Новая формулировка периодического закона. Современная формулировка ПЗ Д.И Менделеева

Исторический очерк о работе Д.И.Менделеева Изучая периодический закон Д. И. Менделеева, окунемся в мир истории. Еще алхимики пытались найти закон природы, на основе которого можно было бы систематизировать химические элементы. Но им недоставало надежных и подробных сведений об элементах. К середине XIXв. знаний о химических элементах стало достаточно, а число элементов возросло настолько, что в науке возникла естественная потребность в их классификации. Первые попытки классификации элементов на металлы и неметаллы оказались несостоятельными. Предшественники Д. И. Менделеева (И.В. Деберейнер, Дж. А. Ньюлендс, Л. Ю. Мейер) многое сделали для подготовки открытия периодического закона, но не смогли постичь истину.В отличие от них Д. И. Менделеев обнаружил периодическое изменение свойств элементов в зависимости от изменения величин их атомных масс, сравнивая между собой все, в том числе и несходные, элементы. В своем открытии он опирался на четко сформулированные исходные положения:

общее неизменное свойство атомов всех элементов ― их относительная атомная масса;

свойства элементов зависят от их относительных атомных масс;

Форма этой зависимости ― периодическая.

Итак, середина XIX в. Дмитрий Иванович родился в Тобольске. Он был семнадцатым ребенком в семье. Закончив в родном городе гимназию, Дмитрий Иванович поступил в Санкт-Петербурге в Главный педагогический институт, после окончания которого с золотой медалью уехал на два года в научную командировку за границу. После возвращения его пригласили в Петербургский университет. Приступая к чтению лекций по химии, Менделеев не нашел ничего, что можно было бы рекомендовать студентам в качестве учебного пособия. И он решил написать новую книгу ― «Основы химии».Открытию периодического закона предшествовало 15 лет напряженной работы. Заметив, что свойства элементов повторяются через определенный промежуток, Дмитрий Иванович Менделеев расположил все известные ему химические элементы (их тому времени было открыто 63) в длинную цепочку в порядке увеличения значений их. Он заметил в этой цепочке отрезки ― периоды, в которых свойства химических элементов и образованных ими веществ изменялись сходным образом, а именно:

Металлические свойства ― ослабевали;

Неметаллические свойства ― усиливались;

Сегодня, благодаря своей гибкой системе роторов, вертолет - летный кран, диспетчер движения, лесной истребитель и спасатель во всех уголках мира. Когда физик бомбит уран нейтронами, чтобы сделать элемент тяжелее, он вместо этого разбивается на барий и криптон. Выброшенная энергия составляет 200 мегаэлектронных вольт и высвобождает нейтроны, которые вызывают цепную реакцию. Количество расколов суммируется, и количество полученной энергии превосходит количество угля в миллионах. С открытием ядерного деления основой двух важных событий, которые сформировали возраст, является ядерная энергия и атомная бомба.

С.о. (степень окисления) элементов в высших оксидах и гидроксидах увеличивалась c +1 до +7 (дo -8);

С.о. элементов в высших оксидах и гидроксидах увеличивалась от +1 до +3, и далее в летучих водородных соединениях увеличивалась от – 4 до –1;

Оксиды от основных через амфотерные сменялись кислотными;

Гидроксиды от щелочей через амфотерные сменялись кислотами.

Поскольку расчет для него обременителен, инженер разрабатывает для этого машину. Цифровой век начинается с него. Всего за 70 лет компьютер произвел революцию практически во всех сферах жизни. Язык программирования включает в себя инструкции назначения, вызовы функций, условные операторы, циклы, арифметику с плавающей запятой, переменные поля, составные типы данных, обработку исключений и другие специальные функции, такие как целевое выполнение. Электронная технология воспроизведения является ключевым фактором в последующие годы Ада.

Может ли он представить себе, что сканер-ящик, который сегодня является обычным делом, не превзойден. Изготовлен из атмосферостойкого нейлона. у маленькой части есть все, что обеспечивает надежную фиксацию. Из-за отсутствия упора дюбель подходит для всех глубин отверстий. Скрученные винты разворачиваются, а отличительные «штифты» предотвращают их поворот при ввинчивании винта. Фишер производит более десяти миллионов дюбелей каждый день.

На основании этих наблюдений Д. И. Менделеев сделал вывод ― сформулировал свой периодический закон:Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от их относительных атомных масс (1-я формулировка дается в современных терминах, не искажающих её первоначальной сути).Днем рождения закона считается 1 марта 1869 г.К сожалению, сторонников периодического закона сначала было очень мало, даже среди русских ученых. Противников ― много, особенно в Германии и Англии.Открытие периодического закона ― это блестящий образец научного предвидения: в 1870 г. свойства трех элементов Дмитрий Иванович подробно описал и дал им условные названия ― экабор, экаалюминий и экасилиций.Несмотря на то, что Менделееву никто не поверил, ему действительно удалось предсказать существование трех элементов, которые были открыты позднее. Через 5 лет, в 1875 г., французский ученый П. Э. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о работах Дмитрия Ивановича, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду свойств и способу открытия галлий совпадал с экаалюминием, предсказанным Менделеевым. Но его вес оказался меньше предсказанного. Несмотря на это, Дмитрий Иванович послал во Францию письмо, настаивая на своем предсказании.Ученый мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминия оказалось таким точным. С этого момента периодический закон начинает утверждаться в химии.В 1879 г. Ларс Фредерик Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился предсказанный Дмитрием Ивановичем экабор.В 1886 г. Клеменс Александр Винклер в Германии открыл германий, который оказался экасилицием.Но гениальность Дмитрия Ивановича Менделеева и его открытия ― не только эти предсказания! После его смерти в 1907 г. было доказано, что атом состоит из элементарных частиц.Периодический закон Д. И. Менделеева (ПЗ) Периодический закон ― величайшее достижение химической науки, основа современной химии. Формулировка этого закона: свойства простых тел, а также формы и свойства простых и сложных соединений элементов находятся в периодической зависимости от относительных атомных масс элементов.Периодическая система Д. И. Менделеева Графическим изображением периодического закона является периодическая система химических элементов. Это краткий конспект всей химии элементов и их соединений.На основе периодического закона изображена его графическая структура ― периодическая система химических элементов (ПСХЭ). В настоящее время известно более 800 вариантов ПСХЭ. Это различные формы передачи периодического закона. Наиболее распространена короткая форма.Состав и структура ПСХЭ . Каждый элемент, изображенный соответствующим символом, имеет порядковый номер и занимает определенную клетку ― это занумерованное место элемента в ПСХЭ, его координаты.Горизонтальный ряд элементов, расположенных по возрастанию порядковых номеров, в котором закономерно изменяются свойства при переходе от металлов к неметаллам, называется периодом .В ПСХЭ семь периодов, из них 1-й, 2-й, 3-й ― малые, 4-й, 5-й, 6-й, 7-й ― большие. Вертикальный ряд, объединяющий элементы с одинаковой валентностью в высших оксидах, называется группой . Всего восемь групп.В пределах одной группы не все элементы явно сходны по своим свойствам. Однако, например, натрий и медь находятся в одной группе, но они по-разному взаимодействуют с водой. Поэтому каждая группа делится на две подгруппы ― главную и побочную . Главные подгруппы включают в себя элементы малых периодов и сходные с ними по свойствам элементы больших периодов.Все элементы делятся на металлы (характеризуются металличностью) и неметаллы (характеризуются электроотрицательностью).Металлы ― это элементы, атомы которых отдают свои внешние электроны.Неметаллы ― это элементы, атомы которых стремятся принять на внешний энергетический уровень электроны, недостающие до восьми.Металличность ― способность атома отдавать электроны.Электроотрицательность ― способность атомов принимать электроны.Чем легче атом металла отдает свои внешние электроны, тем более сильно будут выражены его металлические свойства. И наоборот, чем легче атом неметалла принимает недостающие до восьми электроны на внешний слой, тем более сильно будут выражены его неметаллические свойства.Изменение металлических и неметаллических свойств атомов элементов в периодах и группах В пределах одного периода с ростом порядкового номера металлические свойства элементов ослабевают, а неметаллические усиливаются, так как:

растет число электронов на внешнем уровне атомов (оно равно номеру группы);

число энергетических уровней в пределах периода не изменяется (оно равно номеру периода);

Радиус атомов уменьшается.

В пределах одной и той же группы (главной подгруппы) с ростом порядкового номера металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические ослабевают, так как:

число электронов на внешнем уровне атомов одинаково (оно равно номеру группы);

число энергетических уровней в атомах растет (оно равно номеру периода);

С 50 микрограммами эстроген удается сделать вид, что женское тело - беременность. Выход на рынок первой таблетки в Германии имеет далеко идущие последствия: сексуальное удовольствие больше не обязательно влечет за собой благословение ребенка. Новое самоопределение женщины делит общество на два лагеря: одна сторона празднует сексуальную свободу, другая - распад морали. Сегодня около 80 миллионов женщин принимают пилюлю. Это делает его номером один среди самых передовых наркотиков в мире.

Плоская пластмассовая деталь с интегральной схемой революционизирует платежные операции. И только восемь лет спустя Детлофф положил карту микропроцессора. В отличие от карты памяти, которая имеет только записываемую и читаемую память данных, ее можно свободно запрограммировать. Сегодня чип-карту из нашей повседневной жизни нельзя себе представить. И как носитель для биометрических данных, он продвигает разработку международных стандартов безопасности. С помощью отдельных данных она может спасать жизни.

Радиус атомов увеличивается.

Значения ПЗ и ПСХЭ Д. И. Менделеева

ПЗ и ПСХЭ позволили исправить неверные значения A r ― например, для Be с 13.5 на 9.

ПЗ и ПСХЭ дали возможность исправить неверные с.о. ― например, для того же Be +3 на +2 .

ПЗ и ПСХЭ позволили предсказать, описать свойства и указать пути открытия еще не открытых элементов. Триумфом ПЗ стало открытие Ga, Sc и Ge .

Идея первой «защиты воздуха» для автотранспортных средств возникла в шестидесятые годы. Однако испытанные пневматические системы работали слишком медленно и в то же время опасны. Использование электронного датчика, который объединяет сжатый газ и пиротехнику при срабатывании, позволяет маленькому ракетному двигателю безопасно заполнять подушку безопасности в миллисекундах. В то же время, подушка безопасности стала стандартным оборудованием всех новых автомобилей по всему миру и спасла бесчисленное количество жизней.

Исключая все частоты, которые человеческое ухо не воспринимает, объем данных из аудиофайлов уменьшается до одного двенадцатого первоначального размера. Первоначально предполагалось улучшить качество телефонии, новое изобретение в Интернете вскоре революционизирует всю музыкальную индустрию.

ПЗ и ПСХЭ ― это путеводная звезда к синтезу новых химических элементов.

Периодический закон открыл путь к изучению строения атома, позволил ученым строить гипотезы о рождении и превращении химических элементов во Вселенной, в недрах Солнца и других звезд.

Открытие периодического закона показывает, что мир познаваем и нет предела процессам познания тайн природы. В свою очередь, периодический закон является в настоящее время важнейшим инструментом познания. Он в значительной мере определяет развитие атомной физики, химии, геологии и астрономии, атомной и ядерной техники, химической технологии, металлургии, медицины и др.И вот спустя более 130 лет после открытия периодического закона мы можем вернуться к словам Дмитрия Ивановича: «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются».

Строение атома. Изотопы.

Доказательства сложности строения атома Название "атом" в переводе с древнегреческого значит "неделимый". Так считали ученые вплоть до конца XIX в., когда было доказано, что атом делим, что он состоит из более мелких или элементарных частиц.

Стони, ирландский физик, ввел понятие "электрон" для обозначения частиц, электризующих янтарь и вследствие этого притягивающих кусочки бумаги.

Катодные лучи ― поток электронов из атомов металла, из которого изготовлен катод, ― вызывали свечение стекла (Томсон и Перрен).

Он всегда устанавливает точное время по радиосигналу и идет даже после того, как миллион лет спустя все еще точны. Переход с зимы на летнее время также полностью автоматизирован. Его изобретение: Золотой медведь Харибо, который первоначально был танцующим медведем.

Часто неправильно понимается, но верно: первый немецкий изобретатель сделал человечество впервые покинуть свою планету. Чтобы подготовить американского астронавта Нила Армстронга к Луне, ему понадобился только подходящий диск. Снова в игру вошел немец, глава компании, национал-социалисты второй мировой войны все еще надеялись, что однажды смогут атаковать Америку атомными бомбами: Вернер фон Браун.

Был установлен отрицательный заряд электрона. Этот наименьший отрицательный заряд принят за единицу (–1). Томсон установил также и его массу, равную 1/1840 массы атома водорода.

Радиоактивность ― явление, открытое А. Беккерелем. Различают 3 вида радиоактивных лучей: α-лучи, состоящие из α-частиц с зарядом +2 и массой 4; β-лучи ― поток электронов; γ-лучи ― электромагнитные волны.

Он использовал линзы только у животных и сделал их позже для людей. Не забывать в современной повседневной жизни, но и в исследованиях и медицине: холодильник. Компания, которую он тогда основал, имела международный успех: системы охлаждения быстро заменили лед для охлаждения продуктов.

Его детские сады отличались приятной атмосферой, которая должна способствовать самостоятельной деятельности, играм, музыке и физическим упражнениям детей. Сегодня в каждой стране мира есть детские сады, а в Америке их называют «детским садом». Одиннадцать лет спустя индийский Джагадиш Чандра Бозе повторил герцзианские эксперименты в Калькутте, но на этот раз с более короткой длиной волны, чем Герц. На основе этих экспериментов Бозе разработал, среди прочего, волновод - важный компонент радиолокационных устройств.

Выводом может служить утверждение о том, что атом делим и имеет сложное строение.Планетарная модель атома (модель Резерфорда)

Основные положения ядерной модели атома.

Атом имеет форму шара, в центре которого находится ядро.

Ядро имеет очень малый размер.

Ядро имеет положительный заряд.

Почти вся масса атома находится в ядре.

Вокруг ядра движутся электроны.

Вся масса атома сосредоточена в ядре. Атом электронейтрален.Например, у атома калия 19 39 К число протонов ― Nр + = 19, число электронов ― Nē = 19, число нейтронов ― Nn 0 = A r (K) ― Nр + = 39-19 = 20.Изменение числа протонов в ядре атома Что получится, если в ядре атома изменить число протонов? Например, в ядро атома углерода добавить еще два протона? ― Получится новое ядро с зарядом +8, т. е. атомное ядро другого химического элемента ― кислорода.Если из ядра атома углерода удалить один протон, то образуется бор.Так на Солнце из ядер водорода синтезируются ядра гелия, из них ― ядра других химических элементов. А на Земле с помощью ядерных реакторов и особых ускорителей элементарных частиц ― синхрофазотронов ― синтезируются новые химические элементы. Например, американские физики-ядерщики синтезировали элемент с зарядом ядра атома +101 и дали ему название менделевий Md , а в нашей стране в центре ядерных исследований в городе Дубне синтезирован элемент № 105, который в честь города назвали дубнием Db . Там же получен впервые и элемент № 114, название которому еще только предстоит дать.Изменение числа нейтронов в ядре атома Чего следует ожидать, если в ядре изменить число других нуклонов ― нейтронов? Можно ли ожидать образование другого химического элемента? ― Конечно, нет, так как заряд ядра, т. е. число протонов в нем, по условию не меняется. Следовательно, мы получим разновидность того же самого химического элемента, но уже с другим значением относительной атомной массы ― изотоп . Очевидно, теперь стало понятным, почему в таблице Д. И. Менделеева приведены не целые, а дробные значения относительных атомных масс ― все дело в изотопах.Каждый химический элемент встречается в природе в виде смеси изотопов. Например, A r (К) = 39,102 (колеблется между 39 и 40), следовательно, в природе встречаются два вида изотопов калия: с массовым числом 39 (обозначается 39 К) и с массовым числом 40 (обозначается 40 К). Очевидно, что подавляющее большинство природных изотопов калия (почти 90 %) приходится на долю "легких" изотопов 39 К. А вот у аргона, наоборот, больше тяжелых изотопов, поэтому значение его относительной атомной массы близко к 40. Кстати, для хлора характерны изотопы с массовыми числами не 35 и 36, а 35 и 37, и доля легких изотопов хлора составляет 75 %, поэтому среднее значение A r (Сl) = 35,5. Следовательно, химическим элементом называют вид атомов с одинаковым зарядом ядра, т. е. с одинаковым числом протонов, и в результате изменения числа нейтронов в ядре атома образуются разновидности того же самого элемента, различающиеся массовыми числами, ― изотопы .Свойства изотопов одного и того же химического элемента будут одинаковыми, так как имеют одинаковый заряд атомного ядра. Следовательно, свойства атомов химического элемента зависят не от их масс (числа р + и n 0), а от зарядов их атомных ядер (числа р +).Другое дело у изотопов водорода, имеющих следующие обозначения и названия: 1 1 Н ― протий, 2 1 Н , или D , ― дейтерий, 3 1 Н , или Т , ― тритий.Они очень резко отличаются по свойствам. У изотопов хлора, аргона, калия изменение масс незначительно ― оно долевое, а вот у изотопов водорода масса изменяется резко ― в 2, в 3 раза, и поэтому сказывается на свойствах.Понятие об электронной оболочке атома и энергетических уровнях электронной оболочкой энергетическими уровнями . Число уровней в атоме химического элемента равно соответствующему ему номеру периода в таблице Менделеева: у атома Al , элемента III периода, три уровня, а у атома Pb , элемента VI периода, шесть уровней.Каждый уровень может вместить в себя определенное максимальное число электронов: 1-й ― 2ē, 2-й и 3-й ― 8ē.Энергетические уровни, содержащие максимальное число электронов, называются завершенными , если электронов меньше, то эти уровни незавершенные .Часть атомного пространства, в которой вероятность нахождения данного электрона наибольшая (равна ≈ 90 %), называется атомной орбиталью .Виды атомных орбиталей:

S-орбиталь имеет форму шара, может разместить не более 2 ē. S-подуровень состоит из одной S-орбитали.

Р-орбиталь , имеет форму объемной восьмерки, может разместить не более 2 ē. Так как р ― подуровень может содержать три р-орбитали, то на р-подуровне может находиться не более 6 ē.

d-орбиталь , имеет форму объемной восьмерки, может разместить не более 2 ē. Так как d ― подуровень может содержать пять d-орбитали, то на d-подуровне может находиться не более 10 ē.

гибридизация электронных орбиталей, т.е. их слияние и выравнивание.Графически любая орбиталь изображается в виде клетки, а электроны ― стрелками.Строение электронных оболочек атомов элементов № 1–20

Сходство свойств щелочных металлов, инертных газов или галогенов объясняется сходством в строении внешних энергетических уровней их атомов: у всех атомов щелочных металлов на внешнем уровне содержится один электрон, у всех атомов галогенов ― семь электронов, а инертность благородных газов объясняется тем, что внешний уровень их атомов завершен: у гелия ― 2 электрона, у остальных ― по 8. Следовательно, завершенный внешний уровень атомов любых химических элементов содержит 8 электронов (или, реже, 2, как у Не ).Следовательно, свойства химических элементов периодически (т. е. через определенные промежутки ― периоды) повторяются потому, что периодически повторяется одинаковое строение внешних энергетических уровней их атомов.Периодическая система и строение атома Периодическая система химических элементов ― это графическое отображение периодического закона, и каждое принятое в таблице обозначение отражает какую-либо особенность в строении атома.Строение атома объясняет причины изменения свойств элементов:

В периодах, а именно ― металлические свойства ослабевают, неметаллические ― усиливаются, потому что:

• увеличивается заряд ядра и, соответственно, число электронов на внешнем уровне, которое равно номеру элемента;

  число энергетических уровней в пределах периода одинаково, оно равно номеру периода;

  радиус атома уменьшается, "сжимается".

  Техника оказалась тяжелой, многие пациенты умерли, другие имели необратимые изменения в мозге. Терапия не лечила кисты, но только некоторые из ее симптомов усугублялись применением пенициллина, что привело к концу эксперимента. Чтобы оправдать Нобелевский комитет, нужно сказать, что он состоит из ученых, и у них также есть ошибочные мнения. Вскоре после этого Эйнштейн представил теорию относительности.

  Противоречие будет чествовать открытия, сделанные на основаниях, созданных другими исследователями. Эндрю Бенсон и Джеймс Бассэм внесли свой вклад в эту же проблему. Хотя механизму дано официальное название «цикла Кальвина», многие биологи и ботаники, как знак оппозиции, писали о «цикле Кальвина Бенсона-Басхама».

В группах, а именно ― металлические свойства усиливаются, а неметаллические ― ослабевают, так как:

• число электронов на внешнем уровне не меняется, оно равно номеру группы;

  число энергетических уровней увеличивается, оно равно номеру периода;

  Радиус атома увеличивается.

Следовательно, формулировка периодического закона может звучать так:Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от периодичности в изменении конфигураций внешних электронных слоёв атомов химических элементов.Выводы Атом делим и имеет сложное строение. Атом состоит из ядра и движущихся вокруг ядра электронов (они имеют массу, равную ~ 0, и заряд, равный -1).

Ядро состоит из нуклонов: р + (имеют массу, равную 1, и заряд, равный +1); их число равно номеру элемента в периодической системе Д. И. Менделеева; n 0 (имеют массу, равную 1, и заряд, равный 0); их число N = A r -Nр + .

Вся масса атома сосредоточена в ядре.

В условиях награды четко указано, что лауреат предоставляется навсегда, после объявления вердикта не принимаются апелляции или апелляции. Цур Хаузен держал лавр и чек. Он считал Нобелевскую премию лауреатом власти, которую не должен придерживаться ни один экономист, поскольку он представляет серьезную угрозу влиянию политических и экономических влияний.

Поминица также находится в самом сердце Нобелевской премии: в ее постановлениях. Благодарность за ежегодную премию Абеля, также научную награду, ба! - самая престижная премия в области науки, математики, проходит в Осло. Правда в том, что, как и Благородные, они знают все о том, что происходит в современном мире, так мало Аблуса. Эта награда присуждается Норвежской академией наук. Сумма выигрыша составляет 6 миллионов норвежских крон, что составляет около 800 тысяч. евро. Это эквивалент Нобелевской премии.

Изотоп ― разновидность атомов одного химического элемента, которые имеют разные массовые числа.

Свойства атомов химического элемента зависят не от их масс (числа р + и n 0), а от зарядов их атомных ядер (числа р +).

Совокупность электронов, окружающих атомное ядро, называется электронной оболочкой . В электронной оболочке различают слои, на которых будут располагаться электроны с различным запасом энергии, поэтому их называют энергетическими уровнями . Число уровней в атоме химического элемента равно соответствующему ему номеру периода в таблице Менделеева.

Но почему это эквивалентно Нобелевской премии, а не Нобелевской премии? Фактически, нормы Нобелевской премии не предназначены для присуждения в области математики, согласно воле основателя. Когда завещание было открыто, выяснилось, что состояние должно было быть использовано для получения премий по физике, химии, физиологии или медицине, литературе и миру.

Я, нижеподписавшийся Альфред Нобель, настоящим объявляю после долгой паузы, что моя последняя просьба о собственности заключается в следующем. Все оставшиеся активы, которые могут быть предоставлены мне, должны быть распределены следующим образом: капитал будет обеспечен руководителями в ценных бумагах, составляющих фонд, процент каждого года, который будет распространен в форме записи тех, что были в предыдущем году принести наибольшие выгоды человечеству.

Если энергетические уровни содержат максимальное число электронов, то они называются завершенными , если меньше ― то эти уровни незавершенные .

Часть атомного пространства, в которой вероятность нахождения данного электрона наибольшая (равно ≈ 90 %), называется атомной орбиталью.

Виды атомных орбиталей: S-орбиталь , имеет форму шара, может разместить не более 2 ē, р-орбиталь , имеет форму объемной восьмерки, на р-подуровне может находиться не более 6 ē, d-орбиталь , имеет форму объемной восьмерки, на d-подуровне может находиться не более 10 ē.

При соединении двух атомов происходит гибридизация электронных орбиталей, т. е. их слияние и выравнивание.

Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от периодичности в изменении конфигураций внешних электронных слоёв атомов химических элементов.