หากตารางธาตุดูเหมือนยากสำหรับคุณที่จะเข้าใจ แสดงว่าคุณไม่ได้อยู่คนเดียว! แม้ว่าจะเข้าใจหลักการได้ยาก แต่การเรียนรู้ที่จะใช้งานจะช่วยในการศึกษาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ในการเริ่มต้น ให้ศึกษาโครงสร้างของตารางและข้อมูลที่สามารถเรียนรู้ได้จากตารางเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิด จากนั้นคุณสามารถเริ่มสำรวจคุณสมบัติของแต่ละองค์ประกอบได้ และสุดท้าย โดยใช้ตารางธาตุ คุณสามารถกำหนดจำนวนนิวตรอนในอะตอมของธาตุเคมีชนิดใดชนิดหนึ่งได้
ขั้นตอน
ส่วนที่ 1
โครงสร้างตาราง- ตัวอย่างเช่น แถวแรกของตารางมีไฮโดรเจนซึ่งมีเลขอะตอม 1 และฮีเลียมซึ่งมีเลขอะตอม 2 อย่างไรก็ตาม พวกมันอยู่คนละด้านเพราะอยู่ในกลุ่มต่างๆ
-
เรียนรู้เกี่ยวกับกลุ่มที่มีองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่คล้ายคลึงกันองค์ประกอบของแต่ละกลุ่มจะอยู่ในคอลัมน์แนวตั้งที่สอดคล้องกัน ตามกฎแล้วจะมีการระบุด้วยสีเดียวกันซึ่งช่วยในการระบุองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่คล้ายคลึงกันและทำนายพฤติกรรมของพวกเขา องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันในเปลือกนอก
- ไฮโดรเจนสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งกับกลุ่มของโลหะอัลคาไลและกลุ่มของฮาโลเจน ในบางตารางจะระบุไว้ในทั้งสองกลุ่ม
- ในกรณีส่วนใหญ่ กลุ่มจะมีหมายเลขตั้งแต่ 1 ถึง 18 และตัวเลขจะอยู่ที่ด้านบนหรือด้านล่างของตาราง ตัวเลขสามารถระบุเป็นตัวเลขโรมัน (เช่น IA) หรืออารบิก (เช่น 1A หรือ 1)
- เมื่อย้ายไปตามคอลัมน์จากบนลงล่าง พวกเขาบอกว่าคุณกำลัง "เรียกดูกลุ่ม"
-
ค้นหาว่าเหตุใดจึงมีเซลล์ว่างในตารางองค์ประกอบไม่เพียง แต่เรียงลำดับตามเลขอะตอมเท่านั้น แต่ยังเรียงตามกลุ่มด้วย (องค์ประกอบของกลุ่มเดียวกันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีคล้ายกัน) ซึ่งทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้นว่าองค์ประกอบทำงานอย่างไร อย่างไรก็ตาม เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น จะไม่พบองค์ประกอบที่อยู่ในกลุ่มที่สอดคล้องกันเสมอไป ดังนั้นจึงมีเซลล์ว่างในตาราง
- ตัวอย่างเช่น 3 แถวแรกมีเซลล์ว่าง เนื่องจากโลหะทรานซิชันพบได้เฉพาะจากเลขอะตอม 21 เท่านั้น
- องค์ประกอบที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 57 ถึง 102 เป็นของธาตุหายาก และมักจะอยู่ในกลุ่มย่อยที่แยกต่างหากที่มุมล่างขวาของตาราง
-
แต่ละแถวของตารางแสดงถึงช่วงเวลาองค์ประกอบทั้งหมดในช่วงเวลาเดียวกันมีจำนวนออร์บิทัลของอะตอมเท่ากันซึ่งอิเล็กตรอนอยู่ในอะตอม จำนวนของออร์บิทัลสอดคล้องกับจำนวนคาบ ตารางประกอบด้วย 7 แถว นั่นคือ 7 จุด
- ตัวอย่างเช่น อะตอมของธาตุในคาบแรกมีหนึ่งออร์บิทัล และอะตอมของธาตุในคาบที่เจ็ดมี 7 ออร์บิทัล
- ตามกฎแล้ว ช่วงเวลาจะถูกระบุด้วยตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง 7 ทางด้านซ้ายของตาราง
- ในขณะที่คุณเคลื่อนไปตามเส้นจากซ้ายไปขวา คุณกำลัง "สแกนผ่านจุด"
-
เรียนรู้ที่จะแยกแยะระหว่างโลหะ ธาตุโลหะ และอโลหะคุณจะเข้าใจคุณสมบัติขององค์ประกอบได้ดีขึ้นถ้าคุณสามารถระบุได้ว่าเป็นของประเภทใด เพื่อความสะดวก ในตารางส่วนใหญ่ โลหะ เมทัลลอยด์ และอโลหะจะแสดงด้วยสีต่างๆ โลหะอยู่ทางซ้าย และอโลหะอยู่ทางด้านขวาของโต๊ะ Metalloids ตั้งอยู่ระหว่างพวกเขา
ตอนที่ 2
การกำหนดองค์ประกอบ-
แต่ละองค์ประกอบถูกกำหนดด้วยตัวอักษรละตินหนึ่งหรือสองตัวตามกฎแล้ว สัญลักษณ์องค์ประกอบจะแสดงเป็นตัวอักษรขนาดใหญ่ตรงกลางเซลล์ที่เกี่ยวข้อง สัญลักษณ์คือชื่อย่อสำหรับองค์ประกอบที่เหมือนกันในภาษาส่วนใหญ่ เมื่อทำการทดลองและทำงานกับสมการเคมี มักใช้สัญลักษณ์ของธาตุ ดังนั้นจึงมีประโยชน์ที่จะจำไว้
- โดยทั่วไปแล้ว สัญลักษณ์องค์ประกอบจะชวเลขสำหรับชื่อละติน แม้ว่าสำหรับบางองค์ประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ พวกมันได้มาจากชื่อสามัญ ตัวอย่างเช่น ฮีเลียมแสดงด้วยสัญลักษณ์ He ซึ่งใกล้เคียงกับชื่อสามัญในภาษาส่วนใหญ่ ในเวลาเดียวกัน ธาตุเหล็กถูกกำหนดให้เป็นเฟ ซึ่งเป็นตัวย่อของชื่อละติน
-
ให้ความสนใจกับชื่อเต็มขององค์ประกอบ หากระบุไว้ในตาราง"ชื่อ" ขององค์ประกอบนี้ใช้ในข้อความปกติ ตัวอย่างเช่น "ฮีเลียม" และ "คาร์บอน" เป็นชื่อของธาตุ โดยปกติแล้ว แม้ว่าจะไม่เสมอไป แต่ชื่อเต็มขององค์ประกอบจะได้รับภายใต้สัญลักษณ์ทางเคมีของธาตุ
- บางครั้งชื่อขององค์ประกอบจะไม่ถูกระบุไว้ในตารางและให้เฉพาะสัญลักษณ์ทางเคมีเท่านั้น
-
หาเลขอะตอม.โดยปกติเลขอะตอมของธาตุจะอยู่ที่ด้านบนสุดของเซลล์ที่เกี่ยวข้อง ตรงกลางหรือที่มุม นอกจากนี้ยังสามารถปรากฏใต้สัญลักษณ์หรือชื่อองค์ประกอบ ธาตุมีเลขอะตอมตั้งแต่ 1 ถึง 118
- เลขอะตอมเป็นจำนวนเต็มเสมอ
-
จำไว้ว่าเลขอะตอมตรงกับจำนวนโปรตอนในอะตอมอะตอมทั้งหมดของธาตุมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน จำนวนโปรตอนในอะตอมของธาตุไม่เหมือนกับอิเล็กตรอน มิฉะนั้นองค์ประกอบทางเคมีอื่นจะกลายเป็น!
-
ตารางธาตุหรือตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี เริ่มต้นที่ด้านซ้ายบนและสิ้นสุดที่ส่วนท้ายของบรรทัดสุดท้ายของตาราง (ล่างขวา) องค์ประกอบในตารางถูกจัดเรียงจากซ้ายไปขวาโดยเรียงจากน้อยไปมากของเลขอะตอม เลขอะตอมบอกคุณว่ามีโปรตอนกี่อะตอมในหนึ่งอะตอม นอกจากนี้ เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น มวลอะตอมก็เช่นกัน ดังนั้นโดยตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ คุณสามารถกำหนดมวลอะตอมของมันได้
อย่างที่คุณเห็น แต่ละองค์ประกอบถัดไปมีโปรตอนมากกว่าองค์ประกอบก่อนหน้าหนึ่งตัวสิ่งนี้ชัดเจนเมื่อคุณดูเลขอะตอม เลขอะตอมเพิ่มขึ้นหนึ่งเมื่อคุณเลื่อนจากซ้ายไปขวา เนื่องจากองค์ประกอบถูกจัดเรียงเป็นกลุ่ม เซลล์ตารางบางเซลล์จึงยังว่างอยู่
การแสดงกราฟิกของกฎธาตุคือระบบธาตุ (ตาราง) แถวแนวนอนของระบบเรียกว่าจุดและคอลัมน์แนวตั้งเรียกว่ากลุ่ม
ในระบบมีทั้งหมด 7 คาบ (ตาราง) และจำนวนคาบเท่ากับจำนวนชั้นอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุ จำนวนระดับพลังงานภายนอก (วาเลนซ์) และค่าของธาตุหลัก ตัวเลขควอนตัมสำหรับระดับพลังงานสูงสุด แต่ละช่วงเวลา (ยกเว้นช่วงแรก) เริ่มต้นด้วยองค์ประกอบ s - โลหะอัลคาไลที่ใช้งานได้และจบลงด้วยก๊าซเฉื่อยซึ่งนำหน้าด้วยองค์ประกอบ p - ที่ไม่ใช่โลหะ (ฮาโลเจน) หากเราเคลื่อนที่ไปตามคาบจากซ้ายไปขวาด้วยการเพิ่มประจุของนิวเคลียสของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในช่วงเวลาเล็ก ๆ จำนวนอิเล็กตรอนที่ระดับพลังงานภายนอกจะเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากคุณสมบัติของ ธาตุเปลี่ยน - จากปกติเป็นโลหะ (เพราะมีโลหะอัลคาไลที่จุดเริ่มต้นของช่วงเวลา) ผ่านแอมโฟเทอริก (องค์ประกอบแสดงคุณสมบัติของทั้งโลหะและอโลหะ) เป็นอโลหะ (อโลหะ - ฮาโลเจนที่ใช้งานอยู่ เมื่อสิ้นงวด) กล่าวคือ คุณสมบัติของโลหะจะค่อยๆ ลดลงและคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะก็เพิ่มขึ้น
ในช่วงเวลาขนาดใหญ่ ด้วยประจุนิวเคลียร์ที่เพิ่มขึ้น การเติมอิเล็กตรอนจึงยากขึ้น ซึ่งอธิบายการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ซับซ้อนกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับองค์ประกอบของช่วงเวลาขนาดเล็ก ดังนั้นในแถวที่ยาวเท่ากันด้วยประจุนิวเคลียร์ที่เพิ่มขึ้น จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอกจึงคงที่และเท่ากับ 2 หรือ 1 ดังนั้นในขณะที่ระดับถัดไปหลังจากชั้นนอก (ที่สองจากภายนอก) จะเต็มไปด้วย อิเล็กตรอนคุณสมบัติของธาตุในแถวคู่จะเปลี่ยนไปอย่างช้าๆ เมื่อย้ายไปที่แถวคี่ด้วยการเพิ่มขึ้นของประจุนิวเคลียร์จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอกจะเพิ่มขึ้น (จาก 1 เป็น 8) คุณสมบัติขององค์ประกอบจะเปลี่ยนไปในลักษณะเดียวกับในช่วงเวลาเล็ก ๆ
คำนิยาม
คอลัมน์แนวตั้งในระบบธาตุเป็นกลุ่มขององค์ประกอบที่มีโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์คล้ายคลึงกันและเป็นแอนะล็อกทางเคมี กลุ่มถูกกำหนดโดยเลขโรมันตั้งแต่ I ถึง VIII กลุ่มย่อยหลัก (A) และรอง (B) มีความโดดเด่น โดยกลุ่มแรกประกอบด้วยองค์ประกอบ s- และ p ส่วนองค์ประกอบที่สอง - d
กลุ่มย่อยหมายเลข A ระบุจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอก (จำนวนอิเล็กตรอนความจุ) สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อย B ไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างหมายเลขกลุ่มกับจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอก ในกลุ่มย่อย A คุณสมบัติของโลหะของธาตุจะเพิ่มขึ้น และคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะจะลดลงตามประจุของนิวเคลียสของอะตอมของธาตุที่เพิ่มขึ้น
มีความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งขององค์ประกอบในระบบธาตุและโครงสร้างของอะตอม:
- อะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดในช่วงเวลาเดียวกันมีจำนวนระดับพลังงานเท่ากันซึ่งเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนบางส่วนหรือทั้งหมด
— อะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อย A มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันที่ระดับพลังงานภายนอก
แผนผังการกำหนดลักษณะองค์ประกอบทางเคมีตามตำแหน่งในตารางธาตุ
โดยปกติ ลักษณะขององค์ประกอบทางเคมีตามตำแหน่งในระบบธาตุจะได้รับตามแผนต่อไปนี้:
- ระบุสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีรวมถึงชื่อของมัน
- ระบุหมายเลขซีเรียลหมายเลขของช่วงเวลาและกลุ่ม (ประเภทของกลุ่มย่อย) ที่องค์ประกอบตั้งอยู่
- ระบุประจุนิวเคลียร์ จำนวนมวล จำนวนอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอนในอะตอม
- เขียนการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์และระบุอิเล็กตรอนความจุ
- วาดสูตรอิเล็กตรอนกราฟิกสำหรับเวเลนซ์อิเล็กตรอนในพื้นดินและตื่นเต้น (ถ้าเป็นไปได้) สถานะ;
- ระบุตระกูลขององค์ประกอบรวมถึงประเภทขององค์ประกอบ (โลหะหรืออโลหะ)
- เปรียบเทียบคุณสมบัติของสารอย่างง่ายกับคุณสมบัติของสารธรรมดาที่เกิดจากองค์ประกอบที่อยู่ใกล้เคียงในกลุ่มย่อย
- เปรียบเทียบคุณสมบัติของสารอย่างง่ายกับคุณสมบัติของสารธรรมดาที่เกิดขึ้นจากธาตุที่อยู่ใกล้เคียงในช่วงเวลานั้น
- ระบุสูตรของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ที่สูงขึ้นพร้อมคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติของพวกมัน
- ระบุค่าของสถานะออกซิเดชันต่ำสุดและสูงสุดขององค์ประกอบทางเคมี
ลักษณะขององค์ประกอบทางเคมีที่ใช้แมกนีเซียม (Mg) เป็นตัวอย่าง
พิจารณาลักษณะขององค์ประกอบทางเคมีโดยใช้ตัวอย่างแมกนีเซียม (Mg) ตามแผนที่อธิบายข้างต้น:
1. มก. - แมกนีเซียม
2. หมายเลขลำดับ - 12. องค์ประกอบอยู่ในช่วง 3 ในกลุ่ม II, A (หลัก) กลุ่มย่อย
3. Z=12 (ประจุนิวเคลียร์), M=24 (เลขมวล), e=12 (จำนวนอิเล็กตรอน), p=12 (จำนวนโปรตอน), n=24-12=12 (จำนวนนิวตรอน)
4. 12 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 – การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ วาเลนซ์อิเล็กตรอน 3s 2 .
5. สถานะพื้นฐาน
สถานะตื่นเต้น
6. s-element โลหะ
7. ออกไซด์สูงสุด - MgO - แสดงคุณสมบัติหลัก:
MgO + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + H 2 O
MgO + N 2 O 5 \u003d Mg (NO 3) 2
ในฐานะที่เป็นแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ Mg ฐาน (OH) 2 จะสอดคล้องกัน ซึ่งแสดงคุณสมบัติทั่วไปทั้งหมดของเบส:
Mg(OH) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2H 2 O
8. ระดับของการเกิดออกซิเดชัน "+2"
9. คุณสมบัติทางโลหะของแมกนีเซียมนั้นเด่นชัดกว่าเบริลเลียม แต่อ่อนกว่าแคลเซียม
10. คุณสมบัติทางโลหะของแมกนีเซียมนั้นเด่นชัดน้อยกว่าโซเดียม แต่แข็งแกร่งกว่าคุณสมบัติของอลูมิเนียม (องค์ประกอบใกล้เคียงของยุคที่ 3)
ตัวอย่างการแก้ปัญหา
ตัวอย่าง 1
| ออกกำลังกาย | แสดงลักษณะธาตุกำมะถันตามตำแหน่งในตารางธาตุของ D.I. เมนเดเลเยฟ |
| วิธีการแก้ | 1. S - กำมะถัน 2. หมายเลขลำดับ - 16. องค์ประกอบอยู่ในช่วงที่ 3 ในกลุ่ม VI, กลุ่มย่อย A (หลัก) 3. Z=16 (ประจุนิวเคลียร์), M=32 (เลขมวล), e=16 (จำนวนอิเล็กตรอน), p=16 (จำนวนโปรตอน), n=32-16=16 (จำนวนนิวตรอน) 4. 16 S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 – การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ วาเลนซ์อิเล็กตรอน 3s 2 3p 4 . 5. สถานะพื้นฐาน สถานะตื่นเต้น 6. องค์ประกอบ p ที่ไม่ใช่โลหะ 7. ออกไซด์สูงสุด - SO 3 - แสดงคุณสมบัติที่เป็นกรด: SO 3 + นา 2 O \u003d นา 2 SO 4 8. ไฮดรอกไซด์ที่สอดคล้องกับออกไซด์ที่สูงขึ้น - H 2 SO 4 แสดงคุณสมบัติที่เป็นกรด: H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O 9. สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำ "-2" สูงสุด - "+6" 10. คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะของกำมะถันเด่นชัดน้อยกว่าคุณสมบัติของออกซิเจน แต่แข็งแกร่งกว่าคุณสมบัติของซีลีเนียม 11. คุณสมบัติอโลหะของกำมะถันเด่นชัดกว่าคุณสมบัติของฟอสฟอรัส แต่อ่อนกว่าคลอรีน (ธาตุที่อยู่ติดกันในช่วงที่ 3) |
ตัวอย่าง 2
| ออกกำลังกาย | อธิบายองค์ประกอบทางเคมีโซเดียมตามตำแหน่งในตารางธาตุของ D.I. เมนเดเลเยฟ |
| วิธีการแก้ | 1. นา - โซเดียม 2. หมายเลขลำดับ - 11 องค์ประกอบอยู่ในช่วง 3 ในกลุ่มย่อย I, A (หลัก) 3. Z=11 (ประจุนิวเคลียร์), M=23 (เลขมวล), e=11 (จำนวนอิเล็กตรอน), p=11 (จำนวนโปรตอน), n=23-11=12 (จำนวนนิวตรอน) 4. 11 Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 – การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ วาเลนซ์อิเล็กตรอน 3s 1 . 5. สถานะพื้นฐาน 6. s-element โลหะ 7. ออกไซด์สูงสุด - Na 2 O - แสดงคุณสมบัติหลัก: นา 2 O + SO 3 \u003d นา 2 SO 4 ในฐานะที่เป็นโซเดียมไฮดรอกไซด์ ฐาน NaOH จะสอดคล้องกัน ซึ่งแสดงคุณสมบัติทั่วไปทั้งหมดของเบส: 2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O 8. สถานะออกซิเดชัน "+1" 9. คุณสมบัติทางโลหะของโซเดียมนั้นเด่นชัดกว่าคุณสมบัติของลิเธียม แต่อ่อนกว่าโพแทสเซียม 10. คุณสมบัติของโลหะของโซเดียมนั้นเด่นชัดกว่าคุณสมบัติของแมกนีเซียม (ธาตุข้างเคียงของคาบที่ 3) |
ระบบธาตุเคมีเป็นระยะ (ตารางของ Mendeleev)- การจำแนกองค์ประกอบทางเคมีสร้างการพึ่งพาคุณสมบัติต่าง ๆ ขององค์ประกอบต่อประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบนี้เป็นการแสดงภาพกราฟิกของกฎหมายเป็นระยะที่กำหนดโดยนักเคมีชาวรัสเซีย D.I. Mendeleev ในปี 1869 เวอร์ชันดั้งเดิมได้รับการพัฒนาโดย D. I. Mendeleev ในปี 1869-1871 และสร้างการพึ่งพาคุณสมบัติของธาตุกับน้ำหนักอะตอมของพวกมัน (ในแง่สมัยใหม่เกี่ยวกับมวลอะตอม) โดยรวมแล้ว มีการเสนอรูปแบบต่างๆ หลายร้อยรูปแบบของการเป็นตัวแทนของระบบธาตุ (เส้นโค้งวิเคราะห์ ตาราง รูปทรงเรขาคณิต ฯลฯ) ในเวอร์ชันที่ทันสมัยของระบบ ควรจะลดองค์ประกอบลงในตารางสองมิติ ซึ่งแต่ละคอลัมน์ (กลุ่ม) กำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีหลัก และแถวแสดงระยะเวลาใกล้เคียงกันในระดับหนึ่ง .
ระบบธาตุเคมีของ D.I. Mendeleev
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
การค้นพบที่ทำโดยนักเคมีชาวรัสเซีย Mendeleev มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ ได้แก่ ในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ปรมาณูและโมเลกุล การค้นพบนี้ทำให้ได้รับแนวคิดที่เข้าใจได้ง่ายและเรียนรู้ได้ง่ายที่สุดเกี่ยวกับสารประกอบทางเคมีที่ง่ายและซับซ้อน ต้องขอบคุณตารางเท่านั้นที่ทำให้เรามีแนวคิดเกี่ยวกับองค์ประกอบที่เราใช้ในโลกสมัยใหม่ ในศตวรรษที่ 20 บทบาทการทำนายของระบบธาตุในการประเมินคุณสมบัติทางเคมีของธาตุทรานยูเรเนียมซึ่งแสดงโดยผู้สร้างตารางแสดงออกมา
ตารางธาตุของ Mendeleev ที่พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 19 เพื่อผลประโยชน์ของวิทยาศาสตร์เคมี ได้จัดให้มีการจัดระบบประเภทอะตอมสำเร็จรูปสำหรับการพัฒนาทางฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 20 (ฟิสิกส์ของอะตอมและนิวเคลียสของอะตอม) . ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ได้ค้นพบผ่านการวิจัยว่าหมายเลขซีเรียล (aka atomic) เป็นตัววัดประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสอะตอมของธาตุนี้ด้วย และจำนวนคาบ (เช่น แถวแนวนอน) กำหนดจำนวนอิเล็กตรอนของอะตอม นอกจากนี้ยังปรากฏว่าจำนวนแถวแนวตั้งของตารางกำหนดโครงสร้างควอนตัมของเปลือกนอกขององค์ประกอบ (ดังนั้น องค์ประกอบของแถวเดียวกันจึงเกิดจากความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติทางเคมี)
การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียถือเป็นยุคใหม่ของประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์โลก การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ทำให้การก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในวิชาเคมีเท่านั้น แต่ยังมีค่าสำหรับวิทยาศาสตร์ในด้านอื่นๆ อีกด้วย ตารางธาตุให้ระบบข้อมูลที่เชื่อมโยงกันเกี่ยวกับองค์ประกอบโดยอิงจากมันทำให้สามารถสรุปผลทางวิทยาศาสตร์และคาดการณ์การค้นพบบางอย่างได้
ตารางธาตุ หนึ่งในคุณสมบัติของตารางธาตุของ Mendeleev คือกลุ่ม (คอลัมน์ในตาราง) มีการแสดงออกที่สำคัญของแนวโน้มเป็นระยะมากกว่าช่วงเวลาหรือช่วงตึก ทุกวันนี้ ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมและโครงสร้างอะตอมได้อธิบายลักษณะกลุ่มของธาตุโดยข้อเท็จจริงที่พวกมันมีโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมือนกันของเปลือกวาเลนซ์ และด้วยเหตุนี้ องค์ประกอบที่อยู่ในคอลัมน์เดียวกันจึงมีลักษณะ (เหมือนกัน) คล้ายกันมากของ โครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกัน นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่ชัดเจนของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติอย่างคงที่เมื่อมวลอะตอมเพิ่มขึ้น ควรสังเกตว่าในบางพื้นที่ของตารางธาตุ (เช่น ในบล็อก D และ F) ความคล้ายคลึงในแนวนอนจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนกว่าตารางธาตุแนวตั้ง
ตารางธาตุประกอบด้วยกลุ่มที่กำหนดหมายเลขซีเรียลตั้งแต่ 1 ถึง 18 (จากซ้ายไปขวา) ตามระบบการตั้งชื่อกลุ่มสากล ในสมัยก่อนมีการใช้เลขโรมันเพื่อระบุกลุ่ม ในอเมริกา แนวปฏิบัติให้ใส่หลังเลขโรมัน ตัวอักษร "A" เมื่อกลุ่มอยู่ในบล็อก S และ P หรือตัวอักษร "B" - สำหรับกลุ่มที่อยู่ในบล็อก D ตัวระบุที่ใช้ในขณะนั้นคือ เหมือนกับจำนวนตัวชี้สมัยใหม่ล่าสุดในยุคของเรา (เช่น ชื่อ IVB สอดคล้องกับองค์ประกอบของกลุ่มที่ 4 ในยุคของเรา และ IVA คือกลุ่มองค์ประกอบที่ 14) ในประเทศแถบยุโรปในสมัยนั้น มีการใช้ระบบที่คล้ายกัน แต่ในที่นี้ ตัวอักษร "A" หมายถึงกลุ่มไม่เกิน 10 และตัวอักษร "B" - หลังจากรวม 10 แต่กลุ่ม 8,9,10 มีตัวระบุ VIII เป็นกลุ่มสามกลุ่มหนึ่ง ชื่อกลุ่มเหล่านี้ไม่มีอยู่จริงหลังจากระบบสัญกรณ์ IUPAC ใหม่ ซึ่งยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน มีผลบังคับใช้ในปี 1988
หลายกลุ่มได้รับชื่อที่ไม่เป็นระบบของลักษณะดั้งเดิม (เช่น "โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ" หรือ "ฮาโลเจน" และชื่ออื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน) กลุ่มที่ 3 ถึง 14 ไม่ได้รับชื่อดังกล่าว เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกันน้อยกว่าและมีความสอดคล้องกับรูปแบบแนวตั้งน้อยกว่า มักถูกเรียกตามตัวเลขหรือตามชื่อองค์ประกอบแรกของกลุ่ม (ไททาเนียม) , โคบอลต์ ฯลฯ ) .
องค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในกลุ่มเดียวกันของตารางธาตุแสดงแนวโน้มบางประการในด้านอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ รัศมีอะตอม และพลังงานไอออไนเซชัน ในกลุ่มหนึ่ง จากบนลงล่าง รัศมีของอะตอมจะเพิ่มขึ้น เมื่อระดับพลังงานเต็ม วาเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุจะถูกลบออกจากนิวเคลียส ในขณะที่พลังงานไอออไนเซชันลดลงและพันธะในอะตอมลดลง ซึ่งทำให้ง่ายขึ้น การกำจัดอิเล็กตรอน อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ก็ลดลงเช่นกันซึ่งเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าระยะห่างระหว่างนิวเคลียสและเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น แต่ก็มีข้อยกเว้นสำหรับรูปแบบเหล่านี้ด้วย ตัวอย่างเช่น อิเล็กโตรเนกาติวีตี้เพิ่มขึ้น แทนที่จะลดลงในกลุ่มที่ 11 จากบนลงล่าง ในตารางธาตุมีบรรทัดที่เรียกว่า "งวด"
ในบรรดากลุ่มนั้น มีกลุ่มที่ทิศทางแนวนอนมีความสำคัญมากกว่า (ต่างจากกลุ่มอื่นๆ ที่ทิศทางแนวตั้งมีความสำคัญมากกว่า) กลุ่มดังกล่าวรวมถึงบล็อก F ซึ่งแลนทาไนด์และแอกทิไนด์สร้างลำดับแนวนอนที่สำคัญสองลำดับ
องค์ประกอบแสดงรูปแบบบางอย่างในแง่ของรัศมีอะตอม อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ พลังงานไอออไนเซชัน และพลังงานความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าในแต่ละองค์ประกอบถัดไป จำนวนอนุภาคที่มีประจุเพิ่มขึ้น และอิเล็กตรอนถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียส รัศมีอะตอมจะลดลงในทิศทางจากซ้ายไปขวา พร้อมกันนี้ พลังงานไอออไนเซชันจะเพิ่มขึ้น โดยเพิ่มขึ้นใน พันธะในอะตอม ความยากในการกำจัดอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น โลหะที่อยู่ทางด้านซ้ายของตารางมีลักษณะเฉพาะด้วยตัวบ่งชี้พลังงานความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่ต่ำกว่า และดังนั้น ทางด้านขวา ตัวบ่งชี้พลังงานความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน สำหรับอโลหะ ตัวบ่งชี้นี้จะสูงกว่า (ไม่นับก๊าซมีตระกูล)
พื้นที่ต่างๆ ของตารางธาตุของ Mendeleev ขึ้นอยู่กับเปลือกของอะตอมที่อิเล็กตรอนตัวสุดท้ายเปิดอยู่ และในมุมมองของความสำคัญของเปลือกอิเล็กตรอน เป็นเรื่องปกติที่จะอธิบายว่ามันเป็นบล็อก
S-block ประกอบด้วยองค์ประกอบสองกลุ่มแรก (โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ ธ ไฮโดรเจนและฮีเลียม)
P-block ประกอบด้วยหกกลุ่มสุดท้ายตั้งแต่ 13 ถึง 18 (ตาม IUPAC หรือตามระบบที่ใช้ในอเมริกา - จาก IIIA ถึง VIIIA) บล็อกนี้ยังรวมถึง metalloids ทั้งหมด
บล็อก - D กลุ่ม 3 ถึง 12 (IUPAC หรือ IIIB ถึง IIB ในอเมริกา) บล็อกนี้รวมโลหะทรานซิชันทั้งหมด
บล็อก - F มักนำออกจากตารางธาตุ รวมถึงแลนทาไนด์และแอกทิไนด์
ในบทเรียนนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับกฎธาตุของเมนเดเลเยฟ ซึ่งอธิบายการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัตถุธรรมดา ตลอดจนรูปร่างและคุณสมบัติของสารประกอบของธาตุ ขึ้นอยู่กับขนาดของมวลอะตอม พิจารณาว่าองค์ประกอบทางเคมีสามารถอธิบายได้จากตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางธาตุได้อย่างไร
หัวข้อ: กฎหมายเป็นระยะและระบบธาตุเคมีของ D.I. Mendeleev
บทเรียน: คำอธิบายขององค์ประกอบตามตำแหน่งในระบบธาตุของ D.I. Mendeleev
ในปี พ.ศ. 2412 D.I. Mendeleev จากข้อมูลที่สะสมจากองค์ประกอบทางเคมีได้กำหนดกฎเกณฑ์เป็นระยะ แล้วมันฟังแบบนี้: "คุณสมบัติของวัตถุธรรมดา เช่นเดียวกับรูปแบบและคุณสมบัติของสารประกอบของธาตุ จะขึ้นอยู่กับขนาดของมวลอะตอมของธาตุเป็นระยะ"เป็นเวลานานมากที่ความหมายทางกายภาพของกฎของ DIMendeleev นั้นไม่สามารถเข้าใจได้ ทุกอย่างเข้าที่หลังจากการค้นพบโครงสร้างของอะตอมในศตวรรษที่ 20
การกำหนดกฎเกณฑ์สมัยใหม่:"คุณสมบัติของสารอย่างง่าย เช่นเดียวกับรูปแบบและคุณสมบัติของสารประกอบของธาตุ จะขึ้นอยู่กับขนาดของประจุของนิวเคลียสของอะตอมเป็นระยะๆ"
ประจุของนิวเคลียสของอะตอมเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนจะสมดุลด้วยจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม ดังนั้นอะตอมจึงเป็นกลางทางไฟฟ้า
ประจุของนิวเคลียสของอะตอมในตารางธาตุคือ หมายเลขลำดับขององค์ประกอบ
หมายเลขงวดการแสดง จำนวนระดับพลังงานที่อิเล็กตรอนหมุนไป
หมายเลขกลุ่มการแสดง จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนสำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอก เป็นเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่มีหน้าที่สร้างพันธะเคมีของธาตุ
องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มที่ 8 - ก๊าซเฉื่อยมีอิเล็กตรอน 8 ตัวบนเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก เปลือกอิเล็กตรอนดังกล่าวเป็นที่ชื่นชอบอย่างกระฉับกระเฉง อะตอมทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะเติมอิเล็กตรอนชั้นนอกของพวกมันด้วยอิเล็กตรอนมากถึง 8 ตัว
ลักษณะใดของอะตอมที่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะในระบบธาตุ
โครงสร้างของระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกซ้ำแล้วซ้ำอีก
รัศมีของอะตอมเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ในกลุ่มรัศมี เพิ่มขึ้นด้วยจำนวนงวดที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากจำนวนระดับพลังงานเพิ่มขึ้น ในช่วงเวลาจากซ้ายไปขวาการเติบโตของนิวเคลียสของอะตอมจะเกิดขึ้น แต่แรงดึงดูดของนิวเคลียสจะมีมากขึ้น ดังนั้นรัศมีของอะตอม ลดลง.
อะตอมแต่ละอะตอมมีแนวโน้มที่จะทำให้ระดับพลังงานสุดท้ายขององค์ประกอบของกลุ่มที่ 1 ในอิเล็กตรอนชั้น 1 สุดท้ายสมบูรณ์ ดังนั้นจึงง่ายกว่าสำหรับพวกเขาที่จะแจก และมันง่ายกว่าสำหรับองค์ประกอบของกลุ่มที่ 7 ที่จะดึงดูดอิเล็กตรอน 1 ตัวที่หายไปไปยังออกเตต ในกลุ่ม ความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง เนื่องจากรัศมีของอะตอมเพิ่มขึ้นและการดึงดูดไปยังนิวเคลียสจะน้อยลง ในช่วงเวลาจากซ้ายไปขวา ความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอนจะลดลงเนื่องจากรัศมีของอะตอมลดลง
ยิ่งธาตุปล่อยอิเลคตรอนจากระดับภายนอกได้ง่ายกว่า ธาตุโลหะก็จะมีคุณสมบัติมากขึ้น ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของธาตุนั้นมีคุณสมบัติพื้นฐานมากกว่า ซึ่งหมายความว่าคุณสมบัติของโลหะในกลุ่มเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง และในช่วงเวลาจากขวาไปซ้าย ด้วยคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ สิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริง
ข้าว. 1. ตำแหน่งของแมกนีเซียมในตาราง
ในกลุ่มนี้แมกนีเซียมอยู่ติดกับเบริลเลียมและแคลเซียม รูปที่ 1 แมกนีเซียมมีอันดับต่ำกว่าเบริลเลียม แต่สูงกว่าแคลเซียมในกลุ่ม แมกนีเซียมมีคุณสมบัติทางโลหะมากกว่าเบริลเลียม แต่น้อยกว่าแคลเซียม คุณสมบัติพื้นฐานของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ในช่วงเวลาหนึ่ง โซเดียมอยู่ทางซ้าย และอลูมิเนียมอยู่ทางขวาของแมกนีเซียม โซเดียมจะแสดงคุณสมบัติของโลหะมากกว่าแมกนีเซียม และแมกนีเซียมมากกว่าอลูมิเนียม ดังนั้นองค์ประกอบใด ๆ สามารถเปรียบเทียบกับเพื่อนบ้านตามกลุ่มและช่วงเวลา
คุณสมบัติของกรดและอโลหะเปลี่ยนแปลงตรงข้ามกับคุณสมบัติพื้นฐานและโลหะ
ลักษณะของคลอรีนตามตำแหน่งในระบบธาตุของ D.I. Mendeleev
ข้าว. 4. ตำแหน่งของคลอรีนในตาราง
. ค่าของหมายเลขซีเรียล 17 ระบุจำนวนโปรตอน17 และอิเล็กตรอน17 ในอะตอม รูปที่ 4 มวลอะตอม 35 จะช่วยคำนวณจำนวนนิวตรอน (35-17 = 18) คลอรีนอยู่ในช่วงที่สามซึ่งหมายความว่าจำนวนระดับพลังงานในอะตอมคือ 3 อยู่ในกลุ่ม 7-A อยู่ในองค์ประกอบ p มันไม่ใช่โลหะ เปรียบเทียบคลอรีนกับเพื่อนบ้านตามกลุ่มและตามช่วงเวลา คุณสมบัติของคลอรีนที่ไม่ใช่โลหะมีค่ามากกว่าของกำมะถัน แต่น้อยกว่าของอาร์กอน คลอรีน ob-la-yes- มีคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ-li-che-ski-mi น้อยกว่าฟลูออรีนและมากกว่าโบรมีน มากระจายอิเล็กตรอนเหนือระดับพลังงานและเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์กัน การกระจายตัวทั่วไปของอิเล็กตรอนจะมีลักษณะดังนี้ ดูรูปที่ 5
|
|
ข้าว. 5. การกระจายอิเล็กตรอนของอะตอมคลอรีนเหนือระดับพลังงาน
กำหนดสถานะออกซิเดชันของคลอรีนสูงสุดและต่ำสุด สถานะออกซิเดชันสูงสุดคือ +7 เนื่องจากสามารถให้อิเล็กตรอนได้ 7 ตัวจากชั้นอิเล็กตรอนสุดท้าย สถานะออกซิเดชันต่ำสุดคือ -1 เนื่องจากคลอรีนต้องการอิเล็กตรอน 1 ตัวจึงจะสมบูรณ์ สูตรของออกไซด์สูงสุดคือ Cl 2 O 7 (กรดออกไซด์) ซึ่งเป็นสารประกอบไฮโดรเจน HCl
ในกระบวนการบริจาคหรือรับอิเล็กตรอน อะตอมจะได้รับ ค่าใช้จ่ายตามเงื่อนไข. ประจุแบบมีเงื่อนไขนี้เรียกว่า .
- เรียบง่ายสารมีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ ศูนย์.
องค์ประกอบสามารถแสดง ขีดสุดสถานะออกซิเดชันและ ขั้นต่ำ. ขีดสุดองค์ประกอบแสดงสถานะออกซิเดชันเมื่อ ให้กลับวาเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งหมดจากระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอก ถ้าจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนกลุ่ม สถานะออกซิเดชันสูงสุดจะเท่ากับจำนวนกลุ่ม
ข้าว. 2. ตำแหน่งของสารหนูในตาราง
ขั้นต่ำสถานะออกซิเดชันของธาตุจะแสดงขึ้นเมื่อ จะยอมรับอิเล็กตรอนที่เป็นไปได้ทั้งหมดเพื่อทำให้ชั้นอิเล็กตรอนสมบูรณ์
พิจารณาโดยใช้ตัวอย่างขององค์ประกอบหมายเลข 33 ค่าของสถานะออกซิเดชัน
นี่คือสารหนู As อยู่ในกลุ่มย่อยหลักที่ห้า รูปที่ 2 มีอิเล็กตรอน 5 ตัวในระดับอิเล็กตรอนสุดท้าย ดังนั้นการแจกพวกมันจะมีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +5 ก่อนที่ชั้นอิเล็กตรอนจะสมบูรณ์ อะตอมของ As จะขาดอิเล็กตรอน 3 ตัว โดยการดึงดูดพวกมันจะมีสถานะออกซิเดชันเป็น -3
ตำแหน่งของธาตุโลหะและอโลหะในระบบธาตุของ D.I. เมนเดเลเยฟ.
ข้าว. 3. ตำแหน่งของโลหะและอโลหะในตาราง
ที่ ผลข้างเคียง กลุ่มย่อยทั้งหมด โลหะ . หากคุณทำจิตใจให้สำเร็จ เส้นทแยงมุมจากโบรอนถึงแอสทาทีน , แล้ว ข้างบน เส้นทแยงมุมนี้ในกลุ่มย่อยหลักจะเป็นทั้งหมด อโลหะ , แ ด้านล่าง เส้นทแยงมุมนี้ - ทั้งหมด โลหะ . รูปที่ 3
1. ลำดับที่ 1-4 (หน้า 125) Rudzitis G.E. เคมีอนินทรีย์และอินทรีย์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8: ตำราเรียนสำหรับสถาบันการศึกษา: ระดับพื้นฐาน / G. E. Rudzitis, F.G. เฟลด์แมน ม.: การตรัสรู้. 2554 176 หน้า: ป่วย
2. ลักษณะใดของอะตอมที่เปลี่ยนแปลงตามคาบ?
3. ให้คำอธิบายขององค์ประกอบทางเคมีออกซิเจนตามตำแหน่งในระบบธาตุของ D.I. Mendeleev
ศตวรรษที่สิบเก้าในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติเป็นศตวรรษที่มีการปฏิรูปวิทยาศาสตร์จำนวนมาก รวมถึงเคมีด้วย ในเวลานี้เองที่ระบบธาตุของ Mendeleev ปรากฏขึ้นและด้วยกฎเกณฑ์เป็นระยะ เขาเป็นคนที่กลายเป็นพื้นฐานของเคมีสมัยใหม่ ระบบธาตุของ D.I. Mendeleev เป็นการจัดระบบขององค์ประกอบซึ่งกำหนดคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพขึ้นอยู่กับโครงสร้างและประจุของอะตอมของสาร
เรื่องราว
จุดเริ่มต้นของวารสารถูกวางโดยหนังสือ "ความสัมพันธ์ของคุณสมบัติกับน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบ" ซึ่งเขียนขึ้นในไตรมาสที่สามของศตวรรษที่ 17 แสดงแนวคิดพื้นฐานขององค์ประกอบทางเคมีที่ค่อนข้างเป็นที่รู้จัก (ในขณะนั้นมีเพียง 63 รายการเท่านั้น) นอกจากนี้สำหรับหลายคน มวลอะตอมถูกกำหนดอย่างไม่ถูกต้อง สิ่งนี้ขัดขวางการค้นพบของ D. I. Mendeleev อย่างมาก
Dmitry Ivanovich เริ่มทำงานโดยการเปรียบเทียบคุณสมบัติขององค์ประกอบ ก่อนอื่น เขารับคลอรีนและโพแทสเซียม จากนั้นจึงย้ายไปทำงานกับโลหะอัลคาไล ด้วยการ์ดพิเศษที่แสดงองค์ประกอบทางเคมี เขาพยายามประกอบ "โมเสค" นี้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า: เขาวางมันไว้บนโต๊ะเพื่อค้นหาส่วนผสมและไม้ขีดที่จำเป็น
หลังจากความพยายามอย่างมาก Dmitry Ivanovich ยังคงพบรูปแบบที่เขากำลังมองหา และสร้างองค์ประกอบต่างๆ ลงในชุดข้อมูลเป็นระยะๆ หลังจากได้รับเซลล์ว่างระหว่างองค์ประกอบต่างๆ นักวิทยาศาสตร์จึงตระหนักว่าไม่ใช่องค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่นักวิจัยชาวรัสเซียรู้จักและเป็นผู้ที่ควรให้ความรู้ด้านเคมีแก่โลกนี้ที่ยังไม่เคยได้รับจากเขา รุ่นก่อน
ทุกคนรู้ดีถึงตำนานที่ว่าตารางธาตุปรากฏต่อ Mendeleev ในความฝัน และเขาได้รวบรวมองค์ประกอบจากหน่วยความจำไว้ในระบบเดียว นี่พูดคร่าวๆ ว่าโกหก ความจริงก็คือ Dmitry Ivanovich ทำงานเป็นเวลานานและมีสมาธิ และมันทำให้เขาเหนื่อยมาก ในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับระบบองค์ประกอบ Mendeleev เคยผล็อยหลับไป เมื่อเขาตื่นขึ้น เขาก็ตระหนักว่าเขายังทำโต๊ะไม่เสร็จ และยังคงเติมเซลล์ว่างต่อไป คนรู้จักของเขาซึ่งเป็น Inostrantsev อาจารย์มหาวิทยาลัยคนหนึ่งตัดสินใจว่าโต๊ะของ Mendeleev เป็นความฝันและเผยแพร่ข่าวลือนี้ในหมู่นักเรียนของเขา สมมติฐานนี้จึงเกิดขึ้น
ชื่อเสียง
องค์ประกอบทางเคมีของ Mendeleev เป็นภาพสะท้อนของกฎธาตุที่สร้างขึ้นโดย Dmitry Ivanovich ในช่วงไตรมาสที่สามของศตวรรษที่ 19 (1869) ในปี พ.ศ. 2412 ในที่ประชุมชุมชนเคมีของรัสเซียได้มีการอ่านประกาศของ Mendeleev เกี่ยวกับการสร้างโครงสร้างบางอย่าง และในปีเดียวกันนั้นได้มีการตีพิมพ์หนังสือ "Fundamentals of Chemistry" ซึ่งระบบองค์ประกอบทางเคมีของ Mendeleev ได้รับการตีพิมพ์เป็นครั้งแรก และในหนังสือ "ระบบธรรมชาติขององค์ประกอบและการใช้เพื่อระบุคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ยังไม่ถูกค้นพบ" D.I. Mendeleev กล่าวถึงแนวคิดของ "กฎเป็นระยะ" เป็นครั้งแรก
กฎโครงสร้างและตำแหน่ง
ขั้นตอนแรกในการสร้างกฎเป็นระยะถูกสร้างขึ้นโดย Dmitry Ivanovich ในปี 1869-1871 ในเวลานั้นเขาทำงานอย่างหนักเพื่อสร้างการพึ่งพาคุณสมบัติขององค์ประกอบเหล่านี้กับมวลของอะตอม รุ่นที่ทันสมัยเป็นตารางองค์ประกอบสองมิติ
ตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางมีความหมายทางเคมีและทางกายภาพบางอย่าง จากตำแหน่งขององค์ประกอบในตาราง คุณสามารถค้นหาว่าความจุของธาตุนั้นคืออะไร และกำหนดคุณสมบัติทางเคมีอื่นๆ Dmitry Ivanovich พยายามสร้างการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบทั้งในลักษณะที่คล้ายคลึงกันและแตกต่างกัน
เขาใส่ความจุและมวลอะตอมเป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จักในขณะนั้น เมื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติสัมพัทธ์ขององค์ประกอบ Mendeleev พยายามค้นหารูปแบบที่จะรวมองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จักทั้งหมดเข้าไว้ในระบบเดียว เมื่อจัดเรียงตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น เขายังคงบรรลุความเป็นคาบในแต่ละแถว
การพัฒนาเพิ่มเติมของระบบ
ตารางธาตุซึ่งปรากฏในปี 2512 ได้รับการปรับปรุงมากกว่าหนึ่งครั้ง ด้วยการถือกำเนิดของก๊าซมีตระกูลในช่วงทศวรรษที่ 1930 เป็นไปได้ที่จะเปิดเผยการพึ่งพาองค์ประกอบใหม่ล่าสุด - ไม่ใช่เกี่ยวกับมวล แต่ขึ้นอยู่กับหมายเลขซีเรียล ต่อมา เป็นไปได้ที่จะกำหนดจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม และปรากฏว่าตรงกับหมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบ นักวิทยาศาสตร์ของศตวรรษที่ 20 ได้ศึกษาอิเล็กตรอน ปรากฎว่า ยังส่งผลต่อความเป็นคาบอีกด้วย สิ่งนี้เปลี่ยนความคิดเกี่ยวกับคุณสมบัติขององค์ประกอบอย่างมาก ประเด็นนี้สะท้อนให้เห็นในระบบธาตุของ Mendeleev รุ่นต่อๆ มา การค้นพบคุณสมบัติและคุณสมบัติขององค์ประกอบใหม่แต่ละครั้งจะเข้ากับตารางอย่างเป็นธรรมชาติ
ลักษณะของระบบธาตุของ Mendeleev
ตารางธาตุแบ่งออกเป็นช่วงเวลา (7 เส้นเรียงตามแนวนอน) ซึ่งในทางกลับกันจะแบ่งออกเป็นขนาดใหญ่และขนาดเล็ก คาบเริ่มต้นด้วยโลหะอัลคาไลและลงท้ายด้วยธาตุที่มีคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ
ในแนวตั้งตารางของ Dmitry Ivanovich แบ่งออกเป็นกลุ่ม (8 คอลัมน์) แต่ละกลุ่มในระบบธาตุประกอบด้วยสองกลุ่มย่อยคือกลุ่มหลักและกลุ่มรอง หลังจากข้อพิพาทอันยาวนาน ตามคำแนะนำของ D. I. Mendeleev และ W. Ramsay เพื่อนร่วมงานของเขา ได้มีการตัดสินใจแนะนำกลุ่ม Zero ที่เรียกว่า ประกอบด้วยก๊าซเฉื่อย (นีออน ฮีเลียม อาร์กอน เรดอน ซีนอน คริปทอน) ในปี 1911 นักวิทยาศาสตร์ F. Soddy เสนอให้วางองค์ประกอบที่แยกไม่ออกซึ่งเรียกว่าไอโซโทปในระบบธาตุ - เซลล์ที่แยกจากกันได้รับการจัดสรรสำหรับพวกมัน
แม้จะมีความเที่ยงตรงและความถูกต้องของระบบตามระยะเวลา แต่ชุมชนวิทยาศาสตร์ไม่ต้องการรับรู้การค้นพบนี้เป็นเวลานาน นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่หลายคนเยาะเย้ยกิจกรรมของ D. I. Mendeleev และเชื่อว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายคุณสมบัติของธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ แต่หลังจากที่ค้นพบองค์ประกอบทางเคมีที่ถูกกล่าวหา (เช่น สแกนเดียม แกลเลียม และเจอร์เมเนียม) ระบบของ Mendeleev และกฎเป็นระยะของเขากลายเป็นศาสตร์แห่งเคมี
ตารางในยุคปัจจุบัน
ระบบธาตุเป็นระยะของ Mendeleev เป็นพื้นฐานของการค้นพบทางเคมีและกายภาพส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ปรมาณูและโมเลกุล แนวคิดสมัยใหม่ขององค์ประกอบได้รับการพัฒนาอย่างแม่นยำต้องขอบคุณนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ การถือกำเนิดของระบบธาตุของ Mendeleev ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในแนวคิดเกี่ยวกับสารประกอบต่างๆ และสารธรรมดาๆ การสร้างระบบเป็นระยะโดยนักวิทยาศาสตร์มีผลกระทบอย่างมากต่อการพัฒนาเคมีและวิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง
