Diese Lektion behandelt das Periodengesetz und das Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev im Lichte der Theorie der Atomstruktur. Folgende Begriffe werden erläutert: die moderne Formulierung des Periodengesetzes, die physikalische Bedeutung von Perioden- und Gruppenzahlen, die Gründe für die Periodizität von Änderungen in den Eigenschaften und Eigenschaften von Atomen von Elementen und ihren Verbindungen am Beispiel kleiner und großer Perioden , Hauptuntergruppen, die physikalische Bedeutung des Periodengesetzes, die allgemeinen Eigenschaften des Elements und die Eigenschaften seiner Verbindungen basierend auf der Position des Elements im Periodensystem.

Thema: Die Struktur des Atoms. Periodisches Gesetz

Lektion: Das Periodengesetz und das Periodensystem der chemischen Elemente D.I. Mendelejew

Während der Entstehung der Chemiewissenschaft versuchten Wissenschaftler, Informationen über mehrere Dutzend zu dieser Zeit bekannte Informationen in das System einzubringen. Dieses Problem faszinierte auch D.I. Mendelejew. Er suchte nach Mustern und Beziehungen, die alle Elemente abdecken würden, und nicht nur einige von ihnen. Mendelejew betrachtete die Masse seines Atoms als die wichtigste Eigenschaft eines Elements. Nachdem er alle bis dahin bekannten Informationen über chemische Elemente analysiert und sie in aufsteigender Reihenfolge ihrer Atommassen geordnet hatte, formulierte er 1869 das Periodengesetz.

Der Gesetzeswortlaut: Die Eigenschaften chemischer Elemente, einfacher Substanzen sowie die Zusammensetzung und Eigenschaften von Verbindungen sind periodisch vom Wert der Atommassen abhängig.

Als das Periodengesetz formuliert wurde, waren der Aufbau des Atoms und die Existenz von Elementarteilchen noch nicht bekannt. Später wurde auch festgestellt, dass die Eigenschaften eines Stoffes nicht von Atommassen abhängen, wie Mendelejew annahm. Obwohl D. I. Mendeleev diese Informationen nicht hatte, machte er keinen einzigen Fehler in seiner Tabelle.

Nach der Entdeckung von Moseley, der experimentell feststellte, dass die Ladung des Atomkerns mit der von Mendeleev in seiner Tabelle angegebenen Seriennummer des chemischen Elements übereinstimmt, wurden Änderungen an der Formulierung seines Gesetzes vorgenommen.

Moderner Gesetzestext: Die Eigenschaften chemischer Elemente, einfacher Substanzen sowie die Zusammensetzung und Eigenschaften von Verbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von den Werten der Ladungen der Atomkerne.

Reis. 1. Der grafische Ausdruck des Periodengesetzes ist das Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev

Reis. 2. Betrachten Sie die darin verwendete Notation am Beispiel von Rubidium

Jede Zelle, die einem Element entspricht, enthält: chemisches Symbol, Name, Seriennummer, die der Anzahl der Protonen in einem Atom entspricht, relative Atommasse. Die Anzahl der Elektronen in einem Atom entspricht der Anzahl der Protonen. Die Anzahl der Neutronen in einem Atom ergibt sich aus der Differenz zwischen der relativen Atommasse und der Anzahl der Protonen, also der Seriennummer.

N(n 0 ) = Ein r - Z

Zahl relative Ordinalzahl

Neutronen Atommasse Elementnummer

Zum Beispiel für das Chlorisotop 35 Kl die Zahl der Neutronen ist: 35-17= 18

Die Komponenten des Periodensystems sind Gruppen und Perioden.

Das Periodensystem enthält acht Gruppen von Elementen. Jede Gruppe besteht aus zwei Untergruppen: Haupt und Seite. Die wichtigsten sind mit einem Buchstaben gekennzeichnet a, und seitliche - per Brief b. Die Hauptuntergruppe enthält mehr Elemente als die Nebengruppe. Die Hauptuntergruppe enthält s- und p-Elemente, während die sekundäre Untergruppe d-Elemente enthält.

Gruppe- eine Säule des Periodensystems, die chemische Elemente kombiniert, die aufgrund ähnlicher elektronischer Konfigurationen der Valenzschicht chemisch ähnlich sind. Dies ist das Grundprinzip des Aufbaus des Periodensystems. Betrachten Sie dies nicht als Beispiel für die Elemente der ersten beiden Gruppen.

Tab. eines

Die Tabelle zeigt, dass die Elemente der ersten Gruppe der Hauptnebengruppe ein Valenzelektron haben. Die Elemente der zweiten Gruppe der Hauptnebengruppe haben zwei Valenzelektronen.

Einige der wichtigsten Untergruppen haben ihre eigenen speziellen Namen:

Tab. 2

Eine Kette, Periode genannt, ist eine Folge von Elementen, die in der Reihenfolge zunehmender Kernladung angeordnet sind, beginnend mit einem Alkalimetall (oder Wasserstoff) und endend mit einem Edelgas.

Nummer Zeitraum ist die Anzahl der elektronischen Ebenen im Atom.

Es gibt zwei Hauptoptionen zur Darstellung des Periodensystems: langperiodisch, in dem 18 Gruppen unterschieden werden (Abb. 3) und kurzperiodisch, in dem es 8 Gruppen gibt, aber das Konzept der Haupt- und sekundären Untergruppen eingeführt wird (Abb 1).

Hausaufgaben

1. Nr. 3-5 (S. 22) Rudzitis G.E. Chemie. Grundlagen der Allgemeinen Chemie. Klasse 11: Lehrbuch für Bildungseinrichtungen: Grundstufe / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmann. - 14. Aufl. -M.: Bildung, 2012.

2. Vergleichen Sie die elektronische Konfiguration von Kohlenstoff- und Siliziumatomen. Welche Wertigkeits- und Oxidationsstufen können sie in chemischen Verbindungen aufweisen? Geben Sie Formeln von Verbindungen dieser Elemente mit Wasserstoff an. Geben Sie die Formeln ihrer Verbindungen mit Sauerstoff in der höchsten Oxidationsstufe an.

3. Schreiben Sie die elektronischen Formeln der äußeren Schalen der folgenden Elemente auf: 14 Si, 15 P, 16 S, 17 Cl, 34 Se, 52 Te. Drei Elemente aus dieser Reihe sind chemische Analoga (zeigen ähnliche chemische Eigenschaften). Was sind diese Elemente?

2.3. Periodisches Gesetz von D. I. Mendeleev.

Das Gesetz wurde von D. I. Mendeleev entdeckt und formuliert: „Die Eigenschaften einfacher Körper sowie die Formen und Eigenschaften von Elementverbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von den Atomgewichten der Elemente.“ Das Gesetz wurde auf der Grundlage einer gründlichen Analyse der Eigenschaften von Elementen und ihren Verbindungen erstellt. Die herausragenden Leistungen der Physik, vor allem die Entwicklung der Theorie der Atomstruktur, ermöglichten es, die physikalische Essenz des Periodengesetzes aufzudecken: Die Periodizität der Änderung der Eigenschaften chemischer Elemente ist auf die periodische Änderung zurückzuführen die Art der Füllung der äußeren Elektronenschicht mit Elektronen, wenn die Zahl der Elektronen, bestimmt durch die Ladung des Kerns, zunimmt. Die Ladung ist gleich der Ordnungszahl des Elements im Periodensystem. Die moderne Formulierung des Periodengesetzes: „Die Eigenschaften der Elemente und der von ihnen gebildeten einfachen und zusammengesetzten Stoffe stehen in periodischer Abhängigkeit von der Ladung der Atomkerne.“ Erstellt von D. I. Mendeleev in den Jahren 1869-1871. Das Periodensystem ist eine natürliche Klassifikation der Elemente, eine mathematische Widerspiegelung des Periodengesetzes.

Mendelejew hat dieses Gesetz nicht nur als erster präzise formuliert und seinen Inhalt in Form einer zum Klassiker gewordenen Tabelle dargestellt, sondern es auch umfassend begründet, seine enorme wissenschaftliche Bedeutung als leitendes Ordnungsprinzip und als mächtiges Werkzeug für die Wissenschaft aufgezeigt Forschung.

Die physikalische Bedeutung des periodischen Gesetzes. Erst nachdem man herausgefunden hatte, dass die Ladung des Atomkerns beim Übergang von einem chemischen Element zum nächsten (im Periodensystem) pro Einheit der Elementarladung zunimmt. Numerisch ist die Ladung des Kerns gleich der laufenden Nummer (Ordnungszahl Z) des entsprechenden Elements im Periodensystem, also der Anzahl der Protonen im Kern, die wiederum gleich der Anzahl der Elektronen des Kerns ist entsprechendes neutrales Atom. Die chemischen Eigenschaften von Atomen werden durch die Struktur ihrer äußeren Elektronenhüllen bestimmt, die sich mit zunehmender Kernladung periodisch ändert, und daher basiert das periodische Gesetz auf der Idee, die Ladung des Atomkerns zu ändern, und nicht die Atommasse der Elemente. Eine visuelle Veranschaulichung des Periodengesetzes sind die Kurven periodischer Änderungen einiger physikalischer Größen (Ionisationspotentiale, Atomradien, Atomvolumina) in Abhängigkeit von Z. Es gibt keinen allgemeinen mathematischen Ausdruck für das Periodengesetz. Das Periodengesetz ist von großer naturwissenschaftlicher und philosophischer Bedeutung. Sie ermöglichte es, alle Elemente in ihrem Zusammenhang zu betrachten und die Eigenschaften unbekannter Elemente vorherzusagen. Dank des periodischen Gesetzes sind viele wissenschaftliche Forschungen (z. B. auf dem Gebiet der Untersuchung der Struktur der Materie - in Chemie, Physik, Geochemie, Kosmochemie, Astrophysik) zielgerichtet geworden. Das periodische Gesetz ist eine anschauliche Manifestation der Wirkung der allgemeinen Gesetze der Dialektik, insbesondere des Gesetzes des Übergangs von Quantität in Qualität.

Das physikalische Stadium der Entwicklung des periodischen Gesetzes kann wiederum in mehrere Stadien unterteilt werden:

1. Feststellung der Teilbarkeit des Atoms aufgrund der Entdeckung des Elektrons und der Radioaktivität (1896-1897);

2. Entwicklung von Modellen der Struktur des Atoms (1911-1913);

3. Entdeckung und Entwicklung des Isotopensystems (1913);

4. Die Entdeckung des Moseleyschen Gesetzes (1913), das es ermöglicht, die Ladung des Kerns und die Nummer des Elements im Periodensystem experimentell zu bestimmen;

5. Entwicklung der Theorie des Periodensystems aufgrund von Vorstellungen über den Aufbau der Elektronenhüllen von Atomen (1921-1925);

6. Entstehung der Quantentheorie des Periodensystems (1926-1932).

2.4. Vorhersage der Existenz unbekannter Elemente.

Das Wichtigste bei der Entdeckung des Periodengesetzes ist die Vorhersage der Existenz noch unentdeckter chemischer Elemente. Unter Aluminium Al ließ Mendeleev einen Platz für sein Analogon "Ekaaluminium", unter Bor B - für "Ekabor" und unter Silizium Si - für "Ekasilicium". So nannte Mendelejew chemische Elemente, die noch nicht entdeckt worden waren. Er gab ihnen sogar die Symbole El, Eb und Es.

In Bezug auf das Element „Ecasilicium“ schrieb Mendeleev: „Mir scheint, dass das interessanteste der zweifellos fehlenden Metalle dasjenige sein wird, das zur IV. Gruppe der Kohlenstoffanaloga gehört, nämlich zur III. Reihe. Dies wird das Metall sein unmittelbar nach Silizium, und deshalb nennen wir es Ekasilice." Tatsächlich hätte dieses noch unentdeckte Element zu einer Art „Schloss“ werden sollen, das zwei typische Nichtmetalle – Kohlenstoff C und Silizium Si – mit zwei typischen Metallen – Zinn Sn und Blei Pb – verbindet.

Dann sagte er die Existenz von acht weiteren Elementen voraus, darunter "dwitelurium" - Polonium (entdeckt 1898), "ekaioda" - Astatin (entdeckt 1942-1943), "dvimanganese" - Technetium (entdeckt 1937), "ekacesia" - Frankreich (eröffnet 1939)

1875 entdeckte der französische Chemiker Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran im Mineral Wurtzit – Zinksulfid ZnS – das von Mendelejew vorhergesagte „Ekaaluminium“ und nannte es zu Ehren seiner Heimat Gallium Ga (der lateinische Name für Frankreich ist „Gaul“) .

Mendeleev sagte die Eigenschaften von Ekaaluminium genau voraus: seine Atommasse, die Dichte des Metalls, die Formel von Oxid El 2 O 3 , Chlorid ElCl 3 , Sulfat El 2 (SO 4) 3 . Nach der Entdeckung von Gallium begann man diese Formeln als Ga 2 O 3 , GaCl 3 und Ga 2 (SO 4 ) 3 zu schreiben. Mendelejew sagte voraus, dass es ein sehr schmelzbares Metall sein würde, und tatsächlich stellte sich heraus, dass der Schmelzpunkt von Gallium 29,8 ° C betrug. In Bezug auf die Schmelzbarkeit ist Gallium nach Quecksilber Hg und Cäsium Cs an zweiter Stelle.

Der durchschnittliche Gehalt an Gallium in der Erdkruste ist relativ hoch, 1,5-10-30 Gew.-%, was dem Gehalt an Blei und Molybdän entspricht. Gallium ist ein typisches Spurenelement. Das einzige Mineral Gallium, Galdit CuGaS2, ist sehr selten. Gallium ist bei normalen Temperaturen an der Luft stabil. Oberhalb von 260 °C in trockenem Sauerstoff wird eine langsame Oxidation beobachtet (der Oxidfilm schützt das Metall). In Schwefel- und Salzsäure löst sich Gallium langsam auf, in Flusssäure schnell, in Salpetersäure in der Kälte ist Gallium stabil. Gallium löst sich langsam in heißen Alkalilösungen auf. Chlor und Brom reagieren mit Gallium in der Kälte, Jod - beim Erhitzen. Geschmolzenes Gallium bei Temperaturen über 300 ° C interagiert mit allen Strukturmetallen und Legierungen.Eine Besonderheit von Gallium ist ein großes Intervall des flüssigen Zustands (2200 ° C) und ein niedriger Dampfdruck bei Temperaturen von bis zu 1100-1200 ° C. Geochemie Gallium ist eng mit der Geochemie von Aluminium verwandt, was auf die Ähnlichkeit ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften zurückzuführen ist. Der Hauptteil des Galliums in der Lithosphäre ist in Aluminiummineralien eingeschlossen. Der Galliumgehalt in Bauxit und Nephelin liegt zwischen 0,002 und 0,01 %. Erhöhte Konzentrationen von Gallium werden auch in Sphaleriten (0,01-0,02 %), in Kohlen (zusammen mit Germanium) und auch in einigen Eisenerzen beobachtet. Gallium hat noch keine breite industrielle Anwendung. Potenziell mögliche Größenordnungen der Nebenproduktproduktion von Gallium in der Aluminiumproduktion übersteigen die Nachfrage nach dem Metall noch deutlich.

Die vielversprechendste Anwendung von Gallium ist in Form von chemischen Verbindungen wie GaAs, GaP, GaSb, die Halbleitereigenschaften haben. Sie können in Hochtemperaturgleichrichtern und -transistoren, Solarbatterien und anderen Geräten, bei denen der photoelektrische Effekt in der Sperrschicht genutzt werden kann, sowie in Infrarotstrahlungsempfängern verwendet werden. Gallium kann verwendet werden, um optische Spiegel herzustellen, die stark reflektierend sind. Anstelle von Quecksilber wurde eine Legierung aus Aluminium mit Gallium als Kathode für in der Medizin verwendete UV-Strahlungslampen vorgeschlagen. Flüssiges Gallium und seine Legierungen sollen zur Herstellung von Hochtemperaturthermometern (600-1300 ° C) und Manometern verwendet werden. Interessant ist die Verwendung von Gallium und seinen Legierungen als flüssiges Kühlmittel in Leistungskernreaktoren (dies wird durch die aktive Wechselwirkung von Gallium bei Betriebstemperaturen mit Strukturmaterialien behindert; die eutektische Ga-Zn-Sn-Legierung hat eine geringere korrosive Wirkung als reine Gallium).

1879 entdeckte der schwedische Chemiker Lars Nilson Scandium, das von Mendeleev als Ecabor Eb vorhergesagt wurde. Nilson schrieb: „Es besteht kein Zweifel, dass Ecabor in Scandium entdeckt wurde … Damit werden die Überlegungen des russischen Chemikers am deutlichsten bestätigt, die es ermöglichten, die Existenz von Scandium und Gallium nicht nur vorherzusagen, sondern auch vorherzusehen wichtigsten Eigenschaften im Voraus." Scandium wurde nach Nilsons Heimat Skandinavien benannt und er entdeckte es in dem komplexen Mineral Gadolinit, das die Zusammensetzung Be 2 (Y, Sc) 2 FeO 2 (SiO 4) 2 hat. Der durchschnittliche Gehalt an Scandium in der Erdkruste (Clark) beträgt 2,2-10-3 Gew.-%. Der Scandiumgehalt variiert in Gesteinen: in ultrabasischen Gesteinen 5-10-4, in basischen Gesteinen 2,4-10-3, in mittleren Gesteinen 2,5-10-4, in Graniten und Syeniten 3,10-4; in Sedimentgesteinen (1-1,3).10-4. Scandium wird durch magmatische, hydrothermale und supergene (Oberflächen-)Prozesse in der Erdkruste angereichert. Zwei intrinsische Mineralien von Scandium sind bekannt - Tortveitit und Sterrettit; sie sind extrem selten. Scandium ist ein weiches Metall, in reinem Zustand lässt es sich gut verarbeiten – schmieden, walzen, stanzen. Der Anwendungsbereich von Scandium ist sehr begrenzt. Scandiumoxid wird zur Herstellung von Ferriten für Speicherelemente in Hochgeschwindigkeitscomputern verwendet. Radioaktives 46Sc wird in der Neutronenaktivierungsanalyse und in der Medizin verwendet. Scandiumlegierungen, die eine niedrige Dichte und einen hohen Schmelzpunkt haben, sind vielversprechend als Strukturmaterialien im Raketen- und Flugzeugbau, und eine Reihe von Scandiumverbindungen können bei der Herstellung von Leuchtstoffen, Oxidkathoden, in der Glas- und Keramikindustrie, in verwendet werden der chemischen Industrie (als Katalysatoren) und in anderen Bereichen. 1886 entdeckte der Professor der Bergakademie in Freiburg, der deutsche Chemiker Clemens Winkler, bei der Analyse des seltenen Minerals Argyrodit mit der Zusammensetzung Ag 8 GeS 6 ein weiteres von Mendelejew vorhergesagtes Element. Winkler nannte das von ihm entdeckte Element Germanium zu Ehren seiner Heimat Ge, was jedoch aus irgendeinem Grund bei einigen Chemikern scharfe Einwände hervorrief. Sie begannen, Winkler des Nationalismus zu beschuldigen, der Aneignung der Entdeckung von Mendeleev, der dem Element bereits den Namen "Ecasilicon" und das Symbol Es gegeben hatte. Entmutigt wandte sich Winkler persönlich an Dmitri Iwanowitsch um Rat. Er erklärte, dass es der Entdecker des neuen Elements sei, der ihm einen Namen geben sollte. Der Gesamtgehalt an Germanium in der Erdkruste beträgt 7,10-4 Masse-%, also mehr als beispielsweise Antimon, Silber, Wismut. Die eigenen Mineralien des Germaniums sind jedoch äußerst selten. Fast alle von ihnen sind Sulfosalze: Germanit Cu2 (Cu, Fe, Ge, Zn)2 (S, As)4, Argyrodit Ag8GeS6, Confieldit Ag8(Sn, Ce) S6 und andere Gesteine ​​und Mineralien: in Sulfiderzen von Non -Eisenmetalle, in Eisenerzen, in einigen oxidischen Mineralien (Chromit, Magnetit, Rutil usw.), in Graniten, Diabasen und Basalten. Darüber hinaus ist Germanium in fast allen Silikaten, in einigen Kohle- und Ölvorkommen vorhanden. Germanium ist eines der wertvollsten Materialien in der modernen Halbleitertechnologie. Es wird zur Herstellung von Dioden, Trioden, Kristalldetektoren und Leistungsgleichrichtern verwendet. Einkristallines Germanium wird auch in dosimetrischen Instrumenten und Instrumenten verwendet, die die Stärke konstanter und wechselnder Magnetfelder messen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für Germanium ist die Infrarottechnologie, insbesondere die Herstellung von Infrarotstrahlungsdetektoren, die im Bereich von 8–14 Mikron arbeiten. Viele germaniumhaltige Legierungen, Gläser auf Basis von GeO2 und andere Germaniumverbindungen sind vielversprechend für den praktischen Einsatz.

Mendelejew konnte die Existenz der Gruppe der Edelgase nicht vorhersagen, und sie fanden zunächst keinen Platz im Periodensystem.

Die Entdeckung von Argon Ar durch die englischen Wissenschaftler W. Ramsay und J. Rayleigh im Jahr 1894 löste sofort heftige Diskussionen und Zweifel am Periodengesetz und am Periodensystem der Elemente aus. Mendelejew betrachtete Argon zunächst als allotrope Modifikation von Stickstoff und stimmte erst 1900 unter dem Druck unbestreitbarer Tatsachen dem Vorhandensein der Gruppe "Null" chemischer Elemente im Periodensystem zu, die von anderen nach Argon entdeckten Edelgasen besetzt war . Jetzt ist diese Gruppe unter der Nummer VIIIA bekannt.

1905 schrieb Mendelejew: „Offenbar droht die Zukunft dem periodischen Gesetz nicht mit Vernichtung, sondern verspricht nur Aufbauten und Entwicklung, obwohl sie mich als Russen auslöschen wollten, besonders die Deutschen.“

Die Entdeckung des Periodengesetzes beschleunigte die Entwicklung der Chemie und die Entdeckung neuer chemischer Elemente.

Lyzeumsprüfung, wo der alte Derzhavin den jungen Puschkin segnete. Die Rolle des Messgeräts spielte zufällig der Akademiker Yu.F. Fritsshe, ein bekannter Spezialist für organische Chemie. Doktorarbeit D. I. Mendeleev absolvierte 1855 das Pädagogische Hauptinstitut. Die Doktorarbeit "Isomorphismus in Verbindung mit anderen Beziehungen der kristallinen Form zur Zusammensetzung" wurde seine erste große wissenschaftliche ...

Vor allem zum Thema Kapillarität und Oberflächenspannung von Flüssigkeiten, seine Freizeit verbrachte er im Kreis junger russischer Wissenschaftler: S.P. Botkin, I.M. Sechenov, I.A. Vyshnegradsky, A.P. Borodina und andere 1861 kehrte Mendeleev nach St. Petersburg zurück, wo er seine Vorlesungen über organische Chemie an der Universität wieder aufnahm und ein für die damalige Zeit bemerkenswertes Lehrbuch "Organische Chemie" in ...

DI. Mendelejew formulierte 1869 das Periodengesetz, das auf einer der wichtigsten Eigenschaften des Atoms basierte - der Atommasse. Die spätere Entwicklung des periodischen Gesetzes, nämlich die Erfassung umfangreicher experimenteller Daten, hat die ursprüngliche Formulierung des Gesetzes etwas verändert, aber diese Änderungen widersprechen nicht der von D.I. Mendelejew. Diese Änderungen gaben dem Gesetz und dem Periodensystem nur wissenschaftliche Gültigkeit und Bestätigung der Richtigkeit.

Die moderne Formulierung des Periodengesetzes von D.I. Mendelejew ist wie folgt: Die Eigenschaften chemischer Elemente sowie die Eigenschaften und Formen von Elementverbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von der Größe der Ladung der Kerne ihrer Atome.

Struktur des Periodensystems der chemischen Elemente D.I. Mendelejew

Durch die vorliegende Stellungnahme ist es bekannt große Menge Interpretationen des Periodensystems, aber die beliebtesten - mit kurzen (kleinen) und langen (großen) Perioden. Horizontale Reihen werden als Perioden bezeichnet (sie enthalten Elemente mit sequentieller Füllung des gleichen Energieniveaus) und vertikale Spalten werden als Gruppen bezeichnet (sie enthalten Elemente mit der gleichen Anzahl von Valenzelektronen - chemische Analoga). Außerdem können alle Elemente nach Art des externen (Valenz-)Orbitals in Blöcke unterteilt werden: s-, p-, d-, f-Elemente.

Insgesamt gibt es 7 Perioden im System (Tabelle), und die Periodennummer (durch eine arabische Zahl angegeben) ist gleich der Anzahl der Elektronenschichten in einem Atom eines Elements, der Nummer des externen (Valenz-) Energieniveaus , und dem Wert der Hauptquantenzahl für das höchste Energieniveau. Jede Periode (außer der ersten) beginnt mit einem s-Element - einem aktiven Alkalimetall und endet mit einem Inertgas, dem ein p-Element vorausgeht - ein aktives Nichtmetall (Halogen). Wenn wir uns entlang der Periode von links nach rechts bewegen, steigt mit zunehmender Ladung der Kerne von Atomen chemischer Elemente kleiner Perioden die Anzahl der Elektronen auf dem externen Energieniveau, wodurch die Eigenschaften von Die Elemente ändern sich - von typisch metallisch (weil zu Beginn der Periode ein aktives Alkalimetall vorhanden ist), über amphoter (das Element weist die Eigenschaften von Metallen und Nichtmetallen auf) zu nichtmetallisch (aktives Nichtmetall - Halogen). am Ende der Periode), d.h. metallische Eigenschaften werden allmählich schwächer und nichtmetallische nehmen zu.

In großen Perioden ist mit zunehmender Kernladung das Auffüllen von Elektronen schwieriger, was eine komplexere Änderung der Eigenschaften von Elementen im Vergleich zu Elementen kleiner Perioden erklärt. In geraden Reihen langer Perioden bleibt also mit zunehmender Kernladung die Anzahl der Elektronen im äußeren Energieniveau konstant und gleich 2 oder 1. Während also die Elektronen das dem äußeren folgende (zweite von außen) folgende Niveau füllen, ändern sich die Eigenschaften von Elementen in geraden Zeilen langsam. Beim Übergang zu ungeraden Reihen steigt mit zunehmender Ladung des Kerns die Anzahl der Elektronen im externen Energieniveau (von 1 auf 8), die Eigenschaften der Elemente ändern sich auf die gleiche Weise wie in kleinen Perioden.

Vertikale Säulen im Periodensystem sind Gruppen von Elementen mit ähnlicher elektronischer Struktur und chemische Analoga. Gruppen werden mit römischen Ziffern von I bis VIII bezeichnet. Es werden die Haupt- (A) und sekundären (B) Untergruppen unterschieden, von denen die erste s- und p-Elemente enthält, die zweite - d - Elemente.

Die Untergruppennummer A gibt die Anzahl der Elektronen im äußeren Energieniveau (die Anzahl der Valenzelektronen) an. Bei Elementen der B-Untergruppen besteht kein direkter Zusammenhang zwischen der Gruppenzahl und der Zahl der Elektronen im äußeren Energieniveau. In den A-Untergruppen nehmen die metallischen Eigenschaften der Elemente zu, und die nichtmetallischen Eigenschaften nehmen mit zunehmender Ladung des Atomkerns des Elements ab.

Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Position der Elemente im Periodensystem und der Struktur ihrer Atome:

- Atome aller Elemente derselben Periode haben eine gleiche Anzahl von Energieniveaus, die teilweise oder vollständig mit Elektronen gefüllt sind;

— Atome aller Elemente der A-Untergruppen haben eine gleiche Anzahl von Elektronen auf dem äußeren Energieniveau.

Periodische Eigenschaften von Elementen

Die Nähe der physikalisch-chemischen und chemischen Eigenschaften von Atomen beruht auf der Ähnlichkeit ihrer elektronischen Konfigurationen, und die Hauptrolle spielt die Verteilung der Elektronen entlang des äußeren Atomorbitals. Dies äußert sich im periodischen Auftreten von Elementen mit ähnlichen Eigenschaften, wenn die Ladung des Atomkerns zunimmt. Solche Eigenschaften werden periodisch genannt, unter denen die wichtigsten sind:

1. Die Anzahl der Elektronen in der äußeren Elektronenhülle ( Population – w). In kurzen Perioden mit zunehmender Kernladung wäußere Elektronenhülle steigt monoton von 1 auf 2 (Periode 1), von 1 auf 8 (Periode 2 und 3). In großen Perioden während der ersten 12 Elemente w 2 nicht überschreitet und dann bis zu 8.

2. Atom- und Ionenradien(r), definiert als die durchschnittlichen Radien eines Atoms oder Ions, gefunden aus experimentellen Daten über interatomare Abstände in verschiedenen Verbindungen. Der Atomradius nimmt im Laufe der Zeit ab (allmählich zunehmende Elektronen werden durch Orbitale mit nahezu gleichen Eigenschaften beschrieben, der Atomradius nimmt über die Gruppe zu, da die Anzahl der Elektronenschichten zunimmt (Abb. 1.).

Reis. 1. Periodische Änderung des Atomradius

Die gleichen Muster werden für den Ionenradius beobachtet. Zu beachten ist, dass der Ionenradius des Kations (positiv geladenes Ion) größer ist als der Atomradius, der wiederum größer ist als der Ionenradius des Anions (negativ geladenes Ion).

3. Ionisationsenergie(E und) ist die Energiemenge, die erforderlich ist, um ein Elektron von einem Atom zu lösen, d.h. die Energie, die benötigt wird, um ein neutrales Atom in ein positiv geladenes Ion (Kation) umzuwandeln.

E 0 - → E + + E und

E und wird in Elektronenvolt (eV) pro Atom gemessen. Innerhalb der Gruppe des Periodensystems nehmen die Werte der Ionisationsenergie von Atomen mit zunehmender Ladung der Atomkerne von Elementen ab. Aus den Atomen chemischer Elemente können alle Elektronen nacheinander abgerissen werden, indem diskrete Werte von E und gemeldet werden. Gleichzeitig E und 1< Е и 2 < Е и 3 <….Энергии ионизации отражают дискретность структуры электронных слоев и оболочек атомов химических элементов.

4. Elektronenaffinität(E e) ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein zusätzliches Elektron an ein Atom gebunden wird, d.h. Energie verarbeiten

E 0 + → E -

E e wird auch in eV ausgedrückt und hängt wie E vom Radius des Atoms ab, daher ist die Art der Änderung von E e durch Perioden und Gruppen des Periodensystems nahe an der Art der Änderung des Atomradius . p-Elemente der Gruppe VII haben die höchste Elektronenaffinität.

5. Wiederherstellende Aktivität(VA) - die Fähigkeit eines Atoms, ein Elektron an ein anderes Atom abzugeben. Quantitatives Maß - E und. Wenn E und steigt, dann sinkt BA und umgekehrt.

6. Oxidative Aktivität(OA) - die Fähigkeit eines Atoms, ein Elektron von einem anderen Atom anzulagern. Quantitatives Maß E e. Wenn E e steigt, steigt auch OA und umgekehrt.

7. Abschirmwirkung- eine Verringerung des Einflusses der positiven Ladung des Kerns auf ein bestimmtes Elektron aufgrund des Vorhandenseins anderer Elektronen zwischen ihm und dem Kern. Die Abschirmung nimmt mit der Anzahl der Elektronenschichten in einem Atom zu und verringert die Anziehungskraft externer Elektronen auf den Kern. Abschirmung ist das Gegenteil Penetrationseffekt, aufgrund der Tatsache, dass sich ein Elektron an jedem Punkt im atomaren Raum befinden kann. Der Penetrationseffekt erhöht die Stärke der Bindung zwischen dem Elektron und dem Kern.

8. Oxidationsstufe (Oxidationszahl)- die imaginäre Ladung eines Atoms eines Elements in einer Verbindung, die aus der Annahme der ionischen Struktur der Substanz bestimmt wird. Die Gruppennummer des Periodensystems gibt die höchste positive Oxidationsstufe an, die die Elemente einer bestimmten Gruppe in ihren Verbindungen haben können. Die Ausnahme bilden die Metalle der Kupfer-Untergruppe, Sauerstoff, Fluor, Brom, Metalle der Eisenfamilie und andere Elemente der Gruppe VIII. Wenn die Kernladung in einer Periode zunimmt, nimmt der maximale positive Oxidationszustand zu.

9. Elektronegativität, Zusammensetzungen höherer Wasserstoff- und Sauerstoffverbindungen, thermodynamische, elektrolytische Eigenschaften usw.

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Übung	Beschreiben Sie das Element (Z = 23) und die Eigenschaften seiner Verbindungen (Oxide und Hydroxide) durch die elektronische Formel: Familie, Periode, Gruppe, Anzahl der Valenzelektronen, elektronengrafische Formel für Valenzelektronen im Grund- und angeregten Zustand, Haupt Oxidationsstufen (Maximum und Minimum), Formeln von Oxiden und Hydroxiden.
Lösung	23 V 1s 2 2s 2 2p 6 3s 3 3p 6 3d 3 4s 2 d-Element, Metall, steht in der ;-ten Periode, in der V-Gruppe, in der Nebengruppe. Valenzelektronen 3d 3 4s 2 . Oxide VO, V 2 O 3, VO 2, V 2 O 5. Hydroxide V(OH) 2 , V(OH) 3 , VO(OH) 2 , HVO 3 . Grundzustand aufgeregter Zustand Die minimale Oxidationsstufe ist "+2", die maximale ist "+5".

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Die moderne Formulierung des Periodengesetzes lautet wie folgt: Die Eigenschaften der Elemente sowie die Eigenschaften und Formen ihrer Verbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von den Ladungen der Kerne der Atome der Elemente.

Die moderne Formulierung des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev lautet wie folgt: Die Eigenschaften chemischer Elemente sowie die Formen und Eigenschaften von Elementverbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von der Größe der Ladung von Atomkernen. Es basiert nur auf neuen Daten, die dem Gesetz und dem System wissenschaftliche Gültigkeit verleihen und deren Richtigkeit bestätigen.

Die moderne Formulierung des Periodengesetzes: Die Eigenschaften einfacher Stoffe und die Eigenschaften von Elementverbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von der Ladung des Kerns (Atom) des Elements.

Die moderne Formulierung des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev lautet wie folgt: Die Eigenschaften chemischer Elemente sowie die Formen und Eigenschaften von Elementverbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von der Ladung der Atomkerne. Es basiert nur auf neuen Daten, die dem Gesetz und dem System wissenschaftliche Gültigkeit verleihen und deren Richtigkeit bestätigen.

Die moderne Formulierung des periodischen Gesetzes von D. I. Mendeleev lautet wie folgt: Die Eigenschaften der Elemente sowie die Formen und Eigenschaften der Verbindungen der Elemente stehen in periodischer Abhängigkeit von der Ladung der Kerne ihrer Atome.

Die moderne Formulierung des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev lautet wie folgt: Die Eigenschaften chemischer Elemente sowie die Formen und Eigenschaften von Elementverbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von der Größe der Ladung von Atomkernen. Es basiert nur auf neuen Daten, die dem Gesetz und dem System wissenschaftliche Gültigkeit verleihen und deren Richtigkeit bestätigen.

Wie unterscheidet sich die moderne Formulierung des Periodengesetzes von der vorherigen und warum ist sie genauer?

In der modernen Formulierung des periodischen Gesetzes von D. I. Mendeleev enthalten: Die Eigenschaften der Elemente stehen in periodischer Abhängigkeit von der Seriennummer.

Warum sich die Formulierung von D. I. Mendeleev und die moderne Formulierung des periodischen Gesetzes nicht widersprechen.

Auf der Grundlage des Moseley-Gesetzes und der Entdeckungen von Rutherford und Chadwick kann eine moderne Formulierung des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev angegeben werden: Die Eigenschaften chemischer Elemente und ihrer Verbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von der Größe der positiven Ladungen der Kerne ihrer Atome.

Die Vorstellung von der Größe der Kernladung als bestimmende Eigenschaft des Atoms bildete die Grundlage für die moderne Formulierung des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev: die Eigenschaften chemischer Elemente sowie die Formen und Eigenschaften der Verbindungen dieser Elemente, stehen in periodischer Abhängigkeit von der Größe der Ladung der Kerne ihrer Atome.

Wir sehen, dass sich Atome desselben Elements in ihrem Atomgewicht unterscheiden, und daher werden die chemischen Eigenschaften von Elementen nicht durch ihr Atomgewicht, sondern durch die Ladung des Atomkerns bestimmt. Daher sagt die moderne Formulierung des Periodengesetzes: Die Eigenschaften der Elemente stehen in periodischer Abhängigkeit von ihren Seriennummern.

Studien zur Struktur von Atomen haben gezeigt, dass die wichtigste und stabilste Eigenschaft eines Atoms die positive Ladung des Kerns ist. Daher lautet die moderne Formulierung des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev wie folgt: Die Eigenschaften chemischer Elemente und ihrer Verbindungen stehen in periodischer Abhängigkeit von den Ladungen der Kerne der Atome der Elemente.

Das Hauptgesetz der Welt der chemischen Elemente wurde vom großen russischen Wissenschaftler Dmitri Iwanowitsch Mendelejew entdeckt.

Zum Zeitpunkt dieser Entdeckung waren 63 chemische Elemente bekannt. angesammelt große Menge Informationen und ihre Eigenschaften. Die Fülle von Tatsachen, die aus einer einheitlichen Sichtweise keinen Sinn ergeben, war jedoch eine Quelle von Schwierigkeiten und Verwirrung in der Chemie. Der geniale russische Chemiker löste diese Schwierigkeiten, nachdem er das Gesetz entdeckt hatte, das die Eigenschaften der Elemente sowie die Struktur der Atome regelt.

Dmitri Iwanowitsch Mendelejew.

Er untersuchte und verglich die Eigenschaften chemischer Elemente sorgfältig und versuchte, die Geheimnisse ihrer entfernten und nahen Beziehung aufzudecken.

Mendeleev beschreibt seine Suche so: „... es entsteht unwillkürlich die Vorstellung, dass es zwischen der Masse und den chemischen Eigenschaften der Elemente eine Verbindung geben muss ... Etwas zu suchen – zumindest Pilze oder irgendeine Art von Abhängigkeit – ist unmöglich anders als zu suchen und zu versuchen. Also fing ich an, Elemente mit ihren Atomgewichten und grundlegenden Eigenschaften, ähnliche Elemente und nahe Atomgewichte auf separate Karten zu schreiben, was schnell zu dem Schluss führte, dass die Eigenschaften von Elementen in einer periodischen Abhängigkeit von ihrem Atomgewicht stehen ... "
Durch Ordnen der Elemente in aufsteigender Reihenfolge der Atomgewichte erhielt der Wissenschaftler die Elementreihen; in jeder der Reihen werden die Eigenschaften der Elemente periodisch wiederholt.

Nach Definition von Mendeleev selbst lautet das von ihm entdeckte periodische Gesetz, dass "die Eigenschaften der Elemente (und folglich der von ihnen gebildeten einfachen und komplexen Körper) in periodischer Abhängigkeit von ihren Atomgewichten stehen".

Große Einsicht zeigte Mendelejew, nachdem er die Periodizität in der Welt der Elemente entdeckt hatte, zu einer Zeit, als viele Elemente noch nicht entdeckt worden waren und die Atomgewichte einiger bekannter Elemente falsch bestimmt wurden. Aber die Existenz dieser Regelmäßigkeit unwiderlegbar zu beweisen, erwies sich als äußerst schwierig.

Als Mendelejew in seinen Forschungen von den in den damaligen Werken angetroffenen Atomgewichten ausging, wurde die Periodizität oft verletzt.

Doch der Wissenschaftler kam nicht ins Grübeln. Er war fest von der Existenz einer periodischen Abhängigkeit der Eigenschaften der Elemente von ihren Atomgewichten überzeugt. Und als er Verstöße gegen die Periodizität beobachtete, war für ihn nur eine einzige Schlussfolgerung möglich – offensichtlich waren die Daten, über die die Wissenschaft verfügte, falsch oder unvollständig. Er korrigierte auf der Grundlage theoretischer Berechnungen die Atomgewichte bestimmter Elemente. So war es mit Indium, Platinmetallen, Uran und anderen Elementen; später bestätigten genauere Messungen ihrer Gewichte die Richtigkeit dieser Korrekturen.

1869, nachdem Mendeleev sein Werk „Die Korrelation der Eigenschaften mit dem Atomgewicht der Elemente“ in der Zeitschrift der Russischen Chemischen Gesellschaft veröffentlicht hatte, stellte er der wissenschaftlichen Welt das von ihm entdeckte periodische Gesetz vor. Die Tabelle des Periodensystems der Elemente war dem Artikel beigefügt. Der große Wissenschaftler umriss das Wesen des offenen Rechts und wies auch auf die Existenz von Elementen hin, die der Wissenschaft noch unbekannt sind.

Im Periodensystem sind die chemischen Elemente nach ihrem Atomgewicht aufsteigend geordnet.

Mendeleev ließ viele Stellen in seinem System für noch nicht entdeckte Elemente übrig, deren ungefähres Atomgewicht und andere Eigenschaften der Wissenschaftler unter Berücksichtigung der Natur benachbarter Elemente berechnete. Mendelejew sagte zum ersten Mal in der Geschichte der Chemie die Existenz unbekannter Elemente voraus. Er schrieb, dass es mehr Elemente geben müsse, die er Ekaaluminium, Ekabor und Ekasilicium nannte.

Eine Reihe von Wissenschaftlern reagierte mit großem Misstrauen auf die Vorhersage des russischen Wissenschaftlers.

Aber im August 1875 entdeckte der französische Wissenschaftler Lecoq de Bois-baudran mittels Spektralanalyse ein neues Element in Zinkblende, das er Gallium nannte (Gallia ist der alte Name für Frankreich).

1879 entdeckte der berühmte schwedische Chemiker Nilson das zweite von Mendelejew vorhergesagte Element. Die Eigenschaften von Scandium, wie Nilson das neue Element nannte, stimmten vollständig mit den von Mendeleev vorhergesagten Eigenschaften von Ekabor überein. Sogar die Befürchtungen des russischen Wissenschaftlers, dass die Entdeckung von Ecabor in Mineralien durch das Vorhandensein eines anderen chemischen Elements, Yttrium, behindert würde, waren berechtigt.

„So“, schließt Nilson seinen Bericht über die Entdeckung eines neuen Elements, „werden die Überlegungen des russischen Chemikers bestätigt, die es nicht nur ermöglichten, die Existenz der genannten Elemente Scandium und Gallium vorherzusagen, sondern auch ihre wichtigsten Eigenschaften im Voraus.“

Schließlich entdeckte der deutsche Wissenschaftler Winkler 1886 das von Mendelejew vorhergesagte dritte Element. Winkler wies in seinem Bericht dazu darauf hin, dass das neue Element Germanium genau das von Mendelejew vorhergesagte E-Silizium ist.

Es war eine vollkommene Feier von Mendeleevs Entdeckung.

Friedrich Engels schrieb, Mendelejew habe mit der Entdeckung des Periodengesetzes „eine wissenschaftliche Meisterleistung vollbracht“.

Die Entdeckung Mendelejews war eine starke Bestätigung für eines der Grundgesetze der Dialektik – das Gesetz des Übergangs von Quantität in Qualität.

Die Eigenschaften chemischer Elemente hängen vom Atomgewicht ab. Das Gesetz vom Übergang von Quantität in Qualität, wie Friedrich Engels schrieb, „gilt … und für die chemischen Elemente selbst“.

Einer der Befürworter des periodischen Gesetzes von D. I. Mendeleev war der berühmte tschechische Wissenschaftler Bohuslav Brauner (1855-1935). Brauner bestätigte mit seiner Arbeit, dass der von Mendeleev angegebene Platz für das chemische Element Beryllium im System richtig ist. Daher stimmt auch das von dem russischen Wissenschaftler auf der Grundlage des Periodengesetzes berechnete Atomgewicht dieses Elements.

Mendeleev schrieb später mit Dankbarkeit über die Arbeit von B. F. Brauner und erinnerte sich daran, wie oft er "gehört hatte, dass die Frage des Atomgewichts von Beryllium die Allgemeingültigkeit des Periodengesetzes zu erschüttern droht und tiefgreifende Veränderungen darin erfordern könnte".

Auf der Grundlage des von ihm entdeckten Gesetzes korrigierte Mendelejew das Atomgewicht von Cerium von 92, wie allgemein bekannt war, auf 138. Dies löste bei einigen Wissenschaftlern heftigen Protest aus.

„Wie“, schrieb der Chemiker Rammelsberg, „Atomgewichte korrigieren, an einer Art Tabelle orientiert! Ja, das ist reine Spekulation!, raschelte er. „Das ist die Anpassung von Tatsachen an irgendein Schema!“
Mendeleev antwortete darauf: "Ich glaube, dass es jetzt nicht sein sollte, es ist unmöglich, genaue Überlegungen über die Elemente anzustellen, indem man das Gesetz der Periodizität umgeht."

Später bestätigte Brauner durch seine Arbeit die Richtigkeit des von Mendeleev theoretisch abgeleiteten Atomgewichts von Cer. Brauner und dann der englische Physiker Moseley wiesen auf die Notwendigkeit hin, die sogenannten Seltenerdelemente an einem besonderen Ort herauszuheben.

1884 beendete der revolutionäre Wissenschaftler N. A. Morozov, der in der Festung Shlisselburg inhaftiert war, dort seine Arbeit an der Analyse des Periodensystems. Er sagte auch theoretisch die Existenz einer Gruppe chemischer Elemente voraus - Inertgase.

Die Zugehörigkeit eines Elements zu der einen oder anderen Gruppe des Periodensystems gibt die Anzahl der Protonen und Neutronen im Atomkern des Elements und die Anzahl der Elektronen in der Elektronenhülle an.

Die Zugehörigkeit eines Elements zu der einen oder anderen Periode des Periodensystems gibt die Anzahl der Schichten in der Elektronenhülle des Atoms an.

Wo die "Edelgase" - Helium, Neon, Argon und andere - jetzt im Periodensystem platziert sind, hatte Morozov die Nummern 4, 20, 40 usw., die die Atomgewichte der fehlenden Elemente anzeigen. Alle diese chemischen Elemente wurden von Morozov in einer separaten Nullgruppe herausgegriffen.

Die Vorhersage russischer Wissenschaftler wurde durch die Arbeit der englischen Wissenschaftler Rayleigh und Ramsey bestätigt, die Inertgase entdeckten.

Die Größe des russischen Genies Mendeleev ist unbestreitbar. Aber es gab immer noch Leute, die versuchten, Mendeleev das Recht zu nehmen, als Autor des periodischen Gesetzes bezeichnet zu werden. Mendelejew trat in den Kampf um Russlands Priorität bei der Entdeckung des periodischen Gesetzes ein.

„Die Billigung des Gesetzes“, schrieb er, „ist nur mit Hilfe der Ableitung von Konsequenzen daraus möglich, ohne die es unmöglich und unerwartet ist, und der Begründung dieser Konsequenzen durch experimentelle Überprüfung. Deshalb habe ich, nachdem ich das periodische Gesetz gesehen hatte (1869-1871), daraus solche logischen Konsequenzen abgeleitet, die zeigen konnten, ob es wahr war oder nicht ... Ohne eine solche Testmethode kein einziges Gesetz der Natur festgestellt werden kann. Weder Chancourtois, dem die Franzosen das Recht zuschreiben, das periodische Gesetz zu entdecken, noch Newlands, der von den Briten vorgebracht wird, noch L. Meyer, der von anderen als Begründer des periodischen Gesetzes zitiert wird, wagten es, die Eigenschaften vorherzusagen von unentdeckten Elementen, ändern die "akzeptierten Gewichte von Atomen" und betrachten allgemein das periodische Gesetz als ein neues, streng etabliertes Naturgesetz, das in der Lage ist, bisher nicht verallgemeinerte Tatsachen abzudecken, wie ich es von Anfang an getan habe.

Im Vorgriff auf die späteren Entdeckungen der Naturwissenschaften sagte der geniale Schöpfer des Periodengesetzes voraus, dass das Atom nur durch eine chemische Methode unteilbar ist.

Mit Hilfe des Mendelejew-Gesetzes schlugen die russischen Wissenschaftler B. N. Chicherin und N. A. Morozov (ihre Arbeiten werden weiter unten besprochen) auf der Grundlage spekulativer Bestimmungen das erste Modell des Atoms vor, in dem es als ein System von Körpern dargestellt wird, die der Sonne ähneln System. Spätere experimentelle Studien und mathematische Berechnungen zeigten, dass eine solche Assimilation einige Gründe hat.

Mendeleevs Gesetz ist ein mächtiges Werkzeug zum Verständnis der Natur und ihrer Gesetze. Alle nachfolgenden Entwicklungen in Chemie und Physik verliefen in direktem Zusammenhang mit dem Mendelejewschen Gesetz und abhängig von ihm. Alle Entdeckungen in diesen Wissenschaften wurden von seinem Gesetz erhellt. Mit Hilfe dieses Gesetzes wurde die theoretische Bedeutung der Entdeckungen aufgezeigt. Gleichzeitig führte jede solche Entdeckung zu einer Verfeinerung und Erweiterung des Rechts, ohne seine grundlegenden Grundlagen zu berühren.

Geleitet vom Periodengesetz hat die Wissenschaft die Struktur der Atome aller Elemente bestimmt, die, wie festgestellt wurde, aus einer Elektronenhülle und einem Kern bestehen.

Die Zahl der Elektronen steigt von einem für das Wasserstoffatom auf 101 für das kürzlich entdeckte und nach dem Entdecker des Periodengesetzes benannte Mendeleevium-Atom; diese Nummer stimmt vollständig mit der Seriennummer des Elements im Mendeleev-System überein. Die Ladung des Kerns ist gleich der Summe der Ladungen der Elektronen. Die positive Ladung des Kerns, die die negativen Elektronen ausgleicht, wächst von 1 auf 101. Die positive Ladung des Kerns ist die Haupteigenschaft des Atoms, die ihm seine chemische Identität verleiht, da die Anzahl der Elektronen von der positiven Ladung abhängt der Nukleus.

Auch der Kern stellte sich als komplex heraus: Er besteht aus Protonen und Neutronen. Dies ist der Großteil des Atoms; die Masse des Elektrons wird nicht berücksichtigt, da sie 1836,5-mal kleiner ist als die Masse des Protons.

Die Elektronen aller Atome sind gleich, aber sie befinden sich in verschiedenen Schichten um den Kern herum. Die Anzahl dieser Schichten offenbart die tiefste Bedeutung der Perioden, in die alle Elemente in Mendelejews System eingeteilt sind. Jede Periode unterscheidet sich von der anderen durch das Vorhandensein einer zusätzlichen Elektronenschicht in den Atomen ihrer Elemente.

Die chemischen Eigenschaften des Atoms hängen von der Struktur der Elektronenhülle ab, da chemische Reaktionen mit dem Austausch externer Elektronen verbunden sind. Darüber hinaus sind mit Elektronen auch eine Reihe physikalischer Eigenschaften verbunden - elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie optische Eigenschaften.

Die moderne Wissenschaft enthüllt zunehmend die Bedeutung von Mendelejews brillanter Schöpfung.

Das periodische Gesetz zeigt die Ähnlichkeit der chemischen Eigenschaften von Elementen an, die sich in derselben Gruppe befinden, dh in derselben vertikalen Spalte der Tabelle.

Dies wird nun perfekt durch die Struktur der Elektronenhülle des Atoms erklärt. Elemente der gleichen Gruppe haben die gleiche Anzahl von Elektronen in der äußeren Schicht: Elemente der ersten Gruppe – Lithium, Natrium, Kalium und andere – haben jeweils ein Elektron in der äußeren Schicht; Elemente der zweiten Gruppe - Beryllium, Magnesium, Calcium und andere - jeweils zwei Elektronen; Elemente der dritten Gruppe - jeweils drei und schließlich Elemente der Nullgruppe: Helium - zwei, Neon, Krypton und andere - jeweils acht Elektronen. Dies ist die maximal mögliche Anzahl von Elektronen in der äußeren Schicht und verleiht diesen Atomen völlige Trägheit: Unter normalen Bedingungen gehen sie keine chemischen Verbindungen ein.

Isotope.

Die moderne Wissenschaft hat gezeigt, dass das Gewicht von Atomen desselben Elements möglicherweise nicht gleich ist - es hängt von der unterschiedlichen Anzahl von Neutronen im Atomkern eines bestimmten chemischen Elements ab. Daher gibt es in einer separaten Zelle des Periodensystems nicht eine Atomart, sondern mehrere. Solche Atome werden Isotope genannt (im Griechischen bedeutet „Isotop“ „am gleichen Ort sitzend“). Das chemische Element Zinn besteht beispielsweise aus 12 Varietäten mit sehr ähnlichen Eigenschaften, aber unterschiedlichen Atomgewichten: Das durchschnittliche Atomgewicht von Zinn beträgt 118,7.

Fast alle Elemente haben Isotope.

Während 300 natürliche Isotope entdeckt wurden, wurden etwa 800 künstlich gewonnen, aber alle kommen natürlicherweise in 101 Zellen des Periodensystems vor.

All diese Entdeckungen, die durch Mendeleevs Gesetz zum Leben erweckt wurden, unterstreichen das Genie des russischen Wissenschaftlers, der das Grundgesetz der unbelebten Natur entdeckte, das jedoch auch für die organische Welt von enormer Bedeutung ist.

Künstliche Herstellung neuer chemischer Elemente, die in der Natur nicht vorkommen.

Mendeleevs System wird heute von Wissenschaftlern sowohl bei der Spaltung von Atomen als auch bei der Schaffung neuer Elemente verwendet.

Chemiker, Physiker, Geologen, Agronomen, Baumeister, Mechaniker, Elektriker und Astronomen orientieren sich an diesem Atomgesetz.

Das Spektroskop zeigte, dass die Elemente, die auf der Erde existieren, auch auf anderen Planeten zu finden sind. Diese chemischen Umwandlungen, die in unserem Land stattfinden, können auch in anderen Teilen des Universums stattfinden.

Die moderne Wissenschaft ist in die Eingeweide des Atoms eingedrungen. Eine neue Wissenschaft war geboren - die Kernphysik. Durch die Beeinflussung des Atomkerns wandeln Wissenschaftler nun ein Element in ein anderes um und synthetisieren Elemente, die derzeit nicht in der Erdkruste vorkommen. Die Gruppe der chemischen Transurane gehört zu den neuen, künstlich geschaffenen Elementen. Die moderne Wissenschaft hat den Weg zur Nutzung intranuklearer Energie geebnet. All diese Entdeckungen sind untrennbar mit Mendelejews Gesetz verbunden.