A Mengyelejev periodikus rendszer jelentése rövid. A periódusos rendszer jelentése
Az elemek periódusos rendszere nagy hatással volt a kémia későbbi fejlődésére. Nemcsak a kémiai elemek első természetes osztályozása volt, amely megmutatta, hogy harmonikus rendszert alkotnak és szoros kapcsolatban állnak egymással, hanem a további kutatások hatékony eszköze is volt.
Abban az időben, amikor Mengyelejev az általa felfedezett periodikus törvény alapján összeállította táblázatát, sok elem még ismeretlen volt. Így a periódus 4 elemű szkandium ismeretlen volt. Az atomtömeget tekintve a Ti a Ca után következett, de a Ti nem helyezhető közvetlenül a Ca után, mert a 3. csoportba esne, de a Ti tulajdonságai miatt a 4. csoportba kellene besorolni. Ezért Mengyelejev kihagyott egy cellát. Ugyanezen alapon a 4. periódusban két szabad sejt maradt a Zn és az As között. Más sorokban még vannak üres helyek. Mengyelejev nemcsak meg volt győződve hogy léteznie kell még ismeretlen elemeknek, amelyek betöltenék ezeket a helyeket, de előre megjósolták az ilyen elemek tulajdonságait a periódusos rendszer többi eleme között elfoglalt helyük alapján. Ezeket az elemeket az ekaboron (mivel tulajdonságai a bórra emlékeztettek), ekaaluminium, ecasilicium elnevezést is kapták...
A Ga, Sc, Ge felfedezése volt a periodikus törvény legnagyobb diadala. A periódusos rendszernek nagy jelentősége volt egyes elemek vegyértékének és atomtömegének megállapításában is. Ugyanígy a periódusos rendszer lendületet adott egyes elemek atomtömegének korrekciójához. Például a Cs-hez korábban 123,4 atomtömeget rendeltek. Mengyelejev az elemeket táblázatba rendezve megállapította, hogy tulajdonságai szerint a Cs-nek az Rb alatti első csoport fő alcsoportjába kell tartoznia, ezért atomtömege körülbelül 130 lesz. A modern definíciók azt mutatják, hogy a Cs atomtömege az 132.9054..
És jelenleg a periodikus törvény a kémia vezércsillaga. Ennek alapján hozták létre mesterségesen a transzurán elemeket. Az egyiket, a 101-es számú elemet, amelyet először 1955-ben szereztek meg, mendeleviumnak nevezték el a nagy orosz tudós tiszteletére.
A tudomány későbbi fejlődése lehetővé tette a periodikus törvény alapján az anyag szerkezetének sokkal mélyebb megértését, mint ez Mengyelejev életében lehetséges volt.
Mengyelejev prófétai szavai ragyogóan beigazolódtak: „Az időszakos törvényt nem fenyegeti a pusztulás, de csak felépítményt és fejlesztést ígérnek.”
A Periodikus Törvény felfedezésének előfeltétele az 1860-as, Karlsruhe városában, az atom-molekuláris tudomány végleg megalapozott nemzetközi vegyészkongresszus döntései, valamint a molekula és az atom fogalmának első egységes definíciói voltak. atomi tömegként, amit ma relatív atomtömegnek nevezünk, vállalták.
D. I. Mengyelejev felfedezésében világosan megfogalmazott kiindulópontokra támaszkodott:
Az összes kémiai elem atomjainak közös változatlan tulajdonsága az atomtömegük;
Az elemek tulajdonságai atomtömegüktől függenek;
Ennek a függőségnek a formája periodikus.
A fent tárgyalt előfeltételek objektívnek, azaz a tudós személyiségétől függetlennek nevezhetők, hiszen a kémia, mint tudomány történeti fejlődése határozta meg őket.
III. Periódusos törvény és a kémiai elemek periódusos rendszere.
Mengyelejev felfedezése a periódusos törvényről.
Az elemek periódusos rendszerének első változatát D. I. Mengyelejev adta ki 1869-ben – jóval azelőtt, hogy az atom szerkezetét tanulmányozták volna. Ebben az időben Mengyelejev kémiát tanított a Szentpétervári Egyetemen. Az előadásokra készülve és a „Kémia alapjai” című tankönyvéhez anyagokat gyűjtve D. I. Mengyelejev azon gondolkodott, hogyan lehetne rendszerezni az anyagot oly módon, hogy az elemek kémiai tulajdonságaira vonatkozó információk ne tűnjenek egymástól eltérő tények halmazának.
D. I. Mengyelejev útmutatója ebben a munkában az elemek atomtömege (atomsúlya) volt. Az 1860-as Vegyészek Világkongresszusa után, amelyen D. I. Mengyelejev is részt vett, az atomtömeg helyes meghatározásának problémája folyamatosan a világ számos vezető kémikusa, köztük D. I. Mengyelejev figyelmének középpontjában állt.D. I. Mengyelejev az elemek atomsúlyuk növekvő sorrendjébe rendezésével felfedezte a természet alapvető törvényét, amelyet ma Periodikus Törvényként ismerünk:
Az elemek tulajdonságai periodikusan változnak atomsúlyuk szerint.
A fenti megfogalmazás egyáltalán nem mond ellent a modernnek, amelyben az „atomtömeg” fogalmát felváltja a „nukleáris töltés” fogalma. Az atommag protonokból és neutronokból áll. A legtöbb elem magjában a protonok és neutronok száma megközelítőleg azonos, tehát az atomtömeg körülbelül ugyanúgy növekszik, ahogyan az atommagban lévő protonok száma (Z magtöltés) nő.
A Periodikus Törvény alapvető újdonsága a következő volt:
1. Összefüggést hoztak létre a tulajdonságaikban eltérő elemek között. Ez az összefüggés abban rejlik, hogy az elemek tulajdonságai simán és megközelítőleg azonos mértékben változnak atomtömegük növekedésével, majd ezek a változások IDŐSZAKOSAN ISMÉTLŐDIK.
2. Azokban az esetekben, amikor úgy tűnt, hogy az elemek tulajdonságainak változási sorrendjében hiányzik valamilyen láncszem, a periódusos rendszerben GAPS-t kellett biztosítani, amelyet még fel nem fedezett elemekkel kellett feltölteni.
Más kutatók minden korábbi, az elemek közötti kapcsolat meghatározására tett kísérlet során olyan teljes képet igyekeztek létrehozni, amelyben nem jutott hely a még fel nem fedezett elemeknek. Éppen ellenkezőleg, D. I. Mengyelejev periódusos rendszere legfontosabb részének azokat a cellákat tartotta, amelyek még üresek voltak. Ez lehetővé tette a még ismeretlen elemek létezésének előrejelzését.
Bámulatra méltó, hogy D. I. Mengyelejev felfedezését akkoriban tette, amikor sok elem atomsúlyát nagyon közelítőleg határozták meg, és magát csak 63 elemet ismerték - vagyis a ma általunk ismerteknek valamivel több, mint a fele.
A különféle elemek kémiai tulajdonságainak mély ismerete lehetővé tette Mengyelejevnek, hogy ne csak rámutasson olyan elemekre, amelyeket még nem fedeztek fel, hanem tulajdonságaikat is pontosan megjósolta! D. I. Mengyelejev pontosan megjósolta az általa „eka-szilíciumnak” nevezett elem tulajdonságait. 16 évvel később ezt az elemet valóban felfedezte Winkler német kémikus, és germániumnak nevezték el.
A D. I. Mengyelejev által a még fel nem fedezett „eka-szilícium” elem tulajdonságainak összehasonlítása a germánium (Ge) elem tulajdonságaival. A modern periódusos rendszerben a germánium az "eka-szilícium" helyét foglalja el.
Ingatlan
D. I. Mengyelejev jósolta az "eka-szilícium"-nak 1870-ben
Germánium Ge-re határozták meg, 1886-ban fedezték fel
Szín, megjelenés
barna
világos barna
Atomtömeg
72,59
Sűrűség (g/cm3)
5,5
5,35
Oxid képlet
XO2
GeO2
Klorid képlet
XCl4
GeCl4
Kloridsűrűség (g/cm3)
1,9
1,84
Ugyanígy az „eka-alumínium” (a gallium Ga elem, amelyet 1875-ben fedeztek fel) és az „eka-bór” (az 1879-ben felfedezett szkandium Sc elem) tulajdonságait fényesen megerősítette D. I. Mengyelejev.
Ezt követően a világ tudósai számára világossá vált, hogy D. I. Mengyelejev periódusos rendszere nem egyszerűen rendszerezi az elemeket, hanem grafikusan kifejezi a természet alapvető törvényét - a periódusos törvényt.
A periódusos rendszer felépítése.
D.I. periodikus törvénye alapján. Mengyelejev megalkotta a kémiai elemek periódusos rendszerét, amely 7 periódusból és 8 csoportból állt (a táblázat rövid periódusú változata). Jelenleg a Periodikus Rendszer hosszú periódusú változatát használják gyakrabban (7 periódus, 8 csoport, a lantanidok és az aktinidák külön vannak feltüntetve).
A periódusok a táblázat vízszintes sorai, kicsire és nagyra vannak felosztva. Kis periódusokban 2 elem (1. periódus) vagy 8 elem (2., 3. periódus) van, nagy periódusokban - 18 elem (4., 5. periódus) vagy 32 elem (6., 5. periódus) 7. periódus. Minden periódus egy tipikus fémmel kezdődik, és egy nemfémmel (halogénnel) és egy nemesgázzal végződik.
A csoportok függőleges elemsorok, számozásuk I-től VIII-ig római számokkal, valamint orosz A és B betűkkel van ellátva. A Periodikus Rendszer rövid periódusú változata elemek alcsoportjait (fő és másodlagos) tartalmazta.
Az alcsoport olyan elemek halmaza, amelyek feltétel nélküli kémiai analógok; gyakran egy alcsoport elemei rendelkeznek a csoportszámnak megfelelő legmagasabb oxidációs állapottal.
Az A-csoportokban az elemek kémiai tulajdonságai széles tartományban változhatnak a nemfémestől a fémig (például az V. csoport fő alcsoportjában a nitrogén nemfém, a bizmut pedig fém).
A periódusos rendszerben a tipikus fémek az IA (Li-Fr), IIA (Mg-Ra) és IIIA (In, Tl) csoportban találhatók. A nemfémek a VIIA (F-Al), VIA (O-Te), VA (N-As), IVA (C, Si) és IIIA (B) csoportokban találhatók. Az A-csoportok egyes elemei (berillium Be, alumínium Al, germánium Ge, antimon Sb, polónium Po és mások), valamint a B-csoportok számos eleme fémes és nemfémes tulajdonságokkal is rendelkezik (az amfoteritás jelensége).
Egyes csoportokhoz csoportneveket használnak: IA (Li-Fr) - alkálifémek, IIA (Ca-Ra) - alkáliföldfémek, VIA (O-Po) - kalogének, VIIA (F-At) - halogének, VIIIA ( He-Rn ) - nemesgázok. A periódusos rendszer D.I. által javasolt formája. Mengyelejevet rövid periódusnak vagy klasszikusnak nevezték. Jelenleg a periódusos rendszer egy másik formája szélesebb körben használatos - a hosszú periódusú.
Periodikus törvény D.I. Mengyelejev és a kémiai elemek periódusos rendszere a modern kémia alapja lett. A relatív atomtömegeket az 1983-as nemzetközi táblázat szerint adjuk meg. A 104-108 elemeknél a leghosszabb élettartamú izotópok tömegszámai szögletes zárójelben vannak megadva. Az elemek zárójelben megadott nevei és szimbólumai nem általánosan elfogadottak.
IV Periodikus törvény és az atom szerkezete.
Alapvető tudnivalók az atomok szerkezetéről.
A 19. század végén és a 20. század elején a fizikusok bebizonyították, hogy az atom összetett részecske, és egyszerűbb (elemi) részecskékből áll. Felfedezték:
katódsugarak (J. J. Thomson angol fizikus, 1897), amelyek részecskéit e− elektronoknak nevezik (egyetlen negatív töltést hordoznak);
az elemek természetes radioaktivitása (francia tudósok - A. Becquerel és M. Sklodowska-Curie radiokémikusok, Pierre Curie fizikus, 1896) és az α-részecskék (4He2+ héliummagok) létezése;
pozitív töltésű mag jelenléte az atom középpontjában (E. Rutherford angol fizikus és radiokémikus, 1911);
az egyik elem mesterséges átalakulása egy másikká, például a nitrogén oxigénné (E. Rutherford, 1919). Az egyik elem atomjának magjából (nitrogén - Rutherford kísérletében), egy α-részecskével való ütközéskor egy másik elem (oxigén) atomjának magja és egy egységnyi pozitív töltést hordozó új részecske, amelyet protonnak neveznek ( p+, 1H mag) keletkeztek.
elektromosan semleges részecskék - n0 neutronok - atommagjának jelenléte (J. Chadwick angol fizikus, 1932).
A kutatás eredményeként kiderült, hogy minden elem atomja (az 1H kivételével) protonokat, neutronokat és elektronokat tartalmaz, a protonok és neutronok az atommagban koncentrálódnak, az elektronok pedig a perifériáján (az elektronhéjban) .
Az atommagban lévő protonok száma megegyezik az atom héjában lévő elektronok számával, és megfelel ennek az elemnek a periódusos rendszerben szereplő sorszámának.
Az atom elektronhéja összetett rendszer. Különböző energiájú (energiaszintű) alhéjakra oszlik; a szintek pedig alszintekre oszlanak, az alszintek pedig atompályákat foglalnak magukban, amelyek alakjukban és méretükben eltérőek lehetnek (s, p, d, f stb. betűkkel jelölve).
Tehát az atom fő jellemzője nem az atomtömeg, hanem az atommag pozitív töltésének nagysága. Ez egy általánosabb és pontosabb jellemzője az atomnak, tehát egy elemnek. Az elem minden tulajdonsága és a periódusos rendszerben elfoglalt helyzete az atommag pozitív töltésének nagyságától függ. Így egy kémiai elem rendszáma numerikusan egybeesik atomja magjának töltésével. Az elemek periódusos rendszere a periódusos törvény grafikus ábrázolása, és az elemek atomjainak szerkezetét tükrözi.
Az atomszerkezet elmélete megmagyarázza az elemek tulajdonságainak periodikus változásait. Az atommagok pozitív töltésének 1-ről 110-re való növekedése a külső energiaszint szerkezeti elemeinek periodikus ismétlődését eredményezi az atomokban. És mivel az elemek tulajdonságai főként a külső szinten lévő elektronok számától függenek, ezek periodikusan is ismétlődnek. Ez a periodikus törvény fizikai jelentése.
A periódusos rendszer minden periódusa olyan elemekkel kezdődik, amelyek atomjai a külső szinten egy s-elektronnal rendelkeznek (nem teljes külső szintek), és ezért hasonló tulajdonságokat mutatnak - könnyen feladják a vegyértékelektronokat, ami meghatározza fémes jellegüket. Ezek alkálifémek - Li, Na, K, Rb, Cs.
A periódus olyan elemekkel zárul, amelyek atomjai a külső szinten 2 (s2) elektront (az első periódusban) vagy 8 (s2p6) elektront (minden további periódusban) tartalmaznak, vagyis teljes külső szinttel rendelkeznek. Ezek He, Ne, Ar, Kr, Xe nemesgázok, amelyek inert tulajdonságokkal rendelkeznek.
1869-ben D. I. Mengyelejev egyszerű anyagok és vegyületek tulajdonságainak elemzése alapján megfogalmazta a periódusos törvényt: "Az egyszerű testek és az elemek vegyületeinek tulajdonságai periodikusan függnek az elemek atomtömegének nagyságától." A periódusos törvény alapján összeállították a periódusos elemrendszert. Ebben hasonló tulajdonságú elemeket vontak össze függőleges csoportoszlopokba. Egyes esetekben az elemek periódusos rendszerbe helyezésekor meg kellett szakítani a növekvő atomtömegek sorrendjét a tulajdonságok ismétlődésének periodicitásának megőrzése érdekében. Például szükség volt a tellúr és a jód, valamint az argon és a kálium „cseréjére”. Ennek az az oka, hogy Mengyelejev akkor javasolta a periodikus törvényt, amikor még semmit sem lehetett tudni az atom szerkezetéről. Miután a 20. században javasolták az atom bolygómodelljét, a periodikus törvény a következőképpen fogalmazódik meg:
"A kémiai elemek és vegyületek tulajdonságai periodikusan függnek az atommagok töltésétől."
Az atommag töltése megegyezik az elem számával a periódusos rendszerben és az elektronok számával az atom elektronhéjában. Ez a megfogalmazás megmagyarázta a Periodikus Törvény "megsértését". A periódusos rendszerben a periódusszám megegyezik az atom elektronszintjeinek számával, a fő alcsoportok elemeinek csoportszáma a külső szinten lévő elektronok számával.
A periodikus törvény tudományos jelentősége. A periodikus törvény lehetővé tette a kémiai elemek és vegyületeik tulajdonságainak rendszerezését. Mengyelejev a periódusos rendszer összeállításakor számos fel nem fedezett elem létezését jósolta, üres cellákat hagyva számukra, és megjósolta a feltáratlan elemek számos olyan tulajdonságát, amelyek megkönnyítették a felfedezést, ezek közül az első négy évvel később következett.
De Mengyelejev nagy érdeme nem csak az új dolgok felfedezésében rejlik.
Mengyelejev felfedezte a természet új törvényét. Az elkülönült, egymással nem összekapcsolt anyagok helyett a tudomány egyetlen harmonikus rendszerrel állt szemben, amely az Univerzum minden elemét egyetlen egésszé egyesítette; az atomokat a következőképpen kezdték tekinteni:
1. szervesen kapcsolódnak egymáshoz egy közös mintával,
2. az atomtömeg mennyiségi változásainak kémiai anyaguk minőségi változásaiba való átmenetének kimutatása. egyéniségek,
3. jelezve, hogy az ellenkezője fémes. és nem fémes. Az atomok tulajdonságai nem abszolút, mint korábban gondolták, hanem csak relatív jellegűek.
24. A szerkezeti elméletek megjelenése a szerves kémia fejlődési folyamatában. Az atommolekuláris tudomány, mint a szerkezetelméletek elméleti alapja.
Szerves kémia. Az egész 18. században. Az organizmusok és anyagok kémiai kapcsolatainak kérdésében a tudósokat a vitalizmus doktrínája vezérelte - egy olyan doktrína, amely az életet különleges jelenségnek tekintette, amely nem az univerzum törvényeinek, hanem különleges életerők hatásának van kitéve. Ezt a nézetet sok 19. századi tudós örökölte, bár alapjai már 1777-ben megrendültek, amikor Lavoisier azt javasolta, hogy a légzés az égéshez hasonló folyamat.
Friedrich Wöhler (1800–1882) német kémikus 1828-ban ammónium-cianát hevítésével (ezt a vegyületet feltétel nélkül a szervetlen anyagok közé sorolták) karbamidot, az emberek és állatok hulladéktermékét nyert. 1845-ben Adolf Kolbe, Wöhler tanítványa ecetsavat szintetizált a szénből, hidrogénből és oxigénből. Az 1850-es években Pierre Berthelot francia vegyész szisztematikus munkát kezdett szerves vegyületek szintézisén, és metil- és etil-alkoholokat, metánt, benzolt és acetilént nyert. A természetes szerves vegyületek szisztematikus vizsgálata kimutatta, hogy mindegyik tartalmaz egy vagy több szénatomot, és sok hidrogénatomot tartalmaz. Típuselmélet. A hatalmas számú összetett széntartalmú vegyület felfedezése és izolálása felvetette molekuláik összetételének kérdését, és a meglévő osztályozási rendszer felülvizsgálatának szükségességét vonta maga után. Az 1840-es évekre a vegyész tudósok rájöttek, hogy Berzelius dualista elképzelései csak a szervetlen sókra vonatkoznak. 1853-ban kísérletet tettek az összes szerves vegyület típus szerinti osztályozására. Egy általánosított "típuselméletet" javasolt egy francia kémikus Charles Frederic Gerard, akik úgy vélték, hogy a különböző atomcsoportok kombinációját nem ezeknek a csoportoknak az elektromos töltése, hanem sajátos kémiai tulajdonságai határozzák meg.
Szerkezeti kémia. 1857-ben Kekule a vegyértékelmélet alapján (a vegyérték azon hidrogénatomok számát jelenti, amelyek egy adott elem egy atomjával egyesülnek) azt javasolta, hogy a szén négy vegyértékű, ezért kapcsolódhat négy másik atommal, hosszú láncokat képezve. egyenes vagy elágazó. Ezért a szerves molekulákat nem gyökök kombinációi formájában kezdték ábrázolni, hanem szerkezeti képletek - atomok és köztük lévő kötések - formájában.
1874-ben dán vegyész Jacob van't Hoffés Joseph Achille Le Bel francia kémikus (1847–1930) ezt az elképzelést kiterjesztette az atomok térbeli elrendezésére is. Azt hitték, hogy a molekulák nem laposak, hanem háromdimenziós szerkezetek. Ez a koncepció lehetővé tette számos jól ismert jelenség magyarázatát, például a térbeli izomériát, az azonos összetételű, de eltérő tulajdonságú molekulák létezését. Az adatok nagyon jól illeszkednek bele Louis Pasteur a borkősav izomereiről.
6. Periodikus törvény és periodikus rendszer D.I. Mendelejev A periódusos rendszer felépítése (periódus, csoport, alcsoport). A periódusos törvény és a periódusos rendszer jelentése.
Időszakos törvény D.I. Mengyelejev:Az egyszerű testek tulajdonságai, valamint a vegyületek alakja és tulajdonságaiaz elemek különbségei periodikusan függenek attólaz elemek atomtömegének értékei. (Az elemek tulajdonságai periodikusan függenek az atommagjuk atomjainak töltésétől).
Elemek periódusos rendszere. Mengyelejev periódusoknak nevezte azokat az elemeket, amelyeken belül a tulajdonságok egymás után változnak, mint például a nyolc elemből álló sorozat a lítiumtól a neonig vagy a nátriumtól az argonig. Ha ezt a két periódust egymás alá írjuk úgy, hogy a nátrium lítium alatt van, az argon pedig neon alatt, akkor a következő elemek elrendezését kapjuk:
Ezzel az elrendezéssel a függőleges oszlopok tulajdonságaiban hasonló és azonos vegyértékű elemeket tartalmaznak, például lítium és nátrium, berillium és magnézium stb.
Miután az összes elemet periódusokra osztotta, és az egyik periódust a másik alá helyezte úgy, hogy a tulajdonságukban és a képződött vegyületek típusában hasonló elemek egymás alatt helyezkedjenek el, Mengyelejev összeállított egy táblázatot, amelyet az elemek periodikus rendszerének nevezett csoportok és sorozatok szerint.
A periódusos rendszer jelentéseMi. Az elemek periódusos rendszere nagy hatással volt a kémia későbbi fejlődésére. Nemcsak a kémiai elemek első természetes osztályozása volt, amely megmutatta, hogy harmonikus rendszert alkotnak és szoros kapcsolatban állnak egymással, hanem a további kutatások hatékony eszköze is volt.
7. A kémiai elemek tulajdonságainak időszakos változásai. Atomi és ionos sugarak. Ionizációs energia. Elektronaffinitás. Elektronegativitás.
Az atomi sugarak függése a Z atom magjának töltésétől periodikus. Egy perióduson belül, amikor Z növekszik, az atom mérete csökken, ami különösen rövid időszakokban figyelhető meg.
Egy új, az atommagtól távolabbi elektronréteg felépítésének kezdetével, vagyis a következő periódusba való átmenet során az atomsugár megnő (hasonlítsa össze például a fluor- és nátriumatom sugarait). Ennek eredményeként egy alcsoporton belül a magtöltés növekedésével az atomok mérete nő.
Az elektronatomok elvesztése effektív méretének csökkenéséhez, a felesleges elektronok hozzáadása pedig növekedéséhez vezet. Ezért a pozitív töltésű ion (kation) sugara mindig kisebb, a negatív töltésű nem (anion) sugara pedig mindig nagyobb, mint a megfelelő elektromosan semleges atomé.
Egy alcsoporton belül az azonos töltésű ionok sugara a magtöltés növekedésével növekszik, ezt az elektronrétegek számának növekedésével és a külső elektronok atommagtól való távolságának növekedésével magyarázzák.
A fémek legjellemzőbb kémiai tulajdonsága az, hogy atomjaik könnyen feladják a külső elektronokat és pozitív töltésű ionokká alakulnak át, míg a nemfémeket ezzel szemben az a képesség jellemzi, hogy elektronokat adnak hozzá negatív ionok képzéséhez. Ahhoz, hogy egy elektront eltávolítsunk az atomból, és az utóbbit pozitív ionná alakítsuk, bizonyos energiát kell elkölteni, amelyet ionizációs energiának nevezünk.
Az ionizációs energia úgy határozható meg, hogy az atomokat elektromos térben felgyorsított elektronokkal bombázzuk. Azt a legkisebb térfeszültséget, amelynél az elektronsebesség elegendő az atomok ionizálásához, az adott elem atomjainak ionizációs potenciáljának nevezzük, és voltban fejezzük ki. Elegendő energia ráfordításával két, három vagy több elektron eltávolítható az atomból. Ezért beszélnek az első ionizációs potenciálról (az első elektron eltávolításának energiájáról az atomról) és a második ionizációs potenciálról (a második elektron eltávolításának energiájáról).
Ahogy fentebb megjegyeztük, az atomok nem csak elektronokat adhatnak, hanem nyerhetnek is. Azt az energiát, amely akkor szabadul fel, amikor egy elektront egy szabad atomhoz adunk, az atom elektronaffinitásának nevezzük. Az elektronaffinitást, az ionizációs energiához hasonlóan, általában elektronvoltban fejezik ki. Így a hidrogénatom elektronaffinitása 0,75 eV, az oxigéné - 1,47 eV, a fluoré - 3,52 eV.
A fématomok elektronaffinitása jellemzően nullához közeli vagy negatív; Ebből az következik, hogy a legtöbb fém atomjai számára az elektronok hozzáadása energetikailag kedvezőtlen. A nemfém atomok elektronaffinitása mindig pozitív, és minél nagyobb, annál közelebb van a nemfém a nemesgázhoz a periódusos rendszerben; ez a nemfémes tulajdonságok növekedését jelzi az időszak vége közeledtével.
Az ismeretlen elemek tudományos előrejelzésének lehetősége csak a periódusos törvény és az elemek periódusos rendszerének felfedezése után vált valósággá. D. I. Mengyelejev megjósolta a 11 létezését új elemek: ekaboron, ekasilicon, ekaaluminium stb. Az elem „koordinátái” a periódusos rendszerben (sorszám, csoport és periódus) lehetővé tették az atomtömeg, valamint a megjósolt elem legfontosabb tulajdonságainak nagyjábóli előrejelzését. Ezeknek az előrejelzéseknek a pontossága különösen akkor nőtt, ha a megjósolt elemet ismert és kellően tanulmányozott elemek vették körül.
Ennek köszönhetően 1875-ben Franciaországban L. de Boisbaudran felfedezte a galliumot (eka-alumínium); 1879-ben L. Nilsson (Svédország) felfedezte a szkandiumot (ekabor); 1886-ban Németországban K. Winkler felfedezte a germániumot (exasilicon).
A kilencedik és a tizedik sor feltáratlan elemeit illetően D. I. Mengyelejev állításai óvatosabbak voltak, mivel azok tulajdonságait rendkívül rosszul tanulmányozták. Így a bizmut után, amelynél a hatodik szakasz véget ért, két kötőjel maradt. Az egyik egy tellúr analógnak, a másik egy ismeretlen nehéz halogénnek felelt meg. A hetedik időszakban csak két elemet ismertek - a tóriumot és az uránt. D. I. Mengyelejev több sejtet kötőjelekkel hagyott meg, amelyeknek a tóriumot megelőző első, második és harmadik csoport elemeihez kellett volna tartozniuk. Egy üres cella maradt a tórium és az urán között. Öt üres hely maradt az urán mögött, i.e. Majdnem 100 éve előrelátták a transzurán elemeket.
D. I. Mengyelejev a kilencedik és a tizedik sor elemeire vonatkozó jóslatai pontosságának megerősítésére hozhatunk egy példát a polóniummal (84-es sorozatszám). A 84-es sorozatszámú elem tulajdonságait megjósolva D. I. Mengyelejev a tellúr analógjának nevezte, és dwitelluriumnak nevezte. Ennél az elemnél 212-es atomtömeget és EO e típusú oxid képzési képességet feltételezett. Ennek az elemnek 9,3 g/cm 3 sűrűségűnek kell lennie, és olvadó, kristályos és alacsony illékonyságú szürke fémnek kell lennie. A polónium, amelyet tiszta formájában csak 1946-ban nyertek, lágy, olvadó, ezüst színű fém, sűrűsége 9,3 g/cm 3 . Tulajdonságai nagyon hasonlítanak a tellúrhoz.
D. I. Mengyelejev periodikus törvénye, mint a természet egyik legfontosabb törvénye, kivételes jelentőséggel bír. Az elemek között fennálló természetes kapcsolatot tükrözve, az anyag fejlődési szakaszait az egyszerűtől a bonyolultig, ez a törvény jelentette a modern kémia kezdetét. Felfedezésével a kémia megszűnt leíró tudomány lenni.
D. I. Mengyelejev periodikus törvénye és elemrendszere a világ megértésének egyik megbízható módszere. Mivel az elemeket közös tulajdonságok vagy szerkezetek kötik össze, ez jelzi a jelenségek összekapcsolódásának és kölcsönös függésének mintázatait.
Az összes elem együtt a legegyszerűbb hidrogéntől a 118. elemig folyamatos fejlődési vonalat alkot. Ezt a mintát először D. I. Mengyelejev vette észre, aki képes volt megjósolni az új elemek létezését, ezzel megmutatva az anyag fejlődésének folytonosságát.
Az elemek és vegyületeik csoporton belüli tulajdonságainak összehasonlításával könnyen kimutatható a mennyiségi változások minőségi változásaira való átmenet törvényének megnyilvánulása. Így bármely perióduson belül megtörténik az átmenet egy tipikus fémről egy tipikus nemfémre (halogén), de a halogénről a következő időszak első elemére (alkálifémre) való átmenet a tulajdonságok éles megjelenésével jár együtt. ezzel a halogénnel szemben. D. I. Mengyelejev felfedezése pontos és megbízható alapot teremtett az atomszerkezet elméletéhez, amely óriási hatással volt az anyag természetére vonatkozó minden modern tudás fejlődésére.
D. I. Mengyelejevnek a periódusos rendszer létrehozásával kapcsolatos munkája megalapozta az új kémiai elemek célzott keresésének tudományosan megalapozott módszerét. Ilyen például a modern magfizika számos sikere. Az elmúlt fél évszázad során 102-118 sorozatszámú elemeket szintetizáltak. Tulajdonságaik tanulmányozása, valamint előállításuk lehetetlen lenne a kémiai elemek közötti kapcsolatok mintáinak ismerete nélkül.
Egy ilyen kijelentés bizonyítéka az eredmények a 114, 116, 118 elemek szintézisének kutatása.
A 114. elem izotópját a plutóniumnak a 48 Ca izotóppal, a 116. elemnek a kúriumnak a 48 Ca izotóppal való kölcsönhatásával kaptuk:
A keletkező izotópok stabilitása olyan nagy, hogy nem spontán hasadnak, hanem alfa-bomlást tapasztalnak, azaz. az atommag hasadása az alfa-részecskék egyidejű kibocsátásával.
A kapott kísérleti adatok teljes mértékben megerősítik az elméleti számításokat: az egymást követő alfa-bomlás során a 112. és 110. elem magjai képződnek, amelyek után spontán hasadás kezdődik:
Az elemek tulajdonságainak összehasonlításával meggyőződünk arról, hogy közös szerkezeti jellemzők kapcsolják össze őket. Így a külső és az előkülső elektronhéj szerkezetének összehasonlításával nagy pontossággal megjósolható az adott elemre jellemző összes vegyülettípus. Az ilyen egyértelmű kapcsolatot nagyon jól szemlélteti a 104. elem - rutherfordium - példája. A kémikusok azt jósolták, hogy ha ez az elem a hafnium (72 Hf) analógja, akkor tetrakloridjának körülbelül ugyanolyan tulajdonságokkal kell rendelkeznie, mint a HfCl 4-nek. Kísérleti kémiai vizsgálatok nemcsak a kémikusok jóslatait igazolták, hanem egy új szupernehéz elem 1 (M Rf) felfedezését is. Ugyanez az analógia látható az Os (Z = 76) és Ds (Z = 110) tulajdonságokban is. az elemek R0 4 típusú illékony oxidokat alkotnak.. Mindez arról szól a jelenségek összefüggésének és egymásrautaltságának törvényének megnyilvánulása.
Az elemek tulajdonságainak csoporton belüli és perióduson belüli összehasonlítása, illetve az atom szerkezetével való összehasonlítása a törvényt jelzi átmenet a mennyiségről a minőségre. A mennyiségi változások minőségivé való átmenete csak lehetséges keresztültagadás tagadása. Időszakon belül, ahogy a nukleáris töltés növekszik, az alkálifémből nemesgázzá alakul át. A következő periódus ismét egy alkálifémmel kezdődik - egy olyan elemmel, amely teljesen megcáfolja az azt megelőző nemesgáz tulajdonságait (például He és Li; Ne és Na; Ar és Kr stb.).
Minden periódusban a következő elem magjának töltése eggyel nő az előzőhöz képest. Ez a folyamat a hidrogéntől a 118. elemig figyelhető meg, és jelzi az anyag fejlődésének folytonossága.
Végül az ellentétes töltések (proton és elektron) kombinációja egy atomban, a fémes és nemfémes tulajdonságok megnyilvánulása, az amfoter oxidok és hidroxidok létezése a törvény megnyilvánulása. az ellentétek egysége és harca.
Azt is meg kell jegyezni, hogy a periodikus törvény felfedezése az anyag tulajdonságaival kapcsolatos alapkutatások kezdete volt.
Niels Bohr szerint a periódusos rendszer „a kémia, a fizika, az ásványtan és a technológia területén végzett kutatások vezércsillaga”.
- A 112, 114, 116, 118 elemeket a Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Oroszország) szerezték be. A 113. és 115. elemet orosz és amerikai fizikusok közösen szerezték be. Az anyagot az Orosz Tudományos Akadémia akadémikusa, Yu. Ts. Oganesyan biztosította.
