Формы периодической таблицы
Наиболее распространёнными являются 3 формы таблицы Менделеева: «короткая», «длинная», «сверхдлинная».
В «короткой» форме записи четвертый и последующие периоды занимают по 2 строчки.
В «длинном» варианте лантаноиды и актиноиды вынесены из общей таблицы, делая её более компактной. В «сверхдлинном» варианте каждый период занимает одну строчку.
В качестве основного варианта IUPAC утвердил длинный вариант Периодической таблицы. Короткая форма таблицы, содержащая восемь групп элементов, официально отменена ИЮПАК еще в 1989 г.
Нильсом Бором разработана лестничная (пирамидальная) форма периодической системы.
Существует несколько сотен вариантов, редко или вовсе не используемых, но весьма оригинальных, способов графического или табличного отображения Периодического закона, при этом учёные предлагают всё новые варианты.
Познакомиться с разнообразием Периодических таблиц химических элементов, собранных со всего мира, можно на выставке, посвященной открытию Международного года Периодической таблицы, проводимой под эгидой ЮНЕСКО и Правительства Российской Федерации, при поддержке Российской Академии Наук, Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева.
Всего предложено несколько сотен вариантов изображения периодической системы (аналитических кривых, таблиц, геометрических фигур и т. п.).
Самая большая Периодическая таблица была установлена на стенах химического факультета в Университете Мурсии в Испании. В общей сложности она занимает в общей сложности 150 м
В 2006 г. в Чикаго (США) временно была организована восьмиэтажная периодическая таблица выполненная с помощью плакатов.
Памятник Менделееву перед химическим факультетом Словацкого технологического университета в Братиславе:
В 2003 году студенты университета Уэйк Форест спроектировали стол и скамью для пикника в форме таблицы Менделеева.
На стене ВНИИ метрологии имени Д.И. Менделева в Санкт-Петербурге размещено мозаичное панно – Периодическая таблица химических элементов. В 1932 году рядом со зданием был установлен памятник великому русскому химику.
Таблица Менделеева – универсальный и безграничный язык общения ученых
АМ: Это инициатива, которая поддержана ЮНЕСКО и ООН. Изначально год Периодического закона, год 150-летия открытия Периодического закона, это инициатива, с которой выступила Российская академия наук при поддержке Министерства иностранных дел Российской Федерации.
Таблица Менделеева — универсальный язык общения ученых, прежде всего химиков. Хотя, если мы посмотрим шире, Менделеев был не только химиком. И открытие Периодического закона – это открытие, которое связывает очень многих ученых. Это и химики, и биологи, и медики, геологи, геохимики…
Для чего нужен этот год? Для того, чтобы еще раз напомнить всему миру, поскольку это международное событие, что мир наш развивается за счет открытий ученых, и что наука — это двигатель, драйвер прогресса человечества.
Во Франции, в ЮНЕСКО, 29 января будет торжественное открытие празднования Международного года Периодического закона. В России такое открытие пройдет 6 февраля в здании Российской академии наук.
Фото РХТУ
Александр Мажуга, ректор Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева
АУ: Химия – наука, которая постоянно развивается. Какие ее направления сегодня наиболее востребованы в мире? В чем будущее химических технологий?
АМ: Сегодня, как и многие другие науки, химия выходит на междисциплинарный уровень. И все больше востребованных направлений находятся на стыке наук. Это химия, биология и медицина, биомедицина, биохимия, биоорганическая химия. Надо понимать, что химия — это вообще все, что есть вокруг нас: то, чем мы дышим, что мы едим, к чему мы прикасаемся. Но наиболее востребованные направления сейчас, это — биомедицина, использование новых материалов в медицине; все, что связано с созданием новых конструкционных материалов – это, естественно, тоже химия. А конструкционные материалы – это различные аппараты новые, это различные строительные материалы, материалы для сельского хозяйства. Конечно же химия – это основа наших лекарств. Фармацевтическая химия – синтез новых терапевтических, диагностических агентов. Если химия – все, что вокруг нас, то химическая технология – это то, что позволяет получать те или иные продукты.
АУ: Что интересует молодежь, на какие факультеты и специальности самый высокий конкурс? Куда хотят пойти учиться абитуриенты?
АМ: Самый высокий конкурс в нашем университете на следующих направлениях: химико-фармацевтический факультет – это все, что связано с разработкой фармацевтических субстанций; биотехнологический факультет – наш университет специализируется в области биотехнологий применительно к пищевым добавкам, различным кормам, а также к селекции микроорганизмов, которые используются применительно к утилизации тех или иных техногенных отходов. И факультет нефтегазохимии и полимеров – все, что связано с созданием новых конструкционных материалов, прежде всего полимерного строения.
АУ: Вы упомянули сейчас переработку отходов при помощи различных новых соединений. Это направление, которое очень востребовано, потому что загрязнение окружающей среды – тема, которая постоянно на повестке дня и ООН, и всего мира. Такая научная работа идет обычно закрыто — в институтах и университетах — или же она предполагает международное сотрудничество и есть какие-то крупные проекты?
Такие работы ведутся в рамках международного сотрудничества и, конечно же, вместе с нашими партнерами из химической и биотехнологической промышленности. И тут нужен не только биотехнологический подход, чтобы решить техногенные проблемы, но и направление, связанное с созданием новых «зеленых» химических производств, производств, которые экологичны, требуют небольшого количества ресурсов – например, замкнутые циклы. Такие химические фабрики будущего – тоже важное направление работы нашего университета.
АУ: Зачастую образование бывает очень академичным, научным… Есть ли практика связи образования с навыками и работой в отрасли, с работой на практический результат?
Основной залог успеха образования в нашей области, в области химической технологии, это непосредственный контакт с предприятиями, с конечными потребителями наших технологий, с компаниями, куда идут работать наши выпускники. Мы стараемся максимально изменять образовательные «траектории» наших студентов так, чтобы они были синхронизированы с предприятиями отрасли.
Фото РХТУ
Новый учебный комлекс РХТУ
АУ: Участвуют ли студенты в каких-то научных разработках, которые потом претворяются в жизнь?
АМ: Да, конечно. Студенты во время обучения в нашем университете занимаются наукой, как и во многих других университетах в нашей стране. Мы рассматриваем сейчас возможность так называемого «проектного» обучения, когда начиная с первого курса студенты – мы можем также готовить проектные группы – выполняют тот или иной проект, связанный с отраслью химической технологии, и на выходе они получают технологию, которую можно реализовать. И подход, когда дипломный проект — это некий стартап, также реализуется в нашем университете.
АУ: Возвращаясь к теме таблицы Менделеева… Говорят, оформляя свой Периодический закон в таблицу, Менделеев предусмотрительно оставил свободные места – «на будущее». Как происходит открытие новых элементов, как часто приходится обновлять таблицу?
АМ: Периодическая таблица – это не просто графическое представление элементов. До Менделеева были более ранние варианты, когда элементы располагались по мере увеличения их атомного номера или веса (те элементы, что были открыты на момент той или иной таблицы). Но только Менделеев увидел в расположении элементов периодичность. Так появился Периодический закон: свойства элементов изменяются в рядах, и они повторяются. То есть самое его главное открытие – не просто расположение элементов в ячейках в таблице, а закон периодичности.
Сейчас элементы, которые были совсем недавно открыты – три новых элемента, – являются сверхтяжелыми, радиоактивными и короткоживущими. На момент открытия таблицы такого количества элементов как сейчас известно не было. Что самое главное, Менделеев своим законом предсказывал существование элементов. В его первоначальной таблице были пустые ячейки – он показывал, что в этой ячейке должен появиться новый элемент. Само доказательство закона происходило позднее, когда эти новые элементы открывались и попадали уже в ячеечку Периодической таблицы. Мало того, Менделеев мог предсказывать и массу этого элемента, причем совпадения были порой с точностью до десятой в атомной массе!
Что касается новых элементов и пустых ячеек, то, как говорят, таблица Менделеева не окончена и, на самом деле, бесконечна. Сейчас мы находимся на таком «минимуме стабильности» химических элементов, но благодаря предсказаниям физиков мы должны будем выйти на элементы, которые будут опять же стабильны. То есть, чем тяжелее элемент, чем больше у него масса, тем менее стабильным он становится. Часто такие элементы — короткоживущие и радиоактивные. Но через какой-то период мы должны выйти опять на более стабильные элементы.
АУ: Есть ли страны-лидеры в открытии новых элементов, которые открыли их больше всего?
АМ: Нельзя сказать, что какая-то одна страна имеет лидерство. И в России было открыто шесть элементов, и в США было открыто достаточно большое количество. Достаточно сложно сказать, в какой стране больше или меньше было открыто. Чаще всего сейчас открытие новых элементов – как последних трех – происходит в коллаборации. Так, последние три были открыты при сотрудничестве России и США вместе: кто-то делает мишень, кто-то ее облучает, кто-то выделяет. И, соответственно, и один из элементов был назван в честь известного российского ученого, академика Юрия Оганесяна. Кстати, это единственный пример в Периодической таблице, когда элемент назван в честь живущего сейчас ученого.
АУ: То есть выдающийся ученый получил таким образом «памятник при жизни»?
АМ: Да, при жизни. Есть еще ряд элементов, которые названы «московий» — в честь Москвы, «дубний» — в честь г. Дубны, где находится Объединенный институт ядерных исследований, и конечно же «рутений», названный в честь России. Поэтому, ждем новых элементов – в коллаборации с другими странами, другими научными и учебными организациями.
Таблица Менделеева: проверено временем
Этот год объявлен ЮНЕСКО Международным годом Периодической таблицы химических элементов в честь 150-летнего юбилея со дня открытия Дмитрием Ивановичем Менделеевым периодического закона, определившего дальнейшее развитие химии, физики и других наук. О том, как Периодическая таблица Менделеева помогает химикам сегодня, нам рассказали сотрудники кафедры физической химии – одной из старейших кафедр университета.
04.04.2019 3140
Первое обнародование Периодической таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева состоялось 6 марта 1869 года на заседании Русского физико-химического общества. Множество последующих открытий и новых концепций в физике, химии и других науках опиралось на закономерности Периодической таблицы. Кафедра химии в ЛЭТИ была создана почти через три десятка лет после великого открытия Дмитрия Ивановича. Её основал в 1891 году доктор химических наук, профессор Александр Александрович Кракау. Курс «Физическая химия» ввёл основатель физико-химического анализа академик Николай Семёнович Курнаков. В разные годы здесь работали: создатель отечественной электрометаллургической промышленности проф. Максимилиан Степанович Максименко, проф. Николай Антонович Пушин, впервые получивший электролитическим способом алюминий из отечественного сырья, создатель термодинамической шкалы твёрдости профессор Борис Филиппович Ормонт, при котором кафедра была переименована в кафедру физической химии.
С приходом на заведование члена-корреспондента РАН Виктора Владимировича Гусарова кафедра после почти 80-летнего перерыва опять стала выпускающей. На ней осуществляется подготовка магистров по программе «Биосовместимые материалы» в рамках направления «Биотехнические системы и технологии», а также аспирантов по специальности «Физическая химия». Образовательную и научную деятельность осуществляют как преподаватели ЛЭТИ, так и учёные из ведущих научно-исследовательских институтов Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Так, сотрудни- ками кафедры под руководством В.В. Гусарова в рамках совместной работы с коллективами НИТИ имени А.П. Александрова, СПб АЭП и проектно-конструкторского филиала концерна «Росэнергоатом» по разработке и обоснованию работоспособности отечественного устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора (ловушки расплава) был создан новый класс функциональных материалов – жертвенный материал. Он призван именно «пожертвовать собой», чтобы минимизировать последствия тяжёлых аварий на атомных станциях. Впервые в мире он был внедрён при строительстве АЭС в Китае, затем – в Индии, потом – в России.
На кафедре ведутся работы над созданием оксидных катализаторов (в том числе, для нужд атомной энергетики), нанокомпозиционных материалов (группа доцента А. Н. Бугрова), изучаются механизмы формирования наночастиц, свойства и области применения фуллеренов и фуллеренолов (группа профессора Н.А. Чарыкова). Об этом нам рассказала заведующая кафедрой физической химии ЛЭТИ, доктор химических наук Оксана Владимировна Альмяшева. Сама она принимала участие в разработке новых катализаторов окисления водорода для пассивной системы безопасности АЭС, позволяющих понизить вероятность образования и взрыва гремучей смеси в реакторном пространстве. В итоге разработанный научной группой химического конструирования материалов нанокомпозиционный катализатор превзошёл по ключевым параметрам более дорогие, используемые в настоящее время платино-палладиевые катализаторы.
По словам сотрудников кафедры, без использования периодического закона Д.И. Менделеева невозможно себе представить процесс конструирования новых материалов с требуемым набором свойств. Вот что рассказал начальник отдела исследований тяжёлых аварий НИТИ имени А.П. Александрова, преподаватель спецкурса для магистрантов кафедры физической химии Вячеслав Исхакович Альмяшев, принимавший непосредственное участие в разработке жертвенных материалов:
– После техногенной катастрофы на Чернобыльской АЭС стало понятно, что атомные станции помимо активных систем безопасности должны иметь такие системы, которые на уровне физико-химических процессов без участия оперативного персонала существенно понижали бы вероятность выхода радиоактивных материалов за пределы реакторного пространства, даже в случае таких серьёзных аварий, как тяжелая авария с расплавлением активной зоны. К таким системам (пассивным системам безопасности) относится и ловушка расплава, в качестве функционального наполнителя которой выступает разработанный нами жертвенный материал. Его назначение – изменить свойства поступающего в ловушку расплава таким образом, чтобы обеспечить благоприятные условия его охлаждения и кристаллизации в корпусе ловушки. Разработка любого материала начинается с выбора элементного состава, то есть с анализа Периодической системы Д. И. Менделеева. Далее осуществляется термодинамический анализ и выбор оптимальной композиции. В курсе «Физико-химическое конструирование биосовместимых материалов» я прививаю студентам навыки обоснования выбора элементного состава и структуры материалов для направленного получения совокупности свойств, требуемых для решения поставленной задачи. В иных курсах программы «Биосовместимые материалы» ребята получают опыт синтеза материалов.
Сегодня происходит смена технологического уклада. Наиболее важные и заметные открытия происходят на стыке наук и опираются на использование новых материалов, конструирование которых начинается с атомного уровня. Оно немыслимо без понимания Периодической таблицы Менделеева.
Лидия Березнякова
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ • Большая российская энциклопедия
ПЕРИОДИ́ЧЕСКАЯ СИСТЕ́МА ХИМИ́ЧЕСКИХ ЭЛЕМЕ́НТОВ, упорядоченное множество химич. элементов и их естеств. классификация. Является табличным представлением периодического закона, открытого Д. И. Менделеевым. Прообразом П. с. х. э. служит таблица «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве», составленная Менделеевым в 1869 (рис. 1). По мере совершенствования этой таблицы Менделеев развил представления о периодах и группах элементов и о месте каждого элемента в системе. К 1871 в кн. «Основы химии» Менделеевым была включена «Естественная система элементов Д. Менделеева» – первая классич. короткая форма П. с. х. э. Опираясь на неё, Менделеев выполнил впоследствии оправдавшийся прогноз существования и свойств неизвестных в то время элементов (Ga, Sc, Ge).
Рис. 1. Таблица, составленная Д. И. Менделеевым 1. 3.1869.
Физич. смысл периодичности в свойствах элементов стал ясен после появления планетарной модели атома (Э. Резерфорд, 1911) и было показано (нидерл. физик А. ван ден Брук и Г. Мозли, 1913–14), что порядковый номер элемента в П. с. х. э. равен положительному заряду (Z) ядра атома. Теория П. с. х. э. в осн. создана Н. Бором (1913–21) на базе квантовой модели атома. Бор разработал схему построения электронных конфигураций атомов по мере возрастания Z, опирающуюся на определённую последовательность заполнения электронами оболочек и подоболочек в атомах с ростом числа Z.
Совр. П. с. х. э. включает более ста химич. элементов. Наиболее тяжёлые элементы получены ядерным синтезом. Порядок заполнения электронами уровней в атомах определяется правилами, совокупность которых называют «принципом построения»: заполнение атомных орбиталей (АО) происходит в порядке увеличения энергии орбиталей: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 6d и т. д.; согласно Паули принципу, каждая АО (характеризуется квантовыми числами n, l, m) может содержать не более 2 электронов; АО с одинаковыми l и n заполняются так, чтобы суммарный спин электронов был максимален (т. е. заполняется макс. число АО с разными m по Хунда правилу).
Рис. 2. Короткий вариант периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (в соответствии с данными ИЮПАК на 1973).
Согласно (n+l)-правилу Клечковского, построение электронных конфигураций гл. обр. происходит в соответствии с последовательным увеличением суммы (n+l). При этом в пределах каждой такой суммы сначала заполняются подоболочки с бóльшими l и меньшими n, затем с меньшими l и бóльшими n.
Опубликовано св. 500 вариантов П. с. х. э., что связано с попытками поиска решения некоторых частных проблем её структуры. Наиболее распространены две табличные формы П. с. х. э.: короткая (рис. 2) и длинная (разрабатывалась Д. И. Менделеевым, усовершенствована в 1905 А. Вернером; рис. 3). В структуре П. с. х. э. выделяют периоды (горизонтальные ряды) и группы (вертикальные столбцы) элементов.
Рис. 3. Длинная форма периодической системы химических элементов (в соответствии с данными ИЮПАК на 2013).
Совр. форма П. с. х. э. (в 1989 ИЮПАК рекомендована длинная форма П. с. х. э.) состоит из 7 периодов (горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера) и 18 групп (вертикальных последовательностей элементов в соответствии с количеством валентных электронов), а короткая форма П. с. х. э. – из 8 групп. Число элементов в периодах, начиная со второго, попарно повторяется: 8, 8, 18, 18, 32, 32,… (первый период содержит два элемента). Номер группы элементов короткого варианта П. с. х. э. соответствует числу валентных электронов во внешней электронной оболочке атомов. В длиннопериодном варианте П. с. х. э. номер группы в бoльшей мере формален. Группы короткого варианта включают главную (а) и побочную (б) подгруппы, в каждой из которых содержатся элементы, сходные по химич. свойствам, их атомы характеризуются одинаковым строением внешних электронных оболочек. Элементы некоторых групп имеют собств. тривиальные названия: щелочные металлы (группа 1 длинной формы П. с. х. э.), щёлочноземельные металлы (группа 2), халькогены (группа 16), галогены (группа 17), благородные газы (группа 18). В П. с. х. э. для каждого элемента указывается его символ, название, порядковый номер и значение относит. атомной массы.
Первый период содержит два элемента – Н и Не. Водород имеет некоторое сходство как со щелочными элементами, так и с галогенами. В связи с этим символ Н помещают либо в подгруппу Iа, либо в подгруппу VIIa короткого варианта П. с. х. э., либо в обе одновременно.
Второй и третий периоды (Li – Ne; Na – Ar) содержат по 8 элементов, причём характер изменения химич. свойств вертикальных аналогов во многом близок. Элементы первых трёх периодов относятся к гл. подгруппам короткого варианта периодич. системы химич. элементов.
Элементы групп 1 и 2 длинной формы называются s-элементами, групп 13–18 – p-элементами, групп 3–12 – d-элементами; d-элементы (за исключением цинка, кадмия и ртути) называют также переходными элементами.
Четвёртый период (K–Kr) содержит 18 элементов. После K и Са (s-элементы) следует ряд из десяти (Sc – Zn) 3d-элементов (побочные подгруппы короткого варианта П. с. х. э.). Переходные элементы проявляют высшие степени окисления, в осн. равные номеру группы короткого варианта П. с. х. э. (исключая Co, Ni и Cu). Элементы от Ga до Kr относятся к гл. подгруппам (р-элементы).
Пятый период (Rb – Xe) построен аналогично четвёртому; в нём также имеется «вставка» из десяти переходных 4d-элементов (Y – Cd). Особенности изменения свойств в этом периоде: в триаде Ru – Rh – Pd рутений проявляет макс. степень окисления +8, родий +6, палладий +5; все элементы гл. подгрупп, включая Хе, проявляют высшие степени окисления, равные номеру группы.
Шестой период (Сs – Rn) содержит 32 элемента. В него, помимо десяти 5d-элементов (La, Hf – Hg), входит семейство из четырнадцати 4f-элементов – лантаноидов (лантанидов, Ln). В степени окисления +3, +4 они являются химич. аналогами актиноидов, в степени окисления +2 – щёлочноземельных элементов. Лантаноиды размещены в группе 3 длинной формы, клетка La, и для удобства вынесены под таблицу. Особенностью элементов шестого периода является то, что в триаде Os – Ir – Pt два элемента – осмий и иридий – проявляют степень окисления +8, платина +6 (для Ir – данные 2010).
Седьмой период, подобно шестому, содержит 32 элемента. Актиний – аналог лантана. После Ас следует семейство из четырнадцати 5f-элементов – актиноидов (актинидов, An) (Z= 90–103). В П. с. х. э. их размещают в клетке Ас и, подобно Ln, записывают отд. строкой под таблицей. Этот приём предполагает наличие существенного химич. сходства элементов двух f-семейств. Именно на этом основывалась «актинидная концепция» Г. Сиборга (1944), сыгравшая ведущую роль при разработке методов разделения продуктов деления урана и поиске новых элементов. Однако эта концепция справедлива лишь для трёх- и четырёхвалентных An. Актиноиды же проявляют степени окисления от +2 до +7 (последняя характерна для Np, Pu, Am) и +8 (для плутония). Для наиболее тяжёлых An характерна стабилизация низших степеней окисления (+2 или даже +1 для Md).
Эксперим. оценки химии элементов с Z=104 (резерфордий) и Z=105 (дубний) позволили заключить, что они являются аналогами соответственно Hf и Та, т. е. 6d-элементами (должны располагаться в IVб и Vб подгруппах короткой формы). Химич. идентификация элементов с Z=106–118 не проводилась из-за слишком коротких «времён жизни» синтезированных изотопов, но в соответствии со структурой П. с. х. э. можно считать, что элементы Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Cn относятся к 6d-элементам, элементы c Z=113–118 близки соответственно вертикальным аналогам. Это же следует из совр. квантовохимич. расчётов.
П. с. х. э. является важным звеном эволюции атомно-молекулярного учения, способствует уточнению представлений о простых веществах и соединениях, оказала значит. влияние на разработку теории строения атомов. С П. с. х. э. связана постановка проблемы прогнозирования в химии, что проявилось в предсказании как существования неизвестных элементов и их свойств, так и особенностей химич. поведения известных элементов. П. с. х. э. – основа неорганич. химии; служит задачам синтеза веществ с заранее заданными свойствами, созданию новых материалов, в частности сверхпроводников и полупроводников, подбору специфич. катализаторов для разл. химич. процессов и др. П. с. х. э. – науч. база преподавания общей и неорганич. химии, а также некоторых разделов атомной физики.
Международный год Периодической таблицы химических элементов
2019 год, Международный год Периодической таблицы химических элементов, стал особым годом в истории химического сообщества, нашей страны и мира.
20 декабря 2017 года на 74-м пленарном заседании 72-й сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций была принята резолюция, посвященная науке, технологии и инновациям для развития. Пунктом 31 этой резолюции ООН провозгласила «…год, начинающийся 1 января 2019 года, Международным годом Периодической таблицы химических элементов…».
Принятие резолюций стало возможным благодаря колоссальной Работе, которую провели Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), Министерство иностранных дел Российской Федерации, Комиссия Российской Федерации по делам ЮНЕСКО, Российское химическое общество имени Д.И.Менделеева, многие российские и зарубежные ученые.
Церемония открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов прошла в штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже 29 января 2019 года. C приветствием к собравшимся обратилась Генеральный директор ЮНЕСКО Одри Азуле. Генеральным спонсором церемонии открытия выступила российская компания «ФосАгро». Во время открытия состоялась презентация образовательной инициативы ЮНЕСКО «1001 изобретение: путешествие от алхимии к химии». Эта инициатива, объединяющая дидактические материалы и практические научные эксперименты для лучшего понимания химии и многочисленных способов ее применения и предназначенная для школьников, была затем представлена во многих странах, в том числе в России, Германии, Великобритании, Китае.
В рамках Международного года Периодической таблицы химических элементов особое место заняло празднование Международного дня женщин в науке 11 февраля 2019 года. Специальный международный симпозиум «Making Their Table: Women and the Periodic Table of Elements» был проведен в Университете Мурсии, Испания. В открытии новых химических элементов Периодической системы выдающиеся женщины-химики сыграли очень важную роль. Достаточно упомянуть Марию Кюри, которая была награждена Нобелевскими премиями в 1903 и 1911 годах за открытие радия и полония, Иду Ноддак за открытие рения, Маргариту Катрин Перей за открытие франция и многих других выдающихся женщин-химиков.
В 2019 году мероприятия, связанные с Международным годом Периодической таблицы химических элементов, прошли более чем в 90 странах на всех континентах.
Специальный симпозиум «Периодической таблице — 150 лет» состоялся в рамках 47-го Всемирного конгресса ИЮПАК в Париже. В столице Франции прошла и 51-я Международная химическая олимпиада, в которой приняли участие команды 80 стран. Российские школьники завоевали четыре золотые медали.
Тематические выставки, посвященные 150-летию Периодической таблицы химических элементов, экспонировались в Лондоне, Пекине, Токио, ряде штатов Индии и в других странах. В октябре в Риме с успехом прошла конференция «Симфония элементов», организованная Итальянской федерацией физиков и химиков, завершившаяся показом балета «Dance of the elements». Премьеры музыкальных произведений, посвященных Периодической таблице, состоялись в Китае, Израиле, Японии. Памятные марки вышли в Испании, Киргизии, Алжире, Молдове, России и других странах. В Европейском парламенте прошли слушания, на которых была представлена Периодическая таблица «исчезающих» элементов, подготовленная Европейским химическим обществом. Проблема рационального использования редких и рассеянных элементов вызвала огромный интерес, в результате парламентариями были сформулированы конкретные предложения в этой области. Дар-эс-Салам (Танзания) стал местом проведения Международной летней школы по зеленой химии, посвященной Международному году Периодической таблицы.
В Российской Федерации под патронажем национального Организационного комитета, который возглавлял Д.А.Медведев, был проведен ряд масштабных мероприятий, посвященных выдающемуся ученому Д.И.Менделееву и его научному наследию. XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии в Санкт-Петербурге стал крупнейшим за все время проведения этих ключевых для химического научного сообщества мероприятий. На XXI съезд зарегистрировались почти четыре тысячи участников из шестидесяти стран мира. Среди них два лауреата Нобелевской премии, пять президентов ИЮПАК, президенты химических обществ, астрофизического общества, директора ведущих научных институтов мира и руководители лидирующих химических вузов, главы научных фондов и промышленных компаний, историки и политики. В общей сложности они сделали 5366 докладов, что стало еще одним рекордом. В рамках XXI съезда впервые прошли сразу семь международных англоязычных симпозиумов, которые также собрали рекордное количество участников. На круглых столах рассматривались ключевые вопросы взаимодействия науки и бизнеса, многостороннего международного сотрудничества и популяризации химии.
XII Всероссийский фестиваль науки NAUKA 0+ также отметился несколькими рекордами. За три дня — с 11 по 13 октября — главный научно-популярный форум страны собрал в Москве беспрецедентное количество посетителей — около 950 тысяч человек. В рамках программы Фестиваля состоялось свыше двух тысяч мероприятий более чем на сотне площадок по всему городу. Их организаторами стали ведущие вузы, научные центры, исследовательские институты, технологические предприятия, музеи и даже школы Москвы, — всего около 350 организаций. По традиции на Фестивале были представлены все области науки от физики частиц до социологии, однако главной темой стали химия и Периодическая таблица химических элементов. В честь 150-летия фундаментального открытия великого русского ученого организаторы Фестиваля представили посетителям самую большую в России таблицу Менделеева. Ее масштабное изображение — 67 метров в длину и почти 9 метров в высоту — заняло весь фасад Дворца пионеров на Воробьевых горах.
18 мая состоялся II Всероссийский химический диктант, в котором приняли участие 34 тысячи человек. Каждый вопрос диктанта раскрывал роль и значение химии в жизни современного человека и общества, химическую природу окружающего мира.
Официальная церемония закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов прошла 5 декабря в Токио (Япония). Участники мероприятия встретили аплодисментами академика Юрия Цолаковича Оганесяна, в честь которого назван 118 элемент (оганесон), на сегодня завершающий Периодическую таблицу. Председатель Исполнительного комитета Международного года Периодической таблицы в Японии профессор Кохэй Тамао в своем выступлении отметил, что церемония закрытия Международного года Периодической таблицы дала возможность оглянуться на многие мероприятия в честь празднования юбилея таблицы, которые были проведены по всему миру. Эти события прославили работу ученых и инженеров, которые внесли свой вклад в открытие и развитие Периодической таблицы, а также работу тех, кто и сегодня изучает новые элементы, способствуя развитию науки.
Н.П.Тарасова, профессор, сопредседатель Международного комитета по проведению Международного года Периодической таблицы химических элементов
Международный год периодической таблицы Менделеева — Федеральный Исследовательский Центр Фундаментальной и Трансляционной Медицины
2019 год провозглашен Генеральной ассамблеей ООН Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Это масштабное событие посвящено 150-летию открытия Периодического закона химических элементов великим русским ученым Д.И. Менделеевым.
С инициативой о проведении Международного года Периодической таблицы химических элементов выступили Российская академия наук, Российское химическое общество имени Д.И. Менделеева, Министерство науки и высшего образования РФ, российские и зарубежные ученые.
Инициативу России поддержали зарубежные страны, международные научные организации, а также более 80 национальных академий наук и научных обществ. Среди них – Международный Союз по теоретической и прикладной химии (IUPAC), Международный союз теоретической и прикладной физики (IUPAP), Европейская Ассоциация химических и молекулярных наук (EuCheMS), Международный астрономический союз (IAU) и другие.
Международный год Периодической таблицы химических элементов пройдет под эгидой ЮНЕСКО в нескольких странах мира. В рамках этого события планируется проведение большого количества мероприятий: научных конференций, тематических выставок, конкурсов молодых ученых и т.д.
29 декабря 2018 года Председатель Правительства РФ Дмитрий Медведев подписал распоряжение «О проведении в 2019 году Международного года Периодической таблицы химических элементов» и возглавил Оргкомитет. В состав Оргкомитета вошли руководители федеральных органов исполнительной власти, ведомств и ведущих научных организаций.
Торжественная церемония открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов состоялась 29 января 2019 года во Франции, в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.
В России церемония открытия Международного года пройдет 6 февраля 2019 года в Москве, в Президиуме РАН, и будет приурочена ко Дню российской науки и одновременно Дню рождения Дмитрия Ивановича Менделеева.
Официальным оператором церемоний открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов в Париже и Москве выступит Всероссийский фестиваль науки NAUKA 0+. Главной темой Фестиваля науки в 2019 году станет Таблица Менделеева. Генеральный партнер Международного года Периодической таблицы химических элементов в России — Благотворительный Фонд «Искусство, наука и спорт».
В рамках Международного года во всех регионах России планируется проведение более 500 научно-популярных и образовательных мероприятий, посвященных 150-летию выдающегося открытия Д.И. Менделеева и направленных на привлечение внимания школьников, студентов и молодежи в целом к науке и ее достижениям.
Проведение в 2019 году Международного года Периодической таблицы химических элементов имеет особое значение для России. Это событие будет способствовать международному признанию заслуг великого русского ученого Д.И. Менделеева, а также укреплению престижа и популяризации отечественной науки.
www.iypt2019.org — сайт на английском языке
www.iypt2019.ru — сайт на русском языке
www.facebook.com/IYPT2019Russia — страница на Facebook
www.vk.com/iypt2019russia — страница ВКонтакте
Электронно-справочная информационная таблица “Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева”
Электронно-справочная информационная таблица представляет собой панель с раздельной световой индикацией каждого элемента. На панели размещена информация о 118 элементах периодической системы, которые разбираются по 15 параметрам основных физико-химических свойств:
- название элемента;
- год открытия;
- содержание в земной коре, гидросфере и атмосфере;
- электронная формула;
- порядковый номер;
- группа;
- период;
- атомная масса;
- электроотрицательность;
- плотность элемента;
- радиус атома;
- ковалентный радиус;
- степень окисления;
- температура плавления;
- температура кипения;
- цвет элемента.
В нижней части стенда расположены электронные информационные табло с бегущей строкой, выводящие информацию о порядковом номере элемента, номере параметра и значениях основных физико-химических свойств выбранных элементов.
В комплект поставки входит сенсорный беспроводной пульт дистанционного управления для управления работой оборудования и электронным информационным табло. Стенд оборудован программным обеспечением “Виртуальный учитель” – голосовое сопровождение, с помощью которого специально разработанная программа рассказывает ученикам выбранный учителем материал (основы химии, значение каждого элемента периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева). Выбор компонента, о котором информирует “Виртуальный учитель”, происходит при помощи сенсорного беспроводного пульта дистанционного управления. Громкость “Виртуального учителя” изменяется при помощи сенсорного регулятора громкости, расположенного на лицевой стороне стенда.
Комплектация:- Электронно-справочная информационная таблица
- Сенсорный беспроводной пульт дистанционного управления
- Блок питания
- Батарейка (для пульта)
- Адаптер питания 12В
- Комплект крепежных элементов
Документация:
Паспорт изделия
Материал:
П-образный алюминиевый профиль 60 мм, пластиковый угловой коннектор 4 шт, акрил 3 мм
Печать:
Полноцветная 720 dpi с антибликовым покрытием и переменным размером капли 6 пиколитров
Электропитание:
220/12В
Габариты, мм:
1500 х 1000 х 60
Вес, кг:
30
— Таблица
Температура° C ° F K
ГодCE
- с
- блок
- с.
- блок
- d
- блок
- f
- блок
- 1 H Водород 1.008
- 2 He Гелий 4,0026
- 3 Li Литий 6,94
- 4 Be Бериллий 9.0122
- 5 B Бор 10,81
- 6 С Углерод 12.011
- 7 N Азот 14.007
- 8 O Кислород 15.999
- 9 F Фтор 18,998
- 10 Ne Неон 20,180
- 11 Na Натрий 22,990
- 12 мг Магний 24.305
- 13 Al Алюминий 26,982
- 14 Si Кремний 28.085
- 15 P фосфор 30,974
- 16 S Сера 32,06
- 17 Класс Хлор 35,45
- 18 Ar Аргон 39,948
- 19 К Калий 39.098
- 20 Ca Кальций 40.078
- 21 Sc Скандий 44,956
- 22 Ti Титан 47,867
- 23 В Ванадий 50,942
- 24 Cr Хром 51,996
- 25 Мн Марганец 54,938
- 26 Fe Утюг 55,845
- 27 Co Кобальт 58. 933
- 28 Ni Никель 58,693
- 29 Cu Медь 63,546
- 30 Zn Цинк 65,38
- 31 Ga Галлий 69,723
- 32 Ge Германий 72,630
- 33 как Мышьяк 74,922
- 34 SE Селен 78.971
- 35 руб. Бром 79,904
- 36 Кр Криптон 83,798
- 37 руб. Рубидий 85,468
- 38 Sr Стронций 87,62
- 39 Y Иттрий 88,906
- 40 Zr Цирконий 91.224
- 41 Nb Ниобий 92,906
- 42 Пн Молибден 95,95
- 43 TC Технеций (98)
- 44 Ру Рутений 101,07
- 45 Rh Родий 102,91
- 46 Pd Палладий 106,42
- 47 Ag Серебро 107.87
- 48 Кд Кадмий 112,41
- 49 В Индий 114,82
- 50 Sn Олово 118,71
- 51 Сб Сурьма 121,76
- 52 Te Теллур 127,60
- 53 I Йод 126,90
- 54 Xe Ксенон 131.29
- 55 CS Цезий 132,91
- 56 Ba Барий 137,33
- 57 La Лантан 138,91
- 58 CE Церий 140,12
- 59 Пр Празеодим 140,91
- 60 Nd Неодим 144. 24
- 61 вечера Прометий (145)
- 62 см Самарий 150,36
- 63 Eu Европий 151,96
- 64 Gd Гадолиний 157,25
- 65 Тб Тербий 158,93
- 66 Dy Диспрозий 162.50
- 67 Ho Гольмий 164,93
- 68 Er Эрбий 167,26
- 69 ТМ Тулий 168,93
- 70 Yb Иттербий 173,05
- 71 Лю Лютеций 174,97
- 72 Hf Гафний 178,49
- 73 Ta Тантал 180.95
- 74 Вт Вольфрам 183,84
- 75 Re Рений 186,21
- 76 Ос Осмий 190,23
- 77 Ir Иридий 192,22
- 78 Pt Платина 195.08
- 79 Au Золото 196,97
- 80 рт. Ст. Меркурий 200.59
- 81 TL Таллий 204,38
- 82 Пб Свинец 207,2
- 83 Bi висмут 208,98
- 84 Po Полоний (209)
- 85 при Астатин (210)
- 86 Rn Радон (222)
- 87 Fr Франций (223)
- 88 Ra Радий (226)
- 89 Ac Актиний (227)
- 90 Чт Торий 232. 04
- 91 Па Протактиний 231,04
- 92 U Уран 238,03
- 93 Np Нептуний (237)
- 94 Pu Плутоний (244)
- 95 Am Америций (243)
- 96 см Кюрий (247)
- 97 Bk Берклий (247)
- 98 Cf Калифорний (251)
- 99 Es Эйнштейний (252)
- 100 FM Фермий (257)
- 101 Md Менделевий (258)
- 102 Нет Нобелий (259)
- 103 Lr Лоуренсий (266)
- 104 Rf Резерфордий (267)
- 105 Дб Дубний (268)
- 106 Sg Сиборгий (269)
- 107 Bh Бориум (270)
- 108 HS Калий (277)
- 109 млн т Мейтнерий (278)
- 110 DS Дармштадтиум (281)
- 111 Rg Рентгений (282)
- 112 Cn Коперниций (285)
- 113 Nh Нихоний (286)
- 114 эт. Флеровий (289)
- 115 Mc Московий (290)
- 116 Уровень Ливерморий (293)
- 117 Ц Теннессин (294)
- 118 Ог Оганессон (294)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
18
1
2
3
4
5
6
57–71
6
7
89–103
7
Для элементов без стабильных изотопов в скобках указано массовое число изотопа с наибольшим периодом полураспада.
Контакт — Ptable
Контакт — PtableЧто у тебя на уме? Включите свой адрес электронной почты, чтобы получить личный ответ. Скорее позвонить или написать? Наш номер +1 (740) 4-PTABLE.
Предложить функциюЕсть идея улучшить Ptable? Я хотел бы услышать ваши идеи о новых функциях, предложениях по улучшению или даже неприятности, которые вы бы хотели, чтобы исчезли.
Послать сообщение- Гелий не является твердым телом при абсолютном нуле.
- Ползунок температуры показывает точки плавления и кипения при стандартном давлении.В отличие от любого другого элемента, гелий остается жидким до абсолютного нуля при нормальном давлении. Это прямой эффект квантовой механики: в частности, энергия нулевой точки системы слишком высока, чтобы допустить замерзание. При 2,5 МПа, очень высоком давлении, он затвердеет. Опять же, так будет почти любой другой элемент.
- Вы неправильно написали цезий / алюминий.
- Когда США подчинялись надзору Международного союза теоретической и прикладной химии (что позволило им иметь некоторые названия для элементов 104–111, но не все), были достигнуты компромиссы.Алюминий — это британское написание, как и цезий. В обмен на это американское написание серы (по сравнению с серой) стало международным стандартом.
- Где римские цифры группы чисел, такие как VIIB?
- Римские цифры для групп были отменены в 1990 году IUPAC, потому что они разные и противоречивые в США и Великобритании. Если вы видите их где-то еще, этот источник не обновлялся уже 30 лет.
- Числа валентности, показанные в разделе «Свойства», не соответствуют моим ожиданиям.
- Официальное определение валентности ИЮПАК: «Максимальное количество одновалентных атомов (первоначально атомов водорода или хлора), которые могут соединяться с атомом рассматриваемого элемента, или с фрагментом, или для которых атом этого элемента может быть заменен. . » Вместо этого вы можете захотеть, чтобы степени окисления отображались на вкладке Orbitals.
- Это должна быть атомная масса, а не вес.
- Атомный вес — это официальный термин, используемый ИЮПАК для обозначения относительных атомных масс, опубликованных специально для включения в периодические таблицы.Этот термин используется, потому что это взвешенных средних .
- Разве это не должно быть Lanthan ide , а не — oid ?
- Нет, не в соответствии с ИЮПАК [PDF] (IR-3.5).
- Неправильная электронная конфигурация элемента.
- Ptable показывает истинные экспериментальные значения электронной конфигурации. Метод рисования стрелок, который вы изучили в классе, — это упрощенный метод, который работает большую часть времени, но имеет около 20 исключений.
- Около
- Демонстрация функций
- Вопросы
- Контакт
- Продукты
- Плакат
- Планы уроков
- Убрать рекламу
- Редакции
- Таблица Менделеева
- Печать PDF
- Изображение
- Социальные сети
- Discord
- Твиттер
4.1. Периодическая таблица — Chemistry LibreTexts
Цели обучения
- Объясните, как элементы организованы в периодическую таблицу.
- Опишите, как некоторые характеристики элементов соотносятся с их положением в периодической таблице.
В 19 веке были обнаружены многие ранее неизвестные элементы, и ученые отметили, что определенные наборы элементов имеют схожие химические свойства. Например, хлор, бром и йод реагируют с другими элементами (такими как натрий) с образованием подобных соединений.Точно так же литий, натрий и калий реагируют с другими элементами (такими как кислород) с образованием подобных соединений. Почему это так?
В 1864 году немецкий химик Юлиус Лотар Мейер организовал элементы по атомной массе и сгруппировал их по химическим свойствам. Позже в том же десятилетии русский химик Дмитрий Менделеев организовал все известные элементы по сходным свойствам. Он оставил пробелы в своей таблице для того, что считал неоткрытыми элементами, и сделал несколько смелых прогнозов относительно свойств этих неоткрытых элементов.Когда позже были обнаружены элементы, свойства которых полностью соответствовали предсказаниям Менделеева, его версия таблицы получила признание в научном сообществе. Поскольку определенные свойства элементов регулярно повторяются по всей таблице (то есть они периодические), она стала известна как периодическая таблица.
Менделеев должен был перечислить некоторые элементы вне порядка их атомных масс, чтобы сгруппировать их с другими элементами, имеющими аналогичные свойства.
Периодическая таблица Менделеева — один из краеугольных камней химии, потому что она упорядочивает все известные элементы на основе их химических свойств.Современная версия показана на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Большинство периодических таблиц содержат дополнительные данные (например, атомную массу) в поле, содержащем символ каждого элемента. Элементы перечислены в порядке их атомного номера.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Современная таблица Менделеева. (Общественное достояние; PubChem модифицировала Летисию Колменарес). Интерактивную периодическую таблицу можно найти здесь.Элементы со схожими химическими свойствами сгруппированы в столбцы, называемые группами (или семействами). Некоторые из этих групп не только пронумерованы, но и имеют названия — например, щелочных металлов, (первая колонка элементов), щелочноземельных металлов, (вторая колонка элементов), галогенов, (следующие за- последний столбец элементов) и благородных газов (последний столбец элементов).
Каждая строка элементов периодической таблицы называется периодом . Периоды имеют разную продолжительность; в первом периоде всего 2 элемента (водород и гелий), а во втором и третьем периодах по 8 элементов. Четвертый и пятый периоды имеют по 18 элементов, а более поздние периоды настолько длинные, что сегмент из каждого удаляется и помещается под основной частью таблицы.
Определенные свойства элементов становятся очевидными при обзоре таблицы Менделеева в целом.Каждый элемент можно классифицировать как металл, неметалл или полуметалл, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Металл — это блестящее вещество, обычно (но не всегда) серебристого цвета, которое отлично проводит электричество и тепло. Металлы бывают также пластичными (их можно раскалывать на тонкие листы) и пластичными (их можно вытягивать в тонкую проволоку). Неметалл обычно тусклый и плохо проводит электричество и тепло. Твердые неметаллы также очень хрупкие. Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \), металлов занимают левые три четверти таблицы Менделеева, а неметаллов (кроме водорода) сгруппированы в верхнем правом углу таблицы Менделеева. .Элементы с промежуточными свойствами между металлами и неметаллами называются полуметаллами (или металлоидами ). Элементы, примыкающие к полужирной зигзагообразной линии в правой части таблицы Менделеева, обладают полуметаллическими свойствами.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Типы элементов. Элементами являются металлы, неметаллы или полуметаллы. Каждая группа расположена в разных частях периодической таблицы.Пример \ (\ PageIndex {1} \)
В зависимости от его положения в периодической таблице классифицируйте каждый элемент ниже как металл, неметалл или металлоид.
- SE
- мг
- Ge
Решение
- Атомный номер селена 34, что помещает его в период 4 и группу 16. На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) селен расположен выше и правее диагональной линии, обозначающей границу между металлами и неметаллами. , значит, это должен быть неметалл. Обратите внимание, однако, что поскольку селен близок к разделительной линии металл-неметалл, неудивительно, если бы селен был подобен полуметаллу по некоторым своим свойствам.
- Магний находится слева от диагональной линии, обозначающей границу между металлами и неметаллами, поэтому это должен быть металл.
- Германий находится внутри диагональной линии, обозначающей границу между металлами и неметаллами, поэтому это должен быть металлоид.
Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)
Исходя из своего местоположения в периодической таблице, вы ожидаете, что индий (In) будет неметаллом, металлом или полуметаллом?
- Ответ
металл
Представитель, переход и внутренний переход
Другой способ категоризации элементов периодической таблицы показан на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).Первые два столбца слева и последние шесть столбцов справа называются основной группой или репрезентативными элементами . Блок из десяти столбцов между этими столбцами содержит переходных металлов . Два ряда под основной частью таблицы Менделеева содержат внутренние переходные металлы. Элементы в этих двух рядах также называются, соответственно, металлами-лантаноидами и металлами-актинидами .
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): специальные имена для частей периодической таблицы.Некоторые разделы таблицы Менделеева имеют особые названия. Элементы литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций вместе известны как щелочные металлы.Для вашего здоровья: переходные металлы в организме
Большая часть элементного состава человеческого тела состоит из основных групповых элементов. Самым распространенным элементом не основной группы является железо в количестве 0,006 процента по массе. Поскольку железо имеет относительно массивные атомы, оно могло бы оказаться еще ниже в списке, организованном с точки зрения процента по атомам и , а не процента по массе.
Железо — это переходный металл, и химический состав железа делает его ключевым компонентом правильного функционирования красных кровяных телец.
Красные кровяные тельца — это клетки, которые переносят кислород от легких к клеткам тела, а затем переносят углекислый газ от клеток к легким. Без эритроцитов дыхание животных, каким мы его знаем, не существовало бы. Важнейшей частью эритроцита является белок, называемый гемоглобином . Гемоглобин соединяется с кислородом и углекислым газом, транспортируя эти газы из одного места в другое в организме.Гемоглобин — это относительно большая молекула с массой около 65000 единиц.
Решающим атомом в белке гемоглобина является железо. Каждая молекула гемоглобина имеет четыре атома железа, которые действуют как центры связывания кислорода. Именно присутствие этого переходного металла в красных кровяных тельцах позволяет вам использовать вдыхаемый кислород.
Другие переходные металлы выполняют важные функции в организме, несмотря на то, что они присутствуют в небольших количествах. Цинк необходим для правильного функционирования иммунной системы организма, а также для синтеза белка и роста тканей и клеток.Медь также необходима для правильного функционирования некоторых белков в организме. Марганец необходим организму для правильного метаболизма кислорода. Кобальт — необходимый компонент витамина B-12, жизненно важного питательного вещества. Эти последние три металла присутствуют в организме в очень небольших количествах. Однако даже эти небольшие количества необходимы для правильного функционирования организма.
Материалы и авторство
Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:
Периодическая таблица элементов — Введение в химию — 1-е канадское издание
Дэвид В.Мяч
Глава 17 Приложение: Периодическая таблица элементов
В этой главе мы приводим некоторые данные о химических элементах. В периодической таблице, представленной в главе 3 «Атомы, молекулы и ионы», перечислены все известные химические элементы, упорядоченные по атомному номеру (то есть количеству протонов в ядре). Периодическая таблица Менделеева, возможно, лучший инструмент во всей науке; никакая другая отрасль науки не может резюмировать свои фундаментальные составляющие таким кратким и полезным образом.Многие физические и химические свойства элементов известны или понятны в зависимости от их положения в периодической таблице. Доступны периодические таблицы с различными химическими и физическими свойствами, указанными в поле каждого элемента. Далее следует более сложная версия таблицы Менделеева, чем та, что была представлена в главе 3 «Атомы, молекулы и ионы». Интернет — отличное место для поиска периодических таблиц, содержащих дополнительную информацию.
Одним из пунктов большинства периодических таблиц является атомная масса каждого элемента.Для многих приложений для атомной массы необходимы только один или два десятичных знака. Однако в некоторых приложениях (особенно в ядерной химии; см. Главу 15 «Ядерная химия») требуется больше десятичных знаков. Атомные массы в Таблице 17.1 «Основы элементов Периодической таблицы» представляют количество десятичных знаков, признанных Международным союзом чистой и прикладной химии, всемирной организацией, которая разрабатывает стандарты по химии. Атомные массы некоторых элементов известны очень точно, с точностью до большого числа десятичных знаков.Атомные массы других элементов, особенно радиоактивных, точно не известны. Некоторые элементы, такие как литий, могут иметь различные атомные массы в зависимости от того, как изолированы их изотопы.
Интернет предлагает множество интерактивных ресурсов по периодической таблице. Например, см. Http://www.ptable.com.
Таблица 17.1 Основы элементов Периодической таблицы
Имя | Атомный символ | Атомный номер | Атомная масса | Сноски | |
---|---|---|---|---|---|
актиний * | Ac | 89 | |||
алюминий | Al | 13 | 26.9815386 (8) | ||
америций * | Am | 95 | |||
сурьма | Сб | 51 | 121.760 (1) | г | |
аргон | Ar | 18 | 39,948 (1) | г, р | |
мышьяк | как | 33 | 74. | ||
астатин * | по адресу | 85 | |||
барий | Ba | 56 | 137.327 (7) | ||
берклий * | Bk | 97 | |||
бериллий | Be | 4 | 9.012182 (3) | ||
висмут | Би | 83 | 208.98040 (1) | ||
бориум * | Bh | 107 | |||
бор | В | 5 | 10.811 (7) | г, м, р | |
бром | руб. | 35 | 79,904 (1) | ||
кадмий | Cd | 48 | 112.411 (8) | г | |
цезий (цезий) | CS | 55 | 132.19 (2) | ||
кальций | Ca | 20 | 40,078 (4) | г | |
калифорний * | Cf | 98 | |||
углерод | С | 6 | 12.0107 (8) | г, р | |
церий | CE | 58 | 140.116 (1) | г | |
хлор | Класс | 17 | 35,453 (2) | г, м, р | |
хром | Cr | 24 | 51,9961 (6) | ||
кобальт | Co | 27 | 58.933195 (5) | ||
коперниций * | Cn | 112 | |||
медь | Cu | 29 | 63.546 (3) | р | |
кюрий * | см | 96 | |||
дармштадтиум * | DS | 110 | |||
дубний * | Db | 105 | |||
диспрозий | Dy | 66 | 162 500 (1) | г | |
эйнштейний * | Es | 99 | |||
эрбий | Er | 68 | 167.259 (3) | г | |
европий | Eu | 63 | 151.964 (1) | г | |
фермий * | FM | 100 | |||
фтор | Ф | 9 | 18.9984032 (5) | ||
франций * | Fr | 87 | |||
гадолиний | Gd | 64 | 157.25 (3) | г | |
галлий | Ga | 31 | 69,723 (1) | ||
германий | Ge | 32 | 72,64 (1) | ||
золото | Au | 79 | 196.966569 (4) | ||
гафний | Hf | 72 | 178,49 (2) | ||
хассий * | HS | 108 | |||
гелий | He | 2 | 4.002602 (2) | г, р | |
гольмий | Ho | 67 | 164.(2) | ||
водород | H | 1 | 1,00794 (7) | г, м, р | |
индий | В | 49 | 114,818 (3) | ||
йод | Я | 53 | 126. | ||
иридий | Ir | 77 | 192.217 (3) | ||
утюг | Fe | 26 | 55,845 (2) | ||
криптон | кр | 36 | 83,798 (2) | г, м | |
лантан | La | 57 | 138. (7) | г | |
лоуренсий * | Lr | 103 | |||
свинец | Пб | 82 | 207.2 (1) | г, р | |
литий | Li | 3 | [6,941 (2)] † | г, м, р | |
лютеций | Лю | 71 | 174.967 (1) | г | |
магний | мг | 12 | 24,3050 (6) | ||
марганец | Mn | 25 | 54.938045 (5) | ||
мейтнерий * | Mt | 109 | |||
менделевий * | Md | 101 | |||
ртуть | Hg | 80 | 200.59 (2) | ||
молибден | Пн | 42 | 95,94 (2) | г | |
неодим | Nd | 60 | 144,242 (3) | г | |
неон | Ne | 10 | 20,1797 (6) | г, м | |
нептуний * | Np | 93 | |||
никель | Ni | 28 | 58.6934 (2) | ||
ниобий | Nb | 41 | 92. (2) | ||
азот | N | 7 | 14.0067 (2) | г, р | |
нобелий * | № | 102 | |||
осмий | Ос | 76 | 190,23 (3) | г | |
кислород | O | 8 | 15.9994 (3) | г, р | |
палладий | Pd | 46 | 106,42 (1) | г | |
фосфор | P | 15 | 30.973762 (2) | ||
платина | Pt | 78 | 195.084 (9) | ||
плутоний * | Pu | 94 | |||
полоний * | Po | 84 | |||
калий | К | 19 | 39.0983 (1) | ||
празеодим | пр | 59 | 140. | ||
прометий * | вечера | 61 | |||
протактиний * | Па | 91 | 231.03588 (2) | ||
радий * | Ra | 88 | |||
радон * | Rn | 86 | |||
рентген * | Rg | 111 | |||
рений | Re | 75 | 186.207 (1) | ||
родий | Rh | 45 | 102, (2) | ||
рубидий | руб. | 37 | 85,4678 (3) | г | |
рутений | Ру | 44 | 101,07 (2) | г | |
резерфорд * | Rf | 104 | |||
самарий | см | 62 | 150.36 (2) | г | |
скандий | сбн | 21 | 44.955912 (6) | ||
сиборгий * | Sg | 106 | |||
селен | SE | 34 | 78,96 (3) | р | |
кремний | Si | 14 | 28.0855 (3) | р | |
серебристый | Ag | 47 | 107.8682 (2) | г | |
натрий | Na | 11 | 22.98976928 (2) | ||
стронций | Sr | 38 | 87,62 (1) | г, р | |
сера | S | 16 | 32,065 (5) | г, р | |
тантал | Ta | 73 | 180.94788 (2) | ||
технеций * | TC | 43 | |||
теллур | Te | 52 | 127.60 (3) | г | |
тербий | Тб | 65 | 158. | (2) | |
таллий | Тл | 81 | 204,3833 (2) | ||
торий * | Чт | 90 | 232.03806 (2) | г | |
тулий | ТМ | 69 | 168.93421 (2) | ||
банка | Sn | 50 | 118.710 (7) | г | |
титан | Ti | 22 | 47,867 (1) | ||
вольфрам | Вт | 74 | 183,84 (1) | ||
унунгексий * | Уух | 116 | |||
унунокций * | Uuo | 118 | |||
унунпентиум * | Uup | 115 | |||
унунквадиум * | Uuq | 114 | |||
унунтриум * | Уут | 113 | |||
уран * | U | 92 | 238.02891 (3) | г, м | |
ванадий | В | 23 | 50.9415 (1) | ||
ксенон | Xe | 54 | 131,293 (6) | г, м | |
иттербий | Yb | 70 | 173,04 (3) | г | |
иттрий | Y | 39 | 88, (2) | ||
цинк | Zn | 30 | 65.409 (4) | ||
цирконий | Zr | 40 | 91,224 (2) | г | |
* Элемент не содержит стабильных нуклидов. Однако три таких элемента (Th, Pa и U) имеют характерный земной изотопный состав, и для них атомная масса сведена в таблицу. | |||||
† Имеющиеся в продаже материалы Li имеют атомный вес в диапазоне от 6,939 до 6,996; если требуется более точное значение, оно должно быть определено для конкретного материала. | |||||
г Известны геологические образцы, в которых изотопный состав элемента выходит за пределы нормального материала. Разница между атомной массой элемента в таких образцах и массой, приведенной в таблице, может превышать указанную погрешность. | |||||
м. Модифицированные изотопные композиции могут быть обнаружены в коммерчески доступном материале, поскольку он был подвергнут нераскрытому или непреднамеренному изотопному фракционированию. Возможны существенные отклонения атомной массы элемента от указанной в таблице. | |||||
r Диапазон изотопного состава нормального земного материала не позволяет дать более точное значение A r (E); Табличные значения A r (E) и погрешность должны применяться к нормальному материалу. |
Источник: по материалам Pure and Applied Chemistry 78, no. 11 (2005): 2051–66. © IUPAC (Международный союз теоретической и прикладной химии).
Определение периодической таблицы в химии
Периодическая таблица представляет собой табличное расположение химических элементов путем увеличения атомного номера, в котором элементы отображаются таким образом, чтобы можно было увидеть тенденции в их свойствах.Чаще всего изобретателем таблицы Менделеева приписывают русского ученого Дмитрия Менделеева (1869 г.). Современная таблица происходит от периодической таблицы Менделеева, но с одним существенным отличием. В таблице Менделеева элементы упорядочены в соответствии с возрастающим атомным весом, а не атомным номером. Однако его таблица проиллюстрировала повторяющиеся тенденции или периодичность в свойствах элементов.
Также известен как: Периодическая таблица, Периодическая таблица элементов, Периодическая таблица химических элементов.
Ключевые выводы: определение
Периодической таблицы- Периодическая таблица Менделеева представляет собой табличное расположение химических элементов, которое упорядочено путем увеличения атомного номера и группирует элементы в соответствии с повторяющимися свойствами.
- Семь строк таблицы Менделеева называются периодами. Строки расположены так, что металлы находятся в левой части таблицы, а неметаллы — в правой.
- Столбцы называются группами. Группа содержит элементы с похожими свойствами.
Организация
Структура периодической таблицы позволяет сразу увидеть взаимосвязи между элементами и предсказать свойства незнакомых, недавно открытых или неоткрытых элементов.
Периоды
В периодической таблице есть семь строк, которые называются периодами. Атомный номер элемента увеличивается слева направо через период. Элементы в левой части периода — это металлы, а элементы в правой части — неметаллы. При перемещении точки в таблице вниз добавляется новая электронная оболочка.
Группы
Столбцы элементов называются группами или семействами. Группы пронумерованы от 1 (щелочные металлы) до 18 (благородные газы).Элементы с группой имеют общую конфигурацию валентных электронов. Элементы в группе отображают образец в отношении атомного радиуса, электроотрицательности и энергии ионизации. Радиус атома увеличивается при движении вниз по группе, поскольку последовательные элементы получают уровень энергии электрона. Электроотрицательность уменьшается при движении вниз по группе, потому что добавление электронной оболочки отталкивает валентные электроны дальше от ядра. Двигаясь вниз по группе, элементы имеют последовательно более низкие энергии ионизации, потому что становится легче удалить электрон из внешней оболочки.
Блоки
Блоки — это разделы периодической таблицы, которые указывают внешнюю электронную подоболочку атома. S-блок включает первые две группы (щелочные металлы и щелочноземельные металлы), водород и гелий. Р-блок включает группы с 13 по 18. D-блок включает группы с 3 по 12, которые являются переходными металлами. F-блок состоит из двух периодов, расположенных ниже основной части таблицы Менделеева (лантаноиды и актиниды).
Металлы, металлоиды, неметаллы
К трем широким категориям элементов относятся металлы, металлоиды или полуметаллы и неметаллы.Металлический характер наиболее высок в нижнем левом углу таблицы Менделеева, в то время как большинство неметаллических элементов находится в верхнем правом углу.
Большинство химических элементов — это металлы. Металлы имеют тенденцию быть блестящими (металлический блеск), твердыми, проводящими и способными образовывать сплавы. Неметаллы обычно мягкие, цветные, изоляторы и способны образовывать соединения с металлами. Металлоиды обладают промежуточными свойствами между металлами и неметаллами. Ближе к правой части периодической таблицы металлы переходят в неметаллы.Металлоиды были идентифицированы по грубой схеме лестницы — от бора до кремния, германия, мышьяка, сурьмы, теллура и полония. Однако химики все чаще относят другие элементы к металлоидам, включая углерод, фосфор, галлий и другие.
История
Дмитрий Менделеев и Юлий Лотар Мейер независимо друг от друга опубликовали периодические таблицы в 1869 и 1870 годах соответственно. Однако Мейер уже опубликовал более раннюю версию в 1864 году.И Менделеев, и Мейер организовали элементы, увеличивая атомный вес, и организовали элементы в соответствии с повторяющимися характеристиками.
Были изготовлены несколько других более ранних таблиц. Антуан Лавуазье организовал элементы в металлы, неметаллы и газы в 1789 году. В 1862 году Александр-Эмиль Бегайе де Шанкуртуа опубликовал периодическую таблицу, названную теллурической спиралью или винтом. Эта таблица была, вероятно, первой, которая систематизировала элементы по периодическим свойствам.
Источники
- Чанг, Р.(2002). Химия (7-е изд.). Нью-Йорк: Высшее образование Макгроу-Хилла. ISBN 978-0-19-284100-1.
- Эмсли, Дж. (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-960563-7.
- Грей, Т. (2009). Элементы: визуальное исследование каждого известного атома во Вселенной . Нью-Йорк: Black Dog & Leventhal Publishers. ISBN 978-1-57912-814-2.
- Гринвуд, Н.N .; Эрншоу, А. (1984). Химия элементов . Оксфорд: Pergamon Press. ISBN 978-0-08-022057-4.
- Meija, Juris; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI: 10.1515 / pac-2015-0305
Периодическая таблица элементов — IUPAC
Последний выпуск Периодической таблицы (от 1 декабря 2018 г.) включает самые последние обновления, выпущенные в июне 2018 г. Комиссией IUPAC по изотопному изотопу и атомным весам (CIAAW) ( см. Соответствующие новости , выпущенные 5 июня 2018 г.), и, в частности, для аргона, назначение интервала для нового стандартного атомного веса, который отражает обычное возникновение вариаций атомных весов элемента в обычных земных материалах.Интервал в квадратных скобках обеспечивает нижнюю и верхнюю границы стандартного атомного веса для этого элемента. Для пользователей, которым требуется значение атомной массы для неопределенного образца без учета погрешности, предоставляются стандартные значения. Не указаны значения для элементов, для которых отсутствуют изотопы с характерным изотопным содержанием в природных образцах суши. См. PAC для получения более подробной информации или посетите Commission II.1 @ ciaaw.org
Загрузите версию для печати (PDF) (формат Letter или A4) или версию A3 (PDF) или просмотрите более ранние версии
Ознакомьтесь с SPECIAL Chem Int , январь 2019 г. — Международный год Периодической таблицы Менделеева (IYPT) — при участии Яна Ридейка, Натальи Тарасовой, Г.Дж. Ли, Сигурд Хофманн, Эрик Шерри, Юрис Мейджа, Норман Э. Холден, Тайлер Б. Коплен, Питер Махаффи, Ян Миллс, Роберто Марквардт и другие.
Периодическая таблица элементов и изотопов ИЮПАК (IPTEI) для образовательного сообщества
Благодаря своей работе с химическими элементами, ИЮПАК может выпускать периодическую таблицу, которая является современной. Участие ИЮПАК охватывает различные аспекты таблицы и данных, которые он раскрывает, и несколько отчетов и рекомендаций, некоторые из которых совсем недавно, подтверждают этот вклад.
В частности, IUPAC принимает непосредственное участие в следующих операциях:
- , устанавливающие критерии для обнаружения нового элемента
- , определяющий структуру временного имени и символа
- оценка претензий, приводящая к проверке и присвоению обнаруженного элемента
- координирует присвоение имен новому элементу , включает исследовательскую лабораторию и допускает публичные комментарии
- устанавливает точные правила для , как назвать новый элемент
- , определяющий Группа 1-18 и коллективные имена
- определение того, какие элементы относятся к группе 3
- регулярно пересматривает стандартный атомный вес
Стол ваш, чтобы использовать .Подробная информация о последней версии представлена выше . Подробности ниже содержат многочисленные ссылки на журнал IUPAC в Pure and Applied Chemistry ( PAC ) и журнал Chemistry International ( CI ).
- Критерии обнаружения нового элемента
Оценка того, был ли элемент «обнаружен» — непростая задача. Изучая профили открытия элементов трансфермиума в начале 90-х годов, IUPAC и IUPAP установили ряд критериев, которые должны быть удовлетворены для признания открытия элемента.См. Подробности в PAC 1991, Vol. 63, No. 6, pp. 879-886 (https://dx.doi.org/10.1351/pac1960879) и PAC 1993, Vol. 65, No. 8, pp. 1757-1814 (https://dx.doi.org/10.1351/pac199365081757)
В ноябре 2018 года IUPAC / IUPAP выпустил предварительный отчет ОБ ОТКРЫТИИ НОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Представлены критерии и руководящие принципы для установления приоритета обнаружения потенциальных новых элементов. — узнать больше
- Временное наименование и символ
Хотя элемент может быть заявлен, до того, как утверждение будет подтверждено и до того, как элемент будет официально назван, элемент имеет временное имя и символ.Соответствующие рекомендации по созданию этой систематической номенклатуры были опубликованы в 1978 г .; см. PAC 1979, Vol. 51, No. 2, pp. 381-384; https://dx.doi.org/10.1351/pac197951020381
В результате в марте 2016 года элемент 113 был назван ununtrium или символом Uut.
История трехбуквенных символов рассказывается в статье, подготовленной Ларсом Эрстремом и Норманом Холденом и опубликованной в Chem Int 2016, Vol. 38, вып.2, стр. 4-8; https://dx.doi.org/10.1515/ci-2016-0204
- Проверка и присвоение обнаружения элемента
В научной литературе время от времени появляются заявления об открытии новых элементов. IUPAC вместе с IUPAP участвует в оценке этих требований. В результате выпускаются технические отчеты ИЮПАК, в которых рассматриваются все относящиеся к делу ссылки и признаются лаборатории, утверждения которых соответствуют согласованным критериям.
В 2016 году было выпущено два таких отчета, которые охватывают элементы 113, 115, 117 и элемент 118; См. PAC 2016, Vol. 88, № 1-2, стр. 139–153; https://dx.doi.org/10.1515/pac-2015-0502 и PAC 2016, Vol. 88, № 1-2, с. 155–160; https://dx.doi.org/10.1515/pac-2015-0501
- Обозначение нового элемента
Когда обнаружение нового элемента было подтверждено и был назначен приоритет для его обнаружения, можно начинать процесс присвоения имен.Лаборатории, которой было поручено открытие, предлагается предложить название и символ. Затем IUPAC рассмотрит предложение и, если будет согласовано, после дополнительного 5-месячного публичного рассмотрения, официально закрепит название. Самый последний пример таких рекомендаций был опубликован в 2012 году для названий и символов элементов 114 и 116; См. PAC 2012, Vol. 84, No. 7, pp. 1669–1672; https://dx.doi.org/10.1351/PAC-REC-11-12-03
Краткий обзор текущих процедур опубликован в недавней статье Джона Кориша; См. CI 2016, Vol.38, No. 2, pp. 9-11; https://dx.doi.org/10.1515/ci-2016-0205
8 июня 2016 года ИЮПАК опубликовал предварительные названия для последних 4 элементов 113, 115, 117 и 118 — см. Релиз, а 28 ноября 2016 года ИЮПАК объявил утвержденные имена и символы — см. Релиз.
Об опыте присвоения имен элементам в 2016 г. см. Chem Int Apr 2017, pp. 30-21, Jan Reedijk; https://doi.org/10.1515/ci-2017-0222
- Как назвать новый элемент
И снова у IUPAC есть набор руководящих принципов, определяющих, какое имя может носить элемент.И корень, и окончание должны соответствовать согласованным рекомендациям. Подробные рекомендации были опубликованы в 2002 году, а в 2016 году была опубликована пересмотренная версия для лучшего включения элементов в группы 17 и 18. См. PAC 2002, Vol. 74, No. 5, pp. 787-791; https://dx.doi.org/10.1351/pac200274050787 и PAC 2016, Vol. 88, No. 4, pp. 401–405 https://dx.doi.org/10.1515/pac-2015-0802 (или https://iupac.org/project/2015-031-1-200)
- Группы 1-18 и коллективные наименования
С 1988 года ИЮПАК рекомендовал группам ( i.е . столбцы) просто пронумеровать от 1 до 18. ( PAC 1988, Vol. 60, No. 3, pp 431-436; https://dx.doi.org/10.1351/pac198860030431)
Лантаноиды и актиноиды — собирательные названия, также рекомендованные IUPAC. Лантаноиды (от La до Lu) предпочтительнее лантаноидов, и хотя лантаноид означает «подобный лантану» и поэтому не должен включать лантан, тем не менее, лантан стал широко использоваться. Актиноиды включают от Ac до Lr.
- Группа 3
Время от времени обсуждается вопрос о том, какие именно элементы следует поместить в группу 3.Недавно был инициирован проект IUPAC для решения этого вопроса. Будет ли группа 3 состоять из Sc, Y, Lu и Lr или она будет состоять из Sc, Y, La и Ac?
Следите за обновлениями и смотрите https://iupac.org/project/2015-039-2-200 и CI 2016, Vol. 38, No. 2, pp. 22-23; https://dx.doi.org/10.1515/ci-2016-0213
- Стандартный атомный вес
Одной из задач Комиссии по изотопному содержанию и атомному весу (CIAAW) является периодический обзор определений атомного веса.Последний отчет «Атомные веса элементов 2013» был опубликован в PAC в марте 2016 г. ( PAC 2016, Vol. 88, No. 3, pp. 265–291; https: //dx.doi. org / 10.1515 / pac-2015-0305). Совсем недавно, 5 июня 2018 года, CIAAW рекомендовал изменить стандартные атомные веса 14 химических элементов — см. Релиз.
Комиссия была создана в 1899 г. (да, в восемнадцати девяносто девяти) и сейчас действует в рамках Отдела неорганической химии ИЮПАК. (см. www.ciaaw.org) Он также регулярно рассматривает изотопные составы элементов; последняя компиляция также опубликована в PAC в марте 2016 г. ( PAC 2016, Vol. 88, No. 3, pp. 293–306; https://dx.doi.org/10.1515/pac-2015-0503) )
Ваш
В то время как ИЮПАК не дает рекомендаций для конкретной формы периодической таблицы Менделеева, , то есть . Формат с 18 или 32 столбцами, представленная здесь версия имеет обычную длинную форму и может использоваться вами.
Ознакомьтесь с более ранними версиями.
Периодическая таблица элементов | Химия
В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев впервые предположил, что химические элементы обладают «периодичностью свойств». Менделеев пытался организовать химические элементы в соответствии с их атомным весом, предполагая, что свойства элементов будут постепенно меняться по мере увеличения атомного веса. Однако он обнаружил, что химические и физические свойства элементы постепенно увеличивались, а затем внезапно менялись на разных шаги или периоды.Чтобы учесть эти повторяющиеся тенденции, Менделеев сгруппировал элементы в таблице, содержащей как строки, так и столбцы.
Периодическая таблица элементовСтруктура современной таблицы Менделеева
Современная периодическая таблица элементов основана на наблюдениях Менделеева; однако, вместо того, чтобы быть организованной по атомному весу, современная таблица упорядочена по атомному номеру (z).При перемещении слева направо по строке периодической таблицы свойства элементов постепенно меняются. В конце каждого ряда происходит резкое изменение химических свойств. Следующий элемент по порядку атомного номера более похож (химически говоря) на первый элемент в строке над ним; таким образом, новая строка начинается на столе.
Например, кислород (O), фтор (F) и неон (Ne) (z = 8, 9 и 10 соответственно) — все это стабильные неметаллы, которые при комнатной температуре являются газами.Натрий (Na, z = 11), однако, представляет собой металлическое серебро, твердое при комнатной температуре, как и элемент литий (z = 3). Таким образом, натрий начинает новую строку в периодической таблице и помещается непосредственно под литием, подчеркивая их химический состав. сходства.
Строки в периодической таблице называются периодами. Как один движется слева направо в заданный период, химические свойства элементов медленно меняются. Столбцы в периодической таблице называются группами.Элементы данной группы в периодической таблице обладают многими схожими химическими и физическими свойствами.
Контрольная точка понимания
Почему натрий находится непосредственно под литием в периодической таблице?
Электронная конфигурация и таблица
«Периодическая» природа химических свойств, обнаруженных Менделеевым, связана с электронной конфигурацией атомов элементов.Другими словами, способ, которым электроны атома расположены вокруг его ядра, влияет на свойства атома.
Теория атома Нильса Бора говорит нам, что электроны не являются расположены случайным образом вокруг ядра атома, но находятся в определенных электронных оболочках (см. наш модуль Atomic Theory II для получения дополнительной информации). Каждая оболочка имеет ограниченную емкость для электронов. По мере заполнения нижних оболочек дополнительные электроны находятся в более удаленных оболочках.
Емкость первой электронной оболочки — два электрона, а второй — восемь. Таким образом, в нашем примере, рассмотренном выше, кислород с восемью протонами и восемью электронами несет два электрона на своей первой оболочке и шесть на своей второй оболочке. Фтор с девятью электронами несет два в своей первой оболочке и семь во второй. Неон с десятью электронами несет два в первом и восемь во втором.Поскольку количество электронов во второй оболочке увеличивается, мы можем представить, почему химические свойства постепенно меняются по мере того, как мы переходим от кислорода к фтору и неону.
У натрия одиннадцать электронов. Двое поместились в его первую оболочку, но помните, что вторая оболочка может нести только восемь электронов. Одиннадцатый электрон натрия не может поместиться ни в его первую, ни в его вторую оболочку. Этот электрон поселяется на еще одной орбите, третьей электронной оболочке натрия.Причина резкого изменения химических свойств при переходе от неона к натрию заключается в том, что между двумя элементами происходит резкий сдвиг в электронной конфигурации. Но почему натрий похож на литий? Давайте посмотрим на электронные конфигурации этих элементов.
Электронные конфигурации для выбранных элементовКак вы можете видеть на иллюстрации, в то время как у натрия есть три электронные оболочки, а у лития две, их общая характеристика состоит в том, что они оба имеют только один электрон на крайнем внешнем конце. электронная оболочка.Эти электроны внешней оболочки (называемые валентными электроны) важны для определения химических свойств элементов.
Химические свойства элемента определяются тем, как его атомы взаимодействуют с другими атомами. Если мы изобразим внешнюю (валентную) электронную оболочку атома как сферу, охватывающую все внутри, то только валентная оболочка может взаимодействовать с другими атомами — почти так же, как это только краска на внешней стороне вашего дома. который «взаимодействует» с, и промокает, дождевая вода.
Валентная оболочка атома «покрывает» внутренние электронные оболочкиЭлектроны валентной оболочки в атоме определяют способ его взаимодействия с соседними атомами и, следовательно, определяют его химические свойства. Поскольку и натрий, и литий имеют один валентный электрон, они обладают схожими химическими свойствами.
Контрольная точка понимания
Химические свойства элемента определяются количеством электронов в
Сокращение электронной конфигурации
Для элементов в группах, обозначенных A в периодической таблице (IA, IIA и т. Д.) количество валентных электронов соответствует номеру группы. Таким образом, Li, Na и другие элементы в группе IA имеют один валентный электрон. Be, Mg и другие элементы группы IIA имеют два валентных электрона. B, Al и другие элементы группы IIIA имеют три валентных электрона и так далее. Номер строки или периода, в котором находится элемент в таблице, равен количеству полных оболочек, содержащих электроны в атоме. H и He в первом периоде обычно имеют электроны только в первой оболочке; Li, Be, B и другие элементы периода два занимают две оболочки и так далее.Чтобы записать электронную конфигурацию элементов, ученые часто используют стенографию, в которой за символом элемента следуют его электронные оболочки. Ниже приведены несколько примеров.
Сокращение конфигурации элемента | ||||
---|---|---|---|---|
Элемент | Сокращение конфигурации | |||
Водород | H | 1e — | ||
Литий | Li | 2e — | 1e — | |
Фтор | Ф | 2e — | 7e — | |
Натрий | Na | 2e — | 8e — | 1e — |
Для получения дополнительных сведений в таблице, приведенной ниже, показаны электронные конфигурации первых одиннадцати элементов.