"तत्वों के गुण, और इसलिए उनके द्वारा गठित सरल और जटिल शरीर (पदार्थ) उनके परमाणु भार पर आवधिक निर्भरता में खड़े होते हैं।"
आधुनिक शब्दांकन:
"रासायनिक तत्वों के गुण (अर्थात उनके द्वारा बनने वाले यौगिकों के गुण और रूप) रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के आवेश पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।"
रासायनिक आवधिकता का भौतिक अर्थ
रासायनिक तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन परमाणु आवेश में वृद्धि के साथ उनके परमाणुओं के बाह्य ऊर्जा स्तर (वैलेंस इलेक्ट्रॉनों) के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की सही पुनरावृत्ति के कारण होते हैं।
आवर्त नियम का ग्राफिक प्रतिनिधित्व आवर्त सारणी है। इसमें 7 आवर्त और 8 समूह हैं।
अवधि - वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की मुख्य क्वांटम संख्या के समान अधिकतम मान वाले तत्वों की क्षैतिज पंक्तियाँ।
आवर्त संख्या किसी तत्व के परमाणु में ऊर्जा स्तरों की संख्या को दर्शाती है।
आवर्त में 2 (पहला), 8 (दूसरा और तीसरा), 18 (चौथा और पांचवां), या 32 (छठा) तत्व शामिल हो सकते हैं, जो बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करता है। अंतिम, सातवीं अवधि अधूरी है।
सभी आवर्त (पहले को छोड़कर) एक क्षार धातु से शुरू होते हैं (एस- तत्व) और एक महान गैस के साथ समाप्त होता है (एनएस 2 एनपी 6)।
धात्विक गुणों को तत्वों के परमाणुओं की आसानी से इलेक्ट्रॉनों को दान करने की क्षमता के रूप में माना जाता है, और गैर-धातु गुणों को इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने के लिए परमाणुओं की प्रवृत्ति के कारण भरे हुए उप-स्तरों के साथ एक स्थिर विन्यास प्राप्त करने के लिए माना जाता है। बाहरी भरनाएस- सबलेवल परमाणु के धात्विक गुणों और बाहरी के गठन को दर्शाता हैपी- सबलेवल - गैर-धातु गुणों पर। द्वारा इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धिपी- सबलेवल (1 से 5 तक) परमाणु के अधात्विक गुणों को बढ़ाता है। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत के पूरी तरह से गठित, ऊर्जावान रूप से स्थिर विन्यास वाले परमाणु (एनएस 2 एनपी 6) रासायनिक रूप से निष्क्रिय।
लंबी अवधि में, सक्रिय धातु से उत्कृष्ट गैस में गुणों का संक्रमण कम अवधि की तुलना में अधिक सुचारू रूप से होता है, क्योंकि एक आंतरिक का गठनएन - 1) डी - बाहरी को बनाए रखते हुए सबलेवलएनएस 2 - परत। बड़े आवर्त में सम और विषम पंक्तियाँ होती हैं।
बाहरी परत पर सम पंक्तियों के तत्वों के लिएएनएस 2 - इसलिए, इलेक्ट्रॉन, धात्विक गुण प्रबल होते हैं और बढ़ते परमाणु आवेश के साथ उनका कमजोर होना छोटा होता है; विषम पंक्तियों में बनता हैएनपी- सबलेवल, जो धातु के गुणों के महत्वपूर्ण कमजोर होने की व्याख्या करता है।
समूहों - समान संख्या में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों वाले तत्वों के ऊर्ध्वाधर स्तंभ, समूह संख्या के बराबर। मुख्य और माध्यमिक उपसमूह हैं।
मुख्य उपसमूहों में छोटी और बड़ी अवधि के तत्व होते हैं, जिनमें से वैलेंस इलेक्ट्रॉन बाहरी पर स्थित होते हैंएनएस - और एनपी - सबलेवल।
द्वितीयक उपसमूहों में केवल बड़े आवर्त के तत्व होते हैं। उनके संयोजकता इलेक्ट्रॉन बाह्य पर हैंएनएस- सबलेवल और आंतरिक ( n - 1) d - सबलेवल (या (n - 2) f - सबलेवल)।
किस सबलेवल के आधार पर (एस-, पी-, डी- या एफ-) वैलेंस इलेक्ट्रॉनों से भरे हुए, आवर्त प्रणाली के तत्वों को विभाजित किया गया है:एस- तत्व (मुख्य उपसमूह के तत्वमैं और द्वितीय समूह), पी - तत्व (मुख्य उपसमूहों के तत्व III - VII समूह), डी - तत्व (द्वितीयक उपसमूहों के तत्व),एफ- तत्व (लैंथेनाइड्स, एक्टिनाइड्स)।
मुख्य उपसमूहों में, ऊपर से नीचे तक, धातु के गुणों को बढ़ाया जाता है, जबकि गैर-धातु गुणों को कमजोर किया जाता है। मुख्य और द्वितीयक समूहों के तत्व गुणों में बहुत भिन्न होते हैं।
समूह संख्या तत्व की उच्चतम संयोजकता को इंगित करती है (छोड़करका , कॉपर उपसमूह और आठवें समूह के तत्व)।
मुख्य और द्वितीयक उपसमूहों के तत्वों के लिए सामान्य उच्च आक्साइड (और उनके हाइड्रेट्स) के सूत्र हैं। उच्च ऑक्साइड और उनके तत्व हाइड्रेट के लिएमैं-III समूह (बोरॉन को छोड़कर) मूल गुण प्रबल होते हैं, के साथ IV से VIII - अम्लीय।
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बढ़ते हुए परमाणु क्रमांक वाले तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति विशेष रूप से स्पष्ट हो जाती है यदि तत्वों को एक सारणी में व्यवस्थित किया जाता है, जिसे आवर्त सारणी या तत्वों की आवर्त प्रणाली कहा जाता है। आवर्त सारणी के कई रूप प्रस्तावित किए गए हैं और उपयोग में हैं।
बढ़ते हुए परमाणु क्रमांक वाले तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति स्पष्ट रूप से दिखाई जा सकती है यदि तत्वों को आवर्त सारणी या तत्वों की आवर्त प्रणाली नामक तालिका में व्यवस्थित किया जाता है। आवर्त सारणी के कई अलग-अलग रूप प्रस्तावित किए गए हैं और उपयोग में हैं।
तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति का सिद्धांत आर्गन के केवल एक, पृथक तत्व के अस्तित्व की अनुमति नहीं दे सका; ऐसे सरल पदार्थ कम या कोई नहीं होने चाहिए। हालांकि, रामसे दृढ़ता से आवधिक कानून के पदों पर खड़ा था, और यह, साथ ही पिछली शताब्दी के अंत में प्रयोगशाला प्रौद्योगिकी के विकास ने निष्क्रिय गैसों के समूह के शेष सदस्यों की तेजी से खोज को पूर्व निर्धारित किया।
आवधिक प्रणाली में तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति क्या बताती है।
तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति क्या बताती है।
यह स्वीकार करते हुए कि तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति न केवल उनके द्रव्यमान (परमाणु भार) के कारण होती है, बल्कि परमाणुओं के स्वयं पूरे कणों (उनके आंदोलन की गति और दिशा) के रूप में गति की प्रकृति के कारण होती है, फ्लेवित्स्की अपना निर्माण करता है निम्नलिखित आधार पर परिकल्पना: तत्वों की आवधिकता को परमाणुओं की आंतरिक संरचना के दोहराए गए प्रकार से नहीं समझाया जाता है, बल्कि इस तथ्य से कि पूरे कणों के रूप में परमाणुओं की गति की प्रकृति समय-समय पर बदलती रहती है।
इस प्रकार, तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति का कारण उनके परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की आवधिक पुनरावृत्ति है।
परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के अध्ययन ने यह साबित करना संभव बना दिया कि बढ़ती क्रम संख्या वाले तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति का कारण नए इलेक्ट्रॉन कोशों के निर्माण की प्रक्रिया की आवधिक पुनरावृत्ति है। आवधिक प्रणाली के एक ही समूह में हमेशा वे तत्व शामिल होते हैं जिनके परमाणुओं में बाहरी कोशों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है। तो, हीलियम को छोड़कर सभी अक्रिय गैसों के परमाणुओं में बाहरी शेल में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं और इनका आयनीकरण करना सबसे कठिन होता है, जबकि क्षार धातुओं के परमाणुओं में बाहरी शेल में एक इलेक्ट्रॉन होता है और इनमें सबसे कम आयनीकरण क्षमता होती है। बाहरी आवरण में केवल एक इलेक्ट्रॉन के साथ क्षार धातुएं इसे आसानी से खो सकती हैं, एक सकारात्मक आयन के एक स्थिर रूप में बदलकर एक इलेक्ट्रॉन विन्यास के साथ निकटतम अक्रिय गैस के समान कम परमाणु संख्या के साथ। फ्लोरीन, क्लोरीन आदि जैसे तत्व, बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या के संदर्भ में अक्रिय गैसों के विन्यास के करीब पहुंचते हैं, इसके विपरीत, इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने और इस इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को पुन: उत्पन्न करने के लिए, संबंधित नकारात्मक आयन में गुजरते हैं।
D. I. Mendeleev की तालिका के तीसरे आवर्त के बाद के आवर्त लंबे हैं। हालांकि, तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति संरक्षित है। तत्वों की भौतिक और रासायनिक विशेषताओं की बढ़ती विविधता के कारण उनके परमाणु द्रव्यमान बढ़ने के कारण यह और अधिक जटिल हो जाता है। प्रथम आवर्त के परमाणुओं की संरचना पर विचार इस बात की पुष्टि करता है कि नाभिक के चारों ओर के प्रत्येक कोश में इलेक्ट्रॉनों के लिए सीमित स्थान (पॉली निषेध) ही तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति का कारण है। यह आवधिकता प्रकृति का एक महान नियम है, जिसे पिछली शताब्दी के अंत में डी। आई। मेंडेलीव द्वारा खोजा गया था, हमारे समय में न केवल रसायन विज्ञान, बल्कि भौतिकी के विकास के लिए नींव में से एक बन गया है।
/j का मान धीरे-धीरे बढ़ता है जब तक Z बढ़ जाता है जब तक कि Z महान गैस मूल्य तक नहीं पहुंच जाता है और फिर अगले तत्व की ओर बढ़ने पर लगभग एक चौथाई महान गैस मूल्य तक गिर जाता है। एक अन्य संपत्ति में परिवर्तन की आवधिकता - ठोस अवस्था में तत्वों का घनत्व - अंजीर में दिखाया गया है। 5.13. क्रम संख्या में वृद्धि के साथ तत्वों के गुणों की इस तरह की आवधिक पुनरावृत्ति विशेष रूप से स्पष्ट हो जाती है यदि तत्वों को आवर्त सारणी और तत्वों की आवर्त प्रणाली नामक तालिका के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। आवधिक प्रणाली के कई अलग-अलग रूप प्रस्तावित किए गए हैं और उपयोग में हैं।
इसके साथ ही न्यूलैंड्स के साथ, डी चानकोर्टोइस फ्रांस में आवधिक कानून की खोज के करीब पहुंच रहे थे। लेकिन कामुक संगीत और ध्वनि छवि के विपरीत, जो न्यूलैंड्स के लिए रासायनिक तत्वों की नियमितता के साथ सादृश्य के रूप में काम करती थी, जिसे उन्होंने आंशिक रूप से प्रकट किया था, फ्रांसीसी प्रकृतिवादी ने एक अमूर्त ज्यामितीय छवि का उपयोग किया: उन्होंने तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति की तुलना की, उनके परमाणु भार के अनुसार व्यवस्थित, एक सर्पिल रेखा की घुमावदार (विज़ टेल्यूरिक) और सिलेंडर की पार्श्व सतह के साथ।
परमाणु की परिभाषित संपत्ति के रूप में नाभिक के आवेश के परिमाण के विचार ने डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून के आधुनिक निर्माण का आधार बनाया: रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही साथ के रूप और गुण इन तत्वों के यौगिक, अपने परमाणुओं के नाभिक के आवेश के परिमाण पर आवधिक निर्भरता में होते हैं। इसने तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति के कारण की व्याख्या करना संभव बना दिया, जिसमें परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की संरचना की आवधिक पुनरावृत्ति शामिल है।
परमाणु की संरचना स्पष्ट होने के बाद ही तत्वों के गुणों की आवधिक पुनरावृत्ति के कारण स्पष्ट हो गए।
नाभिक की संरचना और परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के वितरण पर डेटा मौलिक भौतिक स्थितियों से आवधिक कानून और तत्वों की आवधिक प्रणाली पर विचार करना संभव बनाता है। आधुनिक विचारों के आधार पर, आवधिक कानून निम्नानुसार तैयार किया गया है:
सरल पदार्थों के गुण, साथ ही तत्वों के यौगिकों के रूप और गुण, परमाणु नाभिक (क्रमांक) के आवेश पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।
डीआई की आवर्त सारणी मेंडलीव
वर्तमान में, आवधिक प्रणाली के प्रतिनिधित्व के 500 से अधिक प्रकार ज्ञात हैं: ये आवधिक कानून के संचरण के विभिन्न रूप हैं।
1 मार्च, 1869 को डी.आई. मेंडेलीव द्वारा प्रस्तावित तत्वों की प्रणाली का पहला संस्करण, तथाकथित लंबा रूप संस्करण था। इस प्रकार में, अवधियों को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया गया था।
आवर्त प्रणाली में, 7 क्षैतिज आवर्त होते हैं, जिनमें से पहले तीन छोटे कहलाते हैं, और बाकी बड़े होते हैं। प्रथम आवर्त में 2 तत्व होते हैं, दूसरे और तीसरे में - 8 प्रत्येक, चौथे और पांचवें में - 18 प्रत्येक, छठे में - 32, सातवें (अपूर्ण) में - 21 तत्व। प्रत्येक अवधि, पहले के अपवाद के साथ, एक क्षार धातु से शुरू होती है और एक महान गैस के साथ समाप्त होती है (7 वीं अवधि अधूरी है)।
आवर्त प्रणाली के सभी तत्वों को उस क्रम में क्रमांकित किया जाता है जिसमें वे एक दूसरे का अनुसरण करते हैं। तत्व संख्याओं को क्रमसूचक या परमाणु क्रमांक कहा जाता है।
सिस्टम में 10 पंक्तियाँ हैं। प्रत्येक छोटी अवधि में एक पंक्ति होती है, प्रत्येक बड़ी अवधि में दो पंक्तियाँ होती हैं: सम (ऊपरी) और विषम (निचला)। बड़ी अवधियों (चौथे, छठे, आठवें और दसवें) की सम पंक्तियों में केवल धातुएँ होती हैं, और बाएं से दाएं पंक्ति के तत्वों के गुण थोड़े बदल जाते हैं। बड़ी अवधियों (पांचवीं, सातवीं और नौवीं) की विषम पंक्तियों में, बाएं से दाएं पंक्ति में तत्वों के गुण विशिष्ट तत्वों की तरह बदलते हैं।
मुख्य विशेषता जिसके द्वारा बड़े आवर्त के तत्वों को दो पंक्तियों में विभाजित किया जाता है, उनकी ऑक्सीकरण अवस्था है। तत्वों के परमाणु द्रव्यमान में वृद्धि के साथ उनके समान मूल्यों को आवर्त में दो बार दोहराया जाता है। उदाहरण के लिए, चौथी अवधि में, K से Mn तक के तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था +1 से +7 में बदल जाती है, इसके बाद त्रय Fe, Co, Ni (ये एक सम श्रेणी के तत्व हैं), जिसके बाद में समान वृद्धि होती है Cu से Br तक के तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था देखी जाती है (एक विषम पंक्ति के तत्व हैं)। हम सातवें को छोड़कर अन्य बड़ी अवधियों में भी ऐसा ही देखते हैं, जिसमें एक (सम) श्रृंखला होती है। तत्वों के संयोजन के रूपों को भी बड़े आवर्त में दो बार दोहराया जाता है।
छठी अवधि में, लैंथेनम के बाद, क्रम संख्या 58-71 के साथ 14 तत्व हैं, जिन्हें लैंथेनाइड्स कहा जाता है (शब्द "लैंथेनाइड्स" का अर्थ लैंथेनम के समान है, और "एक्टिनाइड्स" - "एक्टिनियम की तरह")। कभी-कभी उन्हें लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स कहा जाता है। , जिसका अर्थ है लैंथेनाइड का अनुसरण करना, एक्टिनियम का अनुसरण करना। लैंथेनाइड्स को तालिका के निचले भाग में अलग से रखा गया है, और सेल में एक तारांकन प्रणाली में उनके स्थान के अनुक्रम को इंगित करता है: ला-लू। लैंथेनाइड्स के रासायनिक गुण बहुत हैं उदाहरण के लिए, वे सभी प्रतिक्रियाशील धातु हैं, हाइड्रोक्साइड और हाइड्रोजन बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इससे यह पता चलता है कि लैंथेनाइड्स का एक मजबूत क्षैतिज सादृश्य है।
सातवीं अवधि में, क्रम संख्या 90-103 वाले 14 तत्व एक्टिनाइड परिवार बनाते हैं। उन्हें अलग से भी रखा जाता है - लैंथेनाइड्स के नीचे, और संबंधित सेल में दो तारांकन सिस्टम में उनके स्थान के अनुक्रम को इंगित करते हैं: एसी-एलआर। हालांकि, लैंथेनाइड्स के विपरीत, एक्टिनाइड्स के लिए क्षैतिज सादृश्य कमजोर रूप से व्यक्त किया जाता है। वे अपने यौगिकों में अधिक भिन्न ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, एक्टिनियम की ऑक्सीकरण अवस्था +3 है, और यूरेनियम +3, +4, +5 और +6 है। एक्टिनाइड्स के रासायनिक गुणों का अध्ययन उनके नाभिक की अस्थिरता के कारण अत्यंत कठिन है।
आवर्त सारणी में, आठ समूहों को लंबवत रूप से व्यवस्थित किया गया है (रोमन अंकों द्वारा दर्शाया गया है)। समूह संख्या उन तत्वों के ऑक्सीकरण की डिग्री से संबंधित है जो वे यौगिकों में प्रदर्शित करते हैं। एक नियम के रूप में, तत्वों की उच्चतम सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था समूह संख्या के बराबर होती है। अपवाद फ्लोरीन हैं - इसकी ऑक्सीकरण अवस्था -1 है; कॉपर, सिल्वर, गोल्ड शो ऑक्सीकरण अवस्था +1, +2 और +3; समूह VIII के तत्वों में, ऑक्सीकरण अवस्था +8 केवल ऑस्मियम, रूथेनियम और क्सीनन के लिए जानी जाती है।
समूह VIII में उत्कृष्ट गैसें हैं। पहले, यह माना जाता था कि वे रासायनिक यौगिक बनाने में सक्षम नहीं हैं।
प्रत्येक समूह को दो उपसमूहों में विभाजित किया जाता है - मुख्य और माध्यमिक, जो आवधिक प्रणाली में कुछ के दाईं ओर और अन्य को बाईं ओर स्थानांतरित करने पर जोर दिया जाता है। मुख्य उपसमूह में विशिष्ट तत्व (दूसरे और तीसरे अवधि के तत्व) और रासायनिक गुणों में उनके समान बड़ी अवधि के तत्व होते हैं। एक द्वितीयक उपसमूह में केवल धातुएँ होती हैं - बड़ी अवधि के तत्व। ग्रुप VIII दूसरों से अलग है। मुख्य हीलियम उपसमूह के अलावा, इसमें तीन पार्श्व उपसमूह होते हैं: एक लौह उपसमूह, एक कोबाल्ट उपसमूह और एक निकल उपसमूह।
मुख्य और द्वितीयक उपसमूहों के तत्वों के रासायनिक गुण काफी भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, समूह VII में, मुख्य उपसमूह अधातुओं F, CI, Br, I, At से बना है, जबकि पार्श्व समूह धातु Mn, Tc, Re है। इस प्रकार, उपसमूह सबसे समान तत्वों को एक दूसरे से जोड़ते हैं।
हीलियम, नियॉन और आर्गन को छोड़कर सभी तत्व ऑक्सीजन यौगिक बनाते हैं; ऑक्सीजन यौगिकों के केवल 8 रूप हैं। आवधिक प्रणाली में, उन्हें अक्सर तत्वों के ऑक्सीकरण राज्य के आरोही क्रम में प्रत्येक समूह के तहत स्थित सामान्य सूत्रों द्वारा दर्शाया जाता है: आर 2 ओ, आरओ, आर 2 ओ 3, आरओ 2, आर 2 ओ 5, आरओ 3, आर 2 ओ 7, आरओ 4, जहां आर इस समूह का एक तत्व है। उच्च ऑक्साइड के सूत्र समूह के सभी तत्वों (मुख्य और माध्यमिक) पर लागू होते हैं, उन मामलों को छोड़कर जब तत्व समूह संख्या के बराबर ऑक्सीकरण अवस्था नहीं दिखाते हैं।
मुख्य उपसमूहों के तत्व, समूह IV से शुरू होकर, गैसीय हाइड्रोजन यौगिक बनाते हैं, ऐसे यौगिकों के 4 रूप होते हैं। उन्हें अनुक्रम RN 4, RN 3, RN 2, RN में सामान्य सूत्रों द्वारा भी दर्शाया जाता है। हाइड्रोजन यौगिकों के सूत्र मुख्य उपसमूहों के तत्वों के अंतर्गत स्थित होते हैं और केवल उन पर लागू होते हैं।
उपसमूहों में तत्वों के गुण स्वाभाविक रूप से बदलते हैं: ऊपर से नीचे तक, धातु के गुण बढ़ते हैं और गैर-धातु कमजोर होते हैं। जाहिर है, धातु के गुण सबसे अधिक फ्रांसियम में स्पष्ट होते हैं, फिर सीज़ियम में; गैर-धातु - फ्लोरीन में, फिर - ऑक्सीजन में।
परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के विचार के आधार पर तत्वों के गुणों की आवधिकता का नेत्रहीन पता लगाना भी संभव है।
तत्वों के परमाणुओं में बाह्य स्तर पर स्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या, क्रमांक के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित, समय-समय पर दोहराई जाती है। क्रम संख्या में वृद्धि के साथ तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन को उनके परमाणुओं की संरचना में आवधिक परिवर्तन द्वारा समझाया गया है, अर्थात् उनके बाहरी ऊर्जा स्तरों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या। परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश में ऊर्जा स्तरों की संख्या के अनुसार तत्वों को सात आवर्तों में बांटा गया है। पहली अवधि में परमाणु होते हैं जिसमें इलेक्ट्रॉन शेल में एक ऊर्जा स्तर होता है, दूसरी अवधि में - दो में, तीसरे में - तीन में, चौथे में - चार, आदि। प्रत्येक नई अवधि तब शुरू होती है जब एक नया ऊर्जा स्तर होता है स्तर भरना शुरू कर देता है।
आवर्त प्रणाली में, प्रत्येक अवधि उन तत्वों से शुरू होती है जिनके परमाणुओं में बाहरी स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन होता है - क्षार धातु परमाणु - और उन तत्वों के साथ समाप्त होता है जिनके बाहरी स्तर पर परमाणुओं में 2 (पहली अवधि में) या 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं (बाद के सभी में) ) - महान गैस परमाणु।
इसके अलावा, हम देखते हैं कि बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश तत्वों (Li, Na, K, Rb, Cs) के परमाणुओं के लिए समान हैं; (बी, एमजी, सीए, सीनियर); (एफ, सीएल, बीआर, आई); (He, Ne, Ag, Kr, Xe), आदि। यही कारण है कि तत्वों के उपरोक्त समूहों में से प्रत्येक आवर्त सारणी के एक निश्चित मुख्य उपसमूह में है: समूह I, F, में Li, Na, K, Rb, Cs। Cl, Br, I - VII में, आदि।
परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना की समानता के कारण ही उनके भौतिक और रासायनिक गुण समान होते हैं।
संख्या मुख्य उपसमूहऊर्जा स्तर पर तत्वों की अधिकतम संख्या से निर्धारित होता है और 8 के बराबर होता है। संक्रमण तत्वों की संख्या (तत्व .) पार्श्व उपसमूह)डी-सबलेवल में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है और प्रत्येक बड़ी अवधि में 10 के बराबर होता है।
चूंकि रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली में डी.आई. मेंडेलीव, पार्श्व उपसमूहों में से एक में एक साथ तीन संक्रमण तत्व होते हैं जो रासायनिक गुणों में करीब होते हैं (तथाकथित Fe-Co-Ni, Ru-Rh-Pd, Os-Ir-Pt त्रय), फिर पार्श्व उपसमूहों की संख्या , साथ ही साथ मुख्य, आठ हैं।
संक्रमण तत्वों के अनुरूप, स्वतंत्र पंक्तियों के रूप में आवधिक प्रणाली के निचले भाग में रखे गए लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स की संख्या f-उप-स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या के बराबर होती है, अर्थात 14.
अवधि परमाणु में एक तत्व से शुरू होती है जिसमें बाहरी स्तर पर एक एस-इलेक्ट्रॉन होता है: पहली अवधि में यह हाइड्रोजन होता है, बाकी में - क्षार धातु। अवधि एक उत्कृष्ट गैस के साथ समाप्त होती है: पहला - हीलियम (1s 2) के साथ, शेष अवधि - उन तत्वों के साथ जिनके बाहरी स्तर पर परमाणुओं का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है एनएस 2 एनपी 6।
पहले आवर्त में दो तत्व होते हैं: हाइड्रोजन (Z = 1) और हीलियम (Z = 2)। दूसरी अवधि लिथियम तत्व से शुरू होती है (जेड = 3) और नीयन के साथ समाप्त होता है (Z= 10)। द्वितीय आवर्त में आठ तत्व होते हैं। तीसरी अवधि सोडियम (Z = 11) से शुरू होती है, जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 है। तीसरे ऊर्जा स्तर को भरना इससे शुरू हुआ। यह अक्रिय गैस आर्गन पर समाप्त होता है (जेड = 18), जिसके 3 और 3पी सबलेवल पूरी तरह से भरे हुए हैं। आर्गन का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र: 1s 2 2s 2 2p 6 Zs 2 3p 6. सोडियम लिथियम का एक एनालॉग है, आर्गन नियॉन का एक एनालॉग है। तीसरी अवधि में, दूसरे की तरह, आठ तत्व हैं।
चौथी अवधि पोटेशियम (Z = 19) से शुरू होती है, जिसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p64s 1 द्वारा व्यक्त की जाती है। इसके 19वें इलेक्ट्रॉन ने 4s सबलेवल पर कब्जा कर लिया, जिसकी ऊर्जा 3d सबलेवल की ऊर्जा से कम है। बाहरी 4s इलेक्ट्रॉन तत्व को सोडियम के समान गुण देता है। कैल्शियम (Z = 20) में, 4s सबलेवल दो इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2. स्कैंडियम तत्व (Z = 21) से, 3d सबलेवल की फिलिंग शुरू होती है, क्योंकि यह 4p -sublevel की तुलना में ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल है। 3 डी सबलेवल के पांच ऑर्बिटल्स पर दस इलेक्ट्रॉनों का कब्जा हो सकता है, जो स्कैंडियम से जस्ता (जेड = 30) के परमाणुओं में होता है। इसलिए, एससी की इलेक्ट्रॉनिक संरचना 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2, और जस्ता - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 के सूत्र से मेल खाती है। बाद के तत्वों के परमाणुओं में अक्रिय गैस क्रिप्टन (Z = 36) तक 4p सबलेवल भरा जा रहा है। चतुर्थ आवर्त में 18 तत्व होते हैं।
पांचवीं अवधि में रूबिडियम (जेड = 37) से अक्रिय गैस क्सीनन (जेड = 54) के तत्व शामिल हैं। उनके ऊर्जा स्तरों को भरना चौथी अवधि के तत्वों के समान है: Rb और Sr के बाद, yttrium से दस तत्व (Z= 39) से कैडमियम (जेड = 48) तक, 4डी सबलेवल भरा जाता है, जिसके बाद इलेक्ट्रान 5पी सबलेवल पर कब्जा कर लेते हैं। पांचवें आवर्त में, चौथे की तरह, 18 तत्व हैं।
सीज़ियम के छठे आवर्त के तत्वों के परमाणुओं में (जेड = 55) और बेरियम (Z = 56), 6s सबलेवल भरा हुआ है। लैंथेनम (Z = 57) में, एक इलेक्ट्रॉन 5d सबलेवल में प्रवेश करता है, जिसके बाद इस सबलेवल का भरना बंद हो जाता है, और 4f सबलेवल भरना शुरू हो जाता है, जिसमें से सात ऑर्बिटल्स में 14 इलेक्ट्रॉनों का कब्जा हो सकता है। यह लैंथेनाइड तत्वों के परमाणुओं के लिए Z = 58 - 71 के साथ होता है। चूंकि बाहर से तीसरे स्तर का गहरा 4f सबलेवल इन तत्वों में भरा होता है, इसलिए उनके पास बहुत समान रासायनिक गुण होते हैं। हेफ़नियम (जेड = 72) के साथ, डी-सबलेवल का भरना फिर से शुरू होता है और पारा (जेड = 80) के साथ समाप्त होता है, जिसके बाद इलेक्ट्रॉन 6 पी-सबलेवल भरते हैं। नोबल गैस रेडॉन (Z = 86) पर स्तर की फिलिंग पूरी हो जाती है। छठे आवर्त में 32 तत्व होते हैं।
सातवां काल अधूरा है। इलेक्ट्रॉनों के साथ इलेक्ट्रॉनिक स्तरों को भरना छठी अवधि के समान है। फ्रांस (Z = 87) और रेडियम (Z = 88) में 7s सबलेवल भरने के बाद, एक एक्टिनियम इलेक्ट्रॉन 6d सबलेवल में प्रवेश करता है, जिसके बाद 5f सबलेवल 14 इलेक्ट्रॉनों से भरा होने लगता है। यह Z = 90 - 103 के साथ एक्टिनाइड तत्वों के परमाणुओं के लिए होता है। 103 वें तत्व के बाद, b d-sublevel भरा जाता है: कुरचटोवियम (Z = 104) में, = 105), तत्व Z = 106 और Z = 107। एक्टिनाइड्स, लैंथेनाइड्स की तरह, कई समान रासायनिक गुण हैं।
हालांकि 3डी सबलेवल 4s सबलेवल के बाद भरा जाता है, इसे पहले फॉर्मूला में रखा जाता है, क्योंकि इस लेवल के सभी सबलेवल को क्रमिक रूप से लिखा जाता है।
इस आधार पर कि कौन सा सबलेवल आखिरी बार इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है, सभी तत्वों को चार प्रकारों (परिवार) में विभाजित किया जाता है।
1. एस - तत्व: बाहरी स्तर का एस-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है। इनमें प्रत्येक अवधि के पहले दो तत्व शामिल हैं।
2. पी - तत्व: बाहरी स्तर का पी-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है। ये प्रत्येक आवर्त के अंतिम 6 तत्व हैं (पहले और सातवें को छोड़कर)।
3. डी - तत्व: बाहर से दूसरे स्तर का डी-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है, और एक या दो इलेक्ट्रॉन बाहरी स्तर पर रहते हैं (पीडी - शून्य के लिए)। इनमें s- और p-तत्वों (इन्हें संक्रमणकालीन तत्व भी कहा जाता है) के बीच स्थित बड़ी अवधियों के अंतर-दशकों के तत्व शामिल हैं।
4. f - तत्व: तीसरे स्तर का f-उप-स्तर बाहर से इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है, और दो इलेक्ट्रॉन बाहरी स्तर पर रहते हैं। ये लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स हैं।
आवधिक प्रणाली में 14 एस-तत्व, 30 पी-तत्व, 35 डी-तत्व, 28 एफ-तत्व हैं। एक ही प्रकार के तत्वों में कई सामान्य रासायनिक गुण होते हैं।
डी। आई। मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली रासायनिक तत्वों का उनके परमाणुओं की इलेक्ट्रॉन संरचना के अनुसार एक प्राकृतिक वर्गीकरण है। एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना, और इसलिए एक तत्व के गुण, आवर्त प्रणाली के संबंधित अवधि और उपसमूह में तत्व की स्थिति से आंका जाता है। इलेक्ट्रॉनिक स्तरों को भरने के पैटर्न आवर्त में तत्वों की विभिन्न संख्या की व्याख्या करते हैं।
इस प्रकार, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली में तत्वों की व्यवस्था की सख्त आवधिकता को ऊर्जा स्तरों के भरने की सुसंगत प्रकृति द्वारा पूरी तरह से समझाया गया है।
जाँच - परिणाम:
परमाणुओं की संरचना का सिद्धांत तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन की व्याख्या करता है। परमाणु नाभिक के धनात्मक आवेशों में 1 से 107 तक की वृद्धि से बाह्य ऊर्जा स्तर की संरचना की आवधिक पुनरावृत्ति होती है। और चूंकि तत्वों के गुण मुख्य रूप से बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करते हैं, इसलिए वे समय-समय पर दोहराते भी हैं। यह आवर्त नियम का भौतिक अर्थ है।
छोटी अवधि में, परमाणुओं के नाभिक के धनात्मक आवेश में वृद्धि के साथ, बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है (पहली अवधि में 1 से 2 तक, और दूसरी और तीसरी अवधि में 1 से 8 तक) , जो तत्वों के गुणों में परिवर्तन की व्याख्या करता है: अवधि की शुरुआत में (पहली अवधि को छोड़कर) एक क्षार धातु है, फिर धातु गुण धीरे-धीरे कमजोर हो जाते हैं और गैर-धातु गुण बढ़ जाते हैं।
बड़ी अवधि में, जैसे-जैसे परमाणु आवेश बढ़ता है, इलेक्ट्रॉनों के साथ स्तरों को भरना अधिक कठिन होता है, जो छोटी अवधि के तत्वों की तुलना में तत्वों के गुणों में अधिक जटिल परिवर्तन की व्याख्या भी करता है। तो, लंबी अवधि की सम पंक्तियों में, बढ़ते आवेश के साथ, बाहरी स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या स्थिर रहती है और 2 या 1 के बराबर होती है। इसलिए, जबकि इलेक्ट्रॉन बाहरी (बाहर से दूसरा) के बाद के स्तर को भर रहे हैं, इन पंक्तियों के तत्वों के गुण अत्यंत धीरे-धीरे बदलते हैं। केवल विषम पंक्तियों में, जब परमाणु आवेश (1 से 8 तक) की वृद्धि के साथ बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है, तो क्या तत्वों के गुण उसी तरह बदलने लगते हैं जैसे कि विशिष्ट के लिए।
परमाणुओं की संरचना के सिद्धांत के आलोक में, डी.आई. सात अवधियों के लिए सभी तत्वों का मेंडेलीव। अवधि संख्या इलेक्ट्रॉनों से भरे परमाणुओं के ऊर्जा स्तरों की संख्या से मेल खाती है। इसलिए, सभी अवधियों में एस-तत्व मौजूद हैं, दूसरे और बाद में पी-तत्व, चौथे और बाद में डी-तत्व, और एफ-तत्व में मौजूद हैं छठी और सातवीं अवधि।
इलेक्ट्रॉनों के साथ ऊर्जा स्तरों को भरने में अंतर के आधार पर समूहों के उपसमूहों में विभाजन को भी आसानी से समझाया गया है। मुख्य उपसमूहों के तत्वों के लिए, बाहरी स्तरों के s-उप-स्तर (ये s-तत्व हैं) या p-उप-स्तर (ये p-तत्व हैं) भरे जाते हैं। पार्श्व उपसमूहों के तत्वों के लिए, (दूसरे बाहरी स्तर का डी-उप-स्तर (ये डी-तत्व हैं) भरा जाता है। लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के लिए, क्रमशः 4f- और 5f-उप-स्तर भरे जाते हैं (ये f-तत्व हैं)। इस प्रकार, प्रत्येक उपसमूह में, तत्व संयुक्त होते हैं जिनके परमाणुओं में बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर की समान संरचना होती है। साथ ही, मुख्य उपसमूहों के तत्वों के परमाणुओं में बाहरी स्तर पर समूह की संख्या के बराबर इलेक्ट्रॉनों की संख्या होती है। द्वितीयक उपसमूहों में ऐसे तत्व शामिल होते हैं जिनके परमाणु बाहरी स्तर पर होते हैं दो या एक इलेक्ट्रॉन।
संरचना में अंतर भी एक ही समूह के विभिन्न उपसमूहों के तत्वों के गुणों में अंतर का कारण बनता है। तो, हलोजन उपसमूह के तत्वों के परमाणुओं के बाहरी स्तर पर, मैंगनीज उपसमूह के सात इलेक्ट्रॉन होते हैं - प्रत्येक में दो इलेक्ट्रॉन। पूर्व विशिष्ट धातुएँ हैं और बाद वाली धातुएँ हैं।
लेकिन इन उपसमूहों के तत्वों में भी सामान्य गुण होते हैं: रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते समय, वे सभी (फ्लोरीन एफ के अपवाद के साथ) रासायनिक बंधन बनाने के लिए 7 इलेक्ट्रॉनों का दान कर सकते हैं। इस मामले में, मैंगनीज उपसमूह के परमाणु बाहरी स्तर से 2 इलेक्ट्रॉनों और अगले स्तर से 5 इलेक्ट्रॉनों का दान करते हैं। इस प्रकार, माध्यमिक उपसमूहों के तत्वों में, वैलेंस इलेक्ट्रॉन न केवल बाहरी होते हैं, बल्कि अंतिम (बाहर से दूसरे) स्तर भी होते हैं, जो मुख्य और माध्यमिक उपसमूहों के तत्वों के गुणों में मुख्य अंतर है।
यह इस प्रकार भी है कि समूह संख्या, एक नियम के रूप में, उन इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करती है जो रासायनिक बंधों के निर्माण में भाग ले सकते हैं। यह समूह संख्या का भौतिक अर्थ है।
तो, परमाणुओं की संरचना दो पैटर्न निर्धारित करती है:
1) तत्वों के गुणों में क्षैतिज रूप से परिवर्तन - बाएं से दाएं की अवधि में, धातु के गुण कमजोर हो जाते हैं और गैर-धातु गुणों में वृद्धि होती है;
2) ऊर्ध्वाधर के साथ तत्वों के गुणों में परिवर्तन - एक उपसमूह में सीरियल नंबर में वृद्धि के साथ, धातु के गुणों में वृद्धि होती है और गैर-धातु वाले कमजोर होते हैं।
इस मामले में, तत्व (और सिस्टम का सेल) क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर के चौराहे पर स्थित है, जो इसके गुणों को निर्धारित करता है। यह उन तत्वों के गुणों को खोजने और उनका वर्णन करने में मदद करता है जिनके समस्थानिक कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं।
तत्वों के गुणों को बदलने में आवधिकता। आवधिक कानून डी.आई. मेंडलीव
रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली 1869 में हमारे महान हमवतन दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव द्वारा बनाई गई थी।
अपने पूर्ववर्तियों के विपरीत, मेंडेलीव ने न केवल समान, बल्कि ज्यादातर असमान तत्वों और उनके समूहों (उदाहरण के लिए, क्षार धातु और हैलोजन) की तुलना की, उन्हें तत्व की मुख्य (उस समय तक ज्ञात) विशेषता के आधार पर रखा - परमाणु भार।
उस समय कानून का शब्द था:
रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही साथ उनके यौगिकों के गुण और रूप, उनके परमाणु भार पर समय-समय पर निर्भर होते हैं।
बाद में, मेंडेलीव ने उन तत्वों की विशेषता का उपयोग किया जो उन्होंने पेश किए, परमाणु भार से अधिक मौलिक, अर्थात् उनकी क्रम संख्या, जो नाभिक के सकारात्मक चार्ज द्वारा निर्धारित की जाती है, अर्थात। एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या। आवर्त और समूहों में तत्वों के गुणों को बदलने के लिए नियमितताएँ स्थापित की गईं।
रासायनिक तत्वों का वर्णन और व्यवस्थित करने के लिए, उनकी विशेषताओं को जानना आवश्यक है: क्रम संख्या (इसके परमाणुओं के नाभिक का प्रभार) और सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान।
इनमें से, परमाणुओं के नाभिक का आवेश एक सामान्य है, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान अपरिवर्तित, तत्व के निर्धारण के लिए मुख्य विशेषता है।
तत्वों का वर्णन करने के लिए, ऊपर सूचीबद्ध मात्रात्मक विशेषताओं के अलावा, तत्व की गुणात्मक विशेषताओं सहित अन्य की आवश्यकता होती है। ये इसके परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और गुण हैं।
विशेष महत्व के इलेक्ट्रॉन बाहरी इलेक्ट्रॉन परत, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों पर स्थित हैं। धातु तत्वों के लिए, उनके पास आमतौर पर 1 - 2, कम अक्सर 3, गैर-धातुओं के लिए - 4 या अधिक होता है। पार्श्व उपसमूहों की बड़ी अवधि के तत्वों के लिए, वैलेंस इलेक्ट्रॉन न केवल बाहरी होते हैं, बल्कि पूर्व-बाहरी परत भी होते हैं। अन्य परमाणुओं के साथ रासायनिक बंध बनाने, रासायनिक यौगिक बनाने के लिए परमाणुओं की प्रतिक्रियाशीलता, संयोजकता इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करती है।
एक रासायनिक यौगिक एक रासायनिक रूप से व्यक्तिगत पदार्थ होता है, जिसमें एक तत्व के रासायनिक रूप से बंधित परमाणु होते हैं या एक जटिल पदार्थ में कई तत्व होते हैं, जिनकी एक निश्चित संरचना होती है।
सरल और जटिल पदार्थ प्रकृति में तत्वों के वास्तविक अस्तित्व के रूप हैं। तत्वों की प्रकृति उनके द्वारा निर्मित पदार्थों के गुणों को प्रभावित करती है, और इसके विपरीत, पदार्थों के गुणों को जानकर, कोई भी तत्व की प्रकृति का न्याय कर सकता है।
दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने किसी तत्व के लक्षण वर्णन के लिए विशिष्ट ऑक्सीजन और हाइड्रोजन यौगिकों के रूपों और गुणों के ज्ञान को बहुत महत्व दिया। यौगिकों के रूप में, उन्होंने सामान्य सूत्रों द्वारा व्यक्त तत्वों के समूह के लिए विशिष्ट उनके यौगिकों की संरचना में समानता को समझा। इस प्रकार, आवधिक प्रणाली के समूह VI के मुख्य उपसमूह के तत्वों में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन यौगिकों के निम्नलिखित रूप होते हैं: RO3, H2R।
उदाहरण के लिए: सल्फर ऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड।
विशिष्ट धातु तत्व मूल ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं, जो यौगिकों के इन रूपों में कम वैलेंस मान प्रदर्शित करते हैं। अधात्विक तत्वों में उच्च ऑक्सीजन यौगिक (ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड) अम्लीय होते हैं। ये तत्व गैसीय हाइड्रोजन यौगिक बनाते हैं। कई तत्व मध्यवर्ती गुण प्रदर्शित करते हैं।
आइए हम तत्वों के गुणों में परिवर्तन के पैटर्न को उनकी क्रम संख्या में वृद्धि के साथ प्राप्त करें।
1. किसी तत्व की सबसे महत्वपूर्ण मात्रात्मक विशेषताएं - उसके परमाणुओं के नाभिक का आवेश और परमाणु द्रव्यमान - एकरस रूप से बढ़ता है।
2. बाहरी इलेक्ट्रॉनिक परत की संरचनाएं अचानक बदल जाती हैं।
3. तत्वों के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के रूप और गुण आवधिक रूप से दोहराए जाते हैं।
4. आक्सीजन में तत्वों की संयोजकता समय-समय पर हाइड्रोजन में घटती-बढ़ती रहती है।
एकरस और समय-समय पर बदलते रहने वाले तत्व की विशेषताओं के बीच क्या संबंध है?
आइए हम परमाणुओं के नाभिक और उनके बाहरी इलेक्ट्रॉनों के आवेश के उदाहरण का उपयोग करके इस संबंध पर विचार करें। ऐसा करने के लिए, हम एक ग्राफ बनाएंगे। क्षैतिज रेखा पर परमाणु नाभिक का आवेश, और ऊर्ध्वाधर रेखा पर - तत्वों के परमाणुओं की बाहरी परत में इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर ध्यान दें।
तत्वों के परमाणुओं की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समय-समय पर उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश में नीरस वृद्धि के साथ बदलती रहती है।
आवधिक कानून की खोज ने रसायन विज्ञान के विकास में एक नए युग की शुरुआत की - इसका आधुनिक चरण। इससे पहले विज्ञान में संचित तथ्यों का कोई आंतरिक संबंध नहीं था।
आवधिक कानून ने तत्वों के बीच एक गहरे संबंध का खुलासा किया, वैज्ञानिकों को अभी तक अनदेखे तत्वों और उनके यौगिकों के गुणों की भविष्यवाणी करने और नए लोगों की खोज करने की अनुमति दी।
दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने खुले कानून की विश्वसनीयता पर संदेह नहीं किया, वह इसके भविष्य में, इसके विकास में दृढ़ता से विश्वास करते थे। अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले, उन्होंने लिखा: "... भविष्य आवधिक कानून को विनाश के साथ धमकी नहीं देता है, लेकिन केवल अधिरचना और विकास का वादा करता है।"
आवधिक कानून:
तत्वों के बीच गहरे आंतरिक संबंध को मंजूरी दी;
वैज्ञानिकों को यह मानने की अनुमति दी कि सभी परमाणु एक सामान्य योजना के अनुसार बनाए गए हैं;
इस प्रकार, उन्होंने विज्ञान के विकास में एक नए चरण में संक्रमण के लिए, परमाणुओं की आंतरिक संरचना के ज्ञान के लिए - इलेक्ट्रॉन की खोज, रेडियोधर्मिता, परमाणु की संरचना के सिद्धांत के विकास आदि के लिए एक शर्त बनाई। .
अगला कदम परमाणु की संरचना के सिद्धांत पर आधारित कानून के भौतिक सार का प्रकटीकरण था।
आप पहले से ही परमाणुओं की संरचना से परिचित हैं और आप जानते हैं कि परमाणु के नाभिक का आवेश इसकी मुख्य विशेषता है। नाभिक का आवेश मेंडेलीव की आवर्त प्रणाली में तत्व की क्रम संख्या के साथ मेल खाता है।
रदरफोर्ड के छात्र, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी हेनरी मोसले ने 1913 में स्थापित किया कि प्रत्येक तत्व की एक्स-रे विकिरण की अपनी तरंग दैर्ध्य होती है। यह बढ़ते हुए परमाणु द्रव्यमान के साथ बढ़ता है। मोसले ने इस विकिरण की आवृत्ति को तत्व की क्रमिक संख्या से संबंधित किया। मोसले के नियम ने पुष्टि की कि आवधिक प्रणाली में तत्वों की क्रम संख्या में मेंडेलीव का परिवर्तन उनके परमाणुओं के नाभिक के आरोपों में लगातार वृद्धि के अनुरूप है। इस प्रश्न पर हम समस्थानिकों के अध्ययन में पहले ही चर्चा कर चुके हैं।
परमाणु संरचना के क्षेत्र में नई खोजों के संबंध में, आवधिक कानून ने निम्नलिखित आधुनिक सूत्रीकरण को अपनाया:
तत्वों के गुण, साथ ही उनके यौगिकों के रूप और गुण, परमाणु नाभिक के आवेश पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।
तत्वों और उनके यौगिकों के गुण समय-समय पर क्यों बदलते रहते हैं?
आवधिकता का कारण क्या है?
इस प्रश्न का उत्तर परमाणु की संरचना के सिद्धांत द्वारा भी दिया जा सकता है:
नाभिक के आवेश का मान तत्व की मुख्य विशेषता है, उसके व्यक्तित्व का एक माप है। तत्व के अन्य सभी गुण तत्व की इस विशेषता पर निर्भर करते हैं, यह परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या और उनकी स्थिति निर्धारित करता है।
पहले से अंतिम तत्व तक परमाणु नाभिक के आवेशों में वृद्धि से परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं और बाहरी ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या की आवधिक पुनरावृत्ति होती है। यह आवर्त नियम का भौतिक अर्थ और तत्वों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता का कारण है।
तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन को बाह्य ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या की आवधिक पुनरावृत्ति और परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं द्वारा समझाया गया है।
परमाणु की संरचना के सिद्धांत ने आवधिक कानून और रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली के विकास में योगदान दिया, उनकी आधुनिक सामग्री का निर्धारण। इसने पदार्थों की आंतरिक संरचना के अध्ययन, नए तत्वों की खोज और उत्पादन को प्रोत्साहन दिया।
आवर्त प्रणाली में तत्वों के नाभिक के आवेश लगातार बढ़ रहे हैं, और साधारण पदार्थों के गुण आवधिक रूप से दोहराए जाते हैं। इसे कैसे समझाएं?
डी. आई. मेंडेलीफ ने देखा कि तत्वों के गुण समय-समय पर उनकी द्रव्यमान संख्या के बढ़ते मूल्यों के साथ दोहराए जाते हैं। उन्होंने उस समय तक खोजे गए 63 तत्वों को रासायनिक और भौतिक गुणों को ध्यान में रखते हुए उनके परमाणु द्रव्यमान को बढ़ाने के क्रम में व्यवस्थित किया। मेंडेलीव का मानना था कि उन्होंने जो आवधिक कानून खोजा वह पदार्थ की आंतरिक संरचना में गहरे पैटर्न का प्रतिबिंब था, उन्होंने तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन के तथ्य को बताया, लेकिन आवधिकता का कारण नहीं पता था।
परमाणु की संरचना के आगे के अध्ययन से पता चला है कि पदार्थों के गुण परमाणुओं के नाभिक के आवेश पर निर्भर करते हैं, और तत्वों को उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के आधार पर व्यवस्थित किया जा सकता है। सरल पदार्थों और उनके यौगिकों के गुण तत्व के परमाणुओं के वैलेंस सबलेवल के समय-समय पर दोहराए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करते हैं। इसलिए, "इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग्स" भी "रासायनिक एनालॉग्स" हैं।
आइए हम दूसरे और सातवें समूहों के मुख्य उपसमूहों के तत्वों के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों को लिखें।
दूसरे समूह के तत्वों में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों ns 2 का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक सूत्र होता है। आइए उनके इलेक्ट्रॉनिक फ़ार्मुलों को लिखें:
1s 2 . बनें 2एस 2,
एमजी 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2,
सीए 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4एस 2,
क्रमांक 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5एस 2.
सातवें समूह के तत्वों में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का एक सामान्य इलेक्ट्रॉनिक सूत्र होता है एनएस 2 एनपी 5, और पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक सूत्र इस तरह दिखते हैं:
एफ 1एस 2 2एस 2 2पी 5 ,
सीएल 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 5 ,
ब्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4एस 2 3डी 10 4p5 ,
मैं 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5एस 2 4डी 10 5p5 .
इसलिए, एक ही समूह के तत्वों के लिए परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचनाएं समय-समय पर दोहराई जाती हैं, इसलिए उनके गुणों को समय-समय पर दोहराया जाता है, क्योंकि वे मुख्य रूप से वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करते हैं। एक ही समूह के तत्वों में सामान्य गुण होते हैं, लेकिन अंतर भी होते हैं। यह इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि यद्यपि परमाणुओं में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की एक ही इलेक्ट्रॉनिक संरचना होती है, ये इलेक्ट्रॉन नाभिक से अलग-अलग दूरी पर स्थित होते हैं, नाभिक के प्रति उनके आकर्षण का बल समय-समय पर संक्रमण के दौरान कमजोर हो जाता है, परमाणु त्रिज्या बढ़ जाती है, संयोजकता इलेक्ट्रॉन अधिक गतिशील हो जाते हैं, जो पदार्थों के गुणों को प्रभावित करते हैं।
41. आवधिक प्रणाली में जर्मेनियम, सीज़ियम और टेक्नेटियम की स्थिति के आधार पर, निम्नलिखित यौगिकों के लिए सूत्र बनाएं: मेटा और ऑर्थोजर्मेनिक एसिड, सीज़ियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट और टेक्नेटियम ऑक्साइड, जो इसकी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था के अनुरूप है। इन यौगिकों के संरचनात्मक सूत्र बनाइए।
42. आयनन ऊर्जा क्या है? इसे किन इकाइयों में व्यक्त किया जाता है? आवधिक प्रणाली के समूहों में s- और p-तत्वों की घटती गतिविधि क्रम संख्या बढ़ने के साथ कैसे बदलती है? क्यों?
43. विद्युत ऋणात्मकता क्या है? आवर्त प्रणाली के समूह में दूसरे और तीसरे आवर्त में तत्वों की वैद्युतीयऋणात्मकता बढ़ती क्रम संख्या के साथ कैसे बदलती है?
44. आवर्त प्रणाली में जर्मेनियम, मोलिब्डेनम और रेनियम की स्थिति के आधार पर, निम्नलिखित यौगिकों के सकल सूत्र बनाते हैं: जर्मेनियम, रेनियम एसिड और मोलिब्डेनम ऑक्साइड का हाइड्रोजन यौगिक, इसकी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था के अनुरूप। इन यौगिकों के संरचनात्मक सूत्र बनाइए।
45. इलेक्ट्रॉन बंधुता क्या है? इसे किन इकाइयों में व्यक्त किया जाता है? क्रम संख्या में वृद्धि के साथ आवर्त प्रणाली के एक आवर्त और समूह में अधातुओं की ऑक्सीडेटिव गतिविधि कैसे बदलती है? संबंधित तत्व के परमाणु की संरचना द्वारा अपने उत्तर की पुष्टि कीजिए।
46. आवर्त प्रणाली के तीसरे आवर्त के तत्वों के ऑक्साइडों तथा हाइड्रॉक्साइडों के लिए उनके उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था के अनुरूप सूत्र बनाइए। सोडियम से क्लोरीन में जाने पर इन यौगिकों की रासायनिक प्रकृति कैसे बदलती है?
47. चौथे आवर्त के कौन से तत्व - वैनेडियम या आर्सेनिक - में अधिक स्पष्ट धात्विक गुण हैं? कौन सा तत्व हाइड्रोजन के साथ गैसीय यौगिक बनाता है? इन तत्वों के परमाणुओं की संरचना के आधार पर अपने उत्तर की पुष्टि कीजिए।
48. कौन से तत्व हाइड्रोजन के साथ गैसीय यौगिक बनाते हैं? ये तत्व आवर्त सारणी के किन समूहों में हैं? क्लोरीन, टेल्यूरियम और सुरमा के हाइड्रोजन और ऑक्सीजन यौगिकों के लिए उनके निम्नतम और उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था के अनुरूप सूत्र बनाएं।
49. चौथे आवर्त के किस तत्व - क्रोमियम या सेलेनियम - में अधिक स्पष्ट धात्विक गुण हैं? इनमें से कौन सा तत्व हाइड्रोजन के साथ गैसीय यौगिक बनाता है? क्रोमियम और सेलेनियम के परमाणुओं की संरचना से अपने उत्तर को प्रेरित करें।
50. क्लोरीन, सल्फर, नाइट्रोजन और कार्बन की सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था क्या है? क्यों? इन तत्वों के साथ एल्यूमीनियम यौगिकों के लिए उनके ऑक्सीकरण अवस्था में सूत्र लिखें। संबंधित यौगिकों के नाम क्या हैं?
51. आवधिक प्रणाली के पांचवें समूह के पी-तत्वों में से कौन सा - फास्फोरस या सुरमा - में गैर-धातु गुण अधिक स्पष्ट हैं? इन तत्वों का कौन-सा हाइड्रोजन यौगिक प्रबल अपचायक है? इन तत्वों के परमाणु की संरचना द्वारा अपने उत्तर की पुष्टि कीजिए।
52. आवर्त प्रणाली में धातु की स्थिति के आधार पर प्रश्न का तर्कपूर्ण उत्तर दीजिए; दो हाइड्रॉक्साइड में से कौन सा मजबूत आधार है: बा (ओएच) 2 या एमजी (ओएच) 2; सीए (ओएच) 2 या फे (ओएच) 2; सीडी (ओएच) 2 या सीनियर (ओएच) 2?
53. मैंगनीज धात्विक गुण और क्लोरीन अधातु क्यों प्रदर्शित करता है? इन तत्वों के परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना द्वारा अपने उत्तर को प्रेरित करें। क्लोरीन और मैंगनीज के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के सूत्र लिखिए।
54. हाइड्रोजन, फ्लोरीन, सल्फर और नाइट्रोजन की सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था क्या है? क्यों? इन तत्वों के ऑक्सीकरण अवस्था में कैल्शियम यौगिकों के सूत्र लिखिए। संबंधित यौगिकों के नाम क्या हैं?
55. सिलिकॉन, आर्सेनिक, सेलेनियम और क्लोरीन के निम्नतम और उच्चतम ऑक्सीकरण राज्य क्या हैं? क्यों? इन ऑक्सीकरण अवस्थाओं के संगत इन तत्वों के यौगिकों के सूत्र लिखिए।
56. तत्व किस परिवार से संबंधित हैं, जिसके परमाणुओं में अंतिम इलेक्ट्रॉन 4f- और 5f-कक्षकों में प्रवेश करता है? इनमें से प्रत्येक परिवार में कितने तत्व शामिल हैं?
57. आवधिक प्रणाली में तत्वों के परमाणु द्रव्यमान लगातार बढ़ रहे हैं, जबकि साधारण निकायों के गुण समय-समय पर बदलते रहते हैं। इसे कैसे समझाया जा सकता है?
58. आवर्त नियम का आधुनिक सूत्रीकरण क्या है? बताएं कि तत्वों की आवर्त सारणी में आर्गन, कोबाल्ट, टेल्यूरियम और थोरियम को क्रमशः पोटेशियम, निकल, आयोडीन और प्रोटैक्टीनियम से पहले क्यों रखा जाता है, हालांकि उनका एक बड़ा परमाणु द्रव्यमान होता है?
59. कार्बन, फास्फोरस, सल्फर और आयोडीन के निम्नतम और उच्चतम ऑक्सीकरण राज्य क्या हैं? क्यों? इन ऑक्सीकरण अवस्थाओं के संगत इन तत्वों के यौगिकों के सूत्र लिखिए।
