Định luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học là một định luật cơ bản của tự nhiên thiết lập tính tuần hoàn của những thay đổi về tính chất của các nguyên tố hóa học khi điện tích hạt nhân nguyên tử của chúng tăng lên. Ngày phát hiện ra định luật được coi là ngày 1 tháng 3 (17 tháng 2, kiểu cũ) năm 1869, khi D. I. Mendeleev hoàn thành việc phát triển “Trải nghiệm về hệ thống các nguyên tố dựa trên trọng lượng nguyên tử và độ giống nhau về mặt hóa học của chúng”. Nhà khoa học lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ “định luật tuần hoàn” (“định luật tuần hoàn”) vào cuối năm 1870. Theo Mendeleev, “ba loại dữ liệu” đã góp phần khám phá ra định luật tuần hoàn. Thứ nhất, sự hiện diện của một số lượng đủ lớn các nguyên tố đã biết (63); thứ hai, có kiến thức thỏa đáng về đặc tính của hầu hết chúng; thứ ba, thực tế là trọng lượng nguyên tử của nhiều nguyên tố đã được xác định với độ chính xác cao, nhờ đó các nguyên tố hóa học có thể được sắp xếp thành một dãy tự nhiên theo độ tăng của trọng lượng nguyên tử của chúng. Mendeleev coi điều kiện quyết định để khám phá ra định luật là sự so sánh tất cả các nguyên tố theo trọng lượng nguyên tử của chúng (trước đây chỉ so sánh các nguyên tố tương tự về mặt hóa học).
Công thức cổ điển của định luật tuần hoàn, do Mendeleev đưa ra vào tháng 7 năm 1871, phát biểu: “Tính chất của các nguyên tố, và do đó, tính chất của các vật đơn giản và phức tạp mà chúng tạo thành, phụ thuộc tuần hoàn vào trọng lượng nguyên tử của chúng”. Công thức này vẫn có hiệu lực trong hơn 40 năm, nhưng định luật tuần hoàn vẫn chỉ là một tuyên bố về các sự kiện và không có cơ sở vật chất. Điều này chỉ có thể thực hiện được vào giữa những năm 1910, khi mô hình hành tinh hạt nhân của nguyên tử được phát triển (xem Nguyên tử) và người ta xác định rằng số sê-ri của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn bằng số điện tích của hạt nhân của nó. nguyên tử. Kết quả là, công thức vật lý của định luật tuần hoàn đã trở nên khả thi: “Tính chất của các nguyên tố cũng như các chất đơn giản và phức tạp mà chúng tạo thành phụ thuộc tuần hoàn vào độ lớn điện tích của hạt nhân (Z) của các nguyên tử của chúng”. Nó vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay. Bản chất của định luật tuần hoàn có thể được diễn đạt bằng cách nói khác: “Cấu hình của lớp vỏ electron bên ngoài của nguyên tử được lặp lại một cách tuần hoàn khi Z tăng lên”; Đây là một dạng xây dựng luật “điện tử”.
Một đặc điểm cơ bản của định luật tuần hoàn là, không giống như một số định luật cơ bản khác của tự nhiên (ví dụ, định luật vạn vật hấp dẫn hoặc định luật tương đương giữa khối lượng và năng lượng), nó không có biểu thức định lượng, nghĩa là nó không thể được viết dưới dạng bất kỳ hoặc một công thức hoặc phương trình toán học nào. Trong khi đó, bản thân Mendeleev và các nhà khoa học khác đã cố gắng tìm kiếm một biểu thức toán học của định luật. Ở dạng công thức và phương trình, các mẫu xây dựng cấu hình điện tử khác nhau của nguyên tử có thể được biểu thị định lượng tùy thuộc vào giá trị của số lượng tử chính và số lượng tử quỹ đạo. Đối với định luật tuần hoàn, nó có sự phản ánh đồ họa rõ ràng dưới dạng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, được thể hiện chủ yếu bằng nhiều loại bảng khác nhau.
Định luật tuần hoàn là một định luật phổ quát cho toàn bộ Vũ trụ, thể hiện ở bất cứ nơi nào có cấu trúc vật chất thuộc loại nguyên tử. Tuy nhiên, không chỉ cấu hình của các nguyên tử thay đổi tuần hoàn khi Z tăng. Hóa ra cấu trúc và tính chất của hạt nhân nguyên tử cũng thay đổi theo chu kỳ, mặc dù bản chất của sự thay đổi định kỳ ở đây phức tạp hơn nhiều so với trường hợp nguyên tử: trong hạt nhân thường xuyên hình thành vỏ proton và neutron. Các hạt nhân chứa đầy những lớp vỏ này (chúng chứa 2, 8, 20, 50, 82, 126 proton hoặc neutron) được gọi là “ma thuật” và được coi như một loại ranh giới của các chu kỳ trong hệ tuần hoàn của hạt nhân nguyên tử.
PHÁT HIỆN LUẬT ĐỊNH KỲ
Định luật tuần hoàn được D.I. Mendeleev phát hiện ra khi đang soạn thảo nội dung cuốn sách giáo khoa “Những nguyên tắc cơ bản của Hóa học”, khi ông gặp khó khăn trong việc hệ thống hóa tài liệu thực tế. Đến giữa tháng 2 năm 1869, khi cân nhắc cấu trúc của sách giáo khoa, nhà khoa học dần đi đến kết luận rằng tính chất của các chất đơn giản và khối lượng nguyên tử của các nguyên tố được kết nối với nhau bằng một khuôn mẫu nhất định.
Việc phát hiện ra bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học không phải ngẫu nhiên mà là kết quả của một công trình to lớn, lâu dài và siêng năng, được thực hiện bởi chính Dmitry Ivanovich và nhiều nhà hóa học trong số những người đi trước và cùng thời với ông. “Khi tôi bắt đầu hoàn thiện việc phân loại các nguyên tố, tôi viết lên các tấm thẻ riêng từng nguyên tố và hợp chất của nó, sau đó sắp xếp chúng theo thứ tự nhóm và dãy, tôi nhận được bảng trực quan đầu tiên về định luật tuần hoàn. Nhưng đây chỉ là hợp âm cuối cùng, là kết quả của tất cả công việc trước đó…” nhà khoa học nói. Mendeleev nhấn mạnh rằng khám phá của ông là kết quả của hai mươi năm suy nghĩ về mối liên hệ giữa các nguyên tố, suy nghĩ về mối quan hệ của các nguyên tố từ mọi phía.
Vào ngày 17 tháng 2 (ngày 1 tháng 3), bản thảo của bài báo có chứa một bảng có tựa đề “Một thí nghiệm về hệ thống các nguyên tố dựa trên trọng lượng nguyên tử và sự tương đồng hóa học của chúng” đã được hoàn thành và gửi đến nhà in kèm theo ghi chú dành cho người sắp chữ và ngày tháng. “Ngày 17 tháng 2 năm 1869.” Việc công bố phát hiện của Mendeleev được biên tập viên của Hiệp hội Hóa học Nga, Giáo sư N.A. Menshutkin, đưa ra tại một cuộc họp của xã hội vào ngày 22 tháng 2 (6 tháng 3 năm 1869). Bản thân Mendeleev không có mặt tại cuộc họp, vì lúc đó, theo chỉ dẫn của Hiệp hội Kinh tế Tự do, ông đã kiểm tra các nhà máy sản xuất pho mát Tverskaya và các tỉnh Novgorod.
Trong phiên bản đầu tiên của hệ thống, các phần tử được nhà khoa học sắp xếp thành 19 hàng ngang và sáu cột dọc. Vào ngày 17 tháng 2 (1 tháng 3), việc khám phá định luật tuần hoàn chưa hề hoàn tất mà chỉ mới bắt đầu. Dmitry Ivanovich tiếp tục phát triển và ngày càng sâu rộng trong gần ba năm nữa. Năm 1870, Mendeleev xuất bản phiên bản thứ hai của hệ thống trong “Cơ sở hóa học” (“Hệ thống các nguyên tố tự nhiên”): các cột ngang của các nguyên tố tương tự được chia thành tám nhóm được sắp xếp theo chiều dọc; sáu cột thẳng đứng của phiên bản đầu tiên trở thành các giai đoạn bắt đầu bằng kim loại kiềm và kết thúc bằng halogen. Mỗi thời kỳ được chia thành hai loạt; các phần tử của chuỗi khác nhau được bao gồm trong các nhóm con được hình thành.
Bản chất của khám phá của Mendeleev là khi khối lượng nguyên tử của các nguyên tố hóa học tăng lên, tính chất của chúng không thay đổi một cách đơn điệu mà thay đổi theo chu kỳ. Sau một số lượng nhất định các nguyên tố có tính chất khác nhau, được sắp xếp theo trọng lượng nguyên tử tăng dần, các tính chất bắt đầu lặp lại. Sự khác biệt giữa công trình của Mendeleev và công trình của những người tiền nhiệm là Mendeleev không chỉ có một cơ sở để phân loại các nguyên tố mà có hai cơ sở - khối lượng nguyên tử và độ tương tự hóa học. Để quan sát đầy đủ tính tuần hoàn, Mendeleev đã hiệu chỉnh khối lượng nguyên tử của một số nguyên tố, đặt một số nguyên tố vào hệ thống của ông trái ngược với những ý tưởng được chấp nhận vào thời điểm đó về sự giống nhau của chúng với những nguyên tố khác và để lại các ô trống trong bảng nơi các nguyên tố chưa được phát hiện. đáng lẽ phải được đặt.
Năm 1871, dựa trên những công trình này, Mendeleev đã xây dựng Định luật tuần hoàn, hình thức của nó đã được cải thiện phần nào theo thời gian.
Bảng tuần hoàn các nguyên tố có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển sau này của hóa học. Đây không chỉ là sự phân loại tự nhiên đầu tiên của các nguyên tố hóa học, cho thấy chúng tạo thành một hệ thống hài hòa và có mối liên hệ chặt chẽ với nhau mà còn là công cụ đắc lực cho những nghiên cứu sâu hơn. Vào thời điểm Mendeleev biên soạn bảng của mình dựa trên định luật tuần hoàn mà ông đã khám phá ra, nhiều nguyên tố vẫn chưa được biết đến. Mendeleev không chỉ bị thuyết phục rằng phải có những nguyên tố chưa được biết đến sẽ lấp đầy những không gian này, mà ông còn dự đoán trước tính chất của những nguyên tố đó dựa trên vị trí của chúng trong số những nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn. Trong 15 năm tiếp theo, những dự đoán của Mendeleev đã được xác nhận một cách xuất sắc; cả ba nguyên tố được mong đợi đều đã được phát hiện (Ga, Sc, Ge), đây là thành tựu vĩ đại nhất của định luật tuần hoàn.
DI. Mendeleev đã gửi bản thảo “Trải nghiệm về hệ thống các nguyên tố dựa trên trọng lượng nguyên tử và sự giống nhau về mặt hóa học của chúng” // Thư viện Tổng thống // Ngày trong lịch sử http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006
XÃ HỘI HÓA CHẤT NGA
Hiệp hội Hóa học Nga là một tổ chức khoa học được thành lập tại Đại học St. Petersburg vào năm 1868 và là hiệp hội tự nguyện của các nhà hóa học Nga.
Nhu cầu thành lập Hội đã được công bố tại Đại hội lần thứ nhất của các nhà tự nhiên học và bác sĩ Nga, được tổ chức tại St. Petersburg vào cuối tháng 12 năm 1867 - đầu tháng 1 năm 1868. Tại Đại hội, quyết định của những người tham gia Bộ phận Hóa học đã được công bố :
“Bộ phận Hóa học bày tỏ mong muốn nhất trí hợp nhất thành Hiệp hội Hóa học để liên lạc với các lực lượng đã được thành lập của các nhà hóa học Nga. Phần này tin rằng hiệp hội này sẽ có thành viên ở tất cả các thành phố của Nga và ấn phẩm của nó sẽ bao gồm các tác phẩm của tất cả các nhà hóa học Nga, được xuất bản bằng tiếng Nga."
Vào thời điểm này, các hiệp hội hóa học đã được thành lập ở một số nước châu Âu: Hiệp hội Hóa học Luân Đôn (1841), Hiệp hội Hóa học Pháp (1857), Hiệp hội Hóa học Đức (1867); Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ được thành lập vào năm 1876.
Điều lệ của Hiệp hội Hóa học Nga, chủ yếu do D.I. Mendeleev biên soạn, được Bộ Giáo dục Công thông qua vào ngày 26 tháng 10 năm 1868 và cuộc họp đầu tiên của Hiệp hội diễn ra vào ngày 6 tháng 11 năm 1868. Ban đầu, nó bao gồm 35 nhà hóa học từ Petersburg, Kazan, Moscow, Warsaw , Kyiv, Kharkov và Odessa. N. N. Zinin trở thành Chủ tịch đầu tiên của Hiệp hội Văn hóa Nga, và N. A. Menshutkin trở thành thư ký. Các thành viên của xã hội đã trả phí thành viên (10 rúp mỗi năm), các thành viên mới chỉ được kết nạp theo đề nghị của ba người hiện có. Trong năm đầu tiên thành lập, RCS đã tăng từ 35 lên 60 thành viên và tiếp tục phát triển ổn định trong những năm tiếp theo (129 năm 1879, 237 năm 1889, 293 năm 1899, 364 năm 1909, 565 năm 1917).
Năm 1869, Hiệp hội Hóa học Nga có cơ quan in ấn riêng - Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Nga (ZHRKhO); Tạp chí được xuất bản 9 số một năm (hàng tháng, trừ những tháng hè). Biên tập viên của ZhRKhO từ 1869 đến 1900 là N. A. Menshutkin, và từ 1901 đến 1930 - A. E. Favorsky.
Năm 1878, Hiệp hội Hóa học Nga sáp nhập với Hiệp hội Vật lý Nga (thành lập năm 1872) để thành lập Hiệp hội Hóa lý Nga. Các Chủ tịch đầu tiên của Hiệp hội Hóa học Liên bang Nga là A. M. Butlerov (năm 1878–1882) và D. I. Mendeleev (năm 1883–1887). Liên quan đến việc thống nhất năm 1879 (từ tập 11), “Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Nga” được đổi tên thành “Tạp chí của Hiệp hội Hóa lý Nga”. Tần suất xuất bản là 10 số/năm; Tạp chí bao gồm hai phần - hóa học (ZhRKhO) và vật lý (ZhRFO).
Nhiều tác phẩm kinh điển về hóa học Nga lần đầu tiên được xuất bản trên các trang ZhRKhO. Chúng ta có thể đặc biệt chú ý đến công trình của D. I. Mendeleev về việc tạo ra và phát triển bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và A. M. Butlerov, gắn liền với sự phát triển lý thuyết của ông về cấu trúc của các hợp chất hữu cơ; nghiên cứu của N. A. Menshutkin, D. P. Konovalov, N. S. Kurnkov, L. A. Chugaev trong lĩnh vực hóa học vô cơ và vật lý; V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev và A. E. Arbuzov trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Trong khoảng thời gian từ 1869 đến 1930, 5067 nghiên cứu hóa học nguyên bản đã được xuất bản trên ZhRKhO, các bài báo tóm tắt và đánh giá về một số vấn đề hóa học, cũng như bản dịch các công trình thú vị nhất từ các tạp chí nước ngoài cũng được xuất bản.
RFCS trở thành người sáng lập Đại hội Mendeleev về Hóa học đại cương và ứng dụng; Ba đại hội đầu tiên được tổ chức tại St. Petersburg vào năm 1907, 1911 và 1922. Năm 1919, việc xuất bản ZHRFKhO bị đình chỉ và chỉ được tiếp tục vào năm 1924.
Định luật tuần hoàn của Mendeleev
Định luật tuần hoàn của D.I. Mendeleev là một định luật cơ bản thiết lập sự thay đổi định kỳ về tính chất của các nguyên tố hóa học tùy thuộc vào sự gia tăng điện tích của hạt nhân nguyên tử của chúng. I. Mendeleev vào tháng 3 năm 1869, khi so sánh tính chất của tất cả các nguyên tố được biết đến vào thời điểm đó và giá trị khối lượng nguyên tử của chúng. “Các tính chất của các vật thể đơn giản, cũng như các dạng và tính chất của các hợp chất của các nguyên tố, và do đó, các tính chất của các vật thể đơn giản và phức tạp mà chúng tạo thành, phụ thuộc định kỳ vào trọng lượng nguyên tử của chúng.” Biểu thức đồ họa (dạng bảng) của định luật tuần hoàn là hệ thống tuần hoàn các phần tử được phát triển bởi Mendeleev.
https://pandia.ru/text/80/127/images/image002_66.jpg" width="373 chiều cao=200" chiều cao="200">
Hình 1. Sự phụ thuộc của năng lượng ion hóa của nguyên tử vào số nguyên tử của nguyên tố
Năng lượng ái lực điện tử của một nguyên tử, hay đơn giản là ái lực điện tử của nó, là năng lượng được giải phóng trong quá trình thêm một electron vào nguyên tử tự do E ở trạng thái cơ bản với sự biến đổi của nó thành ion âm E− (ái lực của một nguyên tử đối với một nguyên tử E). electron có số lượng bằng nhau nhưng ngược dấu với sự ion hóa năng lượng của anion tích điện đơn bị cô lập tương ứng). Sự phụ thuộc của ái lực điện tử của một nguyên tử vào số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó được trình bày trên Hình 2.
0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
Cấu hình điện tử
Độ âm điện là một tính chất hóa học cơ bản của nguyên tử, một đặc tính định lượng về khả năng của một nguyên tử trong phân tử thu hút các cặp electron thông thường. Độ âm điện của nguyên tử phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là trạng thái hóa trị của nguyên tử, mức độ oxy hóa, số phối trí, bản chất của các phối tử tạo nên môi trường của nguyên tử trong hệ phân tử và một số yếu tố khác. Hình 3 cho thấy sự phụ thuộc của độ âm điện vào số nguyên tử của một nguyên tố.
 |
Hình 3. Thang độ âm điện Poling
Gần đây, cái gọi là độ âm điện quỹ đạo ngày càng được sử dụng để mô tả độ âm điện, tùy thuộc vào loại quỹ đạo nguyên tử liên quan đến sự hình thành liên kết và quần thể electron của nó, tức là vào việc quỹ đạo nguyên tử có bị chiếm bởi một cặp electron đơn độc hay không, bị chiếm giữ đơn lẻ bởi một electron chưa ghép cặp hoặc bị bỏ trống. Tuy nhiên, bất chấp những khó khăn đã biết trong việc giải thích và xác định độ âm điện, việc mô tả và dự đoán định tính về bản chất của các liên kết trong hệ thống phân tử vẫn luôn cần thiết, bao gồm năng lượng liên kết, sự phân bố điện tích, v.v..
Trong các chu kỳ, xu hướng chung là độ âm điện tăng lên và ở các phân nhóm có xu hướng giảm. Độ âm điện thấp nhất của nguyên tố s thuộc nhóm I, cao nhất của nguyên tố p thuộc nhóm VII.
Tính tuần hoàn trong sự thay đổi giá trị bán kính nguyên tử quỹ đạo tùy thuộc vào số nguyên tử của nguyên tố được thể hiện khá rõ ràng, điểm chính ở đây là sự hiện diện của cực đại rất rõ rệt tương ứng với các nguyên tử kim loại kiềm và cùng cực tiểu tương ứng. đến khí hiếm. Sự giảm giá trị của bán kính nguyên tử quỹ đạo trong quá trình chuyển từ kim loại kiềm sang khí hiếm tương ứng (gần nhất), ngoại trừ dãy Li-Ne, không đơn điệu, đặc biệt khi họ các nguyên tố chuyển tiếp (kim loại) ) và lanthanide hoặc Actinide xuất hiện giữa kim loại kiềm và khí hiếm. Trong các chu kỳ lớn trong các họ nguyên tố d và f, bán kính giảm ít rõ rệt hơn được quan sát thấy, do sự lấp đầy các quỹ đạo bằng các electron xảy ra ở lớp trước bên ngoài. Trong các nhóm con của các nguyên tố, bán kính của các nguyên tử và ion cùng loại thường tăng.
Mức độ oxy hóa là một giá trị thông thường phụ trợ để ghi lại các quá trình phản ứng oxy hóa, khử và oxy hóa khử, giá trị số của điện tích được gán cho một nguyên tử trong phân tử với giả định rằng các cặp electron thực hiện liên kết bị dịch chuyển hoàn toàn về phía các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
Nhiều nguyên tố có khả năng biểu hiện không chỉ một mà nhiều trạng thái oxy hóa khác nhau. Ví dụ, đối với clo, tất cả các trạng thái oxy hóa được biết từ −1 đến +7, mặc dù các trạng thái chẵn rất không ổn định và đối với mangan - từ +2 đến +7. Các giá trị cao nhất của trạng thái oxy hóa thay đổi định kỳ tùy thuộc vào số nguyên tử của nguyên tố, nhưng tính tuần hoàn này rất phức tạp. Trong trường hợp đơn giản nhất, trong dãy các nguyên tố từ kim loại kiềm đến khí hiếm, trạng thái oxi hóa cao nhất tăng từ +1 (RbF) lên +8 (XeO4). Trong các trường hợp khác, trạng thái oxy hóa cao nhất của khí hiếm (Kr+4F4) thấp hơn so với halogen trước (Br+7O4−). Do đó, trên đường cong phụ thuộc tuần hoàn của trạng thái oxy hóa cao nhất vào số nguyên tử của một nguyên tố, cực đại rơi vào khí hiếm hoặc vào halogen trước nó (cực tiểu luôn ở kim loại kiềm). Ngoại lệ là dãy Li-Ne, trong đó trạng thái oxy hóa cao thường không được biết đến đối với cả halogen (F) lẫn khí hiếm (Ne), và thành phần ở giữa của chuỗi, nitơ, có giá trị oxy hóa cao nhất tình trạng; do đó, trong dãy Li - Ne, sự thay đổi trạng thái oxi hóa cao nhất hóa ra lại đạt mức cực đại.
Nhìn chung, sự tăng trạng thái oxy hóa cao nhất trong dãy các nguyên tố từ kim loại kiềm sang halogen hoặc khí hiếm diễn ra không đơn điệu, chủ yếu do sự biểu hiện trạng thái oxy hóa cao của các kim loại chuyển tiếp. Ví dụ, việc tăng trạng thái oxy hóa cao nhất trong dãy Rb-Xe từ +1 lên +8 là “phức tạp” bởi thực tế là các trạng thái oxy hóa cao như +6 (MoO3), +7 (Tc2O7), +8 là được biết đến với molypden, technetium và ruthenium (RuO4).
Sự thay đổi thế oxy hóa của các chất đơn giản tùy thuộc vào số nguyên tử của nguyên tố cũng mang tính tuần hoàn. Nhưng cần lưu ý rằng khả năng oxy hóa của một chất đơn giản bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, đôi khi cần phải xem xét riêng lẻ. Do đó, tính chu kỳ của những thay đổi về thế oxy hóa cần được giải thích rất cẩn thận. Có thể phát hiện một số trình tự cụ thể trong sự thay đổi thế oxy hóa của các chất đơn giản. Đặc biệt, trong dãy kim loại, khi chuyển từ nguyên tố kiềm sang nguyên tố theo sau thì thế oxi hóa giảm. Điều này dễ dàng được giải thích bằng sự gia tăng năng lượng ion hóa của các nguyên tử cùng với sự gia tăng số lượng electron hóa trị bị loại bỏ. Vì vậy, trên đường cong biểu diễn sự phụ thuộc thế oxi hóa của các chất đơn giản vào số hiệu nguyên tử của nguyên tố có cực đại tương ứng với kim loại kiềm.
Năm 1871, định luật tuần hoàn Mendeleev được xây dựng. Vào thời điểm này, khoa học đã biết tới 63 nguyên tố và Dmitri Ivanovich Mendeleev đã sắp xếp chúng dựa trên khối lượng nguyên tử tương đối. Bảng tuần hoàn hiện đại đã mở rộng đáng kể.
Câu chuyện
Năm 1869, khi đang viết sách giáo khoa hóa học, Dmitry Mendeleev đã phải đối mặt với vấn đề hệ thống hóa tài liệu được nhiều nhà khoa học - những người đi trước và cùng thời với ông - tích lũy trong nhiều năm. Ngay cả trước công trình của Mendeleev, người ta đã cố gắng hệ thống hóa các nguyên tố, vốn được coi là điều kiện tiên quyết cho sự phát triển của bảng tuần hoàn.
Cơm. 1. Mendeleev D.I..
Tìm kiếm phân loại phần tử được tóm tắt trong bảng.
Mendeleev sắp xếp các nguyên tố theo khối lượng nguyên tử tương đối, sắp xếp chúng theo thứ tự tăng dần. Tổng cộng có mười chín hàng ngang và sáu hàng dọc. Đây là phiên bản đầu tiên của bảng tuần hoàn các nguyên tố. Đây là nơi bắt đầu câu chuyện khám phá định luật tuần hoàn.
Nhà khoa học này đã mất gần ba năm để tạo ra một chiếc bàn mới, tiên tiến hơn. Sáu cột nguyên tố trở thành các chu kỳ nằm ngang, mỗi cột bắt đầu bằng kim loại kiềm và kết thúc bằng phi kim loại (khí hiếm vẫn chưa được biết đến). Các hàng ngang tạo thành tám nhóm dọc.
Không giống như các đồng nghiệp của mình, Mendeleev sử dụng hai tiêu chí để phân bố các nguyên tố:
- khối lượng nguyên tử;
- Tính chất hóa học.
Hóa ra có một khuôn mẫu giữa hai tiêu chí này. Sau một số nguyên tố nhất định với khối lượng nguyên tử ngày càng tăng, các tính chất bắt đầu lặp lại.
Cơm. 2. Bảng do Mendeleev biên soạn.
Ban đầu, lý thuyết này không được thể hiện bằng toán học và không thể được xác nhận đầy đủ bằng thực nghiệm. Ý nghĩa vật lý của định luật chỉ trở nên rõ ràng sau khi tạo ra mô hình nguyên tử. Mục đích là lặp lại cấu trúc của vỏ điện tử với sự gia tăng nhất quán điện tích hạt nhân, điều này được phản ánh qua các tính chất hóa học và vật lý của các nguyên tố.
Pháp luật
Sau khi thiết lập tính tuần hoàn của những thay đổi về tính chất khi khối lượng nguyên tử ngày càng tăng, Mendeleev vào năm 1871 đã xây dựng định luật tuần hoàn, định luật này đã trở thành nền tảng trong khoa học hóa học.
Dmitry Ivanovich xác định rằng tính chất của các chất đơn giản phụ thuộc định kỳ vào khối lượng nguyên tử tương đối.
Khoa học thế kỷ 19 không có kiến thức hiện đại về các nguyên tố, nên việc xây dựng định luật hiện đại có phần khác với Mendeleev. Tuy nhiên, bản chất vẫn giữ nguyên.
Với sự phát triển hơn nữa của khoa học, cấu trúc của nguyên tử đã được nghiên cứu, điều này ảnh hưởng đến việc xây dựng định luật tuần hoàn. Theo định luật tuần hoàn hiện đại, tính chất của các nguyên tố hóa học phụ thuộc vào điện tích của hạt nhân nguyên tử.
Bàn
Kể từ thời Mendeleev, bảng do ông tạo ra đã thay đổi đáng kể và bắt đầu phản ánh gần như tất cả các chức năng và đặc điểm của các nguyên tố. Khả năng sử dụng bảng là cần thiết để nghiên cứu sâu hơn về hóa học. Bảng hiện đại được trình bày dưới ba dạng:
- ngắn - chu kỳ chiếm hai dòng và hydro thường được xếp vào nhóm 7;
- dài - loại bỏ các đồng vị và nguyên tố phóng xạ khỏi bảng;
- thêm dài - mỗi giai đoạn chiếm một dòng riêng biệt.
Cơm. 3. Bàn dài hiện đại.
Bảng ngắn là phiên bản lỗi thời nhất, đã ngừng sản xuất vào năm 1989 nhưng vẫn được sử dụng trong nhiều sách giáo khoa. Các dạng dài và cực dài được quốc tế công nhận và sử dụng trên toàn thế giới. Bất chấp các hình thức đã được thiết lập, các nhà khoa học vẫn tiếp tục cải tiến hệ thống tuần hoàn, đưa ra các lựa chọn mới.
Chúng ta đã học được gì?
Định luật tuần hoàn và hệ tuần hoàn Mendeleev được xây dựng vào năm 1871. Mendeleev đã xác định các mô hình về tính chất của các nguyên tố và sắp xếp chúng dựa trên khối lượng nguyên tử tương đối. Khi khối lượng tăng lên, tính chất của các nguyên tố thay đổi và sau đó lặp lại. Sau đó, bảng được bổ sung và điều chỉnh luật cho phù hợp với kiến thức hiện đại.
Kiểm tra về chủ đề
Đánh giá báo cáo
Đánh giá trung bình: 4.6. Tổng số lượt xếp hạng nhận được: 135.