A la primera meitat del segle XIX, hi va haver diversos intents de sistematitzar els elements i combinar metalls en el sistema periòdic. Va ser durant aquest període històric quan va sorgir un mètode d'investigació com l'anàlisi química.
De la història del descobriment de la Taula Periòdica dels Elements
Utilitzant una tècnica similar per determinar propietats químiques específiques, els científics d'aquella època van intentar combinar els elements en grups, guiats per les seves característiques quantitatives, així com pel pes atòmic.
Usant el pes atòmic
Per tant, I. V. Dubereiner el 1817 va determinar que l'estronci té un pes atòmic similar al del bari i del calci. També va aconseguir descobrir que hi ha molt en comú entre les propietats del bari, l'estronci i el calci. A partir d'aquestes observacions, el famós químic va compilar l'anomenada tríada d'elements. Altres substàncies es van combinar en grups similars:
- sofre, seleni, tel·luri;
- clor, brom, iode;
- liti, sodi, potassi.
Classificació per propietats químiques
L. Gmelin el 1843 va proposar una taula en la qual va disposar semblantselements en un ordre estricte segons les seves propietats químiques. El nitrogen, l'hidrogen, l'oxigen considerava els elements principals, aquest químic els va col·locar fora de la seva taula.
Sota l'oxigen va col·locar tètrades (4 signes cadascuna) i pentàdes (5 signes cadascuna) dels elements. Els metalls del sistema periòdic es van col·locar segons la terminologia de Berzelius. Tal com va concebre Gmelin, tots els elements es van determinar mitjançant la disminució de les propietats d'electronegativitat dins de cada subgrup del sistema periòdic.
Combina els elements verticalment
Alexander Emile de Chancourtois l'any 1863 va posar tots els elements en pesos atòmics ascendents en un cilindre, dividint-lo en diverses franges verticals. Com a resultat d'aquesta divisió, els elements amb propietats físiques i químiques similars es troben a les verticals.
Llei de les octaves
D. Newlands va descobrir el 1864 un patró força interessant. Quan els elements químics es disposen en ordre ascendent dels seus pesos atòmics, cada vuitè element mostra semblances amb el primer. Newlands va anomenar un fet semblant la llei de les octaves (vuit notes).
El seu sistema periòdic era molt arbitrari, de manera que la idea d'un científic observador es va anomenar la versió "octava", associant-la amb la música. Va ser la versió de Newlands la més propera a l'estructura moderna de PS. Però segons l'esmentada llei de les octaves, només 17 elements conservaven les seves propietats periòdiques, mentre que la resta de signes no mostraven aquesta regularitat.
Taules Odling
U. Odling va presentar diverses variants de taules d'elements alhora. En el primerversió, creada el 1857, va proposar dividir-los en 9 grups. El 1861, el químic va fer alguns ajustaments a la versió original de la taula, agrupant signes amb propietats químiques similars.
Una variant de la taula d'Odling, proposada el 1868, suposava la disposició de 45 elements en pesos atòmics ascendents. Per cert, va ser aquesta taula la que més tard es va convertir en el prototip del sistema periòdic de D. I. Mendeleiev.
Divisió de València
L. Meyer el 1864 va proposar una taula que incloïa 44 elements. Es van col·locar en 6 columnes, segons la valència de l'hidrogen. La taula tenia dues parts alhora. El principal unia sis grups, incloïa 28 signes en pesos atòmics ascendents. En la seva estructura, les pentàdes i les tètrades es veien a partir de signes similars a propietats químiques. Meyer va col·locar els elements restants a la segona taula.
La contribució de D. I. Mendeleiev a la creació de la taula d'elements
El sistema periòdic modern d'elements de D. I. Mendeleiev va aparèixer a partir de les taules de Mayer compilades el 1869. En la segona versió, Mayer va organitzar els signes en 16 grups, va col·locar els elements en pentàdes i tètrades, tenint en compte les propietats químiques conegudes. I en comptes de la valència, va utilitzar una simple numeració per als grups. No hi havia bor, tori, hidrogen, niobi ni urani.
L'estructura del sistema periòdic en la forma que es presenta a les edicions modernes no va aparèixer immediatament. Es pot distingirtres etapes principals durant les quals es va crear el sistema periòdic:
- La primera versió de la taula es va presentar en blocs de construcció. Es va rastrejar la naturalesa periòdica de la relació entre les propietats dels elements i els valors dels seus pesos atòmics. Mendeleiev va proposar aquesta versió de la classificació dels signes el 1868-1869
- El científic abandona el sistema original, ja que no reflectia els criteris pels quals els elements caurien en una columna determinada. Proposa col·locar signes segons la similitud de les propietats químiques (febrer de 1869)
- El 1870, Dmitri Mendeleiev va introduir el sistema periòdic modern d'elements al món científic.
La versió del químic rus va tenir en compte tant la posició dels metalls en el sistema periòdic com les propietats dels no metalls. Al llarg dels anys que han passat des de la primera edició del brillant invent de Mendeleiev, la taula no ha sofert cap canvi important. I en aquells llocs que van quedar buits durant l'època de Dmitri Ivanovich, van aparèixer nous elements, descoberts després de la seva mort.
Característiques de la taula periòdica
Per què es considera que el sistema descrit és periòdic? Això es deu a l'estructura de la taula.
En total, conté 8 grups, i cadascun té dos subgrups: el principal (principal) i el secundari. Resulta que hi ha 16 subgrups en total. Estan situats verticalment, és a dir, de d alt a baix.
A més, la taula també té files horitzontals anomenades punts. També tenen la sevadivisió addicional en petits i grans. La característica del sistema periòdic implica tenir en compte la ubicació de l'element: el seu grup, subgrup i període.
Com canvien les propietats als subgrups principals
Tots els subgrups principals de la taula periòdica comencen amb elements del segon període. Per als signes que pertanyen al mateix subgrup principal, el nombre d'electrons exteriors és el mateix, però la distància entre els últims electrons i el nucli positiu varia.
A més, des de d alt es produeix un augment del pes atòmic (massa atòmica relativa) de l'element. Aquest indicador és el factor determinant a l'hora d'identificar patrons de canvis en les propietats dins dels subgrups principals.
Com que augmenta el radi (la distància entre el nucli positiu i els electrons negatius exteriors) al subgrup principal, les propietats no metàl·liques (la capacitat d'acceptar electrons durant les transformacions químiques) disminueixen. Pel que fa al canvi en les propietats metàl·liques (donant electrons a altres àtoms), augmentarà.
Usant el sistema periòdic, podeu comparar les propietats de diferents representants del mateix subgrup principal. En el moment en què Mendeleiev va crear el sistema periòdic, encara no hi havia informació sobre l'estructura de la matèria. Sorprenent és el fet que després que va sorgir la teoria de l'estructura de l'àtom, estudiada a escoles educatives i universitats especialitzades en química i en l'actualitat, va confirmar la hipòtesi de Mendeleiev i no va refutar les seves suposicions sobre la disposició dels àtoms dins de la taula.
Electronegativitat aels subgrups principals disminueixen cap al fons, és a dir, com més baix estigui situat l'element al grup, menor serà la seva capacitat d'unir àtoms.
Canvi de les propietats dels àtoms dels subgrups laterals
Com que el sistema de Mendeleiev és periòdic, el canvi de propietats en aquests subgrups es produeix en ordre invers. Aquests subgrups inclouen elements a partir del període 4 (representants de les famílies d i f). A la part inferior d'aquests subgrups, les propietats metàl·liques disminueixen, però el nombre d'electrons externs és el mateix per a tots els representants d'un subgrup.
Característiques de l'estructura dels períodes en PS
Cada nou període, a excepció del primer, de la taula del químic rus comença amb un metall alcalí actiu. A continuació es troben els metalls amfòters, que presenten propietats duals en les transformacions químiques. Després hi ha diversos elements amb propietats no metàl·liques. El període acaba amb un gas inert (no metàl·lic, pràctic, que no mostra activitat química).
Atès que el sistema és periòdic, hi ha un canvi d'activitat per períodes. D'esquerra a dreta, l'activitat reductora (propietats metàl·liques) disminuirà, l'activitat oxidant (propietats no metàl·liques) augmentarà. Així, els metalls més brillants del període es troben a l'esquerra i els no metalls a la dreta.
En períodes grans, formats per dues files (4-7), també apareix un caràcter periòdic, però a causa de la presència de representants de la família d o f, hi ha molts més elements metàl·lics a la fila.
Noms dels subgrups principals
Una part dels grups d'elements presents a la taula periòdica ha rebut els seus propis noms. Els representants del primer grup A del subgrup s'anomenen metalls alcalins. Els metalls deuen aquest nom a la seva activitat amb l'aigua, donant lloc a la formació d'àlcalis càustics.
El segon subgrup del grup A es considera metalls alcalinotèrres. Quan interaccionen amb l'aigua, aquests metalls formen òxids, abans es deien terres. Va ser a partir d'aquell moment que es va assignar un nom semblant als representants d'aquest subgrup.
Els no metalls del subgrup de l'oxigen s'anomenen calcògens, i els representants del grup 7 A s'anomenen halògens. 8 Un subgrup s'anomena gasos inerts a causa de la seva activitat química mínima.
PS al curs escolar
Per als escolars s'acostuma a oferir una variant de la taula periòdica en la qual, a més de grups, subgrups, períodes, també s'indiquen les fórmules de compostos volàtils superiors i òxids superiors. Aquest truc permet als estudiants desenvolupar habilitats per recopilar òxids més alts. N'hi ha prou amb substituir el signe del representant del subgrup en comptes de l'element per obtenir l'òxid més alt acabat.
Si observeu bé l'aspecte general dels compostos d'hidrogen volàtils, podeu veure que només són característics dels no metalls. Hi ha guions als grups 1-3, ja que els metalls són representants típics d'aquests grups.
A més, en alguns llibres de text escolars de química, cada signe indica la distribució dels electrons al llargnivells d'energia. Aquesta informació no existia durant el període del treball de Mendeleiev, fets científics similars van aparèixer molt més tard.
També podeu veure la fórmula del nivell electrònic extern, per la qual és fàcil endevinar a quina família pertany aquest element. Aquests consells són inacceptables a les sessions d'exàmens, per tant, els graduats dels graus 9 i 11, que decideixen demostrar els seus coneixements químics a l'OGE o a l'examen estatal unificat, reben versions clàssiques en blanc i negre de taules periòdiques que no contenen informació addicional sobre l'estructura de l'àtom, les fórmules dels òxids superiors, la composició dels compostos d'hidrogen volàtils.
Aquesta decisió és bastant lògica i comprensible, perquè per als escolars que van decidir seguir els passos de Mendeleiev i Lomonosov, no serà difícil utilitzar la versió clàssica del sistema, simplement no necessiten indicacions..
Va ser la llei periòdica i el sistema de D. I. Mendeleiev que van tenir el paper més important en el desenvolupament posterior de la teoria atòmica i molecular. Després de la creació del sistema, els científics van començar a prestar més atenció a l'estudi de la composició de l'element. La taula va ajudar a aclarir informació sobre substàncies simples, així com sobre la naturalesa i les propietats dels elements que formen.
El mateix Mendeleev va suposar que aviat es descobririen nous elements i va preveure la posició dels metalls en el sistema periòdic. Va ser després de l'aparició d'aquest últim que va començar una nova era en la química. A més, es va iniciar seriosament la formació de moltes ciències relacionades que estan relacionades amb l'estructura de l'àtom itransformacions d'elements.
