Периодическая система химических элементов
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Пособие-репетитор по химии
История дальнейшего развития науки показала всю справедливость этого предвидения. Конец XIX и начало XX века ознаменовались рядом крупных научных открытий в области физики и химии. Это было соединение урана. Была установлена природа радиоактивного излучения. Альфа - и бета-лучи отклоняются в магнитном поле и, следовательно, являются электрически заряженными рис. Хотя ядро атома занимает ничтожно малую часть объёма атома, в нём сосредоточена почти вся его масса. Самый простейший атом — атом водорода. Он имеет ядро, несущее на себе один положительный заряд, и один электрон, который вращается вокруг ядра. Электроны располагаются в атомах как бы по слоям, распределены в них на определённых уровнях, причём в каждом слое может находиться только определённое число электронов. Атомы, как уже говорилось, в целом электронейтраль - ны. Притягиваясь друг к другу, различно заряженные ионы — положительные и отрицательные — и образуют молекулы сложных веществ. Металлы относятся к элементам, которые легко отдают свои электроны. Способность отдельных атомов отдавать определённое число электронов или присоединять их и определяет в а - лентность химических элементов. Возьмём для примера химический элемент литий 1л , начинающий второй период. В его электронной оболочке имеется три электрона. У каждого следующего за литием элемента — вплоть до неона — во внешнем электронном слое прибавляется по одному электрону. Именно поэтому неон и является инертным газом: Этот одиннадцатый этектрон ещё легче, чем у лития, может быть оторван от атома, так как он находится ещё дальше от ядра. Поэтому натрий, как и литий, характеризуется высокой химической активностью. Далее следуют четвёртый и пятый периоды см. Эта способность наибольшая у электронов седьмой группы — у фтора, хлора и других. Решающую роль в этом играет структура внешней электронной оболочки. Зная, в какую группу входит тот или иной элемент, можно заранее предугадать его химические свойства и родство с другими элементами. К последним относятся, например, олово и свинец. Менделеева определяется не атомным весом элемента, а величинойза - ряда его ядра. Как теперь установлено, такое их расположение, хотя оно и нарушает последовательность в возрастании атомных весов, в точности соответствует заряду ядер атомов этих элементов! Эти элементы не могут быть химически отделены друг от друга. Открытие нейтрона позволило установить строение атомных ядер. Первые две частицы определяют строение ядра, а также величину атомного веса, а электроны — внешнюю оболочку атома. Новые достижения в науке об атомном ядре связаны с работами французских учёных супругов Жолио-Кюри. При низких температурах он летуч. Процесс этого деления урана состоит в следующем. При этом,— что очень важно,— всегда освобождается два - три нейтрона, которые могут вызвать продолжение такой, как называют учёные, цепной ядерной реакции. Иначе ведёт себя изотоп урана с массой Ядро переходит в неустойчивое состояние, в результате чего оно выбрасывает из себя бета-частицу сначала одну, а затем и другую. Известны изотопы и плутония. Наиболее интересным оказался изотоп с массой — он хотя и радиоактивен, но распадается очень медленно. Удалось даже получить его в виде соединения. Изотоп кюрия с массой распадается медленно, испуская альфа-частицы, что также позволило учёным изучить его химические свойства. Именуется она, как уже говорилось, группой актинидов. Однако ни явление изотопии, ни открытие и получение новых элементов, ни ряд других фактов не опровергли,. Укажите свой телефон или адрес эл. Любые материалы сайта можно публиковать с ссылкой на источник. Приглашаем разработчиков полезного оборудования к сотрудничеству. ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ВСЕЛЕННАЯ Рекомендации по выбору бизнеса Строительное оборудование МСД Тепловые насосы. Всё о бизнесе - идеи, инвестиции, технологии. Новые и рекомендуемые материалы: Производимое оборудование Прайс на производимое оборудование Рекомендации по выбору бизнеса Техническая литература Упаковочное оборудование Описание бизнесов на разном оборудовании. Как с нами связаться: Схема проезда к МСД. Оперативная связь Укажите свой телефон или адрес эл. Ваш e-mail или тел.: Излучение радия под действием магнитного поля.
Период и ческая сист е ма элем е нтов Д. Менделеева, естественная классификация химических элементов , являющаяся табличным или др. Периодическая система элементов разработана Д. История периодической системы элементов. Попытки систематизации химических элементов предпринимались различными учёными в Германии , Франции , Англии, США с х годов 19 в. Предшественники Менделеева — И. Дюма, французский химик А. Однако эти учёные не шли дальше установления частных закономерностей внутри групп. Мейер на основании данных об атомных весах предложил таблицу, показывающую соотношение атомных весов для нескольких характерных групп элементов. Теоретических сообщений из своей таблицы Мейер не сделал. На протяжении последующих двух лет автор совершенствовал эту таблицу, ввёл представления о группах, рядах и периодах элементов; сделал попытку оценить ёмкость малых и больших периодов, содержащих, по его мнению, соответственно по 7 и 17 элементов. В он назвал свою систему естественной, а в — периодической. Уже тогда структура периодической системы элементов приобрела во многом современные очертания рис. Чрезвычайно важным для эволюции периодической системы элементов оказалось введённое Менделеевым представление о месте элемента в системе; положение элемента определяется номерами периода и группы. Опираясь на это представление, Менделеев пришёл к выводу о необходимости изменения принятых тогда атомных весов некоторых элементов U, In, Ce и его аналогов , в чём состояло первое практическое применение периодической системы элементов, а также впервые предсказал существование и основные свойства нескольких неизвестных элементов, которым соответствовали незаполненные клетки периодической системы элементов. Кроме того, Менделеев предсказал существование аналогов марганца будущие Тс и Re , теллура Po , иода At , цезия Fr , бария Ra , тантала Pa. Периодическая система элементов не сразу завоевала признание как фундаментальное научное обобщение; положение существенно изменилось лишь после открытия Ga, Sc, Ge и установления двухвалентности Be он долгое время считался трёхвалентным. Тем не менее периодическая система элементов во многом представляла эмпирическое обобщение фактов, поскольку был неясен физический смысл периодического закона и отсутствовало объяснение причин периодического изменения свойств элементов в зависимости от возрастания атомных весов. Поэтому вплоть до физического обоснования периодического закона и разработки теории периодической системы элементов многие факты не удавалось объяснить. Так, неожиданным явилось открытие в конце 19 в. Это противоречие было преодолено в результате открытия изотопов. Наконец, величина атомного веса атомной массы как параметра, определяющего свойства элементов, постепенно утрачивала своё значение. Одна из главных причин невозможности объяснения физического смысла периодического закона и периодической системы элементов состояла в отсутствии теории строения атома см. Атом , Атомная физика. Поэтому важнейшей вехой на пути развития периодической системы элементов явилась планетарная модель атома , предложенная Э. На её основе голландский учёный А. Это было экспериментально подтверждено Г. Так удалось установить, что периодичность изменения свойств элементов зависит от атомного номера , а не от атомного веса. Оставался, однако, неясным вопрос о точном числе редкоземельных элементов , и что особенно важно не были вскрыты причины периодического изменения свойств элементов в зависимости от Z. Эти причины были найдены в ходе дальнейшей разработки теории периодической системы элементов на основе квантовых представлений о строении атома см. Прилагаемая периодическая система см. В квадратных скобках приведены массовые числа наиболее долгоживущих изотопов радиоактивных элементов. Вместо массовых чисел наиболее устойчивых изотопов 99 Tc, Ra, Pa и Np указаны атомные массы этих изотопов , принятые Международной комиссией по атомным весам. Структура периодической системы элементов. Наибольшее распространение получили три формы периодической системы элементов: Длинную форму также разрабатывал Менделеев, а в усовершенствованном виде она была предложена в А. Лестничная форма предложена английским учёным Т. Бейли , датским учёным Ю. Томсеном и усовершенствована Н. Каждая из трёх форм имеет достоинства и недостатки. Фундаментальным принципом построения периодической системы элементов является разделение всех химических элементов на группы и периоды. Каждая группа в свою очередь подразделяется на главную а и побочную б подгруппы. В каждой подгруппе содержатся элементы, обладающие сходными химическими свойствами. Элементы а- и б-подгрупп в каждой группе, как правило, обнаруживают между собой определённое химическое сходство, главным образом в высших степенях окисления , которые, как правило, соответствуют номеру группы. Периодом называется совокупность элементов, начинающаяся щелочным металлом и заканчивающаяся инертным газом особый случай — первый период ; каждый период содержит строго определённое число элементов. Периодическая система элементов состоит из 8 групп и 7 периодов седьмой пока не завершен. Специфика первого периода в том, что он содержит всего 2 элемента: Место H в системе неоднозначно: Гелий — первый представитель VIIa-подгруппы однако долгое время Не и все инертные газы объединяли в самостоятельную нулевую группу. Второй период Li — Ne содержит 8 элементов. Он начинается щелочным металлом Li, единственная степень окисления которого равна I. Затем идёт Be — металл , степень окисления II. Металлический характер следующего элемента В выражен слабо степень окисления III. Идущий за ним C — типичный неметалл , может быть как положительно, так и отрицательно четырёхвалентным. Последующие N, O, F и Ne — неметаллы , причём только у N высшая степень окисления V соответствует номеру группы; кислород лишь в редких случаях проявляет положительную валентность , а для F известна степень окисления VI. Завершает период инертный газ Ne. Третий период Na — Ar также содержит 8 элементов, характер изменения свойств которых во многом аналогичен наблюдающемуся во втором периоде. Однако Mg, в отличие от Be, более металличен, равно как и Al по сравнению с В, хотя Al присуща амфотерность. Si, Р, S, Cl, Ar — типичные неметаллы , но все они кроме Ar проявляют высшие степени окисления , равные номеру группы. Таким образом, в обоих периодах по мере увеличения Z наблюдается ослабление металлического и усиление неметаллического характера элементов. Менделеев называл элементы второго и третьего периодов малых, по его терминологии типическими. Существенно, что они принадлежат к числу наиболее распространённых в природе, а С, N и O являются наряду с H основными элементами органической материи органогенами. Все элементы первых трёх периодов входят в подгруппы а. По современной терминологии см. Для элементов малых периодов с возрастанием порядковых номеров сначала наблюдается уменьшение атомных радиусов , а затем, когда число электронов в наружной оболочке атома уже значительно возрастает, их взаимное отталкивание приводит к увеличению атомных радиусов. Очередной максимум достигается в начале следующего периода на щелочном элементе. Примерно такая же закономерность характерна для ионных радиусов. Четвёртый период K — Kr содержит 18 элементов первый большой период, по Менделееву. После щелочного металла K и щёлочноземельного Ca s-элементы следует ряд из десяти так называемых переходных элементов Sc — Zn , или d-элементов символы даны синим цветом , которые входят в подгруппы 6 соответствующих групп периодической системы элементов. Большинство переходных элементов все они металлы проявляет высшие степени окисления , равные номеру группы. Исключение — триада Fe — Co — Ni, где два последних элемента максимально положительно трёхвалентны, а железо в определённых условиях известно в степени окисления VI. Элементы, начиная с Ga и кончая Kr р-элементы , принадлежат к подгруппам а, и характер изменения их свойств такой же, как и в соответствующих интервалах Z у элементов второго и третьего периодов. Установлено, что Kr способен образовывать химические соединения главным образом с F , но степень окисления VIII для него неизвестна. Пятый период Rb — Xe построен аналогично четвёртому; в нём также имеется вставка из 10 переходных элементов Y — Cd , d-элементов. Таким образом, характер изменения свойств по мере увеличения Z у элементов четвёртого и пятого периодов более сложен, поскольку металлические свойства сохраняются в большом интервале порядковых номеров. Шестой период Cs — Rn включает 32 элемента. В нём помимо 10 d-элементов La, Hf — Hg содержится совокупность из 14 f-элементов, лантаноидов , от Ce до Lu символы чёрного цвета. Элементы от La до Lu химически весьма сходны. В короткой форме периодической системы элементов лантаноиды включаются в клетку La поскольку их преобладающая степень окисления III и записываются отдельной строкой внизу таблицы. Этот приём несколько неудобен, поскольку 14 элементов оказываются как бы вне таблицы. Подобного недостатка лишены длинная и лестничная формы периодической системы элементов, хорошо отражающие специфику лантаноидов на фоне целостной структуры периодической системы элементов. Fr и Ra — элементы соответственно Ia- и IIa -подгрупп s-элементы , Ac — аналог элементов IIIб -подгруппы d-элемент. Следующие 14 элементов, f-элементы с Z от 90 до , составляют семейство актиноидов. В короткой форме периодической системы элементов они занимают клетку Ac и записываются отдельной строкой внизу таблицы, подобно лантаноидам , в отличие от которых характеризуются значительным разнообразием степеней окисления. В связи с этим в химическом отношении ряды лантаноидов и актиноидов обнаруживают заметные различия. Теория периодической системы элементов. В основе теории периодической системы элементов лежит представление о специфических закономерностях построения электронных оболочек слоев, уровней и подоболочек оболочек, подуровней в атомах по мере роста Z см. Это представление было развито Бором в —21 с учётом характера изменения свойств химических элементов в периодической системе элементов и результатов изучения их атомных спектров. Бор выявил три существенные особенности формирования электронных конфигураций атомов: В обозначениях, принятых в атомной физике, реальная схема формирования электронных конфигураций атомов по мере роста Z может быть в общем виде записана следующим образом:. Вертикальными чертами разделены периоды периодической системы элементов их номера обозначены цифрами наверху ; жирным шрифтом выделены подоболочки, которыми завершается построение оболочек с данным n. Под обозначениями подоболочек проставлены значения главного n и орбитального l квантовых чисел, характеризующие последовательно заполняющиеся подоболочки. Из вышеприведённой схемы легко определяются ёмкости последовательных периодов: Каждый период начинается элементом, в атоме которого появляется электрон с новым значением n. Первый — третий периоды периодической системы элементов содержат только элементы а-подгрупп. Кроме того, первоначально реальная схема не могла быть выведена из каких-либо фундаментальных физических представлений; такой вывод стал возможным благодаря применению квантовой механики к проблеме строения атома. Типы конфигураций внешних электронных оболочек атомов на илл. Эти особенности являются специфическими для элементов а-подгрупп s-и р-элементы , б-подгрупп d-элементы и f-семейств лантаноиды и актиноиды. Особый случай представляют собой элементы первого периода H и He. Высокая химическая активность атомарного водорода объясняется лёгкостью отщепления единственного ls-электрона, тогда как конфигурация атома гелия 1s 2 является весьма прочной, что обусловливает его химическую инертность. Поскольку у элементов а-подгрупп происходит заполнение внешних электронных оболочек с n, равным номеру периода , то свойства элементов заметно меняются по мере роста Z. Так, во втором периоде Li конфигурация 2s 1 — химически активный металл , легко теряющий валентный электрон , a Be 2s 2 — также металл , но менее активный. Металлический характер следующего элемента B 2s 2 p выражен слабо, а все последующие элементы второго периода, у которых происходит застройка 2р-подоболочки, являются уже неметаллами. Восьмиэлектронная конфигурация внешней электронной оболочки Ne 2s 2 p 6 чрезвычайно прочна, поэтому неон — инертный газ. Аналогичный характер изменения свойств наблюдается у элементов третьего периода и у s-и р-элементов всех последующих периодов, однако ослабление прочности связи внешних электронов с ядром в а-подгруппах по мере роста Z определённым образом сказывается на их свойствах. Так, у s-элементов отмечается заметный рост химической активности , а у р-элементов — нарастание металлических свойств. В VIIIa-подгруппе ослабляется устойчивость конфигурации ns 2 np 6 , вследствие чего уже Kr четвёртый период приобретает способность вступать в химические соединения. Специфика р-элементов 4—6-го периодов связана также с тем, что они отделены от s-элементов совокупностями элементов, в атомах которых происходит застройка предшествующих электронных оболочек. У переходных d-элементов б-подгрупп достраиваются незавершённые оболочки с n, на единицу меньшим номера периода. Конфигурация внешних оболочек у них, как правило, ns 2. Поэтому все d-элементы являются металлами. Аналогичная структура внешней оболочки d-элементов в каждом периоде приводит к тому, что изменение свойств d-элементов по мере роста Z не является резким и чёткое различие обнаруживается лишь в высших степенях окисления , в которых d-элементы проявляют определённое сходство с р-элементами соответствующих групп периодической системы элементов. Специфика элементов VIIIб-подгруппы объясняется тем, что их d-подоболочки близки к завершению, в связи с чем эти элементы не склонны за исключением Ru и Os проявлять высшие степени окисления. У элементов Iб-подгруппы Cu, Ag, Au d-подоболочка фактически оказывается завершенной, но ещё недостаточно стабилизированной, эти элементы проявляют и более высокие степени окисления до III в случае Au. В атомах лантаноидов и актиноидов происходит достройка ранее незавершённых f-подоболочек с n, на 2 единицы меньшим номера периода; конфигурация внешние оболочки сохраняется неизменной ns 2 ; f-электроны у лантаноидов не оказывают существенного влияния на химические свойства. Лантаноиды проявляют преимущественно степень окисления III за счёт двух 6s-электронов и одного d-электрона, появляющегося в атоме La ; однако такое объяснение не является достаточно удовлетворительным, так как 5d-электрон содержится только в атомах La, Ce, Gd и Lu; поэтому считается, что в др. Оценка химических свойств К и и элемента позволяет считать, что в этой области периодической системы элементов начинается систематическое заполнение 6d-подоболочки. Выше были в общих чертах объяснены причины и особенности периодического изменения свойств химических элементов по мере роста Z. Это объяснение основано на анализе закономерностей реальной схемы формирования электронных конфигураций свободных атомов. Однако знание электронной конфигурации свободного атома часто не позволяет сделать однозначный вывод о важнейших химических свойствах, которые должен проявлять соответствующий элемент. Поэтому принцип периодического по мере возрастания Z повторения сходных типов электронных конфигураций лежит в основе периодической системы свободных атомов. Что касается периодической системы элементов, то она отражает закономерное изменение свойств элементов, проявляемых ими при химических взаимодействиях; в ходе последних происходит перестройка электронных конфигураций взаимодействующих атомов , иногда значительная. Поэтому между свободными и связанными атомами существует определённое различие. В целом же сходство электронных конфигураций свободных атомов коррелирует с подобием химического поведения соответствующих элементов. Задача строгого количественного объяснения всей специфики проявляемых химическими элементами свойств и периодичности этих свойств оказывается чрезвычайно сложной, поэтому нельзя утверждать, что создана количественная теория периодической системы элементов. Отдельные аспекты такой теории разрабатываются в русле современных методов квантовой механики см. Квантовая химия , Валентность. Верхняя граница периодической системы элементов пока неизвестна, поэтому неизвестно и конечное количество элементов, охватываемых периодической системой элементов. Вопрос о пределе искусственного синтеза элементов также пока не решен. Это даёт основания рассчитывать на осуществление синтеза таких элементов. Оценка электронных конфигураций и важнейших свойств неизвестных элементов седьмого периода показывает, что эти элементы, по-видимому, должны быть аналогами соответствующих элементов шестого периода. Напротив, для восьмого периода состоящего, согласно теории, из 50 элементов предсказывается весьма сложный характер изменения химических свойств по мере роста Z, связанный с резким нарушением последовательности заполнения электронных подоболочек в атомах. Значение периодической системы элементов. Периодическая система элементов сыграла и продолжает играть огромную роль в развитии естествознания. Закономерности, вскрытые периодической системой элементов, оказали существенное влияние на разработку теории строения атомов , способствовали объяснению явления изотонии. С периодической системой элементов связана строго научная постановка проблемы прогнозирования в химии , что проявилось как в предсказании существования неизвестных элементов и их свойств, так и в предсказании новых особенностей химического поведения уже открытых элементов. Периодическая система элементов— также научная основа преподавания химии. История и теория, М. Открытия и хронология, М. Доклады на пленарных заседаниях, М. A history of the first hundred years, Amst. Менделеевым 1 марта Лестничная форма периодической системы элементов по Н. Менделеева короткая форма , опубликованная во 2-й части 1-го издания Основ химии в Неорганическая Органическая Коллоидная Биологическая Биохимия Токсикологическая Экологическая. Химическая энциклопедия Советская энциклопедия Справочник по веществам Гетероциклы Теплотехника Углеводы Квантовая химия Моделирование ХТС Номенклатура. В обозначениях, принятых в атомной физике, реальная схема формирования электронных конфигураций атомов по мере роста Z может быть в общем виде записана следующим образом: Длинная форма периодической системы элементов современный вариант. Периодическая система элементов Д.
Инструкция лего военного
Образец приказа о создании материальных ресурсов
Стоимость монтажа инженерной доски
Фидерное удилище yintai
Капли левомицитиновые инструкция