Sheria ya mara kwa mara D.I. Mendeleev na jedwali la upimaji vipengele vya kemikali Ina umuhimu mkubwa katika maendeleo ya kemia. Wacha turudi nyuma hadi 1871, wakati profesa wa kemia D.I. Mendeleev, kupitia majaribio na makosa mengi, alifikia hitimisho kwamba "... mali ya vipengele, na kwa hiyo mali ya rahisi na miili tata, simama mara kwa mara kulingana na wao uzito wa atomiki». Upimaji wa mabadiliko katika mali ya vipengele hutokea kutokana na marudio ya mara kwa mara ya usanidi wa elektroniki wa safu ya nje ya elektroni na ongezeko la malipo ya kiini.
Uundaji wa kisasa wa sheria ya upimaji Ni hii:
"Sifa za vipengele vya kemikali (yaani, sifa na umbo la misombo inayounda) hutegemea mara kwa mara juu ya malipo ya kiini cha atomi za vipengele vya kemikali."
Wakati wa kufundisha kemia, Mendeleev alielewa kukariri huko mali ya mtu binafsi kila kipengele husababisha matatizo kwa wanafunzi. Alianza kutafuta njia za kuunda mbinu ya mfumo ili iwe rahisi kukumbuka sifa za kipengele. Matokeo yalikuwa meza ya asili , baadaye ilijulikana kama mara kwa mara.
Yetu meza ya kisasa sawa na Mendeleev. Hebu tuangalie kwa karibu zaidi.
Jedwali la Mendeleev
Jedwali la upimaji la Mendeleev lina vikundi 8 na vipindi 7.
Safu wima za meza huitwa vikundi . Vipengele ndani ya kila kikundi vina mali sawa ya kemikali na kimwili. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba vipengele vya kundi moja vina usanidi sawa wa elektroniki wa safu ya nje, idadi ya elektroni ambayo ni sawa na nambari ya kikundi. Katika kesi hii, kikundi kimegawanywa vikundi vidogo na vya upili.
KATIKA Vikundi vidogo vidogo inajumuisha vipengele ambavyo elektroni za valence ziko kwenye ns- na np-sublevels za nje. KATIKA Vikundi vidogo vya upande inajumuisha vipengele ambavyo elektroni za valence ziko kwenye ns-sublevel ya nje na ya ndani (n - 1) d-sublevel (au (n - 2) f-sublevel).
Vipengele vyote ndani meza ya mara kwa mara , kulingana na elektroni za valence (s-, p-, d- au f-) zipi zimeainishwa katika: vipengele vya s (vipengele vya vikundi vidogo vya vikundi vya I na II), vitu vya p (vipengele vya vikundi vidogo vya III. Vikundi vya VII), d-vipengele (vipengele vya vikundi vidogo vya upande), vipengele vya f (lanthanides, actinides).
Valency ya juu ya kipengele (isipokuwa O, F, vipengele vya kikundi kidogo cha shaba na kikundi cha nane) ni sawa na idadi ya kikundi ambacho kinapatikana.
Kwa vipengele vya vikundi vidogo na vya sekondari, kanuni za oksidi za juu (na hydrates zao) ni sawa. Katika vikundi vidogo, muundo wa misombo ya hidrojeni ni sawa kwa vipengele katika kundi hili. Hidridi imara huunda vipengele vya vikundi vidogo vya vikundi vya I - III, na vikundi IV - VII huunda misombo ya hidrojeni ya gesi. Misombo ya hidrojeni ya aina EN 4 ni misombo ya neutral zaidi, EN 3 ni besi, H 2 E na NE ni asidi.
Safu za usawa za meza zinaitwa vipindi. Vipengele katika vipindi vinatofautiana kutoka kwa kila mmoja, lakini kile wanachofanana ni hicho elektroni za mwisho ziko kwenye kiwango sawa cha nishati ( nambari kuu ya quantumn- sawa ).
Kipindi cha kwanza kinatofautiana na wengine kwa kuwa kuna vipengele 2 tu: hidrojeni H na heliamu He.
Katika kipindi cha pili kuna vipengele 8 (Li - Ne). Lithium Li, chuma cha alkali, huanza kipindi, na neon ya gesi ya kifahari Ne huifunga.
Katika kipindi cha tatu, kama katika pili, kuna vitu 8 (Na - Ar). Kipindi huanza na chuma cha alkali sodiamu Na, na argon ya gesi yenye heshima inaifunga.
Kipindi cha nne kina vipengele 18 (K - Kr) - Mendeleev alikiteua kama cha kwanza muda mrefu. Pia huanza na chuma cha alkali Potasiamu na kuishia na krypton ya gesi ajizi Kr. Muundo wa vipindi vikubwa ni pamoja na vitu vya mpito (Sc - Zn) - d- vipengele.
Katika kipindi cha tano, sawa na cha nne, kuna vipengele 18 (Rb - Xe) na muundo wake ni sawa na wa nne. Pia huanza na alkali chuma rubidium Rb, na kuishia na ajizi gesi xenon Xe. Muundo wa vipindi vikubwa ni pamoja na vitu vya mpito (Y - Cd) - d- vipengele.
Kipindi cha sita kinajumuisha vipengele 32 (Cs - Rn). Isipokuwa 10 d-elements (La, Hf - Hg) ina safu ya 14 f-vipengele (lanthanides) - Ce - Lu
Kipindi cha saba hakijaisha. Inaanza na Franc Fr, inaweza kuzingatiwa kuwa itakuwa na, kama kipindi cha sita, vitu 32 ambavyo tayari vimepatikana (hadi kipengee na Z = 118).
Jedwali la maingiliano la mara kwa mara
Ukiangalia meza ya mara kwa mara na chora mstari wa kufikirika kuanzia boroni na kuishia kati ya polonium na astatine, kisha metali zote zitakuwa upande wa kushoto wa mstari huo, na zisizo za metali upande wa kulia. Vipengele vilivyo karibu na mstari huu vitakuwa na mali ya metali na zisizo za metali. Wanaitwa metalloids au semimetals. Hizi ni boroni, silicon, germanium, arseniki, antimoni, tellurium na polonium.
Sheria ya mara kwa mara
Mendeleev alitoa muundo ufuatao wa Sheria ya Kipindi: "mali miili rahisi, pamoja na aina na sifa za misombo ya vipengele, na kwa hiyo sifa za miili rahisi na changamano inayounda, mara kwa mara hutegemea uzito wao wa atomiki.
Kuna mifumo kuu nne ya upimaji:
Sheria ya Octet inasema kwamba vipengele vyote huwa na kupata au kupoteza elektroni ili kuwa na usanidi wa elektroni nane wa gesi adilifu iliyo karibu zaidi. Kwa sababu S- na p-orbitali za nje gesi nzuri kujazwa kabisa, ni vipengele vilivyo imara zaidi.
Nishati ya ionization ni kiasi cha nishati inayohitajika ili kuondoa elektroni kutoka kwa atomi. Kwa mujibu wa sheria ya octet, wakati wa kusonga kwenye meza ya mara kwa mara kutoka kushoto kwenda kulia, nishati zaidi inahitajika ili kuondoa elektroni. Kwa hiyo, vipengele vya upande wa kushoto wa meza huwa na kupoteza elektroni, na wale walio kwenye upande wa kulia- kununua. wengi zaidi nishati ya juu ionization ya gesi ya inert. Nishati ya ionization hupungua unaposonga chini ya kikundi, kwa sababu elektroni zina chini viwango vya nishati ina uwezo wa kufukuza elektroni kutoka viwango vya juu vya nishati. Jambo hili linaitwa athari ya kinga. Kutokana na athari hii, elektroni za nje hazifungamani sana kwenye kiini. Kusonga kwa kipindi hicho, nishati ya ionization huongezeka vizuri kutoka kushoto kwenda kulia.
Mshikamano wa elektroni- mabadiliko ya nishati wakati atomi ya dutu katika hali ya gesi inapata elektroni ya ziada. Mtu anaposonga chini ya kikundi, mshikamano wa elektroni unakuwa hasi kidogo kwa sababu ya athari ya uchunguzi.
Umeme- kipimo cha jinsi inavyoelekea kuvutia elektroni kutoka kwa atomi nyingine inayohusishwa nayo. Elektronegativity huongezeka wakati wa kuingia meza ya mara kwa mara kutoka kushoto kwenda kulia na kutoka chini kwenda juu. Ni lazima ikumbukwe kwamba gesi nzuri hazina umeme. Kwa hivyo, kipengele cha electronegative zaidi ni fluorine.
Kulingana na dhana hizi, hebu tuangalie jinsi mali ya atomi na misombo yao inavyobadilika meza ya mara kwa mara.
Kwa hivyo, katika utegemezi wa mara kwa mara kuna mali kama hizo za atomi ambazo zinahusishwa na yake usanidi wa kielektroniki: radius ya atomiki, nishati ya ionization, elektronegativity.
Wacha tuzingatie mabadiliko katika mali ya atomi na misombo yao kulingana na msimamo wao ndani Jedwali la mara kwa mara la vipengele vya kemikali.
Asili ya metali ya atomi huongezeka wakati wa kusonga kwenye jedwali la mara kwa mara kushoto kwenda kulia na chini kwenda juu. Kutokana na hili mali ya msingi ya oksidi hupungua, na mali ya tindikali huongezeka kwa utaratibu sawa - wakati wa kusonga kutoka kushoto kwenda kulia na kutoka chini hadi juu. Katika kesi hiyo, mali ya tindikali ya oksidi ni nguvu zaidi shahada zaidi oxidation ya kipengele chake
Kwa kipindi kutoka kushoto kwenda kulia mali ya msingi hidroksidi kudhoofisha; katika vikundi vidogo, kutoka juu hadi chini, nguvu za msingi huongezeka. Kwa kuongeza, ikiwa chuma kinaweza kuunda hidroksidi kadhaa, basi kwa kuongezeka kwa hali ya oxidation ya chuma, mali ya msingi hidroksidi hudhoofisha.
Kwa kipindi kutoka kushoto kwenda kulia nguvu ya asidi iliyo na oksijeni huongezeka. Wakati wa kusonga kutoka juu hadi chini ndani ya kundi moja, nguvu za asidi zenye oksijeni hupungua. Katika kesi hii, nguvu ya asidi huongezeka kwa kuongezeka kwa hali ya oxidation ya kipengele cha kutengeneza asidi.
Kwa kipindi kutoka kushoto kwenda kulia nguvu huongezeka asidi isiyo na oksijeni. Wakati wa kusonga kutoka juu hadi chini ndani ya kundi moja, nguvu za asidi zisizo na oksijeni huongezeka.
Kategoria,Katika somo hili utajifunza juu ya Sheria ya Upimaji ya Mendeleev, ambayo inaelezea mabadiliko katika mali ya miili rahisi, pamoja na maumbo na mali ya misombo ya vipengele kulingana na ukubwa wa molekuli zao za atomiki. Fikiria jinsi kipengele cha kemikali kinaweza kuelezewa na nafasi yake katika Jedwali la Periodic.
Mada: Sheria ya mara kwa mara naJedwali la mara kwa mara la vipengele vya kemikali na D. I. Mendeleev
Somo: Maelezo ya kipengele kwa nafasi katika Jedwali la Vipengee la D. I. Mendeleev.
Mnamo 1869, D. I. Kisha ikasikika hivi: "Sifa za miili rahisi, na vile vile fomu na mali ya misombo ya vitu, hutegemea mara kwa mara ukubwa wa misa ya atomiki ya vitu." Kwa muda mrefu sana, maana ya kimwili ya sheria ya D. I. Kila kitu kilianguka baada ya ugunduzi wa muundo wa atomi katika karne ya 20.
Uundaji wa kisasa sheria ya mara kwa mara: "Sifa za vitu rahisi, pamoja na fomu na mali ya misombo ya vipengele, mara kwa mara hutegemea ukubwa wa malipo ya kiini cha atomiki."
Malipo ya kiini cha atomi sawa na nambari protoni kwenye kiini. Idadi ya protoni inasawazishwa na idadi ya elektroni katika atomi. Kwa hivyo, atomi haina upande wowote wa umeme.
Malipo ya kiini cha atomi katika jedwali la mara kwa mara iko nambari ya serial ya kipengele.
Nambari ya kipindi maonyesho idadi ya viwango vya nishati, ambayo elektroni huzunguka.
Nambari ya kikundi maonyesho idadi ya elektroni za valence. Kwa vipengele vya vikundi vidogo, idadi ya elektroni za valence ni sawa na idadi ya elektroni katika ngazi ya nishati ya nje. Ni elektroni za valence zinazohusika na malezi vifungo vya kemikali kipengele.
Vipengele vya kemikali vya kundi la 8 - gesi za inert - zina elektroni 8 kwenye shell yao ya nje ya elektroni. Ganda la elektroni kama hilo linafaa kwa nguvu. Atomu zote hujitahidi kujaza ganda la elektroni la nje na hadi elektroni 8.
Ni sifa gani za atomi hubadilika mara kwa mara kwenye Jedwali la Vipindi?
Muundo wa kiwango cha elektroniki cha nje hurudiwa.
Radi ya atomi hubadilika mara kwa mara. Katika Kundi eneo huongezeka kwa kuongezeka kwa idadi ya kipindi, kadiri idadi ya viwango vya nishati inavyoongezeka. Katika kipindi kutoka kushoto kwenda kulia kiini cha atomiki kitakua, lakini kivutio cha kiini kitakuwa kikubwa zaidi na kwa hivyo radius ya atomi. hupungua.
Kila atomi hujitahidi kukamilisha kiwango cha mwisho cha nishati Vipengele vya kikundi 1 vina elektroni 1 kwenye safu ya mwisho. Kwa hiyo, ni rahisi kwao kuwapa. Na ni rahisi zaidi kwa vipengele vya kikundi cha 7 kuvutia elektroni 1 kukosa octet. Katika kikundi, uwezo wa kuacha elektroni utaongezeka kutoka juu hadi chini, kama radius ya atomi inavyoongezeka na mvuto wa kiini hupungua. Katika kipindi kutoka kushoto kwenda kulia, uwezo wa kutoa elektroni hupungua kwa sababu radius ya atomi hupungua.
Kadiri kipengele kinavyotoa elektroni kutoka kwa kiwango chake cha nje kwa urahisi, ndivyo sifa zake za metali zinavyoongezeka, na oksidi zake na hidroksidi zina sifa kuu za msingi. Hii ina maana kwamba mali ya metali katika vikundi huongezeka kutoka juu hadi chini, na katika vipindi kutoka kulia kwenda kushoto. Kwa mali zisizo za metali kinyume chake ni kweli.
Mchele. 1. Nafasi ya magnesiamu katika meza
Katika kikundi, magnesiamu iko karibu na beryllium na kalsiamu. Mtini.1. Magnesiamu iko chini kuliko berili lakini juu kuliko kalsiamu katika kikundi. Magnésiamu ina mali zaidi ya metali kuliko berili, lakini chini ya kalsiamu. Mali ya msingi ya oksidi zake na hidroksidi pia hubadilika. Katika kipindi hicho, sodiamu iko upande wa kushoto, na alumini iko upande wa kulia wa magnesiamu. Sodiamu itaonyesha sifa za metali zaidi kuliko magnesiamu, na magnesiamu itaonyesha sifa za metali zaidi kuliko alumini. Kwa hivyo, unaweza kulinganisha kitu chochote na majirani zake kwenye kikundi na kipindi.
Sifa za tindikali na zisizo za metali hubadilika kinyume na sifa za msingi na za metali.
Tabia ya klorini kwa nafasi yake katika jedwali la mara kwa mara la D.I.
Mchele. 4. Msimamo wa klorini kwenye meza
. Nambari ya atomiki 17 inaonyesha idadi ya protoni17 na elektroni17 katika atomi. Mtini.4. Misa ya atomiki 35 itasaidia kuhesabu idadi ya neutroni (35-17 = 18). Klorini iko katika kipindi cha tatu, ambayo ina maana kwamba idadi ya viwango vya nishati katika atomi ni 3. Iko katika kundi la 7-A na ni ya vipengele vya p. Hii ni isiyo ya chuma. Tunalinganisha klorini na majirani zake katika kikundi na kipindi. Mali isiyo ya metali ya klorini ni kubwa zaidi kuliko yale ya sulfuri, lakini chini ya yale ya argon. Klorini ina mali kidogo ya metali kuliko fluorine na zaidi ya bromini. Wacha tusambaze elektroni kati ya viwango vya nishati na tuandike fomula ya elektroniki. Usambazaji wa jumla wa elektroni utaonekana kama hii. Tazama Mtini. 5
|
|
Mchele. 5. Usambazaji wa elektroni za atomi ya klorini juu ya viwango vya nishati
Amua hali ya juu na ya chini ya oksidi ya klorini. Shahada ya juu zaidi oxidation ni +7, kwani inaweza kutoa elektroni 7 kutoka safu ya mwisho ya elektroni. Hali ya chini kabisa ya oksidi ni -1 kwa sababu klorini inahitaji elektroni 1 ili kukamilisha. Mfumo oksidi ya juu Cl2O7 ( oksidi ya asidi), kiwanja cha hidrojeni HCl.
Katika mchakato wa kutoa au kupata elektroni, atomi hupata malipo ya kawaida. Malipo haya ya masharti yanaitwa .
- Rahisi vitu vina hali ya oxidation sawa na sufuri.
Vipengee vinaweza kuonyesha upeo hali ya oxidation na kiwango cha chini. Upeo wa juu Kipengele kinaonyesha hali yake ya oksidi wakati anatoa mbali elektroni zake zote za valence kutoka ngazi ya elektroni ya nje. Ikiwa idadi ya elektroni za valence ni sawa na nambari ya kikundi, basi kiwango cha juu oxidation ni sawa na nambari ya kikundi.
Mchele. 2. Nafasi ya arseniki katika meza
Kiwango cha chini Kipengele kitaonyesha hali ya oksidi wakati kitakapotokea itakubali elektroni zote zinazowezekana ili kukamilisha safu ya elektroni.
Wacha tuzingatie maadili ya majimbo ya oksidi kwa kutumia kipengele nambari 33 kama mfano.
Hii ni arseniki Kama. Juu ya mwisho kiwango cha elektroniki ina elektroni tano. Hii ina maana kwamba wakati wa kuwapa, atakuwa na hali ya oxidation ya +5. Atomu ya As haina elektroni 3 kabla ya kukamilisha safu ya elektroni. Kwa kuwavutia, itakuwa na hali ya oxidation ya -3.
Msimamo wa vipengele vya metali na zisizo za metali katika Jedwali la Kipindi D.I. Mendeleev.
Mchele. 3. Nafasi ya metali na yasiyo ya metali katika meza
KATIKA upande vikundi vidogo ni vyote metali . Ikiwa unafanya kiakili diagonal kutoka boroni hadi astatine , Hiyo juu ya hii diagonal katika subgroups kuu kutakuwa na wote zisizo za metali , A chini diagonal hii ndio kila kitu metali . Mtini.3.
1. Nambari 1-4 (p. 125) Rudzitis G.E. Inorganic na kemia ya kikaboni. Daraja la 8: kitabu cha maandishi taasisi za elimu: kiwango cha msingi cha/ G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. M.: Kuelimika. 2011, 176 pp.: mgonjwa.
2. Ni sifa gani za mabadiliko ya atomi na upimaji?
3. Tabia ya kipengele cha kemikali oksijeni kulingana na nafasi yake katika Jedwali la Periodic la D.I Mendeleev.
Karne ya kumi na tisa katika historia ya wanadamu ni karne ambayo sayansi nyingi zilibadilishwa, pamoja na kemia. Ilikuwa wakati huu ambapo mfumo wa upimaji wa Mendeleev ulionekana, na pamoja na sheria ya mara kwa mara. Ni yeye ambaye alikua msingi kemia ya kisasa. Mfumo wa upimaji wa D. I. Mendeleev ni utaratibu wa mambo ambayo huanzisha utegemezi wa kemikali na kemikali. mali za kimwili juu ya muundo na malipo ya atomi ya dutu hii.
Hadithi
Mwanzo wa kipindi cha muda uliwekwa na kitabu "Ulinganifu wa Mali na Uzito wa Atomiki wa Mambo," kilichoandikwa katika robo ya tatu ya karne ya 17. Ilionyesha dhana za msingi za vipengele vya kemikali vinavyojulikana (wakati huo kulikuwa na 63 tu kati yao). Kwa kuongezea, misa ya atomiki ya wengi wao iliamuliwa vibaya. Hii iliingilia sana ugunduzi wa D.I.
Dmitry Ivanovich alianza kazi yake kwa kulinganisha mali ya vipengele. Kwanza kabisa, alifanya kazi kwenye klorini na potasiamu, na kisha tu akaendelea kufanya kazi na metali za alkali. Akiwa na kadi maalum ambazo vipengele vya kemikali vilionyeshwa, alijaribu kurudia kukusanya "mosaic" hii: kuiweka kwenye meza yake kutafuta mchanganyiko muhimu na mechi.
Baada ya juhudi nyingi, hatimaye Dmitry Ivanovich alipata muundo aliokuwa akitafuta na akapanga vipengele ndani mfululizo wa vipindi. Baada ya kupokea kama matokeo ya seli tupu kati ya vitu, mwanasayansi aligundua kuwa sio vitu vyote vya kemikali vilijulikana kwa watafiti wa Urusi, na kwamba ni yeye ambaye lazima ape ulimwengu huu ujuzi katika uwanja wa kemia ambao ulikuwa bado haujapewa na wake. watangulizi.
Kila mtu anajua hadithi kwamba meza ya upimaji ilionekana kwa Mendeleev katika ndoto, na akakusanya vitu kutoka kwa kumbukumbu. mfumo wa umoja. Hii ni, takriban kusema, uongo. Ukweli ni kwamba Dmitry Ivanovich alifanya kazi kwa muda mrefu na kujikita kwenye kazi yake, na ilimchosha sana. Wakati wa kufanya kazi kwenye mfumo wa vitu, Mendeleev mara moja alilala. Alipozinduka, aligundua kuwa hakuwa amemaliza meza na badala yake aliendelea kujaza seli tupu. Rafiki yake, Inostrantsev fulani, mwalimu wa chuo kikuu, aliamua kwamba meza ya upimaji ilikuwa imeota na Mendeleev na kueneza uvumi huu kati ya wanafunzi wake. Hivi ndivyo nadharia hii ilivyoibuka.
Umaarufu
Vipengele vya kemikali vya Mendeleev ni onyesho la sheria ya upimaji iliyoundwa na Dmitry Ivanovich nyuma katika robo ya tatu ya karne ya 19 (1869). Ilikuwa mwaka wa 1869 kwamba taarifa ya Mendeleev kuhusu kuundwa kwa muundo fulani ilisomwa katika mkutano wa jumuiya ya kemikali ya Kirusi. Na katika mwaka huo huo, kitabu "Misingi ya Kemia" kilichapishwa, ambapo mfumo wa upimaji wa vipengele vya kemikali wa Mendeleev ulichapishwa kwa mara ya kwanza. Na katika kitabu " Mfumo wa asili vipengele na matumizi yake kuonyesha sifa za vipengele ambavyo havijagunduliwa" D. I.
Muundo na sheria za kuweka vipengele
Hatua za kwanza za kuunda sheria ya upimaji zilichukuliwa na Dmitry Ivanovich nyuma mnamo 1869-1871, wakati huo alifanya kazi kwa bidii ili kuanzisha utegemezi wa mali ya vitu hivi kwenye wingi wa atomi yao. Toleo la kisasa inawakilisha vipengele vilivyofupishwa katika jedwali la pande mbili.
Msimamo wa kipengele katika jedwali hubeba maana fulani ya kemikali na kimwili. Kwa eneo la kitu kwenye jedwali, unaweza kujua uhalali wake ni nini na uamue zingine vipengele vya kemikali. Dmitry Ivanovich alijaribu kuanzisha uhusiano kati ya vipengele, sawa katika mali na tofauti.
Alizingatia uainishaji wa vipengele vya kemikali vinavyojulikana wakati huo juu ya valence na molekuli ya atomiki. Kwa kulinganisha mali ya jamaa ya vipengele, Mendeleev alijaribu kupata muundo ambao ungeunganisha vipengele vyote vya kemikali vinavyojulikana katika mfumo mmoja. Kwa kuzipanga kulingana na kuongezeka kwa wingi wa atomiki, bado alipata upimaji katika kila safu.
Maendeleo zaidi ya mfumo
Jedwali la mara kwa mara, ambalo lilionekana mwaka wa 1969, limesafishwa zaidi ya mara moja. Pamoja na ujio wa gesi adhimu katika miaka ya 1930, iliwezekana kufunua utegemezi mpya wa vitu - sio kwa wingi, lakini kwa nambari ya atomiki. Baadaye iliwezekana kuanzisha idadi ya protoni ndani viini vya atomiki, na ikawa kwamba inafanana na nambari ya ordinal ya kipengele. Wanasayansi wa karne ya 20 walisoma nishati ya elektroniki Ilibadilika kuwa pia inathiri upimaji. Hii ilibadilisha sana mawazo kuhusu mali ya vipengele. Jambo hili lilionyeshwa katika matoleo ya baadaye meza ya mara kwa mara Mendeleev. Kila ugunduzi mpya wa sifa na sifa za vipengele zinafaa kikaboni kwenye jedwali.
Tabia za mfumo wa upimaji wa Mendeleev
Jedwali la mara kwa mara limegawanywa katika vipindi (safu 7 zilizopangwa kwa usawa), ambazo, kwa upande wake, zimegawanywa kuwa kubwa na ndogo. Kipindi huanza na chuma cha alkali na kuishia na kipengele kilicho na mali zisizo za metali.
Jedwali la Dmitry Ivanovich limegawanywa kwa wima katika vikundi (safu 8). Kila moja yao kwenye jedwali la upimaji ina vikundi viwili, ambavyo ni kuu na sekondari. Baada ya mjadala mwingi, kwa pendekezo la D.I. Mendeleev na mwenzake U. Ramsay, iliamuliwa kuanzisha kikundi kinachojulikana kama sifuri. Inajumuisha gesi za inert (neon, heliamu, argon, radon, xenon, krypton). Mnamo mwaka wa 1911, wanasayansi F. Soddy waliulizwa kuweka vipengele visivyoweza kutofautishwa, kinachojulikana isotopu, katika meza ya mara kwa mara - seli tofauti zilitengwa kwa ajili yao.
Licha ya usahihi na usahihi wa mfumo wa upimaji, jamii ya kisayansi Sikutaka kukiri kwa muda mrefu ugunduzi huu. Wanasayansi wengi wakubwa walidhihaki kazi ya D.I. Mendeleev na waliamini kuwa haiwezekani kutabiri mali ya kitu ambacho bado hakijagunduliwa. Lakini baada ya vitu vinavyodhaniwa kuwa vya kemikali viligunduliwa (na haya yalikuwa, kwa mfano, scandium, gallium na germanium), mfumo wa Mendeleev na sheria yake ya mara kwa mara ikawa sayansi ya kemia.
Jedwali katika nyakati za kisasa
Jedwali la mara kwa mara la Mendeleev ni msingi wa kemikali nyingi na uvumbuzi wa kimwili kuhusiana na sayansi ya atomiki-molekuli. Dhana ya kisasa kipengele kiliundwa kwa shukrani kwa mwanasayansi mkuu. Ujio wa mfumo wa mara kwa mara wa Mendeleev ulianzisha mabadiliko ya kimsingi katika mawazo kuhusu misombo mbalimbali na vitu rahisi. Uundaji wa jedwali la upimaji na wanasayansi ulikuwa na athari kubwa katika maendeleo ya kemia na sayansi zote zinazohusiana nayo.
Wanasayansi wengi wamefanya majaribio ya kupanga vipengele vya kemikali. Lakini tu mnamo 1869 D.I. Mendeleev aliweza kuunda uainishaji wa vitu ambavyo vilianzisha unganisho na utegemezi vitu vya kemikali na malipo ya kiini cha atomiki.
Hadithi
Muundo wa kisasa wa sheria ya upimaji ni kama ifuatavyo: mali ya vipengele vya kemikali, pamoja na fomu na mali ya misombo ya vipengele, mara kwa mara hutegemea malipo ya kiini cha atomi za kipengele.
Wakati sheria hiyo ilipogunduliwa, vipengele 63 vya kemikali vilijulikana. Hata hivyo, wingi wa atomiki za nyingi za vipengele hivi ziliamuliwa kimakosa.
D.I. Mendeleev mwenyewe mnamo 1869 aliunda sheria yake kama utegemezi wa mara kwa mara wa wingi mizani ya atomiki vipengele, kwani katika karne ya 19 sayansi bado haikuwa na habari kuhusu muundo wa atomi. Walakini, mtazamo wa busara wa mwanasayansi ulimruhusu kuelewa kwa undani zaidi kuliko watu wa wakati wake wote mifumo ambayo huamua upimaji wa mali ya vitu na vitu. Alizingatia sio tu ongezeko wingi wa atomiki, lakini pia tayari mali inayojulikana vitu na vitu na, kwa kuchukua kama msingi wazo la muda, aliweza kutabiri kwa usahihi uwepo na mali ya vitu na vitu visivyojulikana kwa sayansi wakati huo, kurekebisha misa ya atomiki ya idadi ya vitu, kupanga vitu kwa usahihi. katika mfumo, kuondoka viti tupu na kufanya mabadiliko.
Mchele. 1. D. I. Mendeleev.
Kuna hadithi kwamba Mendeleev aliota juu ya jedwali la upimaji. Walakini, hii ni tu hadithi nzuri, ambayo sio ukweli uliothibitishwa.
Muundo wa jedwali la upimaji
Jedwali la mara kwa mara la vipengele vya kemikali na D. I. Vipengele vinapangwa katika meza kulingana na kemikali zao maalum na maana ya kimwili. Kwa eneo la kipengele, unaweza kuamua valence yake, idadi ya elektroni na vipengele vingine vingi. Jedwali limegawanywa kwa usawa katika vipindi vikubwa na vidogo, na kwa wima katika vikundi.
Mchele. 2. Jedwali la mara kwa mara.
Kuna vipindi 7 vinavyoanza na chuma cha alkali na kuishia na vitu ambavyo vina mali zisizo za metali. Vikundi, kwa upande wake, vinavyojumuisha safu 8, vimegawanywa katika vikundi vidogo na vya sekondari.
Maendeleo zaidi ya sayansi yameonyesha kuwa marudio ya mara kwa mara ya mali ya vitu kwa vipindi fulani, haswa vilivyoonyeshwa wazi katika vipindi vidogo vya 2 na 3, inaelezewa na marudio. muundo wa elektroniki viwango vya nishati ya nje, ambapo elektroni za valence ziko, kwa sababu ambayo vifungo vya kemikali na vitu vipya huundwa katika athari. Kwa hiyo, katika kila safu wima-kundi kuna vipengele na kurudia sifa za tabia. Hii inaonyeshwa wazi katika vikundi vilivyo na familia za metali za alkali zinazofanya kazi sana (kikundi I, kikundi kidogo) na halojeni zisizo za chuma ( Kikundi cha VII, kikundi kikuu). Kutoka kushoto kwenda kulia katika kipindi hicho, idadi ya elektroni huongezeka kutoka 1 hadi 8, wakati sifa za metali za vipengele hupungua. Kwa hivyo, mali za metali zinaonyeshwa kwa nguvu zaidi, elektroni chache zipo ngazi ya nje.
Mchele. 3. Vipindi vidogo na vikubwa katika jedwali la upimaji.
Sifa za atomiki kama vile nishati ya uionization, nishati ya mshikamano wa elektroni, na uwezo wa kielektroniki pia hujirudia mara kwa mara. Kiasi hiki kinahusishwa na uwezo wa atomi kutoa elektroni kutoka kiwango cha nje (ionization) au kuhifadhi elektroni ya mtu mwingine katika kiwango chake cha nje (uhusiano wa elektroni).. Jumla ya makadirio yaliyopokelewa: 117.
Uwakilishi wa kielelezo wa sheria ya muda ni Jedwali la mara kwa mara vipengele vya kemikali. Zaidi ya aina 700 za jedwali la upimaji zinajulikana. Rasmi kwa uamuzi Umoja wa Kimataifa kemia ni toleo lake la nusu ndefu.
Kila kipengele cha kemikali kwenye jedwali kimepewa seli moja, ambayo ishara na jina la kipengele, nambari ya serial na molekuli ya atomiki ya jamaa huonyeshwa.
Mstari uliovunjika unaashiria mpaka kati ya metali na zisizo za metali.
Mlolongo wa mpangilio wa vipengele sio daima sanjari na ongezeko la molekuli ya atomiki. Kuna tofauti chache kwa sheria. Kwa hivyo, wingi wa atomiki wa argon ni chini ya molekuli ya atomiki ya potasiamu, na ile ya tellurium ni chini ya ile ya iodini.
Kila kipengele kina yake mwenyewe kawaida (atomiki) nambari , iko katika kipindi fulani na kikundi fulani.
Kipindi ni mfululizo mlalo wa vipengele vya kemikali vinavyoanza chuma cha alkali(au hidrojeni) na kuishia na gesi ajizi (noble).
Katika meza saba vipindi. Kila moja ina nambari fulani vipengele:
\(1\) kipindi - \(2\) kipengele,
\(2\) kipindi - \(8\) vipengele,
\(3\)-kipindi - \(8\) vipengele,
\(4\)-th kipindi - \(18\) vipengele,
\(5\)kipindi - \(18\) vipengele,
\(Kipindi cha 6\) - \(32\) kipengele (\(18 + 14\)),
\(7\)-th kipindi - \(32\) kipengele (\(18 + 14\)).
Vipindi vitatu vya kwanza vinaitwa ndogo vipindi, wengine - kubwa . Katika vipindi vidogo na vikubwa kuna taratibu kudhoofika kwa chuma mali na uimarishaji wa yasiyo ya metali , kwa muda mrefu tu hutokea kwa urahisi zaidi.
Vipengele na nambari za serial \(58\)–\(71\) (lanthanides ) na \(90\)–\(103\) ( actinides ) huondolewa kwenye meza na iko chini yake. Hizi ni vipengele vya kikundi IIIB. Lanthanides ni mali ya ya sita kipindi, na actinides - kwa ya saba .
Kipindi cha nane kitaonekana katika Jedwali la Vipindi wakati vipengele vipya vitagunduliwa.
Kundi ni safu wima ya vipengele vya kemikali ambavyo vina mali sawa.
Kuna vikundi \(18\) katika Jedwali la Vipindi, vinavyohesabiwa kwa nambari za Kiarabu. Mara nyingi hutumia nambari za Kirumi na kuongeza herufi \(A\) au \(B\). Katika kesi hii, vikundi ni \(8\).
Vikundi \(A\) kuanza na vipengele vya vipindi vidogo, pia ni pamoja na vipengele vya vipindi vikubwa; vyenye metali na zisizo za metali. Kwa toleo fupi meza ya mara kwa mara Hii vikundi vidogo vidogo .
Vikundi \(B\) vina vipengele vya muda mrefu, na hizi ni metali tu. Katika toleo fupi la jedwali la upimaji ni vikundi vidogo vya sekondari .
Idadi ya vipengele katika vikundi:
IA, VIIIA - \(7\) vipengele kila moja;
IIA - VIIA - \(6\) vipengele;
IIIB - \(32\) kipengele (\(4 + 14\) lanthanides \(+ 14\) actinides);
VIIIB - \(12\) vipengele;
IB, IIB, IVB - VIIB - \(4\) vipengele kila moja.
Muundo wa kiasi wa vikundi utabadilika kadiri vipengele vipya vinavyoongezwa kwenye jedwali.
Nambari ya kikundi cha Kirumi kawaida inaonyesha valence ya juu katika oksidi. Lakini kwa baadhi ya vipengele sheria hii haitumiki. Kwa hiyo, florini haiwezi kuwa heptavalent, lakini oksijeni - hexavalent. Usionyeshe dhamana sawa na nambari ya kikundi, heliamu , neoni Na argon - vipengele hivi havifanyi misombo na oksijeni. Shaba ni divalent, na dhahabu - trivalent, ingawa haya ni mambo ya kundi la kwanza.