Mendelejevin ensimmäinen jaksollinen järjestelmä. D.I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

Jaksollisen järjestelmän käyttäminen Asiattomalle ihmiselle jaksollisen järjestelmän lukeminen on sama asia kuin kääpiön muinaisten haltioiden riimujen katsominen. Ja jaksollinen taulukko muuten, jos sitä käytetään oikein, voi kertoa paljon maailmasta. Sen lisäksi, että se palvelee sinua kokeessa, se on myös yksinkertaisesti välttämätön lukuisten kemiallisten ja fysikaalisten ongelmien ratkaisemisessa. Mutta kuinka se luetaan? Onneksi nykyään jokainen voi oppia tämän taiteen. Tässä artikkelissa kerromme sinulle, kuinka ymmärtää jaksollinen taulukko.

Kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä (Mendelejevin taulukko) on kemiallisten alkuaineiden luokitus, joka määrittää alkuaineiden eri ominaisuuksien riippuvuuden atomiytimen varauksesta.

Taulukon luomisen historia

Dmitri Ivanovitš Mendelejev ei ollut yksinkertainen kemisti, jos joku niin luulee. Hän oli kemisti, fyysikko, geologi, metrologi, ekologi, ekonomisti, öljymies, lentonautti, instrumenttien valmistaja ja opettaja. Elämänsä aikana tiedemies onnistui suorittamaan paljon perustutkimusta eri tiedon aloilla. Esimerkiksi laajalti uskotaan, että Mendelejev laski vodkan ihanteellisen vahvuuden - 40 astetta. Emme tiedä, kuinka Mendelejev kohteli vodkaa, mutta tiedetään varmasti, että hänen väitöskirjallaan aiheesta "Keskustelu alkoholin ja veden yhdistelmästä" ei ollut mitään tekemistä vodkan kanssa ja se käsitteli alkoholipitoisuuksia 70 astetta. Kaikilla tiedemiehen ansioilla kemiallisten alkuaineiden jaksollisen lain löytäminen - yksi luonnon peruslakeista - toi hänelle laajimman maineen.

On olemassa legenda, jonka mukaan tiedemies unelmoi jaksollisesta järjestelmästä, jonka jälkeen hänen piti vain viimeistellä ilmestynyt idea. Mutta jos kaikki olisi niin yksinkertaista .. Tämä jaksollisen järjestelmän luomisen versio ei ilmeisesti ole muuta kuin legenda. Kun kysyttiin, kuinka pöytä avattiin, Dmitri Ivanovich itse vastasi: " Olen ajatellut sitä ehkä kaksikymmentä vuotta, ja sinä ajattelet: Istuin ja yhtäkkiä ... se on valmis.

Yhdeksännentoista vuosisadan puolivälissä useat tutkijat yrittivät samanaikaisesti virtaviivaistaa tunnettuja kemiallisia alkuaineita (tunnettiin 63 alkuainetta). Esimerkiksi vuonna 1862 Alexandre Emile Chancourtois sijoitti elementit kierteeseen ja havaitsi kemiallisten ominaisuuksien syklisen toistumisen. Kemisti ja muusikko John Alexander Newlands ehdotti versionsa jaksollisesta taulukosta vuonna 1866. Mielenkiintoinen tosiasia on, että elementtien järjestelyssä tiedemies yritti löytää mystistä musiikillista harmoniaa. Muiden yritysten joukossa oli Mendelejevin yritys, joka kruunasi menestyksen.

Vuonna 1869 julkaistiin taulukon ensimmäinen kaavio, ja 1. maaliskuuta 1869 pidetään jaksollisen lain löytämispäivänä. Mendelejevin löydön ydin oli, että kasvavien atomimassaisten alkuaineiden ominaisuudet eivät muutu monotonisesti, vaan määräajoin. Taulukon ensimmäinen versio sisälsi vain 63 elementtiä, mutta Mendelejev teki useita hyvin epätyypillisiä päätöksiä. Joten hän arvasi jättävänsä taulukossa paikan vielä löytämättömille elementeille ja muutti myös joidenkin alkuaineiden atomimassat. Mendelejevin johdaman lain perustavanlaatuinen oikeellisuus vahvistettiin hyvin pian galliumin, skandiumin ja germaniumin löytämisen jälkeen, joiden olemassaoloa tutkijat ennustivat.

Moderni näkymä jaksollisesta järjestelmästä

Alla on itse taulukko.

Nykyään elementtien järjestykseen käytetään atomipainon (atomimassan) sijaan atomiluvun käsitettä (ytimen protonien lukumäärä). Taulukko sisältää 120 elementtiä, jotka on järjestetty vasemmalta oikealle atomiluvun (protonien lukumäärän) nousevaan järjestykseen.

Taulukon sarakkeet ovat ns. ryhmiä ja rivit pisteitä. Taulukossa on 18 ryhmää ja 8 jaksoa.

  • Elementtien metalliset ominaisuudet heikkenevät siirtyessään jaksoa pitkin vasemmalta oikealle ja lisääntyvät vastakkaiseen suuntaan.
  • Atomien mitat pienenevät niiden liikkuessa vasemmalta oikealle jaksoja pitkin.
  • Ryhmässä ylhäältä alas liikkuessa pelkistävät metalliset ominaisuudet lisääntyvät.
  • Hapettavat ja ei-metalliset ominaisuudet lisääntyvät ajan myötä vasemmalta oikealle. minä

Mitä opimme elementistä taulukosta? Otetaan esimerkiksi taulukon kolmas elementti - litium ja tarkastellaan sitä yksityiskohtaisesti.

Ensinnäkin näemme itse elementin symbolin ja sen nimen sen alla. Vasemmassa yläkulmassa on elementin atominumero siinä järjestyksessä, jossa elementti sijaitsee taulukossa. Ydinluku, kuten jo mainittiin, on yhtä suuri kuin protonien lukumäärä ytimessä. Positiivisten protonien lukumäärä on yleensä yhtä suuri kuin negatiivisten elektronien lukumäärä atomissa (isotooppeja lukuun ottamatta).

Atomimassa ilmoitetaan atominumeron alla (tässä taulukon versiossa). Jos pyöristetään atomimassa lähimpään kokonaislukuun, saadaan ns. massaluku. Massaluvun ja atomiluvun erotus antaa ytimessä olevien neutronien määrän. Siten neutronien lukumäärä heliumytimessä on kaksi ja litiumissa - neljä.

Joten kurssimme "Mendelejevin pöytä tuteille" on päättynyt. Lopuksi kutsumme sinut katsomaan temaattista videota ja toivomme, että kysymys Mendelejevin jaksollisen taulukon käytöstä on tullut sinulle selvemmäksi. Muistutamme, että uuden aineen oppiminen on aina tehokkaampaa, ei yksin, vaan kokeneen mentorin avulla. Siksi sinun ei tule koskaan unohtaa niitä, jotka mielellään jakavat tietonsa ja kokemuksensa kanssasi.

Kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä (Mendelejevin taulukko)- kemiallisten alkuaineiden luokittelu, joka määrittää alkuaineiden eri ominaisuuksien riippuvuuden atomiytimen varauksesta. Järjestelmä on graafinen ilmaus venäläisen kemistin D. I. Mendelejevin vuonna 1869 laatimasta jaksollisesta laista. Sen alkuperäisen version kehitti D. I. Mendelejev vuosina 1869-1871 ja vahvisti alkuaineiden ominaisuuksien riippuvuuden niiden atomipainosta (nykyisin termein atomimassasta). Kaiken kaikkiaan jaksollisen järjestelmän esityksestä on ehdotettu useita satoja muunnelmia (analyyttisiä käyriä, taulukoita, geometrisia kuvioita jne.). Järjestelmän nykyaikaisessa versiossa elementit on tarkoitus pelkistää kaksiulotteiseksi taulukoksi, jossa jokainen sarake (ryhmä) määrittelee tärkeimmät fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ja rivit edustavat tietyssä määrin keskenään samanlaisia ​​jaksoja. .

D.I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

jaksot RIVIT ELEMENTTIRYHMÄT
minä II III IV V VI VII VIII
minä 1 H
1,00795

4,002602
heliumia

II 2 Li
6,9412
Olla
9,01218
B
10,812
Kanssa
12,0108
hiili
N
14,0067
typpeä
O
15,9994
happi
F
18,99840
fluori

20,179
neon

III 3 Na
22,98977
mg
24,305
Al
26,98154
Si
28,086
piitä
P
30,97376
fosfori
S
32,06
rikki
Cl
35,453
kloori

Ar 18
39,948
argon

IV 4 K
39,0983
Ca
40,08
sc
44,9559
Ti
47,90
titaani
V
50,9415
vanadiini
Cr
51,996
kromi
Mn
54,9380
mangaani
Fe
55,847
rauta-
co
58,9332
koboltti
Ni
58,70
nikkeli
Cu
63,546
Zn
65,38
Ga
69,72
Ge
72,59
germanium
Kuten
74,9216
arseeni
Se
78,96
seleeni
Br
79,904
bromi

83,80
krypton

V 5 Rb
85,4678
Sr
87,62
Y
88,9059
Zr
91,22
zirkonium
Huom
92,9064
niobium
Mo
95,94
molybdeeni
Tc
98,9062
teknetium
Ru
101,07
ruteeni
Rh
102,9055
rodium
Pd
106,4
palladium
Ag
107,868
CD
112,41
Sisään
114,82
sn
118,69
tina
Sb
121,75
antimonia
Te
127,60
telluuri
minä
126,9045
jodi

131,30
xenon

VI 6 Cs
132,9054
Ba
137,33
La
138,9
hf
178,49
hafnium
Ta
180,9479
tantaali
W
183,85
volframi
Re
186,207
renium
Os
190,2
osmium
Ir
192,22
iridium
Pt
195,09
platina
Au
196,9665
hg
200,59
Tl
204,37
tallium
Pb
207,2
johtaa
Bi
208,9
vismutti
Po
209
polonium
klo
210
astatiini

222
radon

VII 7 Fr
223
Ra
226,0
AC
227
aktinium × ×
RF
261
rutherfordium
Db
262
dubnium
Sg
266
seaborgium
bh
269
bohrium
hs
269
hassium
Mt
268
meitnerium
Ds
271
darmstadtium
Rg
272

Сn
285

Uut 113
284 ununtrium

Uug
289
ununquadium

Ylös 115
288
unpentium
Uuh 116
293
unungexium
Uus 117
294
ununseptium

Uuo 118

295
ununoctium

La
138,9
lantaani
Ce
140,1
cerium
PR
140,9
praseodyymi
Nd
144,2
neodyymi
pm
145
promethium
sm
150,4
samarium
Eu
151,9
europium
Gd
157,3
gadolinium
Tb
158,9
terbium
Dy
162,5
dysprosium
Ho
164,9
holmium
Er
167,3
erbium
Tm
168,9
tuliumia
Yb
173,0
ytterbium
Lu
174,9
lutetium
AC
227
aktinium
Th
232,0
torium
Pa
231,0
protactinium
U
238,0
Uranus
Np
237
neptunium
Pu
244
plutonium
Olen
243
americium
cm
247
curium
bk
247
berkelium
vrt
251
kalifornium
Es
252
einsteinium
fm
257
fermium
md
258
mendelevium
ei
259
nobelium
lr
262
Lawrencium

Venäläisen kemistin Mendelejevin löydöllä oli (ylivoimaisesti) tärkein rooli tieteen kehityksessä, nimittäin atomi- ja molekyylitieteen kehityksessä. Tämä löytö mahdollisti kaikkein ymmärrettävimpien ja helposti opittavien ideoiden saamisen yksinkertaisista ja monimutkaisista kemiallisista yhdisteistä. Vain taulukon ansiosta meillä on ne käsitteet elementeistä, joita käytämme nykymaailmassa. 1900-luvulla taulukon laatijan osoittama jaksollisen järjestelmän ennakoiva rooli transuraanialkuaineiden kemiallisten ominaisuuksien arvioinnissa ilmeni.

1800-luvulla kehitetty Mendelejevin jaksotaulukko kemian tieteen etujen mukaisesti antoi valmiin systematisoinnin atomityypeistä FYSIIKAN kehittymistä varten 1900-luvulla (atomin ja ytimen fysiikka). atomi). 1900-luvun alussa fyysikot totesivat tutkimuksen avulla, että sarjanumero (alias atomi) on myös tämän alkuaineen atomiytimen sähkövarauksen mitta. Ja jakson numero (eli vaakasuora rivi) määrää atomin elektronikuorten lukumäärän. Kävi myös ilmi, että taulukon pystyrivin numero määrää elementin ulkokuoren kvanttirakenteen (siis saman rivin elementit johtuvat kemiallisten ominaisuuksien samankaltaisuudesta).

Venäläisen tiedemiehen löytö merkitsi uutta aikakautta maailmantieteen historiassa, tämä löytö ei salli ainoastaan ​​valtavan harppauksen tekemistä kemiassa, vaan oli myös korvaamaton monille muille tieteenaloille. Jaksollinen järjestelmä antoi johdonmukaisen tietojärjestelmän alkuaineista, ja sen perusteella oli mahdollista tehdä tieteellisiä johtopäätöksiä ja jopa ennakoida joitain löytöjä.

Jaksollinen järjestelmä Yksi Mendelejevin jaksollisen järjestelmän piirteistä on se, että ryhmällä (taulukon sarakkeella) on merkittävämpiä jaksotrendin ilmauksia kuin jaksoilla tai lohkoilla. Nykyään kvanttimekaniikan ja atomirakenteen teoria selittää elementtien ryhmäolemuksen sillä, että niillä on samat valenssikuorten elektroniset konfiguraatiot, ja sen seurauksena saman sarakkeen sisällä olevilla elementeillä on hyvin samankaltaisia ​​(identtisiä) ominaisuuksia. elektronisen konfiguraation, jolla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet. On myös selvä trendi ominaisuuksien vakaasta muutoksesta atomimassan kasvaessa. On huomattava, että joillakin jaksollisen järjestelmän alueilla (esimerkiksi lohkoissa D ja F) vaakasuuntaiset yhtäläisyydet ovat havaittavampia kuin pystysuorat.

Jaksotaulukko sisältää ryhmiä, joille on annettu sarjanumerot 1-18 (vasemmalta oikealle) kansainvälisen ryhmien nimeämisjärjestelmän mukaisesti. Vanhoina aikoina roomalaisia ​​numeroita käytettiin ryhmien tunnistamiseen. Amerikassa oli tapana laittaa roomalaisen numeron jälkeen kirjain "A", kun ryhmä sijaitsee lohkoissa S ja P, tai kirjaimet "B" - lohkossa D sijaitseville ryhmille. Tuolloin käytetyt tunnisteet ovat sama kuin viimeinen nykyaikaisten osoittimien lukumäärä (esimerkiksi nimi IVB vastaa meidän aikamme 4. ryhmän elementtejä ja IVA on 14. elementtiryhmä). Tuolloin Euroopan maissa käytettiin samanlaista järjestelmää, mutta täällä kirjain "A" viittasi ryhmiin 10 asti ja kirjain "B" - 10 jälkeen. Mutta ryhmillä 8,9,10 oli tunniste VIII yhtenä kolminkertaisena ryhmänä. Nämä ryhmänimet lakkasivat olemasta, kun uusi IUPAC-merkintäjärjestelmä, joka on edelleen käytössä, tuli voimaan vuonna 1988.

Monet ryhmät ovat saaneet perinteisiä ei-systeemisiä nimiä (esimerkiksi "maa-alkalimetallit" tai "halogeenit" ja muita vastaavia nimiä). Ryhmät 3-14 eivät saaneet tällaisia ​​nimiä, koska ne ovat vähemmän samankaltaisia ​​toistensa kanssa ja niillä on vähemmän vertikaalisia kuvioita, niitä kutsutaan yleensä joko numerolla tai ryhmän ensimmäisen elementin nimellä (titaani). , koboltti jne.).

Jaksollisen taulukon samaan ryhmään kuuluvat kemialliset alkuaineet osoittavat tiettyjä elektronegatiivisuuden, atomisäteen ja ionisaatioenergian suuntauksia. Yhdessä ryhmässä ylhäältä alas atomin säde kasvaa, kun energiatasot täyttyvät, elementin valenssielektronit poistuvat ytimestä, samalla kun ionisaatioenergia pienenee ja atomin sidokset heikkenevät, mikä yksinkertaistaa elektronien poistaminen. Myös elektronegatiivisuus pienenee, mikä on seurausta siitä, että ytimen ja valenssielektronien välinen etäisyys kasvaa. Mutta näissä malleissa on myös poikkeuksia, esimerkiksi elektronegatiivisuus kasvaa laskun sijaan ryhmässä 11 ylhäältä alas. Jaksotaulukossa on rivi nimeltä "Jakso".

Ryhmistä on sellaisia, joissa vaakasuuntaiset suunnat ovat tärkeämpiä (toisin kuin muissa, joissa pystysuunnat ovat tärkeämpiä), tällaisia ​​ryhmiä ovat F-lohko, jossa lantanidit ja aktinidit muodostavat kaksi tärkeää vaakasuuntaista sekvenssiä.

Elementit osoittavat tiettyjä kuvioita atomisäteen, elektronegatiivisuuden, ionisaatioenergian ja elektronien affiniteettienergian suhteen. Johtuen siitä, että jokaisella seuraavalla elementillä varattujen hiukkasten lukumäärä kasvaa ja elektronit vetäytyvät ytimeen, atomin säde pienenee suunnassa vasemmalta oikealle, minkä myötä ionisaatioenergia kasvaa, kun ytimeen kasvaa. sidos atomissa, elektronin poistamisen vaikeus kasvaa. Taulukon vasemmalla puolella sijaitseville metalleille on tunnusomaista pienempi elektroniaffiniteettienergian ilmaisin, ja vastaavasti oikealla puolella elektroniaffiniteettienergian ilmaisin, ei-metallien osalta tämä indikaattori on korkeampi (jalokaasuja lukuun ottamatta).

Mendelejevin jaksollisen järjestelmän eri alueet riippuen siitä, millä atomin kuorella viimeinen elektroni on, ja elektronikuoren merkityksen vuoksi sitä on tapana kuvata lohkoina.

S-lohko sisältää kaksi ensimmäistä alkuaineryhmää (alkali- ja maa-alkalimetallit, vety ja helium).
P-lohko sisältää kuusi viimeistä ryhmää, 13-18 (IUPAC:n mukaan tai Amerikassa hyväksytyn järjestelmän mukaan - IIIA - VIIIA), tämä lohko sisältää myös kaikki metalloidit.

Lohko - D, ryhmät 3 - 12 (IUPAC tai amerikkalaiseksi IIIB - IIB), tämä lohko sisältää kaikki siirtymämetallit.
Lohko - F, yleensä otettu pois jaksollisesta järjestelmästä ja sisältää lantanidit ja aktinidit.


Todennäköisesti kaikki teistä ovat nähneet elementtien jaksollisen taulukon. On mahdollista, että hän kummittelee sinua unissasi vielä tänäkin päivänä, tai ehkä hän on sinulle vain visuaalinen tausta, joka koristaa koululuokan seinää. Tässä näennäisesti satunnaisessa solukokoelmassa on kuitenkin paljon enemmän kuin näkee.

Jaksottaisella taulukolla (tai PT:llä, kuten viittaamme siihen ajoittain tässä artikkelissa) sekä sen muodostavilla elementeillä on ominaisuuksia, joita et ehkä ole koskaan arvannut. Tässä on kymmenen tosiasiaa, taulukon luomisesta viimeisten elementtien lisäämiseen, joita useimmat ihmiset eivät tiedä.

10. Mendelejevia autettiin

Jaksollista taulukkoa alettiin käyttää vuodesta 1869 lähtien, jolloin sen laati Dimitri Mendelejev, jolla oli paksu parta. Useimmat ihmiset ajattelevat, että Mendelejev oli ainoa, joka työskenteli tämän pöydän parissa, ja tämän vuoksi hänestä tuli vuosisadan loistavin kemisti. Hänen ponnistelujaan auttoivat kuitenkin useat eurooppalaiset tiedemiehet, jotka antoivat merkittävän panoksen tämän valtavan elementtisarjan valmistumiseen.

Mendelejev tunnetaan laajalti jaksollisen taulukon isänä, mutta taulukon laatiessaan kaikkia taulukon elementtejä ei ollut vielä löydetty. Miten tämä tuli mahdolliseksi? Tiedemiehet ovat kuuluisia hulluudestaan...

9. Äskettäin lisätyt kohteet


Usko tai älä, jaksollinen järjestelmä ei ole juurikaan muuttunut 1950-luvun jälkeen. Kuitenkin 2.12.2016 lisättiin neljä uutta alkuainetta kerralla: nihonium (elementti nro 113), moskovium (elementti nro 115), tennessiini (elementti nro 117) ja oganesson (elementti nro 118). Nämä uudet elementit saivat nimensä vasta kesäkuussa 2016, koska kesti viiden kuukauden asiantuntemuksen ennen kuin ne lisättiin virallisesti PT:hen.

Kolme elementtiä nimettiin niiden kaupunkien tai osavaltioiden mukaan, joista ne saatiin, ja oganesson nimettiin venäläisen ydinfyysikon Juri Oganesjanin mukaan hänen panoksestaan ​​tämän elementin valmistuksessa.

8. Mikä kirjain ei ole taulukossa?


Latinalaisessa aakkosessa on 26 kirjainta ja jokainen niistä on tärkeä. Mendelejev päätti kuitenkin olla huomaamatta tätä. Katso taulukkoa ja kerro minulle, mikä kirjain on epäonninen? Vihje: etsi järjestyksessä ja taivuta sormiasi jokaisen löydetyn kirjaimen jälkeen. Tämän seurauksena löydät "puuttuvan" kirjaimen (jos sinulla on kaikki kymmenen sormea ​​käsissäsi). Arvasinko? Tämä on kirjain numerossa 10, kirjain "J".

Sanotaan, että "yksi" on yksinäisten ihmisten määrä. Joten ehkä meidän pitäisi kutsua kirjainta "J" yksinäisten kirjaimeksi? Mutta tässä on hauska tosiasia: useimmat Yhdysvalloissa vuonna 2000 syntyneet pojat saivat nimet, jotka alkavat tällä kirjaimella. Tämä kirje ei siis jäänyt huomaamatta.

7. Syntetisoidut elementit


Kuten ehkä jo tiedät, jaksollisessa taulukossa on nykyään 118 elementtiä. Voitko arvata, kuinka monta näistä 118 alkuaineesta saatiin laboratoriossa? Koko luettelosta vain 90 alkuainetta löytyy luonnollisissa olosuhteissa.

Onko 28 keinotekoisesti luotua elementtiä mielestäsi paljon? No, ota vain sanani. Niitä on syntetisoitu vuodesta 1937 lähtien, ja tutkijat tekevät niin edelleen. Kaikki nämä elementit löytyvät taulukosta. Katso elementtejä 95-118, kaikki nämä elementit puuttuvat planeetaltamme ja ne syntetisoitiin laboratorioissa. Sama koskee elementtejä, joiden numero on 43, 61, 85 ja 87.

6. 137. elementti


1900-luvun puolivälissä kuuluisa tiedemies nimeltä Richard Feynman antoi melko äänekäs lausunnon, joka syöksyi koko planeettamme tieteellisen maailman hämmästyksiin. Hänen mukaansa, jos koskaan löydämme 137. alkuaineen, emme pysty määrittämään protonien ja neutronien määrää siinä. Luku 1/137 on merkittävä siinä mielessä, että se on hienorakennevakion arvo, joka kuvaa todennäköisyyttä, että elektroni absorboi tai emittoi fotonin. Teoreettisesti elementissä #137 pitäisi olla 137 elektronia ja 100 %:n todennäköisyys absorboida fotoni. Sen elektronit pyörivät valon nopeudella. Vielä uskomattomampaa on, että elementin 139 elektronien täytyy pyöriä valonnopeutta nopeammin ollakseen olemassa.

Oletko jo kyllästynyt fysiikkaan? Saatat olla kiinnostunut tietämään, että numero 137 yhdistää kolme tärkeää fysiikan aluetta: valonnopeuden teorian, kvanttimekaniikan ja sähkömagnetismin. 1900-luvun alusta lähtien fyysikot ovat spekuloineet, että numero 137 voisi olla perusta suurelle yhtenäiselle teorialle, joka kattaisi kaikki kolme yllä olevaa aluetta. Kieltämättä tämä kuulostaa yhtä uskomattomalta kuin legendat UFOista ja Bermudan kolmiosta.

5. Mitä nimistä voidaan sanoa?


Lähes kaikilla elementtien nimillä on jokin merkitys, vaikka se ei ole heti selvää. Uusien elementtien nimet eivät ole mielivaltaisia. Nimeäisin elementin ensimmäisenä mieleeni tulevana sanana. Esimerkiksi "kerflump". Minusta se on hyvä.

Tyypillisesti elementtien nimet kuuluvat johonkin viidestä pääluokasta. Ensimmäinen on kuuluisien tiedemiesten nimet, klassinen versio on einsteinium. Lisäksi elementeille voidaan antaa nimiä sen perusteella, missä ne on alun perin tallennettu, kuten germanium, americium, gallium jne. Planeettojen nimiä käytetään vaihtoehtona. Alkuaine uraani löydettiin ensimmäisen kerran pian Uranus-planeetan löytämisen jälkeen. Elementeillä voi olla mytologiaan liittyviä nimiä, kuten titaani, joka on nimetty antiikin Kreikan titaanien mukaan, ja torium, joka on nimetty pohjoismaisen ukkonen jumalan mukaan (tai tähtien "kostaja", kumpi haluat).

Ja lopuksi, on olemassa nimiä, jotka kuvaavat elementtien ominaisuuksia. Argon tulee kreikan sanasta "argos", joka tarkoittaa "laiska" tai "hidas". Nimi viittaa oletukseen, että tämä kaasu ei ole aktiivinen. Bromi on toinen alkuaine, jonka nimi tulee kreikan sanasta. "Bromos" tarkoittaa "hajua" ja tämä kuvaa bromin hajua melko tarkasti.

4. Oliko taulukon luominen "oivallus"


Jos rakastat korttipelejä, tämä tosiasia on sinua varten. Mendelejevin täytyi jotenkin järjestää kaikki elementit ja löytää järjestelmä tätä varten. Luonnollisesti luokittain taulukon luomiseksi hän kääntyi pasianssiin (no, mitä muuta?) Mendelejev kirjoitti jokaisen elementin atomipainon erilliselle kortille ja jatkoi sitten kehittyneen pasianssin asettamista. Hän pinoi elementit niiden erityisominaisuuksien mukaan ja järjesti ne sitten kuhunkin sarakkeeseen niiden atomipainon mukaan.

Monet ihmiset eivät edes osaa tehdä tavallista pasianssia, joten tämä pasianssi on vaikuttava. Mitä tapahtuu seuraavaksi? Ehkä joku shakin avulla mullistaa astrofysiikan tai luo raketin, joka pystyy lentämään galaksin laitamille. Näyttää siltä, ​​​​että tämä ei ole epätavallista, koska Mendelejev onnistui saamaan niin loistavan tuloksen vain tavallisten pelikorttipakan avulla.

3. Epäonniset inertit kaasut


Muistatko kuinka luokittelimme argonin "laisimmaksi" ja "hitain" elementiksi universumimme historiassa? Näyttää siltä, ​​​​että Mendelejevillä oli samat tunteet. Kun puhdasta argonia hankittiin ensimmäisen kerran vuonna 1894, se ei mahtunut mihinkään taulukon sarakkeeseen, joten ratkaisun etsimisen sijaan tiedemies päätti yksinkertaisesti kieltää sen olemassaolon.

Vieläkin hämmästyttävämpää on, että argon ei ollut ainoa alkuaine, joka kärsi tämän kohtalon. Argonin lisäksi viisi muuta alkuainetta jäi luokittelematta. Tämä vaikutti radoniin, neoniin, kryptoniin, heliumiin ja ksenoniin - ja kaikki kielsivät niiden olemassaolon yksinkertaisesti siksi, että Mendelejev ei löytänyt heille paikkaa taulukosta. Useiden vuosien uudelleenryhmittelyn ja uudelleenluokittelun jälkeen nämä elementit (jota kutsutaan inertiksi kaasuksi) olivat silti tarpeeksi onnekkaita liittyäkseen todellisiksi tunnustettuun arvokkaaseen kerhoon.

2. Atomirakkaus


Neuvoja kaikille niille, jotka pitävät itseään romanttisina. Ota paperikopio jaksollisesta taulukosta ja leikkaa siitä kaikki monimutkaiset ja suhteellisen tarpeettomat keskisarakkeet niin, että sinulla on 8 saraketta jäljellä (saat taulukon "lyhyen" muodon). Taita se ryhmän IV keskelle - niin saat selville, mitkä alkuaineet voivat muodostaa yhdisteitä keskenään.

Elementit, jotka "suutelevat" taitettuna, pystyvät muodostamaan vakaat yhteydet. Näillä elementeillä on toisiaan täydentäviä elektronisia rakenteita ja ne yhdistyvät keskenään. Ja jos se ei ole aitoa rakkautta, kuten Romeo ja Julia tai Shrek ja Fiona, niin en tiedä mitä rakkaus on.

1. Hiilisäännöt


Carbon yrittää olla pelin keskipisteessä. Luulet tietäväsi kaiken hiilestä, mutta et tiedä, se on paljon tärkeämpää kuin uskotkaan. Tiesitkö, että sitä on yli puolessa tunnetuista yhdisteistä? Entä se, että 20 prosenttia kaikkien elävien organismien painosta on hiiltä? Se on todella outoa, mutta valmistaudu: jokainen kehosi hiiliatomi oli kerran osa ilmakehän hiilidioksidin osaa. Hiili ei ole vain planeettamme superelementti, vaan se on neljänneksi runsain alkuaine koko universumissa.

Jos jaksollista taulukkoa verrataan puolueeseen, niin hiili on sen pääjohtaja. Ja näyttää siltä, ​​​​että hän on ainoa, joka osaa järjestää kaiken oikein. No, muun muassa se on kaikkien timanttien pääelementti, joten kaikesta tärkeydestä huolimatta se myös loistaa!

Jos jaksollinen järjestelmä tuntuu vaikealta ymmärtää, et ole yksin! Vaikka sen periaatteiden ymmärtäminen voi olla vaikeaa, sen kanssa työskentelyn oppiminen auttaa luonnontieteiden opiskelussa. Aloita tutkimalla taulukon rakennetta ja mitä tietoja siitä voi oppia kustakin kemiallisesta alkuaineesta. Sitten voit alkaa tutkia kunkin elementin ominaisuuksia. Ja lopuksi jaksollisen taulukon avulla voit määrittää neutronien lukumäärän tietyn kemiallisen alkuaineen atomissa.

Askeleet

Osa 1

Taulukon rakenne

    Jaksollinen järjestelmä tai kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä alkaa vasemmasta yläkulmasta ja päättyy taulukon viimeisen rivin loppuun (oikealla alhaalla). Taulukon elementit on järjestetty vasemmalta oikealle niiden atominumeron mukaan nousevaan järjestykseen. Atomiluku kertoo kuinka monta protonia yhdessä atomissa on. Lisäksi atomiluvun kasvaessa atomimassa kasvaa. Siten elementin sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa voit määrittää sen atomimassan.

    Kuten näet, jokainen seuraava elementti sisältää yhden protonin enemmän kuin sitä edeltävä elementti. Tämä on ilmeistä, kun tarkastellaan atomilukuja. Atomiluvut kasvavat yhdellä, kun siirryt vasemmalta oikealle. Koska elementit on järjestetty ryhmiin, osa taulukon soluista jää tyhjiksi.

    • Esimerkiksi taulukon ensimmäisellä rivillä on vety, jonka atominumero on 1, ja helium, jonka atominumero on 2. Ne ovat kuitenkin vastakkaisissa päissä, koska ne kuuluvat eri ryhmiin.
  1. Opi ryhmistä, jotka sisältävät elementtejä, joilla on samanlaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Kunkin ryhmän elementit sijaitsevat vastaavassa pystysarakkeessa. Yleensä ne on merkitty samalla värillä, mikä auttaa tunnistamaan elementtejä, joilla on samanlaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, ja ennustamaan niiden käyttäytymistä. Kaikilla tietyn ryhmän elementeillä on sama määrä elektroneja ulkokuoressa.

    • Vety voidaan katsoa kuuluvaksi sekä alkalimetallien että halogeenien ryhmään. Joissakin taulukoissa se on merkitty molempiin ryhmiin.
    • Useimmissa tapauksissa ryhmät on numeroitu 1-18 ja numerot sijoitetaan taulukon ylä- tai alaosaan. Numerot voidaan antaa roomalaisin (esim. IA) tai arabialaisin (esim. 1A tai 1) numeroin.
    • Kun liikutaan saraketta pitkin ylhäältä alas, he sanovat, että "selaat ryhmää".
  2. Selvitä, miksi taulukossa on tyhjiä soluja. Alkuaineet on järjestetty paitsi niiden atomiluvun, myös ryhmien mukaan (saman ryhmän alkuaineilla on samanlaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet). Tämä helpottaa elementin käyttäytymisen ymmärtämistä. Kuitenkin atomiluvun kasvaessa vastaavaan ryhmään kuuluvia elementtejä ei aina löydy, joten taulukossa on tyhjiä soluja.

    • Esimerkiksi ensimmäisillä 3 rivillä on tyhjiä soluja, koska siirtymämetalleja löytyy vain atominumerosta 21.
    • Alkuaineet, joiden atominumerot ovat 57-102, kuuluvat harvinaisten maametallien alkuaineisiin, ja ne on yleensä sijoitettu erilliseen alaryhmään taulukon oikeaan alakulmaan.
  3. Jokainen taulukon rivi edustaa jaksoa. Kaikilla saman ajanjakson alkuaineilla on sama määrä atomikiertoratoja, joissa elektronit sijaitsevat atomeissa. Orbitaalien lukumäärä vastaa jaksonumeroa. Taulukko sisältää 7 riviä eli 7 pistettä.

    • Esimerkiksi ensimmäisen jakson alkuaineiden atomeilla on yksi kiertorata ja seitsemännen jakson alkuaineiden atomeilla on 7 kiertorataa.
    • Pääsääntöisesti pisteet on merkitty numeroilla 1-7 taulukon vasemmalla puolella.
    • Kun liikut linjaa pitkin vasemmalta oikealle, sinun sanotaan "selaavan jaksoa".
  4. Opi erottamaan metallit, metalloidit ja ei-metallit. Ymmärrät paremmin elementin ominaisuudet, jos voit määrittää, mihin tyyppiin se kuuluu. Mukavuuden vuoksi useimmissa taulukoissa metallit, metalloidit ja ei-metallit on merkitty eri väreillä. Metallit ovat pöydän vasemmalla puolella ja epämetallit oikealla puolella. Metalloidit sijaitsevat niiden välissä.

    Osa 2

    Elementtien nimitykset
    1. Jokainen elementti on merkitty yhdellä tai kahdella latinalaiskirjaimella. Elementin symboli näytetään pääsääntöisesti suurilla kirjaimilla vastaavan solun keskellä. Symboli on elementin lyhennetty nimi, joka on sama useimmilla kielillä. Kokeissa ja kemiallisten yhtälöiden kanssa työskennellessä käytetään yleisesti alkuaineiden symboleja, joten ne kannattaa muistaa.

      • Tyypillisesti elementisymbolit ovat lyhennettä niiden latinalaisesta nimestä, vaikka joidenkin, varsinkin äskettäin löydettyjen elementtien kohdalla ne on johdettu yleisnimestä. Esimerkiksi heliumia merkitään symbolilla He, joka on lähellä yleisnimeä useimmilla kielillä. Samaan aikaan rautaa kutsutaan nimellä Fe, joka on lyhenne sen latinalaisesta nimestä.
    2. Kiinnitä huomiota elementin koko nimeen, jos se on annettu taulukossa. Tätä elementin "nimeä" käytetään normaaleissa teksteissä. Esimerkiksi "helium" ja "hiili" ovat alkuaineiden nimiä. Yleensä, vaikkakaan ei aina, alkuaineiden täydelliset nimet annetaan niiden kemiallisen symbolin alla.

      • Joskus alkuaineiden nimiä ei ole ilmoitettu taulukossa ja vain niiden kemialliset symbolit on annettu.
    3. Etsi atominumero. Yleensä elementin atominumero sijaitsee vastaavan solun yläosassa, keskellä tai nurkassa. Se voi myös näkyä symbolin tai elementin nimen alla. Elementtien atominumerot ovat 1-118.

      • Ydinluku on aina kokonaisluku.
    4. Muista, että atomiluku vastaa atomin protonien määrää. Kaikki alkuaineen atomit sisältävät saman määrän protoneja. Toisin kuin elektroneissa, alkuaineen atomeissa olevien protonien määrä pysyy vakiona. Muuten olisi tullut toinen kemiallinen alkuaine!

Jaksollisen järjestelmän elementti 115 - moskovium - on superraskas synteettinen alkuaine, jonka symboli on Mc ja atominumero 115. Sen hankittiin ensimmäisen kerran vuonna 2003 venäläisten ja amerikkalaisten tutkijoiden yhteisessä ryhmässä Joint Institute for Nuclear Researchissa (JINR) Dubnassa. , Venäjä. Joulukuussa 2015 kansainvälisten tiedejärjestöjen yhteinen työryhmä IUPAC/IUPAP tunnusti sen yhdeksi neljästä uudesta elementistä. 28. marraskuuta 2016 se nimettiin virallisesti sen Moskovan alueen mukaan, jossa JINR sijaitsee.

Ominaista

Jaksollisen järjestelmän elementti 115 on erittäin radioaktiivinen: sen stabiilimman tunnetun isotoopin, moskovium-290:n, puoliintumisaika on vain 0,8 sekuntia. Tiedemiehet luokittelevat moskoviumin intransitiometalliksi, joka on useilta ominaisuuksiltaan samanlainen kuin vismutti. Jaksotaulukossa se kuuluu 7. jakson p-lohkon transaktinidielementteihin ja sijoittuu ryhmään 15 raskaimpana pniktogeenina (typpialaryhmän alkuaine), vaikka ei ole varmistettu, että se käyttäytyy kuten vismutin raskaampi homologi.

Laskelmien mukaan alkuaineella on joitain ominaisuuksia, jotka muistuttavat kevyempiä homologeja: typpi, fosfori, arseeni, antimoni ja vismutti. Se osoittaa useita merkittäviä eroja niihin. Tähän mennessä on syntetisoitu noin 100 moskoviatomia, joiden massaluvut ovat 287-290.

Fyysiset ominaisuudet

Jaksollisen järjestelmän muskovian elementin 115 valenssielektronit on jaettu kolmeen osakuoreen: 7s (kaksi elektronia), 7p 1/2 (kaksi elektronia) ja 7p 3/2 (yksi elektroni). Kaksi ensimmäistä niistä ovat relativistisesti stabiloituja ja siksi käyttäytyvät kuin inertit kaasut, kun taas jälkimmäiset ovat relativistisesti epävakaita ja voivat helposti osallistua kemiallisiin vuorovaikutuksiin. Moskoviumin ensisijaisen ionisaatiopotentiaalin tulisi siis olla noin 5,58 eV. Laskelmien mukaan moskoviumin tulisi olla tiheä metalli suuren atomipainonsa vuoksi, jonka tiheys on noin 13,5 g/cm3.

Arvioidut suunnitteluominaisuudet:

  • Vaihe: kiinteä.
  • Sulamispiste: 400 °C (670 °K, 750 °F).
  • Kiehumispiste: 1100°C (1400°K, 2000°F).
  • Ominaissulamislämpö: 5,90-5,98 kJ/mol.
  • Höyrystys- ja kondensaatiolämpö: 138 kJ/mol.

Kemialliset ominaisuudet

Jaksollisen järjestelmän 115. elementti on kolmas kemiallisten alkuaineiden 7p-sarjassa ja on jaksollisen järjestelmän ryhmän 15 raskain jäsen, joka sijaitsee vismutin alapuolella. Moskoviumin kemiallinen vuorovaikutus vesiliuoksessa määräytyy Mc+- ja Mc3+-ionien ominaisuuksien perusteella. Ensin mainitut ovat oletettavasti helposti hydrolysoituvia ja muodostavat ionisidoksia halogeenien, syanidien ja ammoniakin kanssa. Moskovium(I)hydroksidin (McOH), karbonaatin (Mc 2 CO 3), oksalaatin (Mc 2 C 2 O 4) ja fluorin (McF) on oltava veteen liukenevia. Sulfidin (Mc 2 S) on oltava liukenematonta. Kloridi (McCl), bromidi (McBr), jodidi (McI) ja tiosyanaatti (McSCN) ovat huonosti liukenevia yhdisteitä.

Moskovium(III)fluoridi (McF 3) ja tiotsonidi (McS 3) ovat oletettavasti veteen liukenemattomia (samanlainen kuin vastaavat vismuttiyhdisteet). Vaikka kloridin (III) (McCl 3), bromidin (McBr 3) ja jodidin (McI 3) pitäisi olla helposti liukenevia ja helposti hydrolysoituvia muodostamaan oksohalogenideja, kuten McOCl ja McOBr (myös samanlainen kuin vismutti). Moskovium(I)- ja (III)-oksideilla on samanlaiset hapetustilat, ja niiden suhteellinen stabiilisuus riippuu suuresti siitä, minkä alkuaineiden kanssa ne ovat vuorovaikutuksessa.

Epävarmuus

Koska jaksollisen taulukon 115. elementti on muutaman kokeellisesti syntetisoitu, sen tarkat ominaisuudet ovat ongelmallisia. Tutkijoiden on keskityttävä teoreettisiin laskelmiin ja verrattava niitä vakaampiin elementteihin, jotka ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia.

Vuonna 2011 tehtiin kokeita nihoniumin, fleroviumin ja moskoviumin isotooppien luomiseksi "kiihdyttimien" (kalsium-48) ja "kohteiden" (amerikium-243 ja plutonium-244) välisissä reaktioissa niiden ominaisuuksien tutkimiseksi. "Kohteet" sisälsivät kuitenkin lyijyn ja vismutin epäpuhtauksia, ja näin ollen joitain vismutin ja poloniumin isotooppeja saatiin nukleonien siirtoreaktioissa, mikä vaikeutti koetta. Samaan aikaan saadut tiedot auttavat tutkijoita tulevaisuudessa tutkimaan yksityiskohtaisemmin vismutin ja poloniumin raskaita homologeja, kuten moskoviumia ja livermoriumia.

Avaaminen

Ensimmäinen onnistunut jaksollisen taulukon elementin 115 synteesi oli venäläisten ja amerikkalaisten tutkijoiden yhteinen työ elokuussa 2003 JINR:ssä Dubnassa. Ydinfyysikon Juri Oganesyanin johtamaan tiimiin kuului kotimaisten asiantuntijoiden lisäksi kollegoita Lawrence Livermore National Laboratorysta. Tutkijat julkaisivat 2. helmikuuta 2004 Physical Review -julkaisussa tiedon, että he pommittivat americium-243:a kalsium-48-ioneilla U-400-syklotronissa ja saivat neljä atomia uutta ainetta (yksi 287-mc-ydin ja kolme 288-mc-ydintä ). Nämä atomit hajoavat (hajoavat) emittoimalla alfa-hiukkasia elementtiin nihonium noin 100 millisekunnissa. Moskoviumin kaksi raskaampaa isotooppia, 289 Mc ja 290 Mc, löydettiin vuosina 2009-2010.

Aluksi IUPAC ei voinut hyväksyä uuden elementin löytämistä. Tarvittiin vahvistus muista lähteistä. Seuraavien vuosien aikana suoritettiin uusi arviointi myöhemmistä kokeista, ja jälleen kerran esitettiin Dubna-ryhmän vaatimus 115. elementin löytämisestä.

Elokuussa 2013 tutkijaryhmä Lundin yliopistosta ja Darmstadtissa (Saksa) sijaitsevasta raskaiden ionien instituutista ilmoitti toistaneensa vuoden 2004 kokeen, mikä vahvisti Dubnassa saadut tulokset. Berkeleyssä työskentelevä tutkijaryhmä julkaisi toisen vahvistuksen vuonna 2015. Joulukuussa 2015 yhteinen IUPAC/IUPAP-työryhmä tunnusti tämän elementin löytämisen ja asetti etusijalle venäläis-amerikkalaisen tutkijaryhmän löytämisen.

Nimi

Vuonna 1979 jaksollisen taulukon elementti 115 päätettiin IUPAC:n suosituksen mukaisesti nimetä "ununpentium" ja nimetä se vastaavalla symbolilla UUP. Vaikka nimeä on sittemmin käytetty laajalti tuntemattomasta (mutta teoreettisesti ennustetusta) elementistä, se ei ole saanut fysiikan yhteisöä kiinni. Useimmiten ainetta kutsuttiin sellaiseksi - elementti nro 115 tai E115.

30. joulukuuta 2015 International Union of Pure and Applied Chemistry tunnusti uuden alkuaineen löydön. Uusien sääntöjen mukaan löytäjillä on oikeus ehdottaa omaa nimeään uudelle aineelle. Aluksi sen piti nimetä jaksollisen taulukon 115. elementti "langeviniumiksi" fyysikko Paul Langevinin kunniaksi. Myöhemmin Dubnan tutkijaryhmä ehdotti vaihtoehtona nimeä "Muskovilainen" Moskovan alueen kunniaksi, jossa löytö tehtiin. Kesäkuussa 2016 IUPAC hyväksyi aloitteen ja 28. marraskuuta 2016 hyväksyi virallisesti nimen "moscovium".