Mendeleyev dövri sisteminin mənası qısadır. Dövri cədvəlin mənası
Elementlərin dövri cədvəli kimyanın sonrakı inkişafına böyük təsir göstərmişdir. Bu, kimyəvi elementlərin ahəngdar bir sistem meydana gətirdiyini və bir-biri ilə sıx əlaqədə olduğunu göstərən ilk təbii təsnifat olmaqla yanaşı, həm də sonrakı tədqiqatlar üçün güclü vasitə idi.
Mendeleyev kəşf etdiyi dövri qanun əsasında öz cədvəlini tərtib etdiyi dövrdə bir çox element hələ də məlum deyildi. Beləliklə, dövr 4 element skandiyum bilinmədi. Atom kütləsi baxımından Ti Ca-dan sonra gəldi, lakin Ti Ca-dan dərhal sonra yerləşdirilə bilmədi, çünki 3-cü qrupa düşərdi, lakin Ti-nin xüsusiyyətlərinə görə 4-cü qrupa təsnif edilməlidir. Buna görə də Mendeleyev bir hücrəni əldən verdi. Eyni əsasda, 4-cü dövrdə Zn və As arasında iki sərbəst hüceyrə qaldı. Digər cərgələrdə hələ də boş yerlər var. Mendeleyev təkcə əmin deyildi bu yerləri dolduracaq hələ də naməlum elementlər olmalıdır, həm də dövri cədvəlin digər elementləri arasında mövqeyinə əsaslanaraq bu cür elementlərin xüsusiyyətlərini əvvəlcədən proqnozlaşdırdı. Bu elementlərə həm də ekaborona (xüsusiyyətlərinə görə bor bənzəyirdi), ekaalüminium, ekasilikium... adları da verilmişdir.
Ga, Sc, Ge-nin kəşfi dövri qanunun ən böyük zəfəri idi. Bəzi elementlərin valentlik və atom kütlələrinin müəyyən edilməsində dövri sistem də böyük əhəmiyyət kəsb edirdi. Eynilə, dövri cədvəl bəzi elementlərin atom kütlələrinin düzəldilməsinə təkan verdi. Məsələn, əvvəllər Cs-ə 123,4 atom kütləsi verilmişdi. Mendeleyev elementləri cədvəldə yerləşdirərək müəyyən etdi ki, xassələrinə görə Cs Rb altında birinci qrupun əsas altqrupunda olmalı və buna görə də atom kütləsi təxminən 130 olacaq. Müasir təriflər göstərir ki, Cs-nin atom kütləsi 132.9054..
Və hal-hazırda dövri qanun kimyanın aparıcı ulduzu olaraq qalır. Məhz bunun əsasında transuran elementləri süni şəkildə yaradılmışdır. Onlardan biri, ilk dəfə 1955-ci ildə alınmış 101 nömrəli element böyük rus aliminin şərəfinə mendelevium adlandırılmışdır.
Elmin sonrakı inkişafı, dövri qanuna əsaslanaraq, maddənin quruluşunu daha dərindən anlamağa imkan verdi. Mendeleyevin sağlığında bu mümkün idi.
Mendeleyevin peyğəmbərlik sözləri parlaq şəkildə təsdiqləndi: "Dövri qanun məhv olmaq təhlükəsi ilə üzləşmir, ancaq üst quruluş və inkişaf vəd edilir."
Dövri qanunun kəşfi üçün ilkin şərt 1860-cı ildə Karlsrue şəhərində kimyaçıların beynəlxalq konqresinin qərarları idi, nəhayət atom-molekulyar elmin əsası qoyuldu və molekul və atom anlayışlarının ilk vahid tərifləri verildi. indi nisbi atom kütləsi dediyimiz atom çəkisi götürüldü.
D.I.Mendeleyev öz kəşfində aydın şəkildə ifadə edilmiş başlanğıc nöqtələrinə istinad edirdi:
Bütün kimyəvi elementlərin atomlarının ümumi dəyişməz xüsusiyyəti onların atom kütləsidir;
Elementlərin xassələri onların atom kütlələrindən asılıdır;
Bu asılılığın forması dövri xarakter daşıyır.
Yuxarıda müzakirə edilən ilkin şərtləri obyektiv, yəni alimin şəxsiyyətindən asılı olmayan adlandırmaq olar, çünki onlar kimyanın bir elm kimi tarixi inkişafı ilə müəyyən edilmişdir.
III Dövri qanun və kimyəvi elementlərin dövri cədvəli.
Mendeleyevin dövri qanunun kəşfi.
Elementlərin Dövri Cədvəlinin ilk versiyası D. İ. Mendeleyev tərəfindən 1869-cu ildə - atomun quruluşu öyrənilməmişdən xeyli əvvəl nəşr edilmişdir. Bu zaman Mendeleyev Sankt-Peterburq Universitetində kimyadan dərs deyirdi. Mühazirələrə hazırlaşarkən və “Kimyanın əsasları” dərsliyi üçün material toplayan D.I.Mendeleyev materialı elə sistemləşdirməyi düşünürdü ki, elementlərin kimyəvi xassələri haqqında məlumatlar bir-birindən fərqli faktlar toplusu kimi görünməsin.
D. I. Mendeleyevin bu işdə bələdçisi elementlərin atom kütlələri (atom çəkiləri) idi. 1860-cı ildə D.İ.Mendeleyevin də iştirak etdiyi Ümumdünya Kimyaçılar Konqresindən sonra atom çəkilərinin düzgün müəyyən edilməsi problemi daim dünyanın bir çox aparıcı kimyaçılarının, o cümlədən D.İ.Mendeleyevin diqqət mərkəzində olmuşdur.D. İ. Mendeleyev elementləri atom çəkilərinin artan ardıcıllığına görə düzərək, indi Dövri Qanun kimi tanınan təbiətin əsas qanununu kəşf etdi:
Elementlərin xassələri onların atom çəkisinə görə vaxtaşırı dəyişir.
Yuxarıdakı formula "atom çəkisi" anlayışının "nüvə yükü" anlayışı ilə əvəz olunduğu müasir ilə heç də ziddiyyət təşkil etmir. Nüvə proton və neytronlardan ibarətdir. Əksər elementlərin nüvələrindəki proton və neytronların sayı təxminən eynidir, ona görə də nüvədəki protonların sayı (nüvə yükü Z) artdıqca atom çəkisi də təxminən eyni şəkildə artır.
Dövri Qanunun əsas yeniliyi aşağıdakılardan ibarət idi:
1. Xassələrinə görə bir-birinə bənzəməyən elementlər arasında əlaqə quruldu. Bu əlaqə ondan ibarətdir ki, elementlərin xassələri onların atom çəkisi artdıqca rəvan və təxminən bərabər şəkildə dəyişir və sonra bu dəyişikliklər DÖVRİ TƏKRAR EDİR.
2. Elementlərin xassələrindəki dəyişikliklərin ardıcıllığında hansısa əlaqənin çatışmadığı göründüyü hallarda, Dövri Cədvəldə hələ kəşf edilməmiş elementlərlə doldurulmalı olan GAPS verilmişdir.
Elementlər arasındakı əlaqəni müəyyən etmək üçün əvvəlki bütün cəhdlərdə digər tədqiqatçılar hələ kəşf edilməmiş elementlərə yer qalmayan tam mənzərə yaratmağa çalışırdılar. Əksinə, D.İ.Mendeleyev öz Dövri Sisteminin ən mühüm hissəsini hələ də boş olan hüceyrələr hesab edirdi. Bu, hələ də naməlum elementlərin mövcudluğunu proqnozlaşdırmağa imkan verdi.
Təqdirəlayiq haldır ki, D. İ. Mendeleyev öz kəşfini bir çox elementlərin atom çəkilərinin çox təqribən təyin olunduğu və yalnız 63 elementin özünün məlum olduğu bir vaxtda etmişdir - yəni bu gün bizə məlum olanların yarıdan bir qədər çoxu.
Müxtəlif elementlərin kimyəvi xassələri haqqında dərin biliklər Mendeleyevə nəinki hələ kəşf edilməmiş elementləri qeyd etməyə, həm də onların xassələrini dəqiq proqnozlaşdırmağa imkan verdi! D.I.Mendeleyev “eka-silikon” adlandırdığı elementin xassələrini dəqiq proqnozlaşdırmışdır. 16 il sonra bu element həqiqətən də alman kimyaçısı Vinkler tərəfindən kəşf edilmiş və germanium adlandırılmışdır.
D.İ.Mendeleyevin hələ kəşf edilməmiş “eka-silisium” elementi üçün proqnozlaşdırdığı xassələrin germanium (Ge) elementinin xassələri ilə müqayisəsi. Müasir Dövri Cədvəldə germanium "eka-silikon" yerini tutur.
Əmlak
1870-ci ildə D.I.Mendeleyev tərəfindən "eka-silikon" üçün proqnozlaşdırılıb
1886-cı ildə kəşf edilmiş germanium Ge üçün təyin edilmişdir
Rəngi, görünüşü
qəhvəyi
açıq-qəhvəyi
Atom çəkisi
72,59
Sıxlıq (q/sm3)
5,5
5,35
Oksid formulu
XO2
GeO2
Xlorid formulu
XCl4
GeCl4
Xlorid Sıxlığı (q/sm3)
1,9
1,84
Eyni şəkildə, “eka-alüminium” (1875-ci ildə kəşf edilmiş qalium Ga elementi) və “eka-bor” (1879-cu ildə kəşf edilmiş skandium Sc elementi) xüsusiyyətləri D.İ.Mendeleyev tərəfindən parlaq şəkildə təsdiq edilmişdir.
Bundan sonra bütün dünya alimlərinə aydın oldu ki, D. I. Mendeleyevin Dövri Cədvəli sadəcə elementləri sistemləşdirmir, həm də təbiətin əsas qanununun - Dövri Qanunun qrafik ifadəsidir.
Dövri Cədvəlin strukturu.
D.İ-nin Dövri Qanununa əsaslanaraq. Mendeleyev 7 dövr və 8 qrupdan ibarət olan Kimyəvi Elementlərin Dövri Cədvəlini yaratdı (cədvəlin qısa dövr variantı). Hal-hazırda Dövri Sistemin uzunmüddətli versiyası daha çox istifadə olunur (7 dövr, 8 qrup, lantanidlər və aktinidlər elementləri ayrıca göstərilmişdir).
Dövrlər cədvəlin üfüqi sıralarıdır, kiçik və böyük bölünür. Kiçik dövrlərdə 2 element (1-ci dövr) və ya 8 element (2-ci, 3-cü dövrlər), böyük dövrlərdə - 18 element (4-cü, 5-ci dövrlər) və ya 32 element (6-cı, 5-ci dövrlər) 7-ci dövr). Hər dövr tipik bir metal ilə başlayır və qeyri-metal (halogen) və nəcib qazla bitir.
Qruplar elementlərin şaquli ardıcıllığıdır, onlar I-dən VIII-ə qədər Roma rəqəmləri və rus hərfləri ilə A və B ilə nömrələnir.
Altqrup şərtsiz kimyəvi analoq olan elementlər toplusudur; tez-tez bir alt qrupun elementləri qrup nömrəsinə uyğun gələn ən yüksək oksidləşmə vəziyyətinə malikdir.
A qruplarında elementlərin kimyəvi xassələri qeyri-metaldan metalliyə qədər geniş diapazonda dəyişə bilər (məsələn, V qrupun əsas altqrupunda azot qeyri-metal, vismut isə metaldır).
Dövri Cədvəldə tipik metallar IA (Li-Fr), IIA (Mg-Ra) və IIIA (In, Tl) qruplarında yerləşir. Qeyri-metallar VIIA (F-Al), VIA (O-Te), VA (N-As), IVA (C, Si) və IIIA (B) qruplarında yerləşir. A qruplarının bəzi elementləri (berillium Be, alüminium Al, germanium Ge, sürmə Sb, polonium Po və başqaları), həmçinin B qruplarının bir çox elementləri həm metal, həm də qeyri-metal xassələri (amfoterlik hadisəsi) nümayiş etdirirlər.
Bəzi qruplar üçün qrup adları istifadə olunur: IA (Li-Fr) - qələvi metallar, IIA (Ca-Ra) - qələvi yer metalları, VIA (O-Po) - xalkogenlər, VIIA (F-At) - halogenlər, VIIIA ( He-Rn ) - nəcib qazlar. D.İ.-nin təklif etdiyi Dövri Cədvəlin forması. Mendeleyev, qısa dövr və ya klassik adlanırdı. Hal-hazırda Dövri Cədvəlin başqa bir forması daha geniş istifadə olunur - uzun dövr.
Dövri qanun D.I. Mendeleyev və kimyəvi elementlərin dövri sistemi müasir kimyanın əsasını təşkil etdi. Nisbi atom kütlələri 1983-cü il Beynəlxalq Cədvəl əsasında verilmişdir. 104-108 elementləri üçün ən uzunömürlü izotopların kütlə nömrələri kvadrat mötərizədə verilmişdir. Mötərizədə verilmiş elementlərin adları və simvolları ümumiyyətlə qəbul edilmir.
IV Dövri qanun və atomun quruluşu.
Atomların quruluşu haqqında əsas məlumatlar.
19-cu əsrin sonu - 20-ci əsrin əvvəllərində fiziklər atomun mürəkkəb hissəcik olduğunu və daha sadə (elementar) hissəciklərdən ibarət olduğunu sübut etdilər. Aşkar edildi:
katod şüaları (ingilis fiziki J. J. Tomson, 1897), onların hissəcikləri elektronlar e− adlanır (tək mənfi yük daşıyır);
elementlərin təbii radioaktivliyi (fransız alimləri - radiokimyaçılar A. Bekkerel və M. Sklodovska-Küri, fizik Pyer Küri, 1896) və α-hissəciklərin (helium nüvələri 4He2+) mövcudluğu;
atomun mərkəzində müsbət yüklü nüvənin olması (ingilis fiziki və radiokimyaçısı E. Ruterford, 1911);
bir elementin digərinə süni çevrilməsi, məsələn, azotun oksigenə çevrilməsi (E. Rutherford, 1919). Bir elementin atomunun nüvəsindən (azot - Ruterford təcrübəsində), α-hissəciklə toqquşduqda, başqa bir elementin atomunun nüvəsi (oksigen) və vahid müsbət yük daşıyan və proton adlanan yeni hissəcik ( p+, 1H nüvəsi) əmələ gəlmişdir.
atomun nüvəsində elektrik neytral hissəciklərin - neytronların n0 olması (ingilis fiziki J. Chadwick, 1932).
Tədqiqat nəticəsində məlum olub ki, hər bir elementin atomunda (1H istisna olmaqla) protonlar, neytronlar və elektronlar var, proton və neytronlar atomun nüvəsində, elektronlar isə onun periferiyasında (elektron qabığında) cəmləşib. .
Nüvədəki protonların sayı atomun qabığındakı elektronların sayına bərabərdir və bu elementin Dövri Cədvəldəki seriya nömrəsinə uyğundur.
Atomun elektron qabığı mürəkkəb bir sistemdir. Müxtəlif enerjili (enerji səviyyələri) alt qabıqlara bölünür; səviyyələr öz növbəsində alt səviyyələrə bölünür, alt səviyyələrə isə forma və ölçülərinə görə fərqlənə bilən atom orbitalları (s, p, d, f və s. hərfləri ilə qeyd olunur) daxildir.
Deməli, atomun əsas xüsusiyyəti atom kütləsi deyil, nüvənin müsbət yükünün böyüklüyüdür. Bu, atomun, deməli, elementin daha ümumi və dəqiq xarakteristikasıdır. Elementin bütün xassələri və dövri cədvəldəki mövqeyi atom nüvəsinin müsbət yükünün böyüklüyündən asılıdır. Beləliklə, kimyəvi elementin atom nömrəsi onun atomunun nüvəsinin yükü ilə ədədi olaraq üst-üstə düşür. Elementlərin dövri cədvəli dövri qanunun qrafik təsviridir və elementlərin atomlarının quruluşunu əks etdirir.
Atom quruluşu nəzəriyyəsi elementlərin xassələrindəki dövri dəyişiklikləri izah edir. Atom nüvələrinin müsbət yükünün 1-dən 110-a qədər artması atomlarda xarici enerji səviyyəsinin struktur elementlərinin dövri təkrarlanmasına səbəb olur. Və elementlərin xassələri əsasən xarici səviyyədəki elektronların sayından asılı olduğundan onlar da vaxtaşırı təkrarlanır. Dövri qanunun fiziki mənası budur.
Dövri sistemdə hər bir dövr xarici səviyyədəki atomları bir s-elektrona (natamam xarici səviyyələrə) malik olan və buna görə də oxşar xüsusiyyətlər nümayiş etdirən elementlərlə başlayır - onlar metal xarakterini təyin edən valentlik elektronlarından asanlıqla imtina edirlər. Bunlar qələvi metallardır - Li, Na, K, Rb, Cs.
Dövr xarici səviyyədəki atomlarında 2 (s2) elektron (birinci dövrdə) və ya 8 (s2p6) elektron (bütün sonrakı dövrlərdə) olan elementlərlə başa çatır, yəni tamamlanmış xarici səviyyəyə malikdir. Bunlar inert xassələrə malik olan He, Ne, Ar, Kr, Xe qazlarıdır.
1869-cu ildə D.I.Mendeleyev sadə maddələrin və birləşmələrin xassələrinin təhlilinə əsaslanaraq Dövri qanunu tərtib etdi: "Sadə cisimlərin və elementlərin birləşmələrinin xassələri dövri olaraq elementlərin atom kütlələrinin böyüklüyündən asılıdır." Dövri qanun əsasında elementlərin dövri sistemi tərtib edilmişdir. Orada oxşar xüsusiyyətlərə malik elementlər şaquli qrup sütunlarına birləşdirildi. Bəzi hallarda elementləri Dövri Cədvəldə yerləşdirərkən xassələrin təkrarlanmasının dövriliyini saxlamaq üçün atom kütlələrinin artması ardıcıllığını pozmaq lazım gəlirdi. Məsələn, tellur və yodu, həmçinin arqon və kaliumu "dəyişdirmək" lazım idi. Səbəb isə Mendeleyevin atomun quruluşu haqqında heç bir məlumatın olmadığı bir vaxtda dövri qanunu irəli sürməsidir.20-ci əsrdə atomun planetar modeli irəli sürüldükdən sonra dövri qanun belə formalaşdırılır:
"Kimyəvi elementlərin və birləşmələrin xassələri vaxtaşırı atom nüvələrinin yüklərindən asılıdır."
Nüvənin yükü dövri sistemdəki elementin sayına və atomun elektron qabığındakı elektronların sayına bərabərdir. Bu formula Dövri Qanunun "pozulmaları"nı izah etdi. Dövri Cədvəldə dövr nömrəsi atomdakı elektron səviyyələrin sayına, əsas alt qrupların elementləri üçün qrup nömrəsi xarici səviyyədəki elektronların sayına bərabərdir.
Dövri qanunun elmi əhəmiyyəti. Dövri qanun kimyəvi elementlərin və onların birləşmələrinin xassələrini sistemləşdirməyə imkan verdi. Mendeleyev dövri cədvəli tərtib edərkən bir çox kəşf edilməmiş elementlərin mövcudluğunu qabaqcadan söyləmiş, onlar üçün boş hüceyrələr qoymuş və kəşf edilməmiş elementlərin bir çox xüsusiyyətlərini proqnozlaşdırmışdır ki, bu da onların kəşfini asanlaşdırmışdır.Bunlardan birincisi dörd ildən sonra baş vermişdir.
Lakin Mendeleyevin böyük xidməti təkcə yeni şeylərin kəşfində deyil.
Mendeleyev təbiətin yeni qanununu kəşf etdi. Fərqli, əlaqəsiz maddələr əvəzinə elm Kainatın bütün elementlərini vahid bir bütövlükdə birləşdirən vahid harmonik sistemlə qarşılaşdı; atomlar belə hesab olunmağa başladı:
1. ümumi bir nümunə ilə bir-biri ilə üzvi şəkildə bağlıdır,
2. atom çəkisindəki kəmiyyət dəyişikliklərinin onların kimyəvi tərkibindəki keyfiyyət dəyişikliklərinə keçidinin aşkarlanması. fərdiliklər,
3. əksinin metal olduğunu göstərir. və qeyri-metal. atomların xassələri əvvəllər düşünüldüyü kimi mütləq deyil, təbiətdə yalnız nisbidir.
24. Üzvi kimyanın inkişafı prosesində struktur nəzəriyyələrinin yaranması. Atom-molekulyar elm struktur nəzəriyyələr üçün nəzəri əsas kimi.
Üzvi kimya. 18-ci əsr boyu. Orqanizmlərin və maddələrin kimyəvi əlaqələri məsələsində elm adamları vitalizm doktrinasını - həyatı kainatın qanunlarına deyil, xüsusi həyati qüvvələrin təsirinə tabe olan xüsusi bir fenomen hesab edən bir təlimi rəhbər tuturdular. Bu fikir 19-cu əsrin bir çox alimləri tərəfindən miras qalmışdır, baxmayaraq ki, onun təməlləri hələ 1777-ci ildə, Lavoisier tənəffüsün yanmağa bənzər bir proses olduğunu irəli sürərkən sarsılmışdır.
1828-ci ildə alman kimyaçısı Fridrix Wöhler (1800-1882) ammonium sianatı qızdırmaqla (bu birləşmə qeyd-şərtsiz qeyri-üzvi maddə kimi təsnif edilirdi) insan və heyvanların tullantı məhsulu olan karbamid əldə etdi. 1845-ci ildə Wöhlerin tələbəsi Adolf Kolbe başlanğıc elementlərdən karbon, hidrogen və oksigendən sirkə turşusu sintez etdi. 1850-ci illərdə fransız kimyaçısı Pyer Bertelo üzvi birləşmələrin sintezi üzərində sistemli işə başlamış və metil və etil spirtləri, metan, benzol və asetileni əldə etmişdir. Təbii üzvi birləşmələrin sistematik tədqiqi göstərdi ki, onların hamısında bir və ya bir neçə karbon atomu, bir çoxunda isə hidrogen atomu var. Tip nəzəriyyəsi. Çoxlu sayda mürəkkəb karbon tərkibli birləşmələrin kəşfi və təcrid olunması onların molekullarının tərkibi ilə bağlı sual doğurdu və mövcud təsnifat sisteminə yenidən baxılması zərurətinə səbəb oldu. 1840-cı illərdə kimya alimləri Berzeliusun dualistik fikirlərinin yalnız qeyri-üzvi duzlara aid olduğunu başa düşdülər. 1853-cü ildə bütün üzvi birləşmələri növlərinə görə təsnif etməyə cəhd edildi. Ümumiləşdirilmiş “tip nəzəriyyəsi” fransız kimyaçısı tərəfindən təklif edilmişdir Charles Frederic Cerard, müxtəlif atom qruplarının birləşməsinin bu qrupların elektrik yükü ilə deyil, xüsusi kimyəvi xassələri ilə təyin olunduğuna inanırdı.
Struktur kimya. 1857-ci ildə Kekule valentlik nəzəriyyəsinə əsaslanaraq (valentlik müəyyən bir elementin bir atomu ilə birləşən hidrogen atomlarının sayı kimi başa düşülürdü), karbonun dörd valentli olduğunu və buna görə də uzun zəncirlər əmələ gətirən digər dörd atomla birləşə biləcəyini təklif etdi - düz və ya dallı. Buna görə də, üzvi molekullar radikalların birləşmələri şəklində deyil, struktur düsturlar - atomlar və onlar arasındakı bağlar şəklində təsvir olunmağa başladı.
1874-cü ildə danimarkalı kimyaçı Jacob van't Hoff və fransız kimyaçısı Cozef Achille Le Bel (1847-1930) bu fikri kosmosda atomların düzülüşünə qədər genişləndirdi. Onlar molekulların düz deyil, üçölçülü strukturlar olduğuna inanırdılar. Bu konsepsiya bir çox tanınmış hadisələri, məsələn, fəza izomerizmini, eyni tərkibli, lakin fərqli xüsusiyyətlərə malik molekulların mövcudluğunu izah etməyə imkan verdi. Məlumatlar ona çox uyğun gəlir Louis Pasteur tartarik turşunun izomerləri haqqında.
6. Dövri qanun və dövri sistem D.İ. Mendeleyev Dövri sistemin quruluşu (dövr, qrup, yarımqrup). Dövri qanun və dövri sistemin mənası.
Dövri hüquq D.I. Mendeleyev:Sadə cisimlərin xassələri, həmçinin birləşmələrin formaları və xassələrielementlərin fərqləri dövri olaraq asılıdırelementlərin atom çəkilərinin qiymətləri.(Elementlərin xassələri vaxtaşırı onların nüvələrinin atomlarının yükündən asılıdır).
Elementlərin dövri cədvəli. Mendeleyev, litiumdan neona və ya natriumdan arqona səkkiz elementin sırası kimi xassələrinin ardıcıl olaraq dəyişdiyi elementlər silsiləsi adlandırdı. Bu iki dövrü bir-birinin altına yazsaq, natrium litiumun altında, arqon isə neon altında olsun, elementlərin aşağıdakı düzülməsini əldə edirik:
Bu tənzimləmə ilə şaquli sütunlar öz xüsusiyyətlərinə oxşar və eyni valentliyə malik olan elementləri ehtiva edir, məsələn, litium və natrium, berilyum və maqnezium və s.
Xassələri və əmələ gələn birləşmələrin tiplərinə görə oxşar elementlərin bir-birinin altında yerləşməsi üçün bütün elementləri dövrlərə bölərək bir dövrü digərinin altına qoyan Mendeleyev, qruplar və sıralar üzrə elementlərin dövri sistemi adlandırdığı bir cədvəl tərtib etdi.
Dövri sistemin mənasıBiz. Elementlərin dövri cədvəli kimyanın sonrakı inkişafına böyük təsir göstərmişdir. Bu, kimyəvi elementlərin ahəngdar bir sistem meydana gətirdiyini və bir-biri ilə sıx əlaqədə olduğunu göstərən ilk təbii təsnifat olmaqla yanaşı, həm də sonrakı tədqiqatlar üçün güclü vasitə idi.
7. Kimyəvi elementlərin xassələrinin dövri dəyişməsi. Atom və ion radiusları. İonlaşma enerjisi. Elektron yaxınlığı. Elektromənfilik.
Atom radiuslarının Z atomunun nüvəsinin yükündən asılılığı dövri xarakter daşıyır. Bir dövr ərzində, Z artdıqca, atomun ölçüsünün azalması tendensiyası var ki, bu da qısa dövrlərdə xüsusilə aydın şəkildə müşahidə olunur.
Nüvədən daha uzaq olan yeni elektron təbəqənin tikintisinin başlaması ilə, yəni növbəti dövrə keçid zamanı atom radiusları artır (məsələn, flüor və natrium atomlarının radiuslarını müqayisə edin). Nəticədə, bir alt qrup daxilində, artan nüvə yükü ilə atomların ölçüləri artır.
Elektron atomlarının itirilməsi onun effektiv ölçüsünün azalmasına, artıq elektronların əlavə edilməsi isə artıma səbəb olur. Buna görə də müsbət yüklü ionun (kation) radiusu həmişə kiçik, mənfi yüklü olmayanın (anion) radiusu həmişə müvafiq elektrik neytral atomun radiusundan böyük olur.
Bir yarımqrup daxilində eyni yüklü ionların radiusları nüvə yükünün artması ilə artır.Bu qanun elektron təbəqələrin sayının artması və xarici elektronların nüvədən uzaqlaşması ilə izah olunur.
Metalların ən xarakterik kimyəvi xassəsi onların atomlarının xarici elektronlardan asanlıqla imtina edib müsbət yüklü ionlara çevrilmə qabiliyyətidir, qeyri-metallar isə əksinə, mənfi ionlar yaratmaq üçün elektron əlavə etmək qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur. Atomdan elektronu çıxarmaq və sonuncunu müsbət iona çevirmək üçün ionlaşma enerjisi adlanan bir qədər enerji sərf etmək lazımdır.
İonlaşma enerjisi atomları elektrik sahəsində sürətləndirilmiş elektronlarla bombalamaqla müəyyən edilə bilər. Elektron sürətinin atomları ionlaşdırmaq üçün kifayət etdiyi ən aşağı sahə gərginliyi verilmiş elementin atomlarının ionlaşma potensialı adlanır və voltla ifadə edilir. Kifayət qədər enerji sərf edildikdə, bir atomdan iki, üç və ya daha çox elektron çıxarıla bilər. Buna görə də birinci ionlaşma potensialından (birinci elektronun atomdan çıxarılması enerjisi) və ikinci ionlaşma potensialından (ikinci elektronun çıxarılması enerjisi) danışırlar.
Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, atomlar təkcə ianə deyil, həm də elektron qazana bilər. Sərbəst atoma elektron əlavə edildikdə ayrılan enerji atomun elektron yaxınlığı adlanır. Elektron yaxınlığı, ionlaşma enerjisi kimi, adətən elektron voltla ifadə edilir. Beləliklə, hidrogen atomunun elektron yaxınlığı 0,75 eV, oksigen - 1,47 eV, flüor - 3,52 eV-dir.
Metal atomlarının elektron yaxınlıqları adətən sıfıra yaxın və ya mənfi olur; Buradan belə çıxır ki, əksər metalların atomları üçün elektronların əlavə edilməsi enerji baxımından əlverişsizdir. Qeyri-metal atomlarının elektron yaxınlığı həmişə müsbətdir və nə qədər böyükdürsə, qeyri-metal dövri cədvəldə nəcib qaza bir o qədər yaxındır; bu, dövrün sonuna yaxınlaşdıqca qeyri-metal xassələrin artmasını göstərir.
Naməlum elementlərin elmi proqnozunun mümkünlüyü yalnız dövri qanunun və elementlərin dövri cədvəlinin kəşfindən sonra reallığa çevrildi. D.I.Mendeleyev 11-in mövcudluğunu proqnozlaşdırdı yeni elementlər: ekaboron, ekasilikon, ekaalüminium və s. Dövri sistemdəki elementin “koordinatları” (seriya nömrəsi, qrup və dövr) atom kütləsini, eləcə də proqnozlaşdırılan elementin ən vacib xassələrini təxmini proqnozlaşdırmağa imkan verdi. Bu proqnozların dəqiqliyi xüsusilə proqnozlaşdırılan element tanınmış və kifayət qədər öyrənilmiş elementlərlə əhatə olunduqda artdı.
Bunun sayəsində 1875-ci ildə Fransada L. de Boisbaudran qalliumu (eka-alüminium) kəşf etdi; 1879-cu ildə L.Nilson (İsveç) skandiumu (ekabor) kəşf etdi; 1886-cı ildə Almaniyada K.Vinkler germanium (exasilicon) kəşf etdi.
Doqquzuncu və onuncu sıraların aşkar edilməmiş elementlərinə gəldikdə, D.I.Mendeleyevin ifadələri daha ehtiyatlı idi, çünki onların xassələri çox zəif öyrənilmişdir. Beləliklə, altıncı dövrün bitdiyi vismutdan sonra iki tire qaldı. Biri tellur analoquna, digəri isə naməlum ağır halogenə aid idi. Yeddinci dövrdə yalnız iki element məlum idi - torium və uran. D.I.Mendeleyev toriumdan əvvəlki birinci, ikinci və üçüncü qrupların elementlərinə aid olmalı olan tirelərlə bir neçə hücrə buraxdı. Torium və uran arasında boş bir hüceyrə qaldı. Beş boş yer uranın arxasında qaldı, yəni. Təxminən 100 ildir ki, transuran elementləri nəzərdə tutulurdu.
D.I.Mendeleyevin doqquzuncu və onuncu sıraların elementləri ilə bağlı proqnozlarının düzgünlüyünü təsdiqləmək üçün polonium (seriya nömrəsi 84) ilə misal verə bilərik. Seriya nömrəsi 84 olan elementin xassələrini proqnozlaşdıran D.İ.Mendeleyev onu tellurun analoqu kimi təyin etmiş və onu dvitellur adlandırmışdır. Bu element üçün o, 212 atom kütləsi və EO e tipli oksid əmələ gətirmək qabiliyyətini qəbul etmişdir. Bu elementin sıxlığı 9,3 q/sm 3 olmalıdır və əriyən, kristal və aşağı uçucu boz metal olmalıdır. Yalnız 1946-cı ildə təmiz formada əldə edilən polonium 9,3 q/sm 3 sıxlığı olan yumşaq, əriyən, gümüşü rəngli metaldır. Onun xassələri tellurla çox oxşardır.
D.İ.Mendeleyevin dövri qanunu təbiətin ən mühüm qanunlarından biri olmaqla müstəsna əhəmiyyət kəsb edir. Elementlər arasında mövcud olan təbii əlaqəni, maddənin sadədən mürəkkəbə doğru inkişaf mərhələlərini əks etdirən bu qanun müasir kimya elminin başlanğıcını qoydu. Onun kəşfi ilə kimya təsviri elm olmaqdan çıxdı.
D.İ.Mendeleyevin dövri qanunu və elementlər sistemi dünyanı dərk etməyin etibarlı üsullarından biridir. Elementlər ümumi xassələrə və ya quruluşa görə birləşdirildiyi üçün bu, hadisələrin qarşılıqlı əlaqə və asılılıq qanunauyğunluqlarını göstərir.
Bütün elementlər birlikdə ən sadə hidrogendən 118-ci elementə qədər davamlı inkişafın bir xəttini təşkil edir. Bu qanunauyğunluğu ilk dəfə D.İ.Mendeleyev müşahidə etmiş, o, yeni elementlərin mövcudluğunu proqnozlaşdıra bilmiş və bununla da maddənin inkişafının davamlılığını göstərmişdir.
Qruplar daxilində elementlərin və onların birləşmələrinin xassələrini müqayisə edərək, kəmiyyət dəyişikliklərinin keyfiyyət dəyişikliklərinə keçməsi qanununun təzahürünü asanlıqla aşkar etmək olar. Beləliklə, hər hansı bir dövrdə tipik bir metaldan tipik qeyri-metala (halogen) keçid olur, lakin halogendən növbəti dövrün birinci elementinə (qələvi metal) keçid kəskin şəkildə xassələrin görünüşü ilə müşayiət olunur. bu halogenin əksinə. D.İ.Mendeleyevin kəşfi atom quruluşu nəzəriyyəsi üçün dəqiq və etibarlı əsas qoydu, maddənin təbiəti haqqında bütün müasir biliklərin inkişafına böyük təsir göstərdi.
D.İ.Mendeleyevin dövri cədvəlin yaradılması üzrə işi yeni kimyəvi elementlərin məqsədyönlü axtarışının elmi əsaslandırılmış metodunun əsasını qoydu. Buna misal olaraq müasir nüvə fizikasının çoxsaylı uğurlarını göstərmək olar. Son yarım əsrdə seriya nömrələri 102-118 olan elementlər sintez edilmişdir. Onların xassələrinin öyrənilməsi, eləcə də hasilatı kimyəvi elementlər arasındakı əlaqələrin qanunauyğunluqlarını bilmədən qeyri-mümkün olardı.
Belə bir ifadənin sübutu nəticələr 114, 116, 118 elementlərinin sintezi üzrə tədqiqatlar.
114-cü elementin izotopu plutoniumun 48 Ca izotopu ilə, 116-cı isə kuriumun 48 Ca izotopu ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əldə edilmişdir:
Yaranan izotopların sabitliyi o qədər yüksəkdir ki, onlar spontan parçalanmır, lakin alfa parçalanmasını yaşayır, yəni. alfa hissəciklərinin eyni vaxtda emissiyası ilə nüvənin parçalanması.
Əldə edilmiş eksperimental məlumatlar nəzəri hesablamaları tamamilə təsdiqləyir: ardıcıl alfa parçalanmaları baş verdikcə, 112-ci və 110-cu elementlərin nüvələri əmələ gəlir, bundan sonra spontan parçalanma başlayır:
Elementlərin xassələrini müqayisə edərək onların ümumi struktur xüsusiyyətləri ilə bir-birinə bağlı olduğuna əmin oluruq. Beləliklə, xarici və xarici elektron qabıqlarının quruluşunu müqayisə edərək, verilmiş element üçün xarakterik olan bütün növ birləşmələri yüksək dəqiqliklə proqnozlaşdırmaq olar. Belə aydın əlaqə 104-cü elementin - ruterfordiumun nümunəsi ilə çox yaxşı təsvir edilmişdir. Kimyaçılar proqnozlaşdırdılar ki, əgər bu element hafniumun (72 Hf) analoqudursa, onda onun tetrakloridi təxminən HfCl 4 ilə eyni xüsusiyyətlərə malik olmalıdır. Eksperimental kimyəvi tədqiqatlar təkcə kimyaçıların proqnozunu deyil, həm də yeni superağır element 1-in (M Rf) kəşfini təsdiqlədi. Eyni bənzətməni xassələrdə görmək olar - Os (Z = 76) və Ds (Z = 110) - hər ikisi elementləri R0 4 tipli uçucu oksidlər əmələ gətirir.Bütün bunlar haqqında deyir hadisələrin qarşılıqlı əlaqə və asılılıq qanununun təzahürü.
Elementlərin həm qruplar, həm də dövrlər daxilində xassələrinin müqayisəsi və atomun quruluşu ilə müqayisəsi qanunu göstərir. kəmiyyətdən keyfiyyətə keçid. Kəmiyyət dəyişikliklərinin keyfiyyət dəyişikliklərinə keçməsi yalnız mümkündür vasitəsiləinkarın inkarı. Dövrlər ərzində nüvə yükü artdıqca qələvi metaldan nəcib qaza keçid baş verir. Növbəti dövr yenidən qələvi metal ilə başlayır - özündən əvvəlki nəcib qazın xüsusiyyətlərini tamamilə inkar edən bir element (məsələn, He və Li; Ne və Na; Ar və Kr və s.).
Hər dövrdə sonrakı elementin nüvəsinin yükü əvvəlki ilə müqayisədə bir dəfə artır. Bu proses hidrogendən 118-ci elementə qədər müşahidə edilir və göstərir maddənin inkişafının davamlılığı.
Nəhayət, atomda əks yüklərin (proton və elektron) birləşməsi, metal və qeyri-metal xüsusiyyətlərin təzahürü, amfoter oksidlərin və hidroksidlərin mövcudluğu qanunun təzahürüdür. əkslərin birliyi və mübarizəsi.
Onu da qeyd etmək lazımdır ki, dövri qanunun kəşfi maddənin xassələri ilə bağlı fundamental tədqiqatların başlanğıcı olmuşdur.
Niels Borun dediyi kimi, dövri cədvəl “kimya, fizika, mineralogiya və texnologiya sahələrində tədqiqatlar üçün rəhbər ulduzdur”.
- 112, 114, 116, 118 elementləri Birgə Nüvə Tədqiqatları İnstitutunda (Dubna, Rusiya) əldə edilmişdir. 113 və 115-ci elementləri rus və amerikalı fiziklər birgə əldə ediblər. Materialı nəzakətlə Rusiya Elmlər Akademiyasının akademiki Yu. Ts. Oqanesyan təqdim etmişdir.
