Pengertian Hukum Periodik dan Tabel Periodik Unsur Kimia D.I. Mendeleev. Arti sistem periodik Arti hukum periodik dan sistem periodik Mendeleev

Penemuan oleh D.I. Hukum periodik Mendeleev sangat penting bagi perkembangan ilmu kimia. Hukum tersebut merupakan landasan ilmiah ilmu kimia. Penulis berhasil mensistematisasikan materi yang kaya namun tersebar yang dikumpulkan dari generasi ke generasi oleh ahli kimia tentang sifat-sifat unsur dan senyawanya, serta memperjelas banyak konsep, misalnya konsep “unsur kimia” dan “zat sederhana”. Selain itu, D.I. Mendeleev meramalkan keberadaannya dan dengan sangat akurat menggambarkan sifat-sifat banyak unsur yang tidak diketahui pada waktu itu, misalnya skandium (eca-boron), galium (eka-aluminium), germanium (eca-silikon). Dalam beberapa kasus, berdasarkan hukum periodik, ilmuwan mengubah massa atom unsur-unsur yang diterima pada saat itu ( Zn, La, SAYA, Eh, Ce, Th,kamu), yang sebelumnya ditentukan berdasarkan gagasan yang salah tentang valensi unsur dan komposisi senyawanya. Dalam beberapa kasus, Mendeleev menyusun unsur-unsur sesuai dengan perubahan sifat alaminya, menunjukkan kemungkinan ketidakakuratan dalam nilai massa atomnya ( Os, Ir, Pt, Au, Te, SAYA, Tidak, Bersama) dan untuk beberapa di antaranya, sebagai hasil penyempurnaan berikutnya, massa atomnya dikoreksi.

Hukum periodik dan tabel periodik unsur berfungsi sebagai dasar ilmiah untuk prediksi dalam kimia. Sejak diterbitkannya tabel periodik, lebih dari 40 unsur baru telah muncul di dalamnya. Berdasarkan hukum periodik, diperoleh unsur transuranium secara artifisial, termasuk No. 101 yang disebut mendelevium.

Hukum periodik memainkan peran penting dalam menjelaskan struktur kompleks atom. Kita tidak boleh lupa bahwa undang-undang tersebut dirumuskan oleh penulisnya pada tahun 1869, yaitu. hampir 60 tahun sebelum teori modern tentang struktur atom akhirnya terbentuk. Dan semua penemuan ilmuwan setelah penerbitan hukum dan sistem periodik unsur (kita membicarakannya di awal presentasi materi) berfungsi sebagai konfirmasi atas penemuan brilian ahli kimia besar Rusia, pengetahuannya yang luar biasa. dan intuisi.

LITERATUR

1. Glinka N. A. Kimia umum / N. A. Glinka. L.: Kimia, 1984. 702 hal.

2. Mata kuliah kimia umum / ed. N.V.Korovina. M.: Sekolah Tinggi, 1990. 446 hal.

3. Akhmetov N.S. kimia umum dan anorganik / N.S. Akhmetov. M.: Sekolah Tinggi, 1988. 639 hal.

4.Pavlov N.N. Kimia anorganik / N.N. Pavlov. M.: Sekolah Tinggi, 1986. 336 hal.

5. Ramsden E.N. Awal mula kimia modern / E.N. Ramsden. L.: Kimia, 1989. 784 hal.

Struktur atom

Pedoman

dalam mata kuliah "Kimia Umum"

Disusun oleh: STANKEVICH Margarita Efimovna

Efanova Vera Vasilievna

Mikhailova Antonina Mikhailovna

Pengulas E.V

Editor O.A.Panina

Ditandatangani untuk dicetak Format 60x84 1/16

Ledakan. mengimbangi. Kondisi-panggang aku. Akademisi-ed.l.

Sirkulasi Pesan Gratis

Universitas Teknik Negeri Saratov

410054 Saratov, st. Politekniknicheskaya, 77

Dicetak di RIC SSTU, 410054 Saratov, st. Politekniknicheskaya, 77

Hukum periodik dan sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev didasarkan pada gagasan tentang struktur atom. Pentingnya hukum periodik bagi perkembangan ilmu pengetahuan

Tiket kimia untuk kursus kelas 10.

Tiket No.1

Hukum periodik dan sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev didasarkan pada gagasan tentang struktur atom. Pentingnya hukum periodik bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Pada tahun 1869, D.I. Mendeleev, berdasarkan analisis sifat-sifat zat dan senyawa sederhana, merumuskan Hukum Periodik:

Sifat-sifat benda sederhana... dan senyawa unsur secara periodik bergantung pada besarnya massa atom unsur.

Berdasarkan hukum periodik, disusunlah sistem periodik unsur. Di dalamnya, unsur-unsur dengan sifat serupa digabungkan menjadi kolom - kelompok vertikal. Dalam beberapa kasus, ketika menempatkan unsur-unsur dalam Tabel Periodik, urutan kenaikan massa atom perlu diganggu untuk menjaga periodisitas pengulangan sifat-sifatnya. Misalnya, perlu untuk “menukar” telurium dan yodium, serta argon dan kalium.

Alasannya adalah Mendeleev mengajukan hukum periodik pada saat belum ada yang diketahui tentang struktur atom.

Setelah model atom planet diusulkan pada abad ke-20, hukum periodik dirumuskan sebagai berikut:

Sifat-sifat unsur dan senyawa kimia secara periodik bergantung pada muatan inti atom.

Muatan inti sama dengan jumlah unsur dalam tabel periodik dan jumlah elektron pada kulit elektron atom.

Rumusan ini menjelaskan “pelanggaran” terhadap Undang-Undang Periodik.

Dalam Tabel Periodik, nomor periode sama dengan jumlah tingkat elektronik dalam atom, nomor golongan unsur-unsur subkelompok utama sama dengan jumlah elektron pada tingkat terluar.

Alasan perubahan periodik sifat-sifat unsur kimia adalah pengisian kulit elektron secara berkala. Setelah mengisi cangkang berikutnya, periode baru dimulai. Perubahan periodik unsur terlihat jelas pada perubahan komposisi dan sifat oksida.

Signifikansi ilmiah dari hukum periodik. Hukum periodik memungkinkan untuk mensistematisasikan sifat-sifat unsur kimia dan senyawanya. Saat menyusun tabel periodik, Mendeleev meramalkan keberadaan banyak unsur yang belum ditemukan, menyisakan sel kosong untuk unsur tersebut, dan meramalkan banyak sifat unsur yang belum ditemukan, yang memfasilitasi penemuannya.

6. ???

7. Hukum periodik dan sistem periodik D.I. Mendeleev Struktur sistem periodik (periode, golongan, subgrup). Pengertian hukum periodik dan sistem periodik.

Hukum periodik D.I. Mendeleev Sifat-sifat benda sederhana, serta bentuk dan sifat senyawa unsur, bergantung secara periodik. nilai berat atom unsur

Tabel periodik unsur. Deret unsur yang sifat-sifatnya berubah secara berurutan, seperti deret delapan unsur dari litium menjadi neon atau dari natrium menjadi argon, disebut Mendeleev sebagai periode. Jika kita menulis kedua periode ini satu di bawah yang lain sehingga natrium berada di bawah litium dan argon di bawah neon, kita mendapatkan susunan unsur-unsur berikut:

Dengan susunan ini, kolom vertikal mengandung unsur-unsur yang sifat-sifatnya serupa dan mempunyai valensi yang sama, misalnya litium dan natrium, berilium dan magnesium, dll.

Setelah membagi semua unsur ke dalam periode-periode dan menempatkan satu periode di bawah periode lainnya sehingga unsur-unsur yang sifat dan jenis senyawanya serupa letaknya di bawah satu sama lain, Mendeleev menyusun tabel yang disebutnya sistem periodik unsur menurut golongan dan deret.

Arti tabel periodik. Tabel periodik unsur mempunyai pengaruh yang besar terhadap perkembangan ilmu kimia selanjutnya. Ini bukan hanya klasifikasi alami pertama dari unsur-unsur kimia yang menunjukkan bahwa mereka membentuk sistem yang harmonis dan berhubungan erat satu sama lain, tetapi juga merupakan alat yang ampuh untuk penelitian lebih lanjut.

8. Perubahan sifat-sifat unsur kimia secara berkala. Jari-jari atom dan ionik. Energi ionisasi. Afinitas elektron. Keelektronegatifan.

Ketergantungan jari-jari atom pada muatan inti atom Z bersifat periodik. Dalam satu periode, dengan meningkatnya Z, ada kecenderungan ukuran atom mengecil, yang terutama terlihat jelas dalam periode pendek.

Dengan dimulainya pembangunan lapisan elektronik baru, lebih jauh dari inti, yaitu selama transisi ke periode berikutnya, jari-jari atom meningkat (bandingkan, misalnya, jari-jari atom fluor dan natrium). Akibatnya, dalam suatu subkelompok, dengan bertambahnya muatan inti, ukuran atom pun bertambah.

Hilangnya atom elektron menyebabkan penurunan ukuran efektifnya^ dan penambahan kelebihan elektron menyebabkan peningkatan. Oleh karena itu, jari-jari ion (kation) yang bermuatan positif selalu lebih kecil, dan jari-jari ion non (anion) yang bermuatan negatif selalu lebih besar daripada jari-jari atom yang netral secara listrik.

Dalam satu subkelompok, jari-jari ion dengan muatan yang sama meningkat seiring dengan meningkatnya muatan inti. Pola ini dijelaskan oleh peningkatan jumlah lapisan elektronik dan semakin jauhnya elektron terluar dari inti.

Sifat kimia yang paling khas dari logam adalah kemampuan atomnya untuk dengan mudah melepaskan elektron terluarnya dan berubah menjadi ion bermuatan positif, sedangkan nonlogam, sebaliknya, dicirikan oleh kemampuannya untuk menambahkan elektron untuk membentuk ion negatif. Untuk melepaskan elektron dari atom dan mengubahnya menjadi ion positif, perlu mengeluarkan sejumlah energi, yang disebut energi ionisasi.

Dengan pengeluaran energi yang cukup, dua, tiga atau lebih elektron dapat dikeluarkan dari sebuah atom. Oleh karena itu, mereka berbicara tentang potensial ionisasi pertama (energi pelepasan elektron pertama dari atom) dan potensial ionisasi kedua (energi pelepasan elektron kedua)

Seperti disebutkan di atas, atom tidak hanya dapat menyumbangkan, tetapi juga memperoleh elektron. Energi yang dilepaskan ketika sebuah elektron menempel pada atom bebas disebut afinitas elektron atom. Afinitas elektron, seperti energi ionisasi, biasanya dinyatakan dalam volt elektron. Jadi, afinitas elektron atom hidrogen adalah 0,75 eV, oksigen - 1,47 eV, fluor - 3,52 eV.

Afinitas elektron atom logam biasanya mendekati nol atau negatif; Oleh karena itu, bagi atom-atom pada sebagian besar logam, penambahan elektron secara energetik tidak menguntungkan. Afinitas elektron atom bukan logam selalu positif dan semakin besar, semakin dekat letak nonlogam tersebut dengan gas mulia dalam tabel periodik; hal ini menunjukkan adanya peningkatan sifat non-logam seiring dengan semakin dekatnya akhir periode.

(?)9. Ikatan kimia. Jenis dasar dan ciri-ciri ikatan kimia. Kondisi dan mekanisme pembentukannya. Metode ikatan valensi. Valensi. Konsep metode orbital molekul

Ketika atom berinteraksi, ikatan kimia dapat muncul di antara mereka, yang mengarah pada pembentukan sistem poliatomik yang stabil - molekul, non molekul, kristal. syarat terbentuknya ikatan kimia adalah berkurangnya energi potensial sistem atom-atom yang berinteraksi.

Teori struktur kimia. Landasan teori yang dikembangkan oleh A.M. Butlerov adalah sebagai berikut:

Atom-atom dalam molekul terhubung satu sama lain dalam urutan tertentu. Mengubah urutan ini mengarah pada pembentukan zat baru dengan sifat baru.

Penggabungan atom terjadi sesuai dengan valensinya.

Sifat-sifat suatu zat tidak hanya bergantung pada komposisinya, tetapi juga pada “struktur kimianya”, yaitu urutan hubungan atom-atom dalam molekul dan sifat pengaruh timbal baliknya. Atom-atom yang terhubung langsung satu sama lain memiliki pengaruh paling kuat satu sama lain.

Gagasan tentang mekanisme pembentukan ikatan kimia, yang dikembangkan oleh Heitler dan London dengan menggunakan contoh molekul hidrogen, diperluas ke molekul yang lebih kompleks. Teori ikatan kimia yang dikembangkan atas dasar ini disebut metode ikatan valensi (metode BC). Metode BC memberikan penjelasan teoritis tentang sifat-sifat terpenting ikatan kovalen dan memungkinkan untuk memahami struktur sejumlah besar molekul. Meskipun, seperti yang akan kita lihat di bawah, metode ini ternyata tidak bersifat universal dan dalam beberapa kasus tidak mampu menggambarkan dengan tepat struktur dan sifat molekul, metode ini masih memainkan peran utama dalam pengembangan teori kimia mekanika kuantum. mengikat dan tidak kehilangan pentingnya hingga hari ini. Valensi adalah konsep yang kompleks. Oleh karena itu, ada beberapa definisi valensi yang mengungkapkan berbagai aspek konsep ini. Definisi yang paling umum dapat dianggap sebagai berikut: valensi suatu unsur adalah kemampuan atom-atomnya untuk bergabung dengan atom lain dalam perbandingan tertentu.

Awalnya, valensi atom hidrogen diambil sebagai satuan valensi. Valensi suatu unsur lain dapat dinyatakan dengan jumlah atom hidrogen yang menambah atau menggantikan satu atom unsur lain tersebut.

Kita telah mengetahui bahwa keadaan elektroda dalam suatu atom dijelaskan oleh mekanika kuantum sebagai sekumpulan orbital elektron atom (awan elektron atom); Setiap orbital tersebut dicirikan oleh serangkaian nomor kuantum atom tertentu. Metode MO didasarkan pada asumsi bahwa keadaan elektron dalam suatu molekul juga dapat digambarkan sebagai sekumpulan orbital elektron molekul (awan elektron molekul), dengan setiap orbital molekul (MO) berhubungan dengan kumpulan bilangan kuantum molekul tertentu. Seperti dalam sistem multielektron lainnya, prinsip Pauli tetap berlaku dalam molekul (lihat § 32), sehingga setiap MO tidak boleh mengandung lebih dari dua elektron, yang harus memiliki putaran yang berlawanan arah.

Pentingnya hukum periodik bagi perkembangan ilmu pengetahuan

Berdasarkan Hukum Periodik, Mendeleev menyusun klasifikasi unsur kimia – sistem periodik. Terdiri dari 7 periode dan 8 grup.
Hukum periodik menandai dimulainya tahap perkembangan kimia saat ini. Dengan penemuannya, dimungkinkan untuk memprediksi unsur-unsur baru dan mendeskripsikan sifat-sifatnya.
Dengan bantuan Hukum Periodik, massa atom dikoreksi dan valensi beberapa unsur diklarifikasi; hukum mencerminkan keterkaitan unsur-unsur dan saling ketergantungan sifat-sifatnya. Hukum periodik menegaskan hukum paling umum perkembangan alam dan membuka jalan menuju pengetahuan tentang struktur atom.

6. Hukum periodik dan sistem periodik D.I. Mendeleev Struktur sistem periodik (periode, golongan, subgrup). Pengertian hukum periodik dan sistem periodik.

Berkala hukum D.I. Mendeleev:Sifat-sifat benda sederhana, serta bentuk dan sifat senyawaperbedaan elemen bergantung secara periodiknilai berat atom unsur. (Sifat-sifat unsur secara periodik bergantung pada muatan atom intinya).

Tabel periodik unsur. Rangkaian unsur yang sifat-sifatnya berubah secara berurutan, seperti rangkaian delapan unsur dari litium menjadi neon atau dari natrium menjadi argon, disebut Mendeleev sebagai periode. Jika kita menuliskan kedua periode ini satu di bawah yang lain sehingga natrium berada di bawah litium dan argon di bawah neon, kita mendapatkan susunan unsur-unsur berikut:

Dengan susunan ini, kolom vertikal mengandung unsur-unsur yang sifat-sifatnya serupa dan mempunyai valensi yang sama, misalnya litium dan natrium, berilium dan magnesium, dll.

Arti sistem periodikKami. Tabel periodik unsur mempunyai pengaruh yang besar terhadap perkembangan ilmu kimia selanjutnya. Ini bukan hanya klasifikasi alami pertama dari unsur-unsur kimia yang menunjukkan bahwa mereka membentuk sistem yang harmonis dan berhubungan erat satu sama lain, tetapi juga merupakan alat yang ampuh untuk penelitian lebih lanjut.

7. Perubahan periodik sifat-sifat unsur kimia. Jari-jari atom dan ionik. Energi ionisasi. Afinitas elektron. Keelektronegatifan.

Ketergantungan jari-jari atom pada muatan inti atom Z bersifat periodik. Dalam satu periode, seiring bertambahnya Z, ada kecenderungan ukuran atom mengecil, yang terutama terlihat jelas dalam periode pendek.

Hilangnya atom elektron menyebabkan penurunan ukuran efektifnya, dan penambahan kelebihan elektron menyebabkan peningkatan. Oleh karena itu, jari-jari ion (kation) yang bermuatan positif selalu lebih kecil, dan jari-jari ion non (anion) yang bermuatan negatif selalu lebih besar daripada jari-jari atom yang netral secara listrik.

Energi ionisasi dapat ditentukan dengan membombardir atom dengan elektron yang dipercepat dalam medan listrik. Tegangan medan terendah di mana kecepatan elektron menjadi cukup untuk mengionisasi atom disebut potensial ionisasi atom suatu unsur dan dinyatakan dalam volt. Dengan pengeluaran energi yang cukup, dua, tiga atau lebih elektron dapat dikeluarkan dari sebuah atom. Oleh karena itu, mereka berbicara tentang potensial ionisasi pertama (energi pelepasan elektron pertama dari atom) dan potensial ionisasi kedua (energi pelepasan elektron kedua)

Prasyarat penemuan Hukum Periodik adalah keputusan kongres ahli kimia internasional di kota Karlsruhe pada tahun 1860, ketika ilmu atom-molekul akhirnya terbentuk dan definisi terpadu pertama tentang konsep molekul dan atom, serta ketika berat atom, yang sekarang kita sebut massa atom relatif, dilakukan.

D.I.Mendeleev dalam penemuannya mengandalkan titik awal yang dirumuskan dengan jelas:

Sifat umum atom dari semua unsur kimia yang tidak berubah adalah massa atomnya;

Sifat-sifat unsur bergantung pada massa atomnya;

Bentuk ketergantungan ini bersifat periodik.

Prasyarat yang dibahas di atas dapat disebut objektif, yaitu tidak bergantung pada kepribadian ilmuwan, karena ditentukan oleh sejarah perkembangan kimia sebagai suatu ilmu.

III Hukum Periodik dan Tabel Periodik Unsur Kimia.

Penemuan Hukum Periodik Mendeleev.

Versi pertama Tabel Periodik Unsur diterbitkan oleh D. I. Mendeleev pada tahun 1869 - jauh sebelum struktur atom dipelajari. Saat ini, Mendeleev mengajar kimia di Universitas St. Mempersiapkan kuliah dan mengumpulkan materi untuk buku teksnya “Fundamentals of Chemistry,” D. I. Mendeleev memikirkan bagaimana mensistematisasikan materi sedemikian rupa sehingga informasi tentang sifat kimia unsur tidak terlihat seperti sekumpulan fakta yang berbeda.

Panduan D. I. Mendeleev dalam karya ini adalah massa atom (berat atom) suatu unsur. Setelah Kongres Ahli Kimia Dunia pada tahun 1860, di mana D.I. Mendeleev juga berpartisipasi, masalah penentuan berat atom dengan benar terus menjadi fokus perhatian banyak ahli kimia terkemuka di dunia, termasuk D.I.Dengan menyusun unsur-unsur menurut kenaikan berat atomnya, D. I. Mendeleev menemukan hukum dasar alam, yang sekarang dikenal sebagai Hukum Periodik:

Sifat-sifat unsur berubah secara berkala sesuai dengan berat atomnya.

Rumusan di atas sama sekali tidak bertentangan dengan rumusan modern, di mana konsep “berat atom” digantikan dengan konsep “muatan inti”. Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Jumlah proton dan neutron dalam inti sebagian besar unsur kira-kira sama, sehingga berat atom bertambah kira-kira sama dengan bertambahnya jumlah proton dalam inti (muatan inti Z).

Kebaruan mendasar dari Hukum Periodik adalah sebagai berikut:

1. Terjadi hubungan antara unsur-unsur yang sifat-sifatnya berbeda. Hubungan ini terletak pada kenyataan bahwa sifat-sifat unsur berubah dengan lancar dan kira-kira sama seiring bertambahnya berat atomnya, dan kemudian perubahan ini BERULANG SECARA BERKALA.

2. Dalam hal tampaknya ada mata rantai yang hilang dalam urutan perubahan sifat-sifat unsur, maka GAPS disediakan dalam Tabel Periodik yang harus diisi dengan unsur-unsur yang belum ditemukan.

Dalam semua upaya sebelumnya untuk menentukan hubungan antar unsur, peneliti lain berusaha menciptakan gambaran lengkap di mana tidak ada ruang bagi unsur yang belum ditemukan. Sebaliknya, D.I. Mendeleev menganggap bagian terpenting dari Tabel Periodiknya adalah sel-sel yang masih kosong. Hal ini memungkinkan untuk memprediksi keberadaan unsur-unsur yang masih belum diketahui.

Sungguh mengagumkan bahwa D. I. Mendeleev membuat penemuannya pada saat berat atom banyak unsur ditentukan dengan sangat mendekati, dan hanya 63 unsur yang diketahui - yaitu, lebih dari setengah unsur yang kita kenal saat ini.

Pengetahuan mendalam tentang sifat kimia berbagai unsur memungkinkan Mendeleev tidak hanya menunjukkan unsur-unsur yang belum ditemukan, tetapi juga memprediksi sifat-sifatnya secara akurat! D.I. Mendeleev secara akurat meramalkan sifat-sifat unsur yang disebutnya “eka-silikon”. 16 tahun kemudian, unsur ini memang ditemukan oleh ahli kimia Jerman Winkler dan diberi nama germanium.

Perbandingan sifat-sifat yang diprediksi oleh D.I. Mendeleev untuk unsur “eka-silikon” yang belum ditemukan dengan sifat-sifat unsur germanium (Ge). Dalam Tabel Periodik modern, germanium menempati tempat "eka-silikon".

Properti

Diprediksi oleh D.I. Mendeleev untuk "eka-silikon" pada tahun 1870

Didefinisikan untuk germanium Ge, ditemukan pada tahun 1886

Warna, penampilan

cokelat

coklat muda

Berat atom

72,59

Kepadatan (g/cm3)

5,5

5,35

rumus oksida

XO2

GeO2

rumus klorida

XCl4

GeCl4

Kepadatan Klorida (g/cm3)

1,9

1,84

Dengan cara yang sama, sifat-sifat “eka-aluminium” (elemen galium Ga, ditemukan pada tahun 1875) dan “eka-boron” (elemen skandium Sc, ditemukan pada tahun 1879) secara cemerlang dikonfirmasi oleh D.I.

Setelah itu, menjadi jelas bagi para ilmuwan di seluruh dunia bahwa Tabel Periodik D. I. Mendeleev tidak sekadar mensistematisasikan unsur-unsur, tetapi merupakan ekspresi grafis dari hukum dasar alam - Hukum Periodik.

Struktur Tabel Periodik.

Berdasarkan Hukum Periodik D.I. Mendeleev membuat Tabel Periodik Unsur Kimia yang terdiri dari 7 periode dan 8 golongan (tabel versi periode pendek). Saat ini, Sistem Periodik versi periode panjang lebih sering digunakan (7 periode, 8 golongan, unsur lantanida dan aktinida ditampilkan terpisah).

Periode adalah baris horizontal tabel; mereka dibagi menjadi kecil dan besar. Pada periode kecil terdapat 2 unsur (periode ke-1) atau 8 unsur (periode ke-2, ke-3), pada periode besar terdapat 18 unsur (periode ke-4, ke-5) atau 32 unsur (periode ke-6, ke-5) ke-7). Setiap periode dimulai dengan logam khas dan diakhiri dengan bukan logam (halogen) dan gas mulia.

Golongan adalah barisan unsur secara vertikal, diberi nomor dengan angka Romawi dari I sampai VIII dan huruf Rusia A dan B. Sistem Periodik versi periode pendek mencakup subkelompok unsur (utama dan sekunder).

Subkelompok adalah sekumpulan unsur yang merupakan analog kimia tanpa syarat; seringkali unsur-unsur suatu subkelompok memiliki bilangan oksidasi tertinggi sesuai dengan nomor golongannya.

Dalam golongan A, sifat kimia suatu unsur dapat bervariasi dari non-logam hingga logam (misalnya, dalam subkelompok utama golongan V, nitrogen adalah non-logam, dan bismut adalah logam).

Dalam Tabel Periodik, logam-logam khas terletak pada golongan IA (Li-Fr), IIA (Mg-Ra) dan IIIA (In, Tl). Nonlogam terletak pada golongan VIIA (F-Al), VIA (O-Te), VA (N-As), IVA (C, Si) dan IIIA (B). Beberapa unsur golongan A (berilium Be, aluminium Al, germanium Ge, antimon Sb, polonium Po dan lain-lain), serta banyak unsur golongan B menunjukkan sifat logam dan non-logam (fenomena amfoterisitas).

Untuk beberapa golongan digunakan nama golongan: IA (Li-Fr) - logam alkali, IIA (Ca-Ra) - logam alkali tanah, VIA (O-Po) - kalkogen, VIIA (F-At) - halogen, VIIIA ( He-Rn ) - gas mulia. Bentuk Tabel Periodik yang dikemukakan oleh D.I. Mendeleev, disebut periode pendek atau klasik. Saat ini, bentuk lain dari Tabel Periodik lebih banyak digunakan - bentuk periode panjang.

Hukum periodik D.I. Mendeleev dan Tabel Periodik Unsur Kimia menjadi dasar kimia modern. Massa atom relatif diberikan menurut Tabel Internasional 1983. Untuk unsur 104-108, nomor massa isotop yang berumur paling lama diberikan dalam tanda kurung siku. Nama dan simbol unsur yang diberikan dalam tanda kurung tidak diterima secara umum.

IV Hukum periodik dan struktur atom.

Informasi dasar tentang struktur atom.

Pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, fisikawan membuktikan bahwa atom merupakan partikel kompleks dan terdiri dari partikel-partikel (elemen dasar) yang lebih sederhana. Ditemukan:

sinar katoda (fisikawan Inggris J.J. Thomson, 1897), yang partikelnya disebut elektron e− (membawa muatan negatif tunggal);

radioaktivitas alami unsur (ilmuwan Prancis - ahli radiokimia A. Becquerel dan M. Sklodowska-Curie, fisikawan Pierre Curie, 1896) dan keberadaan partikel α (inti helium 4He2+);

adanya inti bermuatan positif di pusat atom (fisikawan dan ahli radiokimia Inggris E. Rutherford, 1911);

transformasi buatan dari satu unsur menjadi unsur lain, misalnya nitrogen menjadi oksigen (E. Rutherford, 1919). Dari inti atom suatu unsur (nitrogen - dalam percobaan Rutherford), ketika bertumbukan dengan partikel , inti atom unsur lain (oksigen) dan partikel baru yang membawa satuan muatan positif dan disebut proton ( p+, inti 1H) terbentuk.

kehadiran dalam inti atom partikel netral secara elektrik - neutron n0 (fisikawan Inggris J. Chadwick, 1932).

Dari hasil penelitian diketahui bahwa atom setiap unsur (kecuali 1H) mengandung proton, neutron, dan elektron, dengan proton dan neutron terkonsentrasi pada inti atom, dan elektron pada pinggirannya (pada kulit elektron). .

Jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron pada kulit atom dan sesuai dengan nomor urut unsur ini dalam Tabel Periodik.

Kulit elektron suatu atom adalah sistem yang kompleks. Ia dibagi menjadi subkulit dengan energi berbeda (tingkat energi); tingkat-tingkat tersebut, pada gilirannya, dibagi menjadi beberapa subtingkat, dan subtingkat tersebut mencakup orbital atom, yang dapat berbeda bentuk dan ukurannya (dilambangkan dengan huruf s, p, d, f, dll.).

Jadi, ciri utama suatu atom bukanlah massa atomnya, melainkan besarnya muatan positif inti. Ini adalah karakteristik yang lebih umum dan akurat dari sebuah atom, dan karenanya merupakan suatu unsur. Semua sifat suatu unsur dan posisinya dalam tabel periodik bergantung pada besarnya muatan positif inti atom. Jadi, nomor atom suatu unsur kimia secara numerik bertepatan dengan muatan inti atomnya. Tabel periodik unsur merupakan representasi grafis dari hukum periodik dan mencerminkan struktur atom unsur.

Teori struktur atom menjelaskan perubahan periodik sifat-sifat unsur. Peningkatan muatan positif inti atom dari 1 menjadi 110 menyebabkan pengulangan periodik elemen struktural tingkat energi eksternal dalam atom. Dan karena sifat-sifat unsur terutama bergantung pada jumlah elektron pada tingkat terluar, sifat-sifat tersebut juga berulang secara berkala. Inilah arti fisik dari hukum periodik.

Setiap periode dalam sistem periodik dimulai dengan unsur-unsur yang atomnya pada tingkat terluar memiliki satu elektron s (tingkat terluar tidak lengkap) dan oleh karena itu menunjukkan sifat yang serupa - mereka dengan mudah melepaskan elektron valensi, yang menentukan sifat logamnya. Ini adalah logam alkali - Li, Na, K, Rb, Cs.

Periode diakhiri dengan unsur-unsur yang atom-atomnya pada tingkat terluar mengandung 2 (s2) elektron (pada periode pertama) atau 8 (s2p6) elektron (pada semua periode berikutnya), yaitu memiliki tingkat terluar yang lengkap. Ini adalah gas mulia He, Ne, Ar, Kr, Xe, yang memiliki sifat inert.

100 RUB bonus untuk pesanan pertama

Pilih jenis pekerjaan Tugas diploma Tugas kursus Abstrak Tesis master Laporan latihan Artikel Laporan Review Tugas tes Monograf Pemecahan masalah Rencana bisnis Jawaban atas pertanyaan Karya kreatif Gambar Esai Esai Terjemahan Presentasi Mengetik Lainnya Meningkatkan keunikan teks tesis master Pekerjaan laboratorium Bantuan online

Cari tahu harganya

Versi pertama Tabel Periodik Unsur diterbitkan oleh Dmitri Ivanovich Mendeleev pada tahun 1869 - jauh sebelum struktur atom dipelajari. Panduan D. I. Mendeleev dalam karya ini adalah massa atom (berat atom) suatu unsur. Dengan menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan berat atomnya, D. I. Mendeleev menemukan hukum dasar alam, yang sekarang dikenal sebagai Hukum Periodik: Sifat-sifat unsur berubah secara berkala sesuai dengan berat atomnya.

Kebaruan mendasar dari Hukum Periodik yang ditemukan dan dirumuskan oleh D. I. Mendeleev adalah sebagai berikut:

2. Dalam hal tampaknya ada mata rantai yang hilang dalam urutan perubahan sifat-sifat unsur, maka GAPS disediakan dalam Tabel Periodik yang harus diisi dengan unsur-unsur yang belum ditemukan. Selain itu, Hukum Periodik memungkinkan untuk PREDIKSI sifat-sifat unsur-unsur ini.

Dalam semua upaya sebelumnya untuk menentukan hubungan antar unsur, peneliti lain berusaha menciptakan gambaran lengkap di mana tidak ada ruang bagi unsur yang belum ditemukan.

Hukum periodik menurut Mendeleev: “Sifat-sifat benda sederhana... dan senyawa unsur-unsur secara periodik bergantung pada besarnya massa atom unsur-unsur tersebut.”

Berdasarkan hukum periodik, disusunlah sistem periodik unsur. Di dalamnya, elemen-elemen dengan sifat serupa digabungkan menjadi kolom grup vertikal. Dalam beberapa kasus, ketika menempatkan unsur-unsur dalam Tabel Periodik, urutan kenaikan massa atom perlu diganggu untuk menjaga periodisitas pengulangan sifat-sifatnya. Misalnya, perlu untuk “menukar” telurium dan yodium, serta argon dan kalium.

Namun, bahkan setelah para ahli kimia melakukan pekerjaan yang sangat besar dan hati-hati dalam mengoreksi berat atom, di empat bagian dalam Tabel Periodik, unsur-unsur “melanggar” tatanan ketat dalam peningkatan massa atom.

Pada masa D.I. Mendeleev, penyimpangan seperti itu dianggap sebagai kekurangan Tabel Periodik. Teori struktur atom menempatkan segala sesuatu pada tempatnya: unsur-unsur terletak dengan benar - sesuai dengan muatan intinya. Lalu bagaimana kita dapat menjelaskan bahwa berat atom argon lebih besar daripada berat atom kalium?

Berat atom suatu unsur sama dengan berat atom rata-rata semua isotopnya, dengan mempertimbangkan kelimpahannya di alam. Secara kebetulan, berat atom argon ditentukan oleh isotop “terberat” (ditemukan di alam dalam jumlah yang lebih besar). Sebaliknya, dalam kalium, isotopnya yang “lebih ringan” (yaitu isotop dengan nomor massa lebih rendah) mendominasi.

Alasannya adalah Mendeleev mengajukan hukum periodik pada saat belum ada yang diketahui tentang struktur atom. Setelah model atom planet diusulkan pada abad ke-20, hukum periodik dirumuskan sebagai berikut:

“Sifat-sifat unsur dan senyawa kimia secara periodik bergantung pada muatan inti atom.”

Muatan inti sama dengan jumlah unsur dalam tabel periodik dan jumlah elektron pada kulit elektron atom. Rumusan ini menjelaskan “pelanggaran” terhadap Undang-Undang Periodik. Dalam Tabel Periodik, nomor periode sama dengan jumlah tingkat elektronik dalam atom, nomor golongan unsur-unsur subkelompok utama sama dengan jumlah elektron pada tingkat terluar.

Signifikansi ilmiah dari hukum periodik.

Hukum periodik memungkinkan untuk mensistematisasikan sifat-sifat unsur kimia dan senyawanya. Saat menyusun tabel periodik, Mendeleev meramalkan keberadaan banyak unsur yang belum ditemukan, menyisakan sel kosong untuk unsur tersebut, dan meramalkan banyak sifat unsur yang belum ditemukan, yang memfasilitasi penemuannya. Yang pertama terjadi empat tahun kemudian. Unsur yang tempat dan sifat-sifatnya ditinggalkan Mendeleev, yang berat atomnya diprediksinya, tiba-tiba muncul! Kimiawan muda Perancis Lecoq de Boisbaudran mengirim surat ke Paris Academy of Sciences. Itu berkata:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. Namun hal yang paling menakjubkan masih terjadi. Mendeleev meramalkan, namun masih menyisakan ruang untuk unsur ini, kepadatannya harusnya 5,9. Dan Boisbaudran menyatakan: unsur yang ditemukannya memiliki kepadatan 4,7. Mendeleev, yang bahkan belum pernah melihat unsur baru ini - yang membuatnya semakin mengejutkan - menyatakan bahwa ahli kimia Perancis tersebut telah membuat kesalahan dalam perhitungannya. Tapi Boisbaudran juga ternyata keras kepala: dia bersikeras bahwa dia akurat. Beberapa saat kemudian, setelah pengukuran tambahan, menjadi jelas: Mendeleev benar tanpa syarat. Boisbaudran menamai unsur pertama yang mengisi ruang kosong di meja galium untuk menghormati tanah airnya, Prancis. Dan tidak seorang pun kemudian berpikir untuk memberinya nama orang yang meramalkan keberadaan unsur ini, orang yang telah menentukan jalur perkembangan ilmu kimia untuk selamanya. Para ilmuwan abad ke-20 melakukan hal ini. Sebuah unsur yang ditemukan oleh fisikawan Soviet diberi nama Mendeleev.

Namun kelebihan Mendeleev tidak hanya terletak pada penemuan hal-hal baru.

Mendeleev menemukan hukum alam yang baru. Alih-alih substansi yang berbeda dan tidak berhubungan, sains menghadapi satu sistem harmonis yang menyatukan semua elemen Alam Semesta menjadi satu kesatuan atom yang mulai dianggap sebagai:

1. terhubung secara organik satu sama lain melalui pola yang sama,

2. mendeteksi transisi perubahan kuantitatif berat atom menjadi perubahan kualitatif kimianya. individualitas,

3. menunjukkan bahwa pertentangan antara sifat logam dan nonlogam atom tidak bersifat mutlak, seperti yang diperkirakan sebelumnya, tetapi hanya relatif.

Penemuan hubungan timbal balik antara semua unsur, antara sifat fisik dan kimianya, menimbulkan masalah ilmiah dan filosofis yang sangat penting: hubungan timbal balik ini, kesatuan ini harus dijelaskan.

Penelitian Mendeleev memberikan landasan yang kokoh dan andal bagi upaya menjelaskan struktur atom: setelah ditemukannya hukum periodik, menjadi jelas bahwa atom dari semua unsur harus dibangun “menurut satu rencana”, bahwa strukturnya harus mencerminkan periodisitas sifat-sifat unsur.

Hanya model atom itulah yang berhak mendapat pengakuan dan pengembangan, yang akan membawa ilmu pengetahuan lebih dekat untuk memahami misteri posisi unsur dalam tabel periodik. Ilmuwan terhebat di abad kita, memecahkan masalah besar ini, mengungkap struktur atom - sehingga hukum Mendeleev berdampak besar pada perkembangan semua pengetahuan modern tentang sifat materi.

Semua keberhasilan kimia modern, keberhasilan fisika atom dan nuklir, termasuk energi nuklir dan sintesis unsur-unsur buatan, hanya mungkin terjadi berkat hukum periodik. Pada gilirannya, keberhasilan fisika atom, munculnya metode penelitian baru, dan perkembangan mekanika kuantum telah memperluas dan memperdalam esensi hukum periodik.

Selama abad yang lalu, hukum Mendeleev - hukum alam yang sebenarnya - tidak hanya menjadi ketinggalan jaman dan tidak kehilangan signifikansinya. Sebaliknya, perkembangan ilmu pengetahuan menunjukkan bahwa maknanya belum sepenuhnya dipahami dan diselesaikan, bahwa maknanya jauh lebih luas dari apa yang dapat dibayangkan oleh penciptanya, daripada yang dipikirkan para ilmuwan hingga saat ini. Baru-baru ini diketahui bahwa tidak hanya struktur kulit elektron terluar suatu atom, tetapi juga struktur halus inti atom tunduk pada hukum periodisitas. Rupanya, pola-pola yang mengatur dunia partikel elementer yang kompleks dan sebagian besar disalahpahami juga memiliki karakter periodik pada intinya.

Penemuan lebih lanjut dalam bidang kimia dan fisika telah berulang kali menegaskan makna mendasar dari Hukum Periodik. Gas-gas inert ditemukan, yang sangat cocok dengan Tabel Periodik - hal ini terutama ditunjukkan dengan jelas oleh bentuk tabel yang panjang. Nomor urut suatu unsur ternyata sama dengan muatan inti atom unsur tersebut. Banyak unsur yang sebelumnya tidak diketahui ditemukan berkat pencarian yang ditargetkan untuk sifat-sifat yang diprediksi dari Tabel Periodik.

Hukum periodik D.I. Mendeleev sangat penting. Dia meletakkan dasar bagi kimia modern dan menjadikannya ilmu tunggal yang integral. Unsur-unsur mulai dianggap berhubungan, tergantung pada tempatnya dalam tabel periodik. Kimia tidak lagi menjadi ilmu deskriptif. Dengan ditemukannya hukum periodik, pandangan ilmiah ke masa depan menjadi mungkin di dalamnya. Menjadi mungkin untuk memprediksi dan mendeskripsikan unsur-unsur baru dan senyawanya. Contoh cemerlang dari hal ini adalah prediksi D.I. Mendeleev tentang keberadaan unsur-unsur yang belum ditemukan pada masanya, yang mana untuk tiga unsur - Ga, Sc, Ge - ia memberikan deskripsi akurat tentang sifat-sifatnya.

Berdasarkan hukum D.I. Mendeleev, semua sel kosong di sistemnya dari Z=1 hingga Z=92 terisi, dan unsur transuranium ditemukan. Dan saat ini undang-undang ini menjadi pedoman bagi penemuan atau penciptaan unsur kimia baru secara artifisial. Dengan demikian, berpedoman pada hukum periodik, dapat dikatakan bahwa jika unsur Z=114 disintesis maka akan analog dengan timbal (ekaslead), jika unsur Z=118 disintesis maka akan menjadi gas mulia. (ekaradon).

Ilmuwan Rusia N.A. Morozov pada tahun 80-an abad ke-19 meramalkan keberadaan gas mulia, yang kemudian ditemukan. Dalam tabel periodik mereka melengkapi periode dan membentuk subkelompok utama dari kelompok VII. “Sebelum hukum periodik,” tulis D.I. Mendeleev, “elemen hanya mewakili fenomena alam yang terpisah-pisah; tidak ada alasan untuk mengharapkan adanya penemuan baru, dan temuan yang ditemukan kembali merupakan hal baru yang benar-benar tidak terduga. Hukum periodik adalah hukum pertama yang memungkinkan kita melihat unsur-unsur yang belum ditemukan pada jarak yang belum pernah dicapai oleh penglihatan tanpa bantuan hukum ini.”

Hukum periodik menjadi dasar untuk mengoreksi massa atom suatu unsur. Massa atom 20 unsur dikoreksi oleh D.I. Mendeleev, setelah itu unsur-unsur ini menempati tempatnya dalam tabel periodik.

Berdasarkan hukum periodik dan sistem periodik D.I. Mendeleev, doktrin struktur atom berkembang pesat. Ini mengungkapkan makna fisik dari hukum periodik dan menjelaskan susunan unsur-unsur dalam tabel periodik. Kebenaran doktrin struktur atom selalu diverifikasi oleh hukum periodik. Berikut contoh lainnya. Pada tahun 1921, N. Bohr menunjukkan bahwa unsur Z = 72, yang keberadaannya diprediksikan oleh D. I. Mendeleev pada tahun 1870 (ekabor), seharusnya mempunyai struktur atom yang mirip dengan atom zirkonium (Zr - 2. 8. 18. 10 . 2; a Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2), dan oleh karena itu harus dicari di antara mineral zirkonium. Mengikuti saran ini, pada tahun 1922, ahli kimia Hongaria D. Hevesy dan ilmuwan Belanda D. Coster menemukan unsur Z=72 dalam bijih zirkonium Norwegia, menyebutnya hafnium (dari nama Latin Kopenhagen, tempat ditemukannya unsur tersebut) . Ini adalah kemenangan terbesar teori struktur atom: berdasarkan struktur atom, lokasi suatu unsur di alam dapat diprediksi.

Studi tentang struktur atom mengarah pada penemuan energi atom dan pemanfaatannya untuk kebutuhan manusia. Kita dapat mengatakan bahwa hukum periodik adalah sumber utama dari semua penemuan kimia dan fisika abad ke-20. Ia memainkan peran luar biasa dalam pengembangan ilmu alam lainnya yang berkaitan dengan kimia.

Hukum dan sistem periodik mendasari pemecahan masalah modern dalam ilmu kimia dan industri. Dengan mempertimbangkan sistem periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, pekerjaan sedang dilakukan untuk mendapatkan bahan polimer dan semikonduktor baru, paduan tahan panas, zat dengan sifat tertentu, untuk menggunakan energi nuklir, untuk memanfaatkan perut bumi dan alam semesta.

hukum periodik atom mendeley

Hukum periodik memungkinkan untuk mensistematisasikan dan menggeneralisasi sejumlah besar informasi ilmiah di bidang kimia. Fungsi hukum ini biasa disebut integratif. Hal ini terutama terlihat jelas dalam penataan materi ilmiah dan pendidikan kimia. Akademisi A.E. Fersman mengatakan bahwa sistem ini menyatukan semua kimia dalam satu hubungan spasial, kronologis, genetik, dan energik.

Peran integratif Undang-undang Berkala juga diwujudkan dalam kenyataan bahwa beberapa data tentang unsur-unsur yang diduga berada di luar hukum umum, telah diverifikasi dan diklarifikasi baik oleh penulisnya sendiri maupun oleh para pengikutnya.

Hal ini terjadi dengan karakteristik berilium. Sebelum karya Mendeleev, ia dianggap sebagai analog trivalen aluminium karena kemiripan diagonalnya. Jadi, pada periode kedua terdapat dua unsur trivalen dan tidak ada satu unsur divalen pun. Pada tahap inilah, pertama pada tingkat konstruksi model mental, Mendeleev mencurigai adanya kesalahan dalam studi sifat-sifat berilium. Kemudian ia menemukan karya ahli kimia Rusia Avdeev, yang berpendapat bahwa berilium bersifat divalen dan memiliki berat atom 9. Karya Avdeev tetap luput dari perhatian dunia ilmiah, penulisnya meninggal lebih awal, tampaknya telah diracuni oleh senyawa berilium yang sangat beracun. Hasil penelitian Avdeev menjadi mapan dalam sains berkat Hukum Periodik.

Perubahan dan penyempurnaan nilai berat atom dan valensi tersebut dilakukan oleh Mendeleev untuk sembilan unsur lagi (In, V, Th, U, La, Ce dan tiga lantanida lainnya). Untuk sepuluh unsur lainnya, hanya berat atom yang dikoreksi. Dan semua klarifikasi ini kemudian dikonfirmasi secara eksperimental.

Dengan cara yang sama, karya Karl Karlovich Klaus membantu Mendeleev membentuk kelompok unsur VIII yang unik, menjelaskan kesamaan horizontal dan vertikal dalam triad unsur:

besi kobalt nikel

rutenium rhodium paladium

iridium platinum segi delapan

Fungsi prognostik (prediktif) Hukum Periodik mendapat konfirmasi paling mencolok dalam penemuan unsur-unsur yang tidak diketahui dengan nomor urut 21, 31 dan 32. Keberadaannya pertama kali diprediksi pada tingkat intuitif, tetapi dengan terbentuknya sistem tersebut, Mendeleev diprediksi. mampu menghitung sifat-sifatnya dengan tingkat akurasi yang tinggi. Kisah terkenal tentang penemuan skandium, galium, dan germanium merupakan kejayaan penemuan Mendeleev. F. Engels menulis: “Dengan secara tidak sadar menerapkan hukum Hegel tentang transisi kuantitas menjadi kualitas, Mendeleev mencapai prestasi ilmiah yang dapat disamakan dengan penemuan Laverrier, yang menghitung orbit planet Neptunus yang tidak diketahui.” Namun, ada keinginan untuk berdebat dengan yang klasik. Pertama, semua penelitian Mendeleev, mulai dari masa mahasiswanya, secara sadar didasarkan pada hukum Hegel. Kedua, Laverrier menghitung orbit Neptunus menurut hukum Newton yang telah lama diketahui dan terbukti, dan D.I. Mendeleev membuat semua prediksi berdasarkan hukum alam universal yang ditemukannya sendiri.

Di akhir hidupnya, Mendeleev mencatat dengan kepuasan: “Setelah menulis artikel pada tahun 1871 tentang penerapan hukum periodik untuk menentukan sifat-sifat unsur yang belum ditemukan, saya tidak berpikir bahwa saya akan hidup untuk membenarkan konsekuensi dari hukum periodik ini. hukum periodik, namun kenyataan menjawab berbeda. Saya mendeskripsikan tiga elemen: ekaboron, ekaaluminum, dan ekasilicon, dan kurang dari 20 tahun kemudian saya sangat gembira melihat ketiganya ditemukan... L. de Boisbaudran, Nilsson dan Winkler, bagi saya, saya menganggap sebagai penguat sejati periodik hukum. Tanpa mereka, dia tidak akan dikenal seperti sekarang ini.” Secara total, Mendeleev meramalkan dua belas unsur.

Sejak awal, Mendeleev menunjukkan bahwa hukum tersebut tidak hanya menggambarkan sifat-sifat unsur kimia itu sendiri, tetapi juga banyak senyawanya, termasuk senyawa yang sampai sekarang belum diketahui. Untuk mengonfirmasi hal ini, cukup dengan memberikan contoh berikut. Sejak tahun 1929, ketika Akademisi P. L. Kapitsa pertama kali menemukan konduktivitas non-logam germanium, perkembangan studi semikonduktor dimulai di seluruh negara di dunia. Segera menjadi jelas bahwa unsur-unsur dengan sifat-sifat seperti itu menempati subkelompok utama golongan IV. Seiring berjalannya waktu, muncul pemahaman bahwa sifat semikonduktor, pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil, harus dimiliki oleh senyawa unsur-unsur yang terletak pada periode yang sama jauhnya dari golongan ini (misalnya, dengan rumus umum seperti AzB;). Hal ini segera membuat pencarian semikonduktor baru yang penting dan praktis menjadi tepat sasaran dan dapat diprediksi. Hampir semua elektronik modern didasarkan pada koneksi seperti itu.

Penting untuk dicatat bahwa prediksi dalam Tabel Periodik dibuat bahkan setelah prediksi tersebut diterima secara umum. Pada tahun 1913 Moseley menemukan bahwa panjang gelombang sinar-X, yang diterima dari antikatoda yang terbuat dari unsur-unsur berbeda, berubah secara alami bergantung pada nomor seri yang secara konvensional ditetapkan untuk unsur-unsur dalam Tabel Periodik. Eksperimen tersebut menegaskan bahwa nomor seri suatu unsur mempunyai arti fisis langsung. Baru kemudian nomor seri dikaitkan dengan nilai muatan positif inti. Namun hukum Moseley memungkinkan untuk segera mengkonfirmasi secara eksperimental jumlah unsur dalam periode dan pada saat yang sama memprediksi tempat hafnium (No. 72) dan renium (No. 75) yang belum ditemukan pada saat itu.

Studi yang sama oleh Moseley memungkinkan untuk menghilangkan "sakit kepala" serius yang disebabkan oleh penyimpangan tertentu dari rangkaian kenaikan massa atom unsur-unsur yang benar dalam tabel massa atom yang disebabkan oleh Mendeleev. Mendeleev membuatnya di bawah tekanan analogi kimia, sebagian pada tingkat ahli, dan sebagian lagi hanya pada tingkat intuitif. Misalnya, kobalt berada di depan nikel dalam tabel, dan yodium, dengan berat atom lebih rendah, mengikuti telurium yang lebih berat. Ilmu pengetahuan alam telah lama mengetahui bahwa satu fakta “jelek” yang tidak masuk dalam kerangka teori terindah dapat menghancurkannya. Demikian pula, penyimpangan yang tidak dapat dijelaskan mengancam Hukum Periodik. Namun Moseley secara eksperimental membuktikan bahwa nomor seri kobalt (No. 27) dan nikel (No. 28) sama persis dengan posisinya dalam sistem. Ternyata pengecualian ini hanya menegaskan aturan umum.

Sebuah prediksi penting dibuat pada tahun 1883 oleh Nikolai Aleksandrovich Morozov. Untuk partisipasi dalam gerakan Kehendak Rakyat, mahasiswa kimia Morozov dijatuhi hukuman mati, yang kemudian digantikan dengan penjara seumur hidup di sel isolasi. Dia menghabiskan sekitar tiga puluh tahun di penjara kerajaan. Seorang tawanan benteng Shlisselburg berkesempatan menerima beberapa literatur ilmiah tentang kimia. Berdasarkan analisis interval berat atom antara golongan unsur yang bertetangga dalam tabel periodik, Morozov sampai pada kesimpulan intuitif tentang kemungkinan adanya golongan unsur lain yang tidak diketahui dengan “sifat nol” antara golongan halogen dan alkali. logam. Dia menyarankan untuk mencari mereka di udara. Selain itu, ia mengemukakan hipotesis tentang struktur atom dan, atas dasar itu, mencoba mengungkap penyebab periodisitas sifat-sifat unsur.

Namun, hipotesis Morozov baru dapat didiskusikan jauh kemudian, ketika ia dibebaskan setelah peristiwa tahun 1905. Namun pada saat itu, gas inert telah ditemukan dan dipelajari.

Fakta keberadaan gas inert dan posisinya dalam tabel periodik telah lama menimbulkan kontroversi serius di dunia kimia. Mendeleev sendiri selama beberapa waktu percaya bahwa zat sederhana jenis Nj yang tidak diketahui dapat bersembunyi di bawah nama merek argon terbuka. Asumsi rasional pertama tentang letak gas inert dibuat oleh penulis penemuannya, William Ramsay. Dan pada tahun 1906, Mendeleev menulis: “Ketika Tabel Periodik ditetapkan (18b9), argon tidak hanya tidak diketahui, tetapi juga tidak ada alasan untuk mencurigai kemungkinan adanya unsur-unsur tersebut. Saat ini... unsur-unsur ini, dalam hal berat atomnya, berada tepat di antara halogen dan logam alkali.”

Telah lama terjadi perdebatan: untuk mengalokasikan gas inert ke dalam kelompok unsur nol yang independen atau menganggapnya sebagai subkelompok utama dari kelompok VIII. Setiap sudut pandang mempunyai pro dan kontra.

Berdasarkan posisi unsur-unsur dalam Tabel Periodik, ahli kimia teoretis yang dipimpin oleh Linus Pauling telah lama meragukan kepasifan kimiawi gas mulia, dan secara langsung menunjuk pada kemungkinan stabilitas fluorida dan oksidanya. Namun baru pada tahun 1962, ahli kimia Amerika Neil Bartlett adalah orang pertama yang melakukan reaksi platinum heksafluorida dengan oksigen dalam kondisi paling biasa, memperoleh xenon hexafluoroplatinate XePtF^, diikuti dengan senyawa gas lainnya, yang sekarang lebih tepat disebut mulia daripada lembam.

Hukum periodik masih mempertahankan fungsi prediktifnya.

Perlu dicatat bahwa prediksi anggota yang tidak diketahui dari himpunan mana pun dapat terdiri dari dua jenis. Jika sifat-sifat suatu unsur yang terletak dalam rangkaian sifat serupa yang diketahui dapat diprediksi, maka prediksi tersebut disebut interpolasi. Wajar jika diasumsikan bahwa sifat-sifat ini akan tunduk pada hukum yang sama dengan sifat-sifat unsur di sekitarnya. Beginilah cara memprediksi sifat-sifat unsur yang hilang dalam tabel periodik. Jauh lebih sulit untuk memprediksi karakteristik anggota himpunan baru jika mereka berada di luar bagian yang dijelaskan. Ekstrapolasi – prediksi nilai fungsi yang berada di luar sejumlah pola yang diketahui – selalu kurang pasti.

Masalah inilah yang dihadapi para ilmuwan ketika mereka mulai mencari unsur-unsur di luar batas-batas sistem yang diketahui. Pada awal abad ke-20. Tabel periodik diakhiri dengan uranium (No. 92). Upaya pertama untuk memperoleh unsur transuranium dilakukan pada tahun 1934, ketika Enrico Fermi dan Emilio Segre membombardir uranium dengan neutron. Maka dimulailah jalan menuju aktinoid dan transaktinoid.

Reaksi nuklir juga digunakan untuk mensintesis unsur-unsur lain yang sebelumnya tidak diketahui.

Unsur No. 101, yang disintesis secara artifisial oleh Eienn Theodor Seaborg dan rekan-rekannya, diberi nama “mendelevium”. Seaborg sendiri mengatakan hal ini: “Sangat penting untuk dicatat bahwa unsur 101 diberi nama untuk menghormati ahli kimia besar Rusia D.I. Mendeleev oleh para ilmuwan Amerika, yang selalu menganggapnya sebagai pionir dalam bidang kimia.”

Jumlah unsur-unsur yang baru ditemukan, atau lebih tepatnya diciptakan secara artifisial, terus bertambah. Sintesis inti unsur terberat dengan nomor seri 113 dan 115 dilakukan di Institut Penelitian Nuklir Gabungan Rusia di Dubna dengan membombardir inti amerisium yang diperoleh secara artifisial dengan inti isotop berat kalsium-48. Dalam hal ini muncullah inti unsur No. 115 yang segera meluruh membentuk inti unsur No. . Penelitian mereka membantu memahami bagaimana alam semesta kita terbentuk.

Sebanyak 39 isotop radioaktif alami terdapat di alam. Isotop yang berbeda meluruh dengan kecepatan berbeda, yang ditandai dengan waktu paruh. Waktu paruh uranium-238 adalah 4,5 miliar tahun, dan untuk beberapa unsur lainnya bisa sama dengan sepersejuta detik.

Unsur-unsur radioaktif, yang secara berurutan meluruh dan berubah menjadi satu sama lain, membentuk keseluruhan rangkaian. Ada tiga deret yang diketahui: menurut unsur awalnya, semua anggota deret tersebut digabungkan ke dalam famili uranium, aktinouranium, dan torium. Keluarga lain terdiri dari isotop radioaktif yang diproduksi secara artifisial. Di semua keluarga, transformasi diselesaikan dengan munculnya atom timbal non-radioaktif.

Karena kerak bumi hanya dapat mengandung isotop-isotop yang waktu paruhnya sepadan dengan usia bumi, kita dapat berasumsi bahwa dalam miliaran tahun sejarahnya, terdapat juga isotop-isotop berumur pendek yang kini telah punah. Ini mungkin termasuk isotop berat kalium-40. Akibat peluruhan sempurna, nilai tabulasi massa atom kalium saat ini adalah 39,102, sehingga massanya lebih rendah daripada unsur argon No. 18 (39,948). Hal ini menjelaskan pengecualian dalam peningkatan massa atom unsur-unsur dalam tabel periodik secara konsisten.

Akademisi V. I. Goldansky, dalam pidatonya yang didedikasikan untuk mengenang Mendeleev, mencatat “peran mendasar yang dimainkan oleh karya-karya Mendeleev bahkan dalam bidang kimia yang benar-benar baru, yang muncul beberapa dekade setelah kematian pencipta Tabel Periodik yang brilian.”

Sains adalah sejarah dan gudang kebijaksanaan dan pengalaman berabad-abad, perenungan rasional dan penilaian yang teruji.

D.I.Mendeleev

Jarang terjadi penemuan ilmiah yang ternyata merupakan sesuatu yang sama sekali tidak terduga;

Namun, generasi berikutnya, yang menggunakan jawaban yang telah terbukti atas semua pertanyaan, sering kali merasa sulit untuk memahami kesulitan apa yang harus ditanggung pendahulunya.

C.Darwin

Masing-masing ilmu tentang dunia sekitar kita memiliki pokok bahasan yang mempelajari bentuk-bentuk gerak materi tertentu. Ide-ide yang berlaku mempertimbangkan bentuk-bentuk gerakan ini dalam urutan kompleksitas yang semakin meningkat:

mekanik - fisik - kimia - biologis - sosial. Masing-masing bentuk berikutnya tidak menolak bentuk-bentuk sebelumnya, tetapi menyertakannya.

Bukan suatu kebetulan bahwa pada perayaan seratus tahun penemuan Hukum Periodik, G. T. Seaborg mengabdikan laporannya tentang pencapaian terkini dalam bidang kimia. Di dalamnya, ia sangat mengapresiasi pencapaian luar biasa ilmuwan Rusia tersebut: “Ketika mempertimbangkan evolusi Tabel Periodik sejak zaman Mendeleev, hal yang paling mencolok adalah ia mampu membuat Tabel Periodik unsur, meskipun Mendeleev tidak melakukannya. menyadari konsep-konsep yang sekarang diterima secara umum seperti struktur inti dan isotop, hubungan nomor atom dengan valensi, sifat elektronik atom, periodisitas sifat kimia yang dijelaskan oleh struktur elektronik, dan, akhirnya, radioaktivitas.”

Kita dapat mengutip kata-kata Akademisi A.E. Fersman, yang menaruh perhatian pada masa depan: “Teori-teori baru, generalisasi yang brilian akan muncul dan mati. Ide-ide baru akan menggantikan konsep atom dan elektron yang sudah ketinggalan zaman. Penemuan dan eksperimen terbesar akan meniadakan masa lalu dan membuka cakrawala kebaruan dan keluasan yang luar biasa saat ini - semua ini akan datang dan pergi, namun Hukum Periodik Mendeleev akan selalu hidup dan memandu pencarian.”