не 128, как было тогда),

. По их атомным массам вы можете сделать некоторые прогнозы о химических свойствах элементов.

Огромным преимуществом его таблицы по сравнению со своими предшественниками было то, что она выявляла закономерности в элементах в небольших единицах, таких как триады, а также в более крупных вертикальных, горизонтальных и диагональных отношениях между ними. К сожалению, он проиграл одним голосом и получил Нобелевскую премию за свой вклад в химию.

Однако его стол не без проблем. Хотя он оставил пробелы для еще не найденных элементов, он полностью не смог предсказать существование благородных газов. Впрочем, следует отметить, что позже Уильям Рэмси не испытывал проблем с их приспособлением.

Водород также оказался проблематичным. Он может быть помещен либо в группы щелочных металлов, либо в галогены, либо полностью отдельно в верхней части таблицы.

Другие группы, такие как лантаноиды, было очень трудно поместить в существующий формат таблицы.Полоний и радий, обнаруженные Марией Кюри в 1898 , также не поместились в таблице.

Периодическая таблица элементов Менделеева, 1871 г. Источник: NikNaks / Wikimedia Commons

Таблица Менделеева даже предсказывала новые элементы

Еще одним великим открытием, которое сделал Менделеев, было его наблюдение о том, что ранее определенные атомные веса не всегда были точными. Его таблица иногда требовала, чтобы он переупорядочил элементы, что, по-видимому, нарушало предпосылку последующего увеличения атомных весов.

Хорошим примером был бериллий. В то время его атомный вес был принят равным 14, но что-то казалось неправильным, его химические свойства не соответствовали общей картине.

Он определил, что у него должна быть атомная масса больше, чем 9. Он также поместил его в Группу 2 выше магния, химические свойства которого были более похожи, чем его предыдущее положение над азотом.

Таким образом, он обнаружил, что 17 элементов необходимо переместить в новые позиции из исходных, если просто упорядочить их по атомному весу.Даже после того, как было показано, что он прав в отношении многих из этих элементов, после переоценки их веса некоторые из них нужно было разместить на столе вне порядка веса, например, Аргон.

После того, как все известные элементы были собраны таким образом, появились явные зазоры. Менделеев понял, что это были места для еще неоткрытых элементов.

Некоторые из них, которые он назвал эка-алюминием, эка-бором и эка-кремнием, позже будут называться галлием, скандием и германием. Они вполне соответствовали его предсказаниям.

Даже сегодня новые элементы находят и добавляют в периодическую таблицу.

Всего Менделеев смог предсказать будущее открытие 10 новых элементов. Семь из них были в конечном итоге обнаружены, но три атомных веса, 45, 146 и 175, либо не существуют, либо еще не обнаружены.

Интересно, что другой человек, Уильям Одлинг, нарисовал в 1864 таблицу, аналогичную таблице Менделеева. Ему удалось преодолеть проблему теллура и йода и успешно распределить таллий, свинец, ртуть и платину в нужные группы - чего Менделеев не смог сделать с первой попытки.

Одлинг так и не получил признания за свою работу, потому что он был секретарем Лондонского химического общества, что привело к обвинениям в плагиате. Кроме того, он сыграл важную роль в дискредитации более ранней периодической таблицы Ньюлендса.

Беспокойные благородные газы возбуждают дело, и приказы Мозли по атомному номеру

Лорд Рэлей в 1895 обнаружил и сообщил, что он обнаружил новый газообразный элемент, который казался химически инертным.Он назывался «Аргон» и логически не вписывался в существующую таблицу Менделеева.

Три года спустя Уильям Рэмси предположил, что, возможно, аргон следует поместить между хлором и калием в семье с гелием. И это несмотря на то, что аргон имеет атомный вес больше, чем калий.

Рэмси назвал группу «нулевой», так как у них была нулевая валентность, отсюда их инертность. Он также точно предсказал будущее открытие элемента, который мы теперь называем Неоном.

Сегодня мы называем их благородными газами.Работа Рэмси была дополнительно поддержана новаторской работой Генри Мозли.

Его работа с использованием рентгеновских лучей для изучения атомной структуры привела бы к более точному расположению элементов в таблице. К сожалению, позже Генри погиб, сражаясь на далеких пляжах полуострова Галлиполи (Гелиболу по-турецки) в 1915 году.

По сей день элементы упорядочены по атомному номеру (количеству протонов в ядре). а не атомный вес благодаря работе Мозли.Это также устранило множество предполагаемых «проблем» с упорядоченными элементами по атомному весу, к большому облегчению химиков.

Газоразрядная трубка, заполненная аргоном, образующая атомный символ аргона. Источник: Pslawinski / Wikimedia Commons

Актиниды и лантаноиды добавлены в периодическую таблицу

Последние значительные изменения в периодической таблице элементов были внесены Гленном Т. Сиборгом. Это произошло во время его исследований в Манхэттенском проекте в 1943 .

У него возникли некоторые трудности с выделением элементов Америций и Кюрий, и он задумался, могут ли они принадлежать к другой серии, нежели размещенная в настоящее время. Он вопреки советам коллег решил предложить изменение таблицы Менделеева, добавив ряд актинидов.

Он также посредством своих исследований обнаружил все трансурановые элементы от 94 до 102.

Эти новые элементы необходимо было уместить в существующую таблицу, поэтому он изменил ее конфигурацию, поместив ряд актинидов ниже ряда элементов лантанидов.Практика, широко принятая сегодня и представленная в современных периодических таблицах.

Он (и его коллеги) также смогли идентифицировать более 100 изотопов других элементов на столе. Они также смогли теоретизировать ряд сверхтяжелых элементов от 104 до 121 (в настоящее время в основном идентифицированные) и суперактинидный ряд элементов от 122 до 153.

За это он был удостоен Нобелевской премии по физике. Элемент 106, Сиборгий (Sg) также был назван в его честь.

Как мы видим, периодическая таблица Менделеева, которую обычно приписывают Дмитрию Менделееву, на самом деле является кульминацией столетий последовательных экспериментов и открытий.Несмотря на это, было бы неправильно лишать его почетного звания «отца» стола.

Хотя технически он не был первым, таблица Менделеева была первой лучшей попыткой систематизировать известные элементы. Он также смог сделать некоторые прогнозы, которые со временем оправдались.

Итак, современная таблица Менделеева представляет собой совокупность знаний великих ученых умов, происхождение которых почти так же старо, как сама химия.

.

От Левкиппа до Дмитрия Менделеева: История Периодической таблицы

2019 год был объявлен Генеральной Ассамблеей ООН Международным годом Периодической таблицы химических элементов Менделеева. Открытие периодической таблицы в 1869 году стало крупным прорывом в области химии. Его публикация положила начало быстрому развитию этой сложной, но чрезвычайно интересной науки, а история ее изобретения полна мифов и легенд.По одной из них, ученый увидел стол во сне. В своей открытой лекции в Менделеев-центре Евгений Калинин, преподаватель Санкт-Петербургского государственного университета, рассказал о пути, пройденном человечеством к открытию периодической таблицы химических элементов. ITMO.NEWS публикует основные моменты лекции.

Древние философы

Наука химия основана на представлении об атоме, самом маленьком кусочке материи; каждое твердое тело, жидкость, газ и плазма состоят из атомов.Именно на атомном уровне мы изучаем такие фундаментальные свойства каждого химического элемента, как атомный вес, атомный номер, электронная структура, количество электронов, степень окисления, валентность и так далее.

Левкипп (V век до н.э.) был первым греческим философом, который обратился к атомизму, идее о том, что все состоит из различных нетленных, неделимых частиц. Эта идея была развита учеником Левкиппа Демокритом (ок. 470 - ок. 360 до н. Э.), Который первым использовал термин «атом», происходящий от древнегреческого прилагательного atomos , означающего «неделимый». .Теория Демокрита, согласно которой материя состоит из крошечных невидимых неразрушимых частиц, была тогда названа атомной теорией .

Евгений Калинин

Согласно Демокриту, атомы каждого элемента всегда были и всегда будут в движении, и существует бесконечное количество атомов, которые различаются по форме и размеру. Хотя атомная теория Демокрита сегодня широко признана, так было не всегда. Для большинства греческих древних философов, в том числе Аристотеля , концепция частицы, которую нельзя разделить на более мелкие, казалась невероятной, поэтому эта теория была на время забыта, чтобы возродиться снова во время Эпикура (ок. .342-270 до н.э.), который использовал его в своих трудах.

Пневмохимия

Среди первых ученых, которые начали использовать точные измерения для описания изменений в материи, был Роберт Бойл (1627-1691), ирландский натурфилософ и химик, наиболее известный благодаря закону Бойля, который описывает обратно пропорциональную зависимость между абсолютными величинами. давление и объем газа в замкнутой системе.

Роберт Бойл. Предоставлено: scholast.ru

Эксперименты Бойля привлекли внимание многих европейских атомщиков.Среди них был Джон Далтон (1766-1844), английский химик, физик и метеоролог. Он обнаружил, что два элемента могут быть объединены в разные комбинации, каждый из которых образует новое химическое соединение. Например, углерод и кислород образуют два соединения, а именно диоксид углерода и монооксид углерода: на три атома углерода приходится восемь атомов кислорода в диоксиде углерода, а в оксиде углерода - три атома углерода и четыре атома кислорода.

В 1803 году, в результате своей работы по относительным весам, Дальтон сформулировал закон множественных пропорций, который гласил, что элементы объединяются, образуя различные соединения.Следовательно, этот закон лег в основу современной атомной теории.

Чтобы вычислить относительный атомный вес, Дальтон создал свою первую таблицу относительных атомных весов, содержащую шесть элементов. В 1808 году Дальтон опубликовал свою работу «Новая система химической философии», в которой изложил свою атомную теорию и концепцию относительного атомного веса.

Джон Далтон. Кредит: kpi.ua

Химическая символика Далтона

Именно Дальтон разработал то, что мы считаем первой попыткой изобрести символы для атомов и молекул.Он создал ряд химических символов для известных элементов того времени: например, он использовал круг для атома кислорода, круг с точкой внутри для атома водорода и так далее. Поскольку количество знаков было ограничено, он начал использовать отдельные буквы для некоторых элементов. Во-первых, он использовал S для серы и P для фосфора. Его атомные символы были заменены символами Йенса Якоба Берцелиуса (1779-1848), выдающегося шведского химика, который составил свою собственную таблицу относительных атомных масс в 1828 году.

Октавный закон Ньюлендса

В 1864 году британский химик Джон Александр Рейна Ньюленд s (1837-1898) разделил все известные химические элементы, начиная с водорода и заканчивая торием, на семь групп по восемь, которые он сравнил с октавами музыки. В таблице Ньюлендса элементы упорядочены по атомному весу. Группы были показаны движущимися по таблице с точками вниз, в отличие от современной формы периодической таблицы.

Дмитрий Менделеев

Именно тогда, когда он работал над своими Основами химии в 1867-1868 годах, Менделеев открыл периодический закон химических элементов. Во введении к первому изданию своей работы Менделеев подкрепляет свои выводы перечислением концепций, на которых он основывал свою теорию.

Периодическая таблица Менделеева

была дополнительно уточнена в 1871 году. Что действительно необычно в этой работе, так это то, что ученый предсказал существование определенных элементов, неизвестных в то время .Учитывая, что в одном столбце должны быть элементы с одинаковым числом валентности, он намеренно оставил в своей таблице пробелы для еще не обнаруженных элементов. Он даже назвал эти элементы эка-алюминием, эка-бором и эка-кремнием (из-за их близости к алюминию, бору и кремнию в периодической таблице).

Хотя не все поддерживали точку зрения Менделеева, в следующие пятнадцать лет были открыты три новых элемента: галлий (1875, Поль-Эмиль Лекок де Буабодран ), скандий (1879, Ларс Фредрик Нильсон ) и германий (1886, ). Клеменс Винклер ).Свойства этих элементов были удивительно похожи на описанные Дмитрием Менделеевым ранее, что не оставляло сомнений в важности этого изобретения.

.

Периодическая таблица элементов и химия

Chemicool

руб.
Группа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Период
1
1
H
2
He
2 3
Li
4
Be
5
Б
6
К
7
8
O
9
ф
10
Ne
3 11
Na
12
мг
13
Al
14
Si
15
п
16
ю
17
Класс
18
Ар
4 19
К
20
Ca
21
СК
22
Ti
23
В
24
Кр
25
млн
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
Как
34
SE
35
руб.
36
Кр
5 37
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Пн
43
Tc
44
Ру
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Кд
49
В
50
Sn
51
Сб
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
CS
56
Ba
57-71
72
Hf
73
Ta
74
Вт
75
Re
76
Ос
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Тл
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
При
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
89-103
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
HS
109
тонн
110
DS
111
Rg
112
Cn
113
Nh
114
эт
115
Mc
116
Ур.
117
Ts
118
Ог
57
La
58
CE
59
Пр
60
Nd
61
пм
.

Смотрите также