Tämä oppitunti käsittelee D. I. Mendelejevin jaksollista lakia ja kemiallisten alkuaineiden jaksollista järjestelmää atomin rakenteen teorian valossa. Seuraavat käsitteet selitetään: jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu, jakso- ja ryhmälukujen fysikaalinen merkitys, alkuaineiden ja niiden yhdisteiden atomien ominaisuuksien ja ominaisuuksien muutosten jaksollisuus pienten ja suurten jaksojen esimerkeissä. , pääalaryhmät, jaksollisen lain fysikaalinen merkitys, alkuaineen yleiset ominaisuudet ja sen yhdisteiden ominaisuudet perustuen alkuaineen asemaan jaksollisessa järjestelmässä.

Aihe: Atomin rakenne. Jaksollinen laki

Oppitunti: Jaksollinen laki ja kemiallisten elementtien jaksollinen järjestelmä D.I. Mendelejev

Kemian tieteen muodostumisen aikana tutkijat yrittivät tuoda järjestelmään tietoja useista kymmenistä siihen mennessä tunnetuista. Tämä ongelma kiehtoi myös D.I. Mendelejev. Hän etsi malleja ja suhteita, jotka kattaisivat kaikki elementit, ei vain joitain niistä. Mendelejev piti atomin massaa alkuaineen tärkeimpänä ominaisuutena. Analysoituaan kaikki siihen mennessä tunnetut tiedot kemiallisista alkuaineista ja järjestettyään ne järjestykseen niiden atomimassan kasvun mukaan, hän muotoili vuonna 1869 jaksollisen lain.

Lain sanamuoto: kemiallisten alkuaineiden, yksinkertaisten aineiden ominaisuudet sekä yhdisteiden koostumus ja ominaisuudet ovat ajoittain riippuvaisia ​​atomimassan arvosta.

Kun jaksollinen laki muotoiltiin, atomin rakennetta ja alkuainehiukkasten olemassaoloa ei vielä tiedetty. Myöhemmin todettiin myös, että aineen ominaisuudet eivät riipu atomimassasta, kuten Mendelejev oletti. Vaikka D. I. Mendeleev ei saanut tätä tietoa, hän ei tehnyt yhtään virhettä taulukossaan.

Moseleyn löytämisen jälkeen, joka totesi kokeellisesti, että atomin ytimen varaus vastaa Mendelejevin taulukossaan osoittamaa kemiallisen alkuaineen sarjanumeroa, hänen lakinsa muotoiluun tehtiin muutoksia.

Nykyaikainen lain sanamuoto: kemiallisten alkuaineiden, yksinkertaisten aineiden ominaisuudet sekä yhdisteiden koostumus ja ominaisuudet ovat ajoittain riippuvaisia ​​atomiytimien varausten arvoista.

Riisi. 1. Periodisen lain graafinen ilmaus on D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

Riisi. 2. Tarkastellaan siinä käytettyä merkintää rubidiumin esimerkillä

Jokainen elementtiä vastaava solu sisältää: kemiallisen symbolin, nimen, atomin protonien lukumäärää vastaavan sarjanumeron, suhteellisen atomimassan. Atomissa olevien elektronien määrä vastaa protonien määrää. Neutronien lukumäärä atomissa voidaan selvittää suhteellisen atomimassan ja protonien lukumäärän välisestä erosta eli sarjanumerosta.

N(n 0 ) = A r - Z

Suhteellinen järjestysluku

neutronien atomimassa-alkuaineen numero

Esimerkiksi kloori-isotoopille 35 Cl neutronien lukumäärä on: 35-17= 18

Jaksollisen järjestelmän komponentit ovat ryhmät ja ajanjaksot.

Jaksojärjestelmä sisältää kahdeksan elementtiryhmää. Jokainen ryhmä koostuu kahdesta alaryhmästä: pää ja sivu. Tärkeimmät on merkitty kirjaimella a, ja sivut - kirjaimella b. Pääalaryhmä sisältää enemmän elementtejä kuin toissijainen. Pääalaryhmä sisältää s- ja p-elementtejä, kun taas toissijainen alaryhmä sisältää d-elementtejä.

Ryhmä- jaksollisen järjestelmän pylväs, joka yhdistää kemiallisia alkuaineita, joilla on kemiallinen samankaltaisuus valenssikerroksen samanlaisten elektronisten konfiguraatioiden vuoksi. Tämä on jaksollisen järjestelmän rakentamisen perusperiaate. Älä pidä tätä esimerkkinä kahden ensimmäisen ryhmän elementeistä.

Tab. yksi

Taulukosta käy ilmi, että pääalaryhmän ensimmäisen ryhmän elementeillä on yksi valenssielektroni. Pääalaryhmän toisen ryhmän elementeillä on kaksi valenssielektronia.

Joillakin pääalaryhmillä on omat erityisnimensä:

Tab. 2

Merkkijono, jota kutsutaan jaksoksi, on sarja elementtejä, jotka on järjestetty kasvavaan ydinvaraukseen, alkaen alkalimetallista (tai vedystä) ja päättyen jalokaasuun.

Määrä kausi on elektronisten tasojen määrä atomissa.

Jaksollisen järjestelmän esittämiseen on kaksi päävaihtoehtoa: pitkä jakso, jossa erotetaan 18 ryhmää (kuva 3) ja lyhyt jakso, jossa on 8 ryhmää, mutta otetaan käyttöön pää- ja toissijaisten alaryhmien käsite (kuva 3). . 1).

Kotitehtävät

1. Nro 3-5 (s. 22) Rudzitis G.E. Kemia. Yleisen kemian perusteet. Luokka 11: oppikirja oppilaitoksille: perustaso / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. painos - M.: Koulutus, 2012.

2. Vertaa hiili- ja piiatomien elektronikonfiguraatiota. Mitä valenssi- ja hapettumisasteita niillä voi olla kemiallisissa yhdisteissä? Anna kaavat näiden alkuaineiden yhdisteistä vedyn kanssa. Anna niiden yhdisteiden kaavat, joissa happi on korkeimmassa hapetustilassa.

3. Kirjoita seuraavien alkuaineiden ulkokuorten elektroniset kaavat: 14 Si, 15 P, 16 S, 17 Cl, 34 Se, 52 Te. Kolme tämän sarjan alkuainetta ovat kemiallisia analogeja (näyttävät samanlaisia ​​kemiallisia ominaisuuksia). Mitä nämä elementit ovat?

2.3. D.I. Mendelejevin jaksollinen laki.

Lain löysi ja muotoili D.I. Mendelejev: "Yksinkertaisten kappaleiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdisteiden muodot ja ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa alkuaineiden atomipainoista." Laki luotiin alkuaineiden ja niiden yhdisteiden ominaisuuksien syvällisen analyysin perusteella. Fysiikan erinomaiset saavutukset, pääasiassa atomin rakenteen teorian kehittäminen, mahdollistivat jaksollisen lain fyysisen olemuksen paljastamisen: kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksien muutoksen jaksollisuus johtuu jaksoittaisesta muutoksesta. ulomman elektronikerroksen elektronien täyttymisen luonne, kun ytimen varauksen määräämä elektronien lukumäärä kasvaa. Varaus on yhtä suuri kuin elementin järjestysluku jaksollisessa järjestelmässä. Periodisen lain nykyaikainen muotoilu: "Alkuaineiden ja niiden muodostamien yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa atomiytimen varauksesta." Luonut D.I. Mendelejev vuosina 1869-1871. jaksollinen järjestelmä on luonnollinen elementtien luokittelu, jaksollisen lain matemaattinen heijastus.

Mendelejev ei ollut vain ensimmäinen, joka muotoili tämän lain tarkasti ja esitti sen sisällön taulukon muodossa, josta tuli klassikko, vaan myös perusteli sen kattavasti, osoitti sen valtavan tieteellisen merkityksen ohjaavana luokitteluperiaatteena ja tehokkaana tieteellisenä työkaluna. tutkimusta.

Jaksottaisen lain fyysinen merkitys. Se havaittiin vasta sen jälkeen, kun havaittiin, että atomiytimen varaus kasvaa siirtyessä yhdestä kemiallisesta alkuaineesta seuraavaan (jaksollisessa järjestelmässä) alkuainevarausyksikköä kohden. Numeerisesti ytimen varaus on yhtä suuri kuin jaksollisen järjestelmän vastaavan elementin sarjanumero (atominumero Z), eli ytimessä olevien protonien lukumäärä, joka puolestaan ​​on yhtä suuri kuin ytimen elektronien lukumäärä. vastaava neutraali atomi. Atomien kemialliset ominaisuudet määräytyvät niiden ulkoisten elektronikuorten rakenteesta, joka muuttuu ajoittain lisääntyvän ydinvarauksen myötä, ja siksi jaksollinen laki perustuu ajatukseen atomiytimen varauksen muuttamisesta, eikä alkuaineiden atomimassa. Visuaalinen esimerkki jaksollisesta laista ovat käyrät joidenkin fysikaalisten suureiden (ionisaatiopotentiaalit, atomisäteet, atomitilavuudet) jaksollisista muutoksista riippuen Z:sta. Periodiselle laille ei ole yleistä matemaattista lauseketta. Jaksottaisella lailla on suuri luonnontieteellinen ja filosofinen merkitys. Se mahdollisti kaikkien elementtien huomioimisen niiden keskinäisissä yhteyksissä ja tuntemattomien elementtien ominaisuuksien ennustamisen. Periodisen lain ansiosta monet tieteelliset tutkimukset (esimerkiksi aineen rakenteen tutkimuksen alalla - kemiassa, fysiikassa, geokemiassa, kosmokemiassa, astrofysiikassa) ovat tulleet tarkoituksenmukaisiksi. Jaksollinen laki on elävä osoitus dialektiikan yleisten lakien toiminnasta, erityisesti lain määrän siirtymisestä laatuun.

Jaksottaisen lain fyysinen kehitysvaihe voidaan puolestaan ​​jakaa useisiin vaiheisiin:

1. Atomin jakautuvuuden määrittäminen elektronin ja radioaktiivisuuden löydön perusteella (1896-1897);

2. Atomin rakennemallien kehittäminen (1911-1913);

3. Isotooppijärjestelmän löytäminen ja kehittäminen (1913);

4. Moseleyn lain (1913) löytäminen, joka mahdollistaa ytimen varauksen ja alkuaineen lukumäärän kokeellisen määrittämisen jaksollisessa järjestelmässä;

5. Periodisen järjestelmän teorian kehittäminen atomien elektronikuorten rakenteeseen perustuvien ajatusten pohjalta (1921-1925);

6. Jaksojärjestelmän kvanttiteorian luominen (1926-1932).

2.4. Ennuste tuntemattomien elementtien olemassaolosta.

Jaksottaisen lain löytämisessä tärkeintä on vielä löytämättömien kemiallisten alkuaineiden olemassaolon ennustaminen. Alumiini Al:n alle Mendelejev jätti paikan analogiselle "ekaaalumiinille", boorille B:lle "ekabor" ja piille Si - "ekasiliconille". Näin Mendelejev kutsui kemiallisia alkuaineita, joita ei ollut vielä löydetty. Hän jopa antoi heille symbolit El, Eb ja Es.

Alkuaineesta "ecasilicon" Mendelejev kirjoitti: "Minusta vaikuttaa siltä, ​​että epäilemättä puuttuvista metalleista mielenkiintoisin on se, joka kuuluu hiilianalogien IV ryhmään, nimittäin III-sarjaan. Tämä on metalli. heti piin jälkeen, ja siksi kutsukaamme sitä ekasiliksiksi." Tämän vielä löytämättömän elementin pitikin tulla eräänlainen "lukko", joka yhdistää kaksi tyypillistä ei-metallia - hiili-C ja pii Si - kahteen tyypilliseen metalliin - tina Sn ja lyijy Pb.

Sitten hän ennusti kahdeksan muun alkuaineen olemassaolon, mukaan lukien "dwitellurium" - polonium (löydettiin vuonna 1898), "ekaioda" - astatiini (löydettiin vuosina 1942-1943), "dvimanganese" - teknetium (löydettiin vuonna 1937) , "ekacesia" - Ranska (avattu vuonna 1939)

Vuonna 1875 ranskalainen kemisti Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran löysi wurtsiitista - sinkkisulfidista ZnS - Mendelejevin ennustaman "ekaaalumiinin" ja nimesi sen kotimaansa kunniaksi gallium Ga:ksi (Ranskan latinalainen nimi on "Gaul"). .

Mendelejev ennusti tarkasti ekaaalumiinin ominaisuudet: sen atomimassan, metallin tiheyden, oksidin El 2 O 3 , kloridin ElCl 3 , sulfaatin El 2 (SO 4) 3 kaavan. Galliumin löytämisen jälkeen näitä kaavoja alettiin kirjoittaa nimellä Ga 2 O 3 , GaCl 3 ja Ga 2 (SO 4) 3 . Mendelejev ennusti, että se olisi erittäin sulava metalli, ja todellakin galliumin sulamispiste osoittautui 29,8 °C:ksi. Sulatettavuuden suhteen gallium on toiseksi vain elohopea Hg ja cesium Cs.

Galliumin keskimääräinen pitoisuus maankuoressa on suhteellisen korkea, 1,5-10-30 painoprosenttia, mikä vastaa lyijyn ja molybdeenin pitoisuutta. Gallium on tyypillinen hivenaine. Ainoa gallium-mineraali, galdiitti CuGaS2, on hyvin harvinainen. Gallium on stabiili ilmassa tavallisissa lämpötiloissa. Yli 260°C:ssa kuivassa hapessa havaitaan hidasta hapettumista (oksidikalvo suojaa metallia). Rikki- ja kloorivetyhapoissa gallium liukenee hitaasti, fluorivetyhappoon - nopeasti, typpihapossa kylmässä Gallium on stabiilia. Gallium liukenee hitaasti kuumiin alkaliliuoksiin. Kloori ja bromi reagoivat galliumin kanssa kylmässä, jodi - kuumennettaessa. Yli 300 °C:n lämpötiloissa sula gallium on vuorovaikutuksessa kaikkien rakenteellisten metallien ja metalliseosten kanssa. Galliumin tunnusomainen piirre on nestemäisen olomuodon suuri väli (2200 °C) ja alhainen höyrynpaine jopa 1100-1200 °C:n lämpötiloissa. Geokemia Gallium liittyy läheisesti alumiinin geokemiaan, mikä johtuu niiden fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien samankaltaisuudesta. Suurin osa litosfäärissä olevasta galliumista on alumiinimineraalien sisällä. Bauksiitin ja nefeliinin galliumpitoisuus vaihtelee välillä 0,002 - 0,01 %. Kohonneita galliumpitoisuuksia havaitaan myös sfaleriiteissa (0,01-0,02 %), hiilessä (yhdessä germaniumin kanssa) ja myös joissakin rautamalmeissa. Galliumilla ei ole vielä laajaa teollista sovellusta. Mahdolliset galliumin sivutuotteen tuotannon mittakaavat alumiinintuotannossa ylittävät edelleen merkittävästi metallin kysynnän.

Galliumin lupaavin sovellus on kemiallisten yhdisteiden, kuten GaAs, GaP, GaSb, muodossa, joilla on puolijohdeominaisuuksia. Niitä voidaan käyttää korkean lämpötilan tasasuuntaajissa ja transistoreissa, aurinkoparistoissa ja muissa laitteissa, joissa voidaan käyttää valosähköistä vaikutusta estokerroksessa, sekä infrapunasäteilyvastaanottimissa. Galliumista voidaan valmistaa erittäin heijastavia optisia peilejä. Lääketieteessä käytettävien ultraviolettisäteilylamppujen katodina on ehdotettu alumiiniseosta galliumin kanssa elohopean sijasta. Nestemäistä galliumia ja sen seoksia ehdotetaan käytettäväksi korkean lämpötilan lämpömittareiden (600-1300 °C) ja painemittareiden valmistukseen. Mielenkiintoista on galliumin ja sen seosten käyttö nestemäisenä jäähdytysaineena voimaydinreaktoreissa (tätä estää galliumin aktiivinen vuorovaikutus käyttölämpötiloissa rakennemateriaalien kanssa; Ga-Zn-Sn eutektisella lejeeringillä on vähemmän syövyttävää vaikutusta kuin puhtaalla. gallium).

Vuonna 1879 ruotsalainen kemisti Lars Nilson löysi skandiumin, jonka Mendeleev ennusti nimellä ecabor Eb. Nilson kirjoitti: "Ei ole epäilystäkään siitä, että ecabor löydettiin skandiumista... Siten venäläisen kemistin näkemykset vahvistetaan selkeimmin, mikä ei ainoastaan ​​mahdollistanut skandiumin ja galliumin olemassaolon ennustamista, vaan myös niiden esiintymisen ennakoimista. tärkeimmät ominaisuudet etukäteen." Scandium nimettiin Nilsonin kotimaan Skandinavian mukaan, ja hän löysi sen monimutkaisesta gadoliniitista, jonka koostumus on Be 2 (Y, Sc) 2 FeO 2 (SiO 4) 2 . Keskimääräinen skandiumin pitoisuus maankuoressa (clarke) on 2,2-10-3 painoprosenttia. Skandiumpitoisuus vaihtelee kivissä: ultraemäksissä 5-10-4, peruskivissä 2,4-10-3, keskikivissä 2,5-10-4, graniiteissa ja syeniiteissä 3,10-4; sedimenttikivissä (1-1,3).10-4. Skandiumia keskittyy maankuoreen magmaattisten, hydrotermisten ja supergeenisten (pinta) prosessien seurauksena. Kaksi skandiumin luontaista mineraalia tunnetaan - tortveitiitti ja sterrettiitti; ne ovat erittäin harvinaisia. Scandium on pehmeä metalli, puhtaassa tilassaan se voidaan helposti käsitellä - takoa, valssata, meistaa. Scandiumin käyttöalue on hyvin rajallinen. Skandiumoksidia käytetään ferriittien valmistukseen nopeiden tietokoneiden muistielementtejä varten. Radioaktiivista 46Sc:tä käytetään neutronien aktivaatioanalyysissä ja lääketieteessä. Alhaisen tiheyden ja korkean sulamispisteen omaavat skandiumlejeeringit ovat lupaavia rakennemateriaaleina rakettien ja lentokoneiden rakentamisessa, ja useita skandiumyhdisteitä voidaan käyttää fosforien, oksidikatodien valmistuksessa, lasi- ja keramiikkateollisuudessa. kemianteollisuudessa (katalyytteinä) ja muilla aloilla. Vuonna 1886 Freiburgin kaivosakatemian professori, saksalainen kemisti Clemens Winkler, löysi toisen Mendelejevin ennustaman alkuaineen analysoidessaan harvinaista argyrodiittia koostumuksella Ag 8 GeS 6. Winkler nimesi löytämänsä alkuaineen germanium Ge:ksi kotimaansa kunniaksi, mutta jostain syystä tämä aiheutti joidenkin kemistien teräviä vastalauseita. He alkoivat syyttää Winkleria nationalismista, Mendelejevin löydön omaksumisesta. Hän oli jo antanut elementille nimen "ecasilicon" ja symbolin Es. Lantuneena Winkler kääntyi itse Dmitri Ivanovitšin puoleen saadakseen neuvoja. Hän selitti, että uuden elementin löytäjän pitäisi antaa sille nimi. Germaniumin kokonaispitoisuus maankuoressa on 7,10-4 massaprosenttia, eli enemmän kuin esimerkiksi antimonia, hopeaa, vismuttia. Germaniumin omat mineraalit ovat kuitenkin erittäin harvinaisia. Melkein kaikki ne ovat sulfosuoloja: germaniitti Cu2 (Cu, Fe, Ge, Zn)2 (S, As)4, argyrodiitti Ag8GeS6, konfieldiitti Ag8(Sn, Ce) S6 ja muita. Kivet ja mineraalit: ei-sulfidimalmeissa -rautametallit, rautamalmeissa, joissakin oksidimineraaleissa (kromiitti, magnetiitti, rutiili jne.), graniiteissa, diabaaseissa ja basalteissa. Lisäksi germaniumia on lähes kaikissa silikaateissa, joissakin kivihiili- ja öljyesiintymissä. Germanium on yksi arvokkaimmista materiaaleista nykyaikaisessa puolijohdetekniikassa. Sitä käytetään diodien, triodien, kristalliilmaisimien ja tehotasasuuntaajien valmistukseen. Yksikiteistä germaniumia käytetään myös dosimetrisissä laitteissa ja instrumenteissa, jotka mittaavat vakio- ja vaihtuvien magneettikenttien voimakkuutta. Tärkeä germaniumin sovellusalue on infrapunatekniikka, erityisesti 8-14 mikronin alueella toimivien infrapunasäteilyilmaisimien valmistus. Monet germaniumia sisältävät seokset, GeO2-pohjaiset lasit ja muut germaniumyhdisteet ovat lupaavia käytännön käyttöön.

Mendelejev ei voinut ennustaa jalokaasujen ryhmän olemassaoloa, eivätkä ne aluksi löytäneet paikkaa jaksollisessa järjestelmässä.

Englantilaisten tiedemiesten W. Ramsayn ja J. Rayleighin vuonna 1894 tekemä argon Ar:n löytö aiheutti välittömästi kiivaita keskusteluja ja epäilyjä jaksollisesta laista ja elementtien jaksollisesta taulukosta. Mendelejev piti aluksi argonia typen allotrooppisena muunnelmana ja vasta vuonna 1900 kiistattomien tosiasioiden paineessa suostui siihen, että jaksollisessa järjestelmässä oli kemiallisten alkuaineiden "nolla" ryhmä, jonka miehittivät muut argonin jälkeen löydetyt jalokaasut. . Nyt tämä ryhmä tunnetaan numerolla VIIIA.

Mendelejev kirjoitti vuonna 1905: "Ilmeisesti tulevaisuus ei uhkaa jaksollista lakia tuholla, vaan lupaa vain päällysrakenteita ja kehitystä, vaikka venäläisenä he halusivat pyyhkiä minut, erityisesti saksalaiset."

Jaksottaisen lain löytäminen vauhditti kemian kehitystä ja uusien kemiallisten alkuaineiden löytämistä.

Lyseon tentti, jossa vanha Derzhavin siunasi nuorta Pushkinia. Mittarin roolia sattui näyttelemään akateemikko Yu.F. Fritsshe, tunnettu orgaanisen kemian asiantuntija. Väitöskirja D.I. Mendeleev valmistui Main Pedagogical Institutesta vuonna 1855. Väitöskirjasta "Isomorfismi suhteessa muihin kiteisen muodon ja koostumuksen suhteisiin" tuli hänen ensimmäinen merkittävä tieteellinen ...

Lähinnä nesteiden kapillaarisuudesta ja pintajännityksestä, ja hän vietti vapaa-aikansa nuorten venäläisten tiedemiesten piirissä: S.P. Botkin, I.M. Sechenov, I.A. Vyshnegradsky, A.P. Borodina ym. Vuonna 1861 Mendelejev palasi Pietariin, missä hän jatkoi luennoimista orgaanisesta kemiasta yliopistossa ja julkaisi tuohon aikaan merkittävän oppikirjan: "Orgaaninen kemia" vuonna ...

DI. Mendelejev muotoili jaksollisen lain vuonna 1869, joka perustui yhteen atomin tärkeimmistä ominaisuuksista - atomimassasta. Jaksottaisen lain myöhempi kehitys, nimittäin suurten kokeellisten tietojen hankkiminen, muutti jonkin verran lain alkuperäistä muotoilua, mutta nämä muutokset eivät ole ristiriidassa D.I.:n esittämän päätarkoituksen kanssa. Mendelejev. Nämä muutokset antoivat laille ja periodiselle järjestelmälle vain tieteellisen pätevyyden ja vahvistuksen oikeellisuudesta.

Jaksottaisen lain nykyaikainen muotoilu D.I. Mendelejev on seuraava: kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdisteiden ominaisuudet ja muodot ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa niiden atomien ytimien varauksesta.

Kemiallisten elementtien jaksollisen järjestelmän rakenne D.I. Mendelejev

Tämän lausunnon perusteella se tiedetään suuri määrä jaksollisen järjestelmän tulkintoja, mutta suosituin - lyhyillä (pienillä) ja pitkillä (suurilla) jaksoilla. Vaakasuuntaisia ​​rivejä kutsutaan jaksoiksi (ne sisältävät elementtejä, joilla on saman energiatason peräkkäinen täyttö), ja pystysarakkeita kutsutaan ryhmiksi (ne sisältävät elementtejä, joilla on sama määrä valenssielektroneja - kemiallisia analogeja). Lisäksi kaikki elementit voidaan jakaa lohkoihin ulkoisen (valenssi)radan tyypin mukaan: s-, p-, d-, f-elementit.

Kaikkiaan järjestelmässä on 7 jaksoa (taulukko), ja jaksonumero (merkitty arabialaisella numerolla) on yhtä suuri kuin elektronikerrosten lukumäärä elementin atomissa, ulkoisen (valenssi)energiatason numero. , ja suurimman energiatason pääkvanttiluvun arvo. Jokainen jakso (lukuun ottamatta ensimmäistä) alkaa s-alkuaineella - aktiivisella alkalimetallilla ja päättyy inerttiin kaasuun, jota edeltää p-elementti - aktiivinen ei-metalli (halogeeni). Jos siirrymme jaksoa pitkin vasemmalta oikealle, niin pienten jaksojen kemiallisten alkuaineiden atomien ytimien varauksen kasvaessa elektronien lukumäärä ulkoisella energiatasolla kasvaa, minkä seurauksena alkuaineet muuttuvat - tyypillisestä metallisista (koska jakson alussa on aktiivinen alkalimetalli) amfoteeristen (alkuaineessa on sekä metallien että ei-metallien ominaisuuksia) ei-metallisiksi (aktiivinen ei-metalli - halogeeni kauden lopussa), ts. metalliset ominaisuudet heikkenevät vähitellen ja ei-metalliset lisääntyvät.

Suurilla jaksoilla, kun ydinvaraus kasvaa, elektronien täyttyminen on vaikeampaa, mikä selittää monimutkaisemman muutoksen alkuaineiden ominaisuuksissa verrattuna pienten jaksojen alkuaineisiin. Niinpä pitkien ajanjaksojen parillisissa riveissä ydinvarauksen kasvaessa elektronien lukumäärä ulkoisella energiatasolla pysyy vakiona ja on yhtä suuri kuin 2 tai 1. Näin ollen samalla kun elektronit täyttävät ulomman tason (toisena ulkopuolelta) , parillisten rivien elementtien ominaisuudet muuttuvat hitaasti. Parittomille riveille siirryttäessä ydinvarauksen kasvaessa elektronien lukumäärä ulkoisella energiatasolla kasvaa (1:stä 8:aan), elementtien ominaisuudet muuttuvat samalla tavalla kuin pieninä jaksoina.

Pystysuorat sarakkeet Periodisessa järjestelmässä ovat elementtien ryhmiä, joilla on samanlainen elektroninen rakenne ja jotka ovat kemiallisia analogeja. Ryhmät on merkitty roomalaisilla numeroilla I-VIII. Erotetaan pää- (A) ja toissijaiset (B) alaryhmät, joista ensimmäinen sisältää s- ja p-elementtejä, toinen - d - alkioita.

Alaryhmän numero A ilmaisee elektronien lukumäärän ulkoenergiatasolla (valenssielektronien lukumäärä). B-alaryhmien elementeillä ei ole suoraa yhteyttä ryhmän lukumäärän ja ulkoisen energiatason elektronien lukumäärän välillä. A-alaryhmissä alkuaineiden metalliset ominaisuudet kasvavat ja ei-metalliset ominaisuudet vähenevät elementin atomin ytimen varauksen kasvaessa.

Alkuaineiden sijainnin jaksollisessa järjestelmässä ja niiden atomien rakenteen välillä on suhde:

- kaikkien saman ajanjakson alkuaineiden atomeilla on yhtä monta energiatasoa, osittain tai kokonaan täytetty elektroneilla;

— A-alaryhmien kaikkien alkuaineiden atomeissa on sama määrä elektroneja ulkoisella energiatasolla.

Alkuaineiden jaksolliset ominaisuudet

Atomien fysikaalis-kemiallisten ja kemiallisten ominaisuuksien läheisyys johtuu niiden elektronisten konfiguraatioiden samankaltaisuudesta, ja pääroolissa on elektronien jakautuminen atomikiertoradalle. Tämä ilmenee jaksoittaisena esiintymisenä, kun atomiytimen varaus kasvaa, elementtejä, joilla on samanlaiset ominaisuudet. Tällaisia ​​ominaisuuksia kutsutaan jaksollisiksi, joista tärkeimpiä ovat:

1. Elektronien lukumäärä ulkoisessa elektronikuoressa ( väestö – w). Lyhyinä aikoina ydinvarauksen kasvaessa w ulompi elektronikuori kasvaa monotonisesti 1:stä 2:een (jakso 1), 1:stä 8:aan (jaksot 2 ja 3). Suurina ajanjaksoina ensimmäisten 12 elementin aikana w ei ylitä 2 ja sen jälkeen enintään 8.

2. Atomi- ja ionisäteet(r), määritelty atomin tai ionin keskimääräisiksi säteiksi, jotka on saatu kokeellisista tiedoista atomien välisistä etäisyyksistä eri yhdisteissä. Atomisäde pienenee jakson aikana (asteittain kasvavia elektroneja kuvaavat kiertoradat, joilla on lähes yhtäläiset ominaisuudet, atomin säde kasvaa ryhmän yli, koska elektronikerrosten lukumäärä kasvaa (kuva 1.).

Riisi. 1. Atomisäteen jaksollinen muutos

Samat kuviot havaitaan ionisäteellä. On huomattava, että kationin ionisäde (positiivisesti varautunut ioni) on suurempi kuin atomisäde, joka puolestaan ​​on suurempi kuin anionin ionisäde (negatiivisesti varautunut ioni).

3. Ionisaatioenergia(E ja) on energiamäärä, joka tarvitaan elektronin irrottamiseen atomista, ts. energia, joka tarvitaan neutraalin atomin muuttamiseksi positiivisesti varautuneeksi ioniksi (kationiksi).

E 0 - → E + + E ja

E ja mitataan elektronivolteina (eV) atomia kohti. Periodisen järjestelmän ryhmässä atomien ionisaatioenergian arvot laskevat alkuaineiden atomien ytimien varausten lisääntyessä. Kemiallisten alkuaineiden atomeista kaikki elektronit voidaan irrottaa peräkkäin ilmoittamalla erilliset arvot E ja. Samaan aikaan E ja 1< Е и 2 < Е и 3 <….Энергии ионизации отражают дискретность структуры электронных слоев и оболочек атомов химических элементов.

4. elektronien affiniteetti(E e) on energian määrä, joka vapautuu, kun atomiin kiinnittyy lisäelektroni, ts. prosessienergiaa

E 0 + → E -

E e ilmaistaan ​​myös eV:nä ja, kuten E ja riippuu atomin säteestä, siksi E e:n muutoksen luonne jaksollisen järjestelmän jaksoittain ja ryhmien mukaan on lähellä atomin säteen muutoksen luonnetta . Ryhmän VII p-elementeillä on korkein elektroniaffiniteetti.

5. Elvyttävä toiminta(VA) - atomin kyky luovuttaa elektroni toiselle atomille. Määrällinen mitta - E ja. Jos E ja kasvaa, BA pienenee ja päinvastoin.

6. Oksidatiivinen aktiivisuus(OA) - atomin kyky kiinnittää elektroni toisesta atomista. Kvantitatiivinen mitta E e. Jos E e kasvaa, niin myös OA kasvaa ja päinvastoin.

7. Seulontavaikutus- ytimen positiivisen varauksen vaikutuksen väheneminen tiettyyn elektroniin, koska sen ja ytimen välillä on muita elektroneja. Suojaus lisääntyy atomin elektronikerrosten lukumäärän myötä ja vähentää ulkoisten elektronien vetovoimaa ytimeen. Suojaus on päinvastoin tunkeutumisvaikutus, johtuen siitä, että elektroni voi sijaita missä tahansa atomiavaruuden kohdassa. Läpäisyvaikutus lisää elektronin ja ytimen välisen sidoksen vahvuutta.

8. Hapetusaste (hapetusluku)- yhdisteessä olevan alkuaineen atomin kuvitteellinen varaus, joka määräytyy aineen ionirakenteen oletuksen perusteella. Jaksollisen järjestelmän ryhmänumero ilmaisee korkeimman positiivisen hapetusasteen, joka tietyn ryhmän alkuaineilla voi olla yhdisteissään. Poikkeuksen muodostavat kuparin alaryhmän metallit, happi, fluori, bromi, rautaryhmän metallit ja muut ryhmän VIII alkuaineet. Kun ydinvaraus kasvaa jakson aikana, maksimipositiivinen hapetusaste kasvaa.

9. Elektronegatiivisuus, korkeampien vety- ja happiyhdisteiden koostumukset, termodynaamiset, elektrolyyttiset ominaisuudet jne.

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

Harjoittele	Kuvaile alkuainetta (Z = 23) ja sen yhdisteiden (oksidien ja hydroksidien) ominaisuuksia elektronisella kaavalla: perhe, jakso, ryhmä, valenssielektronien lukumäärä, elektronigraafinen kaava valenssielektroneille perus- ja viritetyssä tilassa, pääasiallinen hapetusasteet (maksimi ja minimi), oksidien ja hydroksidien kaavat.
Ratkaisu	23 V 1s 2 2s 2 2p 6 3s 3 3p 6 3p 3 4s 2 d-elementti, metalli, on ;-jaksolla, V-ryhmässä, alaryhmässä. Valenssielektronit 3d 3 4s 2 . Oksidit VO, V 2 O 3, VO 2, V 2 O 5. Hydroksidit V(OH)2, V(OH)3, VO(OH)2, HVO3. Perustila innostunut tila Pienin hapetusaste on "+2", maksimi "+5".

Sivu 1

Periodisen lain nykyaikainen muotoilu on seuraava: alkuaineiden ominaisuudet sekä niiden yhdisteiden ominaisuudet ja muodot ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa alkuaineiden atomien ytimien varauksista.

D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu on seuraava: kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdisteiden muodot ja ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa atomiytimien varauksen suuruudesta. Se perustuu vain uusiin tietoihin, jotka antavat laille ja järjestelmälle tieteellisen pätevyyden ja vahvistavat niiden oikeellisuuden.

Periodisen lain nykyaikainen muotoilu: yksinkertaisten aineiden ominaisuudet ja alkuaineyhdisteiden ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa alkuaineen ytimen (atomin) varauksesta.

D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu on seuraava: kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdisteiden muodot ja ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa atomiytimien varauksesta. Se perustuu vain uusiin tietoihin, jotka antavat laille ja järjestelmälle tieteellisen pätevyyden ja vahvistavat niiden oikeellisuuden.

D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu on seuraava: alkuaineiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdisteiden muodot ja ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa niiden atomien ytimien varauksesta.

D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu on seuraava: kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdisteiden muodot ja ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa atomiytimien varauksen suuruudesta. Se perustuu vain uusiin tietoihin, jotka antavat laille ja järjestelmälle tieteellisen pätevyyden ja vahvistavat niiden oikeellisuuden.

Miten jaksollisen lain moderni muotoilu eroaa edellisestä ja miksi se on tarkempi.

Sisältyy D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikaiseen muotoiluun: elementtien ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa sarjanumerosta.

Miksi D. I. Mendelejevin muotoilu ja jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu eivät ole ristiriidassa keskenään.

Moseleyn lain sekä Rutherfordin ja Chadwickin löytöjen pohjalta voidaan antaa D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu: kemiallisten alkuaineiden ja niiden yhdisteiden ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa alkuaineiden positiivisten varausten suuruudesta. atomiensa ytimiä.

Ajatus ytimen varauksen suuruudesta atomin määrittävänä ominaisuutena muodosti perustan D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikaiselle muotoilulle: kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet sekä alkuaineiden muodot ja ominaisuudet. Näiden alkuaineiden yhdisteet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa atomiensa ytimien varauksen suuruudesta.

Näemme, että saman alkuaineen atomit eroavat toisistaan ​​​​atomipainoissa, ja siksi alkuaineiden kemialliset ominaisuudet eivät määräydy niiden atomipainon, vaan atomiytimen varauksen perusteella. Siksi jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu sanoo: elementtien ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa niiden sarjanumeroista.

Atomien rakennetutkimukset ovat osoittaneet, että atomin tärkein ja stabiilin ominaisuus on ytimen positiivinen varaus. Siksi D. I. Mendelejevin jaksollisen lain nykyaikainen muotoilu on seuraava: kemiallisten alkuaineiden ja niiden yhdisteiden ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa alkuaineiden atomien ytimien varauksista.

Suuri venäläinen tiedemies Dmitri Ivanovich Mendeleev löysi kemiallisten alkuaineiden maailmaa hallitsevan päälain.

Tämän löydön aikaan mennessä tiedettiin 63 kemiallista alkuainetta. kertynyt suuri määrä tiedot ja niiden ominaisuudet. Kuitenkin kemiassa on aiheuttanut vaikeuksia ja hämmennystä niiden tosiasioiden runsaus, jotka eivät ole järkeviä yhtenäisestä näkökulmasta. Nerokas venäläinen kemisti, löydettyään lain, joka hallitsee alkuaineiden ominaisuuksia sekä atomien rakennetta, ratkaisi nämä vaikeudet.

Dmitri Ivanovitš Mendelejev.

Tutkiessaan ja vertaamalla huolellisesti kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksia hän pyrki paljastamaan niiden kaukaisen ja läheisen suhteen salaisuudet.

Mendelejev kuvailee etsintöjään näin: "... tahattomasti herää ajatus, että massan ja alkuaineiden kemiallisten ominaisuuksien välillä täytyy olla yhteys... Jotain - ainakin sieniä tai jonkinlaista riippuvuutta - on etsiä. mahdotonta muuten kuin katsoa ja yrittää. Niinpä aloin valita ja kirjoittaa eri korteille elementtejä niiden atomipainoilla ja perusominaisuuksilla, samankaltaisia ​​elementtejä ja läheisiä atomipainoja, mikä johti nopeasti siihen johtopäätökseen, että elementtien ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa niiden atomipainosta ... "
Järjestämällä elementit atomipainojen nousevaan järjestykseen tiedemies sai alkuainerivit; jokaisella rivillä elementtien ominaisuudet toistetaan ajoittain.

Mendelejevin itsensä määritelmän mukaan hänen löytämänsä jaksollinen laki on, että "alkuaineiden (ja siten niiden muodostamien yksinkertaisten ja monimutkaisten kappaleiden) ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa niiden atomipainoista".

Mendelejev osoitti suuren näkemyksen, kun hän löysi jaksollisuuden alkuaineiden maailmasta aikana, jolloin monia alkuaineita ei ollut vielä löydetty ja joidenkin tunnettujen alkuaineiden atomipainot määritettiin väärin. Mutta tämän säännönmukaisuuden olemassaolon todistaminen kiistattomasti osoittautui erittäin vaikeaksi.

Kun Mendelejev tutkimuksessaan nojautui silloisissa teoksissa kohdatuista atomipainoista, jaksollisuus rikottiin usein.

Mutta tiedemies ei järkyttynyt. Hän oli lujasti vakuuttunut siitä, että alkuaineiden ominaisuudet riippuvat jaksoittain niiden atomipainoista. Ja kun hän havaitsi jaksollisuuden rikkomuksia, hänelle oli mahdollista tehdä vain yksi johtopäätös - ilmeisesti tieteen käytettävissä olevat tiedot olivat virheellisiä tai epätäydellisiä. Hän korjasi teoreettisten laskelmien perusteella tiettyjen alkuaineiden atomipainot. Näin kävi indiumin, platinametallien, uraanin ja muiden alkuaineiden kanssa; myöhemmin niiden painojen tarkemmat mittaukset vahvistivat näiden korjausten oikeellisuuden.

Vuonna 1869, kun Mendelejev julkaisi teoksensa "Ominaisuuksien korrelaatio elementtien atomipainon kanssa" Venäjän kemian seuran lehdessä, hän esitteli tiedemaailman löytämäänsä jaksollista lakia. Artikkelin liitteenä oli jaksollisen elementtijärjestelmän taulukko. Pääpiirteittäin avoimen lain ydintä, suuri tiedemies huomautti myös tieteen vielä tuntemattomien elementtien olemassaolosta.

Jaksotaulukossa kemialliset alkuaineet on järjestetty nousevaan järjestykseen niiden atomipainon mukaan.

Mendelejev jätti järjestelmässään monia paikkoja vielä löytämättömille elementeille, joiden likimääräisen atomipainon ja muut ominaisuudet tiedemies laski, ottaen huomioon viereisten elementtien luonteen. Mendelejev ennusti ensimmäistä kertaa kemian historiassa tuntemattomien alkuaineiden olemassaolon. Hän kirjoitti, että alkuaineita täytyy olla enemmän, joita hän kutsui ekaaalumiiniksi, ekaboriksi ja ekasiliconiksi.

Useat tiedemiehet reagoivat venäläisen tiedemiehen ennustukseen suurella epäluottamuksella.

Mutta elokuussa 1875 ranskalainen tiedemies Lecoq de Bois-baudran löysi spektrianalyysin avulla sinkkiseoksesta uuden alkuaineen, jota hän kutsui galliumiksi (Gallia on Ranskan vanha nimi).

Vuonna 1879 kuuluisa ruotsalainen kemisti Nilson löysi toisen Mendelejevin ennustaman alkuaineen. Skandiumin ominaisuudet, kuten Nilson kutsui uudeksi alkuaineeksi, osuivat täysin yhteen Mendelejevin ennustamien ekaborin ominaisuuksien kanssa. Jopa venäläisen tiedemiehen pelot, että ecaborin löytämistä mineraaleista estäisi toisen kemiallisen alkuaineen, yttriumin, läsnäolo, olivat perusteltuja.

"Näin", Nilson päättää raporttinsa uuden alkuaineen löytämisestä, "venäläisen kemistin näkemykset vahvistetaan, mikä ei ainoastaan ​​mahdollistanut nimettyjen alkuaineiden - skandiumin ja galliumin - olemassaolon ennustamista, vaan myös niiden ennakoinnin. tärkeimmät ominaisuudet etukäteen."

Lopulta vuonna 1886 saksalainen tiedemies Winkler löysi kolmannen Mendelejevin ennustaman alkuaineen. Raportissaan Winkler huomautti, että uusi alkuaine - germanium - on juuri Mendelejevin ennustama e-pii.

Se oli Mendelejevin löydön täydellinen juhla.

Friedrich Engels kirjoitti, että Mendelejev "saavutti tieteellisen saavutuksen" löytämällä jaksollisen lain.

Mendelejevin löytö oli voimakas vahvistus yhdelle dialektiikan perussäännöistä - määrän siirtymisestä laatuun.

Kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet riippuvat atomipainoista. Laki määrän siirtymisestä laatuun, kuten Friedrich Engels kirjoitti, "pätee ... ja itse kemiallisiin alkuaineisiin".

Yksi D. I. Mendelejevin jaksollisen lain vahvistajista oli kuuluisa tšekkiläinen tiedemies Bohuslav Brauner (1855-1935). Brauner vahvisti työllään, että Mendelejevin osoittama paikka kemialliselle alkuaineelle berylliumille järjestelmässä on oikea. Siksi tämän alkuaineen atomipaino, jonka venäläinen tiedemies on laskenut jaksollisen lain perusteella, on myös oikea.

Mendelejev kirjoitti myöhemmin kiitollisena B. F. Braunerin työstä muistuttaen, kuinka usein hän "kuuli, että kysymys berylliumin atomipainosta uhkaa horjuttaa jaksollisen lain yleisyyttä, saattaa vaatia siinä perusteellisia muutoksia".

Mendelejev korjasi löytämänsä lain perusteella ceriumin atomipainon 92:sta, kuten kaikki ymmärsivät, 138:aan. Tämä aiheutti eräiden tiedemiesten myrskyisän vastalauseen.

"Kuinka", kirjoitti kemisti Rammelsberg, "korjataan atomipainoja jonkinlaisen taulukon ohjaamana! Kyllä, tämä on puhdasta spekulaatiota!- hän kahisi. "Tämä on tosiasioiden sovittamista jonkinlaiseen suunnitelmaan!"
Mendelejev vastasi tähän: "Uskon, että nyt ei pitäisi, on mahdotonta tehdä tarkkoja pohdintoja elementeistä, ohittaen jaksollisuuslakia."

Myöhemmin Brauner vahvisti työnsä avulla Ceriumin atomipainon oikeellisuuden, jonka Mendeleev teoreettisesti johti. Brauner ja sitten englantilainen fyysikko Moseley korostivat tarvetta erottaa niin sanotut harvinaiset maametallit erityisessä paikassa.

Vuonna 1884 vallankumouksellinen tiedemies N. A. Morozov, joka oli vangittuna Shlisselburgin linnoituksessa, viimeisteli siellä työnsä jaksollisen taulukon analysoimiseksi. Hän ennusti myös teoriassa kemiallisten alkuaineiden ryhmän - inerttien kaasujen - olemassaolon.

Alkuaineen kuuluminen johonkin jaksollisen järjestelmän ryhmään ilmaisee protonien ja neutronien lukumäärän alkuaineen atomin ytimessä sekä elektronien lukumäärän elektronikuoressa.

Alkuaineen kuuluminen johonkin jaksollisen järjestelmän jaksoon ilmaisee kerrosten lukumäärän atomin elektronikuoressa.

Kun "jalokaasut" - helium, neon, argon ja muut - on nyt sijoitettu jaksolliseen taulukkoon, Morozovilla oli numerot 4, 20, 40 jne., jotka osoittavat puuttuvien alkuaineiden atomipainot. Morozov yksilöi kaikki nämä kemialliset alkuaineet erillisessä nollaryhmässä.

Venäläisten tutkijoiden ennusteen vahvistivat englantilaisten tutkijoiden Rayleighin ja Ramseyn työ, jotka löysivät inerttejä kaasuja.

Venäläisen neron - Mendelejevin suuruus on kiistaton. Mutta silti oli ihmisiä, jotka yrittivät viedä Mendelejeviltä oikeuden tulla kutsutuksi kausittaisen lain kirjoittajaksi. Mendelejev osallistui taisteluun Venäjän etusijasta jaksollisen lain löytämisessä.

"Lain hyväksyminen", hän kirjoitti, "on mahdollista vain johdattamalla siitä seuraukset, joita ilman se on mahdotonta ja odottamatonta, ja perustelemalla ne seuraukset kokeellisessa verifioinnissa. Siksi jaksollisen lain nähtyäni päätin (1869-1871) siitä sellaiset loogiset seuraukset, jotka voisivat osoittaa, onko se totta vai ei... Ilman tällaista testausmenetelmää ei ainuttakaan lakia luonnosta voidaan perustaa. Chancourtois, jolle ranskalaiset antavat oikeuden löytää jaksollinen laki, eikä brittien esittämä Newlands, eikä L. Meyer, jota muut lainasivat jaksollisen lain perustajana, eivät uskaltaneet ennustaa ominaisuuksia. löytämättömistä alkuaineista, muuttaa "atomien hyväksyttyjä painoja" ja pitää jaksollista lakia yleensä uutena, tiukasti vahvistettuna luonnonlakina, joka pystyy kattamaan tähän asti yleistämättömiä tosiasioita, kuten tein alusta asti.

Ennakoimalla luonnontieteen myöhempiä löytöjä jaksollisen lain nerokas luoja ennusti, että atomi on jakamaton vain kemiallisella menetelmällä.

Mendelejevin lain avulla venäläiset tiedemiehet B. N. Chicherin ja N. A. Morozov (heidän töitään käsitellään jäljempänä) ehdottivat spekulatiivisten säännösten perusteella ensimmäistä atomin mallia, jossa se on kuvattu aurinkoa muistuttavana kappalejärjestelmänä. järjestelmä. Myöhemmät kokeelliset tutkimukset ja matemaattiset laskelmat osoittivat, että tällaisella assimilaatiolla on joitain perusteita.

Mendelejevin laki on tehokas työkalu luonnon ja sen lakien ymmärtämiseen. Kaikki myöhempi kemian ja fysiikan kehitys meni suoraan Mendelejevin lain yhteyteen ja siitä riippuen. Kaikki näiden tieteiden löydöt valaistuivat hänen lakinsa. Tämän lain avulla näytettiin löytöjen teoreettinen merkitys. Samaan aikaan jokainen tällainen löytö johti lain tarkentamiseen ja laajentamiseen vaikuttamatta sen perusperiaatteisiin.

Tiede on jaksollisen lain ohjaamana määrittänyt kaikkien alkuaineiden atomien rakenteen, jotka, kuten todettu, koostuvat elektronikuoresta ja ytimestä.

Elektronien lukumäärä kasvaa yhdestä vetyatomilla 101:een Mendeleevium-atomille, joka löydettiin äskettäin ja nimettiin jaksollisen lain löytäjän mukaan; tämä numero on täysin Mendeleev-järjestelmän elementin sarjanumeron mukainen. Ytimen varaus on yhtä suuri kuin elektronien varausten summa. Ytimen positiivinen varaus, joka tasapainottaa negatiivisia elektroneja, kasvaa arvosta 1 arvoon 101. Ytimen positiivinen varaus on atomin tärkein ominaisuus, joka antaa sille sen kemiallisen identiteetin, koska elektronien lukumäärä riippuu atomin positiivisesta varauksesta. ydin.

Ydin osoittautui myös monimutkaiseksi: se koostuu protoneista ja neutroneista. Tämä on suurin osa atomista; elektronin massaa ei oteta huomioon, koska se on 1836,5 kertaa pienempi kuin protonin massa.

Kaikkien atomien elektronit ovat samat, mutta ne sijaitsevat ytimen ympärillä eri kerroksissa. Näiden kerrosten lukumäärä paljastaa niiden ajanjaksojen syvin merkityksen, joihin Mendelejevin järjestelmässä kaikki elementit on jaettu. Jokainen jakso eroaa toisistaan ​​ylimääräisen elektronikerroksen läsnäololla sen alkuaineiden atomeissa.

Atomin kemialliset ominaisuudet riippuvat elektronikuoren rakenteesta, koska kemialliset reaktiot liittyvät ulkoisten elektronien vaihtoon. Lisäksi elektroneihin liittyy myös useita fysikaalisia ominaisuuksia - sähkö- ja lämmönjohtavuus sekä optiset ominaisuudet.

Nykytiede paljastaa yhä enemmän Mendelejevin loistavan luomuksen merkityksen.

Jaksollinen laki osoitti samassa ryhmässä eli samassa taulukon pystysarakkeessa olevien alkuaineiden kemiallisten ominaisuuksien samankaltaisuuden.

Nyt tämä selittyy täydellisesti atomin elektronikuoren rakenteella. Saman ryhmän elementeillä on sama määrä elektroneja ulkokerroksessa: ensimmäisen ryhmän elementeillä - litium, natrium, kalium ja muut - on kullakin yksi elektroni ulkokerroksessa; toisen ryhmän elementit - beryllium, magnesium, kalsium ja muut - kaksi elektronia; kolmannen ryhmän elementit - kukin kolme ja lopuksi nollaryhmän elementit: helium - kaksi, neon, krypton ja muut - kahdeksan elektronia. Tämä on suurin mahdollinen elektronien lukumäärä ulkokerroksessa ja antaa näille atomeille täydellisen inertian: normaaleissa olosuhteissa ne eivät pääse kemiallisiin yhdisteisiin.

Isotoopit.

Nykyaikainen tiede on osoittanut, että saman alkuaineen atomien paino ei välttämättä ole sama - se riippuu tietyn kemiallisen alkuaineen atomiytimen neutronien eri määrästä. Siksi jaksollisen järjestelmän erillisessä solussa ei ole yhtä atomityyppiä, vaan useita. Tällaisia ​​atomeja kutsutaan isotoopeiksi (kreikaksi "isotooppi" tarkoittaa "samassa paikassa olemista"). Kemiallinen alkuaine tina koostuu esimerkiksi 12 lajikkeesta, jotka ovat ominaisuuksiltaan äärimmäisen samanlaisia, mutta joilla on erilaiset atomipainot: tinan keskimääräinen atomipaino on 118,7.

Lähes kaikilla alkuaineilla on isotooppeja.

Luonnollisia isotooppeja on löydetty 300, mutta keinotekoisesti saatuja noin 800. Mutta ne kaikki sijaitsevat luonnollisesti jaksollisen järjestelmän 101 solussa.

Kaikki nämä Mendelejevin lain herättämät löydöt korostavat venäläisen tiedemiehen neroutta, joka löysi elottoman luonnon peruslain, jolla on kuitenkin myös valtava merkitys orgaaniselle maailmalle.

Uusien kemiallisten alkuaineiden keinotekoinen tuotanto, joita luonnossa ei ole.

Mendelejevin järjestelmää käyttävät nyt tutkijat sekä atomien halkaisussa että uusien alkuaineiden luomisessa.

Kemistit, fyysikot, geologit, agronomit, rakentajat, mekaanikot, sähköasentajat ja tähtitieteilijät ohjaavat tätä atomilakia.

Spekroskooppi osoitti, että maapallolla olevia alkuaineita löytyy myös muilta planeetoilta. Ne kemialliset muutokset, jotka tapahtuvat maassamme, voivat tapahtua myös muualla universumissa.

Nykyaikainen tiede on tunkeutunut atomin suolistoon. Syntyi uusi tiede - ydinfysiikka. Atomiytimeen vaikuttaen tutkijat muuttavat nyt elementtiä toiseksi, syntetisoivat elementtejä, joita ei tällä hetkellä löydy maankuoresta. Transuraanikemiallisten alkuaineiden ryhmä kuuluu uusiin, keinotekoisesti luotuihin alkuaineisiin. Nykytiede on avannut tien sisäisen ydinenergian käytölle. Kaikki nämä löydöt liittyvät erottamattomasti Mendelejevin lakiin.