Periyodik Kanunun Anlamı ve Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu D.I. Mendeleev. Periyodik sistemin anlamı Periyodik yasanın anlamı ve Mendeleev'in periyodik sistemi

D.I.'nin keşfi. Mendeleev'in periyodik yasası kimyanın gelişimi açısından büyük önem taşımaktadır. Kanun kimyanın bilimsel temeliydi. Yazar, elementlerin ve bileşiklerinin özellikleri hakkında nesiller boyu kimyagerler tarafından biriktirilen zengin ancak dağınık materyali sistematikleştirmeyi ve birçok kavramı, örneğin "kimyasal element" ve "basit madde" kavramlarını açıklığa kavuşturmayı başardı. Ayrıca D.I. Mendeleev, o zamanlar bilinmeyen birçok elementin varlığını tahmin etti ve şaşırtıcı bir doğrulukla özelliklerini açıkladı; örneğin, skandiyum (eka-bor), galyum (eka-alüminyum), germanyum (eka-silikon). Bazı durumlarda, periyodik yasaya dayanarak, bilim adamı o dönemde kabul edilen elementlerin atomik kütlelerini değiştirdi ( Zn, La, BEN, Ee, CE, Bu,sen), daha önce elementlerin değeri ve bileşiklerinin bileşimi hakkındaki hatalı fikirlere dayanarak belirlenmişti. Bazı durumlarda Mendeleev, elementleri özelliklerindeki doğal değişime göre sıraladı ve atom kütlelerinin değerlerinde olası bir yanlışlık olduğunu öne sürdü ( İşletim sistemi, IR, puan, Au, Te, BEN, Hayır, ortak) ve bazıları için daha sonraki iyileştirmeler sonucunda atom kütleleri düzeltildi.

Periyodik yasa ve elementlerin periyodik tablosu kimyada tahminin bilimsel temelini oluşturur. Periyodik tablonun yayınlanmasından bu yana 40'tan fazla yeni element ortaya çıktı. Periyodik yasaya dayanarak, mendelevyum adı verilen 101 numara da dahil olmak üzere uranyum ötesi elementler yapay olarak elde edildi.

Periyodik yasa, atomun karmaşık yapısının aydınlatılmasında belirleyici bir rol oynadı. Yasanın yazar tarafından 1869'da formüle edildiğini unutmamalıyız, yani. Modern atom yapısı teorisinin nihayet oluşmasından neredeyse 60 yıl önce. Ve yasanın ve periyodik element sisteminin yayınlanmasını takip eden bilim adamlarının tüm keşifleri (materyalin sunumunun başında bunlardan bahsettik), büyük Rus kimyacının olağanüstü keşfinin, olağanüstü bilgeliğinin doğrulanması olarak hizmet etti. ve sezgi.

EDEBİYAT

1. Glinka N. A. Genel kimya / N. A. Glinka. L.: Kimya, 1984. 702 s.

2. Genel kimya dersi / ed. N.V. Korovina. M.: Yüksekokul, 1990. 446 s.

3. Akhmetov N.S. genel ve inorganik kimya / N.S. Ahmetov. M.: Yüksekokul, 1988. 639 s.

4. Pavlov N.N. İnorganik kimya / N.N. Pavlov. M.: Yüksekokul, 1986. 336 s.

5. Ramsden E.N. Modern kimyanın başlangıcı / E.N. Ramsden. L.: Kimya, 1989. 784 s.

Atomik yapı

Yönergeler

"Genel Kimya" dersinde

Derleyen: STANKEVICH Margarita Efimovna

Efanova Vera Vasilyevna

Mihaylova Antonina Mihaylovna

Yorumcu E.V.

Editör O.A.Panina

Yazdırmak için imzalandı Format 60x84 1/16

Boom. telafi etmek. Koşullu fırında pişirme l. Akademisyen-ed.l.

Dolaşım Ücretsiz Sipariş Ver

Saratov Devlet Teknik Üniversitesi

410054 Saratov, st. Politekhnişskaya, 77

RIC SSTU'da basılmıştır, 410054 Saratov, st. Politekhniçeskaya, 77

D. I. Mendeleev'in periyodik yasası ve kimyasal elementlerin periyodik sistemi, atomların yapısı hakkındaki fikirlere dayanmaktadır. Periyodik kanunun bilimin gelişimi açısından önemi

10. sınıf dersi için kimya biletleri.

Bilet No.1

D.I. Mendeleev'in periyodik yasası ve kimyasal elementlerin periyodik sistemi, atomların yapısı hakkındaki fikirlere dayanmaktadır. Periyodik kanunun bilimin gelişmesindeki önemi.

1869'da D.I. Mendeleev, basit maddelerin ve bileşiklerin özelliklerinin analizine dayanarak Periyodik Yasayı formüle etti:

Basit cisimlerin ve element bileşiklerinin özellikleri periyodik olarak elementlerin atomik kütlelerinin büyüklüğüne bağlıdır.

Periyodik yasaya dayanarak periyodik element sistemi derlendi. İçinde benzer özelliklere sahip öğeler dikey sütun grupları halinde birleştirildi. Bazı durumlarda, elementleri Periyodik Tabloya yerleştirirken, özelliklerin tekrarının periyodikliğini korumak için artan atom kütlelerinin sırasını bozmak gerekliydi. Örneğin, tellür ve iyotun yanı sıra argon ve potasyumu da “değiştirmek” zorunda kaldık.

Bunun nedeni ise Mendeleev'in atomun yapısı hakkında hiçbir şeyin bilinmediği bir dönemde periyodik yasayı ortaya atmasıdır.

20. yüzyılda atomun gezegen modeli önerildikten sonra periyodik yasa şu şekilde formüle edildi:

Kimyasal elementlerin ve bileşiklerin özellikleri periyodik olarak atom çekirdeğinin yüklerine bağlıdır.

Çekirdeğin yükü, periyodik tablodaki element sayısına ve atomun elektron kabuğundaki elektron sayısına eşittir.

Bu formülasyon Periyodik Yasanın "ihlallerini" açıklıyordu.

Periyodik Tabloda periyot numarası atomdaki elektronik seviye sayısına, ana alt grupların elementlerinin grup numarası ise dış seviyedeki elektron sayısına eşittir.

Kimyasal elementlerin özelliklerinin periyodik olarak değişmesinin nedeni elektron kabuklarının periyodik olarak doldurulmasıdır. Bir sonraki kabuğu doldurduktan sonra yeni bir dönem başlar. Elementlerin periyodik değişimi, oksitlerin bileşimindeki ve özelliklerindeki değişikliklerde açıkça görülmektedir.

Periyodik kanunun bilimsel önemi. Periyodik yasa, kimyasal elementlerin ve bunların bileşiklerinin özelliklerini sistematik hale getirmeyi mümkün kıldı. Periyodik tabloyu derlerken Mendeleev, keşfedilmemiş birçok elementin varlığını öngördü, onlar için boş hücreler bıraktı ve keşfedilmemiş elementlerin birçok özelliğini öngördü, bu da onların keşfedilmesini kolaylaştırdı.

6. ???

7. Periyodik yasa ve periyodik sistem D.I. Mendeleev Periyodik sistemin yapısı (periyot, grup, alt grup). Periyodik yasa ve periyodik sistemin anlamı.

D.I. Mendeleev'in periyodik yasası Basit cisimlerin özellikleri, element bileşiklerinin formları ve özellikleri periyodik olarak bağlıdır. elementlerin atom ağırlıklarının değerleri

Elementlerin periyodik tablosu. Mendeleev, lityumdan neona veya sodyumdan argona kadar sekiz elementten oluşan seriler gibi, özellikleri sırayla değişen element serilerine periyot adını verdi. Bu iki periyodu, sodyum lityumun altında, argon neon altında olacak şekilde alt üste yazarsak, aşağıdaki element dizilimini elde ederiz:

Bu düzenlemeyle dikey sütunlar, özellikleri bakımından benzer olan ve aynı değerliliğe sahip olan, örneğin lityum ve sodyum, berilyum ve magnezyum vb. elementleri içerir.

Mendeleev, tüm elementleri periyotlara ayırıp, oluşan bileşik türleri ve özellikleri bakımından benzer elementlerin birbirinin altında yer alması için bir dönemi diğerinin altına yerleştirerek, gruplara ve serilere göre periyodik element sistemi adını verdiği bir tablo derledi.

Periyodik tablonun anlamı. Periyodik element tablosunun kimyanın sonraki gelişimi üzerinde büyük etkisi oldu. Bu, kimyasal elementlerin uyumlu bir sistem oluşturduklarını ve birbirleriyle yakın bağlantı içinde olduklarını gösteren ilk doğal sınıflandırması olmasının yanı sıra, daha ileri araştırmalar için de güçlü bir araçtı.

8. Kimyasal elementlerin özelliklerinde periyodik değişiklikler. Atomik ve iyonik yarıçaplar. İyonlaşma enerjisi. Elektron ilgisi. Elektronegatiflik.

Atom yarıçaplarının Z atomunun çekirdeğinin yüküne bağımlılığı periyodiktir. Bir periyot içinde, Z'nin artmasıyla birlikte, özellikle kısa periyotlarda açıkça gözlenen, atomun boyutunun küçülme eğilimi vardır.

Çekirdekten daha uzakta yeni bir elektronik katmanın inşasının başlamasıyla birlikte, yani bir sonraki döneme geçiş sırasında atom yarıçapları artar (örneğin, flor ve sodyum atomlarının yarıçaplarını karşılaştırın). Sonuç olarak, bir alt grup içinde nükleer yük arttıkça atomların boyutları da artar.

Elektron atomlarının kaybı etkin boyutunun azalmasına neden olur ve fazla elektronun eklenmesi bir artışa yol açar. Bu nedenle, pozitif yüklü bir iyonun (katyonun) yarıçapı her zaman daha küçüktür ve negatif yüklü bir iyonun (anyonun) yarıçapı, karşılık gelen elektriksel olarak nötr atomun yarıçapından her zaman daha büyüktür.

Bir alt grup içinde, aynı yüke sahip iyonların yarıçapları nükleer yükün artmasıyla artar. Bu model, elektronik katmanların sayısındaki artış ve dış elektronların çekirdeğe olan uzaklığının artmasıyla açıklanır.

Metallerin en karakteristik kimyasal özelliği, atomlarının kolayca dış elektronlardan vazgeçip pozitif yüklü iyonlara dönüşme yeteneğidir; metal olmayanlar ise tam tersine, negatif iyonlar oluşturmak için elektron ekleme yeteneğiyle karakterize edilir. Bir atomdan bir elektronu çıkarmak ve onu pozitif bir iyona dönüştürmek için iyonlaşma enerjisi adı verilen bir miktar enerji harcamak gerekir.

Yeterli enerji harcanarak bir atomdan iki, üç veya daha fazla elektron çıkarılabilir. Bu nedenle birinci iyonlaşma potansiyelinden (ilk elektronun atomdan uzaklaştırılmasının enerjisi) ve ikinci iyonlaşma potansiyelinden (ikinci elektronun atomdan uzaklaştırılmasının enerjisi) bahsederler.

Yukarıda belirtildiği gibi, atomlar yalnızca bağış yapmakla kalmaz, aynı zamanda elektron da kazanabilir. Serbest bir atoma bir elektron eklendiğinde açığa çıkan enerjiye atomun elektron ilgisi denir. İyonlaşma enerjisi gibi elektron ilgisi de genellikle elektron volt cinsinden ifade edilir. Böylece hidrojen atomunun elektron ilgisi 0,75 eV, oksijen - 1,47 eV, flor - 3,52 eV'dir.

Metal atomlarının elektron ilgileri tipik olarak sıfıra yakındır veya negatiftir; Bundan, çoğu metalin atomları için elektron eklenmesinin enerji açısından uygun olmadığı sonucu çıkar. Ametal olmayan atomların elektron ilgisi her zaman pozitiftir ve ne kadar büyükse, ametal periyodik tablodaki soy gaza o kadar yakın konumdadır; bu, dönemin sonu yaklaştıkça metalik olmayan özelliklerin arttığını gösterir.

(?)9. Kimyasal bağ. Kimyasal bağların temel türleri ve özellikleri. Oluşum koşulları ve mekanizması. Değerlik bağı yöntemi. Değerlik. Moleküler yörünge yöntemi kavramı

Atomlar etkileşime girdiğinde aralarında kimyasal bir bağ ortaya çıkabilir ve bu da kararlı bir çok atomlu sistemin (bir molekül, bir moleküler olmayan, bir kristal) oluşumuna yol açar. kimyasal bir bağ oluşumunun koşulu, etkileşime giren atomlar sisteminin potansiyel enerjisindeki bir azalmadır.

Kimyasal yapı teorisi. A. M. Butlerov tarafından geliştirilen teorinin temeli şudur:

Moleküllerdeki atomlar belirli bir sırayla birbirine bağlanır. Bu diziyi değiştirmek, yeni özelliklere sahip yeni bir maddenin oluşmasına yol açar.

Atomların birleşimi değerliklerine göre gerçekleşir.

Maddelerin özellikleri yalnızca bileşimlerine değil aynı zamanda “kimyasal yapılarına”, yani moleküllerdeki atomların bağlantı sırasına ve karşılıklı etkilerinin doğasına da bağlıdır. Birbirlerine doğrudan bağlı olan atomlar birbirlerini en güçlü şekilde etkiler.

Heitler ve Londra tarafından hidrojen molekülü örneğini kullanarak geliştirilen kimyasal bağ oluşumunun mekanizması hakkındaki fikirler, daha karmaşık moleküllere genişletildi. Bu temelde geliştirilen kimyasal bağlar teorisine değerlik bağı yöntemi (BC yöntemi) adı verildi. BC yöntemi, kovalent bağların en önemli özelliklerinin teorik olarak açıklanmasını sağladı ve çok sayıda molekülün yapısının anlaşılmasını mümkün kıldı. Her ne kadar aşağıda göreceğimiz gibi bu yöntem evrensel olmasa da ve bazı durumlarda moleküllerin yapısını ve özelliklerini doğru bir şekilde tanımlayamasa da, kimyasalların kuantum mekaniksel teorisinin geliştirilmesinde hala büyük bir rol oynamıştır. bağ kurmuş ve günümüze kadar önemini kaybetmemiştir. Değerlik karmaşık bir kavramdır. Bu nedenle değerlik kavramının farklı yönlerini ifade eden çeşitli tanımları bulunmaktadır. Aşağıdaki tanım en genel olarak kabul edilebilir: Bir elementin değerliliği, atomlarının diğer atomlarla belirli oranlarda birleşme yeteneğidir.

Başlangıçta, hidrojen atomunun değerliliği değerlik birimi olarak alındı. Başka bir elementin değerliliği, kendisine eklenen veya bu diğer elementin bir atomunun yerini alan hidrojen atomlarının sayısıyla ifade edilebilir.

Bir atomdaki elektrotların durumunun kuantum mekaniği tarafından bir dizi atomik elektron yörüngesi (atomik elektron bulutları) olarak tanımlandığını zaten biliyoruz; Bu tür yörüngelerin her biri belirli bir dizi atomik kuantum sayısıyla karakterize edilir. MO yöntemi, bir moleküldeki elektronların durumunun, her moleküler yörüngenin (MO) belirli bir moleküler kuantum sayıları kümesine karşılık geldiği bir dizi moleküler elektron yörüngesi (moleküler elektron bulutu) olarak tanımlanabileceği varsayımına dayanmaktadır. Diğer çok elektronlu sistemlerde olduğu gibi, Pauli ilkesi molekülde de geçerli kalır (bkz. § 32), böylece her bir MO, zıt yönlü spinlere sahip olması gereken ikiden fazla elektron içeremez.

Periyodik kanunun bilimin gelişmesindeki önemi

Periyodik Yasaya dayanarak Mendeleev, kimyasal elementlerin bir sınıflandırmasını (periyodik sistem) derledi. 7 periyot ve 8 gruptan oluşur.
Periyodik yasa, kimyanın modern gelişim aşamasının başlangıcını işaret ediyordu. Keşfiyle birlikte yeni elementleri tahmin etmek ve özelliklerini tanımlamak mümkün hale geldi.
Periyodik Kanun yardımıyla atom kütleleri düzeltildi ve bazı elementlerin değerlikleri netleştirildi; Kanun, unsurların birbirine bağlılığını ve özelliklerinin birbirine bağımlılığını yansıtır. Periyodik yasa, doğanın gelişiminin en genel yasalarını doğruladı ve atomun yapısının bilgisine giden yolu açtı.

6. Periyodik yasa ve periyodik sistem D.I. Mendeleev Periyodik sistemin yapısı (periyot, grup, alt grup). Periyodik yasa ve periyodik sistemin anlamı.

Periyodik hukuk D.I. Mendeleyev:Basit cisimlerin özelliklerinin yanı sıra bileşiklerin şekilleri ve özellikleriElementlerin farklılıkları periyodik olarak aşağıdakilere bağlıdır:elementlerin atom ağırlıklarının değerleri (Elementlerin özellikleri periyodik olarak çekirdeklerindeki atomların yüküne bağlıdır).

Bu düzenlemeyle dikey sütunlar, özellikleri bakımından benzer olan ve aynı değerliliğe sahip olan, örneğin lityum ve sodyum, berilyum ve magnezyum vb. elementleri içerir.

Periyodik sistemin anlamıBiz. Periyodik element tablosunun kimyanın sonraki gelişimi üzerinde büyük etkisi oldu. Bu, kimyasal elementlerin uyumlu bir sistem oluşturduklarını ve birbirleriyle yakın bağlantı içinde olduklarını gösteren ilk doğal sınıflandırması olmasının yanı sıra, daha ileri araştırmalar için de güçlü bir araçtı.

7. Kimyasal elementlerin özelliklerinde periyodik değişiklikler. Atomik ve iyonik yarıçaplar. İyonlaşma enerjisi. Elektron ilgisi. Elektronegatiflik.

Atom yarıçaplarının Z atomunun çekirdeğinin yüküne bağımlılığı periyodiktir. Bir periyot içerisinde Z arttıkça atomun boyutunun küçülme eğilimi vardır ki bu özellikle kısa periyotlarda açıkça görülmektedir.

Elektron atomlarının kaybı etkin boyutunun azalmasına, fazla elektronların eklenmesi ise artmasına neden olur. Bu nedenle, pozitif yüklü bir iyonun (katyonun) yarıçapı her zaman daha küçüktür ve negatif yüklü bir iyonun (anyonun) yarıçapı, karşılık gelen elektriksel olarak nötr atomun yarıçapından her zaman daha büyüktür.

İyonlaşma enerjisi, atomların bir elektrik alanında hızlandırılan elektronlarla bombardıman edilmesiyle belirlenebilir. Elektron hızının atomları iyonlaştırmaya yeterli hale geldiği en düşük alan voltajı, belirli bir elementin atomlarının iyonlaşma potansiyeli olarak adlandırılır ve volt cinsinden ifade edilir. Yeterli enerji harcanarak bir atomdan iki, üç veya daha fazla elektron çıkarılabilir. Bu nedenle birinci iyonlaşma potansiyelinden (ilk elektronun atomdan uzaklaştırılmasının enerjisi) ve ikinci iyonlaşma potansiyelinden (ikinci elektronun atomdan uzaklaştırılmasının enerjisi) bahsederler.

Periyodik Yasanın keşfinin önkoşulu, atom-moleküler bilimin nihayet kurulduğu ve molekül ve atom kavramlarının ilk birleşik tanımlarının yapıldığı 1860 yılında Karlsruhe kentindeki uluslararası kimyagerler kongresinin kararlarıydı. Artık göreceli atom kütlesi dediğimiz atom ağırlığı olarak ele alındı.

D.I. Mendeleev keşfinde açıkça formüle edilmiş başlangıç noktalarına dayanıyordu:

Tüm kimyasal elementlerin atomlarının ortak ve değişmeyen özelliği atom kütleleridir;

Elementlerin özellikleri atom kütlelerine bağlıdır;

Bu bağımlılığın şekli periyodiktir.

Yukarıda tartışılan önkoşullar, kimyanın bir bilim olarak tarihsel gelişimi tarafından belirlendiğinden, bilim adamının kişiliğinden bağımsız, yani nesnel olarak adlandırılabilir.

III Periyodik Kanun ve Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu.

Mendeleev'in Periyodik Yasayı keşfi.

Periyodik Element Tablosunun ilk versiyonu, atomun yapısının incelenmesinden çok önce, 1869'da D. I. Mendeleev tarafından yayınlandı. Şu anda Mendeleev, St. Petersburg Üniversitesi'nde kimya dersi veriyordu. Derslere hazırlanmak ve "Kimyanın Temelleri" ders kitabı için materyal toplamak D. I. Mendeleev, elementlerin kimyasal özelliklerine ilişkin bilgilerin bir dizi farklı gerçek gibi görünmeyecek şekilde materyali nasıl sistematik hale getireceğini düşündü.

D. I. Mendeleev'in bu çalışmadaki rehberi elementlerin atomik kütleleri (atom ağırlıkları) idi. 1860 yılında D.I. Mendeleev'in de katıldığı Dünya Kimyacılar Kongresi'nden sonra atom ağırlıklarının doğru belirlenmesi sorunu, D.I.D. I. Mendeleev, elementleri artan atom ağırlıklarına göre düzenleyerek, şu anda Periyodik Yasa olarak bilinen temel bir doğa yasasını keşfetti:

Elementlerin özellikleri atom ağırlıklarına göre periyodik olarak değişir.

Yukarıdaki formülasyon, "atom ağırlığı" kavramının yerini "nükleer yük" kavramının aldığı modern formülasyonla hiçbir şekilde çelişmemektedir. Çekirdek proton ve nötronlardan oluşur. Çoğu elementin çekirdeğindeki proton ve nötronların sayısı yaklaşık olarak aynıdır, dolayısıyla atom ağırlığı, çekirdekteki proton sayısı (nükleer yük Z) arttıkça yaklaşık olarak aynı şekilde artar.

Periyodik Yasanın temel yeniliği şuydu:

1. Özellikleri birbirine benzemeyen elementler arasında bağlantı kurulmuştur. Bu bağlantı, elementlerin atom ağırlıkları arttıkça özelliklerinin düzgün ve yaklaşık olarak eşit şekilde değişmesi ve daha sonra bu değişikliklerin PERİYODİK OLARAK TEKRARLANMASI gerçeğinde yatmaktadır.

Elementler arasındaki ilişkiyi belirlemeye yönelik önceki tüm girişimlerde, diğer araştırmacılar henüz keşfedilmemiş elementlere yer olmayan eksiksiz bir resim yaratmaya çalıştılar. Aksine, D.I. Mendeleev Periyodik Tablonun en önemli kısmının hala boş olan hücreler olduğunu düşünüyordu. Bu, hala bilinmeyen unsurların varlığını tahmin etmeyi mümkün kıldı.

D. I. Mendeleev'in keşfini, birçok elementin atom ağırlıklarının yaklaşık olarak belirlendiği ve yalnızca 63 elementin bilindiği, yani bugün bildiğimizin yarısından biraz fazlasının bilindiği bir zamanda yapmış olması takdire şayandır.

Çeşitli elementlerin kimyasal özelliklerine ilişkin derin bilgi, Mendeleev'in yalnızca henüz keşfedilmemiş elementlere işaret etmesine değil, aynı zamanda bunların özelliklerini doğru bir şekilde tahmin etmesine de olanak sağladı! D.I. Mendeleev "eka-silikon" adını verdiği elementin özelliklerini doğru bir şekilde tahmin etti. 16 yıl sonra bu element Alman kimyager Winkler tarafından keşfedildi ve germanyum adını aldı.

Henüz keşfedilmemiş "eka-silikon" elementi için D.I. Mendeleev tarafından tahmin edilen özelliklerin germanyum (Ge) elementinin özellikleriyle karşılaştırılması. Modern Periyodik Tabloda germanyum "eka-silikon" un yerini alır.

Mülk

1870'de D.I Mendeleev tarafından "eka-silikon" için tahmin edildi.

1886'da keşfedilen germanyum Ge için tanımlanmış

Renk, görünüm

kahverengi

açık kahverengi

Atom ağırlığı

72,59

Yoğunluk (g/cm3)

5,5

5,35

Oksit formülü

XO2

GeO2

Klorür formülü

XCl4

GeCl4

Klorür Yoğunluğu (g/cm3)

1,9

1,84

Aynı şekilde, "eka-alüminyum" (1875'te keşfedilen galyum Ga elementi) ve "eka-bor" (1879'da keşfedilen skandiyum Sc elementi) özellikleri D.I.

Bundan sonra, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, D. I. Mendeleev'in Periyodik Tablosunun yalnızca elementleri sistematikleştirmekle kalmayıp, doğanın temel yasası olan Periyodik Yasanın grafik bir ifadesi olduğu anlaşıldı.

Periyodik Tablonun Yapısı.

D.I.'nin Periyodik Yasasına dayanarak. Mendeleev, 7 periyot ve 8 gruptan (tablonun kısa periyot versiyonu) oluşan Periyodik Kimyasal Elementler Tablosunu oluşturdu. Şu anda Periyodik Sistemin uzun periyotlu versiyonu daha sık kullanılmaktadır (7 periyot, 8 grup, lantanit ve aktinit elementleri ayrı ayrı gösterilmektedir).

Dönemler tablonun yatay sıralarıdır; küçük ve büyük olarak bölünmüşlerdir. Küçük periyotlarda 2 element (1. periyot) veya 8 element (2., 3. periyot), büyük periyotlarda 18 element (4., 5. periyot) veya 32 element (6., 5. periyot) 7. periyot bulunur. Her periyot tipik bir metalle başlar ve bir ametal (halojen) ve bir soy gazla biter.

Gruplar dikey element dizileridir, I'den VIII'e kadar Roma rakamlarıyla ve Rusça A ve B harfleriyle numaralandırılmışlardır. Periyodik Sistemin kısa periyotlu versiyonu elementlerin alt gruplarını (ana ve ikincil) içeriyordu.

Bir alt grup, koşulsuz kimyasal analoglar olan bir dizi elementtir; genellikle bir alt grubun elemanları, grup numarasına karşılık gelen en yüksek oksidasyon durumuna sahiptir.

A gruplarında elementlerin kimyasal özellikleri metalik olmayandan metalik olana kadar geniş bir aralıkta değişebilir (örneğin, grup V'in ana alt grubunda nitrojen bir metal değildir ve bizmut bir metaldir).

Periyodik Tabloda tipik metaller IA (Li-Fr), IIA (Mg-Ra) ve IIIA (In, Tl) grubunda bulunur. Metal olmayanlar VIIA (F-Al), VIA (O-Te), VA (N-As), IVA (C, Si) ve IIIA (B) gruplarında bulunur. A gruplarının bazı elementleri (berilyum Be, alüminyum Al, germanyum Ge, antimon Sb, polonyum Po ve diğerleri) ve ayrıca B gruplarının birçok elementi hem metalik hem de metalik olmayan özellikler (amfoterisite olgusu) sergiler.

Bazı gruplar için grup adları kullanılır: IA (Li-Fr) - alkali metaller, IIA (Ca-Ra) - alkalin toprak metalleri, VIA (O-Po) - kalkojenler, VIIA (F-At) - halojenler, VIIIA ( He-Rn ) - soy gazlar. D.I. tarafından önerilen Periyodik Tablonun formu. Mendeleev'e kısa dönem veya klasik deniyordu. Şu anda, Periyodik Tablonun başka bir biçimi daha yaygın olarak kullanılmaktadır - uzun dönemli olan.

Periyodik yasa D.I. Mendeleev ve Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu modern kimyanın temeli oldu. Bağıl atom kütleleri 1983 Uluslararası Tablosuna göre verilmiştir. 104-108 elementleri için en uzun ömürlü izotopların kütle numaraları köşeli parantez içinde verilmiştir. Parantez içinde verilen elementlerin isim ve sembolleri genel olarak kabul görmemektedir.

IV Periyodik yasa ve atomun yapısı.

Atomun yapısı hakkında temel bilgiler.

19. yüzyılın sonu ve 20. yüzyılın başında fizikçiler, atomun karmaşık bir parçacık olduğunu ve daha basit (temel) parçacıklardan oluştuğunu kanıtladılar. Keşfedildi:

parçacıkları elektron e− (tek bir negatif yük taşır) olarak adlandırılan katot ışınları (İngiliz fizikçi J. J. Thomson, 1897);

elementlerin doğal radyoaktivitesi (Fransız bilim adamları - radyokimyacılar A. Becquerel ve M. Sklodowska-Curie, fizikçi Pierre Curie, 1896) ve a parçacıklarının varlığı (helyum çekirdeği 4He2+);

atomun merkezinde pozitif yüklü bir çekirdeğin varlığı (İngiliz fizikçi ve radyokimyacı E. Rutherford, 1911);

bir elementin diğerine, örneğin nitrojenin oksijene yapay dönüşümü (E. Rutherford, 1919). Bir elementin atomunun çekirdeğinden (azot - Rutherford deneyinde), bir a parçacığı ile çarpışma üzerine, başka bir elementin (oksijen) atomunun çekirdeği ve birim pozitif yük taşıyan ve proton adı verilen yeni bir parçacık ( p+, 1H çekirdeği) oluştu.

elektriksel olarak nötr parçacıkların bir atomunun çekirdeğindeki varlığı - nötronlar n0 (İngiliz fizikçi J. Chadwick, 1932).

Araştırma sonucunda her elementin atomunun (1H hariç) proton, nötron ve elektron içerdiği, proton ve nötronların atomun çekirdeğinde yoğunlaştığı, elektronların ise çevresinde (elektron kabuğunda) bulunduğu tespit edildi. .

Çekirdekteki proton sayısı, atomun kabuğundaki elektron sayısına eşittir ve bu elementin Periyodik Tablodaki seri numarasına karşılık gelir.

Bir atomun elektron kabuğu karmaşık bir sistemdir. Farklı enerjilere (enerji seviyelerine) sahip alt kabuklara bölünmüştür; seviyeler de alt seviyelere ayrılır ve alt seviyeler şekil ve boyut bakımından farklılık gösterebilen (s, p, d, f vb. harflerle gösterilir) atomik yörüngeleri içerir.

Yani bir atomun temel özelliği atom kütlesi değil, çekirdeğin pozitif yükünün büyüklüğüdür. Bu, bir atomun ve dolayısıyla bir elementin daha genel ve doğru bir özelliğidir. Elementin tüm özellikleri ve periyodik tablodaki konumu atom çekirdeğinin pozitif yükünün büyüklüğüne bağlıdır. Böylece, bir kimyasal elementin atom numarası sayısal olarak atomunun çekirdeğinin yüküyle çakışır. Periyodik element tablosu, periyodik yasanın grafiksel bir temsilidir ve elementlerin atomlarının yapısını yansıtır.

Atomik yapı teorisi elementlerin özelliklerindeki periyodik değişiklikleri açıklar. Atom çekirdeğinin pozitif yükünün 1'den 110'a artması, atomlardaki dış enerji seviyesinin yapısal elemanlarının periyodik olarak tekrarlanmasına yol açar. Elementlerin özellikleri esas olarak dış seviyedeki elektron sayısına bağlı olduğundan periyodik olarak tekrarlanırlar. Periyodik yasanın fiziksel anlamı budur.

Periyodik sistemdeki her periyot, dış seviyedeki atomları bir s-elektronuna (eksik dış seviyeler) sahip olan ve bu nedenle benzer özellikler sergileyen elementlerle başlar; metalik karakterlerini belirleyen değerlik elektronlarından kolaylıkla vazgeçerler. Bunlar alkali metallerdir - Li, Na, K, Rb, Cs.

Periyot, dış seviyedeki atomları 2 (s2) elektron (ilk periyotta) veya 8 (s2p6) elektron (sonraki tüm periyotlarda) içeren, yani tamamlanmış bir dış seviyeye sahip olan elementlerle sona erer. Bunlar inert özelliklere sahip olan He, Ne, Ar, Kr, Xe soy gazlarıdır.

100 rupi ilk siparişe bonus

İşin türünü seçin Diploma çalışması Ders çalışması Özet Yüksek lisans tezi Uygulama raporu Makale Raporu İnceleme Test çalışması Monografi Problem çözme İş planı Soru cevapları Yaratıcı çalışma Deneme Çizim Denemeler Çeviri Sunumlar Yazma Diğer Metnin benzersizliğini arttırma Yüksek lisans tezi Laboratuvar çalışması Çevrimiçi yardım

Fiyatı öğren

Periyodik Element Tablosunun ilk versiyonu, 1869'da Dmitri Ivanovich Mendeleev tarafından atomun yapısının incelenmesinden çok önce yayınlandı. D. I. Mendeleev'in bu çalışmadaki rehberi elementlerin atomik kütleleri (atom ağırlıkları) idi. D. I. Mendeleev, elementleri atom ağırlıklarına göre artan sırada düzenleyerek, şu anda Periyodik Yasa olarak bilinen temel bir doğa yasasını keşfetti: Elementlerin özellikleri, atom ağırlıklarına göre periyodik olarak değişir.

D. I. Mendeleev tarafından keşfedilen ve formüle edilen Periyodik Yasanın temel yeniliği şuydu:

2. Elementlerin özelliklerindeki değişiklik dizisinde bazı bağlantıların eksik olduğu görüldüğünde, Periyodik Tabloda henüz keşfedilmemiş elementlerle doldurulması gereken GAPS sağlandı. Üstelik Periyodik Kanun, bu elementlerin özelliklerinin tahmin edilmesini mümkün kıldı.

Elementler arasındaki ilişkiyi belirlemeye yönelik önceki tüm girişimlerde, diğer araştırmacılar henüz keşfedilmemiş elementlere yer olmayan eksiksiz bir resim yaratmaya çalıştılar.

Mendeleev'e göre periyodik yasa: "Basit cisimlerin özellikleri... ve element bileşiklerinin özellikleri periyodik olarak elementlerin atomik kütlelerinin büyüklüğüne bağlıdır."

Periyodik yasaya dayanarak periyodik element sistemi derlendi. İçinde benzer özelliklere sahip elemanlar dikey grup sütunlarında birleştirildi. Bazı durumlarda, elementleri Periyodik Tabloya yerleştirirken, özelliklerin tekrarının periyodikliğini korumak için artan atom kütlelerinin sırasını bozmak gerekliydi. Örneğin, tellür ve iyotun yanı sıra argon ve potasyumu da “değiştirmek” zorunda kaldık.

Bununla birlikte, kimyagerlerin atom ağırlıklarını düzeltmek için yaptıkları muazzam ve dikkatli çalışmalardan sonra bile, Periyodik Tablonun dört yerindeki elementler, artan atom kütlesindeki katı düzenleme düzenini "ihlal ediyor".

D.I. Mendeleev'in zamanında bu tür sapmalar Periyodik Tablonun eksiklikleri olarak kabul edildi. Atomik yapı teorisi her şeyi yerine koyar: elementler, çekirdeklerinin yüklerine göre kesinlikle doğru bir şekilde yerleştirilir. O halde argonun atom ağırlığının potasyumun atom ağırlığından büyük olduğunu nasıl açıklayabiliriz?

Herhangi bir elementin atom ağırlığı, doğadaki bollukları dikkate alınarak tüm izotoplarının ortalama atom ağırlığına eşittir. Argonun atom ağırlığı tesadüfen "en ağır" izotop tarafından belirlenir (doğada daha büyük miktarlarda bulunur). Potasyumda ise tam tersine, "daha hafif" izotopu (yani daha düşük kütle numarasına sahip bir izotop) baskındır.

Bunun nedeni ise Mendeleev'in atomun yapısı hakkında hiçbir şeyin bilinmediği bir dönemde periyodik yasayı ortaya atmasıdır. 20. yüzyılda atomun gezegen modeli önerildikten sonra periyodik yasa şu şekilde formüle edildi:

"Kimyasal elementlerin ve bileşiklerin özellikleri periyodik olarak atom çekirdeğinin yüklerine bağlıdır."

Çekirdeğin yükü, periyodik tablodaki element sayısına ve atomun elektron kabuğundaki elektron sayısına eşittir. Bu formülasyon Periyodik Yasanın "ihlallerini" açıklıyordu. Periyodik Tabloda periyot numarası atomdaki elektronik seviye sayısına, ana alt grupların elementlerinin grup numarası ise dış seviyedeki elektron sayısına eşittir.

Kimyasal elementlerin özelliklerinin periyodik olarak değişmesinin nedeni elektron kabuklarının periyodik olarak doldurulmasıdır. Bir sonraki kabuğu doldurduktan sonra yeni bir dönem başlar. Elementlerdeki periyodik değişiklikler, oksitlerin bileşimi ve özelliklerindeki değişikliklerde açıkça görülebilir.

Periyodik kanunun bilimsel önemi.

Periyodik yasa, kimyasal elementlerin ve bunların bileşiklerinin özelliklerini sistematik hale getirmeyi mümkün kıldı. Periyodik tabloyu derlerken Mendeleev, keşfedilmemiş birçok elementin varlığını öngördü, onlar için boş hücreler bıraktı ve keşfedilmemiş elementlerin birçok özelliğini öngördü, bu da onların keşfedilmesini kolaylaştırdı. Bunlardan ilki dört yıl sonra gerçekleşti. Mendeleev'in yer bıraktığı element ve atom ağırlığını tahmin ettiği özellikler aniden ortaya çıktı! Genç Fransız kimyager Lecoq de Boisbaudran, Paris Bilimler Akademisi'ne bir mektup gönderdi. O dedi:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. Ama en şaşırtıcı şey henüz gelmemişti. Mendeleev bu elemente hala yer bırakarak yoğunluğunun 5,9 olması gerektiğini öngördü. Ve Boisbaudran şunu iddia etti: Keşfettiği elementin yoğunluğu 4,7'dir. Yeni elementi hiç görmemiş olan ve bu da durumu daha da şaşırtıcı kılan Mendeleev, Fransız kimyagerin hesaplamalarında hata yaptığını açıkladı. Ancak Boisbaudran'ın inatçı olduğu da ortaya çıktı: Doğru olduğu konusunda ısrar etti. Kısa bir süre sonra, ek ölçümlerden sonra şu ortaya çıktı: Mendeleev kayıtsız şartsız haklıydı. Boisbaudran, anavatanı Fransa'nın onuruna tablodaki boş alanı dolduran ilk elemente galyum adını verdi. Ve o zaman hiç kimse ona bu elementin varlığını tahmin eden, kimyanın gelişim yolunu kesin olarak önceden belirleyen adamın adını vermeyi düşünmedi. Yirminci yüzyılın bilim adamları bunu yaptı. Sovyet fizikçileri tarafından keşfedilen element Mendeleev'in adını taşıyor.

Ancak Mendeleev'in büyük yeteneği yalnızca yeni şeyler keşfetmesinde değildir.

Mendeleev yeni bir doğa kanunu keşfetti. Bilim, birbirinden farklı, bağlantısız maddeler yerine, Evrenin tüm unsurlarını tek bir bütün halinde birleştiren tek bir uyumlu sistemle karşı karşıya kaldı; atomlar şöyle düşünülmeye başlandı:

1. ortak bir modelle birbirine organik olarak bağlı,

2. atom ağırlığındaki niceliksel değişikliklerin kimyasallarındaki niteliksel değişikliklere geçişini tespit etmek. bireysellikler,

3. atomların metalik ve metalik olmayan özellikleri arasındaki karşıtlığın önceden düşünüldüğü gibi mutlak değil, yalnızca göreceli olduğunu göstermektedir.

Tüm elementler arasındaki, fiziksel ve kimyasal özellikleri arasındaki karşılıklı bağlantının keşfi, çok büyük önem taşıyan bilimsel ve felsefi bir sorunu ortaya çıkardı: Bu karşılıklı bağlantı, bu birlik açıklanmalıdır.

Mendeleev'in araştırması, atomun yapısını açıklama girişimlerine sağlam ve güvenilir bir temel sağladı: Periyodik yasanın keşfinden sonra, tüm elementlerin atomlarının "tek bir plana göre" inşa edilmesi gerektiği, yapılarının bu şekilde olması gerektiği ortaya çıktı. Elementlerin özelliklerinin periyodikliğini yansıtır.

Yalnızca bu atom modeli tanınma ve gelişme hakkına sahip olabilir; bu da bilimi, elementin periyodik tablodaki konumunun gizemini anlamaya daha da yaklaştıracaktır. Yüzyılımızın en büyük bilim adamları, bu büyük sorunu çözerek atomun yapısını ortaya çıkardılar - bu nedenle Mendeleev yasası, maddenin doğası hakkındaki tüm modern bilgilerin gelişimi üzerinde büyük bir etkiye sahipti.

Modern kimyanın tüm başarıları, nükleer enerji ve yapay elementlerin sentezi dahil atom ve nükleer fiziğin başarıları ancak periyodik yasa sayesinde mümkün oldu. Buna karşılık atom fiziğinin başarıları, yeni araştırma yöntemlerinin ortaya çıkışı ve kuantum mekaniğinin gelişimi periyodik yasanın özünü genişletti ve derinleştirdi.

Geçen yüzyılda, Mendeleev yasası - gerçek bir doğa yasası - yalnızca geçerliliğini yitirmemiş ve önemini kaybetmemiştir. Tam tersine bilimin gelişimi, anlamının henüz tam olarak anlaşılıp tamamlanmadığını, yakın zamana kadar bilim adamlarının düşündüğünden çok daha geniş olduğunu, yaratıcısının hayal edebileceğinden çok daha geniş olduğunu göstermiştir. Son zamanlarda sadece bir atomun dış elektron kabuklarının yapısının değil, aynı zamanda atom çekirdeğinin ince yapısının da periyodiklik yasasına tabi olduğu tespit edilmiştir. Görünüşe göre, temel parçacıkların karmaşık ve büyük ölçüde yanlış anlaşılan dünyasını yöneten bu modellerin özünde periyodik bir karakter de var.

Kimya ve fizikteki daha sonraki keşifler Periyodik Yasanın temel anlamını defalarca doğruladı. Periyodik Tabloya mükemmel şekilde uyan inert gazlar keşfedildi - bu özellikle tablonun uzun formuyla açıkça gösterilmiştir. Bir elementin seri numarasının, bu elementin bir atomunun çekirdeğinin yüküne eşit olduğu ortaya çıktı. Daha önce bilinmeyen birçok element, Periyodik Tablodan tahmin edilen özelliklerin tam olarak hedeflendiği bir arama sayesinde keşfedildi.

D.I. Mendeleev'in periyodik yasası son derece büyük önem taşıyor. Modern kimyanın temelini attı ve onu tek, bütünsel bir bilim haline getirdi. Elementler periyodik tablodaki yerlerine göre ilişki içinde değerlendirilmeye başlandı. Kimya tanımlayıcı bir bilim olmaktan çıktı. Periyodik yasanın keşfiyle birlikte bilimsel öngörü mümkün hale geldi. Yeni elementleri ve bunların bileşiklerini tahmin etmek ve tanımlamak mümkün hale geldi. Bunun harika bir örneği, D.I. Mendeleev'in kendi zamanında henüz keşfedilmemiş elementlerin varlığına ilişkin tahminidir ve bunların üçü için - Ga, Sc, Ge - özelliklerinin doğru bir tanımını vermiştir.

D.I. Mendeleev yasasına göre, sisteminin Z=1'den Z=92'ye kadar tüm boş hücreleri dolduruldu ve uranyum ötesi elementler keşfedildi. Ve bugün bu yasa, yeni kimyasal elementlerin keşfi veya yapay yaratılması için bir kılavuz görevi görmektedir. Dolayısıyla, periyodik yasanın rehberliğinde, eğer Z=114 elementi sentezlenirse kurşunun bir analoğu (ekaskurşun) olacağı, eğer Z=118 elementi sentezlenirse o zaman bir soy gaz olacağı ileri sürülebilir. (ekaradon).

Rus bilim adamı N. A. Morozov, 19. yüzyılın 80'lerinde, daha sonra keşfedilen soy gazların varlığını öngördü. Periyodik tabloda periyotları tamamlarlar ve VII. grubun ana alt grubunu oluştururlar. D.I. Mendeleev, "Periyodik yasadan önce" diye yazdı, "elementler yalnızca parçalı rastgele doğa olaylarını temsil ediyordu; yenilerini beklemek için hiçbir neden yoktu ve yeniden bulunanlar tamamen beklenmedik bir yenilikti. Periyodik yasa, henüz keşfedilmemiş unsurların, bu yasanın yardımı olmadan o zamana kadar ulaşamadığı bir mesafeden görülmesini mümkün kılan ilk yasaydı.”

Periyodik yasa, elementlerin atomik kütlelerini düzeltmenin temelini oluşturdu. 20 elementin atom kütleleri D.I. Mendeleev tarafından düzeltildi ve ardından bu elementler periyodik tablodaki yerlerini aldı.

Periyodik yasaya ve D.I. Mendeleev'in periyodik sistemine dayanarak, atomun yapısına ilişkin doktrin hızla gelişti. Periyodik yasanın fiziksel anlamını ortaya çıkardı ve elementlerin periyodik tablodaki düzenini açıkladı. Atomun yapısı doktrininin doğruluğu her zaman periyodik yasa ile doğrulanmıştır. İşte başka bir örnek. 1921'de N. Bohr, varlığı 1870'de D. I. Mendeleev (ekabor) tarafından tahmin edilen Z = 72 elementinin zirkonyum atomuna benzer bir atom yapısına sahip olması gerektiğini gösterdi (Zr - 2.8.18.10 . 2; a Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2), bu nedenle zirkonyum mineralleri arasında aranmalıdır. Bu tavsiyeye uyarak, 1922 yılında Macar kimyager D. Hevesy ve Hollandalı bilim adamı D. Coster, Norveç zirkonyum cevherinde Z=72 elementini keşfettiler ve ona hafniyum (elementin keşfedildiği yer olan Kopenhag'ın Latince isminden) adını verdiler. . Bu atomun yapısı teorisinin en büyük zaferiydi: atomun yapısına dayanarak bir elementin doğadaki konumu tahmin ediliyordu.

Atomların yapısının incelenmesi atom enerjisinin keşfedilmesine ve onun insan ihtiyaçları için kullanılmasına yol açtı. Periyodik yasanın 20. yüzyılın kimya ve fizik alanındaki tüm keşiflerinin temel kaynağı olduğunu söyleyebiliriz. Kimya ile ilgili diğer doğa bilimlerinin gelişmesinde olağanüstü bir rol oynadı.

Periyodik yasa ve sistem, kimya bilimi ve endüstrisindeki modern sorunların çözümünün temelini oluşturur. D.I. Mendeleev'in periyodik kimyasal element sistemi dikkate alınarak, yeni polimer ve yarı iletken malzemeler, ısıya dayanıklı alaşımlar, belirli özelliklere sahip maddeler elde etme, nükleer enerji kullanma, Dünya'nın ve Evrenin bağırsaklarını kullanma çalışmaları devam etmektedir.

Mendeley atomunun periyodik kanunu

Periyodik yasa, kimyadaki büyük miktarda bilimsel bilginin sistemleştirilmesini ve genelleştirilmesini mümkün kıldı. Yasanın bu işlevine genellikle bütünleştirici denir. Özellikle kimyadaki bilimsel ve eğitimsel materyallerin yapılandırılmasında açıkça ortaya çıkmaktadır. Akademisyen A.E. Fersman, sistemin tüm kimyayı tek bir mekansal, kronolojik, genetik ve enerjik bağlantıda birleştirdiğini söyledi.

Periyodik Yasanın bütünleştirici rolü, genel yasaların dışında kaldığı iddia edilen elementlere ilişkin bazı verilerin hem yazarın kendisi hem de takipçileri tarafından doğrulanıp açıklığa kavuşturulmasıyla da ortaya çıktı.

Bu berilyumun özellikleriyle oldu. Mendeleev'in çalışmalarından önce, çapraz benzerlikleri nedeniyle alüminyumun üç değerlikli bir analoğu olarak kabul ediliyordu. Böylece ikinci periyotta tek bir iki değerli element değil, iki üç değerlikli element vardı. Mendeleev, berilyumun özelliklerine ilişkin çalışmalarda bir hatadan şüphelendiği ilk aşamada, zihinsel model yapıları düzeyindeydi. Daha sonra berilyumun iki değerlikli olduğunu ve atom ağırlığının 9 olduğunu savunan Rus kimyager Avdeev'in çalışmasını buldu. Avdeev'in çalışması bilim dünyası tarafından fark edilmedi, yazar görünüşe göre aşırı zehirli berilyum bileşikleri tarafından zehirlenerek erken öldü. Avdeev'in araştırmasının sonuçları Periyodik Kanun sayesinde bilimde belirlendi.

Hem atom ağırlıkları hem de değerlik değerlerinde bu tür değişiklikler ve iyileştirmeler Mendeleev tarafından dokuz element daha (In, V, Th, U, La, Ce ve diğer üç lantanit) için yapıldı. On element daha için yalnızca atom ağırlıkları düzeltildi. Ve tüm bu açıklamalar daha sonra deneysel olarak doğrulandı.

Aynı şekilde, Karl Karlovich Klaus'un çalışması, Mendeleev'in elementlerin üçlülerindeki yatay ve dikey benzerlikleri açıklayan benzersiz bir VIII element grubu oluşturmasına yardımcı oldu:

demir kobalt nikel

rutenyum rodyum paladyum

sekizgen iridyum platin

Periyodik Yasanın prognostik (tahmin edici) işlevi, en çarpıcı onayını 21, 31 ve 32 seri numaralarına sahip bilinmeyen elementlerin keşfiyle aldı. Bunların varlığı ilk önce sezgisel düzeyde tahmin edildi, ancak sistemin oluşumuyla Mendeleev tarafından tahmin edildi. özelliklerini yüksek doğrulukla hesaplayabilmektedir. Skandiyum, galyum ve germanyumun keşfiyle ilgili iyi bilinen hikaye, Mendeleev'in keşfinin zaferiydi. F. Engels şunları yazdı: "Mendeleev, Hegel'in niceliğin niteliğe geçişi yasasını bilinçsizce uygulayarak, bilinmeyen gezegen Neptün'ün yörüngesini hesaplayan Laverrier'in keşfinin yanına güvenle yerleştirilebilecek bilimsel bir başarı elde etti." Ancak klasikle tartışma arzusu var. Öncelikle Mendeleev'in öğrencilik yıllarından başlayarak tüm araştırmaları oldukça bilinçli olarak Hegel yasasına dayanıyordu. İkinci olarak Laverrier, Neptün'ün yörüngesini Newton'un uzun zamandır bilinen ve kanıtlanmış yasalarına göre hesapladı ve D.I. Mendeleev, tüm tahminleri kendisi tarafından keşfedilen evrensel doğa yasasına dayanarak yaptı.

Hayatının sonunda Mendeleev memnuniyetle şunları kaydetti: "1871'de periyodik yasanın henüz keşfedilmemiş elementlerin özelliklerinin belirlenmesine uygulanması üzerine bir makale yazdığımda, elementlerin bu sonucunu haklı çıkaracak kadar yaşayacağımı düşünmemiştim. periyodik yasa, ancak gerçeklik farklı yanıt verdi. Üç elementi tanımladım: ekaboron, ekaalüminyum ve ekasilikon ve 20 yıldan kısa bir süre sonra bu üç elementin de keşfedildiğini görmek beni çok mutlu etti... L. de Boisbaudran, Nilsson ve Winkler, kendi adıma, periyodik elementlerin gerçek güçlendiricileri olduğunu düşünüyorum. kanun. Onlar olmasaydı şu anki kadar tanınmazdı.” Toplamda Mendeleev on iki elementi öngördü.

Mendeleev, en başından beri yasanın yalnızca kimyasal elementlerin değil, aynı zamanda şimdiye kadar bilinmeyenler de dahil olmak üzere birçok bileşiğinin özelliklerini de tanımladığını belirtti. Bunu doğrulamak için aşağıdaki örneği vermek yeterlidir. Akademisyen P. L. Kapitsa'nın germanyumun metalik olmayan iletkenliğini ilk kez keşfettiği 1929'dan bu yana, dünyanın tüm ülkelerinde yarı iletkenlerle ilgili çalışmaların gelişimi başladı. Bu özelliklere sahip elementlerin grup IV'ün ana alt grubunu işgal ettiği hemen anlaşıldı. Zamanla, yarı iletken özelliklerinin az ya da çok bu gruptan eşit uzak periyotlarda yer alan elementlerin bileşiklerine sahip olması gerektiği anlayışı ortaya çıktı (örneğin, AzB; gibi genel bir formülle). Bu, pratik açıdan önemli yeni yarı iletkenlerin araştırılmasını hemen hedeflenmiş ve öngörülebilir hale getirdi. Hemen hemen tüm modern elektronikler bu tür bağlantılara dayanmaktadır.

Periyodik Tablodaki tahminlerin genel kabulden sonra bile yapıldığını belirtmek önemlidir. 1913'te Moseley, farklı elementlerden oluşan antikatotlardan alınan X ışınlarının dalga boyunun, Periyodik Tablodaki elementlere geleneksel olarak atanan seri numarasına bağlı olarak doğal olarak değiştiğini keşfetti. Deney, bir elementin seri numarasının doğrudan fiziksel bir anlama sahip olduğunu doğruladı. Seri numaraları ancak daha sonra çekirdeğin pozitif yükünün değeriyle ilişkilendirildi. Ancak Moseley yasası, periyotlardaki elementlerin sayısını anında deneysel olarak doğrulamayı ve aynı zamanda o zamana kadar henüz keşfedilmemiş hafniyum (No. 72) ve renyumun (No. 75) yerlerini tahmin etmeyi mümkün kıldı.

Moseley'in aynı çalışmaları, Mendeleev'in atom kütleleri tablosundaki elementlerin artan atom kütlelerinin doğru serisinden bazı sapmaların neden olduğu ciddi "baş ağrısını" ortadan kaldırmayı mümkün kıldı. Mendeleev bunları kimyasal analojilerin baskısı altında, kısmen uzman düzeyinde, kısmen de sezgisel düzeyde yaptı. Örneğin, tabloda kobalt nikelin önünde yer alırken, daha düşük atom ağırlığına sahip olan iyot, daha ağır olan tellürün ardından geldi. Doğa bilimlerinde, en güzel teorinin çerçevesine uymayan "çirkin" bir gerçeğin onu mahvedebileceği uzun zamandır bilinmektedir. Aynı şekilde açıklanamayan sapmalar da Periyodik Yasayı tehdit ediyordu. Ancak Moseley deneysel olarak kobalt (No. 27) ve nikelin (No. 28) seri numaralarının sistemdeki konumlarına tam olarak karşılık geldiğini kanıtladı. Bu istisnaların yalnızca genel kuralı doğruladığı ortaya çıktı.

1883'te Nikolai Aleksandrovich Morozov tarafından önemli bir tahmin yapıldı. Halkın İradesi hareketine katıldığı için kimya öğrencisi Morozov ölüm cezasına çarptırıldı; bu cezanın yerini daha sonra hücre hapsinde ömür boyu hapis cezası aldı. Yaklaşık otuz yılını kraliyet hapishanelerinde geçirdi. Shlisselburg kalesindeki bir mahkum, kimya üzerine bazı bilimsel literatür alma fırsatına sahip oldu. Periyodik tablodaki komşu element grupları arasındaki atom ağırlığı aralıklarının analizine dayanarak Morozov, halojen ve alkali grupları arasında "sıfır özelliklere" sahip başka bir bilinmeyen element grubunun var olma olasılığı hakkında sezgisel bir sonuca vardı. metaller. Onları havada aramayı önerdi. Ayrıca atomların yapısı hakkında bir hipotez ortaya koydu ve buna dayanarak elementlerin özelliklerindeki periyodikliğin nedenlerini ortaya çıkarmaya çalıştı.

Ancak Morozov'un hipotezleri çok daha sonra, 1905 olaylarından sonra serbest bırakıldığında tartışmaya açıldı. Ancak o zamana kadar inert gazlar zaten keşfedilmiş ve çalışılmıştı.

Uzun süre inert gazların varlığı ve periyodik tablodaki konumları kimya dünyasında ciddi tartışmalara neden oldu. Mendeleev bir süredir Nj tipi bilinmeyen basit bir maddenin açık argon markası altında saklanabileceğine inanıyordu. İnert gazların yeri hakkındaki ilk rasyonel varsayım, keşiflerinin yazarı William Ramsay tarafından yapılmıştır. Ve 1906'da Mendeleev şunları yazdı: “Periyodik Tablo oluşturulduğunda (18b9), sadece argon bilinmiyor değildi, aynı zamanda bu tür elementlerin var olma olasılığından şüphelenmek için de hiçbir neden yoktu. Bugün... bu elementler atom ağırlıkları bakımından halojenler ve alkali metaller arasındaki yerini tam olarak almıştır.”

Uzun süredir bir tartışma vardı: inert gazları bağımsız bir sıfır element grubuna ayırmak veya bunları grup VIII'in ana alt grubu olarak düşünmek. Her bakış açısının artıları ve eksileri vardır.

Elementlerin Periyodik Tablodaki konumlarına dayanarak, Linus Pauling liderliğindeki teorik kimyacılar, soy gazların tam kimyasal pasifliğinden uzun süredir şüphe duymuşlar ve doğrudan florür ve oksitlerinin olası stabilitesine işaret etmişlerdir. Ancak yalnızca 1962'de Amerikalı kimyager Neil Bartlett, en sıradan koşullar altında platin heksaflorürün oksijenle reaksiyonunu gerçekleştirerek ksenon heksafloroplatinat XePtF^ elde etti ve bunu şimdi daha doğru bir şekilde asil olarak adlandırılan diğer gaz bileşikleri elde etti. hareketsiz.

Periyodik yasa bugüne kadar tahmin işlevini sürdürüyor.

Herhangi bir kümenin bilinmeyen üyelerinin tahminlerinin iki tür olabileceği unutulmamalıdır. Bilinen bir dizi benzer olanın içinde yer alan bir elementin özellikleri tahmin ediliyorsa, bu tür bir tahmine enterpolasyon adı verilir. Bu özelliklerin, komşu elemanların özellikleriyle aynı yasalara tabi olacağını varsaymak doğaldır. Periyodik tablodaki eksik elementlerin özellikleri bu şekilde tahmin edildi. Tanımlanan kısmın dışında kalan kümelerin yeni üyelerinin özelliklerini tahmin etmek çok daha zordur. Ekstrapolasyon - bilinen bir dizi modelin dışında kalan fonksiyon değerlerinin tahmini - her zaman daha az kesindir.

Sistemin bilinen sınırlarının ötesindeki elementleri aramaya başladıklarında bilim adamlarının karşı karşıya kaldığı sorun da buydu. 20. yüzyılın başında. Periyodik tablo uranyumla (No. 92) sona erdi. Uranyum ötesi elementleri elde etmek için ilk girişimler 1934'te Enrico Fermi ve Emilio Segre'nin uranyumu nötronlarla bombardıman etmesiyle yapıldı. Böylece aktinoidlere ve transaktinoidlere giden yol başladı.

Nükleer reaksiyonlar ayrıca daha önce bilinmeyen diğer elementlerin sentezlenmesinde de kullanılır.

Eienn Theodor Seaborg ve meslektaşları tarafından yapay olarak sentezlenen 101 numaralı elemente “mendelevyum” adı verildi. Seaborg'un kendisi şunu söyledi: "101. elementin, onu her zaman kimyada öncü olarak gören Amerikalı bilim adamları tarafından büyük Rus kimyager D.I. Mendeleev'in onuruna verildiğini belirtmek özellikle önemlidir."

Yeni keşfedilen veya daha doğrusu yapay olarak yaratılan elementlerin sayısı sürekli artıyor. Seri numaraları 113 ve 115 olan elementlerin en ağır çekirdeklerinin sentezi, Dubna'daki Rusya Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nde, yapay olarak elde edilen amerikyum çekirdeklerinin ağır izotop kalsiyum-48 çekirdekleriyle bombardıman edilmesiyle gerçekleştirildi. Bu durumda, 115 numaralı elementin çekirdeği ortaya çıkar ve bu çekirdek hemen bozunarak 113 numaralı elementin çekirdeğini oluşturur. Bu tür süper ağır elementler doğada mevcut değildir, ancak süpernova patlamaları sırasında ortaya çıkarlar ve Büyük Patlama sırasında da var olabilirler. . Araştırmaları Evrenimizin nasıl ortaya çıktığını anlamaya yardımcı oluyor.

Doğada toplam 39 doğal olarak oluşan radyoaktif izotop bulunur. Farklı izotoplar, yarı ömürlerle karakterize edilen farklı oranlarda bozunur. Uranyum-238'in yarı ömrü 4,5 milyar yıldır ve diğer bazı elementler için bu süre saniyenin milyonda birine eşit olabilir.

Sırayla bozunarak birbirlerine dönüşen radyoaktif elementler bir dizi oluşturur. Bu tür üç seri bilinmektedir: Başlangıç elemanına göre serinin tüm üyeleri uranyum, aktinouranyum ve toryum ailelerinde birleştirilmiştir. Başka bir aile ise yapay olarak üretilen radyoaktif izotoplardan oluşur. Tüm ailelerde dönüşümler radyoaktif olmayan kurşun atomlarının ortaya çıkmasıyla tamamlanır.

Yer kabuğu yalnızca yarı ömürleri Dünya'nın yaşıyla orantılı olan izotoplar içerebildiğinden, milyarlarca yıllık tarihinde, artık kelimenin tam anlamıyla nesli tükenmiş olan kısa ömürlü izotopların da var olduğunu varsayabiliriz. Bunlar muhtemelen ağır izotop potasyum-40'ı içeriyordu. Tamamen bozunmasının bir sonucu olarak, bugün potasyumun atom kütlesinin tablodaki değeri 39.102'dir, bu nedenle kütle olarak 18 numaralı argondan (39.948) daha düşüktür. Bu, periyodik tablodaki elementlerin atom kütlelerindeki tutarlı artıştaki istisnaları açıklamaktadır.

Akademisyen V. I. Goldansky, Mendeleev'in anısına adanan bir konuşmada, "Mendeleev'in çalışmalarının, Periyodik Tablonun parlak yaratıcısının ölümünden on yıllar sonra ortaya çıkan, kimyanın tamamen yeni alanlarında bile oynadığı temel role" dikkat çekti.

Bilim, yüzyılların bilgeliğinin ve deneyiminin, bunların rasyonel tefekkürünün ve test edilmiş yargısının tarihi ve deposudur.

D. I. Mendeleev

Bilimsel bir keşfin tamamen beklenmedik bir şeye dönüşmesi nadiren gerçekleşir; bu neredeyse her zaman beklenir;

Bununla birlikte, tüm sorulara kanıtlanmış yanıtlar kullanan sonraki nesiller, bunun seleflerine ne gibi zorluklara mal olduğunu anlamakta çoğu zaman zorluk çekiyor.

C.Darwin

Çevremizdeki dünyayla ilgili bilimlerin her birinin çalışma konusu, maddenin belirli hareket biçimleridir. Hakim fikirler, bu hareket biçimlerini artan karmaşıklığa göre ele alıyor:

mekanik - fiziksel - kimyasal - biyolojik - sosyal. Sonraki formların her biri öncekileri reddetmez, ancak onları içerir.

Periyodik Yasanın keşfinin yüzüncü yılı kutlamalarında G. T. Seaborg'un raporunu kimyadaki en son başarılara ayırması tesadüf değildir. Bu kitapta, Rus bilim adamının şaşırtıcı başarılarını son derece takdir etti: “Periyodik Tablonun Mendeleev zamanından bu yana evrimi göz önüne alındığında, en çarpıcı şey, Mendeleev olmasa da Periyodik Tabloyu oluşturabilmesidir. Nükleer yapı ve izotoplar, atom numaralarının değerlik ile ilişkisi, atomların elektronik doğası, elektronik yapıyla açıklanan kimyasal özelliklerin periyodikliği ve son olarak radyoaktivite gibi artık genel kabul görmüş kavramların farkındayız.”

Geleceğe dikkat çeken Akademisyen A.E. Fersman'ın şu sözlerini aktarabiliriz: “Yeni teoriler, parlak genellemeler ortaya çıkacak ve yok olacak. Zaten modası geçmiş atom ve elektron kavramlarımızın yerini yeni fikirler alacak. En büyük keşifler ve deneyler geçmişi geçersiz kılacak ve bugünün inanılmaz yenilik ve genişlik ufuklarını açacak; bunların hepsi gelip geçecek, ancak Mendeleev'in Periyodik Yasası her zaman yaşayacak ve arayışa rehberlik edecektir."