องค์ประกอบทางเคมีและสมบัติของพวกเขา ลักษณะทั่วไปขององค์ประกอบทางเคมี

จะใช้ตารางธาตุได้อย่างไร สำหรับผู้ที่ไม่ได้ฝึกหัด การอ่านตารางธาตุก็เหมือนกับการดูอักษรรูนโบราณของเอลฟ์ และตารางธาตุหากใช้อย่างถูกต้องก็สามารถบอกเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับโลกได้มากมาย นอกจากจะให้บริการคุณได้ดีในการสอบแล้ว ยังเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการแก้ปัญหาทางเคมีและกายภาพจำนวนมากอีกด้วย แต่จะอ่านยังไงล่ะ? โชคดีที่วันนี้ทุกคนสามารถเรียนรู้ศิลปะนี้ได้ ในบทความนี้ เราจะบอกคุณถึงวิธีทำความเข้าใจตารางธาตุ

ตารางธาตุเคมี (ตารางของเมนเดเลเยฟ) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่างๆ ของธาตุในประจุของนิวเคลียสของอะตอม

ประวัติความเป็นมาของการสร้างโต๊ะ

Dmitry Ivanovich Mendeleev ไม่ใช่นักเคมีธรรมดา ๆ หากใครคิดเช่นนั้น เขาเป็นนักเคมี นักฟิสิกส์ นักธรณีวิทยา นักมาตรวิทยา นักนิเวศวิทยา นักเศรษฐศาสตร์ พนักงานน้ำมัน นักบินอวกาศ ผู้ผลิตเครื่องมือ และอาจารย์ ในช่วงชีวิตของเขา นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิจัยพื้นฐานมากมายในสาขาความรู้ต่างๆ ตัวอย่างเช่น เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าเป็น Mendeleev ที่คำนวณความแข็งแกร่งในอุดมคติของวอดก้า - 40 องศา เราไม่รู้ว่า Mendeleev รู้สึกอย่างไรเกี่ยวกับวอดก้า แต่เรารู้แน่ว่าวิทยานิพนธ์ของเขาในหัวข้อ "วาทกรรมเกี่ยวกับการผสมผสานแอลกอฮอล์กับน้ำ" ไม่เกี่ยวข้องกับวอดก้าและพิจารณาความเข้มข้นของแอลกอฮอล์จาก 70 องศา ด้วยข้อดีทั้งหมดของนักวิทยาศาสตร์การค้นพบกฎธาตุเคมีเป็นระยะซึ่งเป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานของธรรมชาติทำให้เขามีชื่อเสียงอย่างกว้างขวางที่สุด

มีตำนานเล่าขานกันว่านักวิทยาศาสตร์ใฝ่ฝันถึงตารางธาตุ หลังจากนั้นสิ่งเดียวที่เขาต้องทำคือปรับแต่งแนวคิดที่ปรากฏ แต่ถ้าทุกอย่างง่ายมาก. การสร้างตารางธาตุเวอร์ชันนี้ดูเหมือนจะไม่มีอะไรมากไปกว่าตำนาน เมื่อถูกถามว่าโต๊ะเปิดอย่างไร มิทรี อิวาโนวิชเองก็ตอบว่า: “ ฉันคิดเรื่องนี้มายี่สิบปีแล้ว และคุณกำลังคิดว่า ฉันนั่งอยู่ตรงนั้น และทันใดนั้น... มันก็เสร็จแล้ว”

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามที่จะจัดเรียงองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จัก (รู้จักองค์ประกอบ 63 องค์ประกอบ) ตัวอย่างเช่น ในปี ค.ศ. 1862 อเล็กซองดร์ เอมิล ชานกูร์ตัวส์วางธาตุต่างๆ ไว้ตามเกลียวและสังเกตการวนซ้ำของคุณสมบัติทางเคมี นักเคมีและนักดนตรี จอห์น อเล็กซานเดอร์ นิวแลนด์ เสนอตารางธาตุเวอร์ชันของเขาในปี พ.ศ. 2409 ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือนักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะค้นพบความกลมกลืนทางดนตรีที่ลึกลับบางอย่างในการจัดเรียงองค์ประกอบ ในบรรดาความพยายามอื่น ๆ ยังมีความพยายามของ Mendeleev ซึ่งสวมมงกุฎด้วยความสำเร็จ

ในปีพ.ศ. 2412 มีการเผยแพร่แผนภาพตารางฉบับแรก และวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2412 ถือเป็นวันที่มีการเปิดกฎหมายเป็นระยะ สาระสำคัญของการค้นพบของ Mendeleev คือคุณสมบัติขององค์ประกอบที่มีมวลอะตอมเพิ่มขึ้นจะไม่เปลี่ยนแปลงแบบซ้ำซากจำเจ แต่เป็นระยะ ตารางเวอร์ชันแรกมีเพียง 63 องค์ประกอบ แต่ Mendeleev ได้ทำการตัดสินใจที่แหวกแนวหลายอย่าง ดังนั้นเขาจึงเดาว่าจะเว้นที่ว่างในตารางสำหรับธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ และยังเปลี่ยนมวลอะตอมของธาตุบางชนิดด้วย ความถูกต้องพื้นฐานของกฎหมายที่ได้รับจาก Mendeleev ได้รับการยืนยันในไม่ช้าหลังจากการค้นพบแกลเลียมสแกนเดียมและเจอร์เมเนียมซึ่งนักวิทยาศาสตร์ทำนายการมีอยู่ของสิ่งนั้น

มุมมองสมัยใหม่ของตารางธาตุ

ด้านล่างเป็นตารางนั่นเอง

ปัจจุบัน แทนที่จะใช้น้ำหนักอะตอม (มวลอะตอม) แนวคิดเรื่องเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส) ถูกนำมาใช้เพื่อจัดลำดับธาตุ ตารางประกอบด้วยธาตุ 120 ธาตุ เรียงจากซ้ายไปขวาตามลำดับการเพิ่มเลขอะตอม (จำนวนโปรตอน)

คอลัมน์ในตารางแสดงถึงสิ่งที่เรียกว่ากลุ่ม และแถวแสดงถึงช่วงเวลา ตารางมี 18 กลุ่มและ 8 ช่วง

คุณสมบัติโลหะของธาตุจะลดลงเมื่อเคลื่อนที่ไปตามคาบจากซ้ายไปขวา และจะเพิ่มขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม
ขนาดของอะตอมจะลดลงเมื่อเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวาตามคาบ
เมื่อคุณย้ายจากบนลงล่างผ่านกลุ่ม คุณสมบัติของโลหะรีดิวซ์จะเพิ่มขึ้น
คุณสมบัติออกซิไดซ์และอโลหะจะเพิ่มขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ไปตามช่วงจากซ้ายไปขวาฉัน.

เราเรียนรู้อะไรเกี่ยวกับองค์ประกอบจากตาราง ตัวอย่างเช่นลองนำองค์ประกอบที่สามในตาราง - ลิเธียมมาพิจารณาโดยละเอียด

ก่อนอื่นเราจะเห็นสัญลักษณ์องค์ประกอบและชื่อของมันด้านล่าง ที่มุมซ้ายบนคือเลขอะตอมขององค์ประกอบ โดยจัดเรียงองค์ประกอบไว้ในตาราง เลขอะตอมดังที่กล่าวไปแล้ว เท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนบวกมักจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนเชิงลบในอะตอม (ยกเว้นในไอโซโทป)

มวลอะตอมระบุอยู่ใต้เลขอะตอม (ในตารางเวอร์ชันนี้) หากเราปัดเศษมวลอะตอมให้เป็นจำนวนเต็มที่ใกล้ที่สุด เราจะได้สิ่งที่เรียกว่าเลขมวล ความแตกต่างระหว่างเลขมวลและเลขอะตอมทำให้ได้จำนวนนิวตรอนในนิวเคลียส ดังนั้นจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของฮีเลียมคือสอง และในลิเธียมคือสี่

หลักสูตร “ตารางธาตุสำหรับหุ่นจำลอง” ของเราสิ้นสุดลงแล้ว โดยสรุป เราขอเชิญคุณชมวิดีโอเฉพาะเรื่อง และเราหวังว่าคำถามเกี่ยวกับวิธีใช้ตารางธาตุของ Mendeleev จะชัดเจนยิ่งขึ้นสำหรับคุณ เราขอเตือนคุณว่าการศึกษาวิชาใหม่ ๆ ไม่เพียงแต่เพียงอย่างเดียวจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเสมอ แต่ด้วยความช่วยเหลือจากที่ปรึกษาที่มีประสบการณ์ นั่นคือเหตุผลที่คุณไม่ควรลืมพวกเขา ผู้ยินดีที่จะแบ่งปันความรู้และประสบการณ์กับคุณ

ใครก็ตามที่ไปโรงเรียนจะจำได้ว่าวิชาบังคับวิชาหนึ่งคือวิชาเคมี คุณอาจจะชอบเธอหรือคุณอาจจะไม่ชอบเธอ - มันไม่สำคัญ และมีแนวโน้มว่าความรู้มากมายในวินัยนี้จะถูกลืมไปแล้วและไม่ได้ใช้ในชีวิต อย่างไรก็ตาม ทุกคนคงจำตารางองค์ประกอบทางเคมีของ D.I. Mendeleev ได้ สำหรับหลายๆ คน โต๊ะนี้ยังคงเป็นโต๊ะหลากสี โดยแต่ละช่องจะเขียนตัวอักษรบางตัวเพื่อระบุชื่อขององค์ประกอบทางเคมี แต่ที่นี่เราจะไม่พูดถึงเคมีเช่นนี้และอธิบายปฏิกิริยาและกระบวนการทางเคมีนับร้อย แต่เราจะบอกคุณว่าตารางธาตุปรากฏขึ้นตั้งแต่แรกอย่างไร - เรื่องราวนี้จะน่าสนใจสำหรับทุกคนและทุกคนที่ ต้องการข้อมูลที่น่าสนใจและเป็นประโยชน์

พื้นหลังเล็กน้อย

ย้อนกลับไปในปี 1668 นักเคมี นักฟิสิกส์ และนักเทววิทยาชาวไอริชผู้มีชื่อเสียง Robert Boyle ได้ตีพิมพ์หนังสือซึ่งมีการหักล้างตำนานมากมายเกี่ยวกับการเล่นแร่แปรธาตุ และเขาได้กล่าวถึงความจำเป็นในการค้นหาองค์ประกอบทางเคมีที่ย่อยสลายไม่ได้ นักวิทยาศาสตร์ยังได้ให้รายชื่อองค์ประกอบเหล่านี้ด้วย ซึ่งมีองค์ประกอบเพียง 15 องค์ประกอบ แต่ยอมรับแนวคิดที่ว่าอาจมีองค์ประกอบมากกว่านี้ นี่เป็นจุดเริ่มต้นไม่เพียงแต่ในการค้นหาองค์ประกอบใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดระบบด้วย

หนึ่งร้อยปีต่อมานักเคมีชาวฝรั่งเศส Antoine Lavoisier ได้รวบรวมรายชื่อใหม่ซึ่งมีองค์ประกอบ 35 รายการอยู่แล้ว ต่อมาพบว่ามี 23 ชิ้นที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ แต่การค้นหาองค์ประกอบใหม่ยังคงดำเนินต่อไปโดยนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก และบทบาทหลักในกระบวนการนี้แสดงโดยนักเคมีชาวรัสเซียชื่อดัง Dmitry Ivanovich Mendeleev - เขาเป็นคนแรกที่เสนอสมมติฐานว่าอาจมีความสัมพันธ์ระหว่างมวลอะตอมขององค์ประกอบและตำแหน่งของพวกมันในระบบ

ด้วยความอุตสาหะและความอุตสาหะในการเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมี เมนเดเลเยฟจึงสามารถค้นพบความเชื่อมโยงระหว่างองค์ประกอบต่างๆ ซึ่งองค์ประกอบเหล่านั้นสามารถเป็นหนึ่งเดียวได้ และคุณสมบัติของพวกมันไม่ใช่สิ่งที่มองข้ามไป แต่เป็นตัวแทนของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ เป็นระยะๆ เป็นผลให้ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2412 Mendeleev ได้กำหนดกฎเป็นระยะฉบับแรกและในเดือนมีนาคมรายงานของเขา "ความสัมพันธ์ของคุณสมบัติกับน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบ" ได้ถูกนำเสนอต่อสมาคมเคมีแห่งรัสเซียโดยนักประวัติศาสตร์เคมี N. A. Menshutkin จากนั้นในปีเดียวกันนั้นเอง สิ่งพิมพ์ของ Mendeleev ก็ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร "Zeitschrift fur Chemie" ในประเทศเยอรมนี และในปี พ.ศ. 2414 วารสารเยอรมันอีกฉบับ "Annalen der Chemie" ได้ตีพิมพ์สิ่งพิมพ์ฉบับใหม่ที่ครอบคลุมโดยนักวิทยาศาสตร์ที่อุทิศให้กับการค้นพบของเขา

การสร้างตารางธาตุ

ในปี 1869 แนวคิดหลักได้ถูกสร้างขึ้นโดย Mendeleev และในระยะเวลาอันสั้น แต่เป็นเวลานานที่เขาไม่สามารถจัดระบบให้เป็นระบบระเบียบใด ๆ ที่จะแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าอะไรคืออะไร ในการสนทนาครั้งหนึ่งกับเพื่อนร่วมงานของเขา A.A. Inostrantsev เขายังบอกด้วยซ้ำว่าเขามีทุกอย่างที่คิดไว้แล้วในหัว แต่เขาไม่สามารถวางทุกอย่างลงบนโต๊ะได้ หลังจากนั้นตามที่นักเขียนชีวประวัติของ Mendeleev เขาเริ่มทำงานอย่างอุตสาหะบนโต๊ะซึ่งกินเวลาสามวันโดยไม่หยุดพัก พวกเขาพยายามทุกวิถีทางเพื่อจัดองค์ประกอบต่างๆ ลงในตาราง และงานก็มีความซับซ้อนเช่นกัน เนื่องจากในเวลานั้นวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด แต่ถึงกระนั้น ตารางก็ยังคงถูกสร้างขึ้นและองค์ประกอบต่าง ๆ ก็ถูกจัดระบบ

ตำนานความฝันของ Mendeleev

หลายคนเคยได้ยินเรื่องราวที่ D.I. Mendeleev ฝันถึงโต๊ะของเขา เวอร์ชันนี้เผยแพร่อย่างแข็งขันโดย A. A. Inostrantsev ผู้ร่วมงานของ Mendeleev ดังกล่าวเป็นเรื่องตลกที่เขาให้ความบันเทิงแก่นักเรียนของเขา เขาบอกว่ามิทรีอิวาโนวิชเข้านอนและในความฝันเห็นโต๊ะของเขาชัดเจนซึ่งองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดถูกจัดเรียงตามลำดับที่ถูกต้อง หลังจากนั้น นักเรียนถึงกับพูดติดตลกว่าวอดก้า 40° ถูกค้นพบในลักษณะเดียวกัน แต่ยังคงมีข้อกำหนดเบื้องต้นที่แท้จริงสำหรับเรื่องราวเกี่ยวกับการนอนหลับ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว Mendeleev ทำงานบนโต๊ะโดยไม่นอนหรือพักผ่อน และ Inostrantsev เคยพบว่าเขาเหนื่อยและเหนื่อยล้า ในระหว่างวัน Mendeleev ตัดสินใจพักผ่อนช่วงสั้น ๆ และต่อมาเขาก็ตื่นขึ้นมาทันทีหยิบกระดาษแผ่นหนึ่งขึ้นมาทันทีแล้ววาดโต๊ะสำเร็จรูปลงไป แต่นักวิทยาศาสตร์เองก็ปฏิเสธเรื่องราวทั้งหมดนี้ด้วยความฝัน โดยพูดว่า: "ฉันคิดเรื่องนี้มาอาจจะยี่สิบปีแล้ว และคุณคิดว่า: ฉันกำลังนั่งอยู่ และทันใดนั้น... มันก็พร้อมแล้ว" ดังนั้นตำนานแห่งความฝันอาจดูน่าดึงดูดใจมาก แต่การสร้างโต๊ะขึ้นมาได้ก็ต่อเมื่อต้องทำงานหนักเท่านั้น

ทำงานต่อไป

ระหว่างปี พ.ศ. 2412 ถึง พ.ศ. 2414 เมนเดเลเยฟได้พัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับช่วงเวลาซึ่งชุมชนวิทยาศาสตร์มีแนวโน้ม และขั้นตอนสำคัญประการหนึ่งของกระบวนการนี้ก็คือการทำความเข้าใจว่าองค์ประกอบใดๆ ในระบบควรมี โดยพิจารณาจากคุณสมบัติทั้งหมดเมื่อเปรียบเทียบกับคุณสมบัติขององค์ประกอบอื่นๆ จากสิ่งนี้และอาศัยผลการวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของออกไซด์ที่ก่อรูปแก้ว นักเคมีก็สามารถแก้ไขค่ามวลอะตอมของธาตุบางชนิดได้ รวมถึงยูเรเนียม อินเดียม เบริลเลียม และอื่น ๆ

แน่นอนว่า Mendeleev ต้องการเติมเซลล์ว่างที่เหลืออยู่ในตารางอย่างรวดเร็ว และในปี 1870 เขาคาดการณ์ว่าในไม่ช้าองค์ประกอบทางเคมีที่วิทยาศาสตร์ไม่รู้จักจะถูกค้นพบ มวลอะตอมและคุณสมบัติที่เขาสามารถคำนวณได้ อย่างแรกคือแกลเลียม (ค้นพบในปี พ.ศ. 2418) สแกนเดียม (ค้นพบในปี พ.ศ. 2422) และเจอร์เมเนียม (ค้นพบในปี พ.ศ. 2428) จากนั้นคำทำนายดังกล่าวก็ยังคงเป็นจริง และมีการค้นพบธาตุใหม่อีก 8 ธาตุ ได้แก่ พอโลเนียม (พ.ศ. 2441) รีเนียม (พ.ศ. 2468) เทคนีเทียม (พ.ศ. 2480) แฟรนเซียม (พ.ศ. 2482) และแอสทาทีน (พ.ศ. 2485-2486) อย่างไรก็ตามในปี 1900 D.I. Mendeleev และนักเคมีชาวสก็อต William Ramsay ได้ข้อสรุปว่าตารางควรรวมองค์ประกอบของกลุ่มศูนย์ด้วย - จนถึงปี 1962 พวกเขาถูกเรียกว่าก๊าซเฉื่อยและหลังจากนั้น - ก๊าซมีตระกูล

การจัดตารางธาตุ

องค์ประกอบทางเคมีในตารางของ D.I. Mendeleev จัดเรียงเป็นแถวตามการเพิ่มขึ้นของมวลและเลือกความยาวของแถวเพื่อให้องค์ประกอบในนั้นมีคุณสมบัติคล้ายกัน ตัวอย่างเช่น ก๊าซมีตระกูล เช่น เรดอน ซีนอน คริปทอน อาร์กอน นีออน และฮีเลียม จะทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่นๆ ได้ยากและยังมีปฏิกิริยาเคมีต่ำด้วย ด้วยเหตุนี้จึงจัดอยู่ในคอลัมน์ขวาสุด และองค์ประกอบในคอลัมน์ด้านซ้าย (โพแทสเซียม โซเดียม ลิเธียม ฯลฯ) ทำปฏิกิริยาได้ดีกับองค์ประกอบอื่น ๆ และตัวปฏิกิริยาเองก็ระเบิดได้ พูดง่ายๆ ก็คือภายในแต่ละคอลัมน์ องค์ประกอบจะมีคุณสมบัติคล้ายกันซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละคอลัมน์ องค์ประกอบทั้งหมดจนถึงหมายเลข 92 นั้นพบได้ในธรรมชาติ และตั้งแต่หมายเลข 93 องค์ประกอบเทียมก็เริ่มต้นขึ้น ซึ่งสามารถสร้างได้ในสภาพห้องปฏิบัติการเท่านั้น

ในเวอร์ชันดั้งเดิม ระบบคาบถูกเข้าใจว่าเป็นเพียงภาพสะท้อนของลำดับที่มีอยู่ในธรรมชาติเท่านั้น และไม่มีคำอธิบายว่าทำไมทุกอย่างจึงเป็นเช่นนี้ เมื่อกลศาสตร์ควอนตัมปรากฏขึ้นเท่านั้นที่ความหมายที่แท้จริงของลำดับองค์ประกอบในตารางก็ชัดเจน

บทเรียนในกระบวนการสร้างสรรค์

เมื่อพูดถึงบทเรียนเกี่ยวกับกระบวนการสร้างสรรค์ที่สามารถดึงมาจากประวัติศาสตร์ทั้งหมดของการสร้างตารางธาตุของ D. I. Mendeleev เราสามารถยกตัวอย่างแนวคิดของนักวิจัยชาวอังกฤษในสาขาความคิดสร้างสรรค์ Graham Wallace และนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Henri Poincaré . ให้พวกเขาสั้น ๆ

จากการศึกษาของ Poincaré (1908) และ Graham Wallace (1926) พบว่าความคิดสร้างสรรค์แบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอนหลักๆ ได้แก่

การตระเตรียม– ขั้นตอนของการกำหนดปัญหาหลักและความพยายามครั้งแรกในการแก้ไข
การฟักตัว– ระยะที่มีการเบี่ยงเบนความสนใจชั่วคราวจากกระบวนการ แต่งานในการหาวิธีแก้ปัญหานั้นดำเนินการในระดับจิตใต้สำนึก
ข้อมูลเชิงลึก– ระยะที่โซลูชันแบบสัญชาตญาณตั้งอยู่ นอกจากนี้ วิธีแก้ปัญหานี้สามารถพบได้ในสถานการณ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับปัญหาโดยสิ้นเชิง
การตรวจสอบ– ขั้นตอนของการทดสอบและการนำโซลูชันไปใช้ ซึ่งมีการทดสอบโซลูชันนี้และการพัฒนาเพิ่มเติมที่เป็นไปได้

ดังที่เราเห็นในกระบวนการสร้างตารางของเขา Mendeleev ติดตามสี่ขั้นตอนเหล่านี้อย่างสังหรณ์ใจ ประสิทธิภาพนี้สามารถตัดสินได้จากผลลัพธ์เช่น โดยข้อเท็จจริงที่ว่าตารางถูกสร้างขึ้น และเนื่องจากการสร้างสรรค์นี้เป็นก้าวสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับวิทยาศาสตร์เคมีเท่านั้น แต่ยังสำหรับมวลมนุษยชาติด้วย ขั้นตอนทั้งสี่ข้างต้นจึงสามารถนำไปใช้ทั้งในการดำเนินโครงการขนาดเล็กและการดำเนินการตามแผนระดับโลก สิ่งสำคัญที่ต้องจำก็คือ ไม่ใช่การค้นพบเพียงครั้งเดียว ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาแม้แต่วิธีเดียวที่สามารถพบได้ด้วยตัวเอง ไม่ว่าเราจะอยากเห็นพวกเขาในความฝันมากแค่ไหน และไม่ว่าเราจะนอนหลับมากแค่ไหนก็ตาม เพื่อให้บางสิ่งบางอย่างได้ผล ไม่สำคัญว่าจะสร้างตารางองค์ประกอบทางเคมีหรือพัฒนาแผนการตลาดใหม่ คุณต้องมีความรู้และทักษะที่แน่นอน รวมถึงใช้ศักยภาพของคุณอย่างเชี่ยวชาญและทำงานหนัก

เราหวังว่าคุณจะประสบความสำเร็จในความพยายามและการดำเนินการตามแผนของคุณให้ประสบความสำเร็จ!

องค์ประกอบทางเคมีเป็นคำเรียกรวมที่อธิบายการรวมตัวกันของอะตอมของสารอย่างง่าย นั่นคือองค์ประกอบที่ไม่สามารถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบที่ง่ายกว่า (ตามโครงสร้างของโมเลกุล) ลองนึกภาพการได้รับเหล็กบริสุทธิ์ชิ้นหนึ่งและถูกขอให้แยกมันออกเป็นองค์ประกอบสมมุติโดยใช้อุปกรณ์หรือวิธีการใดๆ ที่เคยคิดค้นโดยนักเคมี อย่างไรก็ตาม คุณไม่สามารถทำอะไรได้ เหล็กจะไม่ถูกแบ่งออกเป็นสิ่งที่ง่ายกว่านี้อีกต่อไป สารอย่างง่าย - เหล็ก - สอดคล้องกับองค์ประกอบทางเคมี Fe

คำจำกัดความทางทฤษฎี

ข้อเท็จจริงเชิงทดลองที่ระบุไว้ข้างต้นสามารถอธิบายได้โดยใช้คำจำกัดความต่อไปนี้: องค์ประกอบทางเคมีคือการสะสมเชิงนามธรรมของอะตอม (ไม่ใช่โมเลกุล!) ของสสารอย่างง่ายที่เกี่ยวข้อง นั่นคือ อะตอมประเภทเดียวกัน หากมีวิธีการดูอะตอมแต่ละอะตอมในชิ้นส่วนของเหล็กบริสุทธิ์ที่กล่าวมาข้างต้น อะตอมเหล่านั้นทั้งหมดก็จะเป็นอะตอมของเหล็ก ในทางตรงกันข้าม สารประกอบทางเคมี เช่น เหล็กออกไซด์มักประกอบด้วยอะตอมที่แตกต่างกันอย่างน้อยสองชนิดเสมอ: อะตอมของเหล็กและอะตอมของออกซิเจน

เงื่อนไขที่คุณควรรู้

มวลอะตอม: มวลของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนที่ประกอบเป็นอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี

เลขอะตอม: จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมของธาตุ

สัญลักษณ์ทางเคมี: ตัวอักษรหรือตัวอักษรละตินคู่หนึ่งที่แสดงถึงการกำหนดองค์ประกอบที่กำหนด

สารประกอบเคมี: สารที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไปมารวมกันในสัดส่วนที่กำหนด

โลหะ: ธาตุที่สูญเสียอิเล็กตรอนไปในปฏิกิริยาเคมีกับธาตุอื่น

เมทัลลอยด์: ธาตุที่บางครั้งทำปฏิกิริยาเป็นโลหะและบางครั้งก็เป็นอโลหะ

ไม่ใช่โลหะ: องค์ประกอบที่พยายามรับอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเคมีกับองค์ประกอบอื่น

ตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมี: ระบบจำแนกองค์ประกอบทางเคมีตามเลขอะตอม

องค์ประกอบสังเคราะห์: สิ่งที่ผลิตขึ้นโดยเทียมในห้องปฏิบัติการและโดยทั่วไปไม่พบในธรรมชาติ

องค์ประกอบทางธรรมชาติและสังเคราะห์

องค์ประกอบทางเคมีเก้าสิบสองเกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลก ส่วนที่เหลือได้มาจากการประดิษฐ์ในห้องปฏิบัติการ โดยทั่วไปองค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์เป็นผลผลิตจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในตัวเร่งอนุภาค (อุปกรณ์ที่ใช้เพื่อเพิ่มความเร็วของอนุภาคมูลฐาน เช่น อิเล็กตรอนและโปรตอน) หรือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมพลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์) ธาตุสังเคราะห์ชนิดแรกที่มีเลขอะตอม 43 คือเทคนีเชียม ซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2480 โดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี C. Perrier และ E. Segre นอกเหนือจากเทคนีเชียมและโพรมีเทียมแล้ว องค์ประกอบสังเคราะห์ทั้งหมดยังมีนิวเคลียสที่ใหญ่กว่ายูเรเนียม องค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์สุดท้ายที่ได้รับชื่อคือลิเวอร์มอเรียม (116) และก่อนหน้านั้นคือฟลีโรเวียม (114)

องค์ประกอบทั่วไปและสำคัญสองโหล

ชื่อ	เครื่องหมาย	เปอร์เซ็นต์ของอะตอมทั้งหมด *				คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมี (ภายใต้สภาพห้องปกติ)
ชื่อ	เครื่องหมาย	ในจักรวาล	ในเปลือกโลก	ในน้ำทะเล	ในร่างกายมนุษย์	คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมี (ภายใต้สภาพห้องปกติ)
อลูมิเนียม	อัล	-	6,3	-	-	โลหะสีเงินน้ำหนักเบา
แคลเซียม	แคลิฟอร์เนีย	-	2,1	-	0,02	พบได้ในแร่ธาตุธรรมชาติ เปลือกหอย กระดูก
คาร์บอน	กับ	-	-	-	10,7	พื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
คลอรีน	Cl	-	-	0,3	-	ก๊าซพิษ
ทองแดง	ลูกบาศ์ก	-	-	-	-	โลหะสีแดงเท่านั้น
ทอง	ออสเตรเลีย	-	-	-	-	โลหะสีเหลืองเท่านั้น
ฮีเลียม	เขา	7,1	-	-	-	ก๊าซเบามาก
ไฮโดรเจน	เอ็น	92,8	2,9	66,2	60,6	เบาที่สุดในบรรดาองค์ประกอบทั้งหมด แก๊ส
ไอโอดีน	ฉัน	-	-	-	-	อโลหะ; ใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อ
เหล็ก	เฟ	-	2,1	-	-	โลหะแม่เหล็ก ใช้ในการผลิตเหล็กและเหล็กกล้า
ตะกั่ว	ป.ล	-	-	-	-	โลหะอ่อนและหนัก
แมกนีเซียม	มก	-	2,0	-	-	โลหะเบามาก
ปรอท	ปรอท	-	-	-	-	โลหะเหลว หนึ่งในสององค์ประกอบของเหลว
นิกเกิล	นิ	-	-	-	-	โลหะที่ทนต่อการกัดกร่อน ใช้ในเหรียญ
ไนโตรเจน	เอ็น	-	-	-	2,4	ก๊าซซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของอากาศ
ออกซิเจน	เกี่ยวกับ	-	60,1	33,1	25,7	แก๊สสิ่งสำคัญประการที่สอง ส่วนประกอบอากาศ
ฟอสฟอรัส	ร	-	-	-	0,1	อโลหะ; มีความสำคัญต่อพืช
โพแทสเซียม	ถึง	-	1.1	-	-	โลหะ; มีความสำคัญต่อพืช มักเรียกว่า "โปแตช"

* หากไม่ได้ระบุค่า องค์ประกอบจะน้อยกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์

บิ๊กแบงเป็นต้นตอของการก่อตัวของสสาร

องค์ประกอบทางเคมีใดเป็นองค์ประกอบแรกในจักรวาล? นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าคำตอบสำหรับคำถามนี้อยู่ที่ดวงดาวและกระบวนการกำเนิดดาวฤกษ์ เชื่อกันว่าจักรวาลเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งระหว่าง 12 ถึง 15 พันล้านปีก่อน จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการคิดถึงสิ่งใดนอกจากพลังงาน แต่มีบางอย่างเกิดขึ้นซึ่งทำให้พลังงานนี้กลายเป็นการระเบิดครั้งใหญ่ (ที่เรียกว่าบิ๊กแบง) วินาทีถัดมาหลังจากบิ๊กแบง สสารก็เริ่มก่อตัว

รูปแบบแรกของสสารที่ง่ายที่สุดที่ปรากฏคือโปรตอนและอิเล็กตรอน บางส่วนรวมกันเป็นอะตอมไฮโดรเจน หลังประกอบด้วยโปรตอนหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว มันเป็นอะตอมที่ง่ายที่สุดที่สามารถดำรงอยู่ได้

อะตอมไฮโดรเจนเริ่มกระจุกตัวกันอย่างช้าๆ ในช่วงเวลายาวนานในพื้นที่บางพื้นที่ ก่อตัวเป็นเมฆหนาทึบ ไฮโดรเจนในเมฆเหล่านี้ถูกดึงเข้าสู่ชั้นหินที่อัดแน่นด้วยแรงโน้มถ่วง ในที่สุดเมฆไฮโดรเจนก็หนาแน่นพอที่จะก่อตัวดาวฤกษ์ได้

ดาวฤกษ์เป็นเครื่องปฏิกรณ์เคมีของธาตุใหม่

ดาวเป็นเพียงมวลของสสารที่สร้างพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่สุดเกี่ยวข้องกับการรวมอะตอมไฮโดรเจน 4 อะตอมเข้าด้วยกันจนกลายเป็นฮีเลียม 1 อะตอม เมื่อดวงดาวเริ่มก่อตัว ฮีเลียมก็กลายเป็นองค์ประกอบที่สองที่ปรากฏในจักรวาล

เมื่อดาวฤกษ์มีอายุมากขึ้น พวกมันจะเปลี่ยนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ไฮโดรเจน-ฮีเลียมไปเป็นปฏิกิริยาประเภทอื่น ในนั้นอะตอมของฮีเลียมจะก่อตัวเป็นอะตอมของคาร์บอน ต่อมาอะตอมของคาร์บอนจะเกิดเป็นออกซิเจน นีออน โซเดียม และแมกนีเซียม ต่อมานีออนและออกซิเจนจะรวมกันเป็นแมกนีเซียม เมื่อปฏิกิริยาเหล่านี้ดำเนินต่อไป องค์ประกอบทางเคมีก็จะเกิดขึ้นมากขึ้นเรื่อยๆ

ระบบองค์ประกอบทางเคมีระบบแรก

เมื่อกว่า 200 ปีที่แล้ว นักเคมีเริ่มมองหาวิธีจำแนกพวกมัน ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 มีการรู้จักองค์ประกอบทางเคมีประมาณ 50 ชนิด หนึ่งในคำถามที่นักเคมีพยายามหาคำตอบ สรุปได้ดังนี้ ธาตุเคมีเป็นสารที่แตกต่างจากธาตุอื่นโดยสิ้นเชิงหรือไม่? หรือองค์ประกอบบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับผู้อื่นในทางใดทางหนึ่ง? มีกฎหมายทั่วไปที่รวมพวกเขาเข้าด้วยกันหรือไม่?

นักเคมีเสนอระบบองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ ตัวอย่างเช่น นักเคมีชาวอังกฤษ William Prout ในปี 1815 เสนอว่ามวลอะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดเป็นจำนวนทวีคูณของมวลของอะตอมไฮโดรเจน หากเราถือว่ามันเท่ากับความสามัคคี กล่าวคือ พวกมันจะต้องเป็นจำนวนเต็ม ในเวลานั้น เจ. ดาลตันคำนวณมวลอะตอมขององค์ประกอบหลายอย่างโดยสัมพันธ์กับมวลของไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม หากเป็นกรณีของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนโดยประมาณ คลอรีนที่มีมวล 35.5 ไม่สอดคล้องกับโครงการนี้

นักเคมีชาวเยอรมัน โยฮันน์ โวล์ฟกัง โดเบอไรเนอร์ (ค.ศ. 1780 – 1849) แสดงให้เห็นในปี ค.ศ. 1829 ว่าธาตุสามชนิดที่เรียกว่าหมู่ฮาโลเจน (คลอรีน โบรมีน และไอโอดีน) สามารถจำแนกตามมวลอะตอมสัมพัทธ์ได้ น้ำหนักอะตอมของโบรมีน (79.9) กลายเป็นค่าเฉลี่ยของน้ำหนักอะตอมของคลอรีน (35.5) และไอโอดีน (127) โดยเฉลี่ยเกือบทั้งหมด กล่าวคือ 35.5 + 127 ÷ 2 = 81.25 (ใกล้ 79.9) นี่เป็นแนวทางแรกในการสร้างองค์ประกอบทางเคมีกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง โดเบอไรเนอร์ค้นพบธาตุสามกลุ่มดังกล่าวอีกสองธาตุ แต่เขาไม่สามารถกำหนดกฎธาตุทั่วไปได้

ตารางธาตุของธาตุเคมีปรากฏอย่างไร?

แผนการจำแนกประเภทในช่วงแรกๆ ส่วนใหญ่ไม่ประสบผลสำเร็จมากนัก จากนั้นประมาณปี พ.ศ. 2412 นักเคมีสองคนก็ค้นพบสิ่งเดียวกันเกือบในเวลาเดียวกัน นักเคมีชาวรัสเซีย ดมิตรี เมนเดเลเยฟ (พ.ศ. 2377-2450) และนักเคมีชาวเยอรมัน จูเลียส โลธาร์ เมเยอร์ (พ.ศ. 2373-2438) เสนอองค์ประกอบการจัดระเบียบที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่คล้ายคลึงกันให้เข้าสู่ระบบลำดับของกลุ่ม อนุกรม และคาบ ในเวลาเดียวกัน Mendeleev และ Meyer ชี้ให้เห็นว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีจะเกิดซ้ำเป็นระยะ ๆ ขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอม

ทุกวันนี้ โดยทั่วไปแล้ว Mendeleev ถือเป็นผู้ค้นพบกฎเป็นระยะเพราะเขาได้ก้าวไปหนึ่งก้าวที่เมเยอร์ไม่ได้ทำ เมื่อองค์ประกอบทั้งหมดถูกจัดเรียงไว้ในตารางธาตุ ก็เกิดช่องว่างบางส่วนขึ้น เมนเดเลเยฟทำนายว่าสถานที่เหล่านี้เป็นที่สำหรับธาตุต่างๆ ที่ยังไม่ถูกค้นพบ

อย่างไรก็ตาม เขาไปไกลกว่านั้นอีก Mendeleev ทำนายคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ยังไม่ถูกค้นพบเหล่านี้ เขารู้ว่าพวกมันอยู่ที่ไหนในตารางธาตุ ดังนั้นเขาจึงสามารถทำนายคุณสมบัติของพวกมันได้ น่าสังเกตที่องค์ประกอบทางเคมีทุกอย่างที่ Mendeleev ทำนายไว้ ได้แก่ แกลเลียม สแกนเดียม และเจอร์เมเนียม ถูกค้นพบไม่ถึงสิบปีหลังจากที่เขาตีพิมพ์กฎธาตุของเขา

ตารางธาตุแบบสั้น

มีความพยายามที่จะนับจำนวนตัวเลือกสำหรับการแสดงกราฟิกของตารางธาตุที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนเสนอ ปรากฎว่ามีมากกว่า 500 ตัวเลือก ยิ่งไปกว่านั้น 80% ของจำนวนตัวเลือกทั้งหมดเป็นตาราง และส่วนที่เหลือเป็นรูปทรงเรขาคณิต เส้นโค้งทางคณิตศาสตร์ ฯลฯ ด้วยเหตุนี้ จึงพบตารางสี่ประเภทที่สามารถนำไปใช้ได้จริง: สั้น, กึ่ง - ยาว ยาว และบันได (ปิรามิด) หลังถูกเสนอโดยนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ N. Bohr

รูปภาพด้านล่างแสดงรูปแบบสั้น

ในนั้นองค์ประกอบทางเคมีจะถูกจัดเรียงจากน้อยไปมากของเลขอะตอมจากซ้ายไปขวาและจากบนลงล่าง ดังนั้นองค์ประกอบทางเคมีแรกของตารางธาตุคือไฮโดรเจนจึงมีเลขอะตอม 1 เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนมีโปรตอนเพียงตัวเดียวเท่านั้น ในทำนองเดียวกัน ออกซิเจนมีเลขอะตอม 8 เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมออกซิเจนทั้งหมดมีโปรตอน 8 ตัว (ดูรูปด้านล่าง)

ชิ้นส่วนโครงสร้างหลักของระบบคาบคือคาบและกลุ่มขององค์ประกอบ ในหกช่วง เซลล์ทั้งหมดจะถูกเติมเต็ม ช่วงที่เจ็ดยังไม่เสร็จสมบูรณ์ (องค์ประกอบ 113, 115, 117 และ 118 แม้ว่าจะสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ แต่ยังไม่ได้รับการจดทะเบียนอย่างเป็นทางการและไม่มีชื่อ)

กลุ่มแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยหลัก (A) และกลุ่มรอง (B) องค์ประกอบของสามช่วงแรก แต่ละช่วงมีหนึ่งแถว จะรวมอยู่ในกลุ่มย่อย A เท่านั้น สี่งวดที่เหลือรวมสองแถว

องค์ประกอบทางเคมีในกลุ่มเดียวกันมักจะมีคุณสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกัน ดังนั้นกลุ่มแรกประกอบด้วยโลหะอัลคาไลกลุ่มที่สอง - โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ องค์ประกอบในช่วงเวลาเดียวกันจะมีคุณสมบัติที่ค่อยๆ เปลี่ยนจากโลหะอัลคาไลเป็นก๊าซมีตระกูล รูปด้านล่างแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งก็คือรัศมีอะตอม เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรสำหรับแต่ละองค์ประกอบในตาราง

ตารางธาตุในรูปแบบคาบยาว

แสดงไว้ในภาพด้านล่างและแบ่งออกเป็นสองทิศทางตามแถวและตามคอลัมน์ มีแถวคาบ 7 แถวตามแบบย่อ และมี 18 คอลัมน์ เรียกว่ากลุ่มหรือครอบครัว โดยพื้นฐานแล้วการเพิ่มจำนวนกลุ่มจาก 8 ในรูปแบบสั้นเป็น 18 ในรูปแบบยาวนั้นได้มาโดยการวางองค์ประกอบทั้งหมดในช่วงเวลาเริ่มตั้งแต่วันที่ 4 ไม่ใช่ในสอง แต่ในบรรทัดเดียว

มีการใช้ระบบการกำหนดหมายเลขที่แตกต่างกันสองระบบสำหรับกลุ่ม ดังที่แสดงไว้ที่ด้านบนของตาราง ระบบเลขโรมัน (IA, IIA, IIB, IVB ฯลฯ) ได้รับความนิยมมาโดยตลอดในสหรัฐอเมริกา อีกระบบหนึ่ง (1, 2, 3, 4 ฯลฯ) มักใช้ในยุโรป และได้รับการแนะนำให้ใช้ในสหรัฐอเมริกาเมื่อหลายปีก่อน

การปรากฏตัวของตารางธาตุในรูปด้านบนอาจทำให้เข้าใจผิดเล็กน้อย เช่นเดียวกับตารางที่เผยแพร่ดังกล่าว เหตุผลก็คือองค์ประกอบทั้งสองกลุ่มที่แสดงที่ด้านล่างของตารางควรอยู่ภายในองค์ประกอบเหล่านั้นจริงๆ ตัวอย่างเช่น แลนทาไนด์อยู่ในคาบ 6 ระหว่างแบเรียม (56) และฮาฟเนียม (72) นอกจากนี้ แอกติไนด์ยังอยู่ในคาบ 7 ระหว่างเรเดียม (88) และรัทเทอร์ฟอร์เดียม (104) หากเสียบเข้ากับโต๊ะ มันจะกว้างเกินกว่าที่จะวางบนกระดาษหรือแผนภูมิติดผนังได้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะวางองค์ประกอบเหล่านี้ไว้ที่ด้านล่างของตาราง

ธาตุ 115 ของตารางธาตุ มอสโคเวียม เป็นธาตุสังเคราะห์หนักยิ่งยวดที่มีสัญลักษณ์ Mc และเลขอะตอม 115 ธาตุนี้ได้รับครั้งแรกในปี พ.ศ. 2546 โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและอเมริกันที่สถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ (JINR) ในเมืองดุบนา , รัสเซีย. ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2558 คณะทำงานร่วมขององค์กรวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ IUPAC/IUPAP ได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในสี่องค์ประกอบใหม่ เมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน 2559 ได้รับการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการเพื่อเป็นเกียรติแก่ภูมิภาคมอสโกซึ่งเป็นที่ตั้งของ JINR

ลักษณะเฉพาะ

ธาตุ 115 ในตารางธาตุเป็นสารกัมมันตภาพรังสีสูง ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดที่รู้จักคือ มอสโคเวียม-290 มีครึ่งชีวิตเพียง 0.8 วินาที นักวิทยาศาสตร์จัดประเภทมอสโคเวียมเป็นโลหะไม่เปลี่ยนผ่าน โดยมีลักษณะหลายประการคล้ายกับบิสมัท ในตารางธาตุ ธาตุนี้เป็นของธาตุทรานแซกทิไนด์ของ p-block ของคาบที่ 7 และจัดอยู่ในหมู่ 15 ว่าเป็นไพนิโตเจนที่หนักที่สุด (ธาตุกลุ่มย่อยไนโตรเจน) แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการยืนยันว่ามีพฤติกรรมเหมือนบิสมัทที่คล้ายคลึงกันที่หนักกว่า .

จากการคำนวณธาตุนี้มีคุณสมบัติบางอย่างคล้ายกับความคล้ายคลึงกันที่เบากว่า: ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส, สารหนู, พลวงและบิสมัท ในขณะเดียวกันก็แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่สำคัญหลายประการ จนถึงปัจจุบัน มีการสังเคราะห์อะตอมของมอสโคเวียมได้ประมาณ 100 อะตอม ซึ่งมีเลขมวลตั้งแต่ 287 ถึง 290

คุณสมบัติทางกายภาพ

เวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุ 115 ของตารางธาตุ มอสโคเวียม แบ่งออกเป็น 3 เปลือกย่อย ได้แก่ 7s (อิเล็กตรอน 2 ตัว) 7p 1/2 (อิเล็กตรอน 2 ตัว) และ 7p 3/2 (อิเล็กตรอน 1 ตัว) สองรายการแรกมีความเสถียรในเชิงสัมพัทธภาพ ดังนั้น จึงมีพฤติกรรมเหมือนก๊าซมีตระกูล ในขณะที่อย่างหลังมีความเสถียรในเชิงสัมพัทธ์และสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางเคมีได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นศักยภาพไอออไนเซชันปฐมภูมิของมอสโคเวียมควรอยู่ที่ประมาณ 5.58 eV ตามการคำนวณ มอสโคเวียมควรเป็นโลหะที่มีความหนาแน่นเนื่องจากมีน้ำหนักอะตอมสูงโดยมีความหนาแน่นประมาณ 13.5 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร 3

ลักษณะการออกแบบโดยประมาณ:

เฟส: แข็ง
จุดหลอมเหลว: 400°C (670°K, 750°F)
จุดเดือด: 1100°C (1400°K, 2000°F)
ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน: 5.90-5.98 kJ/mol
ความร้อนจำเพาะของการกลายเป็นไอและการควบแน่น: 138 กิโลจูล/โมล

คุณสมบัติทางเคมี

ธาตุ 115 ของตารางธาตุอยู่ในอันดับที่ 3 ในชุดธาตุเคมี 7p และเป็นสมาชิกที่หนักที่สุดของหมู่ 15 ในตารางธาตุ ซึ่งอยู่ต่ำกว่าบิสมัท ปฏิกิริยาทางเคมีของมอสโคเวียมในสารละลายในน้ำถูกกำหนดโดยลักษณะของไอออน Mc + และ Mc 3+ แบบแรกสันนิษฐานว่าสามารถไฮโดรไลซ์ได้ง่ายและสร้างพันธะไอออนิกกับฮาโลเจน ไซยาไนด์ และแอมโมเนีย Muscovy(I) ไฮดรอกไซด์ (McOH), คาร์บอเนต (Mc 2 CO 3), ออกซาเลต (Mc 2 C 2 O 4) และฟลูออไรด์ (McF) ต้องละลายในน้ำ ซัลไฟด์ (Mc 2 S) จะต้องไม่ละลายน้ำ คลอไรด์ (McCl), โบรไมด์ (McBr), ไอโอไดด์ (McI) และไทโอไซยาเนต (McSCN) เป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย

ฟลูออไรด์ Moscovium(III) (McF 3) และไธโอโซไนด์ (McS 3) สันนิษฐานว่าไม่ละลายในน้ำ (คล้ายกับสารประกอบบิสมัทที่เกี่ยวข้อง) ในขณะที่คลอไรด์ (III) (McCl 3) โบรไมด์ (McBr 3) และไอโอไดด์ (McI 3) ควรละลายได้ง่ายและไฮโดรไลซ์ได้ง่ายเพื่อสร้างออกโซฮาไลด์ เช่น McOCl และ McOBr (คล้ายกับบิสมัทเช่นกัน) ออกไซด์ของมอสโคเวียม(I) และ (III) มีสถานะออกซิเดชันที่คล้ายคลึงกัน และความเสถียรสัมพัทธ์ของพวกมันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่พวกมันทำปฏิกิริยาเป็นส่วนใหญ่

ความไม่แน่นอน

เนื่องจากองค์ประกอบ 115 ของตารางธาตุถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยการทดลองเพียงครั้งเดียว ลักษณะเฉพาะที่แน่นอนจึงเป็นปัญหา นักวิทยาศาสตร์ต้องอาศัยการคำนวณทางทฤษฎีและเปรียบเทียบกับองค์ประกอบที่มีความเสถียรมากกว่าและมีคุณสมบัติใกล้เคียงกัน

ในปี 2554 มีการทดลองเพื่อสร้างไอโซโทปของไนโฮเนียม เฟลโรเวียม และมอสโคเวียมในปฏิกิริยาระหว่าง "เครื่องเร่งปฏิกิริยา" (แคลเซียม-48) และ "เป้าหมาย" (อเมริกัน-243 และพลูโทเนียม-244) เพื่อศึกษาคุณสมบัติของพวกมัน อย่างไรก็ตาม "เป้าหมาย" รวมถึงสารเจือปนของตะกั่วและบิสมัท ดังนั้น จึงได้รับไอโซโทปของบิสมัทและพอโลเนียมบางส่วนในปฏิกิริยาการถ่ายโอนนิวคลีออน ซึ่งทำให้การทดลองซับซ้อน ในขณะเดียวกัน ข้อมูลที่ได้รับจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ในอนาคตสามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความคล้ายคลึงกันของบิสมัทและพอโลเนียม เช่น มอสโคเวียม และลิเวอร์มอเรียม

กำลังเปิด

การสังเคราะห์ธาตุ 115 ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกในตารางธาตุเป็นผลงานร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและชาวอเมริกันในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2546 ที่ JINR ในเมือง Dubna ทีมที่นำโดยนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ ยูริ โอกาเนเซียน นอกเหนือจากผู้เชี่ยวชาญในประเทศแล้ว ยังรวมถึงเพื่อนร่วมงานจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ด้วย นักวิจัยตีพิมพ์ข้อมูลในการทบทวนทางกายภาพเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2547 ว่าพวกเขาโจมตีอะเมริเซียม-243 ด้วยแคลเซียม-48 ไอออนที่ยู-400 ไซโคลตรอน และได้รับอะตอมของสารใหม่สี่อะตอม (นิวเคลียส 287 Mc หนึ่งตัว และนิวเคลียส 288 Mc สามตัว) อะตอมเหล่านี้สลายตัว (สลายตัว) โดยการปล่อยอนุภาคแอลฟาไปยังธาตุไนโฮเนียมในเวลาประมาณ 100 มิลลิวินาที ไอโซโทปที่หนักกว่าของมอสโคเวียมสองตัวคือ 289 Mc และ 290 Mc ถูกค้นพบในปี 2552-2553

ในตอนแรก IUPAC ไม่สามารถอนุมัติการค้นพบองค์ประกอบใหม่ได้ จำเป็นต้องมีการยืนยันจากแหล่งอื่น ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การทดลองต่อมาได้รับการประเมินเพิ่มเติม และการกล่าวอ้างของทีม Dubna ในการค้นพบธาตุ 115 ก็ถูกหยิบยกขึ้นมาอีกครั้ง

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2556 ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลุนด์และสถาบันไอออนหนักในดาร์มสตัดท์ (เยอรมนี) ประกาศว่าได้ทำการทดลองซ้ำในปี พ.ศ. 2547 เพื่อยืนยันผลลัพธ์ที่ได้รับในดุบนา การยืนยันเพิ่มเติมได้รับการเผยแพร่โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานที่เบิร์กลีย์ในปี 2558 ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2558 คณะทำงานร่วม IUPAC/IUPAP ยอมรับการค้นพบองค์ประกอบนี้ และให้ความสำคัญกับทีมนักวิจัยชาวรัสเซีย-อเมริกันในการค้นพบนี้

ชื่อ

ตามคำแนะนำของ IUPAC ในปี 1979 ได้มีการตัดสินใจตั้งชื่อองค์ประกอบ 115 ของตารางธาตุว่า "ununpentium" และแสดงด้วยสัญลักษณ์ UUP ที่เกี่ยวข้อง แม้ว่าชื่อนี้จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่ออ้างถึงองค์ประกอบที่ยังไม่ถูกค้นพบ (แต่มีการทำนายตามหลักทฤษฎี) แต่ก็ยังไม่เป็นที่รู้จักในชุมชนฟิสิกส์ ส่วนใหญ่แล้วสารนี้ถูกเรียกอย่างนั้น - องค์ประกอบหมายเลข 115 หรือ E115

เมื่อวันที่ 30 ธันวาคม 2558 การค้นพบองค์ประกอบใหม่ได้รับการยอมรับจากสหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์นานาชาติ ตามกฎใหม่ ผู้ค้นพบมีสิทธิ์เสนอชื่อของตนเองสำหรับสารใหม่ ในตอนแรกมีการวางแผนที่จะตั้งชื่อองค์ประกอบ 115 ของตารางธาตุ "langevinium" เพื่อเป็นเกียรติแก่นักฟิสิกส์ Paul Langevin ต่อมาทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Dubna เป็นทางเลือกเสนอชื่อ "มอสโก" เพื่อเป็นเกียรติแก่ภูมิภาคมอสโกซึ่งเป็นที่ที่มีการค้นพบ ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2559 IUPAC ได้อนุมัติโครงการริเริ่มนี้และอนุมัติชื่อ "มอสโกเวียม" อย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน พ.ศ. 2559

ดูเพิ่มเติม: รายชื่อองค์ประกอบทางเคมีเรียงตามเลขอะตอมและรายการองค์ประกอบทางเคมีตามตัวอักษร สารบัญ 1 สัญลักษณ์ที่ใช้ในปัจจุบัน ... Wikipedia

ดูเพิ่มเติมที่: รายชื่อองค์ประกอบทางเคมีตามเลขอะตอม และ รายชื่อองค์ประกอบทางเคมีตามสัญลักษณ์ รายการองค์ประกอบทางเคมีตามตัวอักษร ไนโตรเจน N แอกทิเนียม Ac อลูมิเนียม อัลอะเมริเซียม Am อาร์กอน Ar Astatine ที่ ... Wikipedia

ระบบธาตุเคมีเป็นคาบ (ตารางของเมนเดเลเยฟ) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่างๆ ของธาตุกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบเป็นการแสดงออกทางกราฟิกของกฎเป็นระยะ ... ... Wikipedia

การจำแนกองค์ประกอบทางเคมี (ตารางธาตุ) ขององค์ประกอบทางเคมี สร้างการพึ่งพาคุณสมบัติต่าง ๆ ขององค์ประกอบในประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบนี้เป็นการแสดงออกถึงกฎหมายเป็นระยะซึ่งกำหนดโดยรัสเซีย... ... Wikipedia

หนังสือ

พจนานุกรมภาษาญี่ปุ่น-อังกฤษ-รัสเซียสำหรับการติดตั้งอุปกรณ์อุตสาหกรรม ประมาณ 8,000 คำศัพท์ Popova I.S. พจนานุกรมนี้มีไว้สำหรับผู้ใช้ที่หลากหลายและมีไว้สำหรับนักแปลและผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการจัดหาและใช้งานอุปกรณ์อุตสาหกรรมจากญี่ปุ่นหรือ...