Pada separuh pertama abad ke-19, terdapat pelbagai percubaan untuk mensistemkan unsur-unsur dan menggabungkan logam dalam sistem berkala. Dalam tempoh sejarah inilah kaedah penyelidikan seperti analisis kimia timbul.
Daripada sejarah penemuan Jadual Berkala Unsur
Menggunakan teknik yang sama untuk menentukan sifat kimia tertentu, saintis pada masa itu cuba menggabungkan unsur ke dalam kumpulan, berpandukan ciri kuantitatifnya, serta berat atom.
Menggunakan berat atom
Jadi, I. V. Dubereiner pada tahun 1817 menentukan bahawa strontium mempunyai berat atom yang serupa dengan barium dan kalsium. Dia juga berjaya mengetahui bahawa terdapat banyak persamaan antara sifat barium, strontium dan kalsium. Berdasarkan pemerhatian ini, ahli kimia terkenal menyusun apa yang dipanggil triad unsur. Bahan lain digabungkan ke dalam kumpulan yang serupa:
- sulfur, selenium, tellurium;
- klorin, bromin, iodin;
- lithium, natrium, kalium.
Pengkelasan mengikut sifat kimia
L. Gmelin pada tahun 1843 mencadangkan satu jadual di mana dia disusun serupaunsur dalam susunan yang ketat mengikut sifat kimianya. Nitrogen, hidrogen, oksigen yang dia anggap sebagai unsur utama, ahli kimia ini meletakkannya di luar mejanya.
Di bawah oksigen dia meletakkan tetrad (4 tanda setiap satu) dan pentad (5 tanda setiap satu) unsur. Logam dalam sistem berkala diletakkan mengikut terminologi Berzelius. Seperti yang difikirkan oleh Gmelin, semua unsur ditentukan dengan mengurangkan sifat elektronegativiti dalam setiap subkumpulan sistem berkala.
Gabungkan elemen secara menegak
Alexander Emile de Chancourtois pada tahun 1863 meletakkan semua unsur dalam pemberat atom menaik pada silinder, membahagikannya kepada beberapa jalur menegak. Hasil daripada pembahagian ini, unsur-unsur dengan sifat fizikal dan kimia yang serupa terletak pada menegak.
Hukum oktaf
D. Newlands menemui corak yang agak menarik pada tahun 1864. Apabila unsur kimia disusun mengikut tertib menaik berat atomnya, setiap unsur kelapan menunjukkan persamaan dengan unsur pertama. Newlands menggelar fakta serupa sebagai hukum oktaf (lapan not).
Sistem berkalanya sangat sewenang-wenang, jadi idea seorang saintis pemerhati dipanggil versi "oktaf", mengaitkannya dengan muzik. Ia adalah versi Newlands yang paling hampir dengan struktur PS moden. Tetapi menurut undang-undang oktaf yang disebutkan, hanya 17 unsur mengekalkan sifat berkalanya, manakala tanda yang lain tidak menunjukkan ketetapan sedemikian.
Meja odling
U. Odling membentangkan beberapa varian jadual unsur serentak. Yang pertamaversi, dicipta pada tahun 1857, beliau mencadangkan untuk membahagikan mereka kepada 9 kumpulan. Pada tahun 1861, ahli kimia membuat beberapa pelarasan pada versi asal jadual, mengelompokkan tanda dengan sifat kimia yang serupa.
Satu varian jadual Odling, yang dicadangkan pada tahun 1868, mengandaikan susunan 45 unsur dalam berat atom menaik. Ngomong-ngomong, jadual inilah yang kemudiannya menjadi prototaip sistem berkala D. I. Mendeleev.
Bahagian Valency
L. Meyer pada tahun 1864 mencadangkan jadual yang mengandungi 44 elemen. Mereka diletakkan dalam 6 lajur, mengikut valensi hidrogen. Meja itu mempunyai dua bahagian sekaligus. Yang utama menyatukan enam kumpulan, termasuk 28 tanda dalam berat atom menaik. Dalam strukturnya, pentad dan tetrad dilihat daripada tanda yang serupa dengan sifat kimia. Meyer meletakkan baki elemen dalam jadual kedua.
Sumbangan D. I. Mendeleev kepada penciptaan jadual unsur
Sistem unsur berkala moden D. I. Mendeleev muncul berdasarkan jadual Mayer yang disusun pada tahun 1869. Dalam versi kedua, Mayer menyusun tanda kepada 16 kumpulan, meletakkan unsur-unsur dalam pentad dan tetrad, dengan mengambil kira sifat kimia yang diketahui. Dan bukannya valency, dia menggunakan penomboran mudah untuk kumpulan. Tiada boron, torium, hidrogen, niobium, uranium di dalamnya.
Struktur sistem berkala dalam bentuk yang dibentangkan dalam edisi moden tidak muncul serta-merta. Boleh dibezakantiga peringkat utama semasa sistem berkala dicipta:
- Versi pertama jadual dibentangkan pada blok binaan. Sifat berkala hubungan antara sifat unsur dan nilai berat atomnya telah dikesan. Mendeleev mencadangkan versi klasifikasi tanda ini pada 1868-1869
- Saintis meninggalkan sistem asal, kerana ia tidak menggambarkan kriteria yang mana elemen akan jatuh ke dalam lajur tertentu. Dia bercadang untuk meletakkan tanda mengikut persamaan sifat kimia (Februari 1869)
- Pada tahun 1870, Dmitri Mendeleev memperkenalkan sistem unsur berkala moden kepada dunia saintifik.
Versi ahli kimia Rusia mengambil kira kedua-dua kedudukan logam dalam sistem berkala dan sifat bukan logam. Sepanjang tahun yang telah berlalu sejak edisi pertama ciptaan cemerlang Mendeleev, jadual itu tidak mengalami sebarang perubahan besar. Dan di tempat-tempat yang ditinggalkan kosong pada zaman Dmitry Ivanovich, unsur-unsur baru muncul, ditemui selepas kematiannya.
Ciri jadual berkala
Mengapakah sistem yang diterangkan dianggap berkala? Ini disebabkan oleh struktur jadual.
Secara keseluruhan, ia mengandungi 8 kumpulan, dan setiap satu mempunyai dua subkumpulan: utama (utama) dan sekunder. Ternyata terdapat 16 subkumpulan kesemuanya. Mereka terletak secara menegak, iaitu dari atas ke bawah.
Selain itu, jadual juga mempunyai baris mendatar yang dipanggil noktah. Mereka juga mempunyai merekapembahagian tambahan kepada kecil dan besar. Ciri sistem berkala membayangkan mengambil kira lokasi unsur: kumpulannya, subkumpulan dan kala.
Bagaimana sifat berubah dalam subkumpulan utama
Semua subkumpulan utama dalam jadual berkala bermula dengan unsur tempoh kedua. Untuk tanda kepunyaan subkumpulan utama yang sama, bilangan elektron luar adalah sama, tetapi jarak antara elektron terakhir dan nukleus positif berbeza-beza.
Selain itu, peningkatan berat atom (jisim atom relatif) unsur berlaku di dalamnya dari atas. Penunjuk inilah yang menjadi faktor penentu dalam mengenal pasti corak perubahan sifat dalam subkumpulan utama.
Oleh kerana jejari (jarak antara nukleus positif dan elektron negatif luar) dalam subkumpulan utama meningkat, sifat bukan logam (keupayaan untuk menerima elektron semasa transformasi kimia) berkurangan. Bagi perubahan sifat logam (mendermakan elektron kepada atom lain), ia akan meningkat.
Menggunakan sistem berkala, anda boleh membandingkan sifat wakil yang berbeza daripada subkumpulan utama yang sama. Pada masa Mendeleev mencipta sistem berkala, masih tiada maklumat tentang struktur jirim. Mengejutkan adalah hakikat bahawa selepas teori struktur atom timbul, belajar di sekolah pendidikan dan universiti kimia khusus dan pada masa ini, ia mengesahkan hipotesis Mendeleev, dan tidak menyangkal andaiannya mengenai susunan atom di dalam jadual.
Elektronegativiti dalamsubkumpulan utama berkurangan ke bawah, iaitu, semakin rendah unsur terletak dalam kumpulan, semakin kurang keupayaannya untuk melekatkan atom.
Menukar sifat atom dalam subkumpulan sampingan
Memandangkan sistem Mendeleev adalah berkala, perubahan sifat dalam subkumpulan sedemikian berlaku dalam susunan terbalik. Subkumpulan tersebut termasuk elemen bermula dari tempoh 4 (wakil keluarga d dan f). Di bahagian bawah dalam subkumpulan ini, sifat logam berkurangan, tetapi bilangan elektron luar adalah sama untuk semua wakil satu subkumpulan.
Ciri-ciri struktur tempoh dalam PS
Setiap tempoh baharu, kecuali yang pertama, dalam jadual ahli kimia Rusia bermula dengan logam alkali aktif. Seterusnya ialah logam amfoterik, yang mempamerkan sifat dwi dalam transformasi kimia. Kemudian terdapat beberapa unsur dengan sifat bukan logam. Tempoh itu berakhir dengan gas lengai (bukan logam, praktikal, tidak menunjukkan aktiviti kimia).
Memandangkan sistem adalah berkala, terdapat perubahan dalam aktiviti dalam tempoh. Dari kiri ke kanan, aktiviti pengurangan (sifat logam) akan berkurangan, aktiviti pengoksidaan (sifat bukan logam) akan meningkat. Oleh itu, logam paling terang dalam tempoh itu berada di sebelah kiri, dan bukan logam di sebelah kanan.
Dalam tempoh yang besar, terdiri daripada dua baris (4-7), watak berkala juga muncul, tetapi disebabkan kehadiran wakil keluarga d atau f, terdapat lebih banyak unsur logam dalam baris itu.
Nama subkumpulan utama
Sebahagian daripada kumpulan unsur yang terdapat dalam jadual berkala telah menerima namanya sendiri. Wakil kumpulan pertama A subkumpulan dipanggil logam alkali. Logam berhutang nama ini kepada aktivitinya dengan air, mengakibatkan pembentukan alkali kaustik.
Kumpulan kedua A subkumpulan dianggap sebagai logam alkali tanah. Apabila berinteraksi dengan air, logam tersebut membentuk oksida, mereka pernah dipanggil bumi. Sejak itu nama yang serupa diberikan kepada wakil subkumpulan ini.
Bukan logam subkumpulan oksigen dipanggil chalcogens, dan wakil kumpulan 7 A dipanggil halogen. 8 Subkumpulan dipanggil gas lengai kerana aktiviti kimia yang minimum.
PS dalam kursus sekolah
Untuk murid sekolah, varian jadual berkala biasanya ditawarkan, di mana, sebagai tambahan kepada kumpulan, subkumpulan, tempoh, formula sebatian meruap yang lebih tinggi dan oksida yang lebih tinggi juga ditunjukkan. Helah sedemikian membolehkan pelajar mengembangkan kemahiran dalam menyusun oksida yang lebih tinggi. Ia cukup untuk menggantikan tanda wakil subkumpulan dan bukannya unsur untuk mendapatkan oksida tertinggi yang telah siap.
Jika anda melihat dengan teliti pada rupa umum sebatian hidrogen yang meruap, anda boleh melihat bahawa ia hanya ciri bukan logam. Terdapat sengkang dalam kumpulan 1-3, kerana logam adalah wakil tipikal kumpulan ini.
Selain itu, dalam beberapa buku teks kimia sekolah, setiap tanda menunjukkan taburan elektron sepanjangtahap tenaga. Maklumat ini tidak wujud semasa tempoh kerja Mendeleev, fakta saintifik yang serupa muncul kemudian.
Anda juga boleh melihat formula tahap elektronik luaran, yang dengannya mudah untuk meneka keluarga mana elemen ini tergolong. Petua sedemikian tidak boleh diterima pada sesi peperiksaan, oleh itu, graduan gred 9 dan 11, yang memutuskan untuk menunjukkan pengetahuan kimia mereka di OGE atau Peperiksaan Negeri Bersepadu, diberikan jadual berkala versi hitam putih klasik yang tidak mengandungi maklumat tambahan tentang struktur atom, formula oksida yang lebih tinggi, komposisi sebatian hidrogen yang meruap.
Keputusan sedemikian agak logik dan boleh difahami, kerana bagi pelajar sekolah yang memutuskan untuk mengikuti jejak Mendeleev dan Lomonosov, tidak sukar untuk menggunakan versi klasik sistem, mereka tidak memerlukan arahan..
Ia adalah undang-undang berkala dan sistem D. I. Mendeleev yang memainkan peranan paling penting dalam perkembangan selanjutnya teori atom dan molekul. Selepas penciptaan sistem, saintis mula memberi lebih perhatian kepada kajian komposisi unsur. Jadual ini membantu menjelaskan beberapa maklumat tentang bahan ringkas, serta tentang sifat dan sifat unsur yang terbentuk.
Mendeleev sendiri mengandaikan bahawa unsur-unsur baru akan ditemui tidak lama lagi, dan memperuntukkan kedudukan logam dalam sistem berkala. Selepas kemunculan yang terakhir, era baru bermula dalam kimia. Di samping itu, permulaan yang serius telah diberikan kepada pembentukan banyak sains berkaitan yang berkaitan dengan struktur atom dantransformasi unsur.
