19-cu əsrin birinci yarısında elementləri sistemləşdirmək və metalları dövri sistemdə birləşdirmək üçün müxtəlif cəhdlər olmuşdur. Məhz bu tarixi dövrdə kimyəvi analiz kimi tədqiqat metodu yarandı.
Elementlərin Dövri Cədvəlinin kəşf tarixindən
Xüsusi kimyəvi xassələri təyin etmək üçün oxşar texnikadan istifadə edərək, o dövrün alimləri elementləri onların kəmiyyət xüsusiyyətlərini, eləcə də atom çəkisini rəhbər tutaraq qruplara birləşdirməyə çalışırdılar.
Atom çəkisindən istifadə
Beləliklə, I. V. Dubereiner 1817-ci ildə müəyyən etdi ki, stronsiumun atom çəkisi barium və kalsiumun çəkisinə oxşardır. O, həmçinin barium, stronsium və kalsiumun xassələri arasında çoxlu ortaq cəhətlərin olduğunu öyrənə bildi. Bu müşahidələrə əsaslanaraq məşhur kimyaçı elementlər triadası deyilən şeyi tərtib etdi. Digər maddələr oxşar qruplarda birləşdirilib:
- kükürd, selen, tellur;
- xlor, brom, yod;
- litium, natrium, kalium.
Kimyəvi xassələrə görə təsnifat
L. Gmelin 1843-cü ildə bənzər bir cədvəl təklif etdielementləri kimyəvi xassələrinə görə ciddi ardıcıllıqla. Azot, hidrogen, oksigeni əsas elementlər hesab etdiyi bu kimyaçı onları masasının kənarına qoydu.
Oksigenin altında elementlərin tetradları (hər biri 4 işarəli) və pentadları (hər biri 5 işarə) qoydu. Dövri sistemdəki metallar Berzeliusun terminologiyasına uyğun olaraq yerləşdirilmişdir. Qmelin tərəfindən təsəvvür edildiyi kimi, bütün elementlər dövri sistemin hər bir alt qrupu daxilində elektronmənfilik xassələrinin azalması ilə müəyyən edilmişdir.
Elementləri şaquli şəkildə birləşdirin
Alexander Emile de Chancourtois 1863-cü ildə artan atom çəkilərindəki bütün elementləri silindrin üzərinə qoydu və onu bir neçə şaquli zolaqlara ayırdı. Bu bölgü nəticəsində oxşar fiziki və kimyəvi xassələrə malik elementlər vertikallarda yerləşir.
Oktavalar qanunu
D. Newlands 1864-cü ildə olduqca maraqlı bir nümunə kəşf etdi. Kimyəvi elementlər atom çəkilərinə görə artan ardıcıllıqla düzüldükdə, hər səkkizinci element birinci ilə oxşarlıq göstərir. Newlands oxşar faktı oktava qanunu adlandırdı (səkkiz not).
Onun dövri sistemi çox ixtiyari idi, ona görə də müşahidəçi alimin ideyası musiqi ilə əlaqələndirilərək "oktava" versiyası adlanırdı. Müasir PS quruluşuna ən yaxın olan Newlands versiyası idi. Lakin qeyd olunan oktava qanununa görə, yalnız 17 element öz dövri xassələrini saxlamış, qalan işarələr isə belə qanunauyğunluq göstərməmişdir.
Odling masaları
U. Odling eyni anda elementlər cədvəlinin bir neçə variantını təqdim etdi. Birincidə1857-ci ildə yaradılmış versiyada onları 9 qrupa bölməyi təklif etdi. 1861-ci ildə kimyaçı oxşar kimyəvi xassələrə malik işarələri qruplaşdıraraq cədvəlin orijinal versiyasına bəzi düzəlişlər etdi.
1868-ci ildə təklif edilən Odlinq cədvəlinin bir variantı, artan atom çəkilərində 45 elementin düzülməsini nəzərdə tuturdu. Yeri gəlmişkən, məhz bu cədvəl sonralar D. İ. Mendeleyevin dövri sisteminin prototipinə çevrildi.
Valentlik bölgüsü
L. Meyer 1864-cü ildə 44 elementdən ibarət bir cədvəl təklif etdi. Onlar hidrogen valentliyinə görə 6 sütunda yerləşdirilib. Cədvəl eyni anda iki hissədən ibarət idi. Əsas olan altı qrupu birləşdirən, artan atom çəkilərində 28 işarəni özündə birləşdirdi. Quruluşunda kimyəvi xassələrə oxşar əlamətlərdən pentadlar və tetradlar göründü. Meyer qalan elementləri ikinci cədvələ yerləşdirdi.
Elementlər cədvəlinin yaradılmasında D. İ. Mendeleyevin töhfəsi
D. İ. Mendeleyevin müasir dövri elementlər sistemi 1869-cu ildə tərtib edilmiş Mayer cədvəlləri əsasında yaranmışdır. İkinci versiyada Mayer işarələri 16 qrupa ayırdı, məlum kimyəvi xassələri nəzərə alaraq elementləri pentada və tetrada yerləşdirdi. Və valentlik əvəzinə qruplar üçün sadə nömrələmədən istifadə etdi. Onun tərkibində bor, torium, hidrogen, niobium, uran yox idi.
Müasir nəşrlərdə təqdim olunan formada dövri sistemin strukturu dərhal ortaya çıxmadı. Fərqləndirmək olardövri sistemin yaradıldığı üç əsas mərhələ:
- Cədvəlin ilk versiyası tikinti blokları üzərində təqdim edilmişdir. Elementlərin xassələri ilə onların atom çəkilərinin dəyərləri arasındakı əlaqənin dövri təbiəti izlənildi. Mendeleyev 1868-1869-cu illərdə işarələrin təsnifatının bu versiyasını təklif etmişdir
- Alim elementlərin müəyyən sütuna düşəcəyi meyarları əks etdirmədiyi üçün ilkin sistemdən imtina edir. O, işarələri kimyəvi xassələrin oxşarlığına görə yerləşdirməyi təklif edir (fevral 1869)
- 1870-ci ildə Dmitri Mendeleyev elementlərin müasir dövri sistemini elm aləminə təqdim etdi.
Rus kimyaçısının versiyası həm metalların dövri sistemdəki mövqeyini, həm də qeyri-metalların xassələrini nəzərə aldı. Mendeleyevin parlaq ixtirasının ilk nəşrindən keçən illər ərzində cədvəl heç bir əsaslı dəyişikliyə məruz qalmamışdır. Və Dmitri İvanoviçin dövründə boş qalan yerlərdə onun ölümündən sonra kəşf edilən yeni elementlər meydana çıxdı.
Dövri cədvəlin xüsusiyyətləri
Niyə təsvir edilən sistemin dövri olduğu hesab edilir? Bu, cədvəlin strukturu ilə bağlıdır.
Ümumilikdə, o, 8 qrupdan ibarətdir və hər birinin iki alt qrupu var: əsas (əsas) və ikinci dərəcəli. Belə çıxır ki, cəmi 16 alt qrup var. Onlar şaquli, yəni yuxarıdan aşağıya doğru yerləşir.
Bundan başqa, cədvəldə nöqtə adlanan üfüqi sıralar da var. Onların da öz varkiçik və böyük əlavə bölmə. Dövri sistemin xarakteristikası elementin yerinin nəzərə alınmasını nəzərdə tutur: onun qrupu, altqrupu və dövrü.
Əsas alt qruplarda xassələr necə dəyişir
Dövri cədvəldəki bütün əsas alt qruplar ikinci dövrün elementləri ilə başlayır. Eyni əsas alt qrupa aid işarələr üçün xarici elektronların sayı eynidir, lakin sonuncu elektronlarla müsbət nüvə arasındakı məsafə dəyişir.
Bundan əlavə, yuxarıdan onlarda elementin atom çəkisinin (nisbi atom kütləsinin) artması baş verir. Məhz bu göstərici əsas alt qruplar daxilində xassələrdə dəyişikliklərin qanunauyğunluqlarını müəyyən etmək üçün müəyyənedici amildir.
Əsas altqrupda radius (müsbət nüvə ilə xarici mənfi elektronlar arasındakı məsafə) artdığından qeyri-metal xüsusiyyətlər (kimyəvi çevrilmələr zamanı elektronları qəbul etmək qabiliyyəti) azalır. Metal xassələrin dəyişməsinə (digər atomlara elektronların verilməsi) gəlincə, bu, artacaq.
Dövri sistemdən istifadə edərək, eyni əsas alt qrupun müxtəlif nümayəndələrinin xassələrini müqayisə edə bilərsiniz. Mendeleyev dövri sistemi yaratdığı dövrdə hələ də maddənin quruluşu haqqında məlumat yox idi. Təəccüblü odur ki, atomun quruluşu nəzəriyyəsi yarandıqdan sonra təhsil məktəblərində və ixtisaslaşdırılmış kimya universitetlərində oxunmuş və hazırda Mendeleyevin fərziyyəsini təsdiqləmiş və onun atomların cədvəl daxilində düzülməsi ilə bağlı fərziyyələrini təkzib etməmişdir.
Elektronegativlikəsas altqruplar aşağıya doğru azalır, yəni element qrupda nə qədər aşağı yerləşərsə, onun atomları birləşdirmək qabiliyyəti bir o qədər az olar.
Yan altqruplardakı atomların xassələrinin dəyişdirilməsi
Mendeleyev sistemi dövri olduğu üçün belə altqruplarda xassələrin dəyişməsi tərs ardıcıllıqla baş verir. Belə alt qruplara 4-cü dövrdən başlayan elementlər (d və f ailələrinin nümayəndələri) daxildir. Bu altqruplarda metal xassələr aşağıya doğru azalır, lakin xarici elektronların sayı bir altqrupun bütün nümayəndələri üçün eynidir.
PS-də dövrlərin strukturunun xüsusiyyətləri
Rus kimyaçı cədvəlində birinci dövr istisna olmaqla, hər yeni dövr aktiv qələvi metal ilə başlayır. Sonrakı yerdə kimyəvi çevrilmələrdə ikili xüsusiyyətlər nümayiş etdirən amfoter metallar var. Sonra qeyri-metal xüsusiyyətləri olan bir neçə element var. Dövr inert qazla bitir (qeyri-metal, praktik, kimyəvi aktivlik göstərmir).
Sistemin dövri olduğunu nəzərə alsaq, dövrlərdə aktivlikdə dəyişiklik olur. Soldan sağa, azaldıcı aktivlik (metal xüsusiyyətlər) azalacaq, oksidləşdirici aktivlik (qeyri-metal xüsusiyyətlər) artacaq. Beləliklə, dövrün ən parlaq metalları solda, qeyri-metallar isə sağdadır.
İki cərgədən (4-7) ibarət olan böyük dövrlərdə dövri xarakter də görünür, lakin d və ya f ailəsinin nümayəndələrinin olması səbəbindən cərgədə daha çox metal elementlər olur.
Əsas alt qrupların adları
Dövri sistemdə mövcud olan element qruplarının bir hissəsi öz adlarını almışdır. Altqrupun birinci A qrupunun nümayəndələrinə qələvi metallar deyilir. Metallar bu adı su ilə aktivliyinə borcludur və nəticədə kaustik qələvilər əmələ gəlir.
İkinci qrup A altqrupu qələvi torpaq metalları hesab olunur. Bu cür metallar su ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda oksidlər əmələ gətirir, onlara bir vaxtlar torpaq deyilirdi. Məhz o vaxtdan bu altqrupun nümayəndələrinə oxşar ad verildi.
Oksigen yarımqrupunun qeyri-metallarına xalkogenlər, 7 A qrupunun nümayəndələrinə isə halogenlər deyilir. 8 Alt qrup minimal kimyəvi aktivliyə görə inert qazlar adlanır.
Məktəb kursunda PS
Məktəblilər üçün adətən dövri cədvəlin variantı təklif olunur ki, burada qruplara, alt qruplara, dövrlərə əlavə olaraq daha yüksək uçucu birləşmələrin və daha yüksək oksidlərin düsturları da göstərilir. Belə bir hiylə tələbələrə daha yüksək oksidləri tərtib etmək bacarıqlarını inkişaf etdirməyə imkan verir. Bitmiş ən yüksək oksidi əldə etmək üçün elementin əvəzinə alt qrupun nümayəndəsinin işarəsini əvəz etmək kifayətdir.
Uçucu hidrogen birləşmələrinin ümumi görünüşünə diqqətlə baxsanız, onların yalnız qeyri-metallar üçün xarakterik olduğunu görə bilərsiniz. Metallar bu qrupların tipik nümayəndələri olduğu üçün 1-3-cü qruplarda tire var.
Bundan əlavə, bəzi məktəb kimya dərsliklərində hər bir işarə elektronların boyunca paylanmasını göstərir.enerji səviyyələri. Mendeleyevin işlədiyi dövrdə bu məlumat yox idi, oxşar elmi faktlar çox sonra ortaya çıxdı.
Siz həmçinin xarici elektron səviyyənin düsturunu görə bilərsiniz, onun vasitəsilə bu elementin hansı ailəyə aid olduğunu təxmin etmək asandır. İmtahan sessiyalarında bu cür məsləhətlər qəbuledilməzdir, buna görə də kimyəvi biliklərini OGE və ya Vahid Dövlət İmtahanında nümayiş etdirmək qərarına gələn 9 və 11-ci sinif məzunlarına dövri cədvəllərin klassik qara və ağ versiyaları verilir, bunlarda əlavə məlumat yoxdur. atomun quruluşu, ali oksidlərin düsturları, uçucu hidrogen birləşmələrinin tərkibi.
Belə bir qərar olduqca məntiqli və başa düşüləndir, çünki Mendeleyev və Lomonosovun izi ilə getməyə qərar verən məktəblilər üçün sistemin klassik versiyasından istifadə etmək çətin olmayacaq, sadəcə göstərişlərə ehtiyac duymurlar..
Atom və molekulyar nəzəriyyənin gələcək inkişafında ən mühüm rolu məhz D. İ. Mendeleyevin dövri qanunu və sistemi oynamışdır. Sistemin yaradılmasından sonra alimlər elementin tərkibinin öyrənilməsinə daha çox diqqət yetirməyə başladılar. Cədvəl sadə maddələr, eləcə də onların əmələ gətirdiyi elementlərin təbiəti və xassələri haqqında bəzi məlumatları aydınlaşdırmağa kömək etdi.
Mendeleyev özü tezliklə yeni elementlərin kəşf ediləcəyini fərz etdi və metalların dövri sistemdəki mövqeyini təmin etdi. Məhz sonuncunun meydana çıxmasından sonra kimyada yeni dövr başladı. Bundan əlavə, atomun quruluşu ilə əlaqəli bir çox əlaqəli elmlərin formalaşmasına ciddi bir başlanğıc verildi vəelementlərin çevrilməsi.
