თანამედროვე პერიოდული სამართალი. პერიოდული კანონი და ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი D.I. მენდელეევი

ალქიმიკოსები ასევე ცდილობდნენ ეპოვათ ბუნების კანონი, რომლის საფუძველზეც შესაძლებელი იქნებოდა ქიმიური ელემენტების სისტემატიზაცია. მაგრამ მათ არ ჰქონდათ საიმედო და დეტალური ინფორმაცია ელემენტების შესახებ. მე-19 საუკუნის შუა ხანებისთვის. ქიმიური ელემენტების შესახებ ცოდნა საკმარისი გახდა და ელემენტების რაოდენობა იმდენად გაიზარდა, რომ მეცნიერებაში გაჩნდა ბუნებრივი საჭიროება მათი კლასიფიკაციისთვის. ელემენტების ლითონებად და არალითონებად კლასიფიკაციის პირველი მცდელობები წარუმატებელი აღმოჩნდა. დ.ი.მენდელეევის წინამორბედებმა (I.V. Debereiner, J.A. Newlands, L.Yu. Meyer) ბევრი რამ გააკეთეს პერიოდული კანონის აღმოჩენისთვის მოსამზადებლად, მაგრამ ვერ შეძლეს ჭეშმარიტების გაგება. დიმიტრი ივანოვიჩმა დაამყარა კავშირი ელემენტების მასასა და მათ თვისებებს შორის.

დიმიტრი ივანოვიჩი დაიბადა ტობოლსკში. ოჯახში მეჩვიდმეტე შვილი იყო. მშობლიურ ქალაქში საშუალო სკოლის დამთავრების შემდეგ დიმიტრი ივანოვიჩი შევიდა პეტერბურგის მთავარ პედაგოგიურ ინსტიტუტში, რის შემდეგაც ოქროს მედლით გაემგზავრა ორწლიანი სამეცნიერო მოგზაურობით საზღვარგარეთ. დაბრუნების შემდეგ მიიწვიეს პეტერბურგის უნივერსიტეტში. როდესაც მენდელეევმა ქიმიის შესახებ ლექციების წაკითხვა დაიწყო, მან ვერ იპოვა ისეთი რამ, რაც შეიძლება რეკომენდაცია გაუწიოს სტუდენტებს. სასწავლო დახმარება. და მან გადაწყვიტა დაეწერა ახალი წიგნი - "ქიმიის საფუძვლები".

პერიოდული კანონის აღმოჩენას წინ უძღოდა 15 წლიანი შრომა. 1869 წლის 1 მარტს დიმიტრი ივანოვიჩი გეგმავდა პეტერბურგიდან პროვინციებში სამუშაოდ წასვლას.

პერიოდული კანონი აღმოაჩინეს ატომის მახასიათებლის - ფარდობითი ატომური მასის საფუძველზე .

მენდელეევმა დაალაგა ქიმიური ელემენტები მათი ატომური მასების გაზრდის თანმიმდევრობით და შენიშნა, რომ ელემენტების თვისებები მეორდება გარკვეული პერიოდის შემდეგ - პერიოდი, დიმიტრი ივანოვიჩმა მოაწყო პერიოდები ერთმანეთის ქვემოთ, ისე რომ მსგავსი ელემენტები ერთმანეთის ქვეშ მდებარეობდნენ - იმავე ვერტიკალურზე, ამიტომ პერიოდული სისტემა აშენდა ელემენტები.

1869 წლის 1 მარტი პერიოდული კანონის ფორმულირება დ.ი. მენდელეევი.

მარტივი ნივთიერებების თვისებები, ისევე როგორც ელემენტების ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად დამოკიდებულია ელემენტების ატომურ წონაზე.

სამწუხაროდ, თავიდან პერიოდული კანონის ძალიან ცოტა მომხრე იყო, თუნდაც რუს მეცნიერებს შორის. ბევრი მოწინააღმდეგეა, განსაკუთრებით გერმანიასა და ინგლისში.
პერიოდული კანონის აღმოჩენა მეცნიერული შორსმჭვრეტელობის ბრწყინვალე მაგალითია: 1870 წელს დიმიტრი ივანოვიჩმა იწინასწარმეტყველა სამი მაშინდელი უცნობი ელემენტის არსებობა, რომლებსაც მან დაარქვა ეკასილიკონი, ეკაალუმინი და ეკაბორონი. მან შეძლო სწორად პროგნოზირება და ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებებიახალი ელემენტები. შემდეგ კი, 5 წლის შემდეგ, 1875 წელს, ფრანგმა მეცნიერმა პ.ე. ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა, რომელმაც არაფერი იცოდა დიმიტრი ივანოვიჩის მუშაობის შესახებ, აღმოაჩინა ახალი ლითონი, რომელსაც გალიუმი უწოდა. რიგ თვისებებში და აღმოჩენის მეთოდში გალიუმი დაემთხვა მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ეკა-ალუმინს. მაგრამ მისი წონა ნავარაუდევზე ნაკლები აღმოჩნდა. ამის მიუხედავად, დიმიტრი ივანოვიჩმა წერილი გაუგზავნა საფრანგეთს და დაჟინებით მოითხოვა მისი წინასწარმეტყველება.
მეცნიერული სამყარო გაოგნებული იყო მენდელეევის თვისებების პროგნოზით ეკაალუმინი ისეთი ზუსტი აღმოჩნდა. ამ მომენტიდან, პერიოდული კანონი იწყებს ქიმიას.
1879 წელს ლ. ნილსონმა აღმოაჩინა სკანდიუმი შვედეთში, რომელიც განასახიერებდა იმას, რასაც დიმიტრი ივანოვიჩი იწინასწარმეტყველა. ეკაბორი .
1886 წელს კ.ვინკლერმა გერმანიაში აღმოაჩინა გერმანიუმი, რომელიც აღმოჩნდა ეკასილიციუმი .

მაგრამ დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის გენიოსი და მისი აღმოჩენები მხოლოდ ეს პროგნოზები არ არის!

პერიოდული ცხრილის ოთხ ადგილას, დ.ი. მენდელეევმა დაალაგა ელემენტები ატომური მასების გაზრდის თანმიმდევრობით:

ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნის ბოლოს, დ.ი. მენდელეევი წერდა, რომ, როგორც ჩანს, ატომი სხვა სხვაგან შედგება წვრილი ნაწილაკები. 1907 წელს მისი გარდაცვალების შემდეგ დადასტურდა, რომ ატომი შედგება ელემენტარული ნაწილაკები. ატომის სტრუქტურის თეორიამ დაადასტურა, რომ მენდელეევი მართალი იყო; ამ ელემენტების გადაწყობა, რომელიც არ შეესაბამება ატომური მასების ზრდას, სრულიად გამართლებულია.

პერიოდული კანონის თანამედროვე ფორმულირება.

Თვისებები ქიმიური ელემენტებიდა მათი ნაერთები პერიოდულად დამოკიდებულნი არიან მათი ატომების ბირთვების მუხტის სიდიდეზე, რაც გამოიხატება გარე ვალენტური ელექტრონული გარსის სტრუქტურის პერიოდულ განმეორებადობაში.
ახლა კი, პერიოდული კანონის აღმოჩენიდან 130 წელზე მეტი ხნის შემდეგ, შეგვიძლია დავუბრუნდეთ დიმიტრი ივანოვიჩის სიტყვებს, რომლებიც ჩვენი გაკვეთილის დევიზად იქნა აღებული: ”პერიოდული კანონის მიხედვით, მომავალი არ ემუქრება განადგურებას, არამედ მხოლოდ ზედა სტრუქტურას და განვითარებას გვპირდებიან“. რამდენი ქიმიური ელემენტია აღმოჩენილი ამ მომენტში? და ეს შორს არის საზღვრებისგან.

პერიოდული კანონის გრაფიკული გამოსახულება არის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა. ეს არის ელემენტების და მათი ნაერთების მთელი ქიმიის მოკლე შინაარსი.

თვისებების ცვლილებები პერიოდულ სისტემაში ატომური წონის გაზრდით პერიოდში (მარცხნიდან მარჯვნივ):

1. მეტალის თვისებები მცირდება

2. იზრდება არალითონური თვისებები

3. უმაღლესი ოქსიდების და ჰიდროქსიდების თვისებები იცვლება ძირითადიდან ამფოტერულიდან მჟავემდე.

4. ელემენტების ვალენტობა უმაღლესი ოქსიდების ფორმულებში იზრდება მეადრეVII, ხოლო აქროლად წყალბადის ნაერთების ფორმულებში მცირდება IV ადრემე.

პერიოდული ცხრილის აგების ძირითადი პრინციპები.

შედარების ნიშანი	დ.ი.მენდელეევი
1. როგორ დგინდება ელემენტების თანმიმდევრობა რიცხვების მიხედვით? (რას ეფუძნება p.s.?)	ელემენტები განლაგებულია ფარდობითი ატომური მასის გაზრდის მიზნით. ამაში არის გამონაკლისები. Ar – K, Co – Ni, Te – I, Th – Pa
2. ელემენტების ჯგუფებად გაერთიანების პრინციპი.	ხარისხობრივი ნიშანი. მარტივი და ერთი და იგივე ტიპის რთული ნივთიერებების თვისებების მსგავსება.
3. ელემენტების პერიოდებად გაერთიანების პრინციპი.

პერიოდული კანონიდ.ი.მენდელეევი, მისი თანამედროვე ფორმულირება. რა განსხვავებაა დ.ი.მენდელეევის მიერ მოცემულისაგან? ახსენით, რამ განაპირობა კანონის ფორმულირების ეს ცვლილება? Რა არის ფიზიკური მნიშვნელობაპერიოდული კანონი? ახსენით ქიმიური ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილების მიზეზი. როგორ გესმით პერიოდულობის ფენომენი?

პერიოდული კანონი ჩამოაყალიბა D.I. მენდელეევმა შემდეგი ფორმით (1871): ”მარტივი სხეულების თვისებები, ისევე როგორც ელემენტების ნაერთების ფორმები და თვისებები და, შესაბამისად, მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი და რთული სხეულების თვისებები, პერიოდულად ხდება. დამოკიდებულია მათ ატომურ წონაზე“.

ამჟამად, დ.ი. მენდელეევის პერიოდულ კანონს აქვს შემდეგი ფორმულირება: ”ქიმიური ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი ნივთიერებებისა და ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად არის დამოკიდებული მათი ატომების ბირთვების მუხტების სიდიდეზე. ”

პერიოდული კანონის თავისებურება სხვა ფუნდამენტურ კანონებს შორის არის ის, რომ მას არ გააჩნია გამოხატულება მათემატიკური განტოლების სახით. კანონის გრაფიკული (ტაბულური) გამოხატულებაა მენდელეევის მიერ შემუშავებული ელემენტების პერიოდული სისტემა.

პერიოდული კანონი უნივერსალურია სამყაროსთვის: როგორც ცნობილმა რუსმა ქიმიკოსმა ნ.დ.ზელინსკიმ ფიგურალურად აღნიშნა, პერიოდული კანონი იყო „აღმოჩენა“. ურთიერთკავშირისამყაროს ყველა ატომიდან."

IN მიმდინარე მდგომარეობაელემენტების პერიოდული ცხრილი შედგება 10 ჰორიზონტალური მწკრივისაგან (პერიოდები) და 8 ვერტიკალური სვეტებისგან (ჯგუფები). პირველი სამი რიგი ქმნის სამ მცირე პერიოდს. შემდგომი პერიოდები მოიცავს ორ რიგს. გარდა ამისა, მეექვსედან დაწყებული, პერიოდები მოიცავს ლანთანიდების (მეექვსე პერიოდი) და აქტინიდების (მეშვიდე პერიოდი) დამატებით სერიას.

პერიოდის განმავლობაში შეინიშნება მეტალის თვისებების შესუსტება და არალითონური თვისებების ზრდა. პერიოდის ბოლო ელემენტია კეთილშობილი გაზი. ყოველი მომდევნო პერიოდი იწყება ტუტე მეტალით, ანუ ელემენტების ატომური მასის მატებასთან ერთად, ქიმიური თვისებების ცვლილებას პერიოდული ხასიათი აქვს.

ატომური ფიზიკისა და კვანტური ქიმიის განვითარებით პერიოდულმა კანონმა მიიღო მკაცრი თეორიული დასაბუთება. J. Rydberg (1897), A. Van den Broek (1911), G. Moseley (1913) კლასიკური ნაწარმოებების წყალობით გამოვლინდა ელემენტის სერიული (ატომური) ნომრის ფიზიკური მნიშვნელობა. მოგვიანებით შეიქმნა პერიოდული ცვლილების კვანტური მექანიკური მოდელი ელექტრონული სტრუქტურაქიმიური ელემენტების ატომები მათი ბირთვების მუხტების მატებასთან ერთად (ნ. ბორი, ვ. პაული, ე. შრედინგერი, ვ. ჰაიზენბერგი და სხვ.).

ქიმიური ელემენტების პერიოდული თვისებები

პრინციპში, ქიმიური ელემენტის თვისებები აერთიანებს მის ყველა მახასიათებელს, გამონაკლისის გარეშე, თავისუფალი ატომების ან იონების მდგომარეობაში, ჰიდრატირებული ან გამხსნელი, მდგომარეობაში. მარტივი ნივთიერება, ისევე როგორც მის მიერ წარმოქმნილი მრავალრიცხოვანი ნაერთების ფორმები და თვისებები. მაგრამ, როგორც წესი, ქიმიური ელემენტის თვისებები ნიშნავს, პირველ რიგში, მისი თავისუფალი ატომების თვისებებს და, მეორეც, მარტივი ნივთიერების თვისებებს. ამ თვისებების უმეტესობა ავლენს მკაფიო პერიოდულ დამოკიდებულებას ქიმიური ელემენტების ატომურ რიცხვებზე. ამ თვისებებს შორის ყველაზე მნიშვნელოვანი და განსაკუთრებული მნიშვნელობა ელემენტების და მათ მიერ წარმოქმნილი ნაერთების ქიმიური ქცევის ახსნის ან პროგნოზირებისას არის:

ატომების იონიზაციის ენერგია;

ატომების ელექტრონის აფინურობის ენერგია;

ელექტრონეგატიურობა;

ატომური (და იონური) რადიუსი;

მარტივი ნივთიერებების ატომიზაციის ენერგია

ჟანგვის მდგომარეობები;

მარტივი ნივთიერებების ჟანგვის პოტენციალი.

პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა ის არის, რომ ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილება სრულად შეესაბამება ატომების მსგავს ელექტრონულ სტრუქტურებს, რომლებიც პერიოდულად განახლდება სულ უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე. მათი ბუნებრივი ცვლილებით, ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა ცხადი გახდა ატომური სტრუქტურის თეორიის შექმნის შემდეგ.

ასე რომ, პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა ის არის, რომ ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილება სრულად შეესაბამება ატომების ანალოგიურ ელექტრონულ სტრუქტურებს, რომლებიც პერიოდულად განახლდება უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე. მათი რეგულარული ცვლილებით ბუნებრივად იცვლება ელემენტების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

რა ფიზიკური მნიშვნელობა აქვს პერიოდულ კანონს.

ეს დასკვნები ცხადყოფს დ.ი.მენდელეევის პერიოდული კანონის ფიზიკურ მნიშვნელობას, რომელიც გაურკვეველი რჩებოდა ამ კანონის აღმოჩენიდან ნახევარი საუკუნის განმავლობაში.

აქედან გამომდინარეობს, რომ D.I. მენდელეევის პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა არის მსგავსი ელექტრონული კონფიგურაციების პერიოდული გამეორება ძირითადი კვანტური რიცხვის ზრდით და ელემენტების გაერთიანება მათი ელექტრონული სტრუქტურის სიახლოვის მიხედვით.

ატომის სტრუქტურის თეორიამ აჩვენა, რომ პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა არის ის, რომ ბირთვული მუხტების თანმიმდევრული ზრდით, ატომების მსგავსი ვალენტური ელექტრონული სტრუქტურები პერიოდულად მეორდება.

ყოველივე ზემოთქმულიდან ირკვევა, რომ ატომის სტრუქტურის თეორიამ გამოავლინა დ.ი. მენდელეევის პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა და კიდევ უფრო ნათლად გამოავლინა მისი მნიშვნელობა, როგორც საფუძველი. შემდგომი განვითარებაქიმია, ფიზიკა და რიგი სხვა მეცნიერებები.

ატომური მასის ბირთვის მუხტით ჩანაცვლება იყო პირველი ნაბიჯი პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობის გამოსავლენად, ასევე მნიშვნელოვანი იყო პერიოდულობის წარმოშობის მიზეზების დადგენა, თვისებების დამოკიდებულების პერიოდული ფუნქციის ბუნება. ბირთვის მუხტზე ახსენით პერიოდების მნიშვნელობები, იშვიათი დედამიწის ელემენტების რაოდენობა და ა.შ.

ანალოგური ელემენტებისთვის, ელექტრონების იგივე რაოდენობა შეინიშნება ამავე სახელწოდების გარსებში სხვადასხვა მნიშვნელობაძირითადი კვანტური რიცხვი. ამრიგად, პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა მდგომარეობს ელემენტების თვისებების პერიოდულ ცვლილებაში, ატომების პერიოდულად განახლებული მსგავსი ელექტრონული გარსების შედეგად, ძირითადი კვანტური რიცხვის მნიშვნელობების თანმიმდევრული ზრდით.

ანალოგური ელემენტებისთვის, ელექტრონების იგივე რაოდენობა შეინიშნება იმავე სახელწოდების ორბიტალებში ძირითადი კვანტური რიცხვის სხვადასხვა მნიშვნელობებზე. ამრიგად, პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა მდგომარეობს ელემენტების თვისებების პერიოდულ ცვლილებაში, ატომების პერიოდულად განახლებული მსგავსი ელექტრონული გარსების შედეგად, ძირითადი კვანტური რიცხვის მნიშვნელობების თანმიმდევრული ზრდით.

ამრიგად, ატომური ბირთვების მუხტების თანმიმდევრული ზრდით, ელექტრონული გარსების კონფიგურაცია პერიოდულად მეორდება და, შედეგად, ელემენტების ქიმიური თვისებები პერიოდულად მეორდება. ეს არის პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა.

დ.ი.მენდელეევის პერიოდული კანონი თანამედროვე ქიმიის საფუძველია. ატომების სტრუქტურის შესწავლა ავლენს პერიოდული კანონის ფიზიკურ მნიშვნელობას და ხსნის ელემენტების თვისებების ცვლილების ნიმუშებს პერიოდულ სისტემაში პერიოდებში და ჯგუფებში. ატომების სტრუქტურის ცოდნა აუცილებელია ქიმიური ბმის წარმოქმნის მიზეზების გასაგებად. მოლეკულებში ქიმიური ბმის ბუნება განსაზღვრავს ნივთიერებების თვისებებს. აქედან გამომდინარე, ეს განყოფილება არის ზოგადი ქიმიის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი განყოფილება.

ბუნებრივი ისტორიის პერიოდული ეკოსისტემა

პერიოდული კანონი- ქიმიის ფუნდამენტური კანონი - აღმოაჩინეს ქ 1869 წელიწადი DI. მენდელეევი.იმ დროს ატომი ჯერ კიდევ განუყოფლად ითვლებოდა და არაფერი იყო ცნობილი მისი შინაგანი სტრუქტურის შესახებ.

ატომური მასები(მერე - ატომური წონა) და საფუძვლად გამოყენებული იქნა ელემენტების ქიმიური თვისებები პერიოდული კანონი დ.ი. მენდელეევი. DI. მენდელეევმა, იმ დროისთვის ცნობილი 63 ელემენტის დალაგებით მათი ატომური მასების გაზრდის თანმიმდევრობით, მიიღო ქიმიური ელემენტების ბუნებრივი (ბუნებრივი) სერია,სადაც მან აღნიშნა ქიმიური თვისებების პერიოდული განმეორებადობა. მაგალითად, ტიპიური არამეტალი ფტორი Fმეორდება ელემენტებში ქლორი Cl, ბრომი Br, იოდი I,ტიპიური ლითონის თვისებები ლითიუმი Li -ელემენტებზე ნატრიუმის Naდა კალიუმი Kდა ა.შ.

ზოგიერთი ელემენტისთვის D.I. მენდელეევმა არ აღმოაჩინა ქიმიური ანალოგები (ში ალუმინის ალდა სილიკონი Si,მაგალითად), იმის გათვალისწინებით, რომ იმ დროს ასეთი ანალოგები ჯერ კიდევ არ იყო ცნობილი. ცხრილში ისინი განკუთვნილი იყო ცარიელი ადგილები,მაგრამ პერიოდული გამეორების საფუძველზემეცნიერმა იწინასწარმეტყველა მათი ქიმიური თვისებები). დ.ი. პროგნოზის შესაბამისი ელემენტების აღმოჩენის შემდეგ. მენდელეევი მთლიანად დადასტურდა (ალუმინის ანალოგი - გალიუმი გა,სილიკონის ანალოგი - გერმანიუმის გე).

პერიოდული კანონი დ.ი. მენდელეევი წარმოდგენილია შემდეგნაირად: მარტივი სხეულების თვისებები, ისევე როგორც ელემენტების ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად დამოკიდებულია ელემენტების ატომურ წონაზე.

პერიოდული კანონის თანამედროვე ფორმულირება დ.ი. მენდელეევი ასე ჟღერს: ელემენტების თვისებები პერიოდულად დამოკიდებულია სერიულ ნომერზე.

პერიოდული კანონი დ.ი. მენდელეევი გახდა მეცნიერთა შექმნის საფუძველი ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი. იგი წარმოდგენილია 7 პერიოდები და 8 ჯგუფებში.

პერიოდებიმაგიდის ჰორიზონტალურ რიგებს უწოდებენ, რომლებიც იყოფა პატარა და დიდად. 2 ელემენტი (1 პერიოდი) ან 8 ელემენტი (მე-2, მე-3 პერიოდი) არის მცირე პერიოდებში, ხოლო დიდ პერიოდებში არის 18 ელემენტი (მე-4, მე-5 პერიოდი) ან 32 ელემენტი (მე-6 პერიოდი), მე-7 პერიოდი რჩება დაუმთავრებელი. ყოველი პერიოდი იწყება ტიპიური ლითონისგანსაწყისი მთავრდება ტიპიური არალითონური და კეთილშობილი გაზით.

Ჯგუფებშიელემენტებს ვერტიკალური სვეტები ეწოდება. თითოეული ჯგუფი წარმოდგენილია ორი ქვეჯგუფით - მთავარიდა მხარე. ქვეჯგუფი არის ელემენტების ნაკრები, რომლებიც წარმოადგენენ სრულ ქიმიურ ანალოგებს; ხშირად ქვეჯგუფის ელემენტებს აქვთ ყველაზე მაღალი ჟანგვის მდგომარეობა, რომელიც შეესაბამება ჯგუფის რიცხვს. Მაგალითად, უმაღლესი ხარისხიდაჟანგვა (+ II) შეესაბამება ქვეჯგუფის ელემენტებს ბერილიუმიდა თუთია(II ჯგუფის ძირითადი და მეორადი ქვეჯგუფები) და ქვეჯგუფის ელემენტები აზოტიდა ვანადიუმი(V ჯგუფი) შეესაბამება უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობას (+ V).

ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტების ქიმიური თვისებები შეიძლება განსხვავდებოდეს არალითონიდან მეტალურამდე (V ჯგუფის მთავარ ქვეჯგუფში აზოტი არის არალითონი, ხოლო ბისმუტი არის ლითონი) - ფართო დიაპაზონში. გვერდითი ქვეჯგუფების ელემენტების თვისებები იცვლება, მაგრამ არც ისე მკვეთრად; მაგალითად, IV ჯგუფის მეორადი ჯგუფის ელემენტები – ცირკონიუმი, ტიტანი, ჰაფნიუმი- ძალიან მსგავსია მათი თვისებებით (განსაკუთრებით ცირკონიუმიდა ჰაფნიუმი).

პერიოდულ სისტემაში I ჯგუფში (Li - Fr), II (მგ – რა)და III (ინ, ტლ)ტიპიური ლითონები განლაგებულია. არამეტალები განლაგებულია VII ჯგუფში (F – at), VI (ო-ტე), ვ (N–როგორც), IV (C, Si)და III (B).ძირითადი ჯგუფების ზოგიერთი ელემენტი ( Be, Al, Ge, Sb, Po), ისევე როგორც მრავალი ელემენტი გვერდითი ჯგუფებიშეუძლია გამოავლინოს როგორც მეტალის, ისე არამეტალის თვისებები. ამ ფენომენს ე.წ ამფოტერულობა.

ზოგიერთი ძირითადი ჯგუფისთვის გამოიყენება ჯგუფები ახალი სახელები: VIII (He – Rn) – კეთილშობილური აირები, VII (F – At) – ჰალოგენები, IV (O – Ro) – ქალკოგენები, II (Ca – Ra) – ტუტე დედამიწის ლითონები, მე (Li – Fr) – ტუტე ლითონები.

პერიოდული ცხრილის ფორმა შემოთავაზებული D.I. მენდელეევი, ე.წ მოკლე პერიოდი, ან კლასიკური. თანამედროვე ქიმიაში სულ უფრო ხშირად გამოიყენება სხვა ფორმა - ხანგრძლივი პერიოდის, რომელშიც ყველა პერიოდი - პატარა და დიდი - გრძელ რიგებშია გაშლილი, დაწყებული ტუტე ლითონისგან და დამთავრებული კეთილშობილი გაზით.

პერიოდული კანონი დ.ი. მენდელეევი და ელემენტების პერიოდული სისტემა D.I. მენდელეევი გახდა თანამედროვე ქიმიის საფუძველი.

blog.site, მასალის სრულად ან ნაწილობრივ კოპირებისას საჭიროა ორიგინალური წყაროს ბმული.

ყველა ელემენტი, როგორც წესი, წარმოდგენილია ქიმიაში პერიოდული სისტემის სახით: ისინი განლაგებულია ცხრილის რიგებად (პერიოდები და სერია) და სვეტებად (ჯგუფების შესაბამისი), მათი ატომური მასების ზრდის გათვალისწინებით. პერიოდული კანონის აღმოჩენა 1869 წლით თარიღდება და უდავოდ ეკუთვნის რუს ქიმიკოს დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევს. მიუხედავად იმისა, რომ მრავალი უცხოური წყარო მისი სახელის გვერდით ახსენებს იულიუს ლოთარ მაიერის სახელს, რომელმაც, მათი თქმით, მსგავსი სისტემა ერთი წლის შემდეგ (ოღონდ დამოუკიდებლად) შეიმუშავა. მრავალწლიანი ძალისხმევის წარმატების გასაღები იყო იმის გაცნობიერება, რომ სხვა მეცნიერების წინა მცდელობები წარუმატებელი იყო, რადგან ბევრი ქიმიური ელემენტი ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი, ამიტომ მან თავის მაგიდაზე დატოვა ღია სივრცეები მათთვის.

პერიოდული კანონი, რომელიც ნაჩვენებია როგორც პერიოდული ცხრილი, ჰორიზონტალურად იყოფა შვიდ პერიოდად. პირველი, მეორე და მესამე პერიოდის აღნიშვნები ემთხვევა რიგების იგივე რომაულ ციფრებს: I, II, III. მეოთხე, მეხუთე და მეექვსე პერიოდები იყოფა ლუწ და კენტ რიგებად, რომლებიც იდენტიფიცირებულია რომაული ციფრებით: IV, V, VI, VII, VIII და IX. მეშვიდე პერიოდი კი X რიგს ემთხვევა. ვერტიკალურად თვრამეტი სვეტი ან სვეტი, ყველა ელემენტი ნაწილდება რვა ჯგუფად. თითოეული ჯგუფი, პირველიდან მეშვიდემდე, იყოფა ორ სვეტად, რომლებიც წარმოადგენს მთავარ და მეორად ქვეჯგუფებს. მერვე ჯგუფი შედგება ოთხი ქვეჯგუფისგან. გარდა ამისა, მესამე ჯგუფის ორი უჯრედი - ლანთანუმი და აქტინიუმი - მალავს რიგებს სახელწოდებით ლანთანიდები (58-დან 71 რიცხვამდე) და აქტინიდები (90-დან 103 რიცხვამდე), შესაბამისად.

პირველ პერიოდში მხოლოდ ორი წარმომადგენელია: წყალბადი და ჰელიუმი. მეორე და მესამე მოიცავს რვა ქიმიურ ელემენტს. მეოთხე, მეხუთე და მეექვსე პერიოდები გრძელია, რადგან თითოეული შეიცავს თვრამეტი ხილულ ელემენტს, ისინი ნაწილდება ამ გზით: ლუწი რიგები შეიცავს ათს, ხოლო კენტი მხოლოდ რვას. მაგრამ თუ გავითვალისწინებთ ლანთანიდებს, მაშინ მეექვსე პერიოდი შეიცავს ოცდათორმეტ ქიმიურ ელემენტს, მათ შორის თოთხმეტი ფარული. მეშვიდე პერიოდიც გრძელია, აქვს თვრამეტი, ოთხი ჩანს, თოთხმეტი (აქტინიდები) დაფარულია. მეოთხე, მეხუთე და მეექვსე პერიოდების კენტი მწკრივების ელემენტები მიეკუთვნება მეორად ქვეჯგუფებს (ბ), ხოლო ლუწი რიგები შედის მთავარ ქვეჯგუფებში (a), პირველ, მეორე, მესამე და მეშვიდე პერიოდებთან ერთად.

პერიოდული კანონი ამბობს, რომ ჯგუფის ყველა ელემენტს აქვს მნიშვნელოვანი მსგავსება ერთმანეთთან და შესამჩნევად განსხვავდება სხვა ჯგუფებისგან. მაგალითად, ჯგუფი Ia, წყალბადის გარდა, შეიცავს მეტალებს, რომელთა ქიმიური ვალენტობაა პლუს 1, ხოლო VIIa ჯგუფში, ასტატინის გარდა, ყველა ელემენტი არის არამეტალები, რომლებსაც ნაერთებში ჩვეულებრივ აქვთ მინუს 1 ვალენტობა. დღესდღეობით. პერიოდული კანონი არ არის მხოლოდ წარმოდგენილი ცხრილი. მათემატიკური გამოხატულებამას არ აქვს, მაგრამ არსებობს განცხადების სახით, რომ ნებისმიერი ქიმიური ელემენტის თვისებებს, ისევე როგორც ყველა რთული ნაერთის თვისებებს, რომლებშიც ის შედის, აქვს პერიოდული დამოკიდებულება მუხტის ოდენობაზე.

ტერმინი პერიოდულობა პირველად შემოგვთავაზა D.I. მენდელეევმა, მიუხედავად იმისა, რომ ადრე იყო მეცნიერების მცდელობები. სხვა და სხვა ქვეყნებიროგორღაც კლასიფიცირება ცნობილი, მაგრამ სწორედ მან შენიშნა, რომ ატომური მასების გაზრდის მიზნით მათი მოწყობისას, ყოველი მერვე ელემენტის თვისებები წააგავს პირველის თვისებებს. 1869 წელს ცხრილის პირველი ვერსია (იმ დროს მხოლოდ 60 ელემენტი იყო ცნობილი) ჯერ კიდევ ძალიან განსხვავდებოდა. თანამედროვე სახე, ნათლად აჩვენებს პერიოდულ კანონს. დროთა განმავლობაში მან განიცადა გარკვეული ცვლილებები, რაც შედგებოდა ახალი, მოგვიანებით აღმოჩენილი ქიმიური ელემენტების დამატებით. მაგრამ ამან არა მხოლოდ არ გაანადგურა ქიმიური ატომების თვისებების პერიოდულობის იდეა, რომლითაც იგი ხელმძღვანელობდა, არამედ თითოეულმა მათგანმა დაადასტურა ჩვენი მეცნიერის მიერ ჩამოყალიბებული კანონი.

რუსი მეცნიერების მიერ აღმოჩენილი პერიოდული კანონი და მის საფუძველზე შექმნილი კანონი გახდა თანამედროვე ქიმიის საიმედო საფუძველი. ამის წყალობით მენდელეევმა შეასწორა ზოგიერთი ატომის მასა და იწინასწარმეტყველა ბუნებაში სამი ჯერ კიდევ აღმოუჩენელი ელემენტის არსებობა, რომლებმაც მოგვიანებით ექსპერიმენტული დადასტურება იპოვეს და აღმოაჩინეს გალიუმი, სკანდიუმი და გერმანიუმი. ამ ყველაფერმა განაპირობა პერიოდული სისტემის საყოველთაო მიღება. პერიოდული კანონის მნიშვნელობა არ შეიძლება გადაჭარბებული იყოს, რადგან ეს აღმოჩენა იყო დიდი ღირებულებაქიმიის განვითარებაში.

გაკვეთილი 5 მე-10 კლასი(სწავლის პირველი წელი)

პერიოდული კანონი და ქიმიური ელემენტების სისტემა დ.ი.მენდელეევის გეგმის მიხედვით

1. დ.ი.მენდელეევის მიერ პერიოდული კანონისა და ქიმიური ელემენტების სისტემის აღმოჩენის ისტორია.

2. პერიოდული კანონი დ.ი.მენდელეევის მიერ ჩამოყალიბებული.

3. პერიოდული კანონის თანამედროვე ფორმულირება.

4. დ.ი.მენდელეევის პერიოდული კანონისა და ქიმიური ელემენტების სისტემის მნიშვნელობა.

5. ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა არის პერიოდული კანონის გრაფიკული ასახვა. პერიოდული სისტემის სტრუქტურა: პერიოდები, ჯგუფები, ქვეჯგუფები.

6. ქიმიური ელემენტების თვისებების დამოკიდებულება მათი ატომების აგებულებაზე.

1869 წლის 1 მარტი (ახალი სტილი) ითვლება ქიმიის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კანონის - პერიოდული კანონის აღმოჩენის თარიღად. მე-19 საუკუნის შუა ხანებში. ცნობილი იყო 63 ქიმიური ელემენტი და საჭირო იყო მათი კლასიფიკაცია. ასეთი კლასიფიკაციის მცდელობა ბევრმა მეცნიერმა გააკეთა (W. Odling და J. A. R. Newlands, J. B. A. Dumas და A. E. Chancourtois, I. V. Debereiner და L. Y. Meyer), მაგრამ მხოლოდ დ.ი. მენდელეევმა მოახერხა გარკვეული ნიმუშის დანახვა ელემენტების გაზრდის მოწყობით. მათი ატომური მასების რიგი. ეს ნიმუში პერიოდულია, ამიტომ მენდელეევმა აღმოაჩინა კანონი შემდეგნაირად: ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც მათი ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად არის დამოკიდებული ელემენტის ატომურ მასაზე.

მენდელეევის მიერ შემოთავაზებულ ქიმიურ ელემენტთა სისტემაში არსებობდა მთელი რიგი წინააღმდეგობები, რომლებიც თავად პერიოდული კანონის ავტორმა ვერ აღმოფხვრა (არგონ-კალიუმი, ტელურუმი-იოდი, კობალტ-ნიკელი). მხოლოდ მე-20 საუკუნის დასაწყისში, ატომის სტრუქტურის აღმოჩენის შემდეგ, ახსნილი იქნა პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა და გამოჩნდა მისი თანამედროვე ფორმულირება: ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც მათი ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად არის დამოკიდებული მათი ატომების ბირთვების მუხტის სიდიდეზე.

ეს ფორმულირება დასტურდება იზოტოპების არსებობით, რომელთა ქიმიური თვისებები იდენტურია, თუმცა ატომური მასებიგანსხვავებულები არიან.

პერიოდული კანონი არის ბუნების ერთ-ერთი ძირითადი კანონი და ქიმიის ყველაზე მნიშვნელოვანი კანონი. ამ კანონის აღმოჩენით იწყება ქიმიური მეცნიერების განვითარების თანამედროვე ეტაპი. მიუხედავად იმისა, რომ პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა ცხადი გახდა მხოლოდ ატომური სტრუქტურის თეორიის შექმნის შემდეგ, ეს თეორია თავად განვითარდა პერიოდული კანონისა და ქიმიური ელემენტების სისტემის საფუძველზე. კანონი ეხმარება მეცნიერებს შექმნან ახალი ქიმიური ელემენტები და ელემენტების ახალი ნაერთები და მიიღონ ნივთიერებები სასურველი თვისებებით. თავად მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა 12 ელემენტის არსებობა, რომლებიც იმ დროს ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი და განსაზღვრა მათი პოზიცია პერიოდულ სისტემაში. მან დეტალურად აღწერა ამ სამი ელემენტის თვისებები და მეცნიერის სიცოცხლის განმავლობაში ეს ელემენტები აღმოაჩინეს ("ეკაბორი" - გალიუმი, "ეკაალუმინი" - სკანდიუმი, "ეკასილიკონი" - გერმანიუმი). გარდა ამისა, პერიოდულ კანონს აქვს დიდი ფილოსოფიური მნიშვნელობა, რომელიც ადასტურებს ბუნების განვითარების ყველაზე ზოგად კანონებს.

პერიოდული კანონის გრაფიკული ასახვა არის მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა. პერიოდული სისტემის რამდენიმე ფორმა არსებობს (მოკლე, გრძელი, კიბე (შემოთავაზებულია ნ. ბორის მიერ), სპირალური). რუსეთში, მოკლე ფორმა ყველაზე გავრცელებულია. თანამედროვე პერიოდული სისტემა შეიცავს დღემდე აღმოჩენილ 110 ქიმიურ ელემენტს, რომელთაგან თითოეული იკავებს სპეციფიკურ ადგილს და აქვს საკუთარი სერიული ნომერიდა სათაური. ცხრილი განსაზღვრავს ჰორიზონტალურ მწკრივებს – პერიოდებს (1–3 – პატარა, ერთი მწკრივისაგან; 4–6 – დიდი, ორი მწკრივისაგან შემდგარი, მე–7 პერიოდი – არასრული). პერიოდების გარდა არსებობს ვერტიკალური რიგები - ჯგუფები, რომელთაგან თითოეული იყოფა ორ ქვეჯგუფად (მთავარი - ა და მეორადი - ბ). გვერდითი ქვეჯგუფები შეიცავს მხოლოდ დიდი პერიოდების ელემენტებს, რომელთაგან ყველა ავლენს მეტალის თვისებებს. ერთი და იგივე ქვეჯგუფის ელემენტებს აქვთ გარე ელექტრონული გარსების იგივე სტრუქტურა, რაც განსაზღვრავს მათ მსგავს ქიმიურ თვისებებს.

პერიოდიარის ელემენტების თანმიმდევრობა (ტუტე მეტალიდან ინერტულ გაზამდე), რომელთა ატომებს აქვთ იგივე რაოდენობის ენერგიის დონეები, რომლებიც ტოლია პერიოდის რიცხვს.

მთავარი ქვეჯგუფიარის ელემენტების ვერტიკალური რიგი, რომელთა ატომებს აქვთ ელექტრონების იგივე რაოდენობა გარე ენერგეტიკულ დონეზე. ეს რიცხვი ტოლია ჯგუფის რიცხვის (გარდა წყალბადისა და ჰელიუმის).

პერიოდული ცხრილის ყველა ელემენტი იყოფა 4 ელექტრონულ ოჯახად ( ს-, გვ-, დ-,ვ-ელემენტები) იმის მიხედვით, თუ რომელი ქვედონეა ელემენტის ატომი ბოლოს ივსება.

გვერდითი ქვეჯგუფი- ეს არის ვერტიკალური რიგი დ- ელემენტები, რომლებსაც აქვთ ელექტრონების ერთნაირი საერთო რაოდენობა თითოზე დ-წინასწარი გარე შრის ქვედონე და ს-გარე ფენის ქვედონე. ეს რიცხვი ჩვეულებრივ ტოლია ჯგუფის ნომრის.

ქიმიური ელემენტების ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებებია მეტალიურობა და არამეტალურობა.

მეტალურობაარის ქიმიური ელემენტის ატომების უნარი, დატოვონ ელექტრონები. მეტალის რაოდენობრივი მახასიათებელია იონიზაციის ენერგია.

ატომური იონიზაციის ენერგიაარის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც აუცილებელია ელემენტის ატომიდან ელექტრონის მოსაშორებლად, ანუ ატომის კატიონად გადაქცევისთვის. რაც უფრო დაბალია იონიზაციის ენერგია, მით უფრო ადვილია ატომი ელექტრონის დათმობას, მით უფრო ძლიერია ელემენტის მეტალის თვისებები.

არამეტალურობაარის ქიმიური ელემენტის ატომების უნარი მოიპოვონ ელექტრონები. არამეტალურობის რაოდენობრივი მახასიათებელია ელექტრონის აფინურობა.

ელექტრონის მიდრეკილებაარის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა ელექტრონი ნეიტრალურ ატომთან მიმაგრებისას, ანუ როცა ატომი გარდაიქმნება ანიონად. რაც უფრო დიდია ელექტრონის აფინურობა, მით უფრო ადვილად აკავშირებს ატომი ელექტრონს და მით უფრო ძლიერია ელემენტის არამეტალური თვისებები.

მეტალისა და არამეტალურობის უნივერსალური მახასიათებელია ელემენტის ელექტრონეგატიურობა (EO).

ელემენტის EO ახასიათებს მისი ატომების უნარს მიიზიდოს ელექტრონები, რომლებიც მონაწილეობენ მოლეკულის სხვა ატომებთან ქიმიური ბმების ფორმირებაში.

რაც უფრო მაღალია მეტალურობა, მით უფრო დაბალია EO.

რაც უფრო დიდია არამეტალურობა, მით მეტია EO.

პაულინგის შკალაზე ფარდობითი EO მნიშვნელობების განსაზღვრისას, ლითიუმის ატომის EO მიიღება როგორც ერთი (EO(Li) = 1); ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტია ფტორი (EO(F) = 4).

ტუტე მეტალიდან ინერტულ გაზამდე მოკლე პერიოდებში:

იზრდება ატომის ბირთვების მუხტი;

ენერგიის დონეების რაოდენობა არ იცვლება;

ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე იზრდება 1-დან 8-მდე;

ატომების რადიუსი მცირდება;

იზრდება გარე შრისა და ბირთვის ელექტრონებს შორის კავშირის სიძლიერე;

იონიზაციის ენერგია იზრდება;

იზრდება ელექტრონის მიდრეკილება;

EO იზრდება;

მცირდება ელემენტების მეტალურობა;

იზრდება ელემენტების არამეტალურობა.

ყველა დ- მოცემული პერიოდის ელემენტები მსგავსია მათი თვისებებით - ისინი ყველა მეტალია, აქვთ ოდნავ განსხვავებული ატომური რადიუსი და EO მნიშვნელობები, რადგან ისინი შეიცავენ ელექტრონების იგივე რაოდენობას გარე დონეზე (მაგალითად, მე -4 პერიოდში - გარდა Cr და Cu).

მთავარ ქვეჯგუფებში ზემოდან ქვემოდან:

ატომში ენერგიის დონეების რაოდენობა იზრდება;

ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე იგივეა;

იზრდება ატომების რადიუსი;

მცირდება კავშირის სიძლიერე გარე დონის ელექტრონებსა და ბირთვს შორის;

იონიზაციის ენერგია მცირდება;

მცირდება ელექტრონის მიდრეკილება;

EO მცირდება;

იზრდება ელემენტების მეტალურობა;

მცირდება ელემენტების არამეტალურობა.