Au asztali elem. Periodikus törvény D

Dmitrij Mengyelejev a periódusos rendszer felfedezése kémiai elemek 1869 márciusában igazi áttörést jelentett a kémiában. Az orosz tudósnak sikerült rendszereznie a kémiai elemekre vonatkozó ismereteket, és táblázat formájában bemutatni, amelyet az iskolásoknak továbbra is meg kell tanulniuk a kémiaórákon. A periódusos rendszer e komplexum gyors fejlődésének alapja lett és érdekes tudomány, felfedezésének történetét pedig legendák és mítoszok övezik. A tudomány iránt érdeklődők számára érdekes lesz megtudni az igazságot arról, hogyan fedezte fel Mengyelejev a periodikus elemek táblázatát.

A periódusos rendszer története: hogyan kezdődött minden

Jóval Dmitrij Mengyelejev előtt történtek kísérletek az ismert kémiai elemek osztályozására és rendszerezésére. Olyan híres tudósok, mint Döbereiner, Newlands, Meyer és mások javasolták elemrendszereiket. A kémiai elemekre és azok helyes atomtömegére vonatkozó adatok hiánya miatt azonban a javasolt rendszerek nem voltak teljesen megbízhatóak.

A periódusos rendszer felfedezésének története 1869-ben kezdődik, amikor az Orosz Kémiai Társaság ülésén egy orosz tudós beszélt kollégáinak felfedezéséről. A tudós által javasolt táblázatban a kémiai elemeket tulajdonságaik szerint rendezték el, amelyet molekulatömegük nagysága biztosított.

A periódusos rendszer érdekessége volt az üres sejtek jelenléte is, amelyeket a jövőben a tudós által előre jelzett nyitott kémiai elemekkel (germánium, gallium, szkandium) töltöttek meg. A periódusos rendszer felfedezése óta számos kiegészítés és módosítás történt rajta. Mengyelejev William Ramsay skót kémikussal együtt hozzáadta a táblázathoz az inert gázok egy csoportját (nulla csoport).

Ezt követően Mengyelejev periódusos rendszerének története közvetlenül kapcsolódott egy másik tudomány - a fizika - felfedezéséhez. A periodikus elemek táblázatával kapcsolatos munka a mai napig folytatódik, és a modern tudósok új kémiai elemeket adnak hozzá, amint felfedezik őket. Dmitrij Mengyelejev periodikus rendszerének jelentőségét nehéz túlbecsülni, mivel ennek köszönhetően:

• Rendszerezték a már felfedezett kémiai elemek tulajdonságaira vonatkozó ismereteket;
• Lehetővé vált új kémiai elemek felfedezésének előrejelzése;
• A fizika olyan ágai kezdtek fejlődni, mint az atomfizika és a magfizika;

A kémiai elemek periodikus törvény szerinti ábrázolására számos lehetőség kínálkozik, de a leghíresebb és leggyakoribb lehetőség a mindenki számára ismert periódusos rendszer.

Mítoszok és tények a periódusos rendszer létrehozásáról

A periódusos rendszer felfedezésének történetében a leggyakoribb tévhit az, hogy a tudós álmában látta. Valójában maga Dmitrij Mengyelejev cáfolta ezt a mítoszt, és kijelentette, hogy évek óta töprengett a periodikus törvényen. A kémiai elemek rendszerezéséhez mindegyiket külön-külön kártyára írta, és ismételten kombinálta egymással, hasonló tulajdonságaik függvényében sorokba rendezve.

A tudós „prófétai” álmáról szóló mítosz azzal magyarázható, hogy Mengyelejev napokig dolgozott a kémiai elemek rendszerezésén, amit megszakított a rövid alvás. Azonban csak a tudós kemény munkája és természetes tehetsége adta meg a régóta várt eredményt, és Dmitrij Mengyelejev számára világhírnevet szerzett.

Sok diák az iskolában és néha az egyetemen is kénytelen memorizálni, vagy legalább nagyjából eligazodni a periódusos rendszerben. Ehhez az embernek nemcsak rendelkeznie kell jó emlék, hanem logikusan gondolkodni, az elemeket külön csoportokba, osztályokba kapcsolni. A táblázat áttanulmányozása azok számára a legegyszerűbb, akik folyamatosan jó formában tartják agyukat a BrainApps edzésen.

Valószínűleg mindannyian láttad az elemek periódusos rendszerét. Lehetséges, hogy még mindig kísért álmaidban, vagy talán egyelőre csak vizuális háttér díszíti egy iskolai tanterem falát. Azonban sokkal több van ebben a véletlenszerűnek tűnő sejtgyűjteményben, mint amilyennek látszik.

A periódusos rendszer (vagy PT, ahogy ebben a cikkben időnként nevezzük) és az azt alkotó elemek olyan funkciókkal rendelkeznek, amelyeket talán soha nem is sejtett. A táblázat létrehozásától a végső elemek hozzáadásáig íme tíz olyan tény, amelyet a legtöbben nem tudnak.

10. Mengyelejev segítséget kapott

A periódusos rendszert 1869 óta használják, amikor is egy benőtt állította össze vastag szakáll Dimitri Mengyelejev. A legtöbben azt hiszik, hogy Mengyelejev volt az egyetlen, aki ezen az asztalon dolgozott, és ennek köszönhetően ő lett az évszázad legragyogóbb vegyésze. Erőfeszítéseit azonban számos európai tudós segítette, akik jelentős mértékben hozzájárultak ennek a kolosszális elemkészletnek a kiteljesítéséhez.

Mengyelejev széles körben a periódusos rendszer atyjaként ismert, de amikor összeállította, még nem fedezték fel a táblázat minden elemét. Hogyan vált ez lehetségessé? A tudósok híresek őrültségükről...

9. Legutóbb hozzáadott elemek

Akár hiszi, akár nem, a periódusos rendszer nem sokat változott az 1950-es évek óta. 2016. december 2-án azonban egyszerre négy új elemmel bővült: nihonium (113. számú elem), moszkovium (115. számú elem), tennessin (117. számú elem) és oganesson (118. elem). Ezek az új elemek csak 2016 júniusában kapták a nevüket, mivel öt hónapos felülvizsgálatra volt szükség, mielőtt hivatalosan hozzáadták őket a PT-hez.

Három elemet azokról a városokról vagy államokról neveztek el, ahol ezeket szerezték, és Oganessont Jurij Oganesjan orosz atomfizikusról nevezték el az elem megszerzéséhez való hozzájárulása miatt.

8. Melyik betű nem szerepel a táblázatban?

A latin ábécé 26 betűt tartalmaz, és mindegyik fontos. Mengyelejev azonban úgy döntött, hogy ezt nem veszi észre. Vessen egy pillantást a táblázatra, és mondja meg, melyik betű a szerencsétlen? Tipp: keressen sorrendben, és hajlítsa be az ujjait minden egyes talált betű után. Ennek eredményeként megtalálja a „hiányzó” betűt (ha mind a tíz ujja a kezén van). Kitaláltad? Ez a 10-es betű, a "J" betű.

Azt mondják, hogy az „egy” a magányos emberek száma. Tehát talán a „J” betűt a szinglik betűjének kellene neveznünk? De itt vicces tény: Az Egyesült Államokban 2000-ben született fiúk többsége ezzel a betűvel kezdődő nevet kapott. Így ez a levél sem maradt kellő figyelem nélkül.

7. Szintetizált elemek

Amint azt talán már tudod, jelenleg 118 elem van a periódusos rendszerben. Meg tudja tippelni, hogy ebből a 118 elemből hányat szereztek be a laboratóriumban? A teljes általános listából csak 90 elem található természetes körülmények között.

Ön szerint 28 mesterségesen létrehozott elem sok? Nos, fogadd a szavamat. 1937 óta szintetizálják őket, és a tudósok ma is ezt teszik. Mindezek az elemek megtalálhatók a táblázatban. Nézd meg a 95-118. elemeket, ezek az elemek nem találhatók meg bolygónkon, és laboratóriumokban szintetizálták őket. Ugyanez vonatkozik a 43-as, 61-es, 85-ös és 87-es számú elemekre is.

6. 137. elem

A 20. század közepén egy Richard Feynman nevű híres tudós olyan hangos kijelentést tett, amely bolygónk egész tudományos világát lenyűgözte. Szerinte ha valaha is felfedezzük a 137-es elemet, akkor nem fogjuk tudni meghatározni a benne lévő protonok és neutronok számát. Az 1/137 szám azért figyelemre méltó, mert ez a finomszerkezeti állandó értéke, amely leírja annak valószínűségét, hogy egy elektron elnyel vagy kibocsát egy fotont. Elméletileg a 137-es elemnek 137 elektronnak kell lennie, és 100 százalékos esélye van egy foton elnyelésére. Az elektronjai fénysebességgel fognak forogni. Még hihetetlenebb, hogy a 139-es elem elektronjainak a fénysebességnél gyorsabban kell forogniuk, hogy létezzenek.

Eleged van már a fizikából? Érdekelheti, hogy a 137-es szám a fizika három fontos területét egyesíti: a fénysebesség elméletét, a kvantummechanikát és az elektromágnesességet. Az 1900-as évek eleje óta a fizikusok azt feltételezték, hogy a 137-es szám lehet az alapja egy Nagy Egységes Elméletnek, amely magában foglalja mindhárom fenti területet. Valljuk be, ez olyan hihetetlenül hangzik, mint az UFO-k és a Bermuda-háromszög legendái.

5. Mit tud mondani a nevekről?

Az elemek szinte mindegyik nevének van valamilyen jelentése, bár ez nem egyértelmű. Az új elemek neveit nem adjuk meg önkényesen. Csak az első szóval nevezném meg az elemet, ami eszembe jutott. Például "kerflump". Nem rossz szerintem.

Az elemnevek általában az öt fő kategória valamelyikébe tartoznak. Az első a híres tudósok nevei, a klasszikus változat az Einsteinium. Ezen túlmenően, az elemek elnevezhetők azok alapján, ahol először rögzítették őket, például germánium, americium, gallium stb. A bolygónevek további lehetőségként használhatók. Az urán elemet először nem sokkal az Uránusz bolygó felfedezése után fedezték fel. Az elemeknek a mitológiához kapcsolódó neveik lehetnek, például létezik a titán, amelyet az ókori görög titánokról neveztek el, és a tórium, amely a skandináv mennydörgés istenéről (vagy csillag „bosszúálló”, attól függően, hogy mit szeretne) kapta nevét.

És végül vannak olyan nevek, amelyek leírják az elemek tulajdonságait. Az argon a görög „argos” szóból származik, ami „lusta” vagy „lassú”-t jelent. A név arra utal, hogy ez a gáz nem aktív. A bróm egy másik elem, amelynek neve egy görög szóból származik. A "bróm" jelentése "bűz", és ez elég pontosan leírja a bróm szagát.

4. „Eureka pillanat” volt a táblázat elkészítése?

ha szeretsz kártyajátékok, akkor ez a tény az Ön számára szól. Mengyelejevnek valahogyan rendbe kellett tennie az összes elemet, és ehhez rendszert kellett találnia. A kategóriatáblázat elkészítéséhez természetesen a pasziánszhoz fordult (na, mi más?) Mengyelejev felírta az egyes elemek atomsúlyát egy külön kártyára, majd elkezdte kirakni fejlett pasziánszjátékát. Az elemeket meghatározott tulajdonságaik szerint rendezte el, majd az egyes oszlopokban atomtömegük szerint rendezte el.

Sokan nem tudnak normál pasziánszozni, ezért ez a pasziánsz játék lenyűgöző. Mi fog ezután történni? Valószínűleg valaki a sakk segítségével forradalmasítja az asztrofizikát, vagy olyan rakétát hoz létre, amely képes elérni a galaxis peremét. Úgy tűnik, ebben nem lesz semmi szokatlan, tekintve, hogy Mengyelejev mindössze egy pakli közönséges játékkártyával tudott ilyen zseniális eredményt elérni.

3. Szerencsétlen nemesgázok

Emlékszel, hogyan soroltuk be az argont univerzumunk történetének leglustább és leglassabb elemei közé? Úgy tűnik, Mengyelejevet ugyanezek az érzések kerítették hatalmukba. Amikor 1894-ben először nyerték el a tiszta argont, az nem fért be a táblázat egyik oszlopába sem, így a tudós a megoldás keresése helyett úgy döntött, egyszerűen tagadja létezését.

Még feltűnőbb, hogy nem az argon volt az egyetlen elem, amely kezdetben erre a sorsra jutott. Az argonon kívül öt másik elem is besorolatlan maradt. Ez a radont, a neont, a kriptont, a héliumot és a xenont érintette – és mindenki tagadta létezésüket pusztán azért, mert Mengyelejev nem talált nekik helyet a táblázatban. Több éves átrendeződés és átsorolás után ezeknek az elemeknek (nemesgázoknak) végre volt szerencséje csatlakozni a ténylegesen létezőnek elismertek méltó klubjához.

2. Atomszerelem

Tanácsok mindazoknak, akik romantikusnak tartják magukat. Vegyünk egy papír másolatot a periódusos táblázatról, és vágjuk ki az összes bonyolult és viszonylag felesleges középső oszlopot, így marad 8 oszlop (a táblázat "rövid" formája lesz). Hajtsa be a IV. csoport közepére - és megtudja, mely elemek alkothatnak vegyületeket egymással.

Azok az elemek, amelyek összecsukva „csókolóznak”, képesek stabil vegyületeket képezni. Ezek az elemek egymást kiegészítő elektronikus struktúrákkal rendelkeznek, és kombinálódnak egymással. És ha nem igazi szerelem, mint Rómeó és Júlia vagy Shrek és Fiona – akkor nem tudom, mi a szerelem.

1. Szén-dioxid szabályok

Carbon megpróbál a játék középpontjában állni. Azt hiszed, mindent tudsz a szénről, de ez sokkal fontosabb, mint gondolnád. Tudta, hogy az összes ismert vegyület több mint felében megtalálható? És mi a helyzet azzal, hogy az összes élő szervezet tömegének 20 százaléka szén? Nagyon furcsa, de készülj fel: tested minden szénatomja egy frakció része volt valaha szén-dioxid a légkörben. A szén nemcsak bolygónk szupereleme, hanem a negyedik legnagyobb mennyiségben előforduló elem az egész Univerzumban.

Ha a periódusos rendszer olyan, mint egy parti, akkor a szén a fő gazda. És úgy tűnik, hogy ő az egyetlen, aki tudja, hogyan kell mindent helyesen megszervezni. Nos, többek között minden gyémántnak ez a fő eleme, így minden tolakodósága ellenére is csillog!

A kémiai elemek periodikus rendszere a kémiai elemek osztályozása, amelyet D. I. Mengyelejev alkotott meg az általa 1869-ben felfedezett periodikus törvény alapján.

D. I. Mengyelejev

Ennek a törvénynek a modern megfogalmazása szerint az atommagok pozitív töltésének növekvő nagyságrendjébe rendezett elemek folyamatos sorozatában a hasonló tulajdonságú elemek periodikusan ismétlődnek.

A kémiai elemek periódusos rendszere, táblázatos formában, periódusokból, sorozatokból és csoportokból áll.

Minden periódus elején (az első kivételével) az elem kifejezett fémes tulajdonságokkal rendelkezik (alkáli fém).

A színtáblázat szimbólumai: 1 - az elem kémiai jele; 2 - név; 3 - atomtömeg (atomtömeg); 4 - sorozatszám; 5 - az elektronok eloszlása ​​a rétegek között.

Egy elem rendszámának növekedésével, amely megegyezik az atommag pozitív töltésével, a fémes tulajdonságok fokozatosan gyengülnek, és a nemfémes tulajdonságok növekednek. Az utolsó előtti elem minden periódusban egy kifejezett nemfémes tulajdonságokkal rendelkező elem (), az utolsó pedig egy inert gáz. Az I. periódusban 2 elem van, a II-ben és a III-ban - 8 elem, a IV-ben és az V-ben - 18, a VI-ban - 32 és a VII-ben (nem befejezett időszak) - 17 elem.

Az első három periódust kis periódusnak nevezzük, mindegyik egy vízszintes sorból áll; a többi - nagy időszakokban, amelyek mindegyike (a VII időszak kivételével) két vízszintes sorból áll - páros (felső) és páratlan (alsó). Páros sorokban hosszú időszakok csak fémek találhatók. Ezekben a sorozatokban az elemek tulajdonságai kismértékben változnak a sorszám növekedésével. A nagy periódusok páratlan soraiban lévő elemek tulajdonságai megváltoznak. A VI. periódusban a lantánt 14 elem követi, amelyek kémiai tulajdonságaiban nagyon hasonlóak. Ezek az elemek, az úgynevezett lantanidok, a fő táblázat alatt külön vannak felsorolva. Az aktinidákat, az aktíniumot követő elemeket hasonló módon mutatjuk be a táblázatban.

A táblázat kilenc függőleges csoportot tartalmaz. A csoportszám ritka kivételektől eltekintve megegyezik a csoport elemeinek legmagasabb pozitív vegyértékével. Minden csoport – a nulla és nyolcadik kivételével – alcsoportokra oszlik. - fő (jobbra található) és másodlagos. A fő alcsoportokban az atomszám növekedésével az elemek fémes tulajdonságai erősödnek, a nemfémes tulajdonságok gyengülnek.

Így vegyszer és sorozat fizikai tulajdonságok elemeket az elfoglalt hely határozza meg ezt az elemet a periódusos rendszerben.

Biogén elemek, azaz olyan elemek, amelyek szervezeteket alkotnak, és bizonyos funkciót látnak el benne biológiai szerepe, foglalják el felső rész Periódusos táblázatok. Az élő anyag nagy részét (több mint 99%-át) kitevő elemek által elfoglalt sejtek kék színűek. rózsaszín szín- mikroelemek által elfoglalt sejtek (lásd).

A kémiai elemek periódusos rendszere a modern természettudomány legnagyobb vívmánya, és a legáltalánosabb dialektikus természeti törvények szemléletes kifejezése.

Lásd még: Atomtömeg.

A kémiai elemek periodikus rendszere a kémiai elemek természetes osztályozása, amelyet D. I. Mengyelejev alkotott meg az általa 1869-ben felfedezett periodikus törvény alapján.

Eredeti megfogalmazásában D. I. Mengyelejev periodikus törvénye kimondta: a kémiai elemek tulajdonságai, valamint vegyületeik formája és tulajdonságai periodikusan függnek az elemek atomsúlyától. Ezt követően az atom szerkezetére vonatkozó tan fejlődésével kiderült, hogy több pontos leírás minden elem nem az atomsúly (lásd), hanem az elem atommagjának pozitív töltésének értéke, amely egyenlő ennek az elemnek a sorszámával a D. I. Mengyelejev periodikus rendszerében. Az atommag pozitív töltéseinek száma megegyezik az atommagot körülvevő elektronok számával, mivel az atomok összességében elektromosan semlegesek. Ezen adatok fényében a periodikus törvény a következőképpen fogalmazódik meg: a kémiai elemek tulajdonságai, valamint vegyületeik formái és tulajdonságai periodikusan függnek atomjaik magjai pozitív töltésének nagyságától. Ez azt jelenti, hogy az elemek folyamatos sorozatában, amelyek atommagjaik pozitív töltésének növekedése sorrendjében vannak elrendezve, a hasonló tulajdonságú elemek periodikusan ismétlődnek.

A kémiai elemek periódusos rendszerének táblázatos formáját mutatja be modern forma. Periódusokból, sorozatokból és csoportokból áll. A periódus az elemek egymást követő vízszintes sorozatát jelöli, amelyek az atommagok pozitív töltése növekvő sorrendjében vannak elrendezve.

Minden periódus elején (az első kivételével) van egy markáns fémes tulajdonságokkal rendelkező elem (alkáli fém). Ezután a sorozatszám növekedésével az elemek fémes tulajdonságai fokozatosan gyengülnek, a nem fémes tulajdonságok pedig nőnek. Minden periódusban az utolsó előtti elem egy kifejezett nemfémes tulajdonságú elem (halogén), az utolsó pedig egy inert gáz. Az első periódus két elemből áll, egy alkálifém és egy halogén szerepét itt egyszerre tölti be a hidrogén. A II. és a III. periódus mindegyike 8 elemet tartalmaz, amelyeket Mengyelejev tipikusnak nevez. A IV. és V. periódus 18 elemet tartalmaz, VI-32. A VII. időszak még nem zárult le, és mesterségesen létrehozott elemekkel van feltöltve; Jelenleg 17 elem van ebben az időszakban. Az I., II. és III. periódusokat kicsiknek nevezik, mindegyik egy vízszintes sorból áll, a IV-VII. nagyok: ezek (a VII kivételével) két vízszintes sort tartalmaznak - páros (felső) és páratlan (alsó). A nagy periódusok egyenletes soraiban csak fémek vannak, és a sorban lévő elemek tulajdonságainak változása balról jobbra gyengén kifejeződik.

Nagy periódusok páratlan sorozataiban a sorozat elemeinek tulajdonságai ugyanúgy változnak, mint a tipikus elemek tulajdonságai. A VI. periódus páros sorában a lantán után 14 elem [úgynevezett lantanidok (lásd lantanidok, ritkaföldfém elemek]) található, amelyek kémiai tulajdonságaiban hasonlítanak a lantánhoz és egymáshoz. Ezek listája a táblázat alatt külön található.

Az aktinium utáni elemeket – aktinidákat (aktinoidokat) – külön soroljuk fel, és a táblázat alatt soroljuk fel.

A kémiai elemek periódusos rendszerében kilenc csoport helyezkedik el függőlegesen. A csoportszám megegyezik a csoport elemeinek legmagasabb pozitív vegyértékével (lásd). Ez alól kivétel a fluor (csak negatív egyértékű) és a bróm (nem lehet heptavalens); emellett a réz, ezüst, arany vegyértéke nagyobb, mint +1 (Cu-1 és 2, Ag és Au-1 és 3), a VIII. csoport elemei közül pedig csak az ozmium és a ruténium vegyértéke +8 . Minden csoport – a nyolcadik és a nulladik kivételével – két alcsoportra oszlik: a fő (jobbra található) és a másodlagos alcsoportra. A fő alcsoportok tipikus elemeket és hosszú periódusú elemeket tartalmaznak, a másodlagos alcsoportokba csak a hosszú periódusok elemei, illetve a fémek tartoznak.

Kémiai tulajdonságokat tekintve egy adott csoport egyes alcsoportjainak elemei jelentősen eltérnek egymástól, és csak a legmagasabb pozitív vegyérték azonos az adott csoport összes elemére. A fő alcsoportokban felülről lefelé az elemek fémes tulajdonságai erősödnek, a nemfémeseké gyengül (például a francium a legkifejezettebb fémes tulajdonságokkal rendelkező elem, a fluor pedig nem fémes). Így egy elem helye Mengyelejev periodikus rendszerében (sorszám) határozza meg tulajdonságait, amelyek a szomszédos elemek függőleges és vízszintes tulajdonságainak átlagai.

Egyes elemcsoportoknak speciális neveik vannak. Így az I. csoport fő alcsoportjainak elemeit alkálifémeknek, a II. csoportot - alkáliföldfémeknek, a VII. csoportot - halogéneket, az urán - transzurán mögött található elemeket nevezik. Az élőlényeket alkotó elemek részt vesznek az anyagcsere folyamatokban, és kifejezett biológiai szerepe, biogén elemeknek nevezzük. Mindegyik D. I. Mengyelejev táblázatának felső részét foglalja el. Ezek elsősorban az O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg és Fe, amelyek az élőanyag nagy részét (több mint 99%-át) teszik ki. A periódusos rendszerben ezen elemek által elfoglalt helyek világoskék színűek. A biogén elemeket, amelyekből nagyon kevés van a szervezetben (10 -3 és 10 -14%), mikroelemeknek nevezzük (lásd). A periodikus rendszer sejtjeiben, befestve sárga, olyan mikroelemeket helyeznek el, amelyek létfontosságúak az ember számára bebizonyosodott.

Az atomszerkezet elmélete szerint (lásd Atom) az elemek kémiai tulajdonságai főként a külső elektronhéjban lévő elektronok számától függenek. Az elemek tulajdonságainak periodikus változása az atommagok pozitív töltésének növekedésével az atomok külső elektronhéjának (energiaszintjének) szerkezetének periodikus ismétlődésével magyarázható.

Kis periódusokban, az atommag pozitív töltésének növekedésével, a külső héj elektronjainak száma az I. periódusban 1-ről 2-re, a II. és III. periódusban pedig 1-ről 8-ra nő. Ebből adódik az elemek tulajdonságainak változása az alkálifémből inert gázsá váló időszakban. A 8 elektront tartalmazó külső elektronhéj teljes és energetikailag stabil (a nulladik csoportba tartozó elemek kémiailag inertek).

Hosszú ideig egyenletes sorokban, ahogy az atommagok pozitív töltése növekszik, a külső héj elektronjainak száma állandó marad (1 vagy 2), és a második külső héj megtelik elektronokkal. Ebből adódik a páros sorokban lévő elemek tulajdonságainak lassú változása. A nagy periódusok páratlan sorozatában, ahogy az atommagok töltése növekszik, a külső héj megtelik elektronokkal (1-től 8-ig), és az elemek tulajdonságai ugyanúgy megváltoznak, mint a tipikus elemeké.

Az elektronhéjak száma egy atomban megegyezik a periódusszámmal. A fő alcsoportok elemeinek atomjainak külső héjában a csoportszámmal megegyező számú elektron található. Az oldalsó alcsoportok elemeinek atomjai egy vagy két elektront tartalmaznak a külső héjukban. Ez magyarázza a fő és a másodlagos alcsoport elemeinek tulajdonságainak különbségét. A csoportszám a kémiai (valencia) kötések kialakításában részt vevő elektronok lehetséges számát jelzi (lásd Molekula), ezért az ilyen elektronokat vegyértéknek nevezzük. Az oldalsó alcsoportok elemei esetében nemcsak a külső héjak elektronjai vegyértékek, hanem az utolsó előttiek elektronjai is. Az elektronhéjak számát és szerkezetét a mellékelt kémiai elemek periódusos táblázata tartalmazza.

D. I. Mengyelejev periodikus törvénye és az arra épülő rendszer kizárólag nagyon fontos a tudományban és a gyakorlatban. A periodikus törvény és rendszer volt az alapja az új kémiai elemek felfedezésének, pontos meghatározás atomtömegük, az atomok szerkezetére vonatkozó tan kidolgozása, az elemek földkéregben való eloszlásának geokémiai törvényeinek megállapítása és fejlődése modern ötletekélő anyagról, amelynek összetétele és a hozzá kapcsolódó mintázatok összhangban vannak a periódusos rendszerrel. Az elemek biológiai aktivitását és a testben lévő tartalmukat nagymértékben meghatározza az is, hogy Mengyelejev periódusos rendszerében milyen helyet foglalnak el. Így a sorozatszám növekedésével számos csoportban az elemek toxicitása nő, és tartalmuk a szervezetben csökken. A periodikus törvény világosan kifejezi a természet fejlődésének legáltalánosabb dialektikus törvényeit.

A periódusos rendszer minősített szakaszai 2018. június 15

Sokan hallottak Dmitrij Ivanovics Mengyelejevről és a 19. században (1869) felfedezett „A kémiai elemek tulajdonságainak változásának periódusos törvényéről csoportokban és sorozatokban” (a táblázat szerzőjének neve „Elemek periodikus rendszere Csoportok és sorozatok”).

A periódusos kémiai elemek táblázatának felfedezése volt az egyik fontos mérföldkő a kémia, mint tudomány fejlődésének történetében. A táblázat felfedezője Dmitrij Mengyelejev orosz tudós volt. Egy rendkívüli tudósnak, aki széles tudományos felfogással rendelkezik, sikerült egyetlen koherens koncepcióban egyesítenie a kémiai elemek természetére vonatkozó összes elképzelést.

A táblázat megnyitásának története

A 19. század közepéig 63 kémiai elemet fedeztek fel, és a tudósok világszerte többször is kísérletet tettek arra, hogy az összes létező elemet egyetlen fogalommá egyesítsék. Javasolták, hogy az elemeket az atomtömeg növekedésének sorrendjében helyezzék el, és hasonlóság szerint csoportosítsák őket kémiai tulajdonságok.

1863-ban John Alexander Newland kémikus és zenész javasolta elméletét, aki a Mengyelejev által felfedezetthez hasonló kémiai elemek elrendezését javasolta, de a tudós munkáját a tudományos közösség nem vette komolyan, mivel a szerzőt elragadták. a harmónia keresésével és a zene kémiával való összekapcsolásával.

1869-ben Mengyelejev közzétette a periódusos táblázat diagramját a Journal of the Russian Chemical Society folyóiratban, és a felfedezésről értesítést küldött a vezetőknek. világ tudósai. Ezt követően a vegyész többször finomította és javította a sémát, amíg el nem nyerte szokásos megjelenését.

Mengyelejev felfedezésének lényege, hogy az atomtömeg növekedésével az elemek kémiai tulajdonságai nem monoton, hanem periodikusan változnak. Bizonyos számú különböző tulajdonságú elem után a tulajdonságok ismétlődnek. Így a kálium a nátriumhoz, a fluor a klórhoz, az arany pedig az ezüsthöz és a rézhez hasonlít.

1871-ben Mengyelejev végre egyesítette a gondolatokat a periodikus törvényben. A tudósok számos új kémiai elem felfedezését jósolták, és leírták kémiai tulajdonságaikat. Ezt követően a vegyész számításait teljesen megerősítették - a gallium, a szkandium és a germánium teljes mértékben megfelelt a Mengyelejev által nekik tulajdonított tulajdonságoknak.

De nem minden olyan egyszerű, és van néhány dolog, amit nem tudunk.

Kevesen tudják, hogy D. I. Mengyelejev a 19. század végének egyik első világhírű orosz tudósa volt, aki megvédte a világtudományban az étert mint egyetemes szubsztanciális entitást, és alapvető tudományos és alkalmazott jelentőséget tulajdonított neki a a létezés titkait és az emberek gazdasági életének javítását.

Az a vélemény, hogy az iskolákban és egyetemeken hivatalosan tanított kémiai elemek periódusos rendszere hamisítás. Maga Mengyelejev „Kísérlet a világéter kémiai megértésére” című munkájában egy kicsit más táblázatot adott.

Az igazi periódusos rendszer utoljára 1906-ban jelent meg torzítatlan formában Szentpéterváron („A kémia alapjai” tankönyv, VIII. kiadás).

Láthatóak a különbségek: a nulla csoport a 8. helyre került, és a hidrogénnél könnyebb elem, amellyel a táblázatnak kezdődnie kell, és amelyet hagyományosan newtóniumnak (éternek) neveznek, teljesen kizárt.

Ugyanezt az asztalt örökíti meg a "VÉR ZÁRNAK" elvtárs. Sztálin Szentpéterváron, a Moszkovszkij sugárúton. 19. VNIIM im. D. I. Mengyelejeva (Összoroszországi Metrológiai Kutatóintézet)

A V. A. Frolov Művészeti Akadémia professzorának irányításával mozaikokkal készült D. I. Mengyelejev Kémiai elemek periódusos rendszerének emlékműve (építészeti terve: Kricsevszkij). Az emlékmű D. I. Mengyelejev Kémia Alapjai című művének utolsó életre szóló 8. kiadásából (1906) készült táblázaton alapul. A D. I. Mengyelejev élete során felfedezett elemek piros színnel vannak jelölve. 1907 és 1934 között felfedezett elemek , kékkel jelölve.

Miért és hogyan történhetett, hogy ilyen pimaszul és nyíltan hazudnak nekünk?

A világéter helye és szerepe D. I. Mengyelejev igazi táblázatában

Sokan hallottak Dmitrij Ivanovics Mengyelejevről és a „Csoportokban és sorozatokban lévő kémiai elemek tulajdonságainak változásának periodikus törvényéről”, amelyet a 19. században (1869) fedezett fel (a táblázat szerzőjének neve „Elemek periodikus rendszere Csoportok és sorozatok”).

Sokan azt is hallották, hogy D.I. Mengyelejev volt a szervezője és állandó vezetője (1869-1905) az „Orosz Kémiai Társaság” (1872-től „Orosz Fizikai-Kémiai Társaság”) nevű orosz állami tudományos egyesületnek, amely fennállása során a világhírű ZhRFKhO folyóiratot adta ki, egészen addig, amíg egészen a Társaság és folyóiratának a Szovjetunió Tudományos Akadémia általi 1930-as felszámolásáig.
De kevesen tudják, hogy D. I. Mengyelejev a 19. század végének egyik utolsó világhírű orosz tudósa volt, aki megvédte a világtudományban az étert mint egyetemes szubsztanciális entitást, és alapvető tudományos és alkalmazott jelentőséget tulajdonított neki a feltárásban. titkok Léte és az emberek gazdasági életének javítása.

Még kevesebben tudják, hogy D. I. Mengyelejev (1907. 01. 27.) hirtelen halála után, a Szentpétervári Tudományos Akadémia kivételével a világ minden tudományos közössége kiemelkedő tudósként elismert. A fő felfedezés a „periodikus törvény” volt – a világ tudománya szándékosan és széles körben meghamisította.

És nagyon kevesen tudják, hogy a fentieket az áldozati szolgálat szála köti össze legjobb képviselőiés a halhatatlan Orosz Fizikai Gondolat hordozói a népek javára, a közhaszn érdekében, annak ellenére, hogy a társadalom akkori legmagasabb rétegeiben egyre erősödött a felelőtlenség hulláma.

Jelen disszertáció lényegében az utolsó tézis átfogó kidolgozására irányul, mivel a valódi tudományban a lényeges tényezők figyelmen kívül hagyása mindig hamis eredményekhez vezet.

A nulla csoport elemei a többi elem minden sorát a táblázat bal oldalán kezdik: „... ami a periodikus törvény megértésének szigorúan logikus következménye” – Mengyelejev.

A periodikus törvény értelmében különösen fontos, sőt kizárólagos helyet foglal el az „x” elem – a „Newtónium” – a világéterben. És ennek a speciális elemnek az egész táblázat legelején kell elhelyezkednie, az úgynevezett „nulladik sor nulla csoportjában”. Ráadásul, mivel a periódusos rendszer összes elemének rendszeralkotó eleme (pontosabban rendszeralkotó esszenciája), a világéter a periódusos rendszer elemeinek teljes sokféleségének lényegi érve. Maga a táblázat e tekintetben ennek az érvnek a zárt funkciójaként működik.

Források:

A periodikus rendszer a kémiai elemek rendezett halmaza, természetes osztályozása, amely a kémiai elemek periodikus törvényének grafikus (táblázatos) kifejezése. A modernhez sok tekintetben hasonló szerkezetét D. I. Mengyelejev dolgozta ki a periodikus törvény alapján 1869–1871-ben.

A periódusos rendszer prototípusa a D. I. Mengyelejev által 1869. március 1-jén összeállított „Az elemek rendszerének tapasztalata atomtömegük és kémiai hasonlóságuk alapján” volt. A tudós két és fél év alatt folyamatosan fejlesztette „Egy rendszer tapasztalata” bevezette az elemek csoportjainak, sorozatainak és periódusainak gondolatát. Ennek eredményeként a periódusos rendszer szerkezete nagyrészt modern körvonalakat kapott.

Kialakulása szempontjából fontossá vált egy elemnek a rendszerben elfoglalt helyének fogalma, amelyet a csoport és az időszak száma határoz meg. E koncepció alapján Mengyelejev arra a következtetésre jutott, hogy meg kell változtatni néhány elem atomtömegét: az uránt, az indiumot, a cériumot és műholdait. Ez volt az első gyakorlati használat periodikus rendszer. Mengyelejev első ízben jósolta meg több ismeretlen elem létezését és tulajdonságait is. A tudós részletesen leírta legfontosabb tulajdonságait ekaaluminium (jövő gallium), ekaboron (scandium) és ekasilicon (germánium). Ezenkívül megjósolta a mangán (jövő technécium és rénium), tellúr (polónium), jód (asztatin), cézium (Franciaország), bárium (rádium), tantál (protactinium) analógjainak létezését. A tudós előrejelzései ezekre az elemekre vonatkoztak általános jelleg, mivel ezek az elemek a periódusos rendszer kevéssé vizsgált területein helyezkedtek el.

A periodikus rendszer első változatai nagyrészt csak empirikus általánosítást jelentettek. Hiszen a periodikus törvény fizikai jelentése nem volt egyértelmű, az elemek tulajdonságainak az atomtömeg növekedésétől függő periodikus változásának okaira nem volt magyarázat. E tekintetben sok probléma megoldatlan maradt. Vannak határai a periódusos rendszernek? Meg lehet határozni a létező elemek pontos számát? A hatodik periódus szerkezete tisztázatlan maradt – mennyi volt a ritkaföldfémek pontos mennyisége? Nem ismert, hogy a hidrogén és a lítium között léteznek-e még elemek, mi volt az első időszak szerkezete. Ezért egészen a periodikus törvény fizikai megalapozásáig és a periódusos rendszer elméletének kidolgozásáig nem egyszer adódtak komoly nehézségek. Az 1894–1898-as felfedezés váratlan volt. öt inert gáz, amelyeknek úgy tűnt, nincs helye a periódusos rendszerben. Ezt a nehézséget kiküszöbölték annak az ötletnek köszönhetően, hogy a periódusos rendszer szerkezetébe egy független nulla csoportot is beépítenek. Radioelemek tömeges felfedezése a 19. és 20. század fordulóján. (1910-re számuk körülbelül 40 volt) éles ellentmondáshoz vezetett a periódusos rendszerben való elhelyezésük szükségessége és a meglévő struktúra között. A hatodik és a hetedik periódusban mindössze 7 szabad hely volt számukra. Ezt a problémát az eltolási szabályok felállítása és az izotópok felfedezése oldotta meg.

A periodikus törvény fizikai jelentésének és a periódusos rendszer szerkezetének megmagyarázhatatlanságának egyik fő oka az volt, hogy nem ismert, hogyan épül fel az atom (lásd: Atom). A periódusos rendszer fejlődésének legfontosabb mérföldköve E. Rutherford (1911) atomi modelljének megalkotása volt. Ennek alapján A. Van den Broek (1913) holland tudós azt javasolta, hogy egy elem sorozatszáma a periódusos rendszerben numerikusan megegyezik az atommagjának töltésével (Z). Ezt kísérletileg megerősítette G. Moseley angol tudós (1913). A periodikus törvény fizikai indoklást kapott: az elemek tulajdonságaiban bekövetkezett változások periodicitását az elem atommagjának Z - töltésétől, és nem az atomtömegétől függően kezdték figyelembe venni (lásd: A kémiai elemek periodikus törvénye).

Ennek eredményeként a periódusos rendszer szerkezete jelentősen megerősödött. A rendszer alsó határa meghatározásra került. Ez a hidrogén – az az elem, amelynek minimum Z = 1. Lehetővé vált a hidrogén és az urán közötti elemek számának pontos becslése. A periódusos rendszerben „réseket” azonosítottak, amelyek az ismeretlen elemeknek felelnek meg, amelyeknek Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87. A ritkaföldfémek pontos számával kapcsolatos kérdések azonban tisztázatlanok maradtak, és ami a legfontosabb, az okai az elemek tulajdonságaiban bekövetkezett változások periodicitása nem derült ki Z-től függően.

A periodikus rendszer kialakult szerkezete és az atomspektrumok vizsgálatának eredményei alapján N. Bohr dán tudós 1918–1921. ötleteket dolgozott ki az elektronikus héjak és részhéjak atomokban való felépítésének sorrendjéről. A tudós arra a következtetésre jutott, hogy az atomok külső héjának hasonló típusú elektronikus konfigurációi rendszeresen ismétlődnek. Így kimutatták, hogy a kémiai elemek tulajdonságaiban bekövetkezett változások periodicitása az elektronikus héjak és az atomok alhéjainak felépítésének periodicitásával magyarázható.

A periódusos rendszer több mint 100 elemet fed le. Ezek közül az összes transzurán elemet (Z = 93-110), valamint a Z = 43 (technécium), 61 (prométhium), 85 (asztatin), 87 (francia) elemeket mesterségesen nyerték. A periódusos rendszer létezésének története során nagyon sok nagyszámú(>500) grafikus megjelenítési változata, elsősorban táblázatok, valamint különféle geometriai formák(térbeli és síkbeli), elemző görbék (spirálok, stb.) stb. A legelterjedtebbek a rövid, félhosszú, hosszú és létraasztalok. Jelenleg előnyben részesítik rövid forma.

A periódusos rendszer felépítésének alapelve a csoportokra és periódusokra bontás. Mengyelejev elemsorozat fogalmát ma nem használják, mivel hiányzik fizikai jelentése. A csoportok pedig fő (a) és másodlagos (b) alcsoportokra oszlanak. Minden alcsoport tartalmaz elemeket - kémiai analógokat. Az a- és b-alcsoport elemei a legtöbb csoportban szintén mutatnak bizonyos hasonlóságot egymással, főleg magasabb oxidációs állapotokban, amelyek általában megegyeznek a csoportszámmal. A periódus az elemek halmaza, amely alkálifémekkel kezdődik és inert gázzal végződik (speciális eset az első periódus). Minden időszak szigorúan meghatározott számú elemet tartalmaz. A periódusos rendszer nyolc csoportból és hét periódusból áll, a hetedik periódus még nem zárult le.

Sajátosság első periódus az, hogy csak 2 gáznemű elemet tartalmaz szabad formában: hidrogént és héliumot. A hidrogén helye a rendszerben nem egyértelmű. Mivel az alkálifémekre és halogénekre jellemző tulajdonságokat mutat, ezért vagy az 1a-, vagy a Vlla-alcsoportba, vagy egyszerre mindkettőbe kerül, az egyik alcsoportban zárójelbe helyezve a szimbólumot. A hélium a VIIIa alcsoport első képviselője. Hosszú ideje a héliumot és az összes inert gázt külön nulla csoportba választották. Ez a rendelkezés a szintézis után felülvizsgálatot igényelt kémiai vegyületek kripton, xenon és radon. Ennek eredményeként a nemesgázok és a korábbi VIII. csoport elemei (vas, kobalt, nikkel és platinafémek) egy csoporton belül egyesültek.

Második a periódus 8 elemet tartalmaz. Az alkálifém-lítiummal kezdődik, amelynek egyetlen oxidációs állapota +1. Következik a berillium (fém, oxidációs állapot +2). A bór már gyengén kifejezett fémes karaktert mutat, és nem fém (oxidációs állapot +3). A bór mellett a szén egy tipikus nemfém, amely +4 és -4 oxidációs állapotot is mutat. A nitrogén, az oxigén, a fluor és a neon mind nem fémek, a nitrogénnek a legmagasabb oxidációs állapota, a csoportszámnak megfelelő +5. Az oxigén és a fluor a legaktívabb nemfémek közé tartoznak. Az inert gáz neon befejezi az időszakot.

Harmadik időszak (nátrium - argon) is 8 elemet tartalmaz. Tulajdonságaik változásának jellege nagymértékben hasonló a második periódus elemeinél megfigyelthez. De van itt némi sajátosság is. Így a magnézium a berilliummal ellentétben fémesebb, akárcsak az alumínium a bórhoz képest. A szilícium, a foszfor, a kén, a klór, az argon mind tipikus nemfémek. És mindegyik, kivéve az argont, magasabb oxidációs állapotot mutat, amely megegyezik a csoportszámmal.

Amint látjuk, mindkét periódusban Z növekedésével az elemek fémességének egyértelmű gyengülése és nemfémes tulajdonságainak erősödése tapasztalható. D.I. Mengyelejev a második és a harmadik periódus elemeit (az ő szavaival kicsinek) nevezte. A kis időszakok elemei a természetben a leggyakoribbak közé tartoznak. A szén, a nitrogén és az oxigén (a hidrogénnel együtt) szerves anyagok, vagyis a szerves anyagok fő elemei.

Az első-harmadik periódus minden eleme a-alcsoportokba kerül.

Negyedik időszak (kálium - kripton) 18 elemet tartalmaz. Mengyelejev szerint ez az első nagy időszak. Az alkálifém-kálium és az alkáliföldfém-kalcium után egy sor elem következik, amely 10 úgynevezett átmeneti fémből áll (scandium - cink). Mindegyik a b-alcsoportba tartozik. A legtöbb átmenetifém a vas, a kobalt és a nikkel kivételével magasabb oxidációs állapotot mutat, mint a csoportszám. Az elemek a galliumtól a kriptonig az a-alcsoportokba tartoznak. A kriptonhoz számos kémiai vegyület ismert.

Ötödik Az időszak (rubidium - xenon) szerkezetében hasonló a negyedikhez. Tartalmaz továbbá egy 10 átmeneti fémből álló betétet (itrium - kadmium). Ennek az időszaknak az elemei megvannak a maguk sajátosságai. A ruténium-ródium-palládium triádban a ruténiumról ismert vegyületek, ahol +8 oxidációs állapotot mutat. Az a-alcsoportok minden eleme a csoportszámmal megegyező magasabb oxidációs állapotot mutat. A negyedik és ötödik periódus elemeinek tulajdonságaiban bekövetkező változás jellemzői Z növekedésével összetettebbek a második és harmadik periódushoz képest.

Hatodik időszak (cézium - radon) 32 elemet tartalmaz. Ez az időszak 10 átmenetifém (lantán, hafnium - higany) mellett 14 lantanidot is tartalmaz - a cériumtól a lutéciumig. A cériumtól a lutéciumig kémiailag nagyon hasonlóak az elemek, ezért régóta a ritkaföldfémek családjába tartoznak. A periódusos rendszer rövid alakjában a lantanidok sorozata szerepel a lantáncellában, és ennek a sorozatnak a dekódolása a táblázat alján található (lásd: Lantanidák).

Mi a hatodik periódus elemeinek sajátossága? Az ozmium - irídium - platina triádban az ozmium +8 oxidációs állapota ismert. Az asztatin meglehetősen hangsúlyos fémes karakterrel rendelkezik. A nemesgázok közül a radon a legnagyobb reakcióképességű. Sajnos, mivel erősen radioaktív, kémiáját kevéssé tanulmányozták (lásd Radioaktív elemek).

Hetedik az időszak Franciaországból indul. A hatodikhoz hasonlóan ennek is 32 elemet kell tartalmaznia, de ezek közül 24 a francium és a rádium az Ia és a IIa alcsoport elemei, az aktinium a IIIb alcsoportba tartozik. Következik az aktinidák családja, amely a tóriumtól a lawrenciumig tartalmaz elemeket, és a lantanidokhoz hasonlóan helyezkedik el. Ennek az elemsorozatnak a dekódolása szintén a táblázat alján található.

Most nézzük meg, hogyan változnak a kémiai elemek tulajdonságai alcsoportok periodikus rendszer. Ennek a változásnak a fő mintázata az elemek fémes karakterének erősödése a Z növekedésével Ez a mintázat különösen egyértelműen a IIIa–VIIa alcsoportokban mutatkozik meg. Az Ia–IIIa alcsoportok fémeinél a kémiai aktivitás növekedése figyelhető meg. A IVa–VIIa alcsoportok elemei esetében a Z növekedésével az elemek kémiai aktivitásának gyengülése figyelhető meg. A b-alcsoport elemeinél a kémiai aktivitás változásának természete összetettebb.

A periódusos rendszer elméletét N. Bohr és más tudósok dolgozták ki a 20-as években. XX század és egy valós sémán alapul az atomok elektronikus konfigurációinak kialakítására (lásd Atom). Ezen elmélet szerint a Z növekedésével a periódusos rendszer periódusaiba tartozó elemek atomjaiban az elektronhéjak és részhéjak kitöltése a következő sorrendben történik:

Periódusszámok
1	2	3	4	5	6	7
1s	2s2p	3s3p	4s3d4p	5s4d5p	6s4f5d6p	7s5f6d7p

A periódusos rendszer elmélete alapján a következő definíciót adhatjuk a periódusra: a periódus olyan elemek halmaza, amelyek a periódusszámmal egyenlő n értékű elemmel kezdődnek, és l = 0 (s-elemek) és végződnek. azonos n értékű elemmel és l = 1 (p-elemes elemek) (lásd Atom). A kivétel az első pont, amely csak 1-es elemeket tartalmaz. A periódusos rendszer elméletéből következően az elemek száma periódusokban: 2, 8, 8, 18, 18, 32...

A táblázatban az egyes típusok elemeinek szimbólumai (s-, p-, d- és f-elemek) meghatározott színű háttéren vannak ábrázolva: s-elemek - piroson, p-elemek - narancssárgán, d-elemek - kéken, f-elemeken - zölden. Mindegyik cella mutatja az elemek rendszámát és atomtömegét, valamint a külső elektronhéjak elektronikus konfigurációit.

A periódusos rendszer elméletéből az következik, hogy az a-alcsoportok olyan elemeket tartalmaznak, amelyekben n egyenlő a periódusszámmal, l = 0 és 1. A b-alcsoportokba azok az elemek tartoznak, amelyek atomjaiban a korábban megmaradt héjak kiteljesedése hiányos fordul elő. Éppen ezért az első, második és harmadik periódus nem tartalmaz b-alcsoport elemeit.

Az elemek periódusos rendszerének szerkezete szorosan összefügg a kémiai elemek atomjainak szerkezetével. Ahogy Z növekszik, a külső elektronhéjak hasonló típusú konfigurációi periodikusan ismétlődnek. Nevezetesen meghatározzák az elemek kémiai viselkedésének főbb jellemzőit. Ezek a tulajdonságok eltérően nyilvánulnak meg az a-alcsoportok elemei (s- és p-elemek), a b-alcsoportok elemei (átmeneti d-elemek) és az f-családok elemei - lantanidok és aktinidák. Különleges eset képviselik az első időszak elemeit - a hidrogént és a héliumot. A hidrogént nagy kémiai aktivitás jellemzi, mivel csak 1s elektronja könnyen eltávolítható. Ugyanakkor a hélium konfigurációja (1s 2) nagyon stabil, ami meghatározza kémiai inaktivitását.

Az a-alcsoportok elemeinél az atomok külső elektronhéjai megtelnek (a periódusszámmal egyenlő n), így ezeknek az elemeknek a tulajdonságai észrevehetően megváltoznak a Z növekedésével, így a második periódusban a lítium (2s konfiguráció). ) aktív fém, amely könnyen elveszíti egyetlen vegyértékelektronját; A berillium (2s 2) szintén fém, de kevésbé aktív, mivel külső elektronjai erősebben kötődnek az atommaghoz. Továbbá a bór (2s 2 p) gyengén kifejezett fémes karakterrel rendelkezik, és a második periódus minden további eleme, amelybe a 2p alhéj épül, már nem fém. A neon (2s 2 p 6) - inert gáz - külső elektronhéjának nyolcelektronos konfigurációja nagyon erős.

A második periódus elemeinek kémiai tulajdonságait az magyarázza, hogy atomjaik a legközelebbi inert gáz elektronikus konfigurációját szeretnék megszerezni (hélium konfiguráció a lítiumtól szénig vagy neon konfiguráció a széntől a fluorig). Emiatt például az oxigén nem tud magasabb oxidációs állapotot felmutatni, mint a csoportszáma: könnyebben éri el a neonkonfigurációt további elektronok megszerzésével. A tulajdonságok változásának ugyanaz a természete nyilvánul meg a harmadik periódus elemeiben és az összes következő periódus s- és p-elemeiben. Ugyanakkor a külső elektronok és az atommag közötti kötés erősségének gyengülése az a-alcsoportokban Z növekedésével a megfelelő elemek tulajdonságaiban nyilvánul meg. Így az s-elemek kémiai aktivitása észrevehető növekedést mutat a Z növekedésével, a p-elemek esetében pedig a fémes tulajdonságok növekedése.

Az átmeneti d-elemek atomjaiban a korábban nem teljes héjak az n főkvantumszám értékével egészülnek ki, ami eggyel kisebb, mint a periódusszám. Néhány kivételtől eltekintve az átmeneti elemek atomjainak külső elektronhéjainak konfigurációja ns 2. Ezért minden d-elem fém, ezért a d-elemek tulajdonságainak változása Z növekedésével nem olyan éles, mint az s- és p-elemeknél. Magasabb oxidációs állapotokban a d-elemek bizonyos hasonlóságot mutatnak a periódusos rendszer megfelelő csoportjainak p-elemeivel.

A triádok (VIIIb-alcsoport) elemeinek tulajdonságainak sajátosságait az magyarázza, hogy a b-alhéjak már közel állnak a befejezéshez. Ez az oka annak, hogy a vas, a kobalt, a nikkel és a platina fémek általában nem képződnek vegyületek magasabb fokozatok oxidáció. Az egyetlen kivétel a ruténium és az ozmium, amelyek RuO 4 és OsO 4 oxidokat adnak. Az Ib és IIb alcsoport elemei esetében a d-alhéj valójában teljes. Ezért a csoportszámmal megegyező oxidációs állapotot mutatnak.

A lantanidok és aktinidák atomjaiban (mindegyik fém) a korábban hiányos elektronhéjak úgy egészülnek ki, hogy az n főkvantumszám értéke két egységgel kisebb, mint a periódusszám. Ezen elemek atomjaiban a külső elektronhéj (ns 2) konfigurációja változatlan marad, a harmadik külső N-héj pedig 4f-elektronokkal van kitöltve. Ez az oka annak, hogy a lantanidok annyira hasonlóak.

Az aktinidák esetében a helyzet bonyolultabb. A Z = 90–95 értékű elemek atomjaiban a 6d és 5f elektronok kémiai kölcsönhatásban vehetnek részt. Ezért az aktinidák sokkal több oxidációs állapotúak. Például a neptunium, a plutónium és az americium esetében ismertek olyan vegyületek, ahol ezek az elemek hét vegyértékű állapotban jelennek meg. Csak a kúriummal (Z = 96) kezdődő elemeknél válik stabillá a háromértékű állapot, de ennek is megvannak a maga sajátosságai. Így az aktinidák tulajdonságai jelentősen eltérnek a lantanidok tulajdonságaitól, ezért a két család nem tekinthető hasonlónak.

Az aktinidák családja a Z = 103 elemmel végződik (lawrencium). A kurchatovium (Z = 104) és a nilsbórium (Z = 105) kémiai tulajdonságainak értékelése azt mutatja, hogy ezeknek az elemeknek a hafnium és a tantál analógjainak kell lenniük. Ezért a tudósok úgy vélik, hogy az atomokban lévő aktinidák családja után megkezdődik a 6d alhéj szisztematikus feltöltése. A Z = 106–110 értékű elemek kémiai természetét kísérletileg nem értékelték.

Véges számú elem, amely lefedi periódusos táblázat, ismeretlen. Felső határának problémája talán a periódusos rendszer fő rejtélye. A természetben felfedezett legnehezebb elem a plutónium (Z = 94). Elérkezett a mesterséges magfúzió határa - egy 110-es rendszámú elem. A kérdés továbbra is nyitott: sikerül-e előállítani nagy rendszámú elemeket, melyeket és hányat? Erre még nem lehet teljes bizonyossággal válaszolni.

Az elektronikus számítógépeken végzett összetett számítások segítségével a tudósok megpróbálták meghatározni az atomok szerkezetét és értékelni a „szuperelemek” legfontosabb tulajdonságait egészen hatalmas sorozatszámokig (Z = 172, sőt Z = 184). A kapott eredmények meglehetősen váratlanok voltak. Például egy olyan elem atomjában, amelynek Z = 121, egy 8p elektron megjelenése várható; ez azután történik, hogy a 8s alhéj kialakulása a Z = 119 és 120 atomokban fejeződött be. De a p-elektronok megjelenése az s-elektronok után csak a második és harmadik periódus elemeinek atomjaiban figyelhető meg. A számítások azt is mutatják, hogy a hipotetikus nyolcadik periódus elemeiben az atomok elektronhéjainak és részhéjainak kitöltése nagyon összetett és egyedi sorrendben történik. Ezért a megfelelő elemek tulajdonságainak felmérése nagyon nehéz feladat. Úgy tűnik, hogy a nyolcadik periódusnak 50 elemet kell tartalmaznia (Z = 119–168), de a számítások szerint a Z = 164 elemnél kell véget érnie, azaz 4 sorszámmal korábban. Az „egzotikus” kilencedik periódusnak pedig, mint kiderült, 8 elemből kell állnia. Íme az „elektronikus” bejegyzése: 9s 2 8p 4 9p 2. Más szóval, csak 8 elemet tartalmazna, mint a második és harmadik periódus.

Nehéz megmondani, hogy a számítógéppel végzett számítások mennyire igazak. Ha azonban beigazolódnának, akkor komolyan át kellene gondolni az elemek periódusos rendszerének és szerkezetének alapjául szolgáló mintázatokat.

A periódusos rendszer óriási szerepet játszott és játszik a fejlődésben különböző területeken természettudományok. Ez volt az atom-molekuláris tudomány legfontosabb vívmánya, és hozzájárult a kialakulásához modern koncepció„kémiai elem” és az egyszerű anyagok és vegyületek fogalmának tisztázása.

A periódusos rendszer által feltárt törvényszerűségek jelentős hatást gyakoroltak az atomszerkezet elméletének fejlődésére, az izotópok felfedezésére, a nukleáris periodicitásról alkotott elképzelések megjelenésére. A periodikus rendszer a kémia előrejelzési problémájának szigorúan tudományos megfogalmazásához kapcsolódik. Ez az ismeretlen elemek létezésének és tulajdonságainak előrejelzésében, valamint a már felfedezett elemek kémiai viselkedésének új jellemzőiben nyilvánult meg. Napjainkban a periódusos rendszer jelenti a kémia alapját, elsősorban szervetlen, amely jelentősen segít megoldani az előre meghatározott tulajdonságokkal rendelkező anyagok kémiai szintézisét, új félvezető anyagok kifejlesztését, a különféle kémiai folyamatokhoz szükséges speciális katalizátorok kiválasztását stb. , a periodikus rendszer a kémia tanításának alapja.