Làm thế nào để sử dụng bảng tuần hoàn? Đối với một người chưa quen, việc đọc bảng tuần hoàn cũng giống như việc một người lùn nhìn vào chữ rune cổ của yêu tinh. Và nhân tiện, bảng tuần hoàn nếu được sử dụng đúng cách có thể cho biết rất nhiều điều về thế giới. Ngoài việc phục vụ tốt cho bạn trong kỳ thi, nó còn đơn giản là không thể thay thế trong việc giải quyết một số lượng lớn các bài toán vật lý và hóa học. Nhưng làm thế nào để đọc nó? May mắn thay, ngày nay mọi người đều có thể học được nghệ thuật này. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết cách hiểu bảng tuần hoàn.
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (bảng Mendeleev) là bảng phân loại các nguyên tố hóa học xác lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử.
Lịch sử hình thành Bảng
Dmitry Ivanovich Mendeleev không phải là một nhà hóa học đơn giản, nếu có ai nghĩ như vậy. Ông là một nhà hóa học, vật lý học, địa chất học, nhà đo lường học, nhà sinh thái học, nhà kinh tế học, công nhân dầu mỏ, phi hành gia, người chế tạo dụng cụ và giáo viên. Trong suốt cuộc đời của mình, nhà khoa học đã thực hiện được nhiều nghiên cứu cơ bản trong nhiều lĩnh vực kiến thức khác nhau. Ví dụ, nhiều người tin rằng chính Mendeleev là người đã tính toán độ mạnh lý tưởng của vodka - 40 độ. Chúng tôi không biết Mendeleev cảm thấy thế nào về vodka, nhưng chúng tôi biết chắc chắn rằng luận án của ông về chủ đề “Diễn văn về sự kết hợp giữa rượu với nước” không liên quan gì đến vodka và coi nồng độ cồn từ 70 độ. Với tất cả công lao của nhà khoa học, việc phát hiện ra định luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học - một trong những định luật cơ bản của tự nhiên, đã mang lại cho ông danh tiếng rộng rãi nhất.
Có một truyền thuyết kể rằng một nhà khoa học đã mơ thấy bảng tuần hoàn, sau đó tất cả những gì ông phải làm là chắt lọc ý tưởng đã xuất hiện. Nhưng, nếu mọi thứ đều đơn giản như vậy.. Rõ ràng, phiên bản tạo ra bảng tuần hoàn này không gì khác hơn là một huyền thoại. Khi được hỏi bàn được mở như thế nào, chính Dmitry Ivanovich đã trả lời: “ Tôi đã suy nghĩ về điều đó có lẽ đã hai mươi năm rồi, nhưng bạn nghĩ: Tôi đang ngồi đó và đột nhiên… mọi việc đã xong.”
Vào giữa thế kỷ 19, những nỗ lực sắp xếp các nguyên tố hóa học đã biết (63 nguyên tố đã được biết) đã được một số nhà khoa học thực hiện song song. Ví dụ, vào năm 1862, Alexandre Emile Chancourtois đã đặt các nguyên tố dọc theo một chuỗi xoắn và ghi nhận sự lặp lại theo chu kỳ của các tính chất hóa học. Nhà hóa học và nhạc sĩ John Alexander Newlands đã đề xuất phiên bản bảng tuần hoàn của ông vào năm 1866. Một sự thật thú vị là nhà khoa học đã cố gắng khám phá một loại hòa âm âm nhạc thần bí nào đó trong sự sắp xếp của các nguyên tố. Trong số những nỗ lực khác, còn có nỗ lực của Mendeleev, đã thành công rực rỡ.
Năm 1869, sơ đồ bảng đầu tiên được công bố và ngày 1 tháng 3 năm 1869 được coi là ngày định luật tuần hoàn được mở ra. Bản chất của khám phá của Mendeleev là tính chất của các nguyên tố có khối lượng nguyên tử ngày càng tăng không thay đổi một cách đơn điệu mà thay đổi theo chu kỳ. Phiên bản đầu tiên của bảng chỉ chứa 63 nguyên tố, nhưng Mendeleev đã đưa ra một số quyết định rất độc đáo. Vì vậy, ông đoán rằng đã chừa khoảng trống trong bảng cho các nguyên tố vẫn chưa được khám phá, đồng thời cũng làm thay đổi khối lượng nguyên tử của một số nguyên tố. Tính đúng đắn cơ bản của định luật do Mendeleev đưa ra đã được xác nhận rất sớm sau khi phát hiện ra gali, scandium và germanium, sự tồn tại của chúng đã được nhà khoa học dự đoán.
Cái nhìn hiện đại về bảng tuần hoàn
Dưới đây là bảng chính nó
Ngày nay, thay vì trọng lượng nguyên tử (khối lượng nguyên tử), người ta dùng khái niệm số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân) để sắp xếp các nguyên tố. Bảng chứa 120 nguyên tố, được sắp xếp từ trái sang phải theo thứ tự số nguyên tử (số proton) tăng dần
Các cột của bảng đại diện cho cái gọi là nhóm và các hàng đại diện cho các giai đoạn. Bảng có 18 nhóm và 8 tiết.
- Tính kim loại của các nguyên tố giảm khi chuyển động trong một khoảng thời gian từ trái sang phải và tăng theo chiều ngược lại.
- Kích thước của nguyên tử giảm khi di chuyển từ trái sang phải trong các chu kỳ.
- Khi bạn di chuyển từ trên xuống dưới trong nhóm, tính chất kim loại khử sẽ tăng lên.
- Tính oxi hóa và tính phi kim tăng khi chuyển động dọc theo một chu kỳ từ trái sang phải TÔI.
Chúng ta học được gì về một phần tử từ bảng? Ví dụ: hãy lấy nguyên tố thứ ba trong bảng - lithium và xem xét nó một cách chi tiết.
Trước hết, chúng ta thấy chính biểu tượng phần tử và tên của nó bên dưới nó. Ở góc trên bên trái là số hiệu nguyên tử của nguyên tố, thứ tự sắp xếp của nguyên tố đó trong bảng. Số nguyên tử, như đã đề cập, bằng số proton trong hạt nhân. Số lượng proton dương thường bằng số lượng electron âm trong nguyên tử (ngoại trừ các đồng vị).
Khối lượng nguyên tử được biểu thị dưới số nguyên tử (trong phiên bản này của bảng). Nếu chúng ta làm tròn khối lượng nguyên tử đến số nguyên gần nhất, chúng ta sẽ có được số khối. Sự khác biệt giữa số khối và số nguyên tử cho biết số neutron trong hạt nhân. Do đó, số neutron trong hạt nhân helium là hai và trong lithium là bốn.
Khóa học “Bảng tuần hoàn dành cho người mới bắt đầu” của chúng tôi đã kết thúc. Để kết luận, chúng tôi mời bạn xem video chuyên đề và chúng tôi hy vọng rằng câu hỏi về cách sử dụng bảng tuần hoàn của Mendeleev đã trở nên rõ ràng hơn với bạn. Chúng tôi nhắc nhở bạn rằng việc học một chủ đề mới luôn hiệu quả hơn không phải một mình mà với sự giúp đỡ của một người cố vấn có kinh nghiệm. Đó là lý do tại sao bạn đừng bao giờ quên họ, những người sẽ sẵn lòng chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm của họ với bạn.
Ai đã đi học đều nhớ rằng một trong những môn học bắt buộc phải học là hóa học. Bạn có thể thích cô ấy, hoặc bạn có thể không thích cô ấy - điều đó không thành vấn đề. Và rất có thể nhiều kiến thức về môn học này đã bị lãng quên và không được áp dụng vào cuộc sống. Tuy nhiên, chắc hẳn mọi người đều nhớ đến bảng nguyên tố hóa học của D.I. Đối với nhiều người, nó vẫn là một bảng nhiều màu, trong đó một số chữ cái được viết trên mỗi ô vuông, biểu thị tên của các nguyên tố hóa học. Nhưng ở đây chúng tôi sẽ không nói về hóa học như vậy mà mô tả hàng trăm phản ứng và quá trình hóa học, mà chúng tôi sẽ cho bạn biết bảng tuần hoàn xuất hiện như thế nào ngay từ đầu - câu chuyện này sẽ thú vị với bất kỳ ai và thực sự với tất cả những ai đang khao khát những thông tin thú vị và hữu ích.
Một chút nền tảng
Trở lại năm 1668, nhà hóa học, nhà vật lý và nhà thần học xuất sắc người Ireland Robert Boyle đã xuất bản một cuốn sách trong đó nhiều huyền thoại về thuật giả kim đã được vạch trần và trong đó ông thảo luận về sự cần thiết phải tìm kiếm các nguyên tố hóa học không thể phân hủy. Nhà khoa học này cũng đưa ra danh sách chúng, chỉ gồm 15 nguyên tố, nhưng thừa nhận ý kiến cho rằng có thể còn có nhiều nguyên tố hơn. Đây trở thành điểm khởi đầu không chỉ trong việc tìm kiếm các yếu tố mới mà còn trong việc hệ thống hóa chúng.
Một trăm năm sau, nhà hóa học người Pháp Antoine Lavoisier đã biên soạn một danh sách mới, trong đó đã bao gồm 35 nguyên tố. 23 trong số đó sau đó được phát hiện là không thể phân hủy được. Nhưng việc tìm kiếm các nguyên tố mới vẫn được các nhà khoa học trên khắp thế giới tiếp tục. Và vai trò chính trong quá trình này do nhà hóa học nổi tiếng người Nga Dmitry Ivanovich Mendeleev đảm nhận - ông là người đầu tiên đưa ra giả thuyết rằng có thể có mối quan hệ giữa khối lượng nguyên tử của các nguyên tố và vị trí của chúng trong hệ thống.
Nhờ làm việc chăm chỉ và so sánh các nguyên tố hóa học, Mendeleev đã có thể khám phá ra mối liên hệ giữa các nguyên tố, trong đó chúng có thể là một và các đặc tính của chúng không phải là điều hiển nhiên mà thể hiện một hiện tượng lặp lại định kỳ. Kết quả là, vào tháng 2 năm 1869, Mendeleev đã xây dựng định luật tuần hoàn đầu tiên, và vào tháng 3, báo cáo “Mối quan hệ giữa các tính chất với trọng lượng nguyên tử của các nguyên tố” của ông đã được nhà sử học hóa học N. A. Menshutkin trình bày trước Hiệp hội Hóa học Nga. Sau đó, cùng năm đó, ấn phẩm của Mendeleev được xuất bản trên tạp chí “Zeitschrift fur Chemie” ở Đức, và vào năm 1871, một tạp chí khác của Đức “Annalen der Chemie” đã xuất bản một ấn phẩm rộng rãi mới của nhà khoa học dành riêng cho khám phá của ông.
Tạo bảng tuần hoàn
Đến năm 1869, ý tưởng chính đã được Mendeleev hình thành và trong một thời gian khá ngắn, nhưng trong một thời gian dài, ông không thể chính thức hóa nó thành bất kỳ hệ thống có trật tự nào có thể hiển thị rõ ràng cái gì là cái gì. Trong một cuộc trò chuyện với đồng nghiệp A.A. Inostrantsev, anh ấy thậm chí còn nói rằng anh ấy đã tính toán sẵn mọi thứ trong đầu, nhưng anh ấy không thể đặt mọi thứ vào bàn. Sau đó, theo những người viết tiểu sử của Mendeleev, ông bắt đầu làm việc chăm chỉ trên bàn của mình, kéo dài ba ngày không nghỉ để ngủ. Họ đã thử mọi cách để sắp xếp các nguyên tố thành một bảng, và công việc cũng phức tạp bởi thực tế là vào thời điểm đó khoa học chưa biết về tất cả các nguyên tố hóa học. Tuy nhiên, bất chấp điều này, bảng vẫn được tạo và các phần tử đã được hệ thống hóa.
Truyền thuyết về giấc mơ của Mendeleev
Nhiều người đã nghe câu chuyện D.I. Phiên bản này đã được cộng sự của Mendeleev nói trên là A. A. Inostrantsev tích cực phổ biến như một câu chuyện hài hước để ông giải trí cho học sinh của mình. Ông kể rằng Dmitry Ivanovich đi ngủ và trong giấc mơ nhìn thấy rõ chiếc bàn của mình, trong đó tất cả các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo đúng thứ tự. Sau đó, các sinh viên thậm chí còn nói đùa rằng vodka 40° cũng được phát hiện theo cách tương tự. Nhưng vẫn có những điều kiện tiên quyết thực sự cho câu chuyện về giấc ngủ: như đã đề cập, Mendeleev làm việc trên bàn mà không ngủ hay nghỉ ngơi, và Inostrantsev đã từng thấy anh mệt mỏi và kiệt sức. Trong ngày, Mendeleev quyết định nghỉ ngơi một lát, một lúc sau, ông đột ngột tỉnh dậy, lập tức lấy một tờ giấy và vẽ một chiếc bàn làm sẵn lên đó. Nhưng bản thân nhà khoa học đã bác bỏ toàn bộ câu chuyện này bằng giấc mơ, nói rằng: “Tôi đã nghĩ về nó, có lẽ đã hai mươi năm rồi, và bạn nghĩ: Tôi đang ngồi và đột nhiên… nó đã sẵn sàng.” Vì vậy, truyền thuyết về giấc mơ có thể rất hấp dẫn, nhưng việc tạo ra chiếc bàn chỉ có thể thực hiện được nhờ sự chăm chỉ.
Công việc tiếp theo
Trong giai đoạn từ 1869 đến 1871, Mendeleev đã phát triển các ý tưởng về tính tuần hoàn mà cộng đồng khoa học hướng tới. Và một trong những giai đoạn quan trọng của quá trình này là sự hiểu biết rằng bất kỳ phần tử nào trong hệ thống đều phải có, dựa trên tổng thể các thuộc tính của nó so với các thuộc tính của các phần tử khác. Dựa trên điều này, đồng thời dựa vào kết quả nghiên cứu về sự thay đổi của các oxit tạo thủy tinh, nhà hóa học đã có thể điều chỉnh giá trị khối lượng nguyên tử của một số nguyên tố, bao gồm uranium, indium, berili và các nguyên tố khác.
Tất nhiên, Mendeleev muốn nhanh chóng lấp đầy các ô trống còn lại trong bảng, và vào năm 1870, ông dự đoán rằng các nguyên tố hóa học mà khoa học chưa biết đến sẽ sớm được phát hiện, khối lượng nguyên tử và tính chất mà ông có thể tính toán được. Đầu tiên trong số này là gali (được phát hiện năm 1875), scandium (được phát hiện năm 1879) và germanium (được phát hiện năm 1885). Sau đó, những dự đoán tiếp tục được hiện thực hóa, có thêm 8 nguyên tố mới được phát hiện, bao gồm: polonium (1898), rhenium (1925), technetium (1937), francium (1939) và astatine (1942-1943). Nhân tiện, vào năm 1900, D.I. Mendeleev và nhà hóa học người Scotland William Ramsay đã đi đến kết luận rằng bảng này cũng nên bao gồm các nguyên tố thuộc nhóm 0 - cho đến năm 1962, chúng được gọi là khí trơ, và sau đó - khí hiếm.
Tổ chức bảng tuần hoàn
Các nguyên tố hóa học trong bảng của D.I. Mendeleev được sắp xếp thành hàng, theo mức độ tăng dần về khối lượng của chúng và độ dài của các hàng được chọn sao cho các nguyên tố trong đó có tính chất tương tự nhau. Ví dụ, các khí hiếm như radon, xenon, krypton, argon, neon và helium rất khó phản ứng với các nguyên tố khác và cũng có khả năng phản ứng hóa học thấp, đó là lý do tại sao chúng nằm ở cột ngoài cùng bên phải. Và các nguyên tố ở cột bên trái (kali, natri, lithium, v.v.) phản ứng tốt với các nguyên tố khác và bản thân phản ứng rất dễ nổ. Nói một cách đơn giản, trong mỗi cột, các phần tử có các thuộc tính tương tự và thay đổi theo từng cột. Tất cả các nguyên tố cho đến số 92 đều được tìm thấy trong tự nhiên và từ số 93 các nguyên tố nhân tạo bắt đầu, chỉ có thể được tạo ra trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Trong phiên bản ban đầu của nó, hệ thống tuần hoàn chỉ được hiểu là sự phản ánh trật tự tồn tại trong tự nhiên và không có lời giải thích nào về lý do tại sao mọi thứ lại diễn ra như vậy. Chỉ khi cơ học lượng tử xuất hiện, ý nghĩa thực sự của thứ tự các nguyên tố trong bảng mới trở nên rõ ràng.
Bài học trong quá trình sáng tạo
Nói về những bài học nào của quá trình sáng tạo có thể rút ra từ toàn bộ lịch sử hình thành bảng tuần hoàn của D. I. Mendeleev, chúng ta có thể lấy ví dụ về ý tưởng của nhà nghiên cứu người Anh trong lĩnh vực tư duy sáng tạo Graham Wallace và nhà khoa học người Pháp Henri Poincaré . Hãy cho họ một thời gian ngắn.
Theo nghiên cứu của Poincaré (1908) và Graham Wallace (1926), tư duy sáng tạo có 4 giai đoạn chính:
- Sự chuẩn bị- giai đoạn hình thành vấn đề chính và những nỗ lực đầu tiên để giải quyết nó;
- Ủ– một giai đoạn trong đó có sự phân tâm tạm thời khỏi quá trình, nhưng công việc tìm kiếm giải pháp cho vấn đề được thực hiện ở cấp độ tiềm thức;
- Cái nhìn thấu suốt– giai đoạn mà giải pháp trực quan được đặt ra. Hơn nữa, giải pháp này có thể được tìm thấy trong một tình huống hoàn toàn không liên quan đến vấn đề;
- Bài kiểm tra– giai đoạn thử nghiệm và triển khai một giải pháp, tại đó giải pháp này được thử nghiệm và khả năng phát triển thêm của nó.
Như chúng ta có thể thấy, trong quá trình tạo bảng của mình, Mendeleev đã tuân thủ chính xác bốn giai đoạn này bằng trực giác. Hiệu quả của việc này có thể được đánh giá bằng kết quả, tức là. bởi thực tế là bảng đã được tạo. Và vì việc tạo ra nó là một bước tiến lớn không chỉ đối với khoa học hóa học mà còn đối với toàn nhân loại, bốn giai đoạn trên có thể được áp dụng cho cả việc thực hiện các dự án nhỏ và thực hiện các kế hoạch toàn cầu. Điều chính cần nhớ là không thể tự mình tìm ra một khám phá, không một giải pháp nào cho một vấn đề, cho dù chúng ta có muốn nhìn thấy chúng trong giấc mơ đến đâu và dù chúng ta có ngủ bao nhiêu đi chăng nữa. Để một việc gì đó thành công, không quan trọng là tạo bảng nguyên tố hóa học hay phát triển một kế hoạch tiếp thị mới, bạn cần phải có kiến thức và kỹ năng nhất định, cũng như khéo léo sử dụng tiềm năng của mình và làm việc chăm chỉ.
Chúng tôi chúc bạn thành công trong nỗ lực và thực hiện thành công các kế hoạch của mình!
Nguyên tố hóa học là một thuật ngữ chung mô tả tập hợp các nguyên tử của một chất đơn giản, nghĩa là không thể chia thành bất kỳ thành phần đơn giản nào (theo cấu trúc phân tử của chúng). Hãy tưởng tượng bạn được đưa cho một miếng sắt nguyên chất và được yêu cầu tách nó thành các thành phần giả định bằng cách sử dụng bất kỳ thiết bị hoặc phương pháp nào từng được các nhà hóa học phát minh ra. Tuy nhiên, bạn không thể làm bất cứ điều gì; bàn ủi sẽ không bao giờ được chia thành thứ gì đó đơn giản hơn. Một chất đơn giản - sắt - tương ứng với nguyên tố hóa học Fe.
Định nghĩa lý thuyết
Thực tế thực nghiệm nêu trên có thể được giải thích bằng định nghĩa sau: nguyên tố hóa học là tập hợp trừu tượng của các nguyên tử (không phải phân tử!) của chất đơn giản tương ứng, tức là các nguyên tử cùng loại. Nếu có cách nhìn từng nguyên tử riêng lẻ trong miếng sắt nguyên chất nói trên thì tất cả chúng đều là nguyên tử sắt. Ngược lại, một hợp chất hóa học như oxit sắt luôn chứa ít nhất hai loại nguyên tử khác nhau: nguyên tử sắt và nguyên tử oxy.
Điều khoản bạn nên biết
Khối lượng nguyên tử: Khối lượng của proton, neutron và electron tạo nên nguyên tử của một nguyên tố hóa học.
số nguyên tử: Số proton trong hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố.
Ký hiệu hóa học: một chữ cái hoặc một cặp chữ cái Latinh biểu thị ký hiệu của một phần tử nhất định.
Hợp chất hóa học: một chất bao gồm hai hoặc nhiều nguyên tố hóa học kết hợp với nhau theo một tỷ lệ nhất định.
Kim loại: Là nguyên tố bị mất electron trong phản ứng hóa học với nguyên tố khác.
á kim: Một nguyên tố đôi khi phản ứng ở dạng kim loại, đôi khi ở dạng phi kim.
Phi kim loại: Một nguyên tố tìm cách nhận electron trong các phản ứng hóa học với các nguyên tố khác.
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học: Một hệ thống phân loại các nguyên tố hóa học theo số nguyên tử của chúng.
Yếu tố tổng hợp: Một loại được sản xuất nhân tạo trong phòng thí nghiệm và thường không được tìm thấy trong tự nhiên.
Các yếu tố tự nhiên và tổng hợp
Chín mươi hai nguyên tố hóa học xuất hiện tự nhiên trên Trái đất. Phần còn lại được lấy một cách nhân tạo trong phòng thí nghiệm. Một nguyên tố hóa học tổng hợp thường là sản phẩm của các phản ứng hạt nhân trong máy gia tốc hạt (thiết bị dùng để tăng tốc độ của các hạt hạ nguyên tử như electron và proton) hoặc lò phản ứng hạt nhân (thiết bị dùng để kiểm soát năng lượng giải phóng bởi phản ứng hạt nhân). Nguyên tố tổng hợp đầu tiên có số nguyên tử 43 là technetium, được phát hiện vào năm 1937 bởi các nhà vật lý người Ý C. Perrier và E. Segre. Ngoài technetium và promethium, tất cả các nguyên tố tổng hợp đều có hạt nhân lớn hơn uranium. Nguyên tố hóa học tổng hợp cuối cùng có tên là Livermorium (116) và trước đó là flerovium (114).
Hai chục yếu tố phổ biến và quan trọng
| Tên | Biểu tượng | Tỷ lệ phần trăm của tất cả các nguyên tử * | Tính chất của các nguyên tố hóa học (trong điều kiện phòng bình thường) |
|||
| trong vũ trụ | Trong vỏ trái đất | Trong nước biển | Trong cơ thể con người |
|||
| Nhôm | Al | - | 6,3 | - | - | Kim loại nhẹ, màu bạc |
| canxi | Ca | - | 2,1 | - | 0,02 | Có trong khoáng chất tự nhiên, vỏ, xương |
| Cacbon | VỚI | - | - | - | 10,7 | Cơ sở của mọi sinh vật sống |
| clo | Cl | - | - | 0,3 | - | Khí độc |
| đồng | Cư | - | - | - | - | Chỉ kim loại màu đỏ |
| Vàng | Âu | - | - | - | - | Chỉ kim loại màu vàng |
| Heli | Anh ta | 7,1 | - | - | - | Khí rất nhẹ |
| Hydro | N | 92,8 | 2,9 | 66,2 | 60,6 | Nhẹ nhất trong tất cả các yếu tố; khí đốt |
| Iốt | TÔI | - | - | - | - | Phi kim loại; được sử dụng như một chất khử trùng |
| Sắt | Fe | - | 2,1 | - | - | Kim loại từ tính; dùng để sản xuất sắt thép |
| Chỉ huy | Pb | - | - | - | - | Kim loại nặng, mềm |
| Magie | Mg | - | 2,0 | - | - | Kim loại rất nhẹ |
| Thủy ngân | Hg | - | - | - | - | Kim loại lỏng; một trong hai nguyên tố lỏng |
| Niken | Ni | - | - | - | - | Kim loại chống ăn mòn; được sử dụng trong tiền xu |
| Nitơ | N | - | - | - | 2,4 | Khí, thành phần chính của không khí |
| Ôxy | VỀ | - | 60,1 | 33,1 | 25,7 | Gas, thứ quan trọng thứ hai thành phần không khí |
| Phốt pho | R | - | - | - | 0,1 | Phi kim loại; quan trọng đối với cây trồng |
| Kali | ĐẾN | - | 1.1 | - | - | Kim loại; quan trọng đối với cây trồng; thường được gọi là "kali" |
* Nếu giá trị không được chỉ định thì phần tử nhỏ hơn 0,1 phần trăm.
Vụ nổ lớn là nguyên nhân sâu xa của sự hình thành vật chất
Nguyên tố hóa học nào có mặt đầu tiên trong vũ trụ? Các nhà khoa học tin rằng câu trả lời cho câu hỏi này nằm ở các ngôi sao và quá trình hình thành các ngôi sao. Vũ trụ được cho là đã hình thành vào một thời điểm nào đó trong khoảng từ 12 đến 15 tỷ năm trước. Cho đến thời điểm này, không có gì tồn tại ngoại trừ năng lượng được nghĩ đến. Nhưng có điều gì đó đã xảy ra khiến năng lượng này trở thành một vụ nổ lớn (gọi là Vụ nổ lớn). Trong những giây tiếp theo sau Vụ nổ lớn, vật chất bắt đầu hình thành.
Các dạng vật chất đơn giản đầu tiên xuất hiện là proton và electron. Một số trong số chúng kết hợp để tạo thành các nguyên tử hydro. Loại thứ hai bao gồm một proton và một electron; nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể tồn tại.
Dần dần, trong thời gian dài, các nguyên tử hydro bắt đầu tập hợp lại với nhau ở những khu vực nhất định của không gian, tạo thành những đám mây dày đặc. Hydro trong những đám mây này bị lực hấp dẫn kéo thành những khối nhỏ gọn. Cuối cùng, những đám mây hydro này trở nên dày đặc đến mức hình thành các ngôi sao.
Các ngôi sao là lò phản ứng hóa học của các nguyên tố mới
Một ngôi sao đơn giản là một khối vật chất tạo ra năng lượng từ các phản ứng hạt nhân. Phản ứng phổ biến nhất liên quan đến sự kết hợp của bốn nguyên tử hydro tạo thành một nguyên tử helium. Khi các ngôi sao bắt đầu hình thành, helium trở thành nguyên tố thứ hai xuất hiện trong Vũ trụ.
Khi các ngôi sao già đi, chúng chuyển từ phản ứng hạt nhân hydro-heli sang các loại phản ứng khác. Trong đó, nguyên tử helium tạo thành nguyên tử carbon. Sau đó, các nguyên tử carbon tạo thành oxy, neon, natri và magiê. Sau đó, neon và oxy kết hợp với nhau để tạo thành magie. Khi những phản ứng này tiếp tục, ngày càng có nhiều nguyên tố hóa học được hình thành.
Các hệ thống nguyên tố hóa học đầu tiên
Hơn 200 năm trước, các nhà hóa học bắt đầu tìm cách phân loại chúng. Vào giữa thế kỷ 19, khoảng 50 nguyên tố hóa học đã được biết đến. Một trong những câu hỏi mà các nhà hóa học tìm cách giải quyết. Rút gọn lại như sau: một nguyên tố hóa học có phải là một chất hoàn toàn khác với bất kỳ nguyên tố nào khác không? Hoặc một số yếu tố liên quan đến những yếu tố khác theo một cách nào đó? Có luật chung nào thống nhất họ không?
Các nhà hóa học đề xuất nhiều hệ thống nguyên tố hóa học khác nhau. Ví dụ, nhà hóa học người Anh William Prout năm 1815 cho rằng khối lượng nguyên tử của tất cả các nguyên tố là bội số của khối lượng nguyên tử hydro, nếu chúng ta coi nó bằng đơn vị, tức là chúng phải là số nguyên. Vào thời điểm đó, khối lượng nguyên tử của nhiều nguyên tố đã được J. Dalton tính toán theo khối lượng của hydro. Tuy nhiên, nếu điều này gần đúng với trường hợp của carbon, nitơ và oxy, thì clo có khối lượng 35,5 không phù hợp với sơ đồ này.
Nhà hóa học người Đức Johann Wolfgang Dobereiner (1780 – 1849) đã chứng minh vào năm 1829 rằng ba nguyên tố thuộc nhóm halogen (clo, brom và iốt) có thể được phân loại theo khối lượng nguyên tử tương đối của chúng. Trọng lượng nguyên tử của brom (79,9) hóa ra gần như chính xác là trọng lượng nguyên tử trung bình của clo (35,5) và iốt (127), cụ thể là 35,5 + 127 2 = 81,25 (gần 79,9). Đây là cách tiếp cận đầu tiên để xây dựng một trong các nhóm nguyên tố hóa học. Dobereiner đã khám phá thêm hai bộ ba nguyên tố như vậy, nhưng ông không thể xây dựng được một định luật tuần hoàn tổng quát.
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học xuất hiện như thế nào?
Hầu hết các kế hoạch phân loại ban đầu đều không thành công lắm. Sau đó, vào khoảng năm 1869, gần như cùng một phát hiện tương tự được thực hiện bởi hai nhà hóa học gần như cùng một lúc. Nhà hóa học người Nga Dmitri Mendeleev (1834-1907) và nhà hóa học người Đức Julius Lothar Meyer (1830-1895) đề xuất tổ chức các nguyên tố có tính chất vật lý và hóa học tương tự thành một hệ thống có trật tự gồm các nhóm, chuỗi và chu kỳ. Đồng thời, Mendeleev và Meyer chỉ ra rằng tính chất của các nguyên tố hóa học lặp lại theo chu kỳ tùy thuộc vào trọng lượng nguyên tử của chúng.
Ngày nay, Mendeleev thường được coi là người phát hiện ra định luật tuần hoàn vì ông đã thực hiện một bước mà Meyer không làm. Khi tất cả các nguyên tố được sắp xếp trong bảng tuần hoàn, một số khoảng trống xuất hiện. Mendeleev dự đoán rằng đây là nơi chứa những nguyên tố chưa được khám phá.
Tuy nhiên, anh ấy còn đi xa hơn nữa. Mendeleev đã dự đoán tính chất của những nguyên tố chưa được khám phá này. Ông biết chúng nằm ở đâu trên bảng tuần hoàn nên ông có thể dự đoán tính chất của chúng. Đáng chú ý là mọi nguyên tố hóa học mà Mendeleev dự đoán, gali, scandium và germanium, đều được phát hiện chưa đầy mười năm sau khi ông công bố định luật tuần hoàn của mình.
Dạng ngắn của bảng tuần hoàn
Đã có những nỗ lực để đếm xem có bao nhiêu lựa chọn về cách biểu diễn đồ họa của bảng tuần hoàn được các nhà khoa học khác nhau đề xuất. Hóa ra có hơn 500. Hơn nữa, 80% tổng số tùy chọn là bảng, còn lại là hình hình học, đường cong toán học, v.v. Kết quả là bốn loại bảng được ứng dụng thực tế: ngắn, bán -dài, dài và bậc thang (hình chóp). Điều thứ hai được đề xuất bởi nhà vật lý vĩ đại N. Bohr.
Hình ảnh dưới đây cho thấy dạng ngắn.
Trong đó, các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo thứ tự số nguyên tử tăng dần từ trái qua phải và từ trên xuống dưới. Như vậy, nguyên tố hóa học đầu tiên của bảng tuần hoàn, hydro, có số nguyên tử 1 vì hạt nhân của nguyên tử hydro chứa một và chỉ một proton. Tương tự như vậy, oxy có số nguyên tử 8 vì hạt nhân của tất cả các nguyên tử oxy đều chứa 8 proton (xem hình bên dưới).
Các mảnh cấu trúc chính của hệ tuần hoàn là các chu kỳ và nhóm nguyên tố. Trong sáu tiết, tất cả các ô đều được lấp đầy, tiết thứ bảy vẫn chưa được hoàn thành (các nguyên tố 113, 115, 117 và 118 tuy được tổng hợp trong phòng thí nghiệm nhưng vẫn chưa được đăng ký chính thức và chưa có tên).
Các nhóm được chia thành nhóm chính (A) và nhóm phụ (B). Các phần tử của ba giai đoạn đầu tiên, mỗi giai đoạn chứa một hàng, chỉ được đưa vào nhóm con A. Bốn tiết còn lại bao gồm hai hàng.
Các nguyên tố hóa học trong cùng một nhóm có xu hướng có tính chất hóa học tương tự nhau. Vì vậy, nhóm thứ nhất bao gồm các kim loại kiềm, nhóm thứ hai - kim loại kiềm thổ. Các nguyên tố trong cùng thời kỳ có tính chất chuyển dần từ kim loại kiềm sang khí hiếm. Hình dưới đây cho thấy một trong các tính chất, bán kính nguyên tử, thay đổi như thế nào đối với từng nguyên tố trong bảng.
Dạng chu kỳ dài của bảng tuần hoàn
Nó được thể hiện trong hình bên dưới và được chia thành hai hướng, theo hàng và theo cột. Có bảy hàng dấu chấm, như ở dạng ngắn và 18 cột, được gọi là nhóm hoặc họ. Trên thực tế, việc tăng số lượng nhóm từ 8 ở dạng ngắn lên 18 ở dạng dài có được bằng cách đặt tất cả các phần tử trong các khoảng thời gian, bắt đầu từ phần thứ 4, không phải thành hai mà trong một dòng.
Hai hệ thống đánh số khác nhau được sử dụng cho các nhóm, như được hiển thị ở đầu bảng. Hệ thống chữ số La Mã (IA, IIA, IIB, IVB, v.v.) theo truyền thống đã phổ biến ở Hoa Kỳ. Một hệ thống khác (1, 2, 3, 4, v.v.) theo truyền thống được sử dụng ở Châu Âu và được khuyến nghị sử dụng ở Hoa Kỳ vài năm trước.
Sự xuất hiện của các bảng tuần hoàn trong các hình trên có một chút sai lệch, giống như bất kỳ bảng nào đã được công bố. Lý do cho điều này là hai nhóm phần tử hiển thị ở cuối bảng thực sự phải nằm trong chúng. Ví dụ, lanthanide thuộc về giai đoạn 6 giữa bari (56) và hafnium (72). Ngoài ra, Actinide thuộc giai đoạn 7 giữa radium (88) và rutherfordium (104). Nếu chúng được chèn vào một cái bàn, nó sẽ trở nên quá rộng để có thể vừa với một mảnh giấy hoặc biểu đồ treo tường. Vì vậy, người ta thường đặt những phần tử này ở cuối bảng.
Nguyên tố 115 trong bảng tuần hoàn, moscovium, là một nguyên tố tổng hợp siêu nặng có ký hiệu Mc và số nguyên tử 115. Nó lần đầu tiên được thu được vào năm 2003 bởi một nhóm các nhà khoa học Nga và Mỹ tại Viện nghiên cứu hạt nhân chung (JINR) ở Dubna , Nga. Vào tháng 12 năm 2015, nó được Nhóm công tác chung của Tổ chức khoa học quốc tế IUPAC/IUPAP công nhận là một trong bốn nguyên tố mới. Vào ngày 28 tháng 11 năm 2016, nó được chính thức đặt tên để vinh danh khu vực Moscow, nơi đặt trụ sở của JINR.
đặc trưng
Nguyên tố 115 trong bảng tuần hoàn là một chất phóng xạ cực mạnh: đồng vị ổn định nhất được biết đến của nó, moscovium-290, có chu kỳ bán rã chỉ 0,8 giây. Các nhà khoa học phân loại moscovium là kim loại không chuyển tiếp, có một số đặc điểm tương tự như bismuth. Trong bảng tuần hoàn, nó thuộc về các nguyên tố transactinide của khối p của chu kỳ thứ 7 và được xếp vào nhóm 15 là pnictogen nặng nhất (nguyên tố phân nhóm nitơ), mặc dù nó chưa được xác nhận là hoạt động giống như một chất tương đồng nặng hơn của bismuth .
Theo tính toán, nguyên tố này có một số tính chất tương tự như các chất tương đồng nhẹ hơn: nitơ, phốt pho, asen, antimon và bismuth. Đồng thời, nó cho thấy một số khác biệt đáng kể so với chúng. Cho đến nay, khoảng 100 nguyên tử moscovium đã được tổng hợp, có số khối từ 287 đến 290.
Tính chất vật lý
Các electron hóa trị của nguyên tố 115 trong bảng tuần hoàn, moscovium, được chia thành ba lớp con: 7s (hai electron), 7p 1/2 (hai electron) và 7p 3/2 (một electron). Hai chất đầu tiên trong số chúng có tính ổn định tương đối và do đó hoạt động giống như các khí hiếm, trong khi chất sau bị mất ổn định tương đối và có thể dễ dàng tham gia vào các tương tác hóa học. Do đó, thế ion hóa sơ cấp của moscovium phải vào khoảng 5,58 eV. Theo tính toán, moscovium phải là kim loại đậm đặc do trọng lượng nguyên tử cao với mật độ khoảng 13,5 g/cm3.
Đặc điểm thiết kế dự kiến:
- Pha: rắn.
- Điểm nóng chảy: 400°C (670°K, 750°F).
- Điểm sôi: 1100°C (1400°K, 2000°F).
- Nhiệt dung riêng của phản ứng nóng chảy: 5,90-5,98 kJ/mol.
- Nhiệt dung riêng bay hơi và ngưng tụ: 138 kJ/mol.
Tính chất hóa học
Nguyên tố 115 của bảng tuần hoàn đứng thứ ba trong dãy nguyên tố hóa học 7p và là thành viên nặng nhất trong nhóm 15 trong bảng tuần hoàn, xếp dưới bismuth. Tương tác hóa học của moscovium trong dung dịch nước được xác định bởi đặc tính của ion Mc + và Mc 3+. Loại thứ nhất có lẽ dễ bị thủy phân và tạo thành liên kết ion với halogen, xyanua và amoniac. Muscovy(I) hydroxit (McOH), cacbonat (Mc 2 CO 3), oxalat (Mc 2 C 2 O 4) và florua (McF) phải được hòa tan trong nước. Sunfua (Mc 2 S) phải không hòa tan. Clorua (McCl), bromua (McBr), iodua (McI) và thiocyanate (McSCN) là những hợp chất ít tan.
Moscovium(III) fluoride (McF 3) và thiosonide (McS 3) có lẽ không tan trong nước (tương tự như các hợp chất bismuth tương ứng). Trong khi clorua (III) (McCl 3), bromua (McBr 3) và iodua (McI 3) lại dễ hòa tan và dễ bị thủy phân để tạo thành các oxohalua như McOCl và McOBr (cũng tương tự như bismuth). Các oxit Moscovium(I) và (III) có trạng thái oxy hóa tương tự nhau và độ ổn định tương đối của chúng phụ thuộc phần lớn vào nguyên tố nào chúng phản ứng với.
Sự không chắc chắn
Do thực tế là nguyên tố 115 trong bảng tuần hoàn chỉ được tổng hợp bằng thực nghiệm một lần nên các đặc tính chính xác của nó là có vấn đề. Các nhà khoa học phải dựa vào tính toán lý thuyết và so sánh chúng với những nguyên tố ổn định hơn có tính chất tương tự.
Năm 2011, các thí nghiệm đã được thực hiện để tạo ra các đồng vị nihonium, flerovium và moscovium trong phản ứng giữa “máy gia tốc” (canxi-48) và “mục tiêu” (american-243 và plutonium-244) để nghiên cứu tính chất của chúng. Tuy nhiên, “mục tiêu” bao gồm các tạp chất của chì và bismuth và do đó, một số đồng vị của bismuth và polonium thu được trong các phản ứng chuyển nucleon, khiến thí nghiệm trở nên phức tạp. Trong khi đó, dữ liệu thu được sẽ giúp các nhà khoa học trong tương lai nghiên cứu chi tiết hơn các chất tương đồng nặng của bismuth và polonium, chẳng hạn như moscovium và Livemorium.
Khai mạc
Sự tổng hợp thành công đầu tiên của nguyên tố 115 trong bảng tuần hoàn là công trình chung của các nhà khoa học Nga và Mỹ vào tháng 8 năm 2003 tại JINR ở Dubna. Nhóm do nhà vật lý hạt nhân Yuri Oganesyan dẫn đầu, ngoài các chuyên gia trong nước, còn có các đồng nghiệp từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore. Các nhà nghiên cứu công bố thông tin trên tạp chí Physical Review vào ngày 2 tháng 2 năm 2004 rằng họ bắn phá americium-243 bằng ion canxi-48 ở máy cyclotron U-400 và thu được bốn nguyên tử của chất mới (một hạt nhân 287 Mc và ba hạt nhân 288 Mc). Những nguyên tử này phân rã (phân rã) bằng cách phát ra các hạt alpha tới nguyên tố nihonium trong khoảng 100 mili giây. Hai đồng vị nặng hơn của moscovium, 289 Mc và 290 Mc, được phát hiện vào năm 2009–2010.
Ban đầu, IUPAC không thể phê duyệt việc phát hiện ra nguyên tố mới. Cần phải xác nhận từ các nguồn khác. Trong vài năm tiếp theo, các thí nghiệm sau đó được đánh giá sâu hơn và tuyên bố của đội Dubna đã phát hiện ra nguyên tố 115 một lần nữa được đưa ra.
Vào tháng 8 năm 2013, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Lund và Viện Ion nặng ở Darmstadt (Đức) tuyên bố họ đã lặp lại thí nghiệm năm 2004, xác nhận kết quả thu được ở Dubna. Xác nhận thêm được công bố bởi một nhóm các nhà khoa học làm việc tại Berkeley vào năm 2015. Vào tháng 12 năm 2015, nhóm làm việc chung IUPAC/IUPAP đã công nhận việc phát hiện ra nguyên tố này và ưu tiên cho nhóm các nhà nghiên cứu Nga-Mỹ trong việc phát hiện này.
Tên
Năm 1979, theo khuyến nghị của IUPAC, người ta quyết định đặt tên nguyên tố 115 trong bảng tuần hoàn là “ununpentium” và biểu thị nó bằng ký hiệu tương ứng là UUP. Mặc dù cái tên này kể từ đó đã được sử dụng rộng rãi để chỉ nguyên tố chưa được khám phá (nhưng được dự đoán về mặt lý thuyết), nhưng nó vẫn chưa được chú ý trong cộng đồng vật lý. Thông thường, chất này được gọi theo cách đó - nguyên tố số 115 hoặc E115.
Vào ngày 30 tháng 12 năm 2015, việc phát hiện ra một nguyên tố mới đã được Liên minh Hóa học thuần túy và ứng dụng quốc tế công nhận. Theo quy định mới, người phát hiện có quyền đặt tên riêng cho chất mới. Lúc đầu, người ta dự định đặt tên nguyên tố 115 trong bảng tuần hoàn là “langevinium” để vinh danh nhà vật lý Paul Langevin. Sau đó, một nhóm các nhà khoa học từ Dubna, như một lựa chọn, đã đề xuất cái tên “Moscow” để vinh danh khu vực Moscow, nơi phát hiện này được thực hiện. Vào tháng 6 năm 2016, IUPAC đã phê duyệt sáng kiến này và chính thức phê duyệt tên "moscovium" vào ngày 28 tháng 11 năm 2016.
Xem thêm: Danh sách các nguyên tố hóa học theo số nguyên tử và Danh sách các nguyên tố hóa học theo thứ tự chữ cái Nội dung 1 Ký hiệu hiện đang được sử dụng ... Wikipedia
Xem thêm: Danh sách các nguyên tố hóa học theo số nguyên tử và Danh sách các nguyên tố hóa học theo ký hiệu Danh sách các nguyên tố hóa học theo thứ tự chữ cái. Nitơ N Actinium Ac Nhôm Al Americium Am Argon Ar Astatine Tại ... Wikipedia
Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (bảng Mendeleev) là sự phân loại các nguyên tố hóa học xác lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử. Hệ thống này là một biểu thức đồ họa của định luật tuần hoàn, ... ... Wikipedia
Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (bảng Mendeleev) là sự phân loại các nguyên tố hóa học xác lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử. Hệ thống này là một biểu thức đồ họa của định luật tuần hoàn, ... ... Wikipedia
Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (bảng Mendeleev) là sự phân loại các nguyên tố hóa học xác lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử. Hệ thống này là một biểu thức đồ họa của định luật tuần hoàn, ... ... Wikipedia
Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (bảng Mendeleev) là sự phân loại các nguyên tố hóa học xác lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử. Hệ thống này là một biểu thức đồ họa của định luật tuần hoàn, ... ... Wikipedia
Phân loại các nguyên tố hóa học (bảng tuần hoàn), thiết lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử. Hệ thống này là một biểu hiện đồ họa của định luật tuần hoàn được thiết lập bởi người Nga... ... Wikipedia
Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (bảng Mendeleev) là sự phân loại các nguyên tố hóa học xác lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử. Hệ thống này là một biểu thức đồ họa của định luật tuần hoàn, ... ... Wikipedia
Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (bảng Mendeleev) là sự phân loại các nguyên tố hóa học xác lập sự phụ thuộc của các tính chất khác nhau của các nguyên tố vào điện tích của hạt nhân nguyên tử. Hệ thống này là một biểu thức đồ họa của định luật tuần hoàn, ... ... Wikipedia
Sách
- Từ điển Nhật-Anh-Nga về lắp đặt thiết bị công nghiệp. Khoảng 8.000 thuật ngữ, Popova I.S.. Từ điển dành cho nhiều đối tượng người dùng và chủ yếu dành cho các dịch giả và chuyên gia kỹ thuật liên quan đến việc cung cấp và triển khai các thiết bị công nghiệp từ Nhật Bản hoặc...