Davriy tizim: kimyoviy elementlarning tasnifi

XIX asrning birinchi yarmida elementlarni tartibga solish va metalllarni davriy tizimda birlashtirish bo'yicha turli urinishlar amalga oshirildi. Ushbu tarixiy davrda kimyoviy tahlil kabi tergov usuli paydo bo'ladi.

Elementlarning davriy jadvali kashfiyotidan

Maxsus kimyoviy xususiyatlarini aniqlash uchun shunga o'xshash usulni qo'llagan holda, o'sha davr olimlari elementlarni bir-biriga birlashtirib, ularning miqdoriy xususiyatlariga va atomning og'irligiga qarab harakat qilishgan.

Atomning og'irligi

Shunday qilib, 1817 yilda IV Dubereiner atomining og'irligi strontiumda bariy va kaltsiyning tegishli ko'rsatkichlariga o'xshashligini aniqladi. Bundan tashqari, bariy, stronsiy va kaltsiyning xususiyatlari o'rtasida umumiylik juda ko'p ekanligini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. Ushbu kuzatuvlar asosida mashhur kimyogar elementlarning triadini tashkil etdi. Shu kabi guruhlarda boshqa moddalar birlashtirildi:

• Oltingugurt, selen, tellur;
• Xlor, brom, yod;
• Lityum, natriy, kaliy.

Kimyoviy xususiyatlarga ko'ra tasniflash

1843 yilda L. Gmelin kimyoviy xossalari elementlariga qattiq tartibda joylashtirilgan stol taklif qildi. Azot, vodorod, kislorod, asosiy elementlarni hisoblab chiqdi, ularning kimyogari stol atrofida joylashtirilgan.

Kislorod ostida tetradlar (har birining 4 ta belgisi) va pentadlar (har biri 5 ta belgi) tashkil qilindi. Muntazam jadvaldagi metallar Berzelius terminiga kiritildi. Gmelinning rejasiga ko'ra, barcha elementlar davriy tizimning har bir kichik guruhi ichida xususiyatlarning elektrodegativligini kamaytirish orqali o'rnatildi.

Elementlarni vertikal ravishda birlashtirish

1863 yilda Aleksandr Emil de Chancourtua barcha elementlar silindagi ko'tarilgan atom massalarini qo'yib, uni bir necha vertikal chiziqlarga bo'lishdi. Ushbu bo'linish natijasida vertikallarga o'xshash jismoniy va kimyoviy xususiyatlarga ega elementlar joylashgan.

Oktavlarning qonuni

D. Newlands 1864 yilda kashf etilgan bo'lib, u juda qiziq bir namunadir. Kimyoviy elementlarni atomik og'irliklarni ko'paytirishda tashkil qilish bilan har sakkizinchi element dastlabki o'xshashlikni ko'rsatadi. Xuddi shunga o'xshash fakt Nyulandlar qonunni oktavalar deb atagan (sakkizta yozuv).

Uning muntazam tizimi juda shartli edi, shuning uchun kuzatuvchi olimning fikri "oktav" versiyasiga aylana boshladi, uni musiqaga qo'shib qo'ydi. Bu PS ning zamonaviy tuzilishiga eng yaqin bo'lgan Newlands variantidir. Yuqorida keltirilgan oy osti qonuniga ko'ra, faqat 17 element o'z davriy xususiyatlarini saqlab qoldi, qolgan belgilar esa bunday tartibsizlikni ko'rsatmadi.

Odling jadvallari

U. Odling element jadvalining bir nechta variantini bir vaqtning o'zida taqdim etdi. 1857 yilda yaratilgan birinchi versiyada u ularni 9 guruhga bo'lishni taklif qildi. 1861 yilda kimyogar jadvalning dastlabki versiyasiga tuzatishlar kiritdi, xuddi shu kabi kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan guruhlar belgilarini birlashtirdi.

1868 yilda taklif etilgan Odling stolining bir nusxasi, atomik kuchlarni oshirishda 45 elementni tashkil etgan. Aytgancha, ushbu jadval keyinchalik DI Mendeleyevning davriy tizimining prototipi bo'ldi.

Valensiya bo'yicha bo'linish

L. Meyer 1864 yilda 44 ta elementni o'z ichiga olgan stol taklif qildi. Vodorod valentligiga ko'ra, ular 6 ta ustunga joylashtirilgan. Jadvalda ikkita qism bor edi. Asosiy guruh oltita guruhdan tashkil topgan. Kimyoviy xususiyatlariga o'xshash kimyoviy belgilari bo'lgan pentadlar va tetradlar o'z tarkibida ko'rib chiqildi. Qolgan qismlari Meyer ikkinchi stolga qo'yilgan.

DI Mendeleyevning elementlar jadvali yaratilishiga qo'shgan hissasi

DI Mendeleyevning zamonaviy davriy tizimi 1869 yilda tuzilgan Mayerning jadvallari asosida paydo bo'ldi. Ikkinchi versiyada Mayer 16 guruhga tegishli belgilarni belgilab qo'ydi, ular ma'lum kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lib, elementlarni pentads va tetradlar bilan joylashtirdi. Valentlik o'rniga u guruhlarga oddiy raqamlashni ishlatgan. U erda hech qanday bor, torium, vodorod, niobiy, uran yo'q edi.

Zamonaviy tizimning tuzilishi, zamonaviy nashrlarda taqdim etilgan shaklda darhol paydo bo'lmadi. Muntazam tizim yaratilgan uchta asosiy bosqich mavjud:

1. Jadvalning birinchi versiyasi qurilish bloklarida namoyish etildi. Elementlarning xususiyatlari va ularning atom og'irliklari o'rtasidagi munosabatlarning davriy xususiyati kuzatildi. Mendeleev belgilarining bu tasnifi 1868-1869 yillarda taklif qilingan.
2. Olim asl tizimdan bosh tortadi, chunki u elementlarning muayyan ustunga tushadigan mezonlarini aks ettirmaydi. U belgilarning kimyoviy xususiyatlarga o'xshashligi (1869 yil fevral)
3. 1870 yilda Dmitriy Mendeleev zamonaviy davriy elementlarning ilmiy dunyosiga taqdim etildi.

Rossiya kimyogarining versiyasi davriy tizimda metallning pozitsiyasini va metall bo'lmagan xususiyatlarning xususiyatlarini hisobga oldi. Mendeleyevning daho ixtirosining birinchi nashridan beri o'tgan yillar uchun stol hech qanday katta o'zgarishlarga uchramadi. Dmitriy Ivanovich davrida bo'sh qolgan joylarda o'limidan keyin topilgan yangi unsurlar paydo bo'ldi.

Davriy jadvalning xususiyatlari

Nima uchun bu ta'riflangan tizim muntazamligi bilan qabul qilinadi? Bu stol strukturasining o'ziga xos xususiyatlari bilan izohlanadi.

Jami 8 ta guruh mavjud bo'lib, ularning har biri ikkita kichik guruhga ega: asosiy (asosiy) va ikkinchi darajali. Demak, barcha kichik guruhlar 16. Ular vertikal holda, ya'ni yuqoridan pastgacha joylashgan.

Bundan tashqari, stolda gorizontal qatorlar mavjud. Bundan tashqari, ular kichik va katta qismlarga bo'linadi. Muntazam tizimning xarakteristikasi elementning joylashishini hisobga olgan holda: guruh, kichik guruh va davr.

Asosiy subgrouplarda qanday xususiyatlar o'zgaradi

Davriy jadvaldagi barcha asosiy kichik guruhlar ikkinchi davr elementlari bilan boshlanadi. Bir asosiy kichik guruhga tegishli belgilar uchun tashqi elektronlar soni bir xil, ammo oxirgi elektronlar va musbat yadro o'rtasidagi masofa o'zgaradi.

Bundan tashqari, elementning atom og'irligi (nisbiy atom massasi) ortishi yuqoridan yuzaga keladi. Bu indikator asosiy subgrouplardagi xususiyatlarning o'zgarish modelini aniqlashda hal qiluvchi omil hisoblanadi.

Asosiy kattalikdagi radius (musbat yadro va tashqi salbiy elektronlar orasidagi masofa) ortib borayotganligi sababli metall bo'lmagan xususiyatlar (kimyoviy transformatsiyalarda elektronlarni olish qobiliyati) kamayadi. Metall xususiyatlarining o'zgarishi (elektronning boshqa atomlarga qaytarilishi) ortishi bilanoq u ko'payadi.

Muntazam tizimdan foydalanib, bitta asosiy kichik guruhning turli vakillarining xususiyatlarini solishtirish mumkin. Mendeleyev davriy tizim yaratgan bir vaqtda, modda tarkibida hech qanday ma'lumot yo'q edi. Ajablanarlisi shundaki, u maktablar va profilning kimyoviy universitetlarida o'qigan atomlar tuzilishi nazariyasidan so'ng Mendeleyevning gipotezasini tasdiqladi va stol ichidagi atomlarning joylashuvi haqidagi taxminlarini rad etdi.

Asosiy quyi guruhlardagi elektrodgativlik pastga tushadi, ya'ni elementning pastki qismi guruhda bo'lsa, atomlarni biriktirishi qobiliyati qanchalik kichikroq bo'ladi.

Kichik guruhdagi atomlarning xususiyatlarini o'zgartirish

Mendeleev tizimining vaqti-vaqti bilan bo'lgani uchun, bunday kichik guruhlardagi xususiyatlarning o'zgarishi teskari tartibda yuz beradi. Bunday kichik guruhlar 4-davrdan boshlab (d va f oilalarning vakillari) boshlanadigan elementlarni o'z ichiga oladi. Ushbu kichik guruhlarning pastki qismida metallaviy xususiyatlar kamayadi, lekin tashqi elektronlar soni bitta kichik guruhning barcha vakillari uchun bir xil bo'ladi.

PSda davr tarkibi xususiyatlari

Har bir yangi davr, birinchi navbatda, rus kimyogari stolida faol gidroksidi metall bilan boshlanadi. Bundan tashqari, kimyoviy transformatsiyalarda ikkilamchi xususiyatlarni namoyish qiluvchi amfoterik metallar namoyish etiladi. Keyin metall bo'lmagan xususiyatlarga ega bo'lgan bir nechta element mavjud. Davr inert gaz bilan tugaydi (metall bo'lmagan, amaliy, kimyoviy faoliyatni ko'rsatmaydi).

Sistem muntazamligini hisobga olib, davrlarda faoliyat o'zgarishi kuzatiladi. Chapdan o'ngga harakatni kamaytirish (metallarning xossalari) kamayadi, oksidlovchi faollik (metall bo'lmagan xususiyatlar) ortadi. Shunday qilib, davrning eng yorqin metallar chapda, o'ngdagi metall bo'lmaganlar.

Ikki satrdan (4-7) iborat katta davrlarda davriy belgilar ham paydo bo'ladi, ammo d yoki f oilasining vakillari mavjudligi sababli, seriyadagi metall elementlar juda katta.

Asosiy kichik guruhlarning nomlari

Davriy jadvalda mavjud elementlarning bir qismi o'z nomlariga ega. Birinchi guruh a kichik guruhlarining vakillari alkali metallar deb ataladi. Xuddi shu nomga ko'ra, metallar o'z faoliyatini suvga qarzdor bo'lib, ular kaustik gidroksidi hosil bo'lishiga olib keladi.

Ikkinchi guruh A gidroksidi tuproq metallerinin bir kichik guruhi deb hisoblanadi . Suv bilan ta'sir o'tkazganda, bunday metallar oksidi hosil qiladi, ular bir vaqtlar erlar deb ataladi. O'sha paytdan beri bu nom ushbu kichik guruh vakillariga topshirildi.

Kislorod kichik guruhining metall bo'lmaganlari xalkogenlar deb ataladi va 7A guruhlari halogenler deb ataladi. Kichik guruh kimyoviy faolligi sababli inert gazlar deb ataldi.

PS o'quv yili

Maktab o'quvchilari uchun odatda davriy jadvalning bir variant taklif qilinadi, unda guruhlar, kichik guruhlar, davrlar, yuqori volatil birikmalar va yuqori oksidlar uchun formulalar ko'rsatiladi. Bunday hiyla-nayrang talabalar yuqori oksidlarni hosil qilish uchun ko'nikmalar hosil qilish imkonini beradi. Katta oksidni olish uchun elementni kichik guruh vakilining belgisi bilan almashtirish kifoya .

Agar uchuvchi vodorod birikmalarini umumiy nuqtai nazardan yaqindan ko'rib chiqsangiz, ular faqat metall bo'lmagan xususiyatlarga ega ekanligini ko'rish mumkin. 1-3 guruhlarda chiziqlar mavjud, chunki bu guruhlarning odatda vakillari metallardir.

Bundan tashqari, kimyo darsliklarining ayrim darsliklarida har bir belgi elektronlarning energiya darajalariga nisbatan tarqalishi sxemasi bilan ko'rsatiladi. Mendeleyevning faoliyati davomida bu ma'lumotlar mavjud emas edi, bunday ilmiy dalillar keyinroq paydo bo'ldi.

Siz tashqi elektron darajadagi formulalarni ko'rishingiz mumkin, bu maqola qaysi oilaga tegishli ekanligini aniqlash osonroq bo'ladi. Bunday maslahatlar maslahat sessiyalarida qabul qilinmaydi, shuning uchun 9 va 11-sinflar bitiruvchilari OGE yoki EGE bo'yicha kimyoviy ma'lumotlarini namoyish etishga qaror qildilar, bu davriy jadvallarning klassik qora-oq variantlarini beradi, unda atomlar tuzilishi, oksidli yuqori formulalar, uchuvchi vodorod birikmalari haqida qo'shimcha ma'lumot yo'q. .

Bunday qaror juda mantiqiy va tushunarli, chunki Mendeleyev va Lomonosovning izidan borishga qaror qilgan talabalar uchun tizimning klassik versiyasini ishlatish qiyin bo'lmaydi, ular faqat maslahatga muhtoj emas.

Atom-molekulyar nazariyani yanada rivojlantirishda muhim rol o'ynagan davriy qonun va DI Mendeleyev tizimi edi. Tizim yaratilgach, olimlar elementning tarkibini o'rganishga ko'proq e'tibor berishni boshladilar. Jadval sodda moddalar, ular yaratgan elementlarning tabiati va xossalari haqida ba'zi ma'lumotlarga aniqlik kiritishga yordam berdi.

Mendeleyevning aytishicha, tez orada yangi elementlar ochiladi va davriy tizimda metall pozitsiyasini ta'minlaydi. Kimyoda yangi bir davr boshlanganidan so'ng, bu keyingi paydo bo'ldi. Bundan tashqari, atomning tuzilishi va elementlarning o'zgarishi bilan bog'liq bo'lgan ko'plab tegishli fanlarning paydo bo'lishiga jiddiy boshlangan.