Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева)
https://ria.ru/20190129/1550014194.html
Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева)
Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) — РИА Новости, 29.01.2019
Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева)
Периодическая система химических элементов – упорядоченное множество химических элементов и их естественная классификация. РИА Новости, 29.01.2019
2019-01-29T04:51
2019-01-29T04:51
2019-01-29T04:51
справки
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn23.img.ria.ru/images/99408/72/994087230_0:105:2000:1230_1920x0_80_0_0_b528d261d40438ab5524fc6ad7f580a3.jpg
Периодическая система химических элементов – упорядоченное множество химических элементов и их естественная классификация. Является табличным представлением периодического закона, открытого Дмитрием Менделеевым. Современная формулировка этого закона звучит так: свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда их атомных ядер.Прообразом Периодической системы химических элементов служит таблица «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходств», составленная Менделеевым в 1869 году. По мере совершенствования этой таблицы он развил представления о периодах и группах элементов и о месте каждого элемента в системе. В 1871 году в книге «Основы химии» Менделеевым была включена «Естественная система элементов Д. Менделеева» – первая классическая короткая форма Периодической системы химических элементов. Современная Периодическая система химических элементов включает 118 элементов. За последние 50 лет таблица Менделеева пополнилась семнадцатью новыми элементами (102-118). Девять из них были впервые получены в российском Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Последнее добавление в таблицу Менделеева было сделано в 2016 году, она пополнилась четырьмя элементами с 113, 115, 117 и 118 атомными номерами, которые соответственно были названы нихоний (Nh), московий (Mc), теннессин (Ts) и оганесон (Og). Сейчас в крупнейших ядерно-физических центрах мира фактически начаты работы по синтезу 119-го, 120-го и 121-го элементов, которые назвали «большой гонкой».Опубликовано свыше 500 вариантов Периодической системы химических элементов, что связано с попытками поиска решения некоторых частных проблем ее структуры. Наиболее распространены две табличные формы: короткая и длинная (разрабатывалась Дмитрием Менделеевым, усовершенствована в 1905 году Альфредом Вернером). Современная форма Периодической системы химических элементов (в 1989 году Международным союзом теоретической и прикладной химии рекомендована длинная форма таблицы) состоит из семи периодов (горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера) и 18 групп (вертикальных последовательностей элементов в соответствии с количеством валентных электронов), а короткая форма таблицы – из восьми групп.Номер группы элементов короткого варианта таблицы Менделеева соответствует числу валентных электронов во внешней электронной оболочке атомов. В длинном варианте таблицы номер группы в большей мере формален. Группы короткого варианта включают главную (а) и побочную (б) подгруппы, в каждой из которых содержатся элементы, сходные по химическим свойствам. Элементы некоторых групп имеют собственные тривиальные названия: щелочные металлы (группа 1 длинной формы таблицы), щелочноземельные металлы (группа 2), халькогены (группа 16), галогены (группа 17), благородные газы (группа 18). В Периодической системе химических элементов для каждого элемента указывается его символ, название, порядковый номер и значение относительной атомной массы.Первый период содержит два элемента – водород и гелий. Второй и третий периоды (литий – неон; натрий – аргон) содержат по восемь элементов. Четвертый (калий – криптон) и пятый (рубидий – ксенон) периоды содержат по 18 элементов. Шестой период (цезий – радон) содержит 32 элемента и включает особую группу элементов – лантаноиды.Седьмой период (франций – оганесон), подобно шестому, содержит 32 элемента и включает особую группу элементов – актиноиды. Лантаноиды и актиноиды помещены отдельно внизу таблицы.Периодическая система химических элементов сыграла и продолжает играть огромную роль в развитии многих естественнонаучных дисциплин. Она стала важным звеном в эволюции атомно-молекулярного учения, способствовала формулировке современного понятия «химический элемент» и уточнению представлений о простых веществах и соединениях, оказала значительное влияние на разработку теории строения атомов и возникновение понятия изотопии. С периодической системой связана строго научная постановка проблемы прогнозирования в химии, что проявилось как в предсказании существования неизвестных элементов и их свойств, так и новых особенностей химического поведения уже открытых элементов. Периодическая система – важнейшая основа неорганической химии; она служит, например, задачам синтеза веществ с заранее заданными свойствами, созданию новых материалов, подбору специфических катализаторов для различных химических процессов. Периодическая система – научная база преподавания общей и неорганической химии, а также некоторых разделов атомной физики.По решению ООН 2019 год провозглашен Международным годом Периодической таблицы химических элементов.Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2019
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn23.img.ria.ru/images/99408/72/994087230_112:0:1889:1333_1920x0_80_0_0_597a34ca28aa89475eedcbd63e1a68a3.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
справки
Периодическая система химических элементов – упорядоченное множество химических элементов и их естественная классификация.
Является табличным представлением периодического закона, открытого Дмитрием Менделеевым. Современная формулировка этого закона звучит так: свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда их атомных ядер.Прообразом Периодической системы химических элементов служит таблица «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходств», составленная Менделеевым в 1869 году. По мере совершенствования этой таблицы он развил представления о периодах и группах элементов и о месте каждого элемента в системе. В 1871 году в книге «Основы химии» Менделеевым была включена «Естественная система элементов Д. Менделеева» – первая классическая короткая форма Периодической системы химических элементов.Современная Периодическая система химических элементов включает 118 элементов. За последние 50 лет таблица Менделеева пополнилась семнадцатью новыми элементами (102-118). Девять из них были впервые получены в российском Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Последнее добавление в таблицу Менделеева было сделано в 2016 году, она пополнилась четырьмя элементами с 113, 115, 117 и 118 атомными номерами, которые соответственно были названы нихоний (Nh), московий (Mc), теннессин (Ts) и оганесон (Og). Сейчас в крупнейших ядерно-физических центрах мира фактически начаты работы по синтезу 119-го, 120-го и 121-го элементов, которые назвали «большой гонкой».Опубликовано свыше 500 вариантов Периодической системы химических элементов, что связано с попытками поиска решения некоторых частных проблем ее структуры. Наиболее распространены две табличные формы: короткая и длинная (разрабатывалась Дмитрием Менделеевым, усовершенствована в 1905 году Альфредом Вернером).
Современная форма Периодической системы химических элементов (в 1989 году Международным союзом теоретической и прикладной химии рекомендована длинная форма таблицы) состоит из семи периодов (горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера) и 18 групп (вертикальных последовательностей элементов в соответствии с количеством валентных электронов), а короткая форма таблицы – из восьми групп.
Номер группы элементов короткого варианта таблицы Менделеева соответствует числу валентных электронов во внешней электронной оболочке атомов. В длинном варианте таблицы номер группы в большей мере формален. Группы короткого варианта включают главную (а) и побочную (б) подгруппы, в каждой из которых содержатся элементы, сходные по химическим свойствам. Элементы некоторых групп имеют собственные тривиальные названия: щелочные металлы (группа 1 длинной формы таблицы), щелочноземельные металлы (группа 2), халькогены (группа 16), галогены (группа 17), благородные газы (группа 18).
В Периодической системе химических элементов для каждого элемента указывается его символ, название, порядковый номер и значение относительной атомной массы.
Первый период содержит два элемента – водород и гелий.
Второй и третий периоды (литий – неон; натрий – аргон) содержат по восемь элементов.
Четвертый (калий – криптон) и пятый (рубидий – ксенон) периоды содержат по 18 элементов.
Шестой период (цезий – радон) содержит 32 элемента и включает особую группу элементов – лантаноиды.
Седьмой период (франций – оганесон), подобно шестому, содержит 32 элемента и включает особую группу элементов – актиноиды.
Лантаноиды и актиноиды помещены отдельно внизу таблицы.
Периодическая система химических элементов сыграла и продолжает играть огромную роль в развитии многих естественнонаучных дисциплин. Она стала важным звеном в эволюции атомно-молекулярного учения, способствовала формулировке современного понятия «химический элемент» и уточнению представлений о простых веществах и соединениях, оказала значительное влияние на разработку теории строения атомов и возникновение понятия изотопии. С периодической системой связана строго научная постановка проблемы прогнозирования в химии, что проявилось как в предсказании существования неизвестных элементов и их свойств, так и новых особенностей химического поведения уже открытых элементов. Периодическая система – важнейшая основа неорганической химии; она служит, например, задачам синтеза веществ с заранее заданными свойствами, созданию новых материалов, подбору специфических катализаторов для различных химических процессов. Периодическая система – научная база преподавания общей и неорганической химии, а также некоторых разделов атомной физики.По решению ООН 2019 год провозглашен Международным годом Периодической таблицы химических элементов.Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
история открытия, интересные факты и байки – Москва 24, 24.10.2012
Фото: ИТАР-ТАСС
Открытие таблицы периодических химических элементов стало одной из важных вех в истории развития химии как науки. Первооткрывателем таблицы стал российский ученый Дмитрий Менделеев. Неординарный ученый с широчайшим научным кругозором сумел объединить все представления о природе химических элементов в единую стройную концепцию.
Об истории открытия таблицы периодических элементов, интересных фактах, связанных с открытием новых элементов, и народных байках, которые окружали Менделеева и созданную им таблицу химических элементов, М24.RU расскажет в этой статье.
История открытия таблицы
К середине XIX века было открыто 63 химических элемента, и ученые всего мира не раз предпринимали попытки объединить все существовавшие элементы в единую концепцию. Элементы предлагали разместить в порядке возрастания атомной массы и разбить на группы по сходству химических свойств.
В 1863 году свою теорию предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюленд, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией.
В 1869 году Менделеев опубликовал свою схему периодической таблицы в журнале Русского химического общества и разослал извещение об открытии ведущим ученым мира. В дальнейшем химик не раз дорабатывал и улучшал схему, пока она не приобрела привычный вид.
Суть открытия Менделеева в том, что с ростом атомной массы химические свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов, свойства начинают повторяться. Так, калий похож на натрий, фтор — на хлор, а золото схоже с серебром и медью.
В 1871 году Менделеев окончательно объединил идеи в периодический закон. Ученые предсказал открытие нескольких новых химических элементов и описал их химические свойства. В дальнейшем расчеты химика полностью подтвердились — галлий, скандий и германий полностью соответствовали тем свойствам, которые им приписал Менделеев.
Байки о Менделееве
Гравюра, на которой изображен Менделеев. Фото: ИТАР-ТАСС
Об известном ученом и его открытиях ходило немало баек. Люди в то время слабо представляли себе химию и считали, что занятия химией — это что-то вроде поедания супа из младенцев и воровства в промышленных масштабах. Поэтому деятельность Менделеева быстро обросла массой слухов и легенд.
Одна из легенд гласит, что Менделеев открыл таблицу химических элементов во сне. Случай не единственный, точно также говорил о своем открытии Август Кекуле, которому приснилась формула бензольного кольца. Однако Менделеев только смеялся над критиками. «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы говорите: сидел и вдруг … готово!», — как-то сказал ученый о своем открытии.
Другая байка приписывает Менделееву открытие водки. В 1865 году великий ученый защитил диссертацию на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою», и это сразу дало повод для новой легенды. Современники химика посмеивались, мол ученый «неплохо творит под действием спирта, соединенного с водой», а следующие поколения уже называли Менделеева первооткрывателем водки.
Посмеивались и над образом жизни ученого, а особенно над тем, что Менделеев оборудовал свою лабораторию в дупле огромного дуба.
Также современники подтрунивали над страстью Менделеева к чемоданам. Ученый в пору своего невольного бездействия в Симферополе вынужден был коротать время за плетением чемоданов. В дальнейшем он самостоятельно мастерил для нужд лаборатории картонные контейнеры. Несмотря на явно «любительский» характер этого увлечения, Менделеева часто называли «чемоданных дел мастером».
Открытие радия
Одна из наиболее трагичных и в то же время известных страниц в истории химии и появления новых элементов в таблице Менделеева связана с открытием радия. Новый химический элемент был открыт супругами Марией и Пьером Кюри, которые обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды, более радиоактивны, чем чистый уран.
Поскольку о том, что такое радиоактивность, тогда еще никто не знал, то новому элементу молва быстро приписала целебные свойства и способность излечивать чуть ли не от всех известных науке болезней. Радий включили в состав пищевых продуктов, зубной пасты, кремов для лица. Богачи носили часы, циферблат которых был окрашен краской, содержащей радий. Радиоактивный элемент рекомендовали как средство для улучшения потенции и снятия стресса.
Подобное «производство» продолжалось целых двадцать лет — до 30-х годов двадцатого века, когда ученые открыли истинные свойства радиоактивности и выяснили насколько губительно влияние радиации на человеческий организм.
Мария Кюри умерла в 1934 году от лучевой болезни, вызванной долговременным воздействием радия на организм.
Небулий и короний
Фото: ИТАР-ТАСС
Таблица Менделеева не только упорядочила химические элементы в единую стройную систему, но и позволила предсказать многие открытия новых элементов. В то же время некоторые химические «элементы» были признаны несуществующими на основании того, что они не укладывались в концепцию периодического закона. Наиболее известна история с «открытием» новых элементов небулия и корония.
При исследовании солнечной атмосферы астрономы обнаружили спектральные линии, которые им не удалось отождествить ни с одним из известных на земле химических элементов. Ученые предположили, что эти линии принадлежат новому элементу, который получил название короний (потому что линии были обнаружены при исследовании «короны» Солнца — внешнего слоя атмосферы звезды).
Спустя несколько лет астрономы сделали еще одно открытие, изучая спектры газовых туманностей. Обнаруженные линии, которые снова не удалось отождествить ни с чем земным, приписали другому химическому элементу — небулию.
Открытия подверглись критике, поскольку в периодической таблице Менделеева уже не оставалось места для элементов, обладающих свойствами небулия и корония. После проверки обнаружилось, что небулий является обычным земным кислородом, а короний — сильно ионизированное железо.
Отметим, что сегодня в московском Центральном доме ученых РАН торжественно присвоят имена двум химическим элементам, открытым учеными из подмосковной Дубны.
Материал создан на основе информации из открытых источников. Подготовил Василий Макагонов @vmakagonov
предшественники, последователи, а также сны и иные мистические события
На состоявшемся недавно торжественном открытии Года Периодической таблицы элементов Президент Российской академии наук Александр Сергеев отметил: «Несмотря на то, что в мире Периодическую таблицу не принято называть по имени российского ученого, в речи генерального секретаря ЮНЕСКО было четко сказано, что это – таблица Менделеева». Для присутствовавшего на торжестве премьер-министра РФ Дмитрия Медведева информация о замалчивании за рубежом имени Менделеева как создателя Периодической таблицы оказалась неожиданной. «Мне и в голову не приходило, что в мире Периодическая система не носит имени Менделеева», – сказал премьер и предложил решить этот вопрос: «У нас не слишком много таких достижений и обязательно нужно постараться это все зафиксировать».
А все-таки, почему на Западе некоторые ученые (а также журналисты и политики, разумеется!) не связывают с именем Менделеева Периодическую таблицу и отчего даже в знаменательный год ее 150-летия то и дело всплывают другие даты открытия основополагающего химического закона?
Первооткрыватели или предшественники?
Во многих странах Европы, в Соединенных Штатах Америки и в Канаде систему Менделеева чаще всего называют просто «Периодическая таблица», а ее автора и вовсе не упоминают. В этих государствах официально не признают тот факт, что данное открытие первым сделал именно русский ученый. Одни уверены в том, что до Менделеева это совершали и другие химики. Вторые утверждают, что русский ученый создал свою систему на основе предыдущих изысканий зарубежных исследователей.
Так ведь и Дмитрий Иванович всегда утверждал, что его Периодическая система – плод 20-летних раздумий и изысканий с опорой на многочисленные труды исследователей многих стран!
В 1668 г. выдающимся ирландским химиком, физиком и богословом Робертом Бойлем была опубликована книга, в которой было развенчано немало мифов об алхимии и в которой он рассуждал о необходимости поиска неразложимых химических элементов. Ученый также привел их список, состоящий всего из 15 элементов, но допускал мысль о том, что могут быть еще элементы. Это стало отправной точкой не только в поиске новых элементов, но и в их систематизации.
Сто лет спустя французским химиком Антуаном Лавуазье был составлен новый перечень, в который входили уже 35 элементов. 23 из них позже были признаны неразложимыми.
В начале 1864 г. ассистент химика в Королевском сельскохозяйственном обществе Джон Александр Ньюлендс прочел анонимную статью, автор которой утверждал, что атомные веса большинства элементов с большей или меньшей точностью кратны восьми. Мнение анонимного автора было ошибочным, однако Ньюлендс решил продолжить исследования в этой области, составил таблицу, в которой расположил все известные элементы в порядке увеличения их атомных весов. В статье, датированной 20 августа 1864 г., он отметил, что в этом ряду наблюдается периодическое появление химически сходных элементов. Пронумеровав элементы (элементы, имеющие одинаковые веса, имели и один и тот же номер) и сопоставив номера со свойствами элементов, Ньюлендс сделал вывод: «Разность в номерах наименьшего члена группы и следующего за ним равна семи; иначе говоря, восьмой элемент, начиная с данного элемента, является своего рода повторением первого, подобно восьмой ноте октавы в музыке…». Тем самым им впервые была высказана идея о периодичности изменения свойств элементов.
Спустя год, 18 августа 1865 г., Ньюлендс опубликовал новую таблицу элементов, назвав ее «законом октав», который формулировался следующим образом: «Номера аналогичных элементов, как правило, отличаются или на целое число семь, или на кратное семи; другими словами, члены одной и той же группы соотносятся друг с другом в том же отношении, как и крайние точки одной или больше октав в музыке». Публикации Ньюлендса, подобно другим (довольно многочисленным) попыткам нахождения всякого рода закономерностей среди атомных весов элементов, не привлекли особого внимания. 1 марта 1866 г. Ньюлендс сделал доклад «Закон октав и причины химических соотношений среди атомных весов» на заседании Лондонского химического общества, который не вызвал особого интереса. История сохранила лишь ехидное замечание известного химика Джорджа Фостера: не пробовал ли докладчик располагать элементы в порядке начальных букв их названий и не обнаружил ли при этом каких-либо закономерностей? Доклад так и не был напечатан в журнале химического общества. После этой неудачи Ньюлендс не предпринимал попыток дальнейшей разработки своей систематики.
В 1850–1860-х годах другой английский химик, Уильям Одлинг, предпринял несколько попыток систематизировать химические элементы, основываясь на их атомном весе и атомности (валентности). Он составил несколько таблиц элементов. В таблице, предложенной им в 1864 г. (не сопровождавшейся, однако, никакими комментариями), видны, по словам Д.И. Менделеева, «начатки периодического закона».
«Земная спираль» (vis tellurique) Александра Шанкуртуа
Французы пытаются отдать пальму первенства своему земляку Александру Эмилю Бегуйе де Шанкуртуа. Еще в 1862 г. этот геолог и химик вывел свою систематизацию химических элементов, основанную на закономерном изменении атомных масс – так называемую «земную спираль» (vis tellurique), или «цилиндр Бегуйе». Шанкуртуа нанес на боковую поверхность цилиндра, размеченную на 16 частей, линию под углом 45°, на которой поместил точки, соответствующие атомным массам элементов. Таким образом, элементы, атомные веса которых отличались на 16 или на число, кратное 16, располагались на одной вертикальной линии. При этом точки, отвечающие сходным по свойствам элементам, часто оказываются на одной вертикальной линии.
Систематизация Шанкуртуа явилась существенным шагом вперед по сравнению с существовавшими тогда системами, однако его работа поначалу осталась практически незамеченной. Только после открытия Д.И. Менделеевым Периодического закона французы обратили внимание на работы своего земляка.
В 1864 г. ученый из Германии, Юлиус Лотар Мейер, обнародовал таблицу, содержавшую 28 элементов, размещенные в шесть столбцов согласно их валентностям. Мейер намеренно ограничил число элементов в таблице, чтобы подчеркнуть закономерное изменение атомной массы в рядах сходных элементов. В 1870 г. Мейер опубликовал еще одну работу, где были новая таблица и график зависимости атомного объема элемента от атомного веса. Предложенная Мейером в работе «Природа элементов как функция их атомного веса» таблица состояла из девяти вертикальных столбцов, сходные элементы располагались в горизонтальных рядах; некоторые ячейки таблицы Мейер оставил незаполненными.
Интересно, что в 1882 г. и Менделеев, и Мейер получили по Золотой медали «За открытие периодических соотношений атомных весов». Хотя Менделеев утверждал, что немецкий исследователь «не имел в виду периодического закона» и вообще ничего нового в него не привнес.
Таблица, устремленная в будущее
Поиск новых элементов вели ученые по всему миру. К XIX в. наука обогатилась множеством новых знаний о химических элементах, которых к тому времени было открыто больше 60-ти. Именно поэтому и возникла потребность в систематизации этих элементов. Фундаментальный Периодический закон и начальную версию своей периодической системы Менделеев создал еще в 1869 г. Однако ученые умы России, да и всего мира, отнеслись к его открытию с некоторым скепсисом. И кто знает, как все бы обернулось, если бы уже через несколько лет Менделеевские открытия не получили подтверждения.
Гениальность Менделеева заключаестя в том, что он НЕ включил в свою таблицу. Он понимал, что некоторых элементов не хватает, но они будут открыты. Поэтому там, где Далтон, Ньюлендс и другие включили в таблицы то, что было известно, Менделеев оставил место для неизвестного. Еще более удивительно, что он точно предсказал свойства недостающих элементов.
В первоначальной таблице Менделеева рядом с символом Al (алюминий) есть пустая клетка для неизвестного металла. Менделеев предсказал, что у него будет атомная масса 68, плотность 6 г/см3 и очень низкая температура плавления. Шесть лет спустя Поль Эмиль Лекок де Буабодран открыл галлий и, конечно же, вписал его в таблицу прямо в свободную клетку с атомной массой 69,7, плотностью 5,9 г/см3 и температурой плавления настолько низкой, что он становится жидким в руке. Такие же пустые клетки в таблице Менделеев оставил для скандия, германия и технеция (который был открыт лишь в 1937 г., через 30 лет после его смерти).
Легенда о сне Менделеева
Многие слышали историю, что Д.И. Менделееву его таблица приснилась. Эта версия активно распространялась соратником Менделеева А.А. Иностранцевым в качестве забавной истории, которой он развлекал своих студентов. Он говорил, что Дмитрий Иванович лег спать и во сне отчетливо увидел свою таблицу, в которой все химические элементы были расставлены в нужном порядке. После этого студенты даже шутили, что таким же способом была открыта 40°-ная водка. Но реальные предпосылки для истории со сном все же были: как уже упоминалось, Менделеев работал над таблицей без сна и отдыха и Иностранцев однажды застал его уставшим и вымотанным. Днем Менделеев решил немного передохнуть, а некоторое время спустя, резко проснулся, сразу же взял листок бумаги и изобразил на нем уже готовую таблицу. Впоследствии Д.И. Менделеев, якобы, рассказывал своему соратнику: «В течение нескольких недель я спал урывками, пытаясь найти тот магический принцип, который сразу привел бы в порядок всю груду накопленного материала. И вот в одно прекрасное утро, проведя бессонную ночь и отчаявшись найти решение, я, не раздеваясь, прилег на диван в кабинете и заснул. И во сне мне совершенно явственно представилась таблица. Я тут же проснулся и набросал увиденную во сне таблицу на первом же подвернувшемся под руку клочке бумаги».
Однако ни один серьезный исследователь научного творчества Менделеева не утверждал и не доказывал, что ученому во сне привиделась периодическая система химических элементов. Да и Дмитрий Иванович на самом деле никогда этого не утверждал. Более того, сам ученый опровергал историю со сном, говоря: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово». Так что легенда о сне может быть и очень привлекательна, но создание таблицы стало возможным только благодаря упорному труду.
150 лет назад Дмитрий Менделеев создал свою знаменитую таблицу
150 лет назад российский ученый Дмитрий Менделеев создал Периодическую систему химических элементов. Что подтолкнуло его к открытию и к чему оно привело, рассказывает «Газета.Ru».
Поиски основы естественной классификации и систематизации химических элементов начались задолго до открытия Периодического закона. Трудности, с которыми сталкивались естествоиспытатели, которые первыми работали в этой области, были вызваны недостаточностью экспериментальных данных: в начале XIX века число известных химических элементов было мало, а принятые значения атомных масс многих элементов оказались неверны.
К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно, однако их результаты не привлекали внимания научной общественности.
В 1863 году свою теорию предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюленд, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией.
Российского ученого Дмитрия Менделеева к созданию Периодической системы химических элементов подтолкнула работа над курсом лекций по общей химии.
В процессе работы над ним Менделеев столкнулся с трудностями, связанными с систематизацией и последовательностью изложения материала, описывающего химические элементы. На тот момент ученым уже было известно, что некоторые химические элементы имеют сходные черты, но ни одна из существовавших таблиц не охватывала все известные элементы.
Менделеев нашел связь между отдельными группами и семействами элементов, расположив все элементы в порядке возрастания атомной массы. Часами он раскладывал карточки с названиями элементов и их атомными весами, пока не обнаружил искомую закономерность.
Сам Менделеев об открытии периодического закона писал таким образом: «Заподозрив о существовании взаимосвязи между элементами еще в студенческие годы, я не уставал обдумывать эту проблему со всех сторон, собирал материалы, сравнивал и сопоставлял цифры. Наконец настало время, когда проблема созрела, когда решение, казалось, вот-вот готово было сложиться в голове. Как это всегда бывало в моей жизни, предчувствие близкого разрешения мучившего меня вопроса привело меня в возбужденное состояние. В течение нескольких недель я спал урывками, пытаясь найти тот магический принцип, который сразу привел бы в порядок всю груду накопленного за 15 лет материала.
И вот в одно прекрасное утро, проведя бессонную ночь и отчаявшись найти решение, я, не раздеваясь, прилег на диван в кабинете и заснул. И во сне мне совершенно явственно представилась таблица.
Я тут же проснулся и набросал увиденную во сне таблицу на первом же подвернувшемся под руку клочке бумаги». Эта история позже и легла в основу легенды о том, что таблица Менделееву приснилась. Самому ученому такая интерпретация не нравилась.
«Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово», — говорил он.
13 марта 1869 года Менделеев закончил составление таблицы.
Суть открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химические свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов, свойства начинают повторяться. Так, калий похож на натрий, фтор — на хлор, а золото схоже с серебром и медью.
В 1871 году Менделеев окончательно объединил идеи в периодический закон. Ученый предсказал открытие нескольких новых химических элементов и описал их химические свойства.
Научная достоверность Периодического закона получила подтверждение очень скоро: в 1875-1886 годах были открыты галлий, скандий и германий, для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и с поразительной точностью описал целый ряд физических и химических свойств.
Менделеев совершенствовал таблицу несколько раз, корректируя атомные веса некоторых элементов, оставляя незаполненные клетки для новых, меняя местами группы элементов. Идеи Периодического закона определили структуру «Основ химии» и позволили систематизировать весь накопленный к этому времени материал. Труд переиздавался восемь раз и был переведен на основные европейские языки.
Один из старейших образцов таблицы недавно был найден в Великобритании, в Сент-Эндрюсском университете.
На таблицу, изготовленную в 1885 году, наткнулся во время уборки сотрудник университета, доктор Алан Айткен.
Таблица нашлась на складе университета, она лежала вместе с реактивами, оборудованием и другими лабораторными принадлежностями, скопившимися с переезда факультета химии в 1968 году. Среди вещей Айткену попался сверток плакатов для занятий, среди которых оказалась и таблица с подписями на немецком, которая от старости буквально рассыпалась в руках. Ее восстановление заняло немало времени — поверхность пришлось очистить от грязи и мусора, отделить таблицу от подкладки, на которой та была закреплена, обработать специальными растворами для выравнивания кислотно-щелочного баланса и устранить разрывы с помощью специальной бумаги из бруссонетии бумажной и пасты из пшеничного крахмала.
Теперь таблица будет находиться в специальном хранилище университета, где для нее будут созданы подходящие условия. На самом же факультете останется ее полномасштабная копия.
После этого сотрудники СПбГУ сообщили о новой находке — обнаруженная ими в Большой химической аудитории таблица оказалась на 9 лет старше.
По словам преподавателя СПбГУ Евгения Калинина, таблица представляет собой демонстрационный вариант, изготовленный в 1876 году. Она отличается от современных вариантов. Например, в ней нет VIII группы, в которую входят инертные газы: на момент публикации они еще не были открыты.
Таблице химических элементов могут официально присвоить имя Менделеева — Наука
МОСКВА, 5 февраля. /ТАСС/. Периодической системе химических элементов могут на мировом уровне официально присвоить имя Дмитрия Менделеева, предположительно, это случится 5 декабря в Японии. Об этом сообщил во вторник президент химического факультета МГУ академик Валерий Лунин на Всероссийском съезде учителей и преподавателей химии в Шуваловском корпусе МГУ в Москве.
Несмотря на то, что в России «таблица Менделеева» — устоявшееся название, в мире это не закреплено официально.
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.
«Недавно прошедшая Церемония открытия [Международного года Периодической таблицы химических элементов] в Париже стала триумфом нашей науки, Дмитрия Ивановича Менделеева. 150 лет потребовалось, чтобы это случилось. Но когда я спросил президента американского химического общества [Бонни Чарпентье], а должно ли быть имя Менделеева присвоено таблице, она говорит: пока это тайна, и вы узнаете ответ, когда мы с вами увидимся 5 декабря в Японии. Я надеюсь, что 5 декабря это [присвоение имени] случится», — сказал Лунин.
Всероссийский съезд преподавателей химии, посвященный Международному году таблицы Менделеева, проходит в Московском университете имени Ломоносова 5 февраля. В мероприятии принимают участие более 650 делегатов со всех регионов России. Перед участниками съезда выступают с научно-популярными докладами ведущие специалисты в самых передовых отраслях химии.
МГУ проводит съезд совместно с Ассоциацией учителей и преподавателей химии при поддержке Благотворительного фонда Андрея Мельниченко, Минпросвещения РФ, Минобрнауки, Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, Российской академии наук, Российской академии образования, Российского союза химиков, корпорации «Российский учебник», Российского химического общества имени Д. И. Менделеева.
В периодическую таблицу Менделеева внесены четыре новых элемента, два из которых связаны с Россией
В подмосковной Дубне приступили к изучению свойств новых химических элементов: открытые совместно с зарубежными учеными, два из четырех элементов получили названия, которые напрямую говорят о связи с Россией. Сегодня таблица Менделеева уже другая.
Для большинства из нас понять, что именно открыли и как это может быть использовано в жизни, настолько трудно, что мы можем только верить исследователям, представляя, как многое вообще еще неизвестно. Это категории высшей материи!
Так выглядит таблица Менделеева, которую можно купить в магазинах сегодня: в седьмом периоде зияют дыры. Теперь это все придется перепечатывать. 113, 115, 117 и 118 элементы официально открыты и получили названия. Три из них признаны открытиями ученых из Объединенного института ядерных исследований в подмосковной Дубне.
«Московий – в честь земли московской; ливерморий – это наши коллеги из Ливермора, которые работали вместе с нами, приезжали сюда, все эксперименты делаются здесь; то же самое теннессин – из Теннесси наши коллеги; ну а 118 – домашний, наш, родной», — рассказывает научный руководитель Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова, академик РАН Юрий Оганесян.
118 элемент для Юрия Оганесяна не просто родной. Он назван в его честь – оганесон. Это второй случай в мировой истории, когда элемент периодической таблицы называется в честь ученого при жизни. Такой вариант названия предложили его коллеги из лаборатории ядерных исследований.
Больше 20 лет Юрий Цолакович стоит во главе российско-американской группы ученых, синтезирующих и исследующих сверхтяжелые элементы периодической системы.
«Охота за этими элементами – это такая сегодня совершенно важная часть современной экспериментальной ядерной физики. И тут надо сказать, что наши ученые, в частности, во главе с академиком Оганесяном, они здесь занимают самые передовые позиции», — отмечает президент Российской Академии Наук Владимир Фортов.
На вопросы журналистов «каково это, когда твое имя вписывается в историю на века», ученый отвечал скромно.
«Не ищите каких-то сверхчувств, поставьте себя на мое место. Я благодарен своим коллегам, своим товарищам, с которыми прошел этот долгий путь, и очень рад, конечно, что он кончился вот этим открытием, доказательством этому является не один, а на самом деле семь элементов. Один из них вот так назван, но это уже не столь важно, как он назван, а важно то, что это есть», — говорит ученый.
Сначала считалось, что периодическая таблица вообще должна закончиться на сотом элементе. Каждое новое открытие переворачивало весь научный мир. И именно Лаборатория ядерных исследований Дубнинского института — признанный мировой лидер по заполнению таблицы Менделеева. 105 элемент назван дубнием, а 114 — флеровием в честь основателя лаборатории Георгия Флерова. Теперь — московий и оганесон.
«За эти 60 лет в стенах этой Лаборатории, в стенах нашего института, усилиями многонациональных коллективов Лаборатории было открыто 11 сверхтяжелых элементов, доселе неизвестных миру, неизвестных науке, и это, конечно, я сказал бы, выдающийся результат», — сказал директор Объединенного института ядерных исследований Виктор Матвеев.
О практическом применении последних открытий речи пока не идет. Это дело науки будущего. Хотя ученые говорят: для того, чтобы синтезировать новый элемент, нужно уже совершить много технических открытий и инноваций. Ускорители, которые располагаются в Дубне, не имеют аналогов. На циклотроне У400 и были синтезированы самые тяжелые элементы.
Частицы кальция-48 проходят по каналу. Для синтеза нового элемента нужно, чтобы они попали точно в мишень. Обычно это уран, плутоний или калифорний. Мишень находится за стеной. Каждую секунду по ней выпускается 10 триллионов частиц, эксперимент идет несколько месяцев и за все это время рождается всего несколько ядер.
Ученые из Дубны уже поставили перед собой следующую задачу: синтез 119, 120 и последующих элементов. Специально для этого здесь строится так называемая «фабрика сверхтяжелых элементов».
Сердцем этой фабрики станет новый ускоритель, превосходящий по мощности все мировые аналоги в 10 раз. Именно в пространстве дубнинского циклотрона частицы будут разгоняться по спирали до скорости, близкой к скорости света.
Если во время предыдущих экспериментов ядра новых элементов образовывались раз в несколько месяцев, то теперь это будет происходить каждый день. Поставить научные открытия на поток – вот в чем смысл названия «фабрика». Первый запуск этого комплекса сверхтяжелых элементов намечен уже на ноябрь 2017 года.
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.
Периодическая таблица элементов | Живая наука
Периодическая таблица элементов объединяет все известные химические элементы в информативный массив. Элементы расположены слева направо и сверху вниз в порядке увеличения атомного номера. Порядок обычно совпадает с увеличением атомной массы.
Строки называются периодами. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, номер периода элемента означает наивысший уровень энергии, который занимает электрон в этом элементе (в невозбужденном состоянии).Число электронов в периоде увеличивается по мере движения вниз по таблице Менделеева; следовательно, по мере увеличения энергетического уровня атома количество энергетических подуровней на каждый энергетический уровень увеличивается.
Элементы, которые занимают один и тот же столбец в периодической таблице (называемые «группой»), имеют идентичные валентные электронные конфигурации и, следовательно, ведут себя аналогичным образом химически. Например, все элементы группы 18 — инертные газы. [По теме: Как сгруппированы элементы?]
«Отец» периодической таблицы
Дмитрий Менделеев, русский химик и изобретатель, считается «отцом» периодической таблицы, согласно Королевскому химическому обществу.В 1860-х годах Менделеев был популярным лектором в университете в Санкт-Петербурге, Россия. Поскольку в то время на русском языке не существовало современных учебников органической химии, Менделеев решил написать их и одновременно заняться проблемой неупорядоченных элементов.
Расставить элементы в каком-либо порядке было бы довольно сложно. В то время было известно менее половины элементов, и по некоторым из них были даны неверные данные. Это было похоже на работу над действительно сложной головоломкой, состоящей только из половины частей, а некоторые из них деформированы.
Менделеев, в конце концов, написал окончательный учебник химии своего времени, названный «Основы химии» (два тома, 1868–1870), согласно Ханской академии. Работая над этим, он натолкнулся на важное открытие, которое внесет большой вклад в разработку действующей таблицы Менделеева. Написав свойства элементов на карточках, он начал упорядочивать их, увеличивая атомный вес, согласно Королевскому химическому обществу. Именно тогда он заметил, что регулярно появляются определенные типы элементов.После интенсивной работы над этой «головоломкой» в течение трех дней Менделеев сказал, что ему приснился сон, в котором все элементы встали на свои места, как и требовалось. Проснувшись, он сразу же записал их на листе бумаги — исправление показалось ему необходимым только в одном месте, как он позже сказал.
Менделеев расположил элементы по атомному весу и валентности. Он не только оставил место для элементов, которые еще не были обнаружены, но и предсказал свойства пяти из этих элементов и их соединений.В 1869 году он представил результаты Российскому химическому обществу. Его новая периодическая система была опубликована в немецком химическом журнале Zeitschrift fϋr Chemie (Журнал химии).
Чтение таблицы
Периодическая таблица содержит огромное количество важной информации:
Атомный номер: Число протонов в атоме называется атомным номером этого элемента. Количество протонов определяет, что это за элемент, а также определяет химическое поведение элемента.Например, атомы углерода имеют шесть протонов, атомы водорода — один, а атомы кислорода — восемь.
Атомный символ : Атомарный символ (или символ элемента) — это сокращение, выбранное для обозначения элемента («C» для углерода, «H» для водорода и «O» для кислорода и т. Д.). Эти символы используются во всем мире и иногда бывают неожиданными. Например, символ вольфрама — «W», потому что другое название этого элемента — вольфрам. Кроме того, атомный символ золота — «Au», потому что слово «золото» на латыни — aurum .
Атомный вес : Стандартный атомный вес элемента — это средняя масса элемента в атомных единицах массы (а.е.м.). Отдельные атомы всегда имеют целое число атомных единиц массы; однако атомная масса в периодической таблице указана как десятичное число, потому что это среднее значение различных изотопов элемента. Среднее количество нейтронов для элемента можно найти, вычитая количество протонов (атомный номер) из атомной массы.
Атомный вес для элементов 93-118: Для природных элементов атомный вес рассчитывается путем усреднения весов естественного содержания изотопов этого элемента.Однако для созданных в лаборатории трансурановых элементов — элементов с атомным номером выше 92 — нет «естественного» содержания. Условие состоит в том, чтобы указать атомный вес самого долгоживущего изотопа в периодической таблице. Эти атомные веса следует рассматривать как предварительные, поскольку в будущем может быть получен новый изотоп с более длительным периодом полураспада.
В эту категорию входят сверхтяжелые элементы или элементы с атомными номерами выше 104. Чем крупнее ядро атома, которое увеличивается с увеличением количества протонов внутри, тем более нестабильным является этот элемент в целом.Таким образом, по данным Международного союза чистой и прикладной химии (IUPAC), эти негабаритные элементы мимолетны, длятся всего несколько миллисекунд, прежде чем распасться на более легкие элементы. Например, сверхтяжелые элементы 113, 115, 117 и 118 были проверены IUPAC в декабре 2015 года, заполнив седьмую строку или точку в таблице. Несколько разных лабораторий производили сверхтяжелые элементы. Атомные номера, временные названия и официальные названия:
Классическая Периодическая таблица упорядочивает химические элементы в соответствии с количеством протонов, которые каждый имеет в своем атомном ядре.(Изображение предоставлено Карлом Тейтом, соавтором Livescience.com)Дополнительный отчет от Трейси Педерсен, соавтора Live Science
Когда мы дойдем до конца таблицы Менделеева? | Наука
Учителям химии недавно пришлось обновить декор своих классных комнат, объявив, что ученые подтвердили открытие четырех новых элементов в периодической таблице Менделеева. Пока безымянные элементы 113, 115, 117 и 118 заполнили оставшиеся пробелы в нижней части знаменитой диаграммы — дорожной карты строительных блоков материи, которая успешно использовалась химиками на протяжении почти полутора веков.
Официальное подтверждение, предоставленное Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC), готовилось годами, поскольку эти сверхтяжелые элементы очень нестабильны и их трудно создать. Но у ученых были веские основания полагать, что они существуют, отчасти потому, что периодическая таблица Менделеева до сих пор была на удивление последовательной. Попытки вызвать в воображении элементы 119 и 120, которые начнут новый ряд, уже ведутся.
Но сколько именно элементов осталось, остается одной из самых стойких загадок химии, особенно с учетом того, что наше современное понимание физики выявило аномалии даже у опытных игроков.
«В таблице Менделеева начинают появляться трещины, — говорит Уолтер Ловленд, химик из Университета штата Орегон.
В современной версии периодической таблицы элементы упорядочены по строкам на основе атомного номера — числа протонов в ядре атома — и по столбцам, основанным на орбитах их самых удаленных электронов, которые, в свою очередь, обычно определяют их личности.Мягкие металлы, которые имеют тенденцию сильно реагировать с другими, такими как литий и калий, живут в одном столбце. Неметаллические химически активные элементы, такие как фтор и йод, обитают в другом.
Французский геолог Александр-Эмиль Бегуйе де Шанкуртуа был первым человеком, который осознал, что элементы могут группироваться в повторяющиеся структуры. Он представил элементы, известные в 1862 году, в порядке их веса в виде спирали, обернутой вокруг цилиндра ( см. Иллюстрацию ниже ). Элементы, расположенные вертикально друг за другом на этом цилиндре, имели схожие характеристики.
Но это была организационная схема, созданная Дмитрием Менделеевым, вспыльчивым русским, который утверждал, что видел группировки элементов во сне, и выдержала испытание временем. Его таблица Менделеева 1871 года была несовершенной; он предсказал, например, восемь несуществующих элементов. Однако он также правильно предсказал галлий (теперь используемый в лазерах), германий (теперь используемый в транзисторах) и другие все более тяжелые элементы.
Периодическая таблица Менделеева легко приняла новый столбец для благородных газов, таких как гелий, которые не удавалось обнаружить до конца XIX века из-за их склонности не реагировать с другими элементами.
Современная таблица Менделеева более или менее соответствует квантовой физике, введенной в 20 веке для объяснения поведения субатомных частиц, таких как протоны и электроны. Кроме того, группировки в основном удерживались, поскольку были подтверждены более тяжелые элементы. Бориум, название, данное элементу 107 после его открытия в 1981 году, настолько хорошо сочетается с другими так называемыми переходными металлами, которые его окружают, что один из открывших его исследователей заявил, что «борий — это скучно».”
Но впереди могут быть интересные времена.
Один открытый вопрос касается лантана и актиния, которые имеют меньше общего с другими членами соответствующих групп, чем лютеций и лоуренсий. IUPAC недавно назначил целевую группу для изучения этого вопроса. Даже гелий, элемент 2, не прост — существует альтернативная версия периодической таблицы, в которой гелий помещается с бериллием и магнием вместо его соседей из благородных газов, основываясь на расположении всех его электронов, а не только самых удаленных.
«Проблемы в начале, середине и конце периодической таблицы», — говорит Эрик Скерри, историк химического факультета Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Специальная теория относительности Эйнштейна, опубликованная спустя десятилетия после таблицы Менделеева, также внесла в систему некоторые пробелы. Относительность гласит, что масса частицы увеличивается с увеличением ее скорости. Это может привести к тому, что отрицательно заряженные электроны, вращающиеся вокруг положительно заряженного ядра атома, будут вести себя странно, влияя на свойства элемента.
Рассмотрим золото: ядро заполнено 79 положительными протонами, поэтому, чтобы не упасть внутрь, электроны золота должны вращаться со скоростью, превышающей половину скорости света. Это делает их более массивными и втягивает их на более узкую орбиту с меньшей энергией. В этой конфигурации электроны поглощают синий свет, а не отражают его, придавая обручальным кольцам их характерный блеск.
Известный физик, играющий в бонго, Ричард Фейнман, как говорят, использовал теорию относительности, чтобы предсказать конец периодической таблицы на 137-м элементе.Для Фейнмана 137 было «магическим числом» — оно появилось без всякой очевидной причины в других областях физики. Его расчеты показали, что электроны в элементах, превышающих 137, должны будут двигаться быстрее скорости света и, таким образом, нарушить правила относительности, чтобы избежать столкновения с ядром.
Более поздние расчеты с тех пор отменили этот предел. Фейнман рассматривал ядро как единую точку. Позвольте ему стать шаром частиц, и элементы могут продолжаться примерно до 173.Тогда ад вырвется наружу. Атомы за пределами этого предела могут существовать, но только как странные существа, способные вызывать электроны из пустого пространства.
Относительность — не единственная проблема. Положительно заряженные протоны отталкиваются друг от друга, поэтому чем больше вы упаковываете в ядро, тем менее стабильным оно становится. Уран с атомным номером 92 — последний элемент, достаточно стабильный, чтобы встречаться на Земле в естественных условиях. У каждого элемента за его пределами есть ядро, которое быстро распадается, и их период полураспада — время, необходимое для распада половины материала — может составлять минуты, секунды или даже доли секунды.
Более тяжелые, нестабильные элементы могут существовать где-нибудь во Вселенной, например, внутри плотных нейтронных звезд, но ученые могут изучать их здесь, только разбивая более легкие атомы, чтобы получить более тяжелые, а затем просеивая цепочку распада.
«Мы действительно не знаем, какой элемент самый тяжелый из возможных», — говорит физик-ядерщик Витольд Назаревич из Университета штата Мичиган.
Теория предсказывает, что наступит момент, когда наши лабораторные ядра не доживут до настоящего атома.Радиоактивное ядро, которое распадается менее чем за десять триллионных долей секунды, не успеет собрать вокруг себя электроны и создать новый элемент.
Тем не менее, многие ученые ожидают, что дальше по дороге будут существовать острова стабильности, где сверхтяжелые элементы имеют относительно долгоживущие ядра. Загрузка некоторых сверхтяжелых атомов большим количеством дополнительных нейтронов может обеспечить стабильность, предотвращая деформацию ядер, богатых протонами. Например, ожидается, что элемент 114 будет иметь магически стабильное количество нейтронов, равное 184.Также предполагается, что элементы 120 и 126 могут быть более долговечными.
Но некоторые претензии на сверхтяжелую стабильность уже разошлись. В конце 1960-х годов химик Эдвард Андерс предположил, что ксенон в метеорите, упавшем на мексиканскую почву, возник в результате распада загадочного элемента между 112 и 119, который был бы достаточно стабильным, чтобы возникать в природе. Потратив годы на сужение области поиска, он в конце концов отказался от своей гипотезы в 1980-х годах.
Предсказать потенциальную стабильность тяжелых элементов непросто.Расчеты, требующие огромных вычислительных мощностей, не проводились для многих известных игроков. И даже когда они это сделают, это совершенно новая территория для ядерной физики, где даже небольшие изменения входных данных могут иметь глубокое влияние на ожидаемые результаты.
Одно можно сказать наверняка: создавать каждый новый элемент будет труднее не только потому, что атомы с более коротким периодом жизни труднее обнаружить, но и потому, что для создания сверхтяжелых частиц могут потребоваться пучки атомов, которые сами по себе радиоактивны.Независимо от того, есть ли конец периодической таблицы Менделеева, возможно, наступит конец нашей способности создавать новые.
«Я думаю, что мы очень далеки от конца таблицы Менделеева», — говорит Скерри. «Ограничивающим фактором сейчас, кажется, является человеческая изобретательность».
Примечание редактора: Принадлежность Витольда Назаревича исправлена.
Рекомендуемый список для чтения периодической таблицы
Повесть о семи стихиях
КупитьАвторитетный отчет о ранней истории периодической таблицы Менделеева можно найти в книге Эрика Скерри «Повесть о семи элементах» , в которой подробно рассматриваются споры, связанные с открытием семи элементов.
Периодическая таблица
КупитьЧитателям, интересующимся Холокостом, следует взять в руки копию трогательных мемуаров Примо Леви « Периодическая таблица». Кроме того, для получения убедительной автобиографии, которая использует таблицу Менделеева для определения жизни одного из самых любимых неврологов в мире, см. Статью Оливера Сакса New York Times «Моя таблица Менделеева ».
Исчезающая ложка: и другие правдивые сказки о безумии, любви и истории мира из Периодической таблицы элементов
КупитьСэм Кин увлекает своих читателей в живую и хаотичную игру по стихиям в «Исчезающая ложка».
Утраченные элементы: теневая сторона Периодической таблицы
КупитьЭнтузиасты науки, заинтересованные в инсайдерском бейсболе, скрывающемся за элементами, которые никогда не попадали в периодическую таблицу Менделеева, могут проверить хорошо изученную книгу The Lost Elements Марко Фонтани, Мариаграции Коста и Мэри Вирджиния Орна.
Список элементов Периодической таблицы
Щелкните заголовок столбца, например «Имя», чтобы отсортировать таблицу по этому элементу.
СМ. сноски внизу таблицы.
| № | * | Atomic вес | Имя | Sym. | М.П. (° С) | Б. (° С) | Плотность * (г / см 3 ) | Земля кора (%) * | Discovery (год) | Группа * | Электронная конфигурация | Ионизация энергия (эВ) | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1.008 | Водород | H | -259 | -253 | 0,09 | 0,14 | 1776 | 1 | 1s 1 | 13,6014 | He | -272 | -269 | 0,18 | 1895 | 18 | 1s 2 | 24,59 | |||||||||||||||||
| 3 | 9019 9019 9019 9018 Литий 9018 | 0.53 | 1817 | 1 | [He] 2s 1 | 5,39 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | 9,012 | Бериллий | Be | 18 | 9018 9018 | 9018 9018 9018 2 | [He] 2s 2 | 9,32 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | 10,811 | Бор | B | 2,300 | 2,550 | 2,34 | 182 2 2п 1 | 8.30 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 6 | 12,011 | Углерод | C | 3,500 | 4,827 | 2,26 | 0,09 | древний | 14 | 2 He] 2 | ||||||||||||||||||||||||||
| 7 | 14.007 | Азот | N | -210 | -196 | 1,25 | 1772 | 15 | 9018 2 902 903| 902 903 | 901 | | |||||||||||||||||||||||||
| 8 | 15,999 | Кислород | O | -218 | -183 | 1,43 | 46,71 | 1774 | 16 | 2190 90s18916 | 2190 2190 2190 2190 219013,62 | |||||||||||||||||||||||||
| 9 | 18,998 | Фтор | F | -220 | -188 | 1,70 | 0,03 | 1886 | 2 | 17.42 | ||||||||||||||||||||||||||
| 10 | 20,180 | Неон | Ne | -249 | -246 | 0,90 | 1898 | 18 | 906 90 6 901 901 901 | 901 906 901 901 901 | ||||||||||||||||||||||||||
| 11 | 22,990 | Натрий | Na | 98 | 883 | 0,97 | 2,75 | 1807 | 1 | 314 | ||||||||||||||||||||||||||
| 12 | 24,305 | Магний | Mg | 639 | 1,090 | 1,74 | 2,08 | 1755 | 2] 37019 | 2 | 2 9019Ne 13 | 26.982 | Алюминий | Al | 660 | 2,467 | 2,70 | 8.07 | 1825 | 13 | [Ne] 3s 2 | 2 | 99 | |||||||||||||
| 14 | 28,086 | Кремний | Si | 1,410 | 2,355 | 2,33 | 27,69 | 1824 | 14 | 1824 | 14 | 3702Neo 370 9 | 370 3 | |||||||||||||||||||||||
| 15 | 30,974 | Фосфор | P | 44 | 280 | 1,82 | 0,13 | 1669 | 15 | 3 Ne.49 | ||||||||||||||||||||||||||
| 16 | 32,065 | Сера | S | 113 | 445 | 2,07 | 0,05 | древний | 16 | 3 Ne] 3 | ||||||||||||||||||||||||||
| 17 | 35,453 | Хлор | Cl | -101 | -35 | 3,21 | 0,05 | 1774 | 17 | 17 | 370 3 12.97||||||||||||||||||||||||||
| 18 | 39,948 | Аргон | Ar | -189 | -186 | 1,78 | 1894 | 18 | 907 907 907 3s | |||||||||||||||||||||||||||
| 19 | 39.098 | Калий | K | 64 | 774 | 0,86 | 2,58 | 1807 | 1 | 901 | 4s34 | |||||||||||||||||||||||||
| 20 | 40.078 | Кальций | Ca | 839 | 1,484 | 1,55 | 3,65 | 1808 | 2 9014 | 2 | 29018 21 | 44,956 | Скандий | Sc | 1,539 | 2,832 | 2,99 | 1879 | 3 | [Ar] 3d 1 4s 2 4s 2 4s 2 | 56||||||||||||||||
| 22 | 47.867 | Титан | Ti | 1,660 | 3,287 | 4,54 | 0,62 | 1791 | 4 | 6 | ||||||||||||||||||||||||||
| 23 | 50.942 | Ванадий | V | 1,890 | 3,380 | 6,11 | 1830 | 5 | [Ar] 270 470 3 | [Ar] 3д.75 | ||||||||||||||||||||||||||
| 24 | 51,996 | Хром | Cr | 1,857 | 2,672 | 7,19 | 0,04 | 1797 | 6 | 6 | 6 | |||||||||||||||||||||||||
| 25 | 54,938 | Марганец | Mn | 1,245 | 1,962 | 7,43 | 0,09 | 1774 | 7 | 7 | 7 | 43 | ||||||||||||||||||||||||
| 26 | 55,845 | Железо | Fe | 1,535 | 2,750 | 7,87 | 5,05 | древний | 8 | Ar 6 | ||||||||||||||||||||||||||
| 27 | 58,933 | Кобальт | Co | 1,495 | 2,870 | 8,90 | 1735 | 9 | 719 901 | 7 3д88 | | ||||||||||||||||||||||||||
| 28 | 58,693 | Никель | Ni | 1,453 | 2,732 | 8,90 | 0,02 | 1751 | 10 | 10 | ||||||||||||||||||||||||||
| 29 | 63,546 | Медь | Cu | 1,083 | 2,567 | 8,96 | древний | 11 | [Ar] 170 4s70 773 | |||||||||||||||||||||||||||
| 30 | 65,390 | Цинк | Zn | 420 | 907 | 7,13 | древний | 12 | [Ar] 3d70 4709 | |||||||||||||||||||||||||||
| 31 | 69,723 | Галлий | Ga | 30 | 2,403 | 5,91 | 1875 | 13 | [Ar] 3d 10 909 9018 909 4s00 | |||||||||||||||||||||||||||
| 32 | 72.640 | Германий | Ge | 937 | 2,830 | 5,32 | 1886 | 14 | 10 901 901 902 904 | 7.90 | | ||||||||||||||||||||||||||
| 33 | 74.922 | Мышьяк | As | 81 | 613 | 5.72 | древний | 15 | 901 901 901 901 | 901 901 901 | 9.79 | |||||||||||||||||||||||||
| 34 | 78.960 | Селен | Se | 217 | 685 | 4,79 | 1817 | 16 | 10 901 901 9016 4 3d70 4 9016 9 4| 9,75 | | ||||||||||||||||||||||||||
| 35 | 79,904 | Бром | Br | -7 | 59 | 3,12 | 1826 | 17 | 470 4 Ar | 11.81 | ||||||||||||||||||||||||||
| 36 | 83.800 | Криптон | Kr | -157 | -153 | 3,75 | 1898 | 18 | 10 4 909 2 | 10 909 2 | 14,00 | |||||||||||||||||||||||||
| 37 | 85,468 | Рубидий | Rb | 39 | 688 | 1,63 | 1861 | 1 9019 1 9019 1 | 8 | |||||||||||||||||||||||||||
| 38 | 87,620 | Стронций | Sr | 769 | 1,384 | 2,54 | 1790 | 2 | 9019 9018 9019 9018 | 5s | 88.906 | Иттрий | Y | 1523 | 3,337 | 4,47 | 1794 | 3 | [Kr] 4d 1 5s 2| 622 | | ||||||||||||||||
| 40 | 91,224 | Цирконий | Zr | 1,852 | 4,377 | 6,51 | 0,03 | 1789 | 4 902 90 4 | 4 | ||||||||||||||||||||||||||
| 41 | 92.906 | Ниобий | Nb | 2,468 | 4,927 | 8,57 | 1801 | 5 | 9016 5 9016 9 | 6 | | ||||||||||||||||||||||||||
| 42 | 95.940 | Молибден | Mo | 2,617 | 4,612 | 10,22 | 1781 | 6 | 9019 | 9019 | ||||||||||||||||||||||||||
| 43 | * | 98,000 | Технеций | Tc | 2,200 | 4,877 | 11,50 | 1937 | 7 | [Kr] 9019 2d 7 | [Kr] 4d 728 | |||||||||||||||||||||||||
| 44 | 101.070 | Рутений | Ru | 2,250 | 3,900 | 12,37 | 1844 | 8 | 8 | |||||||||||||||||||||||||||
| 45 | 102,906 | Родий | Rh | 1,966 | 3,727 | 12,41 | 1803 | 9 | [кр.46 | |||||||||||||||||||||||||||
| 46 | 106.420 | Палладий | Pd | 1,552 | 2,927 | 12,02 | 1803 | 10 | 9018 | 9018 | 9018 901 | 9019 9018 9 | 4 | 107,868 | Серебро | Ag | 962 | 2,212 | 10,50 | древний | 11 | [Kr] 4d 10 5s 1 7 | 58 | |||||||||||||
| 48 | 112,411 | Кадмий | Cd | 321 | 765 | 8,65 | 1817 | 12 | 9018 9018 9 9019 9018 9 9019 9019 9019 | 9019 | 9019 9019 9019 9019 9019 | 9019 9019 | ||||||||||||||||||||||||
| 49 | 114.818 | Индий | In | 157 | 2,000 | 7,31 | 1863 | 13 | [Kr] 4d 1016 | [Kr] 4d 1016 5s79 | ||||||||||||||||||||||||||
| 50 | 118.710 | Олово | Sn | 232 | 2,270 | 7,31 | древний | 14 | [Kr] 4d70 2| 7,34 | | ||||||||||||||||||||||||||
| 51 | 121,760 | Сурьма | Sb | 630 | 1,750 | 6,68 | древний | 15 | 470 901 9019016 901 901 902 | 8.61 | ||||||||||||||||||||||||||
| 52 | 127.600 | Теллур | Te | 449 | 990 | 6,24 | 1783 | 16 | 901 902 901 901 901 901 901 4d| 9,01 | | ||||||||||||||||||||||||||
| 53 | 126,905 | Йод | I | 114 | 184 | 4,93 | 1811 | 17 | 901 9016 9 901 901 901 901 5 | 10.45 | ||||||||||||||||||||||||||
| 54 | 131,293 | Ксенон | Xe | -112 | -108 | 5,90 | 1898 | 18 | 6 9 901 909 901 901 901 901 901 901 904 10 | 12,13 | ||||||||||||||||||||||||||
| 55 | 132,906 | Цезий | Cs | 29 | 678 | 1,87 | 1860 | 1 | ]89||||||||||||||||||||||||||||
| 56 | 137,327 | Барий | Ba | 725 | 1,140 | 3,59 | 0,05 | 1808 | 2 | 57 | 138.906 | Лантан | La | 920 | 3469 | 6,15 | 1839 | 3 | [Xe] 5d 1 | 58 | ||||||||||||||||
| 58 | 140.116 | Церий | Ce | 795 | 3,257 | 6,77 | 1803 | 101 | 9016 5709 901 9016 901 901 901 901 901 901 901 9016 901 901 | 5,54 | ||||||||||||||||||||||||||
| 59 | 140,908 | Празеодим | Pr | 935 | 3,127 | 6,77 | 1885 | 10116 | 9016 X190 | 47 | ||||||||||||||||||||||||||
| 60 | 144.240 | Неодим | Nd | 1,010 | 3,127 | 7,01 | 1885 | 101 | 9018 4se 9 901 | |||||||||||||||||||||||||||
| 61 | * | 145.000 | Прометий | Pm | 1,100 | 3,000 | 7,30 | 1945 | 101 | [Xe16 | 290 670 [Xe16290 670 ]58||||||||||||||||||||||||||
| 62 | 150.360 | Самарий | Sm | 1,072 | 1,900 | 7,52 | 1879 | 101 | 6190 | 6190 | 6190 | 5,619 | 5,619 | 5,619 4 | ||||||||||||||||||||||
| 63 | 151,964 | Европий | Eu | 822 | 1,597 | 5,24 | 1901 | 101 | [Xe] 4f | | [Xe] 4f | | |||||||||||||||||||||||||
| 64 | 157,250 | Гадолиний | Gd | 1,311 | 3,233 | 7,90 | 1880 | 101 | 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 | 6,15 | ||||||||||||||||||||||||||
| 65 | 158,925 | Тербий | Tb | 1,360 | 3,041 | 8,23 | 1843 | 10116 | 86 | |||||||||||||||||||||||||||
| 66 | 162,500 | Диспрозий | Dy | 1,412 | 2,562 | 8,55 | 1886 | 101 | 9018 9 9019 | 9019 | 9018 | |||||||||||||||||||||||||
| 67 | 164.930 | Гольмий | Ho | 1,470 | 2,720 | 8,80 | 1867 | 101 | [Xe] 4f 901 | |||||||||||||||||||||||||||
| 68 | 167,259 | Эрбий | Er | 1,522 | 2,510 | 9,07 | 1842 | 101 | 9018 12 [Xe] 490 | |||||||||||||||||||||||||||
| 69 | 168.934 | Тулий | Tm | 1,545 | 1,727 | 9,32 | 1879 | 101 | [Xe] 4f70 | 18 | ||||||||||||||||||||||||||
| 70 | 173.040 | Иттербий | Yb | 824 | 1,466 | 6.90 | 1878 | 101 | 1878 | 101 | 9018 | 6,2 | ||||||||||||||||||||||||
| 71 | 174,967 | Лютеций | Lu | 1,656 | 3,315 | 9,84 | 1907 | 101 | [Xe] 901 | [Xe] 4f 16 901 901 901 901 901 901 901 901 | | ||||||||||||||||||||||||||
| 72 | 178,490 | Гафний | Hf | 2,150 | 5,400 | 13,31 | 1923 | 4 | 1470 99016 2 | 9016 2 901 902 | 6,83 | |||||||||||||||||||||||||
| 73 | 180,948 | Тантал | Ta | 2,996 | 5,425 | 16,65 | 1802 | 2 | 7.55 | |||||||||||||||||||||||||||
| 74 | 183,840 | Вольфрам | W | 3,410 | 5,660 | 19,35 | 1783 | 6 | 1470 470 96 | 470 4707,86 | ||||||||||||||||||||||||||
| 75 | 186.207 | Рений | Re | 3,180 | 5,627 | 21,04 | 1925 | 7 | 7 | 901 901 | 7.83 | |||||||||||||||||||||||||
| 76 | 190,230 | Осмий | Осмий | 3,045 | 5,027 | 22.60 | 1803 | 8 | 9016 570 9 9016 901 901 901 901 901 901 901 | 8,44 | ||||||||||||||||||||||||||
| 77 | 192,217 | Иридий | Ir | 2,410 | 4,527 | 22,40 | 1803 | 9 | 1470 9 901 9019 | 9 | 4708.97 | |||||||||||||||||||||||||
| 78 | 195.078 | Платина | Pt | 1,772 | 3,827 | 21,45 | 1735 | 10 | 1470 9 | 470 9 019 0 | 8,96 | |||||||||||||||||||||||||
| 79 | 196,967 | Золото | Au | 1,064 | 2,807 | 19,32 | древний | 11 | 14901901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 | 9.23 | ||||||||||||||||||||||||||
| 80 | 200,590 | Меркурий | Hg | -39 | 357 | 13,55 | древний | 12 | [Xe 14701 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 902 | 10,44 | ||||||||||||||||||||||||||
| 81 | 204,383 | Таллий | Tl | 303 | 1,457 | 11,85 | 1861 | 1861 | 9016 6п 1 | 6.11 | ||||||||||||||||||||||||||
| 82 | 207.200 | Свинец | Pb | 327 | 1,740 | 11,35 | древний | 14 | [Xe 1470 9 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 2 | 7,42 | ||||||||||||||||||||||||||
| 83 | 208,980 | Висмут | Bi | 271 | 1,560 | 9,75 | 10 | 6с 2 6п 37.29 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 84 | * | 209,000 | Полоний | Po | 254 | 962 | 9.30 | 1898 | 16 | 14909016 470 9 | 16 9016 470 9 902 6p 4 | 8,42 | ||||||||||||||||||||||||
| 85 | * | 210,000 | Астатин | At | 302 | 337 | 0,00 | 0,00 | 19405d 10 6s 2 6p 5 | 9.30 | ||||||||||||||||||||||||||
| 86 | * | 222,000 | Радон | Rn | -71 | -62 | 9,73 | 1900 | 18 | 1470 470s9016d | 2 6p 6 | 10,75 | ||||||||||||||||||||||||
| 87 | * | 223,000 | Франций | Fr | 27 | 677 | 0,00 | 91 | 4.07 | |||||||||||||||||||||||||||
| 88 | * | 226,000 | Радий | Ra | 700 | 1,737 | 5,50 | 1898 | 2 | 89 | * | 227,000 | Актиний | Ac | 1050 | 3,200 | 10.07 | 1899 | 3 | [Rn] 6d 7s17 | ||||||||||||||||
| 90 | 232.038 | Торий | Th | 1,750 | 4,790 | 11,72 | 1829 | 102 | 6,39 | 6,39 | 6,3 9 | |||||||||||||||||||||||||
| 91 | 231.036 | Протактиний | Па | 1,568 | 0 | 15.40 | 1913 | 102 | [Rn16 2 901 901 289 | |||||||||||||||||||||||||||
| 92 | 238,029 | Уран | U | 1,132 | 3,818 | 18,95 | 1789 | 102 | 9016 5709 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 9016,19 | |||||||||||||||||||||||||||
| 93 | * | 237,000 | Нептуний | Np | 640 | 3,902 | 20.20 | 1940 | 102 | 1940 | 102 | 26.27 | ||||||||||||||||||||||||
| 94 | * | 244,000 | Плутоний | Pu | 640 | 3,235 | 19,84 | 1940 | 102 | 61906190 | 2 | |||||||||||||||||||||||||
| 95 | * | 243,000 | Америций | Am | 994 | 2,607 | 13,67 | 1944 | 102 | |||||||||||||||||||||||||||
| 96 | * | 247,000 | Кюрий | Cm | 1,340 | 0 | 13,50 | 1944 | 102 | Berkelium | Bk | 986 | 0 | 14,78 | 1949 | 102 | 6.20 | |||||||||||||||||||
| 98 | * | 251.000 | Калифорний | Cf | 900 | 0 | 15,10 | 1950 | 102 | 6,28 | ||||||||||||||||||||||||||
| 99 | * | 9019 0190 9019 0190 9019 9019 9019 9019 9019 019 00,00 | 1952 | 102 | 6,42 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 100 | * | 257,000 | Фермий | Fm | 1,527 | 000 | 1952 | 102 | 6,50 | |||||||||||||||||||||||||||
| 101 | * | 258,000 | Менделевий | Md | 0 | 0,00 | 0 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 102 | * | 259,000 | Nobelium | № | 827 | 0 | 0,00 | 1958 | 102 | 6.65 | ||||||||||||||||||||||||||
| 103 | * | 262,000 | Лоуренсий | Lr | 1,627 | 0 | 0,00 | 1961 | 102 | 111111901Резерфордий | Rf | 0 | 0 | 0,00 | 1964 | 4 | 0,00 | |||||||||||||||||||
| 105 | * | 262.000 | Дубний | Db | 0 | 0 | 0,00 | 1967 | 5 | 0,00 | ||||||||||||||||||||||||||
| 106 | * | 0,00 | 1974 | 6 | 0,00 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 107 | * | 264,000 | Bohrium | Bh | 0 | 0 | .001981 | 7 | 0,00 | |||||||||||||||||||||||||||
| 108 | * | 277,000 | Калий | Hs | 0 | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 109 | * | 268,000 | Meitnerium | Mt | 0 | 0 | 0,00 | 1982 | 9 | 0.00 | ||||||||||||||||||||||||||
| № | Atomic вес | Имя | Sym. | М.П. (° С) | Б. (° С) | Плотность * (г / см 3 ) | Земная кора (%) * | Discovery (год) | Группа * | Электронная конфигурация | Ионизация энергия (эВ) |
Сноски:
- Плотность элементов с температурой кипения ниже 0 ° C дана в г / л.В отсортированном списке эти элементы отображаются перед другими элементами с температурой кипения> 0 ° C.
- Средние значения состава земной коры взяты из отчета Ф. В. Кларка и Х. С. Вашингтона, 1924 г. Элементный состав горных пород земной коры различается в зависимости от местонахождения (см. Статью).
- Группа : В периодической таблице всего 18 групп, которые составляют ее столбцы. Лантаноиды и актиноиды пронумерованы как 101 и 102, чтобы разделить их при сортировке по группам.
- Элементы, отмеченные звездочкой (во 2-м столбце), не содержат стабильных нуклидов. Для этих элементов значение веса представляет собой массовое число наиболее долгоживущего изотопа элемента.
Сокращения и определения:
№ — атомный номер; М.П. — температура плавления; Б.П. — точка кипения
Атомный номер: Число протонов в атоме. Каждый элемент однозначно определяется своим атомным номером.
Атомная масса: Масса атома в первую очередь определяется количеством протонов и нейтронов в его ядре.Атомная масса измеряется в единицах атомной массы (а.е.м.), которые масштабируются относительно углерода, 12 C, что считается стандартным элементом с атомной массой 12. Этот изотоп углерода имеет 6 протонов и 6 нейтронов. Таким образом, каждый протон и нейтрон имеют массу около 1 а.е.м.
Изотоп: Атомы одного и того же элемента с тем же атомным номером, но с другим числом нейтронов. Изотоп элемента определяется суммой количества протонов и нейтронов в его ядре.Элементы имеют более одного изотопа с различным количеством нейтронов. Например, два общих изотопа углерода, 12 C и 13 C, имеют 6 и 7 нейтронов соответственно. Содержание каждого изотопа зависит от источника материалов. Относительное содержание изотопов в природе см. В справочнике по атомным весам и изотопным составам.
Атомный вес: Значения атомного веса представляют средневзвешенных масс всех встречающихся в природе изотопов элемента.Показанные здесь значения основаны на определениях Комиссии ИЮПАК (Pure Appl. Chem. 73: 667-683, 2001). Элементы, отмеченные звездочкой, не содержат стабильных нуклидов. Для этих элементов значение веса представляет собой массовое число наиболее долгоживущего изотопа элемента.
Электронная конфигурация: См. Следующую страницу для объяснения электронной конфигурации атомов.
Энергия ионизации (IE): Энергия, необходимая для удаления наиболее удаленного электрона от атома или положительного иона на его основном уровне.В таблице перечислены только первые IE в единицах эВ. Чтобы преобразовать в кДж / моль, умножьте на 96,4869. Ссылка: Справочная таблица NIST по основным состояниям и энергиям ионизации нейтральных атомов. IE уменьшается при движении вниз по столбцу периодической таблицы и увеличивается слева направо подряд. Таким образом, щелочные металлы имеют самый низкий IE за период, а редкие газы — самый высокий.
Другие ресурсы, связанные с Периодической таблицей
Цитата для страницы
Израильский справочник химии.(2021, 24 июля). «Сортируемый список элементов Периодической таблицы». Получено с https://www.science.co.il/elements/
.Периодическая таблица | Безграничная химия
Периодическая таблица
Таблица Менделеева показывает все элементы и их физические свойства; он устроен на основе атомных номеров и электронных конфигураций.
Цели обучения
Определите общие периодические тенденции, которые можно вывести из периодической таблицы элементов
Основные выводы
Ключевые моменты
- В периодической таблице перечислены все элементы с информацией об их атомном весе, химических символах и атомных номерах.
- Расположение таблицы Менделеева позволяет нам визуализировать определенные тенденции среди атомов.
- Вертикальные столбцы (группы) таблицы Менделеева расположены так, что все ее элементы имеют одинаковое количество валентных электронов. Таким образом, все элементы в определенной группе обладают схожими свойствами.
Ключевые термины
- атомный номер : число, равное количеству протонов в атоме, которое определяет его химические свойства. Символ: Z .
- группа : вертикальный столбец в периодической таблице, который обозначает количество электронов валентной оболочки в атоме элемента.
- период : горизонтальная строка в периодической таблице, которая обозначает общее количество электронных оболочек в атоме элемента.
Символы элементов
Периодическая таблица представляет собой сетку 18 X 7, расположенную над меньшим двойным рядом элементов. В периодической таблице перечислены только химические элементы, включая каждый изотоп каждого элемента в одной ячейке. В типичной периодической таблице каждый элемент указан по его символу элемента и атомному номеру.Например, «H» обозначает водород, «Li» обозначает литий и так далее. Большинство элементов представлены первой или двумя первыми буквами своего английского названия, но есть некоторые исключения. Два заметных исключения включают серебро и ртуть. Символ серебра — «Ag» от латинского « argentum», «», что означает «серый» или «сияющий». Символ ртути — «Hg» от латинизированного греческого слова hydrargyrum, , что означает «вода-серебро». Многие периодические таблицы включают также полное название элемента и цветовую кодировку элементов в зависимости от их фазы при комнатной температуре (твердое, жидкое или газообразное).
Периодическая таблица : Таблица Менделеева представляет собой табличное отображение всех химических элементов. Атомы сгруппированы в порядке возрастания атомного номера.
рядов и периодов
Символ элемента почти всегда сопровождается другой информацией, такой как атомный номер и атомный вес. Атомный номер описывает количество протонов в одном атоме этого элемента. Например, атом кислорода содержит 8 протонов. Элементы перечислены в порядке возрастания атомного номера слева направо.Каждая строка периодической таблицы называется периодом, а каждый столбец периодической таблицы называется группой (или семьей). У некоторых групп есть особые названия, такие как галогены или благородные газы. Элементы, относящиеся к одному периоду или группе, имеют схожие свойства.
Определение химических свойств по Периодической таблице
Химические свойства каждого элемента определяются его электронной конфигурацией и, в частности, его внешними валентными электронами. Расположение элемента в периодической таблице в значительной степени зависит от его электронов; количество электронов валентной оболочки определяет его группу, а тип орбитали, на которой находятся валентные электроны, определяет блок элемента.Кроме того, общее количество электронных оболочек атома определяет, какому периоду он принадлежит. Из-за своей структуры периодическая таблица стала чрезвычайно полезным инструментом для оценки и предсказания тенденций изменения содержания элементов и химии.
Химия 3.1 Введение в Периодическую таблицу — YouTube : Введение в таблицу Менделеева, которая определяет металлы, неметаллы и металлоиды по местоположению и сравнивает и сравнивает физические свойства металлов и неметаллов.
Молекулы
Молекулы — это электрически нейтральные соединения, состоящие из нескольких атомов, связанных друг с другом химическими связями.
Цели обучения
Распознавать общие свойства молекул
Основные выводы
Ключевые моменты
- Молекулы нейтральны и не несут заряда.
- Молекула может состоять из неметаллических атомов одного химического элемента, как в случае кислорода (O 2 ), или из различных элементов, как в случае воды (H 2 O).
- Геометрия и состав молекулы определяют ее химические и физические свойства.
- Изомеры — это молекулы с одинаковыми атомами в разном геометрическом расположении.
Ключевые термины
- ковалентный : когда 2 или более неметаллических атома связаны вместе за счет общих электронов.
- изомер : молекулы с одинаковым числом атомов в разных геометрических формах.
- соединение : когда два или более разных атома удерживаются вместе ковалентной связью.Все соединения являются молекулами, но не все молекулы являются соединениями.
- молекула : два или более атома, которые удерживаются вместе химической ковалентной связью.
Атомы и молекулы
Атом определяется как основная единица вещества, которая содержит централизованное плотное ядро, окруженное электронным облаком. Когда два или более атома удерживаются вместе химической ковалентной связью, этот новый объект известен как молекула. Слово «молекула» — это расплывчатый термин, который в разговорной речи имеет разные значения в разных областях исследований.Например, термин «молекулы» используется в кинетической теории газов и относится к любой газовой частице независимо от ее состава.
Чаще всего термин «молекулы» относится к нескольким атомам; молекула может состоять из одного химического элемента, например кислорода (O 2 ), или из нескольких элементов, таких как вода (H 2 O). Молекулы нейтральны и не несут заряда; это свойство отличает их от многоатомных ионов, например нитрата (NO 3 — ).
молекула кофеина : Кофеин — сложная молекула, состоящая из множества атомов, связанных друг с другом определенным образом.
Размер молекулы варьируется в зависимости от количества атомов, составляющих молекулу. Большинство молекул слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Самая маленькая молекула — двухатомный водород (H 2 ) с длиной связи 0,74 ангстрем. Макромолекулы — это большие молекулы, состоящие из более мелких субъединиц; этот термин из биохимии относится к нуклеиновым кислотам, белкам, углеводам и липидам.Некоторые макромолекулы можно наблюдать в специализированные микроскопы.
Часто состав соединения также может быть обозначен эмпирической формулой, которая представляет собой простейшее целочисленное соотношение составляющих его химических элементов. Однако эта эмпирическая формула не всегда описывает конкретную молекулу, о которой идет речь, поскольку она дает только соотношение и ее элементов. Полный элементный состав молекулы может быть точно представлен ее молекулярной формулой, которая указывает точное количество атомов в молекуле.
Пример
- C 6 H 12 O 6 = молекулярная формула глюкозы
- CH 2 O = эмпирическая (упрощенное соотношение) формула для глюкозы
Изомеры
Изомеры — это молекулы с одними и теми же атомами в разном геометрическом расположении. Из-за такого разного расположения изомеры часто имеют очень разные химические и физические свойства. На рисунке ниже 1-пропанол в основном используется в синтезе других соединений и имеет менее неприятный запах, тогда как 2-пропанол является обычным бытовым спиртом.
структурные изомеры пропанола : Химическая формула пропанола (C 3 H 7 OH) описывает несколько различных молекул, которые различаются положением спирта (OH). Каждая молекула является структурным изомером другой.
Ионы
Ион — это атом или молекула, которые имеют чистый электрический заряд, потому что их общее количество электронов не равно количеству протонов.
Цели обучения
Сравните разные классы ионов
Основные выводы
Ключевые моменты
- Ионы образуются, когда количество протонов в атоме не равно количеству электронов.Если присутствует больше протонов, ион положительный и известен как катион; если присутствует больше электронов, ион отрицательный и называется анионом.
- Ионы являются высокореактивными частицами. Обычно они находятся в газообразном состоянии и не встречаются на Земле в изобилии. Они отталкиваются одинаковыми электрическими зарядами и притягиваются к противоположным зарядам.
- Электронное облако атома определяет размер атома; добавленные электроны (анионы) увеличивают отталкивание электронов, увеличивая размер иона, в то время как катионы (с меньшим количеством электронов) меньше атома, потому что в облаке меньше электронов, которые отталкивают друг друга.
Ключевые термины
- ion : атом или группа атомов, несущих электрический заряд, например атомы натрия и хлора в солевом растворе.
- анион : отрицательно заряженные ионы, потому что в них больше электронов, чем протонов.
- катион : ионы, которые заряжены положительно, потому что в них больше протонов, чем электронов.
Атом — это основная единица материи, состоящая из плотного ядра, состоящего из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов.Если в атоме одинаковое количество протонов и электронов, он электронно нейтрален. Однако, если общее количество электронов не равно количеству протонов, атом имеет чистый электрический заряд.
Любой атом или молекула с чистым зарядом, положительным или отрицательным, называется ионом. Ион, состоящий из одного атома, является одноатомным ионом; Ион, состоящий из двух или более атомов, называется многоатомным ионом. Положительный электрический заряд протона равен по величине отрицательному заряду электрона; следовательно, чистый электрический заряд иона равен количеству протонов минус количество электронов.
Ионы являются высокоактивными частицами. Обычно они находятся в газообразном состоянии и не встречаются на Земле в изобилии. Ионы в жидком или твердом состоянии образуются при взаимодействии солей со своими растворителями. Они отталкиваются одинаковыми электрическими зарядами и притягиваются к противоположным зарядам.
Типы ионов
Есть специализированные типы ионов. Анионы имеют больше электронов, чем протонов, и поэтому имеют отрицательный заряд. Катионы имеют больше протонов, чем электронов, и поэтому имеют чистый положительный заряд.Цвиттерионы нейтральны и имеют как положительные, так и отрицательные заряды в разных местах молекулы. Анионы обычно больше, чем исходная молекула или атом, потому что избыточные электроны отталкиваются друг от друга и увеличивают физический размер электронного облака. Катионы обычно меньше их родительского атома или молекулы из-за меньшего размера их электронных облаков.
Ионы водорода : показана взаимосвязь между молекулой, ее катионом и анионом.
Ион обозначается путем написания его отрицательного заряда в верхнем индексе сразу после химической структуры атома / молекулы. Обычно размер нетто записывается с величиной перед знаком; величина однозарядных молекул / атомов обычно не указывается. Одноатомные ионы иногда также представлены римскими цифрами, которые обозначают формальную степень окисления элемента, тогда как цифры с надстрочным индексом обозначают чистый заряд. Например, Fe 2+ можно обозначать как Fe (II).Эти представления можно рассматривать как эквивалентные для одноатомных ионов, но римские цифры нельзя применять к многоатомным ионам.
Ионы образования
Ионы могут быть образованы в результате ионизации, которая представляет собой процесс потери или приобретения нейтральным атомом электронов. Обычно электроны либо добавляются, либо теряются на валентной оболочке атома; электроны внутренней оболочки более тесно связаны с положительно заряженным ядром и поэтому не участвуют в этом типе химического взаимодействия.
Ионизация обычно включает перенос электронов между атомами или молекулами. Этот процесс мотивирован достижением более стабильных электронных конфигураций, таких как правило октетов, которое гласит, что наиболее стабильные атомы и ионы имеют восемь электронов на своей внешней (валентной) оболочке. Многоатомные и молекулярные ионы также могут быть образованы, как правило, за счет приобретения или потери элементарных ионов, таких как H + , в нейтральных молекулах. Многоатомные ионы обычно очень нестабильны и реакционноспособны.
Типичный пример иона — Na + . У натрия есть заряд +1, потому что у натрия одиннадцать электронов. Однако, согласно правилу октетов, натрий был бы более стабильным с 10 электронами (2 в самой внутренней оболочке, 8 в самой внешней оболочке). Следовательно, натрий имеет тенденцию терять электрон, чтобы стать более стабильным. С другой стороны, хлор имеет тенденцию приобретать электрон, чтобы стать Cl — . Хлор, естественно, имеет 17 электронов, но он был бы более стабильным с 18 электронами (2 в самой внутренней оболочке, 8 во второй оболочке и 8 в валентной оболочке).Следовательно, хлор заберет электрон у другого атома, чтобы стать отрицательно заряженным.
Periodic Properties: Part 3, Ionic Radius, Predicting Ionic Charges — YouTube : Продолжение обсуждения периодических свойств, включая ионный радиус и способы прогнозирования ионных зарядов.
Краткая история периодической таблицы
Периодическая таблица элементов часто встречается в классах, коридорах кампуса и библиотеках, но это больше, чем табличная организация чистых веществ.Ученые могут использовать эту таблицу для анализа реакционной способности элементов, прогнозирования химических реакций, понимания тенденций изменения периодических свойств различных элементов и размышлений о свойствах тех, которые еще предстоит открыть.
В современной периодической таблице элементы упорядочены по атомным номерам и периодическим свойствам. Несколько ученых работали более века, чтобы собрать элементы в этот формат.
Викимедиа
Среди ученых, которые работали над созданием таблицы элементов, были Антуан Лавуазье, Иоганн Вольфанг Доберейнер, Джон Ньюлендс и Генри Мозли (слева направо).
В 1789 году французский химик Антуан Лавуазье попытался сгруппировать элементы как металлы и неметаллы. Сорок лет спустя немецкий физик Иоганн Вольфанг Дёберейнер обнаружил сходство физических и химических свойств некоторых элементов. Он расположил их в группы по три в порядке возрастания атомного веса и назвал их триадами, заметив, что некоторые свойства среднего элемента, такие как атомный вес и плотность, приблизительно соответствуют среднему значению этих свойств в двух других в каждой триаде.
Прорыв произошел с публикацией пересмотренного списка элементов и их атомных масс на первой международной конференции по химии в Карлсруэ, Германия, в 1860 году. Они пришли к выводу, что водороду будет присвоен атомный вес 1, а атомный вес другого элементы будут определены путем сравнения с водородом. Например, углерод, который в 12 раз тяжелее водорода, будет иметь атомный вес 12,
.Дмитрий Менделеев
Лотар Мейер
Британский химик Джон Ньюлендс первым организовал элементы в периодическую таблицу с возрастанием атомных масс.Он обнаружил, что каждые восемь элементов обладают схожими свойствами, и назвал это законом октав. Он расположил элементы в восьми группах, но не оставил пробелов для неоткрытых элементов.
В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев создал структуру, которая стала современной периодической таблицей, оставив пробелы для элементов, которые еще не были обнаружены. Располагая элементы в соответствии с их атомным весом, если он обнаруживал, что они не вписываются в группу, он переставлял их. Менделеев предсказал свойства некоторых неоткрытых элементов и дал им такие названия, как «эка-алюминий» для элемента со свойствами, подобными алюминию.Позже эка-алюминий был открыт как галлий. Некоторые несоответствия остались; положение некоторых элементов, таких как йод и теллур, не могло быть объяснено.
Немецкий химик Лотар Мейер создал версию таблицы Менделеева, аналогичную таблице Менделеева, в 1870 году. Он оставил пробелы для неоткрытых элементов, но так и не предсказал их свойства. Лондонское королевское общество наградило медалью Дэви в 1882 году Менделееву и Мейеру. Позднее открытие элементов, предсказанных Менделеевым, включая галлий (1875), скандий (1879) и германий (1886), подтвердило его предсказания, и его периодическая таблица получила всеобщее признание.В 1955 году в его честь 101-й элемент был назван менделевием.
Викимедиа
Периодическая таблица Менделеева 1869 года на русском языке с названием, которое переводится как «Эксперимент над системой элементов … на основе их атомного веса и химического сходства». .
Понятия субатомных частиц не существовало в 19, 90, 169, веках. В 1913 году английский физик Генри Мозли использовал рентгеновские лучи для измерения длин волн элементов и сопоставил эти измерения с их атомными номерами.Затем он переставил элементы в периодической таблице на основе атомных номеров. Это помогло объяснить различия в более ранних версиях, в которых использовались атомные массы.
В периодической таблице горизонтальные ряды называются периодами, причем металлы находятся в крайнем левом углу, а неметаллы — в правом. Вертикальные столбцы, называемые группами, состоят из элементов со схожими химическими свойствами. Таблица Менделеева предоставляет информацию об атомной структуре элементов и химическом сходстве или различии между ними.Ученые используют стол для изучения химических веществ и разработки экспериментов. Он используется для разработки химикатов, используемых в фармацевтической и косметической промышленности, и батарей, используемых в технологических устройствах.
ЮНЕСКО объявила 2019 год Международным годом Периодической таблицы Менделеева в ознаменование 150 -й -й годовщины публикации Менделеева. Исследователи и учителя со всего мира воспользовались этой возможностью, чтобы поразмышлять о важности периодической таблицы Менделеева и распространить информацию о ней в классах и за ее пределами.Семинары и конференции побуждали людей использовать знания периодической таблицы Менделеева для решения проблем в области здравоохранения, технологий, сельского хозяйства, окружающей среды и образования. Издательства организовывали ежемесячные мероприятия, такие как конкурсы викторин, подкасты, разделы с личными историями и туры по отраслевым сайтам. Эти инициативы продемонстрировали, как элементы являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни в лекарствах, пестицидах и литиевых батареях.
На своем веб-сайте, посвященном празднованию, ЮНЕСКО написала: «Периодическая таблица химических элементов — это больше, чем просто справочник или каталог всех известных атомов во Вселенной; По сути, это окно во вселенную, помогающее расширить наше понимание мира вокруг нас.”
Как устроена Периодическая таблица Менделеева сегодня?
Таблица Менделеева — один из самых ценных инструментов для химиков и других ученых, потому что она упорядочивает химические элементы в удобном порядке. Как только вы поймете, как устроена современная периодическая таблица, вы сможете делать гораздо больше, чем просто искать факты об элементах, такие как их атомные номера и символы.
Схема организации
Организация периодической таблицы позволяет прогнозировать свойства элементов на основе их положения на диаграмме.Вот как это работает:
- Элементы перечислены в порядке номеров по атомным номерам. Атомный номер — это количество протонов в атоме этого элемента. Итак, элемент номер 1 (водород) — это первый элемент. На каждый атом водорода приходится 1 протон. Пока не будет обнаружен новый элемент, последним элементом в таблице будет номер элемента 118. Каждый атом элемента 118 содержит 118 протонов. Это самая большая разница между современной таблицей Менделеева и периодической таблицей Менделеева. В исходной таблице элементы организованы путем увеличения атомного веса.
- Каждая горизонтальная строка в периодической таблице называется периодом. В таблице Менделеева семь периодов. Все элементы в один и тот же период имеют один и тот же уровень энергии основного состояния электрона. При перемещении слева направо по периоду элементы переходят от отображения металлических характеристик к неметаллическим свойствам.
- Каждый вертикальный столбец в периодической таблице называется группой. Элементы, принадлежащие к одной из 18 групп, будут иметь аналогичные свойства. Атомы каждого элемента в группе имеют одинаковое количество электронов во внешней электронной оболочке.Например, все элементы галогенной группы имеют валентность -1 и обладают высокой реакционной способностью.
- Под основной частью таблицы Менделеева расположены два ряда элементов. Их поместили туда, потому что не было места, чтобы положить их туда, куда они должны были пойти. Эти ряды элементов, лантаноиды и актиниды, являются особыми переходными металлами. Верхний ряд идет с периодом 6, а нижний ряд — с периодом 7.
- Каждый элемент имеет свою плитку или ячейку в периодической таблице. Точная информация, предоставляемая для элемента, варьируется, но всегда есть атомный номер, символ элемента и атомный вес.Символ элемента представляет собой сокращенное обозначение, состоящее из одной заглавной буквы или заглавной буквы и строчной буквы. Исключение составляют элементы в самом конце периодической таблицы, у которых есть имена-заполнители (пока они не будут официально обнаружены и названы) и трехбуквенные символы.
- Два основных типа элементов — металлы и неметаллы. Есть также элементы со свойствами, промежуточными между металлами и неметаллами. Эти элементы называют металлоидами или полуметаллами. Примеры групп элементов, которые являются металлами, включают щелочные металлы, щелочноземельные металлы, основные металлы и переходные металлы.Примерами групп элементов, которые не являются металлами, являются неметаллы (конечно), галогены и благородные газы.
Прогнозирование свойств
Даже если вы ничего не знаете об определенном элементе, вы можете делать прогнозы на основе его положения в таблице и его отношения к элементам, которые вам знакомы. Например, вы можете ничего не знать об элементе осмий, но если вы посмотрите на его положение в периодической таблице, вы увидите, что он находится в той же группе (столбце), что и железо.Это означает, что у этих двух элементов есть общие свойства. Вы знаете, что железо — это плотный и твердый металл. Вы можете предсказать, что осмий также является плотным и твердым металлом.
По мере того, как вы прогрессируете в химии, вам необходимо знать о других тенденциях в таблице Менделеева:
- Атомный радиус и ионный радиус увеличиваются при движении вниз по группе, но уменьшаются при перемещении по периоду.
- Сродство к электрону уменьшается по мере продвижения вниз по группе, но увеличивается по мере продвижения по периоду, пока вы не дойдете до последнего столбца.Элементы этой группы, благородные газы, практически не имеют сродства к электрону.
- Связанное свойство, электроотрицательность, снижается по группе и увеличивается с течением времени. Благородные газы имеют практически нулевую электроотрицательность и сродство к электрону, потому что у них есть полные внешние электронные оболочки.
- Энергия ионизации уменьшается при движении вниз по группе, но увеличивается при перемещении по периоду.
- Элементы с наивысшим металлическим характером расположены в нижней левой части таблицы Менделеева.Элементы с наименее металлическим характером (наиболее неметаллические) находятся в верхней правой части таблицы.
Наизнанку Откройте для себя элементы: Периодическая таблица
Периодическая таблица Менделеева представляет собой систему классификации для элементы. Каждый элемент имеет уникальные свойства, и вы может предсказать физические и химические свойства элемента в зависимости от его положения в периодической таблице.
Когда вы смотрите на таблицу Менделеева, символы и числа выглядят как изображение слева.Символы являются сокращениями. происхождения слова для каждого элемента. Например, Символ свинца, Pb, происходит от латинского слова plumbum. что означает «жидкое серебро».
Число над символом — это атомная масса (или атомный вес). Это общее количество протонов и нейтроны в атоме.
Число под символом — это атомный номер и это отражает количество протонов в ядре атома каждого элемента.Каждый элемент имеет уникальный атомный номер. Свинец имеет 82 протона, поэтому его атомный номер равно 82. Затем элементы располагаются в порядке возрастания атомные номера — так водород (H), который имеет только один протон, расположен первым в таблице, а натрий (Na), который имеет 11 протонов и находится ниже Таблица.
Мы можем использовать атомный номер и атомную массу, чтобы узнать
количество протонов, нейтронов и электронов там
находятся в атоме.Вычитая атомный номер из
атомная масса, мы можем узнать количество нейтронов
Есть.
Есть 18 основных столбцов элементов в периодической таблице. Их называют группами или семьями. Элементы в одной группе или семье имеют одинаковые — но не идентичные — свойства. Например литий, натрий и калий являются членами семьи 1. Они все очень реактивны и поэтому могут легко сочетаться с другие элементы для образования соединений.Каждый горизонтальный ряд называется периодом. В отличие от элементов в семье, элементы в период не похожи по свойствам. Есть 7 периоды стихий. 2 строки, которые были разделены из основной таблицы — редкоземельные элементы или лантаноны (лантаноиды) в первом периоде и актиноны (актиниды) в следующем периоде.
Путешествие к созданию таблица Менделеева может быть прослежена еще в Древние греки 400 г. до н.э., которые использовали слово «элемент» и «атом» для описания различий между вещи.
Периодическая таблица, известная нам сегодня, была создан четырьмя отдельными европейскими учеными во время 1860-е гг. В 1863 г. 44-летний французский геолог А. Э. Бегайе. де Шанкуртуа составил список элементов, измеренных по их атомному весу. Между тем в Англии химик Джон А. Р. Ньюлендс заметил, что химические группы повторяются. каждые 8 элементов. Он назвал это правилом октавы, сравнивая это к музыкальным нотам.
Между 1868 и 1869 гг., Работая самостоятельно, русский химик. Дмитрий И.Менделеев и немецкий химик Лотар Мейер расположил элементы в 7 столбцов в соответствии с их химические свойства. Их таблицы были похожи, но была принята таблица Менделеева. Он собран наблюдения и открытия более ранних химиков, показывающие символы химических элементов в порядке их атомные массы, но его таблица была огромным научным прорыв, потому что он оставил пробелы и точно предсказал неоткрытые элементы.