Au element de masă. Legea periodică D

Descoperirea tabelului periodic de către Dmitri Mendeleev elemente chimiceîn martie 1869 a devenit o adevărată descoperire în chimie. Omul de știință rus a reușit să sistematizeze cunoștințele despre elementele chimice și să le prezinte sub forma unui tabel, pe care școlarii sunt încă obligați să-l studieze la lecțiile de chimie. Tabelul periodic a devenit fundamentul dezvoltării rapide a acestui complex și știință interesantă, iar istoria descoperirii sale este învăluită în legende și mituri. Pentru toți cei interesați de știință, va fi interesant să cunoască adevărul despre modul în care Mendeleev a descoperit tabelul elementelor periodice.

Istoria tabelului periodic: cum a început totul

Încercările de clasificare și sistematizare a elementelor chimice cunoscute au fost făcute cu mult înainte de Dmitri Mendeleev. Oameni de știință celebri precum Döbereiner, Newlands, Meyer și alții și-au propus sistemele lor de elemente. Cu toate acestea, din cauza lipsei de date privind elementele chimice și masele lor atomice corecte, sistemele propuse nu au fost pe deplin de încredere.

Istoria descoperirii tabelului periodic începe în 1869, când un om de știință rus la o reuniune a Societății Ruse de Chimie le-a spus colegilor săi despre descoperirea sa. În tabelul propus de om de știință, elementele chimice au fost aranjate în funcție de proprietățile lor, asigurate de mărimea greutății lor moleculare.

O caracteristică interesantă a tabelului periodic a fost și prezența celulelor goale, care în viitor au fost umplute cu elemente chimice deschise prezise de om de știință (germaniu, galiu, scandiu). De la descoperirea tabelului periodic, adăugările și modificările i-au fost făcute de multe ori. Împreună cu chimistul scoțian William Ramsay, Mendeleev a adăugat un grup de gaze inerte (grupa zero) la tabel.

Ulterior, istoria tabelului periodic al lui Mendeleev a fost direct legată de descoperirile dintr-o altă știință - fizica. Lucrările la tabelul elementelor periodice continuă până în prezent, iar oamenii de știință moderni adaugă noi elemente chimice pe măsură ce sunt descoperite. Importanța sistemului periodic al lui Dmitri Mendeleev este greu de supraestimat, deoarece datorită acestuia:

• S-au sistematizat cunoștințele despre proprietățile elementelor chimice deja descoperite;
• A devenit posibil să se prezică descoperirea de noi elemente chimice;
• Au început să se dezvolte ramuri ale fizicii precum fizica atomică și fizica nucleară;

Există multe opțiuni pentru reprezentarea elementelor chimice conform legii periodice, dar cea mai faimoasă și comună opțiune este tabelul periodic familiar tuturor.

Mituri și fapte despre crearea tabelului periodic

Cea mai comună concepție greșită din istoria descoperirii tabelului periodic este că omul de știință a văzut-o într-un vis. De fapt, Dmitri Mendeleev însuși a respins acest mit și a declarat că se gândește la legea periodică de mulți ani. Pentru a sistematiza elementele chimice, le-a scris pe fiecare pe un card separat și le-a combinat în mod repetat între ele, aranjandu-le în rânduri în funcție de proprietățile lor similare.

Mitul despre visul „profetic” al omului de știință poate fi explicat prin faptul că Mendeleev a lucrat zile la rând la sistematizarea elementelor chimice, întrerupte de somn scurt. Cu toate acestea, numai munca grea și talentul natural al omului de știință au dat rezultatul mult așteptat și i-au oferit lui Dmitry Mendeleev faimă în întreaga lume.

Mulți elevi de la școală, și uneori de la universitate, sunt forțați să memoreze sau cel puțin să navigheze aproximativ în tabelul periodic. Pentru a face acest lucru, o persoană nu trebuie doar să aibă memorie buna, dar și să gândim logic, legând elemente în grupuri și clase separate. Studierea tabelului este cea mai ușoară pentru acei oameni care își mențin constant creierul în formă bună, urmând un antrenament pe BrainApps.

Probabil că ați văzut cu toții tabelul periodic al elementelor. Este posibil să te bântuie în continuare în visele tale, sau poate că deocamdată este doar un fundal vizual care decorează peretele unei săli de clasă de școală. Cu toate acestea, în această colecție aparent aleatorie de celule există mult mai mult decât se vede.

Tabelul periodic (sau PT, așa cum îl vom numi din când în când în acest articol) și elementele care îl compun, au caracteristici pe care poate nu le-ați ghicit niciodată. De la crearea tabelului până la adăugarea elementelor finale la acesta, iată zece fapte pe care majoritatea oamenilor nu le cunosc.

10. Mendeleev a primit ajutor

Tabelul periodic a fost în uz din 1869, când a fost întocmit de un om supraîncărcat barbă groasă Dimitri Mendeleev. Majoritatea oamenilor cred că Mendeleev a fost singurul care a lucrat la această masă și datorită acestui fapt a devenit cel mai strălucit chimist al secolului. Cu toate acestea, eforturile sale au fost ajutate de mai mulți oameni de știință europeni care au adus contribuții importante la finalizarea acestui set colosal de elemente.

Mendeleev este cunoscut ca părintele tabelului periodic, dar când l-a compilat, nu toate elementele tabelului fuseseră încă descoperite. Cum a devenit posibil acest lucru? Oamenii de știință sunt renumiți pentru nebunia lor...

9. Ultimele articole adăugate

Credeți sau nu, tabelul periodic nu s-a schimbat prea mult din anii 1950. Cu toate acestea, la 2 decembrie 2016, au fost adăugate simultan patru noi elemente: nihonium (elementul nr. 113), moscovium (elementul nr. 115), tennessine (elementul nr. 117) și oganesson (elementul nr. 118). Aceste elemente noi și-au primit numele abia în iunie 2016, deoarece a fost necesară o revizuire de cinci luni înainte de a fi adăugate oficial la PT.

Trei elemente au fost numite după orașele sau statele în care au fost obținute, iar Oganesson a fost numit după fizicianul nuclear rus Yuri Oganesyan pentru contribuția sa la obținerea acestui element.

8. Care literă nu este în tabel?

Există 26 de litere în alfabetul latin și fiecare dintre ele este importantă. Cu toate acestea, Mendeleev a decis să nu observe acest lucru. Aruncă o privire pe masă și spune-mi ce scrisoare are ghinion? Sugestie: căutați în ordine și îndoiți-vă degetele după fiecare literă pe care o găsiți. Ca urmare, veți găsi litera „lipsă” (dacă aveți toate cele zece degete pe mâini). Ai ghicit? Aceasta este litera numărul 10, litera „J”.

Ei spun că „unu” este numărul de oameni singuri. Deci, poate ar trebui să numim litera „J” litera single-urilor? Dar aici fapt amuzant: Majoritatea băieților născuți în Statele Unite în 2000 au primit nume care încep cu această literă. Astfel, această scrisoare nu a rămas fără atenția cuvenită.

7. Elemente sintetizate

După cum probabil știți deja, în prezent există 118 elemente în tabelul periodic. Puteți ghici câte dintre aceste 118 elemente au fost obținute în laborator? Din întreaga listă generală, doar 90 de elemente pot fi găsite în condiții naturale.

Crezi că 28 de elemente create artificial sunt multe? Ei bine, crede-mă pe cuvânt. Ele au fost sintetizate din 1937, iar oamenii de știință continuă să o facă și astăzi. Toate aceste elemente le găsiți în tabel. Uită-te la elementele de la 95 la 118, toate aceste elemente nu se găsesc pe planeta noastră și au fost sintetizate în laboratoare. Același lucru este valabil și pentru elementele numerotate 43, 61, 85 și 87.

6. al 137-lea element

La mijlocul secolului al XX-lea, un celebru om de știință pe nume Richard Feynman a făcut o declarație destul de tare care a uimit întreaga lume științifică a planetei noastre. Potrivit acestuia, dacă vom descoperi vreodată elementul 137, nu vom putea determina numărul de protoni și neutroni din el. Numărul 1/137 este notabil deoarece este valoarea constantei structurii fine, care descrie probabilitatea ca un electron să absoarbă sau să emită un foton. Teoretic, elementul #137 ar trebui să aibă 137 de electroni și o șansă de 100% de a absorbi un foton. Electronii săi se vor roti cu viteza luminii. Și mai incredibil, electronii elementului 139 trebuie să se rotească mai repede decât viteza luminii pentru a exista.

Te-ai săturat încă de fizică? Ați putea fi interesat să știți că numărul 137 reunește trei domenii importante ale fizicii: teoria vitezei luminii, mecanica cuantică și electromagnetismul. De la începutul anilor 1900, fizicienii au speculat că numărul 137 ar putea fi baza unei mari teorii unificate care ar include toate cele trei domenii de mai sus. Desigur, acest lucru sună la fel de incredibil ca legendele OZN-urilor și Triunghiul Bermudelor.

5. Ce poți spune despre nume?

Aproape toate denumirile elementelor au o anumită semnificație, deși nu este imediat clar. Numele elementelor noi nu sunt date în mod arbitrar. Aș numi elementul doar cu primul cuvânt care mi-a venit în minte. De exemplu, „kerflump”. Nu e rau dupa parerea mea.

De obicei, numele elementelor se încadrează în una dintre cele cinci categorii principale. Primul este numele unor oameni de știință celebri, versiunea clasică este Einsteinium. În plus, elementele pot fi denumite în funcție de locurile în care au fost înregistrate pentru prima dată, cum ar fi germaniu, americiu, galiu etc. Numele planetare sunt utilizate ca o opțiune suplimentară. Elementul uraniu a fost descoperit pentru prima dată la scurt timp după descoperirea planetei Uranus. Elementele pot avea nume asociate cu mitologia, de exemplu există titan, numit după titanii greci antici, și toriu, numit după zeul nordic al tunetului (sau steaua „răzbunătoare”, în funcție de ceea ce preferați).

Și, în sfârșit, există nume care descriu proprietățile elementelor. Argon provine din cuvântul grecesc „argos”, care înseamnă „leneș” sau „lent”. Numele sugerează că acest gaz nu este activ. Bromul este un alt element al cărui nume provine dintr-un cuvânt grecesc. „Bromos” înseamnă „duhoare” și descrie destul de mult mirosul de brom.

4. Crearea mesei a fost un „moment eureka”?

daca iubesti jocuri de cărți, atunci acest fapt este pentru tine. Mendeleev trebuia să ordoneze cumva toate elementele și să găsească un sistem pentru asta. Desigur, pentru a crea un tabel de categorii, a apelat la solitaire (ei bine, ce altceva?) Mendeleev a notat greutatea atomică a fiecărui element pe o carte separată, apoi a început să-și prezinte jocul avansat de solitaire. El a aranjat elementele după proprietățile lor specifice și apoi le-a aranjat în fiecare coloană în funcție de greutatea lor atomică.

Mulți oameni nu pot juca Solitaire obișnuit, așa că acest joc Solitaire este impresionant. Ce se va întâmpla în continuare? Probabil că cineva, cu ajutorul șahului, va revoluționa astrofizica sau va crea o rachetă capabilă să ajungă la periferia galaxiei. Se pare că nu va fi nimic neobișnuit în asta, având în vedere că Mendeleev a reușit să obțină un rezultat atât de ingenios doar cu un pachet de cărți de joc obișnuite.

3. Gaze nobile nefericite

Îți amintești cum am clasificat argonul drept cel mai leneș și cel mai lent element din istoria universului nostru? Se pare că Mendeleev a fost copleșit de aceleași sentimente. Când argonul pur a fost obținut pentru prima dată în 1894, acesta nu se încadra în niciuna dintre coloanele tabelului, așa că în loc să caute o soluție, omul de știință a decis să-i nege pur și simplu existența.

Și mai izbitor, argonul nu a fost singurul element care a suferit inițial această soartă. Pe lângă argon, alte cinci elemente au rămas neclasificate. Acest lucru a afectat radonul, neonul, kryptonul, heliul și xenonul - și toată lumea și-a negat existența pur și simplu pentru că Mendeleev nu și-a găsit un loc în masă. După câțiva ani de rearanjare și reclasificare, aceste elemente (numite gaze nobile) au avut în sfârșit norocul să se alăture clubului demn al celor recunoscuți ca existenți efectiv.

2. Dragostea atomică

Sfaturi pentru toți cei care se consideră romantici. Luați o copie pe hârtie a tabelului periodic și decupați toate coloanele din mijloc complicate și relativ inutile, astfel încât să rămâneți cu 8 coloane (veți avea o formă „scurtă” a tabelului). Îndoiți-l în mijlocul grupului IV - și veți afla ce elemente pot forma compuși între ele.

Elementele care se „sărută” atunci când sunt pliate sunt capabile să formeze compuși stabili. Aceste elemente au structuri electronice complementare și se vor combina între ele. Și dacă nu este dragoste adevarata, precum Romeo și Julieta sau Shrek și Fiona - atunci nu știu ce este dragostea.

1. Reguli de carbon

Carbon încearcă să fie în centrul jocului. Crezi că știi totul despre carbon, dar nu știi; este mult mai important decât îți dai seama. Știați că este prezent în mai mult de jumătate din toți compușii cunoscuți? Și cum rămâne cu faptul că 20% din greutatea tuturor organismelor vii este carbon? Este cu adevărat ciudat, dar pregătește-te: fiecare atom de carbon din corpul tău a făcut odată parte dintr-o facțiune dioxid de carbonîn atmosferă. Carbonul nu este doar superelementul planetei noastre, este al patrulea cel mai abundent element din întregul Univers.

Dacă tabelul periodic este ca o petrecere, atunci carbonul este gazda principală. Și se pare că el este singurul care știe să organizeze totul corect. Ei bine, printre altele, acesta este elementul principal al tuturor diamantelor, așa că, cu toată intruzivitatea lui, strălucește și el!

Sistemul periodic al elementelor chimice este o clasificare a elementelor chimice creată de D. I. Mendeleev pe baza legii periodice descoperită de acesta în 1869.

D. I. Mendeleev

Conform formulării moderne a acestei legi, într-o serie continuă de elemente dispuse în ordinea mărimii crescătoare a sarcinii pozitive a nucleelor ​​atomilor lor, elemente cu proprietăți similare se repetă periodic.

Tabelul periodic al elementelor chimice, prezentat sub formă de tabel, este format din perioade, serii și grupe.

La începutul fiecărei perioade (cu excepția primei), elementul are proprietăți metalice pronunțate (metal alcalin).

Simboluri pentru tabelul de culori: 1 - semnul chimic al elementului; 2 - nume; 3 - masa atomică (greutatea atomică); 4 - număr de serie; 5 - distribuția electronilor pe straturi.

Pe măsură ce numărul atomic al unui element crește, egal cu sarcina pozitivă a nucleului atomului său, proprietățile metalice slăbesc treptat, iar proprietățile nemetalice cresc. Penultimul element din fiecare perioadă este un element cu proprietăți nemetalice pronunțate (), iar ultimul este un gaz inert. În perioada I sunt 2 elemente, în II și III - 8 elemente, în IV și V - 18, în VI - 32 și în VII (perioada neterminată) - 17 elemente.

Primele trei perioade sunt numite perioade mici, fiecare dintre ele constând dintr-un rând orizontal; restul - în perioade mari, fiecare dintre ele (cu excepția perioadei VII) constă din două rânduri orizontale - par (sus) și impar (inferior). În rânduri egale perioade lungi se gasesc doar metale. Proprietățile elementelor din aceste serii se modifică ușor odată cu creșterea numărului ordinal. Proprietățile elementelor din rândurile impare de perioade mari se modifică. În perioada VI, lantanul este urmat de 14 elemente, foarte asemănătoare ca proprietăți chimice. Aceste elemente, numite lantanide, sunt enumerate separat sub tabelul principal. Actinidele, elementele care urmează actiniului, sunt prezentate în mod similar în tabel.

Tabelul are nouă grupuri verticale. Numărul grupului, cu rare excepții, este egal cu cea mai mare valență pozitivă a elementelor acestui grup. Fiecare grup, excluzând zero și al optulea, este împărțit în subgrupe. - principal (situat în dreapta) și secundar. În principalele subgrupe, pe măsură ce numărul atomic crește, proprietățile metalice ale elementelor devin mai puternice și proprietățile nemetalice slăbesc.

Astfel, chimică și serie proprietăți fizice elementele sunt determinate de spațiul ocupat acest elementîn tabelul periodic.

Elemente biogene, adică elemente care alcătuiesc organismele și îndeplinesc o anumită funcție în ele rol biologic, ocupa top parte Tabele periodice. Celulele ocupate de elemente care alcătuiesc cea mai mare parte (mai mult de 99%) a materiei vii sunt colorate în albastru, în culoarea roz- celule ocupate de microelemente (vezi).

Tabelul periodic al elementelor chimice este cea mai mare realizare a științei naturale moderne și o expresie vie a celor mai generale legi dialectice ale naturii.

Vezi, de asemenea, Greutatea atomică.

Sistemul periodic al elementelor chimice este o clasificare naturală a elementelor chimice creată de D. I. Mendeleev pe baza legii periodice descoperită de acesta în 1869.

În formularea sa originală, legea periodică a lui D.I. Mendeleev a afirmat: proprietățile elementelor chimice, precum și formele și proprietățile compușilor lor, depind periodic de greutățile atomice ale elementelor. Ulterior, odată cu dezvoltarea doctrinei structurii atomului, s-a demonstrat că mai mult descriere exactă fiecare element nu este greutatea atomică (vezi), ci valoarea sarcinii pozitive a nucleului atomului elementului, egală cu numărul de serie (atomic) al acestui element în sistemul periodic al lui D.I. Mendeleev. Numărul de sarcini pozitive de pe nucleul unui atom este egal cu numărul de electroni din jurul nucleului atomului, deoarece atomii în ansamblu sunt neutri din punct de vedere electric. În lumina acestor date, legea periodică este formulată după cum urmează: proprietățile elementelor chimice, precum și formele și proprietățile compușilor acestora, depind periodic de mărimea sarcinii pozitive a nucleelor ​​atomilor lor. Aceasta înseamnă că într-o serie continuă de elemente dispuse în ordinea creșterii sarcinilor pozitive ale nucleelor ​​atomilor lor, elemente cu proprietăți similare se vor repeta periodic.

Forma tabelară a tabelului periodic al elementelor chimice este prezentată în ea formă modernă. Este format din perioade, serii și grupuri. O perioadă reprezintă o serie orizontală succesivă de elemente dispuse în ordinea creșterii sarcinii pozitive a nucleelor ​​atomilor lor.

La începutul fiecărei perioade (cu excepția primei) există un element cu proprietăți metalice pronunțate (metal alcalin). Apoi, pe măsură ce numărul de serie crește, proprietățile metalice ale elementelor slăbesc treptat, iar proprietățile nemetalice cresc. Penultimul element din fiecare perioadă este un element cu proprietăți nemetalice pronunțate (halogen), iar ultimul este un gaz inert. Prima perioadă este formată din două elemente, rolul unui metal alcalin și al unui halogen aici este jucat simultan de hidrogen. Perioadele II și III includ câte 8 elemente, numite tipice de Mendeleev. Perioadele IV și V conțin fiecare câte 18 elemente, VI-32. Perioada a VII-a nu a fost încă încheiată și este completată cu elemente create artificial; În acest moment există 17 elemente în această perioadă. Perioadele I, II și III sunt numite mici, fiecare dintre ele constă dintr-un rând orizontal, IV-VII sunt mari: ele (cu excepția VII) includ două rânduri orizontale - par (sus) și impar (inferior). În rândurile egale ale perioadelor mari există doar metale, iar modificarea proprietăților elementelor din rând de la stânga la dreapta este slab exprimată.

În serii impare de perioade mari, proprietățile elementelor din serie se schimbă în același mod ca și proprietățile elementelor tipice. În rândul par al perioadei VI, după lantan, există 14 elemente [numite lantanide (vezi), lantanide, elemente de pământuri rare], similare ca proprietăți chimice cu lantanul și între ele. O listă a acestora este dată separat sub tabel.

Elementele care urmează după actiniu - actinide (actinoide) - sunt enumerate separat și enumerate sub tabel.

În tabelul periodic al elementelor chimice, nouă grupuri sunt situate vertical. Numărul grupului este egal cu cea mai mare valență pozitivă (vezi) a elementelor acestui grup. Excepțiile sunt fluorul (poate fi doar negativ monovalent) și bromul (nu poate fi heptavalent); în plus, cuprul, argintul, aurul pot prezenta o valență mai mare de +1 (Cu-1 și 2, Ag și Au-1 și 3), iar dintre elementele grupei VIII, numai osmiul și ruteniul au o valență de +8 . Fiecare grup, cu excepția celui de-al optulea și zero, este împărțit în două subgrupe: cel principal (situat în dreapta) și cel secundar. Subgrupele principale includ elemente tipice și elemente de perioade lungi, subgrupele secundare includ doar elemente de perioade lungi și, în plus, metale.

În ceea ce privește proprietățile chimice, elementele fiecărui subgrup al unui grup dat diferă semnificativ unele de altele și numai cea mai mare valență pozitivă este aceeași pentru toate elementele unui grup dat. În principalele subgrupe, de sus în jos, proprietățile metalice ale elementelor sunt întărite și cele nemetalice sunt slăbite (de exemplu, franciul este elementul cu cele mai pronunțate proprietăți metalice, iar fluorul este nemetalic). Astfel, locul unui element în sistemul periodic al lui Mendeleev (numărul ordinal) determină proprietățile acestuia, care sunt media proprietăților elementelor învecinate pe verticală și pe orizontală.

Unele grupuri de elemente au nume speciale. Astfel, elementele principalelor subgrupe ale grupei I se numesc metale alcaline, grupa II - metale alcalino-pământoase, grupa VII - halogeni, elemente situate în spatele uraniului - transuraniu. Elementele care alcătuiesc organismele participă la procesele metabolice și au un caracter pronunțat rol biologic, se numesc elemente biogene. Toți ocupă partea de sus a mesei lui D.I. Mendeleev. Acestea sunt în principal O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg și Fe, care alcătuiesc cea mai mare parte a materiei vii (mai mult de 99%). Locurile ocupate de aceste elemente în tabelul periodic sunt colorate în albastru deschis. Elementele biogene, dintre care există foarte puține în organism (de la 10 -3 la 10 -14%), sunt numite microelemente (vezi). În celulele sistemului periodic, colorate în galben, sunt plasate microelemente a căror importanță vitală pentru om a fost dovedită.

Conform teoriei structurii atomice (vezi Atom), proprietățile chimice ale elementelor depind în principal de numărul de electroni din învelișul exterior al electronilor. Modificarea periodică a proprietăților elementelor cu o creștere a sarcinii pozitive a nucleelor ​​atomice se explică prin repetarea periodică a structurii învelișului electronilor exterioare (nivelul de energie) a atomilor.

În perioade mici, cu creșterea sarcinii pozitive a nucleului, numărul de electroni din învelișul extern crește de la 1 la 2 în perioada I și de la 1 la 8 în perioadele II și III. De aici și schimbarea proprietăților elementelor în perioada de la un metal alcalin la un gaz inert. Învelișul exterior al electronilor, care conține 8 electroni, este complet și stabil din punct de vedere energetic (elementele grupului zero sunt inerte chimic).

În perioade lungi în rânduri egale, pe măsură ce sarcina pozitivă a nucleelor ​​crește, numărul de electroni din învelișul exterior rămâne constant (1 sau 2), iar al doilea înveliș exterior este umplut cu electroni. De aici și schimbarea lentă a proprietăților elementelor în rânduri uniforme. În serii impare de perioade mari, pe măsură ce sarcina nucleelor ​​crește, învelișul exterior este umplut cu electroni (de la 1 la 8) și proprietățile elementelor se modifică în același mod ca cele ale elementelor tipice.

Numărul de învelișuri de electroni dintr-un atom este egal cu numărul perioadei. Atomii elementelor subgrupurilor principale au un număr de electroni în învelișul lor exterioară egal cu numărul grupului. Atomii elementelor subgrupurilor laterale conțin unul sau doi electroni în învelișul lor exterior. Aceasta explică diferența dintre proprietățile elementelor subgrupurilor principale și secundare. Numărul grupului indică numărul posibil de electroni care pot participa la formarea legăturilor chimice (de valență) (vezi Moleculă), prin urmare, astfel de electroni se numesc valență. Pentru elementele subgrupurilor laterale, nu numai electronii învelișurilor exterioare sunt de valență, ci și cei ai penultimelor. Numărul și structura învelișurilor de electroni sunt indicate în tabelul periodic al elementelor chimice alăturat.

Legea periodică a lui D. I. Mendeleev și sistemul bazat pe ea au exclusiv mare importanțăîn știință și practică. Legea și sistemul periodic au stat la baza descoperirii de noi elemente chimice, definiție precisă greutățile lor atomice, dezvoltarea doctrinei structurii atomilor, stabilirea legilor geochimice de distribuție a elementelor în scoarța terestră și dezvoltarea idei moderne despre materia vie, a cărei compoziție și modelele asociate acesteia sunt în conformitate cu sistemul periodic. Activitatea biologică a elementelor și conținutul lor în organism sunt, de asemenea, determinate în mare măsură de locul pe care îl ocupă în tabelul periodic al lui Mendeleev. Astfel, odată cu creșterea numărului de serie într-un număr de grupuri, toxicitatea elementelor crește și conținutul lor în organism scade. Legea periodică este o expresie clară a celor mai generale legi dialectice ale dezvoltării naturii.

Secțiuni clasificate ale tabelului periodic 15 iunie 2018

Mulți au auzit despre Dmitri Ivanovici Mendeleev și despre „Legea periodică a modificărilor proprietăților elementelor chimice în grupuri și serii”, pe care a descoperit-o în secolul al XIX-lea (1869) (numele autorului pentru tabel este „Sistemul periodic de elemente în Grupuri și Serii”).

Descoperirea tabelului elementelor chimice periodice a fost una dintre reperele importante din istoria dezvoltării chimiei ca știință. Descoperitorul mesei a fost omul de știință rus Dmitri Mendeleev. Un om de știință extraordinar cu o perspectivă științifică largă a reușit să combine toate ideile despre natura elementelor chimice într-un singur concept coerent.

Istoricul deschiderii mesei

Până la mijlocul secolului al XIX-lea, au fost descoperite 63 de elemente chimice, iar oamenii de știință din întreaga lume au făcut în mod repetat încercări de a combina toate elementele existente într-un singur concept. S-a propus așezarea elementelor în ordinea creșterii masei atomice și împărțirea lor în grupuri după asemănare proprietăți chimice.

În 1863, chimistul și muzicianul John Alexander Newland și-a propus teoria, care a propus un aspect al elementelor chimice similare cu cea descoperită de Mendeleev, dar munca omului de știință nu a fost luată în serios de comunitatea științifică din cauza faptului că autorul a fost dus de cap. prin căutarea armoniei şi legătura muzicii cu chimia.

În 1869, Mendeleev și-a publicat diagrama tabelului periodic în Jurnalul Societății Ruse de Chimie și a trimis o notificare despre descoperire liderilor. oameni de știință din lume. Ulterior, chimistul a rafinat și a îmbunătățit în mod repetat schema până când și-a dobândit aspectul obișnuit.

Esența descoperirii lui Mendeleev este că odată cu creșterea masei atomice, proprietățile chimice ale elementelor se schimbă nu monoton, ci periodic. După un anumit număr de elemente cu proprietăți diferite, proprietățile încep să se repete. Astfel, potasiul este similar cu sodiul, fluorul este asemănător cu clorul, iar aurul este asemănător cu argintul și cuprul.

În 1871, Mendeleev a combinat în cele din urmă ideile în legea periodică. Oamenii de știință au prezis descoperirea mai multor elemente chimice noi și au descris proprietățile lor chimice. Ulterior, calculele chimistului au fost complet confirmate - galiu, scandiu și germaniu corespundeau pe deplin proprietăților pe care Mendeleev le-a atribuit.

Dar nu totul este atât de simplu și există unele lucruri pe care nu le știm.

Puțini oameni știu că D.I. Mendeleev a fost unul dintre primii oameni de știință ruși de renume mondial de la sfârșitul secolului al XIX-lea, care a apărat în știința lumii ideea eterului ca entitate substanțială universală, care i-a dat o semnificație științifică și aplicată fundamentală în dezvăluirea secretele Existenței și pentru a îmbunătăți viața economică a oamenilor.

Există opinia că tabelul periodic al elementelor chimice predat oficial în școli și universități este o falsificare. Mendeleev însuși, în lucrarea sa intitulată „O încercare de înțelegere chimică a eterului mondial”, a oferit un tabel ușor diferit.

Ultima dată când Tabelul periodic real a fost publicat într-o formă nedistorsionată a fost în 1906 la Sankt Petersburg (manual „Fundamentals of Chemistry”, ediția a VIII-a).

Diferențele sunt vizibile: grupul zero a fost mutat în al 8-lea, iar elementul mai ușor decât hidrogenul, cu care ar trebui să înceapă masa și care se numește în mod convențional Newtoniu (eter), este complet exclus.

Aceeași masă este imortalizată de tovarășul „TIRANUL SÂNGERUL”. Stalin din Sankt Petersburg, Moskovsky Avenue. 19. VNIIM im. D. I. Mendeleeva (Institutul de Cercetare de Metrologie din întreaga Rusie)

Tabelul-monument al Tabelului periodic al elementelor chimice de D. I. Mendeleev a fost realizat cu mozaicuri sub conducerea profesorului Academiei de Arte V. A. Frolov (proiect arhitectural de Krichevsky). Monumentul se bazează pe un tabel din ultima ediție a VIII-a (1906) a Fundamentals of Chemistry a lui D. I. Mendeleev. Elementele descoperite în timpul vieții lui D.I. Mendeleev sunt indicate cu roșu. Elemente descoperite între 1907 și 1934 , indicat cu albastru.

De ce și cum s-a întâmplat ca ei să ne mintă atât de neclar și deschis?

Locul și rolul eterului mondial în adevăratul tabel al lui D. I. Mendeleev

Mulți au auzit despre Dmitri Ivanovici Mendeleev și despre „Legea periodică a modificărilor proprietăților elementelor chimice în grupuri și serii”, pe care a descoperit-o în secolul al XIX-lea (1869) (numele autorului pentru tabel este „Sistemul periodic de elemente în Grupuri și Serii”).

Mulți au auzit și că D.I. Mendeleev a fost organizatorul și liderul permanent (1869-1905) al asociației științifice publice ruse numită „Societatea Rusă de Chimie” (din 1872 - „Societatea Rusă Fizico-Chimică”), care de-a lungul existenței sale a publicat revista de renume mondial ZhRFKhO, până când până la lichidarea atât a Societății, cât și a revistei sale de către Academia de Științe a URSS în 1930.
Dar puțini oameni știu că D.I. Mendeleev a fost unul dintre ultimii oameni de știință ruși de renume mondial de la sfârșitul secolului al XIX-lea, care a apărat în știința lumii ideea eterului ca entitate substanțială universală, care i-a dat o semnificație științifică și aplicată fundamentală în dezvăluire. secrete Fiinţa şi pentru a îmbunătăţi viaţa economică a oamenilor.

Sunt și mai puțini cei care știu că, după moartea subită (!!?) a lui D.I. Mendeleev (27.01.1907), apoi recunoscut ca un om de știință remarcabil de toate comunitățile științifice din întreaga lume, cu excepția Academiei de Științe din Sankt Petersburg, descoperirea principală a fost „Legea periodică” - a fost falsificată în mod deliberat și pe scară largă de știința academică mondială.

Și sunt foarte puțini cei care știu că toate cele de mai sus sunt legate între ele prin firul serviciului sacrificial cei mai buni reprezentantiși purtători ai nemuritoarei Gânduri Fizice Ruse în folosul popoarelor, în folosul public, în ciuda valului tot mai mare de iresponsabilitate în cele mai înalte pături ale societății din acea vreme.

În esență, prezenta disertație este dedicată dezvoltării cuprinzătoare a ultimei teze, deoarece în știința adevărată, orice neglijare a factorilor esențiali duce întotdeauna la rezultate false.

Elementele grupului zero încep fiecare rând de alte elemente, situate în partea stângă a tabelului, „... care este o consecință strict logică a înțelegerii legii periodice” - Mendeleev.

Un loc deosebit de important și chiar exclusiv în sensul legii periodice aparține elementului „x” — „Newtoniu” — eterului mondial. Și acest element special ar trebui să fie situat chiar la începutul întregului tabel, în așa-numitul „grup zero al rândului zero”. Mai mult, fiind un element formator de sistem (mai precis, o esență formatoare de sistem) al tuturor elementelor Tabelului Periodic, eterul mondial este argumentul substanțial al întregii diversități de elemente ale Tabelului Periodic. Tabelul însuși, în această privință, acționează ca un funcțional închis al acestui argument.

Surse:

Sistemul periodic este un set ordonat de elemente chimice, clasificarea lor naturală, care este o expresie grafică (tabelară) a legii periodice a elementelor chimice. Structura sa, asemănătoare în multe privințe cu cea modernă, a fost dezvoltată de D. I. Mendeleev pe baza legii periodice în 1869–1871.

Prototipul sistemului periodic a fost „Experiența unui sistem de elemente bazat pe greutatea lor atomică și asemănarea chimică”, compilat de D. I. Mendeleev la 1 martie 1869. Pe parcursul a doi ani și jumătate, omul de știință a îmbunătățit continuu „Experiența unui sistem”, a introdus ideea de grupuri, serii și perioade de elemente. Ca urmare, structura tabelului periodic a dobândit contururi în mare măsură moderne.

Conceptul locului unui element în sistem, determinat de numerele grupului și perioadei, a devenit important pentru evoluția acestuia. Pe baza acestui concept, Mendeleev a ajuns la concluzia că este necesară modificarea maselor atomice ale unor elemente: uraniu, indiu, ceriu și sateliții săi. Acesta a fost primul uz practic sistem periodic. Mendeleev a prezis și pentru prima dată existența și proprietățile mai multor elemente necunoscute. Omul de știință a descris în detaliu cele mai importante proprietăți ekaaluminiu (viitorul galiu), ekaboron (scandiu) și ekasilicon (germaniu). În plus, el a prezis existența analogilor de mangan (viitorul tehnețiu și reniu), teluriu (poloniu), iod (astatina), cesiu (Franța), bariu (radiu), tantal (protactiniu). Previziunile omului de știință cu privire la aceste elemente au fost caracter general, deoarece aceste elemente erau situate în zone puțin studiate ale tabelului periodic.

Primele versiuni ale sistemului periodic au reprezentat în mare măsură doar o generalizare empirică. La urma urmei, semnificația fizică a legii periodice era neclară; nu exista o explicație pentru motivele schimbării periodice a proprietăților elementelor în funcție de creșterea maselor atomice. În acest sens, multe probleme au rămas nerezolvate. Există limite ale tabelului periodic? Este posibil să se determine numărul exact de elemente existente? Structura celei de-a șasea perioade a rămas neclară - care a fost cantitatea exactă de elemente de pământ rare? Nu se știa dacă elementele dintre hidrogen și litiu mai existau, care a fost structura primei perioade. Prin urmare, până la fundamentarea fizică a legii periodice și dezvoltarea teoriei sistemului periodic, dificultăți serioase au apărut de mai multe ori. Descoperirea din 1894–1898 a fost neașteptată. cinci gaze inerte care păreau să nu aibă loc în tabelul periodic. Această dificultate a fost eliminată datorită ideii de a include un grup zero independent în structura tabelului periodic. Descoperirea în masă a radioelementelor la începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea. (până în 1910 numărul lor era de aproximativ 40) a dus la o contradicție acută între necesitatea de a le plasa în tabelul periodic și structura sa existentă. Au fost doar 7 posturi vacante pentru ei în perioadele a șasea și a șaptea. Această problemă a fost rezolvată prin stabilirea regulilor de schimbare și prin descoperirea izotopilor.

Unul dintre principalele motive pentru imposibilitatea explicării semnificației fizice a legii periodice și a structurii sistemului periodic a fost faptul că nu se cunoștea modul în care a fost structurat atomul (vezi Atom). Cea mai importantă piatră de hotar în dezvoltarea tabelului periodic a fost crearea modelului atomic de către E. Rutherford (1911). Pe baza ei, omul de știință olandez A. Van den Broek (1913) a sugerat că numărul de serie al unui element din tabelul periodic este numeric egal cu sarcina nucleului atomului său (Z). Acest lucru a fost confirmat experimental de omul de știință englez G. Moseley (1913). Legea periodică a primit o justificare fizică: periodicitatea modificărilor proprietăților elementelor a început să fie luată în considerare în funcție de sarcina Z a nucleului atomului elementului, și nu de masa atomică (vezi Legea periodică a elementelor chimice).

Ca urmare, structura tabelului periodic a fost semnificativ consolidată. Limita inferioară a sistemului a fost determinată. Acesta este hidrogenul - elementul cu un minim Z = 1. A devenit posibil să se estimeze cu precizie numărul de elemente dintre hidrogen și uraniu. Au fost identificate „goluri” în tabelul periodic, corespunzătoare elementelor necunoscute cu Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87. Cu toate acestea, întrebările despre numărul exact de elemente de pământ rare au rămas neclare și, cel mai important, motivele pentru periodicitatea modificărilor proprietăților elementelor nu a fost dezvăluită în funcție de Z.

Pe baza structurii stabilite a sistemului periodic și a rezultatelor studierii spectrelor atomice, omul de știință danez N. Bohr în 1918–1921. a dezvoltat idei despre secvența construcției carcaselor și subcarcilor electronice în atomi. Omul de știință a ajuns la concluzia că tipuri similare de configurații electronice ale învelișurilor exterioare ale atomilor sunt repetate periodic. Astfel, s-a demonstrat că periodicitatea modificărilor proprietăților elementelor chimice se explică prin existența periodicității în construcția învelișurilor și subînvelișurilor electronice ale atomilor.

Tabelul periodic acoperă mai mult de 100 de elemente. Dintre acestea, toate elementele transuraniu (Z = 93–110), precum și elementele cu Z = 43 (tehnețiu), 61 (prometiu), 85 (astatina), 87 (Franța) au fost obținute artificial. De-a lungul istoriei existenței sistemului periodic, foarte multe un numar mare de(>500) variante ale reprezentării sale grafice, în principal sub formă de tabele, precum și sub formă de diverse forme geometrice(spațiale și plane), curbele analitice (spirale etc.), etc. Cele mai răspândite sunt formele de tabele scurte, semilungi, lungi și în scări. În prezent, se acordă preferință forma scurta.

Principiul fundamental al construirii tabelului periodic este împărțirea acestuia în grupuri și perioade. Conceptul lui Mendeleev de serie de elemente nu este folosit astăzi, deoarece îi lipsește sens fizic. Grupurile, la rândul lor, sunt împărțite în subgrupuri principale (a) și secundare (b). Fiecare subgrup conține elemente - analogi chimici. Elementele subgrupurilor a și b din cele mai multe grupuri prezintă, de asemenea, o anumită similitudine între ele, în principal în stările de oxidare superioare, care, de regulă, sunt egale cu numărul grupului. O perioadă este o colecție de elemente care începe cu un metal alcalin și se termină cu un gaz inert (un caz special este prima perioadă). Fiecare perioadă conține un număr strict definit de elemente. Tabelul periodic este format din opt grupe și șapte perioade, a șaptea perioadă neterminată încă.

Particularitate primul perioada este că conține doar 2 elemente gazoase în formă liberă: hidrogen și heliu. Locul hidrogenului în sistem este ambiguu. Deoarece prezintă proprietăți comune metalelor alcaline și halogenilor, este plasat fie în subgrupul 1a-, fie în subgrupul Vlla-sau în ambele în același timp, încadrând simbolul între paranteze într-una dintre subgrupe. Heliul este primul reprezentant al subgrupului VIIIa. Pentru o lungă perioadă de timp heliul și toate gazele inerte au fost separate într-un grup zero separat. Această prevedere a necesitat revizuire după sinteză compuși chimici cripton, xenon și radon. Ca urmare, gazele nobile și elementele din fostul Grup VIII (fier, cobalt, nichel și metale platină) au fost combinate într-un singur grup.

Al doilea perioada conţine 8 elemente. Începe cu litiu de metal alcalin, a cărui singură stare de oxidare este +1. Urmează beriliul (metal, stare de oxidare +2). Borul prezintă deja un caracter metalic slab exprimat și este un nemetal (starea de oxidare +3). Alături de bor, carbonul este un nemetal tipic care prezintă atât +4 cât și -4 stări de oxidare. Azotul, oxigenul, fluorul și neonul sunt toate nemetale, azotul având cea mai mare stare de oxidare de +5 corespunzătoare numărului de grup. Oxigenul și fluorul sunt printre cele mai active nemetale. Neonul cu gaz inert încheie perioada.

Al treilea perioada (sodiu - argon) contine si 8 elemente. Natura modificării proprietăților lor este în mare măsură similară cu cea observată pentru elementele din a doua perioadă. Dar există și o anumită specificitate aici. Astfel, magneziul, spre deosebire de beriliu, este mai metalic, la fel ca și aluminiul în comparație cu borul. Siliciul, fosforul, sulful, clorul, argonul sunt toate nemetale tipice. Și toate acestea, cu excepția argonului, prezintă stări de oxidare mai mari, egale cu numărul grupului.

După cum se poate observa, în ambele perioade, pe măsură ce Z crește, are loc o slăbire clară a metalului și o întărire a proprietăților nemetalice ale elementelor. D.I. Mendeleev a numit elementele perioadei a doua și a treia (în cuvintele sale, mici) tipice. Elementele de perioade mici sunt printre cele mai comune în natură. Carbonul, azotul și oxigenul (împreună cu hidrogenul) sunt organogeni, adică principalele elemente ale materiei organice.

Toate elementele primei - a treia perioade sunt plasate în subgrupe a.

Al patrulea perioada (potasiu - cripton) conține 18 elemente. Potrivit lui Mendeleev, aceasta este prima mare perioadă. După potasiul metalelor alcaline și calciul metalului alcalino-pământos vine o serie de elemente formate din 10 așa-numite metale de tranziție (scandiu - zinc). Toate sunt incluse în subgrupele b. Majoritatea metalelor de tranziție prezintă stări de oxidare mai mari, egale cu numărul grupului, cu excepția fierului, cobaltului și nichelului. Elementele, de la galiu la kripton, aparțin subgrupelor a. O serie de compuși chimici sunt cunoscuți pentru cripton.

a cincea Perioada (rubidiu - xenon) este similară ca structură cu cea de-a patra. Conține și o inserție din 10 metale de tranziție (itriu - cadmiu). Elementele acestei perioade au propriile lor caracteristici. În triada ruteniu - rodiu - paladiu, compușii sunt cunoscuți pentru ruteniu, unde prezintă o stare de oxidare de +8. Toate elementele subgrupelor a prezintă stări de oxidare mai mari egale cu numărul grupului. Caracteristicile modificărilor proprietăților elementelor din a patra și a cincea perioade pe măsură ce Z crește sunt mai complexe în comparație cu a doua și a treia perioadă.

Şaselea perioada (cesiu - radon) include 32 de elemente. Această perioadă, pe lângă 10 metale de tranziție (lantan, hafniu - mercur), conține și un set de 14 lantanide - de la ceriu la lutețiu. Elementele de la ceriu la lutețiu sunt foarte asemănătoare din punct de vedere chimic și, din acest motiv, au fost incluse de mult timp în familia elementelor pământurilor rare. În forma scurtă a tabelului periodic, o serie de lantanide este inclusă în celula de lantan, iar decodificarea acestei serii este dată în partea de jos a tabelului (vezi Lantanide).

Care este specificul elementelor perioadei a șasea? În triada osmiu - iridiu - platină, starea de oxidare de +8 este cunoscută pentru osmiu. Astatina are un caracter metalic destul de pronunțat. Radonul are cea mai mare reactivitate dintre toate gazele nobile. Din păcate, datorită faptului că este foarte radioactiv, chimia sa a fost puțin studiată (vezi Elemente radioactive).

Al șaptelea perioada incepe din Franta. Ca și al șaselea, ar trebui să conțină și 32 de elemente, dar dintre ele sunt încă cunoscute 24. Franciul și radiul sunt, respectiv, elemente ale subgrupelor Ia și IIa, actiniul aparține subgrupei IIIb. Urmează familia actinidelor, care include elemente de la toriu la lawrencium și este plasată în mod similar lantanidelor. Decodificarea acestei serii de elemente este dată și în partea de jos a tabelului.

Acum să vedem cum se modifică proprietățile elementelor chimice subgrupuri sistem periodic. Principalul model al acestei schimbări este întărirea caracterului metalic al elementelor pe măsură ce crește Z. Acest model se manifestă în mod clar în subgrupele IIIa–VIIa. Pentru metalele din subgrupele Ia–IIIa se observă o creștere a activității chimice. Pentru elementele subgrupelor IVa–VIIa, pe măsură ce Z crește, se observă o slăbire a activității chimice a elementelor. Pentru elementele subgrupului b, natura modificării activității chimice este mai complexă.

Teoria sistemului periodic a fost dezvoltată de N. Bohr și alți oameni de știință în anii 20. secolul XX și se bazează pe o schemă reală de formare a configurațiilor electronice ale atomilor (vezi Atom). Conform acestei teorii, pe măsură ce Z crește, umplerea învelișurilor și subînvelișurilor de electroni în atomii elementelor incluse în perioadele tabelului periodic are loc în următoarea secvență:

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

Pe baza teoriei sistemului periodic, putem da următoarea definiție a unei perioade: o perioadă este un set de elemente care începe cu un element cu valoarea n egală cu numărul perioadei și l = 0 (s-elemente) și se termină cu un element cu aceeași valoare n și l = 1 (elementele p-elemente) (vezi Atom). Excepția este prima perioadă, care conține doar 1s elemente. Din teoria sistemului periodic urmează numerele de elemente în perioade: 2, 8, 8, 18, 18, 32...

În tabel, simbolurile elementelor de fiecare tip (elementele s-, p-, d- și f-) sunt reprezentate pe un fundal de culoare specifică: elementele s - pe roșu, elementele p - pe portocaliu, elementele d - pe albastru, elemente f - pe verde. Fiecare celulă arată numerele atomice și masele atomice ale elementelor, precum și configurațiile electronice ale învelișurilor de electroni exterioare.

Din teoria sistemului periodic rezultă că subgrupurile a includ elemente cu n egal cu numărul perioadei și l = 0 și 1. Subgrupurile b includ acele elemente în atomii cărora completarea învelișurilor rămase anterior. apare incomplet. De aceea, prima, a doua și a treia perioadă nu conțin elemente ale subgrupurilor b.

Structura tabelului periodic al elementelor este strâns legată de structura atomilor elementelor chimice. Pe măsură ce Z crește, tipuri similare de configurație ale învelișurilor de electroni exterioare se repetă periodic. Și anume, ele determină principalele caracteristici ale comportamentului chimic al elementelor. Aceste caracteristici se manifestă diferit pentru elementele subgrupurilor a (elementele s și p), pentru elementele subgrupurilor b (elementele d de tranziție) și elementele familiilor f - lantanide și actinide. Un caz special reprezintă elementele primei perioade – hidrogen și heliu. Hidrogenul se caracterizează printr-o activitate chimică ridicată, deoarece singurul său electron 1s este ușor îndepărtat. În același timp, configurația heliului (1s 2) este foarte stabilă, ceea ce determină inactivitatea sa chimică.

Pentru elementele subgrupurilor a, învelișurile de electroni exterioare ale atomilor sunt umplute (cu n egal cu numărul perioadei), astfel încât proprietățile acestor elemente se modifică considerabil pe măsură ce crește Z. Astfel, în a doua perioadă, litiul (configurația 2s). ) este un metal activ care își pierde cu ușurință singurul electron de valență ; beriliul (2s 2) este, de asemenea, un metal, dar mai puțin activ datorită faptului că electronii săi exteriori sunt legați mai strâns de nucleu. În plus, borul (2s 2 p) are un caracter metalic slab exprimat, iar toate elementele ulterioare ale celei de-a doua perioade, în care este construită subînvelișul 2p, sunt deja nemetale. Configurația cu opt electroni a învelișului electron exterior al neonului (2s 2 p 6) - un gaz inert - este foarte puternică.

Proprietățile chimice ale elementelor din a doua perioadă se explică prin dorința atomilor lor de a dobândi configurația electronică a celui mai apropiat gaz inert (configurația heliului pentru elementele de la litiu la carbon sau configurația neon pentru elementele de la carbon la fluor). Acesta este motivul pentru care, de exemplu, oxigenul nu poate prezenta o stare de oxidare mai mare egală cu numărul său de grup: este mai ușor pentru el să realizeze configurația neon prin achiziționarea de electroni suplimentari. Aceeași natură a modificărilor proprietăților se manifestă în elementele celei de-a treia perioade și în elementele s și p ale tuturor perioadelor ulterioare. În același timp, slăbirea forței legăturii dintre electronii exteriori și nucleul din subgrupele a pe măsură ce crește Z se manifestă în proprietățile elementelor corespunzătoare. Astfel, pentru elementele s există o creștere vizibilă a activității chimice pe măsură ce crește Z, iar pentru elementele p există o creștere a proprietăților metalice.

În atomii elementelor d de tranziție, învelișurile incomplete anterior sunt completate cu valoarea numărului cuantic principal n, cu unul mai puțin decât numărul perioadei. Cu câteva excepții, configurația învelișurilor de electroni exterioare ale atomilor elementelor de tranziție este ns 2. Prin urmare, toate elementele d sunt metale și de aceea modificările proprietăților elementelor d pe măsură ce Z crește nu sunt la fel de dramatice ca cele observate pentru elementele s și p. În stările de oxidare superioare, elementele d prezintă o anumită similitudine cu elementele p ale grupurilor corespunzătoare ale tabelului periodic.

Particularitățile proprietăților elementelor triadelor (subgrupul VIIIb) sunt explicate prin faptul că subcoapele b sunt aproape de finalizare. Acesta este motivul pentru care metalele de fier, cobalt, nichel și platină, în general, nu au tendința de a forma compuși grade superioare oxidare. Singurele excepții sunt ruteniul și osmiul, care dau oxizii RuO 4 și OsO 4 . Pentru elementele subgrupurilor Ib și IIb, subshell-ul d este de fapt complet. Prin urmare, ele prezintă stări de oxidare egale cu numărul grupului.

În atomii de lantanide și actinide (toți sunt metale), învelișurile de electroni anterior incomplete sunt completate cu valoarea numărului cuantic principal n fiind cu două unități mai mică decât numărul perioadei. În atomii acestor elemente, configurația învelișului exterior de electroni (ns 2) rămâne neschimbată, iar a treia înveliș N exterior este umplut cu 4f-electroni. Acesta este motivul pentru care lantanidele sunt atât de asemănătoare.

Pentru actinide situația este mai complicată. În atomii elementelor cu Z = 90–95, electronii 6d și 5f pot lua parte la interacțiuni chimice. Prin urmare, actinidele au mult mai multe stări de oxidare. De exemplu, pentru neptuniu, plutoniu și americiu, sunt cunoscuți compuși unde aceste elemente apar în stare heptavalentă. Numai pentru elemente, începând cu curiu (Z = 96), starea trivalentă devine stabilă, dar aceasta are și caracteristici proprii. Astfel, proprietățile actinidelor diferă semnificativ de proprietățile lantanidelor și, prin urmare, cele două familii nu pot fi considerate similare.

Familia actinidelor se termină cu elementul cu Z = 103 (lawrencium). O evaluare a proprietăților chimice ale kurchatovium (Z = 104) și nilsborium (Z = 105) arată că aceste elemente ar trebui să fie analogi ai hafniului și, respectiv, tantalului. Prin urmare, oamenii de știință cred că, după familia actinidelor din atomi, începe umplerea sistematică a subînvelișului 6d. Natura chimică a elementelor cu Z = 106–110 nu a fost evaluată experimental.

Număr finit de elemente care acoperă tabelul periodic, necunoscut. Problema limitei sale superioare este poate principalul mister al tabelului periodic. Cel mai greu element care a fost descoperit în natură este plutoniul (Z = 94). S-a atins limita fuziunii nucleare artificiale - un element cu număr atomic 110. Întrebarea rămâne deschisă: se vor putea obține elemente cu numere atomice mari, care și câte? La aceasta nu se poate încă răspunde cu certitudine.

Folosind calcule complexe efectuate pe computere electronice, oamenii de știință au încercat să determine structura atomilor și să evalueze cele mai importante proprietăți ale „superelementelor”, până la numere de serie uriașe (Z = 172 și chiar Z = 184). Rezultatele obţinute au fost destul de neaşteptate. De exemplu, într-un atom al unui element cu Z = 121, este de așteptat să apară un electron de 8p; acest lucru se întâmplă după ce formarea subînvelișului 8s s-a încheiat în atomi cu Z = 119 și 120. Dar apariția electronilor p după electronii s se observă numai în atomii elementelor din a doua și a treia perioadă. Calculele arată, de asemenea, că în elementele perioadei a opta ipotetice, umplerea învelișurilor de electroni și a sub-învelișurilor atomilor are loc într-o secvență foarte complexă și unică. Prin urmare, evaluarea proprietăților elementelor corespunzătoare este o problemă foarte dificilă. S-ar părea că a opta perioadă ar trebui să conțină 50 de elemente (Z = 119–168), dar, conform calculelor, ar trebui să se termine la elementul cu Z = 164, adică cu 4 numere de serie mai devreme. Și a noua perioadă „exotică”, se pare, ar trebui să fie formată din 8 elemente. Iată intrarea lui „electronică”: 9s 2 8p 4 9p 2. Cu alte cuvinte, ar conține doar 8 elemente, precum a doua și a treia perioadă.

Este greu de spus cât de adevărate ar fi calculele făcute folosind un computer. Cu toate acestea, dacă ar fi confirmate, atunci ar fi necesar să se reconsidere serios modelele care stau la baza tabelului periodic al elementelor și a structurii sale.

Tabelul periodic a jucat și continuă să joace un rol imens în dezvoltare diverse zone Stiintele Naturii. A fost cea mai importantă realizare a științei atomo-moleculare și a contribuit la apariție concept modern„element chimic” și clarificarea conceptelor de substanțe și compuși simpli.

Regularitățile relevate de sistemul periodic au avut un impact semnificativ asupra dezvoltării teoriei structurii atomice, descoperirii izotopilor și apariției ideilor despre periodicitatea nucleară. Sistemul periodic este asociat cu o formulare strict științifică a problemei prognozei în chimie. Acest lucru s-a manifestat în predicția existenței și proprietăților elementelor necunoscute și a noilor caracteristici ale comportamentului chimic al elementelor deja descoperite. În prezent, sistemul periodic reprezintă fundamentul chimiei, în primul rând anorganice, ajutând semnificativ la rezolvarea problemei sintezei chimice a substanțelor cu proprietăți prestabilite, dezvoltarea de noi materiale semiconductoare, selectarea catalizatorilor specifici pentru diferite procese chimice etc. Și în final , sistemul periodic stă la baza predării chimiei.