Vier Möglichkeiten, Nukleonen hinzuzufügen
Die Mechanismen der Nukleonenaddition können in vier Typen unterteilt werden: S, P, D und F. Diese Additionstypen werden durch den farbigen Hintergrund in der von D.I. präsentierten Version der Tabelle widergespiegelt. Mendelejew.
Die erste Art der Addition ist das S-Schema, bei dem Nukleonen entlang der vertikalen Achse zum Kern hinzugefügt werden. Die Anordnung angelagerter Nukleonen dieser Art im internuklearen Raum wird nun als S-Elektronen identifiziert, obwohl es in dieser Zone keine S-Elektronen gibt, sondern nur kugelförmige Raumladungsbereiche, die für molekulare Wechselwirkung sorgen.
Die zweite Art der Addition ist das P-Schema, bei dem Nukleonen dem Kern in der horizontalen Ebene hinzugefügt werden. Die Kartierung dieser Nukleonen im Kernzwischenraum wird als P-Elektronen identifiziert, obwohl es sich auch hier nur um Bereiche der Raumladung handelt, die vom Kern im Kernzwischenraum erzeugt werden.
Die dritte Art der Addition ist das D-Schema, bei dem Nukleonen zu Neutronen in der horizontalen Ebene hinzugefügt werden, und schließlich ist die vierte Art der Addition das F-Schema, bei dem Nukleonen zu Neutronen entlang der vertikalen Achse hinzugefügt werden. Jede Verbindungsart verleiht dem Atom Eigenschaften, die für diese Verbindungsart charakteristisch sind, daher sind in der Zusammensetzung der Perioden der Tabelle D.I. Mendelejew identifiziert seit langem Untergruppen basierend auf der Art der S-, P-, D- und F-Bindungen.
Da durch die Hinzufügung jedes nachfolgenden Nukleons ein Isotop des vorhergehenden oder nachfolgenden Elements entsteht, kann die genaue Anordnung der Nukleonen entsprechend der Art der S-, P-, D- und F-Bindungen nur anhand der Tabelle der bekannten Isotope (Nuklide) dargestellt werden. eine Version davon (aus Wikipedia), die wir verwendet haben.
Wir haben diese Tabelle in Perioden unterteilt (siehe Tabellen der Füllperioden) und in jeder Periode angegeben, nach welchem Schema jedes Nukleon hinzugefügt wird. Da sich gemäß der Mikroquantentheorie jedes Nukleon nur an einer genau definierten Stelle mit dem Kern verbinden kann, sind Anzahl und Muster der Nukleonenaddition in jeder Periode unterschiedlich, jedoch in allen Perioden der D.I.-Tabelle. Mendelejews Gesetze der Nukleonenaddition werden ausnahmslos für alle Nukleonen einheitlich erfüllt.
Wie Sie sehen können, erfolgt die Addition von Nukleonen in den Perioden II und III nur nach den Schemata S und P, in den Perioden IV und V – nach den Schemata S, P und D und in den Perioden VI und VII – nach S, P-, D- und F-Systeme. Es stellte sich heraus, dass die Gesetze der Nukleonenaddition so genau erfüllt sind, dass es für uns nicht schwierig war, die Zusammensetzung des Kerns der letzten Elemente der VII. Periode zu berechnen, die in der Tabelle von D.I. aufgeführt sind. Mendeleevs Zahlen sind 113, 114, 115, 116 und 118.
Nach unseren Berechnungen besteht das letzte Element der VII. Periode, das wir Rs („Russland“ von „Russland“) nannten, aus 314 Nukleonen und hat die Isotope 314, 315, 316, 317 und 318. Das ihm vorangehende Element ist Nr („Novorossiy“ von „ Novorossiya“) besteht aus 313 Nukleonen. Wir sind jedem sehr dankbar, der unsere Berechnungen bestätigen oder widerlegen kann.
Ehrlich gesagt sind wir selbst erstaunt darüber, wie genau der Universalkonstruktor arbeitet, der dafür sorgt, dass jedes nachfolgende Nukleon nur an seinem einzig richtigen Ort befestigt wird, und wenn das Nukleon falsch platziert wird, dann sorgt der Konstruktor für den Zerfall des Atoms und setzt ein zusammen neues Atom aus seinen Ersatzteilen. In unseren Filmen haben wir nur die Grundgesetze der Arbeit des Universal Designers gezeigt, aber es gibt so viele Nuancen in seiner Arbeit, dass es der Anstrengung vieler Generationen von Wissenschaftlern bedarf, sie zu verstehen.
Aber die Menschheit muss die Gesetze der Arbeit des Universal Designers verstehen, wenn sie an technologischem Fortschritt interessiert ist, denn die Kenntnis der Prinzipien der Arbeit des Universal Designers eröffnet völlig neue Perspektiven in allen Bereichen menschlichen Handelns – von der Schaffung von einzigartige Strukturmaterialien für den Zusammenbau lebender Organismen.
Ausfüllen der zweiten Periode der Tabelle der chemischen Elemente
Ausfüllen der dritten Periode der Tabelle der chemischen Elemente
Ausfüllen der vierten Periode der Tabelle der chemischen Elemente
Ausfüllen der fünften Periode der Tabelle der chemischen Elemente
Ausfüllen der sechsten Periode der Tabelle der chemischen Elemente
Ausfüllen der siebten Periode der Tabelle der chemischen Elemente
Das Periodensystem ist eine geordnete Menge chemischer Elemente, deren natürliche Klassifizierung ein grafischer (tabellarischer) Ausdruck des Periodengesetzes chemischer Elemente ist. Seine Struktur, die in vielerlei Hinsicht der modernen ähnelt, wurde von D. I. Mendeleev auf der Grundlage des Periodengesetzes in den Jahren 1869–1871 entwickelt.
Der Prototyp des Periodensystems war die „Erfahrung eines Systems von Elementen auf der Grundlage ihres Atomgewichts und ihrer chemischen Ähnlichkeit“, zusammengestellt von D. I. Mendeleev am 1. März 1869. Im Laufe von zweieinhalb Jahren verbesserte der Wissenschaftler das System kontinuierlich „Erfahrung eines Systems“ führte die Idee von Gruppen, Reihen und Perioden von Elementen ein. Dadurch erhielt die Struktur des Periodensystems weitgehend moderne Umrisse.
Das Konzept des Platzes eines Elements im System, bestimmt durch die Zahlen der Gruppe und der Periode, wurde für seine Entwicklung wichtig. Basierend auf diesem Konzept kam Mendelejew zu dem Schluss, dass es notwendig sei, die Atommassen einiger Elemente zu ändern: Uran, Indium, Cer und seine Satelliten. Dies war die erste praktische Anwendung des Periodensystems. Mendelejew sagte auch zum ersten Mal die Existenz und Eigenschaften mehrerer unbekannter Elemente voraus. Der Wissenschaftler beschrieb ausführlich die wichtigsten Eigenschaften von Eka-Aluminium (die Zukunft von Gallium), Eka-Bor (Scandium) und Eka-Silizium (Germanium). Darüber hinaus sagte er die Existenz von Analoga von Mangan (zukünftiges Technetium und Rhenium), Tellur (Polonium), Jod (Astatin), Cäsium (Frankreich), Barium (Radium) und Tantal (Protactinium) voraus. Die Vorhersagen des Wissenschaftlers zu diesen Elementen waren allgemeiner Natur, da sich diese Elemente in wenig erforschten Bereichen des Periodensystems befanden.
Die ersten Versionen des Periodensystems stellten größtenteils nur eine empirische Verallgemeinerung dar. Schließlich war die physikalische Bedeutung des periodischen Gesetzes unklar, es gab keine Erklärung für die Gründe für die periodische Änderung der Eigenschaften von Elementen in Abhängigkeit von der Zunahme der Atommassen. In dieser Hinsicht blieben viele Probleme ungelöst. Gibt es Grenzen des Periodensystems? Ist es möglich, die genaue Anzahl der vorhandenen Elemente zu ermitteln? Die Struktur der sechsten Periode blieb unklar – wie hoch war die genaue Menge an Seltenerdelementen? Es war unbekannt, ob noch Elemente zwischen Wasserstoff und Lithium existierten und wie die Struktur der ersten Periode war. Daher traten bis zur physikalischen Begründung des Periodengesetzes und der Entwicklung der Theorie des Periodensystems mehr als einmal ernsthafte Schwierigkeiten auf. Die Entdeckung in den Jahren 1894–1898 war unerwartet. fünf Edelgase, die im Periodensystem keinen Platz zu haben schienen. Diese Schwierigkeit wurde dank der Idee beseitigt, eine unabhängige Nullgruppe in die Struktur des Periodensystems aufzunehmen. Massenentdeckung von Radioelementen an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert. (1910 betrug ihre Zahl etwa 40) führte zu einem scharfen Widerspruch zwischen der Notwendigkeit, sie in das Periodensystem aufzunehmen, und seiner bestehenden Struktur. In der sechsten und siebten Periode gab es für sie nur 7 offene Stellen. Dieses Problem wurde durch die Aufstellung von Verschiebungsregeln und die Entdeckung von Isotopen gelöst.
Einer der Hauptgründe für die Unmöglichkeit, die physikalische Bedeutung des Periodengesetzes und die Struktur des Periodensystems zu erklären, war, dass unbekannt war, wie das Atom aufgebaut war (siehe Atom). Der wichtigste Meilenstein in der Entwicklung des Periodensystems war die Erstellung des Atommodells durch E. Rutherford (1911). Auf dieser Grundlage schlug der niederländische Wissenschaftler A. Van den Broek (1913) vor, dass die Seriennummer eines Elements im Periodensystem numerisch gleich der Ladung des Atomkerns (Z) ist. Dies wurde experimentell vom englischen Wissenschaftler G. Moseley (1913) bestätigt. Das periodische Gesetz erhielt eine physikalische Begründung: Die Periodizität von Änderungen der Eigenschaften von Elementen wurde in Abhängigkeit von der Z-Ladung des Atomkerns des Elements und nicht von der Atommasse betrachtet (siehe Periodisches Gesetz chemischer Elemente).
Dadurch wurde die Struktur des Periodensystems deutlich gestärkt. Die untere Grenze des Systems wurde ermittelt. Das ist Wasserstoff – das Element mit einem Minimum Z = 1. Es ist möglich geworden, die Anzahl der Elemente zwischen Wasserstoff und Uran genau abzuschätzen. Es wurden „Lücken“ im Periodensystem identifiziert, die unbekannten Elementen mit Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87 entsprechen. Allerdings blieben Fragen zur genauen Anzahl der Seltenerdelemente und vor allem die Gründe dafür unklar Die Periodizität von Änderungen der Eigenschaften von Elementen wurde in Abhängigkeit von Z nicht aufgedeckt.
Basierend auf der etablierten Struktur des Periodensystems und den Ergebnissen der Untersuchung von Atomspektren entwickelte der dänische Wissenschaftler N. Bohr in den Jahren 1918–1921. entwickelte Ideen über die Reihenfolge des Aufbaus elektronischer Schalen und Unterschalen in Atomen. Der Wissenschaftler kam zu dem Schluss, dass ähnliche Arten elektronischer Konfigurationen der äußeren Hüllen von Atomen periodisch wiederholt werden. Somit wurde gezeigt, dass die Periodizität von Änderungen der Eigenschaften chemischer Elemente durch die Existenz von Periodizität beim Aufbau elektronischer Schalen und Unterschalen von Atomen erklärt wird.
Das Periodensystem umfasst mehr als 100 Elemente. Davon wurden alle transuranischen Elemente (Z = 93–110) sowie Elemente mit Z = 43 (Technetium), 61 (Promethium), 85 (Astatin), 87 (Francium) künstlich gewonnen. Im Laufe der gesamten Geschichte des Periodensystems wurde eine sehr große Anzahl (>500) Varianten seiner grafischen Darstellung vorgeschlagen, hauptsächlich in Form von Tabellen, aber auch in Form verschiedener geometrischer Figuren (räumlich und planar). ), analytische Kurven (Spiralen usw.) usw. Am weitesten verbreitet sind kurze, halblange, lange und Leiterformen von Tabellen. Derzeit wird die Kurzform bevorzugt.
Das Grundprinzip beim Aufbau des Periodensystems ist seine Unterteilung in Gruppen und Perioden. Mendelejews Konzept der Elementreihe wird heute nicht mehr verwendet, da es keine physikalische Bedeutung hat. Die Gruppen wiederum sind in Haupt- (a) und Nebenuntergruppen (b) unterteilt. Jede Untergruppe enthält Elemente – chemische Analoga. Auch Elemente der a- und b-Untergruppen weisen in den meisten Gruppen eine gewisse Ähnlichkeit zueinander auf, vor allem in höheren Oxidationsstufen, die in der Regel gleich der Gruppennummer sind. Eine Periode ist eine Ansammlung von Elementen, die mit einem Alkalimetall beginnt und mit einem Inertgas endet (ein Sonderfall ist die erste Periode). Jede Periode enthält eine genau definierte Anzahl von Elementen. Das Periodensystem besteht aus acht Gruppen und sieben Perioden, wobei die siebte Periode noch nicht abgeschlossen ist.
Besonderheit Erste besteht darin, dass es nur zwei gasförmige Elemente in freier Form enthält: Wasserstoff und Helium. Der Platz von Wasserstoff im System ist unklar. Da es Eigenschaften aufweist, die Alkalimetallen und Halogenen gemeinsam sind, wird es entweder in die 1a- oder die Vlla-Untergruppe oder in beide gleichzeitig eingeordnet, wobei das Symbol in einer der Untergruppen in Klammern gesetzt wird. Helium ist der erste Vertreter der VIIIa-Untergruppe. Helium und alle Edelgase wurden lange Zeit in einer unabhängigen Nullgruppe getrennt. Diese Position musste nach der Synthese der chemischen Verbindungen Krypton, Xenon und Radon überarbeitet werden. Dadurch wurden die Edelgase und Elemente der ehemaligen Gruppe VIII (Eisen-, Kobalt-, Nickel- und Platinmetalle) in einer Gruppe zusammengefasst.
Zweite Die Periode enthält 8 Elemente. Es beginnt mit dem Alkalimetall Lithium, dessen einzige Oxidationsstufe +1 ist. Als nächstes kommt Beryllium (Metall, Oxidationsstufe +2). Bor weist bereits einen schwach ausgeprägten metallischen Charakter auf und ist ein Nichtmetall (Oxidationsstufe +3). Kohlenstoff ist neben Bor ein typisches Nichtmetall, das sowohl die Oxidationsstufen +4 als auch −4 aufweist. Stickstoff, Sauerstoff, Fluor und Neon sind allesamt Nichtmetalle, wobei Stickstoff die höchste Oxidationsstufe von +5 entsprechend der Gruppennummer aufweist. Sauerstoff und Fluor gehören zu den aktivsten Nichtmetallen. Das Edelgas Neon beendet den Zeitraum.
Dritte Periode (Natrium - Argon) enthält ebenfalls 8 Elemente. Die Art der Änderung ihrer Eigenschaften ähnelt weitgehend der für Elemente der zweiten Periode beobachteten. Aber auch hier gibt es einige Besonderheiten. Daher ist Magnesium im Gegensatz zu Beryllium metallischer, ebenso wie Aluminium im Vergleich zu Bor. Silizium, Phosphor, Schwefel, Chlor und Argon sind typische Nichtmetalle. Und alle außer Argon weisen höhere Oxidationsstufen auf, die der Gruppennummer entsprechen.
Wie wir sehen können, kommt es in beiden Perioden mit zunehmendem Z zu einer deutlichen Schwächung der metallischen und einer Verstärkung der nichtmetallischen Eigenschaften der Elemente. D. I. Mendelejew nannte die Elemente der zweiten und dritten Periode (in seinen Worten klein) typisch. Elemente kleiner Perioden gehören zu den häufigsten in der Natur. Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff (zusammen mit Wasserstoff) sind Organogene, also die Hauptelemente organischer Materie.
Alle Elemente der ersten bis dritten Periode werden in a-Untergruppen eingeordnet.
Vierte Periode (Kalium - Krypton) enthält 18 Elemente. Laut Mendelejew ist dies die erste große Periode. Nach dem Alkalimetall Kalium und dem Erdalkalimetall Calcium folgt eine Reihe von Elementen bestehend aus 10 sogenannten Übergangsmetallen (Scandium – Zink). Alle von ihnen sind in B-Untergruppen enthalten. Die meisten Übergangsmetalle weisen höhere Oxidationsstufen auf, die der Gruppennummer entsprechen, mit Ausnahme von Eisen, Kobalt und Nickel. Die Elemente von Gallium bis Krypton gehören zu den a-Untergruppen. Für Krypton sind eine Reihe chemischer Verbindungen bekannt.
Fünfte Die Periode (Rubidium – Xenon) ähnelt in ihrer Struktur der vierten. Es enthält außerdem eine Einlage aus 10 Übergangsmetallen (Yttrium – Cadmium). Die Elemente dieser Zeit haben ihre eigenen Merkmale. In der Trias Ruthenium – Rhodium – Palladium sind Verbindungen für Ruthenium bekannt, in denen es eine Oxidationsstufe von +8 aufweist. Alle Elemente der a-Untergruppen weisen höhere Oxidationsstufen auf, die der Gruppennummer entsprechen. Die Merkmale der Änderung der Eigenschaften von Elementen der vierten und fünften Periode mit zunehmendem Z sind im Vergleich zur zweiten und dritten Periode komplexer.
Sechste Die Periode (Cäsium - Radon) umfasst 32 Elemente. Diese Periode enthält neben 10 Übergangsmetallen (Lanthan, Hafnium – Quecksilber) auch eine Reihe von 14 Lanthanoiden – von Cer bis Lutetium. Elemente von Cer bis Lutetium sind chemisch sehr ähnlich und werden daher seit langem zur Familie der Seltenerdelemente gezählt. In der Kurzform des Periodensystems ist eine Reihe von Lanthaniden in der Lanthanzelle enthalten, und die Dekodierung dieser Reihe ist am Ende der Tabelle angegeben (siehe Lanthaniden).
Was ist die Besonderheit der Elemente der sechsten Periode? In der Triade Osmium – Iridium – Platin ist für Osmium die Oxidationsstufe +8 bekannt. Astatin hat einen ziemlich ausgeprägten metallischen Charakter. Radon hat von allen Edelgasen die größte Reaktivität. Aufgrund seiner hohen Radioaktivität wurde seine Chemie leider nur wenig untersucht (siehe Radioaktive Elemente).
Siebte Der Zeitraum beginnt in Frankreich. Wie das sechste sollte es ebenfalls 32 Elemente enthalten, von denen jedoch noch 24 bekannt sind. Francium und Radium sind jeweils Elemente der Ia- und IIa-Untergruppe, Actinium gehört zur IIIb-Untergruppe. Als nächstes kommt die Familie der Aktiniden, die Elemente von Thorium bis Lawrencium umfasst und ähnlich den Lanthaniden angeordnet ist. Die Dekodierung dieser Elementreihe ist ebenfalls am Ende der Tabelle angegeben.
Sehen wir uns nun an, wie sich die Eigenschaften chemischer Elemente ändern Untergruppen Periodensystem. Das Hauptmuster dieser Veränderung ist die Verstärkung des metallischen Charakters der Elemente mit zunehmendem Z. Dieses Muster zeigt sich besonders deutlich in den Untergruppen IIIa–VIIa. Bei Metallen der Untergruppen Ia–IIIa wird ein Anstieg der chemischen Aktivität beobachtet. Bei Elementen der Untergruppen IVa–VIIa wird mit zunehmendem Z eine Abschwächung der chemischen Aktivität der Elemente beobachtet. Bei Elementen der b-Untergruppe ist die Art der Änderung der chemischen Aktivität komplexer.
Die Theorie des Periodensystems wurde in den 20er Jahren von N. Bohr und anderen Wissenschaftlern entwickelt. 20. Jahrhundert und basiert auf einem realen Schema zur Bildung elektronischer Konfigurationen von Atomen (siehe Atom). Nach dieser Theorie erfolgt die Füllung der Elektronenschalen und Unterschalen in den Atomen der Elemente, die in den Perioden des Periodensystems enthalten sind, mit zunehmendem Z in der folgenden Reihenfolge:
| Periodennummern | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1s | 2s2p | 3s3p | 4s3d4p | 5s4d5p | 6s4f5d6p | 7s5f6d7p |
Basierend auf der Theorie des Periodensystems können wir die folgende Definition einer Periode geben: Eine Periode ist eine Menge von Elementen, die mit einem Element mit einem Wert n gleich der Periodennummer und l = 0 (s-Elemente) beginnt und endet mit einem Element mit dem gleichen Wert n und l = 1 (p-Elemente-Elemente) (siehe Atom). Die Ausnahme bildet die erste Periode, die nur 1s-Elemente enthält. Aus der Theorie des Periodensystems ergeben sich die Anzahlen der Elemente in Perioden: 2, 8, 8, 18, 18, 32...
In der Tabelle sind die Symbole der Elemente jedes Typs (s-, p-, d- und f-Elemente) auf einem bestimmten Farbhintergrund dargestellt: s-Elemente – auf Rot, p-Elemente – auf Orange, d-Elemente - auf Blau, F-Elemente - auf Grün. Jede Zelle zeigt die Ordnungszahlen und Atommassen der Elemente sowie die elektronischen Konfigurationen der äußeren Elektronenhüllen.
Aus der Theorie des Periodensystems folgt, dass die a-Untergruppen Elemente umfassen, bei denen n gleich der Periodenzahl und l = 0 und 1 ist. Die b-Untergruppen umfassen diejenigen Elemente, in deren Atomen die Vervollständigung von Schalen vorher verblieben ist unvollständig auftritt. Deshalb enthalten die erste, zweite und dritte Periode keine Elemente von b-Untergruppen.
Die Struktur des Periodensystems der Elemente hängt eng mit der Struktur der Atome chemischer Elemente zusammen. Mit zunehmendem Z wiederholen sich periodisch ähnliche Konfigurationstypen der äußeren Elektronenschalen. Sie bestimmen nämlich die Hauptmerkmale des chemischen Verhaltens von Elementen. Diese Merkmale manifestieren sich unterschiedlich für Elemente der a-Untergruppen (s- und p-Elemente), für Elemente der b-Untergruppen (Übergangs-d-Elemente) und Elemente der f-Familien – Lanthaniden und Actiniden. Einen Sonderfall stellen die Elemente der ersten Periode dar – Wasserstoff und Helium. Wasserstoff zeichnet sich durch eine hohe chemische Aktivität aus, da sein einziges 1s-Elektron leicht entfernt werden kann. Gleichzeitig ist die Konfiguration von Helium (1s 2) sehr stabil, was seine chemische Inaktivität bestimmt.
Bei Elementen der a-Untergruppen sind die äußeren Elektronenhüllen der Atome gefüllt (wobei n gleich der Periodenzahl ist), sodass sich die Eigenschaften dieser Elemente mit zunehmendem Z merklich ändern. So entsteht in der zweiten Periode Lithium (2s-Konfiguration). ) ist ein aktives Metall, das leicht sein einziges Valenzelektron verliert; Beryllium (2s 2) ist ebenfalls ein Metall, jedoch weniger aktiv, da seine Außenelektronen fester an den Kern gebunden sind. Darüber hinaus hat Bor (2s 2 p) einen schwach ausgeprägten metallischen Charakter und alle nachfolgenden Elemente der zweiten Periode, in der die 2p-Unterschale aufgebaut wird, sind bereits Nichtmetalle. Die Acht-Elektronen-Konfiguration der äußeren Elektronenhülle von Neon (2s 2 p 6) – einem Edelgas – ist sehr stark.
Die chemischen Eigenschaften der Elemente der zweiten Periode werden durch den Wunsch ihrer Atome erklärt, die elektronische Konfiguration des nächstgelegenen Inertgases anzunehmen (Heliumkonfiguration für Elemente von Lithium bis Kohlenstoff oder Neonkonfiguration für Elemente von Kohlenstoff bis Fluor). Aus diesem Grund kann beispielsweise Sauerstoff keine höhere Oxidationsstufe entsprechend seiner Gruppenzahl aufweisen: Es ist für ihn einfacher, durch die Aufnahme zusätzlicher Elektronen die Neonkonfiguration zu erreichen. Die gleiche Art von Eigenschaftsänderungen manifestiert sich in den Elementen der dritten Periode und in den s- und p-Elementen aller nachfolgenden Perioden. Gleichzeitig zeigt sich die Schwächung der Bindungsstärke zwischen Außenelektronen und Kern in a-Untergruppen mit zunehmendem Z in den Eigenschaften der entsprechenden Elemente. So kommt es bei S-Elementen zu einem spürbaren Anstieg der chemischen Aktivität mit zunehmendem Z und bei P-Elementen zu einem Anstieg der metallischen Eigenschaften.
In den Atomen der d-Übergangselemente werden zuvor unvollständige Schalen mit dem Wert der Hauptquantenzahl n vervollständigt, der um eins kleiner als die Periodenzahl ist. Die Konfiguration der äußeren Elektronenhüllen der Atome der Übergangselemente beträgt bis auf wenige Ausnahmen ns 2. Daher sind alle d-Elemente Metalle, und deshalb sind die Änderungen der Eigenschaften von d-Elementen mit zunehmendem Z nicht so dramatisch wie die, die für s- und p-Elemente beobachtet werden. In höheren Oxidationsstufen weisen d-Elemente eine gewisse Ähnlichkeit mit p-Elementen der entsprechenden Gruppen des Periodensystems auf.
Die Besonderheiten der Eigenschaften der Elemente der Triaden (VIIIb-Untergruppe) werden durch die Tatsache erklärt, dass die b-Unterschalen kurz vor der Vollendung stehen. Aus diesem Grund neigen Eisen-, Kobalt-, Nickel- und Platinmetalle in der Regel nicht dazu, Verbindungen in höheren Oxidationsstufen zu bilden. Die einzigen Ausnahmen bilden Ruthenium und Osmium, die die Oxide RuO 4 und OsO 4 ergeben. Für Elemente der Untergruppen Ib und IIb ist die d-Unterschale tatsächlich vollständig. Daher weisen sie Oxidationsstufen auf, die der Gruppennummer entsprechen.
In den Atomen der Lanthaniden und Aktiniden (allesamt Metalle) sind bisher unvollständige Elektronenhüllen vervollständigt, wobei der Wert der Hauptquantenzahl n um zwei Einheiten kleiner als die Periodenzahl ist. In den Atomen dieser Elemente bleibt die Konfiguration der äußeren Elektronenhülle (ns 2) unverändert und die dritte äußere N-Schale ist mit 4f-Elektronen gefüllt. Deshalb sind sich die Lanthaniden so ähnlich.
Bei Aktiniden ist die Situation komplizierter. In Atomen von Elementen mit Z = 90–95 können die 6d- und 5f-Elektronen an chemischen Wechselwirkungen teilnehmen. Daher haben Aktiniden viel mehr Oxidationsstufen. Beispielsweise sind für Neptunium, Plutonium und Americium Verbindungen bekannt, bei denen diese Elemente im siebenwertigen Zustand auftreten. Nur für Elemente, beginnend mit Curium (Z = 96), wird der dreiwertige Zustand stabil, aber auch dieser hat seine eigenen Eigenschaften. Somit unterscheiden sich die Eigenschaften der Actiniden erheblich von den Eigenschaften der Lanthaniden, und die beiden Familien können daher nicht als ähnlich angesehen werden.
Die Actinidenfamilie endet mit dem Element mit Z = 103 (Lawrencium). Eine Bewertung der chemischen Eigenschaften von Kurchatovium (Z = 104) und Nilsborium (Z = 105) zeigt, dass diese Elemente Analoga von Hafnium bzw. Tantal sein sollten. Daher glauben Wissenschaftler, dass nach der Bildung der Aktinidenfamilie in Atomen die systematische Füllung der 6d-Unterschale beginnt. Die chemische Natur von Elementen mit Z = 106–110 wurde experimentell nicht untersucht.
Die endgültige Anzahl der Elemente, die das Periodensystem abdeckt, ist unbekannt. Das Problem seiner Obergrenze ist vielleicht das Hauptgeheimnis des Periodensystems. Das schwerste Element, das in der Natur entdeckt wurde, ist Plutonium (Z = 94). Die Grenze der künstlichen Kernfusion ist erreicht – ein Element mit der Ordnungszahl 110. Offen bleibt die Frage: Wird es möglich sein, Elemente mit großen Ordnungszahlen zu erhalten, welche und wie viele? Dies kann noch nicht mit Sicherheit beantwortet werden.
Mithilfe komplexer Berechnungen auf elektronischen Computern versuchten Wissenschaftler, die Struktur von Atomen zu bestimmen und die wichtigsten Eigenschaften von „Superelementen“ bis hin zu riesigen Seriennummern (Z = 172 und sogar Z = 184) zu bewerten. Die erzielten Ergebnisse waren ziemlich unerwartet. Beispielsweise wird erwartet, dass in einem Atom eines Elements mit Z = 121 ein 8p-Elektron auftritt; Dies geschieht, nachdem die Bildung der 8s-Unterschale in Atomen mit Z = 119 und 120 abgeschlossen ist. Das Auftreten von p-Elektronen nach s-Elektronen wird jedoch nur in Atomen von Elementen der zweiten und dritten Periode beobachtet. Berechnungen zeigen auch, dass in Elementen der hypothetischen achten Periode die Füllung der Elektronenschalen und Unterschalen von Atomen in einer sehr komplexen und einzigartigen Reihenfolge erfolgt. Daher ist die Beurteilung der Eigenschaften der entsprechenden Elemente ein sehr schwieriges Problem. Es scheint, dass die achte Periode 50 Elemente (Z = 119–168) enthalten sollte, aber den Berechnungen zufolge sollte sie bei dem Element mit Z = 164 enden, also 4 Seriennummern früher. Und die „exotische“ neunte Periode sollte, wie sich herausstellt, aus 8 Elementen bestehen. Hier ist sein „elektronischer“ Eintrag: 9s 2 8p 4 9p 2. Mit anderen Worten, es würde nur 8 Elemente enthalten, wie die zweite und dritte Periode.
Es ist schwer zu sagen, wie wahr die mit einem Computer durchgeführten Berechnungen wären. Sollten sie sich jedoch bestätigen, wäre es notwendig, die Muster, die dem Periodensystem der Elemente und seiner Struktur zugrunde liegen, ernsthaft zu überdenken.
Das Periodensystem spielte und spielt weiterhin eine große Rolle bei der Entwicklung verschiedener Bereiche der Naturwissenschaften. Es war die wichtigste Errungenschaft der Atom- und Molekularwissenschaft und trug zur Entstehung des modernen Konzepts des „chemischen Elements“ und zur Klärung der Konzepte einfacher Substanzen und Verbindungen bei.
Die durch das Periodensystem offenbarten Gesetzmäßigkeiten hatten einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Theorie der Atomstruktur, die Entdeckung von Isotopen und die Entstehung von Ideen über die Kernperiodizität. Mit dem Periodensystem ist eine streng wissenschaftliche Formulierung des Prognoseproblems in der Chemie verbunden. Dies manifestierte sich in der Vorhersage der Existenz und Eigenschaften unbekannter Elemente sowie neuer Merkmale des chemischen Verhaltens bereits entdeckter Elemente. Heutzutage stellt das Periodensystem die Grundlage der Chemie, vor allem der anorganischen, dar und trägt wesentlich zur Lösung des Problems der chemischen Synthese von Stoffen mit vorgegebenen Eigenschaften, der Entwicklung neuer Halbleitermaterialien, der Auswahl spezifischer Katalysatoren für verschiedene chemische Prozesse usw. bei. Und schließlich Das Periodensystem ist die Grundlage des Chemieunterrichts.
Periodensystem D. I. Mendeleev, natürlich, was ein tabellarischer (oder anderer grafischer) Ausdruck ist. Das Periodensystem der Elemente wurde 1869-1871 von D. I. Mendelejew entwickelt.
Geschichte des Periodensystems der Elemente. Versuche einer Systematisierung wurden seit den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts von verschiedenen Wissenschaftlern in England und den USA unternommen. Mendeleev - I. Döbereiner, J. Dumas, französischer Chemiker A. Chancourtois, Englisch. Die Chemiker W. Odling, J. Newlands und andere stellten die Existenz von Gruppen von Elementen mit ähnlichen chemischen Eigenschaften fest, den sogenannten „natürlichen Gruppen“ (z. B. Döbereiners „Triaden“). Allerdings gingen diese Wissenschaftler nicht weiter, als bestimmte Muster innerhalb von Gruppen zu etablieren. Im Jahr 1864 schlug L. Meyer auf der Grundlage von Daten eine Tabelle vor, die das Verhältnis für mehrere charakteristische Elementgruppen zeigt. Meyer machte von seinem Tisch aus keine theoretischen Botschaften.
Der Prototyp des wissenschaftlichen Periodensystems der Elemente war die von Mendelejew am 1. März 1869 zusammengestellte Tabelle „Erfahrung eines Systems von Elementen auf der Grundlage ihrer chemischen Ähnlichkeit“ ( Reis. 1). Im Laufe der nächsten zwei Jahre verbesserte der Autor diese Tabelle und führte Ideen zu Gruppen, Reihen und Perioden von Elementen ein; unternahm einen Versuch, die Kapazität kleiner und großer Perioden abzuschätzen, die seiner Meinung nach 7 bzw. 17 Elemente enthielten. 1870 nannte er sein System natürlich und 1871 periodisch. Schon damals nahm die Struktur des Periodensystems der Elemente weitgehend moderne Umrisse an ( Reis. 2).
Das Periodensystem der Elemente erlangte nicht sofort Anerkennung als grundlegende wissenschaftliche Verallgemeinerung; Die Situation änderte sich erst nach der Entdeckung von Ga, Sc, Ge und der Feststellung der Divalenz von Be (es galt lange Zeit als dreiwertig) wesentlich. Dennoch stellte das Periodensystem der Elemente weitgehend eine empirische Verallgemeinerung von Tatsachen dar, da die physikalische Bedeutung des Periodengesetzes unklar war und es keine Erklärung für die Gründe für die periodische Änderung der Eigenschaften von Elementen in Abhängigkeit von der Zunahme gab. Daher konnten viele Tatsachen bis zur physikalischen Begründung des Periodengesetzes und der Entwicklung der Theorie des Periodensystems der Elemente nicht erklärt werden. Daher war die Entdeckung Ende des 19. Jahrhunderts unerwartet. , das im Periodensystem der Elemente keinen Platz zu haben schien; Diese Schwierigkeit wurde durch die Aufnahme von Elementen einer unabhängigen Nullgruppe (später VIIIa-Untergruppe) in das Periodensystem beseitigt. Die Entdeckung vieler „Radioelemente“ zu Beginn des 20. Jahrhunderts. führte zu einem Widerspruch zwischen der Notwendigkeit ihrer Platzierung im Periodensystem der Elemente und seiner Struktur (für mehr als 30 solcher Elemente gab es in der sechsten und siebten Periode 7 „freie“ Plätze). Dieser Widerspruch wurde durch die Entdeckung überwunden. Schließlich verlor der Wert () als Parameter, der die Eigenschaften von Elementen bestimmt, allmählich seine Bedeutung.
Einer der Hauptgründe für die Unmöglichkeit, die physikalische Bedeutung des Periodengesetzes und des Periodensystems der Elemente zu erklären, war das Fehlen einer Strukturtheorie (siehe Atomphysik). Der wichtigste Meilenstein in der Entwicklung des Periodensystems der Elemente war daher das von E. Rutherford (1911) vorgeschlagene Planetenmodell. Auf dieser Grundlage schlug der niederländische Wissenschaftler A. van den Broek (1913) vor, dass ein Element im Periodensystem der Elemente (Z) numerisch gleich der Ladung des Kerns (in Einheiten der Elementarladung) ist. Dies wurde experimentell von G. Moseley (1913-14, siehe Moseleys Gesetz) bestätigt. Somit konnte festgestellt werden, dass die Häufigkeit von Änderungen der Eigenschaften von Elementen davon abhängt und nicht von . Als Ergebnis wurde die untere Grenze des Periodensystems der Elemente auf wissenschaftlicher Grundlage bestimmt (als Element mit einem Minimum Z = 1); die Anzahl der Elemente zwischen und wird genau geschätzt; Es wurde festgestellt, dass die „Lücken“ im Periodensystem der Elemente unbekannten Elementen mit Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87 entsprechen.
Allerdings blieb die Frage nach der genauen Zahl unklar und (was besonders wichtig ist) die Gründe für die periodische Änderung der Eigenschaften von Elementen in Abhängigkeit von Z wurden nicht geklärt. Diese Gründe wurden bei der Weiterentwicklung der Theorie der Periodizität gefunden System der Elemente basierend auf Quantenkonzepten der Struktur (siehe. Weiter). Die physikalische Begründung des periodischen Gesetzes und die Entdeckung des Phänomens der Isotonie ermöglichten es, den Begriff „“ („“) wissenschaftlich zu definieren. Das beigefügte Periodensystem (siehe krank.) enthält moderne Werte von Elementen auf der Kohlenstoffskala gemäß der Internationalen Tabelle von 1973. Die langlebigsten sind in eckigen Klammern angegeben. Anstelle der stabilsten 99 Tc, 226 Ra, 231 Pa und 237 Np wurden diese (1969) von der Internationalen Kommission übernommen.
Struktur des Periodensystems der Elemente. Das moderne Periodensystem der Elemente (1975) umfasst 106; Davon wurden alle Transurane (Z = 93-106) sowie Elemente mit Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) und 87 (Fr) künstlich gewonnen. Im Laufe der gesamten Geschichte des Periodensystems der Elemente wurden zahlreiche (mehrere hundert) Varianten seiner grafischen Darstellung vorgeschlagen, hauptsächlich in Tabellenform; Bilder sind auch in Form verschiedener geometrischer Figuren (räumlich und planar), analytischer Kurven (z. B.) usw. bekannt. Am weitesten verbreitet sind drei Formen des Periodensystems der Elemente: kurz, vorgeschlagen von Mendelejew ( Reis. 2) und erhielt allgemeine Anerkennung (in seiner modernen Form wird es weitergegeben). krank.); lang ( Reis. 3); Treppe ( Reis. 4). Die Langform wurde ebenfalls von Mendelejew entwickelt und in verbesserter Form 1905 von A. Werner vorgeschlagen. Die Leiterform wurde vom englischen Wissenschaftler T. Bailey (1882), dem dänischen Wissenschaftler J. Thomsen (1895) vorgeschlagen und von N. (1921) verbessert. Jede der drei Formen hat Vor- und Nachteile. Das Grundprinzip bei der Erstellung des Periodensystems der Elemente ist die Einteilung aller Elemente in Gruppen und Perioden. Jede Gruppe ist wiederum in Haupt- (a) und sekundäre (b) Untergruppen unterteilt. Jede Untergruppe enthält Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften. Elemente der a- und b-Untergruppen jeder Gruppe weisen in der Regel eine gewisse chemische Ähnlichkeit zueinander auf, vor allem in den höheren, die in der Regel der Gruppennummer entsprechen. Eine Periode ist eine Menge von Elementen, die beginnt und endet (ein Sonderfall ist die erste Periode); Jede Periode enthält eine genau definierte Anzahl von Elementen. Das Periodensystem der Elemente besteht aus 8 Gruppen und 7 Perioden (die siebte ist noch nicht abgeschlossen).
Die Besonderheit der ersten Periode besteht darin, dass sie nur zwei Elemente enthält: H und He. Die Stellung von H im System ist nicht eindeutig: Da es gemeinsame Eigenschaften mit und aufweist, wird es entweder in die Ia- oder (vorzugsweise) in die VIIa-Untergruppe eingeordnet. - der erste Vertreter der VIIa-Untergruppe (ne und alle wurden jedoch lange Zeit zu einer unabhängigen Nullgruppe zusammengefasst).
Die zweite Periode (Li - Ne) enthält 8 Elemente. Es beginnt mit Li, das einzige davon ist gleich I. Dann kommt Be - , II. Der metallische Charakter des nächsten Elements B ist schwach ausgeprägt (III). Das darauf folgende C ist typisch und kann entweder positiv oder negativ vierwertig sein. Die folgenden N, O, F und Ne - , und nur für N entspricht das höchste V der Gruppennummer; Nur in seltenen Fällen zeigt es ein positives Ergebnis und ist für F VI bekannt. Die Periode endet mit Ne.
Die dritte Periode (Na - Ar) enthält ebenfalls 8 Elemente, deren Art der Eigenschaftenänderungen weitgehend der in der zweiten Periode beobachteten ähnelt. Allerdings ist Mg im Gegensatz zu Be metallischer, ebenso wie Al im Vergleich zu B, obwohl Al inhärent ist. Si, P, S, Cl, Ar sind typisch, aber alle (außer Ar) weisen höhere Werte auf, die der Gruppennummer entsprechen. Somit wird in beiden Perioden mit zunehmendem Z eine Schwächung des metallischen und eine Verstärkung des nichtmetallischen Charakters der Elemente beobachtet. Mendelejew nannte die Elemente der zweiten und dritten Periode (in seiner Terminologie klein) typisch. Bezeichnend ist, dass sie zu den häufigsten in der Natur gehören und C, N und O neben H die Hauptelemente organischer Materie (Organogene) sind. Alle Elemente der ersten drei Perioden sind in den Untergruppen a enthalten.
Gemäß der modernen Terminologie (siehe unten) beziehen sich die Elemente dieser Perioden auf S-Elemente (Alkali und Erdalkali), Komponenten der Ia- und IIa-Untergruppen (in der Farbtabelle rot hervorgehoben) und p-Elemente ( B – Ne, At – Ar), enthalten in den Untergruppen IIIa – VIIIa (ihre Symbole sind orange hervorgehoben). Bei Elementen kleiner Perioden ist bei einer Zunahme zunächst eine Abnahme zu beobachten, und wenn die Zahl in der Außenhülle bereits deutlich zunimmt, führt deren gegenseitige Abstoßung zu einer Zunahme. Das nächste Maximum wird zu Beginn der nächsten Periode des alkalischen Elements erreicht. Ungefähr das gleiche Muster ist typisch für.
Die vierte Periode (K – Kr) enthält 18 Elemente (die erste große Periode nach Mendelejew). Nach K und Erdalkali Ca (s-Elemente) folgt eine Reihe von zehn sogenannten (Sc - Zn) oder d-Elementen (Symbole sind blau dargestellt), die in den Untergruppen der 6 entsprechenden Gruppen enthalten sind Periodensystem. Die Mehrheit (alle) weist höhere Werte auf, die der Gruppennummer entsprechen. Die Ausnahme bildet die Triade Fe – Co – Ni, bei der die letzten beiden Elemente maximal positiv dreiwertig sind und unter bestimmten Voraussetzungen in VI bekannt ist. Die Elemente, beginnend mit Ga und endend mit Kr (p-Elemente), gehören zu den Untergruppen a, und die Art der Änderung ihrer Eigenschaften ist die gleiche wie in den entsprechenden Z-Intervallen für Elemente der zweiten und dritten Periode. Es wurde festgestellt, dass Kr (hauptsächlich mit F) gebildet werden kann, VIII ist jedoch unbekannt.
Die fünfte Periode (Rb - Xe) ist ähnlich wie die vierte aufgebaut; es hat auch einen Einsatz von 10 (Y - Cd), d-Elementen. Besonderheiten der Periode: 1) in der Triade Ru - Rh - Pd erscheint nur VIII; 2) alle Elemente der Untergruppen a weisen höhere Werte auf, die der Gruppennummer entsprechen, einschließlich Xe; 3) I hat schwache metallische Eigenschaften. Daher ist die Art der Änderung der Eigenschaften mit zunehmendem Z für Elemente der vierten und fünften Periode komplexer, da metallische Eigenschaften über einen großen Bereich erhalten bleiben.
Die sechste Periode (Cs – Rn) umfasst 32 Elemente. Zusätzlich zu 10 d-Elementen (La, Hf – Hg) enthält es einen Satz von 14 f-Elementen, von Ce bis Lu (schwarze Symbole). Die Elemente La bis Lu sind chemisch ziemlich ähnlich. In der Kurzform des Periodensystems sind die Elemente in La enthalten (da sie überwiegend III sind) und werden als separate Zeile am Ende der Tabelle geschrieben. Diese Technik ist etwas umständlich, da 14 Elemente außerhalb der Tabelle zu liegen scheinen. Die Lang- und Leiterformen des Periodensystems der Elemente weisen einen solchen Nachteil nicht auf, was die Besonderheit vor dem Hintergrund der ganzheitlichen Struktur des Periodensystems der Elemente gut widerspiegelt. Merkmale der Zeit: 1) in der Triade Os - Ir - Pt erscheint nur VIII; 2) At hat einen ausgeprägteren (im Vergleich zu 1) metallischen Charakter; 3) Rn sollte offenbar (es wurde nur wenig untersucht) das reaktivste von sein.
Die siebte Periode, beginnend mit Fr (Z = 87), sollte ebenfalls 32 Elemente enthalten, von denen bisher 20 bekannt sind (bis zum Element mit Z = 106). Fr und Ra sind Elemente der Ia- bzw. IIa-Untergruppe (s-Elemente), Ac ist ein Analogon der Elemente der IIIb-Untergruppe (d-Element). Die nächsten 14 Elemente, F-Elemente (mit Z von 90 bis 103), bilden die Familie. In der Kurzform des Periodensystems der Elemente belegen sie Ac und werden als separate Zeile am Ende der Tabelle geschrieben, ähnlich wie, im Gegensatz dazu zeichnen sie sich durch eine erhebliche Vielfalt aus. In diesem Zusammenhang weisen die Serien chemisch deutliche Unterschiede auf. Die Untersuchung der chemischen Natur von Elementen mit Z = 104 und Z = 105 zeigte, dass diese Elemente Analoga bzw. d-Elemente sind und in die Untergruppen IVb und Vb eingeordnet werden sollten. Nachfolgende Elemente bis Z = 112 müssen ebenfalls Mitglieder von b-Untergruppen sein, und dann (Z = 113–118) erscheinen p-Elemente (IIIa – VIlla-Untergruppen).
Theorie des Periodensystems der Elemente. Die Theorie des Periodensystems der Elemente basiert auf der Idee spezifischer Muster des Aufbaus elektronischer Schalen (Schichten, Ebenen) und Unterschalen (Schalen, Unterebenen) mit zunehmendem Z (siehe Atomphysik). Diese Idee wurde 1913–21 unter Berücksichtigung der Art der Änderung der Eigenschaften im Periodensystem der Elemente und der Ergebnisse ihrer Untersuchung entwickelt. enthüllte drei wesentliche Merkmale der Bildung elektronischer Konfigurationen: 1) Die Füllung elektronischer Schalen (mit Ausnahme von Schalen, die den Werten der Hauptquantenzahl n = 1 und 2 entsprechen) erfolgt bis zu ihrer vollen Kapazität nicht monoton, sondern wird unterbrochen durch das Auftreten von Aggregaten im Zusammenhang mit Schalen mit großen n-Werten; 2) ähnliche Arten elektronischer Konfigurationen werden regelmäßig wiederholt; 3) Die Grenzen der Perioden des Periodensystems der Elemente (mit Ausnahme der ersten und zweiten) stimmen nicht mit den Grenzen aufeinanderfolgender Elektronenschalen überein.
In der in der Atomphysik verwendeten Notation kann das eigentliche Schema für die Bildung elektronischer Konfigurationen mit zunehmendem Z allgemein wie folgt geschrieben werden:
Vertikale Linien trennen die Perioden des Periodensystems der Elemente (ihre Nummern sind durch Zahlen oben angegeben); Unterschalen, die den Aufbau von Schalen mit einem gegebenen n vervollständigen, sind fett hervorgehoben. Unterhalb der Unterschalenbezeichnungen stehen die Werte der Hauptquantenzahlen (n) und Orbitalquantenzahlen (l), die die nacheinander gefüllten Unterschalen charakterisieren. Dementsprechend beträgt die Kapazität jeder Elektronenschale 2n 2 und die Kapazität jeder Unterschale beträgt 2(2l + 1). Aus dem obigen Diagramm lassen sich die Kapazitäten aufeinanderfolgender Perioden leicht bestimmen: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32... Jede Periode beginnt mit einem Element, in dem sie mit einem neuen Wert n erscheint. Somit können Perioden als Ansammlungen von Elementen charakterisiert werden, beginnend mit einem Element mit einem Wert n gleich der Periodennummer und l = 0 (ns 1 -Elemente) und endend mit einem Element mit demselben n und l = 1 ( np 6 -Elemente); Die Ausnahme ist der erste Punkt, der nur ls-Elemente enthält. In diesem Fall umfassen die a-Untergruppen Elemente, für die n gleich der Periodenzahl ist und l = 0 oder 1 ist, d. h. es kommt zum Aufbau einer Elektronenhülle mit gegebenem n. Die b-Untergruppen umfassen Elemente, in denen die Fertigstellung unvollendeter Schalen erfolgt (in diesem Fall ist n kleiner als die Periodenzahl und l = 2 oder 3). Die erste bis dritte Periode des Periodensystems der Elemente enthält nur Elemente der a-Untergruppen.
Приведённая реальная схема формирования электронных конфигураций не является безупречной, поскольку в ряде случаев чёткие границы между последовательно заполняющимися подоболочками нарушаются (например, после заполнения в Cs и Ba 6s-подоболочки в появляется не 4f-, а 5d-электрон, имеется 5d-электрон в Gd usw.). Darüber hinaus konnte die ursprüngliche tatsächliche Schaltung nicht aus grundlegenden physikalischen Konzepten abgeleitet werden; Eine solche Schlussfolgerung wurde dank der Anwendung auf das Strukturproblem möglich.
Arten von Konfigurationen externer elektronischer Hüllen (auf krank. Konfigurationen sind angegeben) bestimmen die Hauptmerkmale des chemischen Verhaltens von Elementen. Diese Merkmale sind spezifisch für Elemente der a-Untergruppen (s- und p-Elemente), b-Untergruppen (d-Elemente) und f-Familien ( und ). Einen Sonderfall stellen die Elemente der ersten Periode (H und He) dar. Die hohe chemische Atomizität erklärt sich durch die leichte Ablösung eines einzelnen ls-Elektrons, während die (1s 2)-Konfiguration sehr stark ist, was seine chemische Inertheit bestimmt.
Da die äußeren Elektronenhüllen von Elementen der a-Untergruppen gefüllt sind (wobei n gleich der Periodenzahl ist), ändern sich die Eigenschaften der Elemente mit zunehmendem Z merklich. Somit ist Li (Konfiguration 2s 1) in der zweiten Periode chemisch aktiv , verliert leicht seine Wertigkeit, ein Be (2s 2) – ebenfalls, aber weniger aktiv. Der metallische Charakter des nächsten Elements B (2s 2 p) ist schwach ausgeprägt und alle nachfolgenden Elemente der zweiten Periode, in der die 2p-Unterschale aufgebaut wird, sind schmaler. Die Acht-Elektronen-Konfiguration der äußeren Elektronenhülle Ne (2s 2 p 6) ist daher extrem stark - . Ein ähnliches Muster von Eigenschaftsänderungen wird bei Elementen der dritten Periode und bei s- und p-Elementen aller nachfolgenden Perioden beobachtet, allerdings schwächt sich die Verbindung zwischen Außen- und Kern in a-Untergruppen mit zunehmendem Z in gewisser Weise ab beeinflusst ihre Eigenschaften. So kommt es bei S-Elementen zu einer deutlichen Steigerung der chemischen Eigenschaften und bei P-Elementen zu einer Steigerung der metallischen Eigenschaften. In der VIIIa-Untergruppe ist die Stabilität der ns 2 np 6-Konfiguration geschwächt, wodurch bereits Kr (die vierte Periode) die Eintrittsfähigkeit erhält. Die Besonderheit der p-Elemente der 4.-6. Periode liegt auch darin begründet, dass sie von den s-Elementen durch Elementgruppen getrennt sind, in denen der Aufbau früherer Elektronenhüllen erfolgt.
Für Übergangs-d-Elemente von b-Untergruppen werden unvollständige Schalen mit n um eins kleiner als die Periodenzahl vervollständigt. Die Konfiguration ihrer Außenschalen beträgt in der Regel ns 2. Daher sind alle d-Elemente . Eine ähnliche Struktur der äußeren Hülle von d-Elementen in jeder Periode führt dazu, dass die Änderung der Eigenschaften von d-Elementen mit zunehmendem Z nicht scharf ist und ein deutlicher Unterschied nur bei den höheren Elementen zu finden ist, bei denen d -Elemente weisen eine gewisse Ähnlichkeit mit den p-Elementen der entsprechenden Gruppen der Periodenperiode auf. Elementsysteme. Die Besonderheit der Elemente der VIIIb-Untergruppe erklärt sich aus der Tatsache, dass ihre D-Unterschalen kurz vor der Vollendung stehen und diese Elemente daher (mit Ausnahme von Ru und Os) nicht dazu neigen, höhere . Für Elemente der Ib-Untergruppe (Cu, Ag, Au) ist die d-Unterschale zwar vollständig, aber noch nicht ausreichend stabilisiert; diese Elemente weisen auch höhere auf (bis zur III im Fall von Au).
Bedeutung des Periodensystems der Elemente. Das Periodensystem der Elemente spielte und spielt weiterhin eine große Rolle in der Entwicklung der Naturwissenschaften. Es war die wichtigste Errungenschaft der atomar-molekularen Wissenschaft, die es ermöglichte, eine moderne Definition des Begriffs „“ zu geben und die Konzepte der Verbindungen zu klären. Die im Periodensystem der Elemente aufgedeckten Muster hatten einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Strukturtheorie und trugen zur Erklärung des Phänomens der Isotonie bei. Das Periodensystem der Elemente ist mit einer streng wissenschaftlichen Formulierung des Vorhersageproblems verbunden, das sich sowohl in der Vorhersage der Existenz unbekannter Elemente und ihrer Eigenschaften als auch in der Vorhersage neuer Merkmale des chemischen Verhaltens bereits entdeckter Elemente manifestierte Elemente. Das Periodensystem der Elemente ist die Grundlage, hauptsächlich anorganischer; Es hilft wesentlich bei der Lösung von Syntheseproblemen mit vorgegebenen Eigenschaften, der Entwicklung neuer Materialien, insbesondere Halbleitermaterialien, der Auswahl spezifischer Materialien für verschiedene chemische Prozesse usw. Das Periodensystem der Elemente ist auch die wissenschaftliche Grundlage für den Unterricht.
Lit.: Mendeleev D.I., Periodisches Gesetz. Grundlegende Artikel, M., 1958; Kedrov B.M., Drei Aspekte des Atomismus. Teil 3. Mendelejews Gesetz, M., 1969; Rabinovich E., Tilo E., Periodensystem der Elemente. Geschichte und Theorie, M.-L., 1933; Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Stroenie, M., 1967; Astakhov K.V., Aktueller Stand des Periodensystems von D.I. Mendeleev, M., 1969; Kedrov B. M., Trifonov D. N., Das Gesetz der Periodizität und. Entdeckungen und Chronologie, M., 1969; Hundert Jahre Periodengesetz. Artikelsammlung, M., 1969; Hundert Jahre Periodengesetz. Berichte in Plenarsitzungen, M., 1971; Spronsen J. W. van, Das Periodensystem der chemischen Elemente. Eine Geschichte der ersten hundert Jahre, Amst.-L.-N.Y., 1969; Klechkovsky V.M., Atomverteilung und die Regel der sequentiellen Füllung von (n + l)-Gruppen, M., 1968; Trifonov D.N., Zur quantitativen Interpretation der Periodizität, M., 1971; Nekrasov B.V., Fundamentals, Bd. 1-2, 3. Auflage, M., 1973; Kedrov B. M., Trifonov D. N., Über moderne Probleme des Periodensystems, M., 1974.
D. N. Trifonov.
Reis. 1. Tabelle „Erfahrung eines Systems von Elementen“ basierend auf ihren chemischen Ähnlichkeiten, zusammengestellt von D. I. Mendeleev am 1. März 1869.
Reis. 3. Langform des Periodensystems der Elemente (moderne Version).
Reis. 4. Leiterform des Periodensystems der Elemente (nach N., 1921).
Reis. 2. „Natürliches System der Elemente“ von D. I. Mendeleev (Kurzform), veröffentlicht im 2. Teil der 1. Auflage der Grundlagen im Jahr 1871.
Periodensystem der Elemente von D. I. Mendeleev.
Äther im Periodensystem
Der Weltäther ist die Substanz JEDES chemischen Elements und damit JEDER Substanz; er ist die absolut wahre Materie als die universelle elementbildende Essenz.Der Weltäther ist die Quelle und Krone des gesamten echten Periodensystems, sein Anfang und Ende – das Alpha und Omega des Periodensystems der Elemente von Dmitri Iwanowitsch Mendelejew.
In der antiken Philosophie ist Äther (aithér-griechisch) neben Erde, Wasser, Luft und Feuer eines der fünf Elemente des Seins (nach Aristoteles) – die fünfte Essenz (quinta essentia – lateinisch), verstanden als das feinste alles durchdringende Materie. Ende des 19. Jahrhunderts verbreitete sich in wissenschaftlichen Kreisen die Hypothese eines den gesamten Weltraum ausfüllenden Weltäthers (ME). Man verstand es als schwerelose und elastische Flüssigkeit, die alle Körper durchdringt. Sie versuchten, viele physikalische Phänomene und Eigenschaften durch die Existenz des Äthers zu erklären.
Vorwort.
Mendeleev hatte zwei grundlegende wissenschaftliche Entdeckungen:
1 - Entdeckung des Periodengesetzes in der Substanz der Chemie,
2 – Entdeckung der Beziehung zwischen der Substanz der Chemie und der Substanz des Äthers, nämlich: Ätherteilchen bilden Moleküle, Kerne, Elektronen usw., nehmen jedoch nicht an chemischen Reaktionen teil.
Äther sind Materieteilchen mit einer Größe von etwa 10–100 Metern (tatsächlich sind sie die „ersten Bausteine“ der Materie).
Daten. Ether war im ursprünglichen Periodensystem enthalten. Die Zelle für Äther befand sich in der Nullgruppe mit Inertgasen und in der Nullreihe als wichtigster systembildender Faktor für den Aufbau des Systems der chemischen Elemente. Nach Mendelejews Tod wurde die Tabelle verzerrt, indem Äther daraus entfernt und die Nullgruppe eliminiert wurde, wodurch die grundlegende Entdeckung der konzeptionellen Bedeutung verborgen blieb.
In modernen Ether-Tabellen: 1 – nicht sichtbar, 2 – nicht erraten (aufgrund des Fehlens einer Nullgruppe).
Eine solche gezielte Fälschung behindert die Entwicklung und den Fortschritt der Zivilisation.
Von Menschen verursachte Katastrophen (z. B. Tschernobyl und Fukushima) wären vermieden worden, wenn rechtzeitig ausreichende Ressourcen in die Entwicklung eines echten Periodensystems investiert worden wären. Die Verschleierung konzeptionellen Wissens erfolgt auf globaler Ebene, um die Zivilisation zu „niederschlagen“.
Ergebnis. In Schulen und Universitäten wird ein abgeschnittenes Periodensystem gelehrt.
Einschätzung der Situation. Das Periodensystem ohne Äther ist dasselbe wie die Menschheit ohne Kinder – man kann leben, aber es wird keine Entwicklung und keine Zukunft geben.
Zusammenfassung. Wenn die Feinde der Menschheit Wissen verbergen, dann ist es unsere Aufgabe, dieses Wissen zu offenbaren.
Abschluss. Das alte Periodensystem hat weniger Elemente und ist weitsichtiger als das moderne.
Abschluss. Eine neue Ebene ist nur möglich, wenn sich der Informationsstand der Gesellschaft ändert.
Endeffekt. Die Rückkehr zum wahren Periodensystem ist keine wissenschaftliche, sondern eine politische Frage mehr.
Was war die wichtigste politische Bedeutung von Einsteins Lehre? Es bestand darin, der Menschheit den Zugang zu unerschöpflichen natürlichen Energiequellen, die durch das Studium der Eigenschaften des Weltäthers erschlossen wurden, mit allen Mitteln abzuschneiden. Wenn dieser Weg erfolgreich ist, würde die globale Finanzoligarchie ihre Macht in dieser Welt verlieren, insbesondere im Licht der Rückschau auf jene Jahre: Die Rockefellers machten durch Ölspekulationen und Verluste ein unvorstellbares Vermögen, das den Haushalt der Vereinigten Staaten überstieg Die Rolle des Öls als „schwarzes Gold“ in dieser Welt – die Rolle des Lebenselixiers der Weltwirtschaft – inspirierte sie nicht.
Dies inspirierte andere Oligarchen – die Könige von Kohle und Stahl – nicht. So stellte der Finanzmagnat Morgan sofort die Finanzierung der Experimente von Nikola Tesla ein, als er der drahtlosen Energieübertragung nahe kam und Energie „aus dem Nichts“ – aus dem Äther der Welt – gewann. Danach leistete niemand mehr finanzielle Unterstützung für den Besitzer einer Vielzahl in die Praxis umgesetzter technischer Lösungen – die Solidarität der Finanzmagnaten gleicht der von Schwiegerdieben und einem phänomenalen Gespür dafür, woher die Gefahr kommt. Darum gegen die Menschheit und es wurde eine Sabotage unter dem Namen „Spezielle Relativitätstheorie“ durchgeführt.
Einer der ersten Schläge traf Dmitri Mendelejews Tabelle, in der der Äther die erste Zahl war; es waren Gedanken über den Äther, die Mendelejews brillante Einsicht hervorbrachten – sein Periodensystem der Elemente.
Kapitel aus dem Artikel: V.G. Rodionow. Der Platz und die Rolle des Weltäthers in der wahren Tabelle von D.I. Mendelejew
6. Argumentum ad rem
Was heute in Schulen und Universitäten unter dem Titel „Periodensystem der chemischen Elemente D.I.“ präsentiert wird. Mendeleev“ ist völlig falsch.
Das letzte Mal, dass das echte Periodensystem in unverzerrter Form veröffentlicht wurde, war 1906 in St. Petersburg (Lehrbuch „Grundlagen der Chemie“, VIII. Auflage). Und erst nach 96 Jahren des Vergessens erhebt sich das ursprüngliche Periodensystem dank der Veröffentlichung einer Dissertation in der Zeitschrift ZhRFM der Russischen Physikalischen Gesellschaft zum ersten Mal aus der Asche.
Nach dem plötzlichen Tod von D. I. Mendeleev und dem Tod seiner treuen wissenschaftlichen Kollegen in der Russischen Physiko-Chemischen Gesellschaft hob der Sohn von D. I. Mendeleevs Freund und Kollegen in der Gesellschaft, Boris Nikolajewitsch Menschutkin, erstmals seine Hand zu Mendelejews unsterblicher Schöpfung. Natürlich handelte Menschutkin nicht allein – er führte nur den Befehl aus. Schließlich erforderte das neue Paradigma des Relativismus die Aufgabe der Idee des Weltäthers; und deshalb wurde diese Forderung zum Dogma erhoben und das Werk von D. I. Mendelejew verfälscht.
Die Hauptverzerrung der Tabelle ist die Übertragung der „Nullgruppe“ der Tabelle an ihr Ende, nach rechts, und die Einführung der sogenannten. „Perioden“. Wir betonen, dass eine solche (nur auf den ersten Blick harmlose) Manipulation logisch nur als bewusste Eliminierung des wichtigsten methodischen Zusammenhangs in Mendelejews Entdeckung erklärbar ist: des periodischen Systems der Elemente an seinem Anfang, seiner Quelle, d. h. in der oberen linken Ecke der Tabelle muss eine Nullgruppe und eine Nullzeile vorhanden sein, in der sich das Element „X“ befindet (nach Mendeleev - „Newtonium“), - d. h. Weltsendung.
Darüber hinaus ist dieses Element „X“ das einzige systembildende Element der gesamten Tabelle der abgeleiteten Elemente und das Argument des gesamten Periodensystems. Die Übertragung der Nullgruppe der Tabelle an ihr Ende zerstört die Idee dieses Grundprinzips des gesamten Elementsystems nach Mendelejew.
Um das oben Gesagte zu bestätigen, erteilen wir D. I. Mendelejew selbst das Wort.
„... Wenn die Argon-Analoga überhaupt keine Verbindungen ergeben, dann ist es offensichtlich, dass es unmöglich ist, eine der Gruppen bisher bekannter Elemente einzubeziehen, und für sie sollte eine spezielle Gruppe Null eröffnet werden... Diese Position von Argon-Analoga in der Nullgruppe sind eine streng logische Konsequenz aus dem Verständnis des Periodengesetzes und wurden daher (die Einordnung in Gruppe VIII ist eindeutig falsch) nicht nur von mir, sondern auch von Braizner, Piccini und anderen akzeptiert ... Nun, wann Es steht außer dem geringsten Zweifel, dass vor der Gruppe I, in die Wasserstoff eingeordnet werden sollte, eine Nullgruppe existiert, deren Vertreter Atomgewichte haben, die geringer sind als die der Elemente der Gruppe I. Es scheint mir unmöglich, ihre Existenz zu leugnen aus Elementen, die leichter als Wasserstoff sind.
Dabei achten wir zunächst auf das Element der ersten Reihe der 1. Gruppe. Wir bezeichnen es mit „y“. Es wird offensichtlich die grundlegenden Eigenschaften von Argongasen haben ... „Coronium“ mit einer Dichte von etwa 0,2 relativ zu Wasserstoff; und es kann in keiner Weise der Weltäther sein.
Dieses Element „y“ ist jedoch notwendig, um sich gedanklich dem wichtigsten und damit sich am schnellsten bewegenden Element „x“ zu nähern, das nach meinem Verständnis als Äther angesehen werden kann. Ich möchte es vorläufig „Newtonium“ nennen – zu Ehren des unsterblichen Newton... Das Problem der Gravitation und das Problem aller Energie (!!! - V. Rodionov) kann man sich ohne wirkliches Verständnis nicht wirklich lösen lassen des Äthers als Weltmedium, das Energie über Entfernungen überträgt. Ein wirkliches Verständnis des Äthers kann nicht erreicht werden, wenn man seine Chemie ignoriert und ihn nicht als elementare Substanz betrachtet; Elementarstoffe sind heute undenkbar ohne ihre Unterordnung unter das periodische Gesetz“ („An Attempt at a Chemical Understanding of the World Ether“, 1905, S. 27).
„Diese Elemente nahmen entsprechend der Größe ihres Atomgewichts genau zwischen den Halogeniden und den Alkalimetallen einen Platz ein, wie Ramsay im Jahr 1900 zeigte.“ Aus diesen Elementen muss eine spezielle Nullgruppe gebildet werden, die erstmals 1900 von Errere in Belgien erkannt wurde. Ich halte es für nützlich, hier hinzuzufügen, dass angesichts der Unfähigkeit, Elemente der Gruppe Null zu kombinieren, Analoga von Argon vor Elementen der Gruppe 1 platziert werden sollten und im Sinne des Periodensystems ein niedrigeres Atomgewicht für sie erwartet werden sollte für Alkalimetalle.
Genau das ist es geworden. Und wenn ja, dann dient dieser Umstand einerseits als Bestätigung der Richtigkeit der periodischen Prinzipien und zeigt andererseits deutlich die Verwandtschaft von Argon-Analoga zu anderen bisher bekannten Elementen. Dadurch ist es möglich, die analysierten Prinzipien noch umfassender als bisher anzuwenden und Elemente der Nullreihe mit deutlich geringeren Atomgewichten als denen von Wasserstoff zu erwarten.
Somit kann gezeigt werden, dass sich in der ersten Reihe, zunächst vor Wasserstoff, ein Element der Nullgruppe mit einem Atomgewicht von 0,4 befindet (vielleicht ist dies das Yong-Coronium), und in der Nullreihe, in der Nullgruppe, dort ist ein limitierendes Element mit vernachlässigbar kleinem Atomgewicht, das nicht zu chemischen Wechselwirkungen fähig ist und daher eine extrem schnelle Eigenbewegung (Gas) besitzt.
Diese Eigenschaften sollten vielleicht den Atomen des alles durchdringenden (!!! - V. Rodionov) Weltäthers zugeschrieben werden. Ich habe diese Idee im Vorwort zu dieser Veröffentlichung und in einem russischen Zeitschriftenartikel von 1902 angedeutet …“ („Grundlagen der Chemie“, VIII. Auflage, 1906, S. 613 ff.)
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Aus den Kommentaren:
Für die Chemie reicht das moderne Periodensystem der Elemente aus.
Die Rolle des Äthers kann bei Kernreaktionen nützlich sein, dies ist jedoch nicht sehr bedeutsam.
Die Berücksichtigung des Einflusses von Äther kommt den Phänomenen des Isotopenzerfalls am nächsten. Allerdings ist diese Bilanzierung äußerst komplex und das Vorhandensein von Mustern wird nicht von allen Wissenschaftlern akzeptiert.
Der einfachste Beweis für die Anwesenheit von Äther: Das Phänomen der Vernichtung eines Positron-Elektron-Paares und das Auftauchen dieses Paares aus einem Vakuum sowie die Unmöglichkeit, ein ruhendes Elektron einzufangen. Auch das elektromagnetische Feld und eine vollständige Analogie zwischen Photonen im Vakuum und Schallwellen – Phononen in Kristallen.
Äther ist sozusagen differenzierte Materie, Atome im zerlegten Zustand, oder genauer gesagt, Elementarteilchen, aus denen zukünftige Atome entstehen. Daher hat es keinen Platz im Periodensystem, da die Logik des Aufbaus dieses Systems nicht die Einbeziehung nichtintegraler Strukturen, also der Atome selbst, impliziert. Andernfalls ist es möglich, irgendwo in der ersten Minusperiode einen Platz für Quarks zu finden.
Der Äther selbst hat eine komplexere mehrstufige Manifestationsstruktur im Weltdasein, als die moderne Wissenschaft weiß. Sobald sie die ersten Geheimnisse dieses schwer fassbaren Äthers preisgibt, werden neue Motoren für alle Arten von Maschinen nach völlig neuen Prinzipien erfunden.
Tatsächlich war Tesla vielleicht der einzige, der kurz davor stand, das Geheimnis des sogenannten Äthers zu lösen, aber er wurde absichtlich daran gehindert, seine Pläne zu verwirklichen. Das Genie, das die Arbeit des großen Erfinders fortführen und uns allen sagen wird, was der geheimnisvolle Äther eigentlich ist und auf welchen Sockel er gestellt werden kann, ist bis heute also noch nicht geboren.
Er stützte sich auf die Werke von Robert Boyle und Antoine Lavuzier. Der erste Wissenschaftler befürwortete die Suche nach unzersetzbaren chemischen Elementen. Boyle listete bereits 1668 15 davon auf.
Lavouzier fügte ihnen 13 weitere hinzu, allerdings ein Jahrhundert später. Die Suche zog sich hin, da es keine kohärente Theorie über den Zusammenhang zwischen den Elementen gab. Schließlich betrat Dmitri Mendelejew das „Spiel“. Er kam zu dem Schluss, dass es einen Zusammenhang zwischen der Atommasse von Stoffen und ihrem Platz im System gibt.
Diese Theorie ermöglichte es dem Wissenschaftler, Dutzende von Elementen zu entdecken, ohne sie in der Praxis, sondern in der Natur zu entdecken. Dies wurde den Nachkommen auf die Schultern gelegt. Aber jetzt geht es nicht um sie. Widmen wir den Artikel dem großen russischen Wissenschaftler und seinem Tisch.
Die Entstehungsgeschichte des Periodensystems
Mendelejew-Tisch begann mit dem Buch „Zusammenhang der Eigenschaften mit dem Atomgewicht der Elemente“. Das Werk wurde in den 1870er Jahren veröffentlicht. Gleichzeitig sprach der russische Wissenschaftler vor der chemischen Gesellschaft des Landes und verschickte die erste Version der Tabelle an Kollegen aus dem Ausland.
Vor Mendelejew wurden 63 Elemente von verschiedenen Wissenschaftlern entdeckt. Unser Landsmann begann mit einem Vergleich ihrer Eigenschaften. Zunächst habe ich mit Kalium und Chlor gearbeitet. Dann habe ich mich der Gruppe der Metalle der Alkaligruppe zugewandt.
Der Chemiker besorgte sich einen speziellen Tisch und Elementkarten, um sie wie Solitär zu spielen und nach den notwendigen Übereinstimmungen und Kombinationen zu suchen. Daraus ergab sich die Erkenntnis: - Die Eigenschaften von Bauteilen hängen von der Masse ihrer Atome ab. Also, Elemente des Periodensystems aufgereiht.
Die Entdeckung des Chemie-Maestros war die Entscheidung, in diesen Reihen Leerstellen zu lassen. Die Periodizität des Unterschieds zwischen den Atommassen zwang den Wissenschaftler zu der Annahme, dass der Menschheit nicht alle Elemente bekannt sind. Die Gewichtsunterschiede zwischen einigen „Nachbarn“ waren zu groß.
Deshalb, Periodensystem wurde wie ein Schachfeld mit einer Fülle von „weißen“ Zellen. Die Zeit hat gezeigt, dass sie tatsächlich auf ihre „Gäste“ warteten. Sie wurden zum Beispiel zu Inertgasen. Helium, Neon, Argon, Krypton, Radioaktivität und Xenon wurden erst in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts entdeckt.
Nun zu den Mythen. Es wird allgemein angenommen, dass Periodensystem der Chemie erschien ihm im Traum. Dies sind die Machenschaften von Universitätslehrern, oder besser gesagt, eines von ihnen – Alexander Inostrantsev. Dies ist ein russischer Geologe, der an der Bergbauuniversität St. Petersburg lehrte.
Inostrantsev kannte Mendelejew und besuchte ihn. Eines Tages schlief Dmitry, erschöpft von der Suche, direkt vor Alexander ein. Er wartete, bis der Apotheker aufwachte und sah, wie Mendelejew ein Blatt Papier nahm und die endgültige Version der Tabelle aufschrieb.
Tatsächlich hatte der Wissenschaftler einfach keine Zeit dafür, bevor Morpheus ihn gefangen nahm. Inostrantsev wollte jedoch seine Schüler amüsieren. Basierend auf dem, was er sah, erfand der Geologe eine Geschichte, die dankbare Zuhörer schnell an die breite Masse weitergaben.
Merkmale des Periodensystems
Seit der ersten Version im Jahr 1969 Periodensystem wurde mehr als einmal geändert. So konnte mit der Entdeckung der Edelgase in den 1930er Jahren eine neue Abhängigkeit der Elemente abgeleitet werden – von ihrer Ordnungszahl und nicht von der Masse, wie der Autor des Systems feststellte.
Der Begriff „Atomgewicht“ wurde durch „Ordnungszahl“ ersetzt. Es war möglich, die Anzahl der Protonen in den Atomkernen zu untersuchen. Diese Zahl ist die Seriennummer des Elements.
Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts untersuchten auch die elektronische Struktur von Atomen. Es beeinflusst auch die Periodizität von Elementen und spiegelt sich in späteren Ausgaben wider Periodensysteme. Foto Die Liste zeigt, dass die darin enthaltenen Stoffe mit zunehmendem Atomgewicht angeordnet sind.
Sie haben das Grundprinzip nicht geändert. Die Masse nimmt von links nach rechts zu. Dabei ist die Tabelle nicht einzeln, sondern in 7 Perioden unterteilt. Daher der Name der Liste. Der Punkt ist eine horizontale Reihe. Sein Anfang sind typische Metalle, sein Ende sind Elemente mit nichtmetallischen Eigenschaften. Der Rückgang erfolgt schrittweise.
Es gibt große und kleine Perioden. Die ersten stehen am Anfang der Tabelle, es gibt 3 davon. Ein Punkt von 2 Elementen öffnet die Liste. Als nächstes folgen zwei Spalten mit jeweils 8 Elementen. Die restlichen 4 Perioden sind groß. Das sechste ist mit 32 Elementen das längste. Im 4. und 5. sind es 18 und im 7. - 24.
Du kannst zählen Wie viele Elemente enthält die Tabelle? Mendelejew. Insgesamt gibt es 112 Titel. Nämlich Namen. Es gibt 118 Zellen und es gibt Varianten der Liste mit 126 Feldern. Es gibt noch leere Zellen für unentdeckte Elemente, die keinen Namen haben.
Nicht alle Punkte passen in eine Zeile. Große Perioden bestehen aus 2 Zeilen. Der Gehalt an Metallen in ihnen überwiegt. Daher ist das Endergebnis ausschließlich ihnen gewidmet. In den oberen Reihen ist ein allmählicher Rückgang von Metallen zu inerten Stoffen zu beobachten.
Bilder des Periodensystems geteilt und vertikal. Das Gruppen im Periodensystem, es gibt 8 davon. Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften sind vertikal angeordnet. Sie sind in Haupt- und Nebenuntergruppen unterteilt. Letztere beginnen erst ab der 4. Periode. Die Hauptuntergruppen umfassen auch Elemente kleiner Perioden.
Die Essenz des Periodensystems
Namen der Elemente im Periodensystem– das sind 112 Stellen. Der Kern ihrer Anordnung in einer einzigen Liste ist die Systematisierung der Primärelemente. Schon in der Antike begannen die Menschen damit zu kämpfen.
Aristoteles war einer der ersten, der verstand, woraus alle Dinge bestehen. Er legte die Eigenschaften von Stoffen zugrunde – Kälte und Wärme. Empidokles identifizierte vier Grundprinzipien entsprechend den Elementen: Wasser, Erde, Feuer und Luft.
Metalle im Periodensystem, wie auch andere Elemente, sind die gleichen Grundprinzipien, jedoch aus moderner Sicht. Dem russischen Chemiker gelang es, die meisten Bestandteile unserer Welt zu entdecken und auf die Existenz noch unbekannter Primärelemente hinzuweisen.
Es stellt sich heraus, dass Aussprache des Periodensystems– ein bestimmtes Modell unserer Realität zum Ausdruck bringen und es in seine Bestandteile zerlegen. Allerdings ist es nicht so einfach, sie zu erlernen. Versuchen wir, die Aufgabe zu erleichtern, indem wir einige effektive Methoden beschreiben.
So lernen Sie das Periodensystem
Beginnen wir mit der modernen Methode. Informatiker haben eine Reihe von Flash-Spielen entwickelt, um das Auswendiglernen der Periodenliste zu erleichtern. Die Projektteilnehmer werden gebeten, Elemente mithilfe verschiedener Optionen zu finden, beispielsweise Name, Atommasse oder Buchstabenbezeichnung.
Der Spieler hat das Recht, den Tätigkeitsbereich zu wählen – nur einen Teil des Tisches oder den gesamten. Es liegt auch an uns, Elementnamen und andere Parameter auszuschließen. Das erschwert die Suche. Für Fortgeschrittene gibt es auch einen Timer, d.h. das Training erfolgt im Tempo.
Spielbedingungen machen das Lernen möglich Anzahl der Elemente in der Mendlejew-Tabelle nicht langweilig, aber unterhaltsam. Die Spannung erwacht und es wird einfacher, Wissen im Kopf zu systematisieren. Diejenigen, die Computer-Flash-Projekte nicht akzeptieren, bieten eine traditionellere Möglichkeit, sich eine Liste zu merken.
Es ist in 8 Gruppen unterteilt, bzw. 18 (gemäß der Ausgabe von 1989). Um das Auswendiglernen zu erleichtern, ist es besser, mehrere separate Tabellen zu erstellen, als an einer ganzen Version zu arbeiten. Auch visuelle Bilder, die auf jedes der Elemente abgestimmt sind, helfen. Sie sollten sich auf Ihre eigenen Verbände verlassen.
So kann Eisen im Gehirn beispielsweise mit einem Nagel und Quecksilber mit einem Thermometer korreliert werden. Ist der Elementname unbekannt? Wir verwenden die Methode der suggestiven Assoziationen. Lassen Sie uns zum Beispiel die Wörter „toffee“ und „speaker“ von Anfang an erfinden.
Eigenschaften des Periodensystems Lernen Sie nicht am Stück. Empfohlen werden Übungen von 10–20 Minuten pro Tag. Es wird empfohlen, sich zunächst nur die grundlegenden Eigenschaften zu merken: den Namen des Elements, seine Bezeichnung, die Atommasse und die Seriennummer.
Schulkinder hängen das Periodensystem am liebsten über ihrem Schreibtisch oder an einer Wand, auf die sie oft schauen. Die Methode ist gut für Menschen mit einem vorherrschenden visuellen Gedächtnis. Daten aus der Liste werden auch ohne Cramming unwillkürlich gespeichert.
Auch Lehrkräfte berücksichtigen dies. Sie zwingen Sie in der Regel nicht dazu, die Liste auswendig zu lernen, sondern ermöglichen es Ihnen, sie auch während der Prüfungen einzusehen. Der ständige Blick auf die Tabelle gleicht der Wirkung eines Ausdrucks an der Wand oder dem Schreiben von Spickzetteln vor Prüfungen.
Denken wir zu Beginn des Studiums daran, dass Mendelejew sich nicht sofort an seine Liste erinnerte. Als ein Wissenschaftler einmal gefragt wurde, wie er den Tisch entdeckt habe, lautete die Antwort: „Ich habe vielleicht 20 Jahre lang darüber nachgedacht, aber man denkt: Ich saß da und plötzlich ist er fertig.“ Das Periodensystem ist eine mühsame Arbeit, die nicht in kurzer Zeit erledigt werden kann.
Die Wissenschaft duldet keine Eile, denn sie führt zu Missverständnissen und ärgerlichen Fehlern. Parallel zu Mendelejew hat also auch Lothar Meyer die Tabelle zusammengestellt. Allerdings hatte der Deutsche in seiner Liste einen kleinen Fehler und konnte seinen Standpunkt nicht überzeugend unter Beweis stellen. Daher erkannte die Öffentlichkeit die Arbeit des russischen Wissenschaftlers an und nicht die seines Chemikerkollegen aus Deutschland.
