Se a tabela periódica parece difícil para você entender, você não está sozinho! Embora possa ser difícil entender seus princípios, aprender a trabalhar com ele ajudará no estudo das ciências naturais. Para começar, estude a estrutura da tabela e quais informações podem ser aprendidas com ela sobre cada elemento químico. Então você pode começar a explorar as propriedades de cada elemento. E, finalmente, usando a tabela periódica, você pode determinar o número de nêutrons em um átomo de um determinado elemento químico.

Passos

Parte 1

Estrutura da tabela

A tabela periódica, ou tabela periódica dos elementos químicos, começa no canto superior esquerdo e termina no final da última linha da tabela (canto inferior direito). Os elementos na tabela são organizados da esquerda para a direita em ordem crescente de seu número atômico. O número atômico indica quantos prótons existem em um átomo. Além disso, à medida que o número atômico aumenta, a massa atômica também aumenta. Assim, pela localização de um elemento na tabela periódica, você pode determinar sua massa atômica.

1. Como você pode ver, cada próximo elemento contém um próton a mais do que o elemento que o precede. Isso é óbvio quando você olha para os números atômicos. Os números atômicos aumentam em um à medida que você se move da esquerda para a direita. Como os elementos estão organizados em grupos, algumas células da tabela permanecem vazias.

   • Por exemplo, a primeira linha da tabela contém hidrogênio, que tem número atômico 1, e hélio, que tem número atômico 2. No entanto, eles estão em extremidades opostas porque pertencem a grupos diferentes.

2. Aprenda sobre grupos que incluem elementos com propriedades físicas e químicas semelhantes. Os elementos de cada grupo são colocados na coluna vertical correspondente. Como regra, eles são indicados pela mesma cor, o que ajuda a identificar elementos com propriedades físicas e químicas semelhantes e prever seu comportamento. Todos os elementos de um determinado grupo têm o mesmo número de elétrons na camada externa.

   • O hidrogênio pode ser atribuído tanto ao grupo dos metais alcalinos quanto ao grupo dos halogênios. Em algumas tabelas é indicado em ambos os grupos.
   • Na maioria dos casos, os grupos são numerados de 1 a 18, e os números são colocados na parte superior ou inferior da tabela. Os números podem ser dados em algarismos romanos (por exemplo, IA) ou arábicos (por exemplo, 1A ou 1).
   • Ao mover ao longo da coluna de cima para baixo, eles dizem que você está "navegando no grupo".

3. Descubra por que existem células vazias na tabela. Os elementos são ordenados não apenas de acordo com seu número atômico, mas também de acordo com grupos (elementos do mesmo grupo têm propriedades físicas e químicas semelhantes). Isso torna mais fácil entender como um elemento se comporta. No entanto, à medida que o número atômico aumenta, os elementos que se enquadram no grupo correspondente nem sempre são encontrados, portanto, há células vazias na tabela.

   • Por exemplo, as primeiras 3 linhas têm células vazias, pois os metais de transição são encontrados apenas a partir do número atômico 21.
   • Elementos com números atômicos de 57 a 102 pertencem aos elementos terras raras e geralmente são colocados em um subgrupo separado no canto inferior direito da tabela.

4. Cada linha da tabela representa um período. Todos os elementos do mesmo período têm o mesmo número de orbitais atômicos nos quais os elétrons estão localizados nos átomos. O número de orbitais corresponde ao número do período. A tabela contém 7 linhas, ou seja, 7 períodos.

   • Por exemplo, os átomos dos elementos do primeiro período têm um orbital e os átomos dos elementos do sétimo período têm 7 orbitais.
   • Como regra, os períodos são indicados por números de 1 a 7 à esquerda da tabela.
   • À medida que você se move ao longo de uma linha da esquerda para a direita, diz-se que você está "percorrendo um período".

5. Aprenda a distinguir entre metais, metalóides e não metais. Você entenderá melhor as propriedades de um elemento se puder determinar a que tipo ele pertence. Por conveniência, na maioria das tabelas, metais, metalóides e não metais são indicados por cores diferentes. Os metais estão à esquerda e os não metais estão à direita da mesa. Metalóides estão localizados entre eles.

   Parte 2

   Designações de elementos

   1. Cada elemento é designado por uma ou duas letras latinas. Como regra, o símbolo do elemento é mostrado em letras grandes no centro da célula correspondente. Um símbolo é um nome abreviado para um elemento que é o mesmo na maioria dos idiomas. Ao fazer experimentos e trabalhar com equações químicas, os símbolos dos elementos são comumente usados, por isso é útil lembrá-los.

      • Normalmente, os símbolos dos elementos são uma abreviação de seu nome latino, embora para alguns, especialmente os elementos descobertos recentemente, eles sejam derivados do nome comum. Por exemplo, o hélio é denotado pelo símbolo He, que é próximo ao nome comum na maioria dos idiomas. Ao mesmo tempo, o ferro é designado como Fe, que é uma abreviação de seu nome latino.

   2. Preste atenção ao nome completo do elemento, se for fornecido na tabela. Este "nome" do elemento é usado em textos normais. Por exemplo, "hélio" e "carbono" são os nomes dos elementos. Normalmente, embora nem sempre, os nomes completos dos elementos são dados sob seu símbolo químico.

      • Às vezes, os nomes dos elementos não são indicados na tabela e apenas seus símbolos químicos são fornecidos.

   3. Encontre o número atômico. Normalmente, o número atômico de um elemento está localizado no topo da célula correspondente, no meio ou no canto. Também pode aparecer abaixo do símbolo ou nome do elemento. Os elementos têm números atômicos de 1 a 118.

      • O número atômico é sempre um número inteiro.

   4. Lembre-se que o número atômico corresponde ao número de prótons em um átomo. Todos os átomos de um elemento contêm o mesmo número de prótons. Ao contrário dos elétrons, o número de prótons nos átomos de um elemento permanece constante. Caso contrário, outro elemento químico teria surgido!

      • O número atômico de um elemento também pode ser usado para determinar o número de elétrons e nêutrons em um átomo.

   5. Normalmente, o número de elétrons é igual ao número de prótons. A exceção é o caso quando o átomo é ionizado. Os prótons têm carga positiva e os elétrons têm carga negativa. Como os átomos são geralmente neutros, eles contêm o mesmo número de elétrons e prótons. No entanto, um átomo pode ganhar ou perder elétrons, caso em que se torna ionizado.

      • Os íons têm uma carga elétrica. Se houver mais prótons no íon, ele terá uma carga positiva; nesse caso, um sinal de mais será colocado após o símbolo do elemento. Se um íon contém mais elétrons, ele tem uma carga negativa, que é indicada por um sinal de menos.
      • Os sinais de mais e menos são omitidos se o átomo não for um íon.

Silício(lat. Silício), Si, um elemento químico do grupo IV do sistema periódico de Mendeleev; número atômico 14, massa atômica 28.086. Na natureza, o elemento é representado por três isótopos estáveis: 28 Si (92,27%), 29 Si (4,68%) e 30 Si (3,05%).

Referência histórica. Os compostos K., amplamente distribuídos na Terra, são conhecidos pelo homem desde a Idade da Pedra. O uso de ferramentas de pedra para trabalho e caça continuou por vários milênios. O uso de compostos K. associados ao seu processamento é a fabricação vidro começou por volta de 3000 aC. e. (no antigo Egito). O composto K. mais antigo conhecido é o dióxido de SiO2 (sílica). No século 18 a sílica era considerada um corpo simples e referido como "terras" (o que se reflete em seu nome). A complexidade da composição da sílica foi estabelecida por I. Ya. Berzelius. Em 1825, foi também o primeiro a obter K. elementar a partir de fluoreto de silício SiF 4 , reduzindo este último com potássio metálico. O novo elemento recebeu o nome de "silício" (do latim silex - pederneira). O nome russo foi introduzido por G.I. Hess em 1834.

distribuição na natureza. Em termos de prevalência na crosta terrestre, o oxigênio é o segundo elemento (depois do oxigênio), seu conteúdo médio na litosfera é de 29,5% (em peso). O carbono desempenha o mesmo papel primário na crosta terrestre que o carbono desempenha nos reinos animal e vegetal. Para a geoquímica do oxigênio, sua ligação excepcionalmente forte com o oxigênio é importante. Cerca de 12% da litosfera é sílica SiO 2 na forma de um mineral quartzo e suas variedades. 75% da litosfera é composta por vários silicatos e aluminossilicatos(feldspatos, micas, anfibólios, etc.). O número total de minerais contendo sílica excede 400 (ver Fig. minerais de sílica).

Durante os processos magmáticos, ocorre uma fraca diferenciação da rocha: acumula-se tanto em granitóides (32,3%) quanto em rochas ultrabásicas (19%). Em altas temperaturas e alta pressão, a solubilidade do SiO 2 aumenta. Também pode migrar com o vapor d'água, portanto, os pegmatitos de veios hidrotermais são caracterizados por concentrações significativas de quartzo, com o qual estão frequentemente associados elementos minerais (ouro-quartzo, quartzo-cassiterita e outros veios).

Propriedades físicas e químicas. K. forma cristais cinza-escuros com brilho metálico, com rede cúbica de face centrada do tipo diamante com ponto uma= 5,431Å, densidade 2,33 g/cm3. Em pressões muito altas, uma nova modificação (aparentemente hexagonal) com uma densidade de 2,55 g/cm3. K. funde a 1417°C, entra em ebulição a 2600°C. Capacidade de calor específico (a 20-100°C) 800 j/(kg× Para), ou 0,191 cal/(G× saudação); a condutividade térmica mesmo para as amostras mais puras não é constante e está na faixa (25°C) 84-126 Ter/(m× Para), ou 0,20-0,30 cal/(cm× segundo× saudação). Coeficiente de temperatura de expansão linear 2,33×10 -6 K -1 ; abaixo de 120K torna-se negativo. K. é transparente aos raios infravermelhos de ondas longas; índice de refração (para l =6 µm) 3,42; constante dielétrica 11.7. K. diamagnética, suscetibilidade magnética atômica -0,13×10 -6. Dureza K. de acordo com Mohs 7.0, de acordo com Brinell 2.4 Gn/m2 (240 kgf/mm2), módulo de elasticidade 109 Gn/m2 (10890 kgf/mm2), fator de compressibilidade 0,325×10-6 cm2/kg. K. material frágil; a deformação plástica perceptível começa a temperaturas acima de 800°C.

K. é um semicondutor cada vez mais utilizado. As propriedades elétricas de K. dependem muito fortemente de impurezas. A resistência elétrica do volume específico intrínseco de K. à temperatura ambiente é assumida como 2,3 × 10 3 ohm× m(2,3 × 10 5 ohm× cm).

Semicondutor K. com condutividade R-tipo (aditivos B, Al, In ou Ga) e n-tipo (aditivos P, Bi, As ou Sb) tem uma resistência significativamente menor. O band gap de acordo com as medições elétricas é de 1,21 ev em 0 Para e diminui para 1,119 ev em 300 Para.

De acordo com a posição de K. no sistema periódico de Mendeleev, 14 elétrons do átomo K. são distribuídos em três camadas: na primeira (do núcleo) 2 elétrons, na segunda 8, na terceira (valência) 4; configuração da camada eletrônica 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2(cm. Átomo). Potenciais de ionização sucessivos ( ev): 8.149; 16,34; 33,46 e 45,13. Raio atômico 1,33Å, raio covalente 1,17Å, raios iônicos Si 4+ 0,39Å, Si 4- 1,98Å.

Nos compostos K. (semelhante ao carbono) é 4-valente. No entanto, ao contrário do carbono, o cálcio, juntamente com um número de coordenação 4, apresenta um número de coordenação 6, o que é explicado pelo grande volume de seu átomo (os fluoretos de silicone contendo o grupo 2- são um exemplo desses compostos).

A ligação química do átomo de K com outros átomos é geralmente realizada devido a orbitais sp 3 híbridos, mas também é possível envolver dois de seus cinco (vagos) 3 d- orbitais, especialmente quando K. é de seis coordenadas. Tendo um baixo valor de eletronegatividade de 1,8 (contra 2,5 para carbono; 3,0 para nitrogênio, etc.), K. em compostos com não-metais é eletropositivo, e esses compostos são de natureza polar. Grande energia de ligação com oxigênio Si-O, igual a 464 kJ/mol(111 kcal/mol), determina a resistência de seus compostos de oxigênio (SiO 2 e silicatos). A energia de ligação Si-Si é baixa, 176 kJ/mol (42 kcal/mol); ao contrário do carbono, a formação de cadeias longas e uma dupla ligação entre os átomos de Si não é característica do carbono. Devido à formação de uma película protetora de óxido, o oxigênio é estável no ar mesmo em temperaturas elevadas. Oxida em oxigênio a partir de 400°C, formando dióxido de silício SiO2. Também conhecido é o monóxido SiO, que é estável a altas temperaturas na forma de gás; como resultado do resfriamento rápido, um produto sólido pode ser obtido, que se decompõe facilmente em uma mistura fina de Si e SiO 2 . K. é resistente a ácidos e se dissolve apenas em uma mistura de ácidos nítrico e fluorídrico; dissolve-se facilmente em soluções alcalinas quentes com evolução de hidrogênio. K. reage com flúor à temperatura ambiente, com outros halogênios - quando aquecido para formar compostos da fórmula geral SiX 4 (ver. Haletos de silício). O hidrogênio não reage diretamente com o oxigênio, e hidrogênios de silício(silanos) são obtidos por decomposição de silicídios (veja abaixo). Hidrogênios de silício são conhecidos de SiH 4 a Si 8 H 18 (semelhante em composição a hidrocarbonetos saturados). K. forma 2 grupos de silanos contendo oxigênio - siloxanos e siloxenos. K. reage com nitrogênio em temperaturas acima de 1000°C. De grande importância prática é o nitreto de Si 3 N 4, que não oxida no ar mesmo a 1200°C, é resistente a ácidos (exceto ácido nítrico) e álcalis, bem como a metais fundidos e escórias, o que o torna um material valioso para a indústria química, para a produção de refratários, etc. Alta dureza, bem como resistência térmica e química, são distinguidos por compostos de K. com carbono ( carboneto de silício SiC) e com boro (SiB 3, SiB 6, SiB 12). Quando aquecido, K. reage (na presença de catalisadores metálicos, como cobre) com compostos organoclorados (por exemplo, com CH 3 Cl) para formar organohalossilanos [por exemplo, Si (CH 3) 3 CI], que são usados ​​para a síntese de inúmeras compostos de organossilício.

K. forma compostos com quase todos os metais - silicatos(nenhum composto foi encontrado apenas com Bi, Tl, Pb, Hg). Foram obtidos mais de 250 silicetos, cuja composição (MeSi, MeSi 2 , Me 5 Si 3 , Me 3 Si, Me 2 Si, etc.) geralmente não corresponde às valências clássicas. Os silicatos distinguem-se pela sua infusibilidade e dureza; ferrosilício é da maior importância prática (um agente redutor na fundição de ligas especiais, ver Ferroligas) e silicieto de molibdênio MoSi 2 (aquecedores de fornos elétricos, pás de turbinas a gás, etc.).

Recebimento e aplicação. K. de pureza técnica (95-98%) são obtidos em arco elétrico pela redução de sílica SiO 2 entre eletrodos de grafite. Em conexão com o desenvolvimento da tecnologia de semicondutores, foram desenvolvidos métodos para obter potássio puro e especialmente puro, o que requer a síntese preliminar dos compostos de partida mais puros de potássio, dos quais o potássio é extraído por redução ou decomposição térmica.

O semicondutor puro K. é obtido em duas formas: policristalino (por redução de SiCI 4 ou SiHCl 3 com zinco ou hidrogênio, decomposição térmica de Sil 4 e SiH 4) e monocristalino (por fusão de zona sem cadinho e "puxando" um monocristal de K. fundido - o método de Czochralski).

O K. especialmente ligado é amplamente utilizado como material para a fabricação de dispositivos semicondutores (transistores, termistores, retificadores de potência, diodos controláveis ​​- tiristores; fotocélulas solares usadas em espaçonaves, etc.). Como K é transparente para raios com comprimento de onda de 1 a 9 mícron,é usado em óptica infravermelha (veja também Quartzo).

K. tem campos de aplicação diversos e em constante expansão. Na metalurgia, o oxigênio é usado para remover o oxigênio dissolvido em metais fundidos (desoxidação). K. é parte integrante de um grande número de ligas de ferro e metais não ferrosos. K. Geralmente confere às ligas maior resistência à corrosão, melhora suas propriedades de fundição e aumenta a resistência mecânica; porém, com maior teor de K., pode causar fragilidade. As ligas de ferro, cobre e alumínio contendo ácido sulfúrico são de grande importância, sendo que uma quantidade crescente de ácido sulfúrico é utilizada para a síntese de compostos organossilícios e silicídios. Sílica e muitos silicatos (argilas, feldspatos, micas, talcos, etc.) são processados ​​pelo vidro, cimento, cerâmica, engenharia elétrica e outros ramos da indústria.

V.P. Barzakovsky.

O silício no corpo é encontrado na forma de vários compostos, que estão envolvidos principalmente na formação de partes e tecidos esqueléticos sólidos. Certas plantas marinhas (por exemplo, diatomáceas) e animais (por exemplo, esponjas com chifres de silício e radiolários) podem acumular quantidades especialmente grandes de oxigênio, formando depósitos espessos de dióxido de silício no fundo do oceano quando morrem. Nos mares e lagos frios predominam os lodos biogênicos enriquecidos com cálcio; nos mares tropicais, predominam os lodos calcários com baixo teor de cálcio. Nos vertebrados, o teor de dióxido de silício em substâncias de cinzas é de 0,1 a 0,5%. Em maiores quantidades, K. é encontrado no tecido conjuntivo denso, rins e pâncreas. A dieta humana diária contém até 1 G K. Com um alto teor de pó de dióxido de silício no ar, ele entra nos pulmões de uma pessoa e causa doenças - silicose.

V.V. Kovalsky.

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Como usar a tabela periódica? Para uma pessoa não iniciada, ler a tabela periódica é o mesmo que olhar as antigas runas dos elfos para um anão. E a tabela periódica pode dizer muito sobre o mundo.

Além de atendê-lo no exame, também é simplesmente indispensável para resolver um grande número de problemas químicos e físicos. Mas como lê-lo? Felizmente, hoje todos podem aprender esta arte. Neste artigo, mostraremos como entender a tabela periódica.

O sistema periódico de elementos químicos (tabela de Mendeleev) é uma classificação de elementos químicos que estabelece a dependência de várias propriedades dos elementos da carga do núcleo atômico.

História da criação da Mesa

Dmitri Ivanovich Mendeleev não era um simples químico, se alguém pensa assim. Foi químico, físico, geólogo, metrologista, ecologista, economista, petroleiro, aeronauta, fabricante de instrumentos e professor. Durante sua vida, o cientista conseguiu realizar muitas pesquisas fundamentais em vários campos do conhecimento. Por exemplo, acredita-se amplamente que foi Mendeleev quem calculou a força ideal da vodka - 40 graus.

Não sabemos como Mendeleev tratou a vodka, mas sabe-se com certeza que sua dissertação sobre o tema “Discurso sobre a combinação de álcool com água” não tinha nada a ver com vodka e considerava concentrações de álcool a partir de 70 graus. Com todos os méritos do cientista, a descoberta da lei periódica dos elementos químicos - uma das leis fundamentais da natureza, trouxe-lhe a maior fama.

Existe uma lenda segundo a qual o cientista sonhou com o sistema periódico, após o qual ele só teve que finalizar a ideia que havia aparecido. Mas, se tudo fosse tão simples... Esta versão da criação da tabela periódica, aparentemente, não passa de uma lenda. Quando perguntado como a mesa foi aberta, o próprio Dmitry Ivanovich respondeu: “ Estou pensando nisso há talvez vinte anos, e você pensa: sentei-me e de repente ... está pronto. ”

Em meados do século XIX, tentativas de racionalizar os elementos químicos conhecidos (63 elementos eram conhecidos) foram realizadas simultaneamente por vários cientistas. Por exemplo, em 1862 Alexandre Émile Chancourtois colocou os elementos ao longo de uma hélice e observou a repetição cíclica de propriedades químicas.

O químico e músico John Alexander Newlands propôs sua versão da tabela periódica em 1866. Um fato interessante é que no arranjo dos elementos o cientista tentou descobrir alguma harmonia musical mística. Entre outras tentativas estava a tentativa de Mendeleev, que foi coroada de sucesso.

Em 1869, foi publicado o primeiro esquema da tabela, e o dia 1º de março de 1869 é considerado o dia da descoberta da lei periódica. A essência da descoberta de Mendeleev foi que as propriedades dos elementos com massa atômica crescente não mudam monotonamente, mas periodicamente.

A primeira versão da tabela continha apenas 63 elementos, mas Mendeleev tomou várias decisões muito fora do padrão. Então, ele adivinhou deixar um lugar na tabela para elementos ainda não descobertos, e também mudou as massas atômicas de alguns elementos. A correção fundamental da lei derivada por Mendeleev foi confirmada logo após a descoberta do gálio, escândio e germânio, cuja existência foi prevista pelos cientistas.

Visão moderna da tabela periódica

Abaixo está a tabela propriamente dita.

Hoje, em vez de peso atômico (massa atômica), o conceito de número atômico (o número de prótons no núcleo) é usado para ordenar os elementos. A tabela contém 120 elementos, que são organizados da esquerda para a direita em ordem crescente de número atômico (número de prótons)

As colunas da tabela são os chamados grupos e as linhas são períodos. Existem 18 grupos e 8 períodos na tabela.

1. As propriedades metálicas dos elementos diminuem ao se mover ao longo do período da esquerda para a direita e aumentam na direção oposta.
2. As dimensões dos átomos diminuem à medida que se movem da esquerda para a direita ao longo dos períodos.
3. Ao passar de cima para baixo no grupo, as propriedades metálicas redutoras aumentam.
4. As propriedades oxidantes e não metálicas aumentam ao longo do período da esquerda para a direita.

O que aprendemos sobre o elemento da tabela? Por exemplo, vamos pegar o terceiro elemento da tabela - lítio e considerá-lo em detalhes.

Em primeiro lugar, vemos o símbolo do próprio elemento e seu nome abaixo dele. No canto superior esquerdo está o número atômico do elemento, na ordem em que o elemento está localizado na tabela. O número atômico, como já mencionado, é igual ao número de prótons no núcleo. O número de prótons positivos é geralmente igual ao número de elétrons negativos em um átomo (com exceção dos isótopos).

A massa atômica é indicada sob o número atômico (nesta versão da tabela). Se arredondarmos a massa atômica para o número inteiro mais próximo, obtemos o chamado número de massa. A diferença entre o número de massa e o número atômico dá o número de nêutrons no núcleo. Assim, o número de nêutrons em um núcleo de hélio é dois e no lítio - quatro.

Então nosso curso "A Mesa de Mendeleev para Leigos" terminou. Em conclusão, convidamos você a assistir a um vídeo temático, e esperamos que a questão de como usar a tabela periódica de Mendeleev tenha ficado mais clara para você. Lembramos que aprender um novo assunto é sempre mais eficaz não sozinho, mas com a ajuda de um mentor experiente. É por isso que você nunca deve esquecer o serviço ao aluno, que terá prazer em compartilhar seus conhecimentos e experiências com você.

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