Dövri cədvəlin 115-ci elementi - moskovium - simvolu Mc və atom nömrəsi 115 olan çox ağır sintetik elementdir. O, ilk dəfə 2003-cü ildə Dubnadakı Birgə Nüvə Tədqiqatları İnstitutunda (JINR) Rusiya və Amerika alimlərinin birgə qrupu tərəfindən əldə edilmişdir. , Rusiya. 2015-ci ilin dekabrında Beynəlxalq Birgə İşçi Qrupu tərəfindən dörd yeni elementdən biri kimi tanındı elmi təşkilatlar IUPAC/IUPAP. 28 noyabr 2016-cı ildə rəsmi olaraq JINR-nin yerləşdiyi Moskva vilayətinin adını aldı.
Xarakterik
Dövri cədvəlin 115-ci elementi son dərəcə radioaktivdir: onun ən sabit məlum izotopu olan moskovium-290-ın yarı ömrü cəmi 0,8 saniyədir. Alimlər moskoviumu bir sıra xüsusiyyətlərinə görə vismuta bənzər keçid metalı kimi təsnif edirlər. Dövri cədvəldə o, 7-ci dövrün p-blokunun transaktinid elementlərinə aiddir və ən ağır pniktojen (azot alt qrupunun elementi) kimi 15-ci qrupda yer alır, baxmayaraq ki, onun kimi davrandığı təsdiqlənməmişdir. vismutun daha ağır homoloqu.
Hesablamalara görə, element daha yüngül homoloqlara bənzər bəzi xüsusiyyətlərə malikdir: azot, fosfor, arsen, sürmə və vismut. Onlardan bir sıra əhəmiyyətli fərqləri göstərir. Bu günə qədər kütlə sayı 287-dən 290-a qədər olan təxminən 100 moskovium atomu sintez edilmişdir.
Fiziki xassələri
Dövri cədvəlin 115-ci elementinin valent elektronları üç alt təbəqəyə bölünür: 7s (iki elektron), 7p 1/2 (iki elektron) və 7p 3/2 (bir elektron). Onlardan ilk ikisi nisbi cəhətdən sabitləşir və buna görə də özlərini inert qazlar kimi aparır, ikincisi isə nisbi cəhətdən sabitsizləşir və kimyəvi qarşılıqlı təsirlərdə asanlıqla iştirak edə bilir. Beləliklə, moskoviumun ilkin ionlaşma potensialı təxminən 5,58 eV olmalıdır. Hesablamalara görə, moskovium təxminən 13,5 q/sm3 sıxlığı olan yüksək atom çəkisinə görə sıx metal olmalıdır.
Təxmini dizayn xüsusiyyətləri:
- Faza: möhkəm.
- Ərimə nöqtəsi: 400°C (670°K, 750°F).
- Qaynama nöqtəsi: 1100°C (1400°K, 2000°F).
- Xüsusi ərimə istiliyi: 5,90-5,98 kJ/mol.
- Buxarlanma və kondensasiyanın xüsusi istiliyi: 138 kJ/mol.
Kimyəvi xassələri
Dövri cədvəlin 115-ci elementi ardıcıl üçüncüdür kimyəvi elementlər 7p və vismutun altında oturan dövri cədvəldə 15-ci qrupun ən ağır üzvüdür. Moskoviumun kimyəvi qarşılıqlı təsiri sulu məhlul Mc + və Mc 3+ ionlarının xüsusiyyətlərinə görə. Birincisi, ehtimal ki, asanlıqla hidrolizə olunur və halogenlər, siyanidlər və ammonyak ilə ion bağları əmələ gətirir. Moskovium (I) hidroksid (McOH), karbonat (Mc 2 CO 3), oksalat (Mc 2 C 2 O 4) və flüor (McF) suda həll olmalıdır. Sulfid (Mc 2 S) həll olunmayan olmalıdır. Xlorid (McCl), bromid (McBr), yodid (McI) və tiosiyanat (McSCN) zəif həll olunan birləşmələrdir.
Moscovium (III) flüorid (McF 3) və tiozonid (McS 3) ehtimal ki, suda həll olunmur (uyğun vismut birləşmələrinə bənzər). Xlorid (III) (McCl 3), bromid (McBr 3) və yodid (McI 3) tez həll olunmalı və McOCl və McOBr (həmçinin vismuta bənzər) kimi oksohalidlər yaratmaq üçün asanlıqla hidroliz edilməlidir. Moscovium(I) və (III) oksidləri oxşar oksidləşmə dərəcələrinə malikdir və onların nisbi sabitliyi onların hansı elementlərlə qarşılıqlı əlaqədə olmasından çox asılıdır.
Qeyri-müəyyənlik
Dövri cədvəlin 115-ci elementi bir neçə eksperimental yolla sintez edildiyi üçün onun dəqiq xüsusiyyətləri problemlidir. Alimlər nəzəri hesablamalara diqqət yetirməli və xassələri oxşar olan daha sabit elementlərlə müqayisə etməlidirlər.
2011-ci ildə xassələrini öyrənmək üçün "sürətləndiricilər" (kalsium-48) və "hədəflər" (amerisium-243 və plutonium-244) arasındakı reaksiyalarda nihonium, flerovium və muskovi izotoplarının yaradılması üzrə təcrübələr aparılmışdır. Bununla belə, "hədəflər" arasında qurğuşun və vismutun çirkləri var idi və nəticədə nuklonların ötürülməsi reaksiyalarında vismut və poloniumun bəzi izotopları əldə edildi ki, bu da təcrübəni çətinləşdirdi. Eyni zamanda, əldə edilən məlumatlar gələcəkdə alimlərə vismut və poloniumun moskovium və ciyərmorium kimi ağır homoloqlarını daha ətraflı öyrənməyə kömək edəcək.
Açılış
Dövri cədvəlin 115-ci elementinin ilk uğurlu sintezi 2003-cü ilin avqustunda Dubnadakı JINR-də rus və amerikalı alimlərin birgə işi olmuşdur. Nüvə fiziki Yuri Oqanesyanın rəhbərlik etdiyi komandaya yerli mütəxəssislərlə yanaşı, Lourens Livermor Milli Laboratoriyasından olan həmkarları da daxildir. 2 fevral 2004-cü ildə tədqiqatçılar Physical Review jurnalında U-400 siklotronunda americium-243-ü kalsium-48 ionları ilə bombaladıqları və yeni maddənin dörd atomu (bir 287 Mc nüvə və üç 288 Mc nüvə) əldə etdikləri barədə məlumat dərc etdilər. . Bu atomlar təqribən 100 millisaniyədə nihonium elementinə alfa hissəcikləri yayaraq parçalanır (çürür). 2009-2010-cu illərdə moskoviumun 289 Mc və 290 Mc olan daha ağır iki izotopu aşkar edilmişdir.
Əvvəlcə IUPAC yeni elementin kəşfini təsdiq edə bilmədi. Digər mənbələrdən təsdiq tələb olunur. Sonrakı bir neçə il ərzində sonrakı təcrübələrin daha bir qiymətləndirilməsi aparıldı və bir daha Dubna komandasının 115-ci elementin kəşfi ilə bağlı iddiası irəli sürüldü.
2013-cü ilin avqustunda Lund Universitetinin və Darmstadtdakı (Almaniya) Ağır İonlar İnstitutundan olan tədqiqatçılar qrupu Dubnada əldə edilmiş nəticələri təsdiqləyərək 2004-cü ildəki təcrübəni təkrarladıqlarını elan etdilər. Başqa bir təsdiq 2015-ci ildə Berklidə çalışan bir qrup elm adamı tərəfindən nəşr olundu. 2015-ci ilin dekabrında IUPAC/IUPAP-ın birgə işçi qrupu bu elementin kəşfini etiraf etdi və Rusiya-Amerika tədqiqatçılar qrupunun kəşfinə üstünlük verdi.
ad
1979-cu ildə dövri cədvəlin 115-ci elementi, IUPAC-ın tövsiyəsinə əsasən, "ununpentium" adlandırılması və müvafiq UUP simvolu ilə təyin edilməsi qərara alındı. Bu ad o vaxtdan bəri kəşf edilməmiş (lakin nəzəri olaraq proqnozlaşdırılan) element üçün geniş şəkildə istifadə olunsa da, fizika ictimaiyyətində o, tutulmadı. Çox vaxt maddə belə adlanırdı - element No 115 və ya E115.
30 dekabr 2015-ci ildə yeni elementin kəşfi Beynəlxalq Təmiz və Tətbiqi Kimya İttifaqı tərəfindən tanınıb. Yeni qaydalara əsasən, kəşf edənlərin yeni maddə üçün öz adlarını təklif etmək hüququ var. Əvvəlcə dövri cədvəlin 115-ci elementini fizik Pol Lanqevinin şərəfinə "langevinium" adlandırmalı idi. Daha sonra Dubnadan olan bir qrup alim bir variant olaraq kəşfin edildiyi Moskva vilayətinin şərəfinə “Moskvalı” adını təklif etdi. 2016-cı ilin iyununda IUPAC təşəbbüsü təsdiqlədi və 28 noyabr 2016-cı ildə "moscovium" adını rəsmi olaraq təsdiqlədi.
Kimyəvi elementlərin dövri sistemi (Mendeleyev cədvəli)- kimyəvi elementlərin təsnifatı, asılılığının qurulması müxtəlif xassələri atom nüvəsinin yükündən olan elementlər. Sistem 1869-cu ildə rus kimyaçısı D. İ. Mendeleyev tərəfindən qoyulmuş dövri qanunun qrafik ifadəsidir. Onun orijinal versiyası 1869-1871-ci illərdə D. İ. Mendeleyev tərəfindən işlənib hazırlanmış və elementlərin xassələrinin onların atom çəkisindən (müasir dillə desək, atom kütləsindən) asılılığını müəyyən etmişdir. Ümumilikdə dövri sistemin təsvirinin bir neçə yüz variantı (analitik əyrilər, cədvəllər, həndəsi fiqurlar və s.). Sistemin müasir versiyasında elementlərin hər bir sütunun (qrupun) əsasını təyin etdiyi iki ölçülü cədvələ endirilməsi nəzərdə tutulur. fiziokimyəvi xassələri, və xətlər bir-birinə bir qədər oxşar olan dövrləri təmsil edir.
D.I.Mendeleyevin kimyəvi elementlərinin dövri sistemi
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rus kimyaçısı Mendeleyevin kəşfi elmin inkişafında, yəni atom və molekulyar elmin inkişafında (bu günə qədər) ən mühüm rol oynadı. Bu kəşf sadə və mürəkkəb kimyəvi birləşmələr haqqında ən başa düşülən və asan öyrənilən fikirləri əldə etməyə imkan verdi. Yalnız cədvəl sayəsində istifadə etdiyimiz elementlər haqqında bu anlayışlara sahibik müasir dünya. XX əsrdə cədvəlin yaradıcısı tərəfindən göstərilən transuran elementlərinin kimyəvi xassələrinin qiymətləndirilməsində dövri sistemin proqnozlaşdırıcı rolu özünü göstərdi.
19-cu əsrdə işlənmiş Mendeleyevin dövri cədvəli kimya elminin maraqlarına uyğun olaraq, 20-ci əsrdə FİZİKANIN inkişafı üçün atom növlərinin hazır sistemləşdirilməsini verdi (atomun fizikası və atomun nüvəsi) . XX əsrin əvvəllərində fiziklər tədqiqat yolu ilə müəyyən etdilər ki, seriya nömrəsi (aka atom) həm də bu elementin atom nüvəsinin elektrik yükünün ölçüsüdür. Və dövrün sayı (yəni üfüqi sıra) atomun elektron qabıqlarının sayını təyin edir. Həmçinin məlum oldu ki, cədvəlin şaquli cərgəsinin sayı elementin xarici qabığının kvant strukturunu müəyyən edir (beləliklə, eyni cərgənin elementləri kimyəvi xassələrin oxşarlığına görədir).
Rus aliminin kəşfi özünü qeyd etdi, yeni era dünya elm tarixində bu kəşf nəinki kimyada böyük sıçrayış etməyə imkan verdi, həm də elmin bir sıra digər sahələri üçün də əvəzsiz idi. Dövri cədvəl elementlər haqqında ardıcıl məlumat sistemi verdi, onun əsasında elmi nəticələr çıxarmaq, hətta bəzi kəşfləri qabaqcadan görmək mümkün oldu.
Dövri cədvəl Mendeleyevin dövri cədvəlinin xüsusiyyətlərindən biri qrupun (cədvəldəki sütunun) dövrlər və ya bloklara nisbətən dövri tendensiyanın daha əhəmiyyətli ifadələrinə sahib olmasıdır. Hal-hazırda, kvant mexanikası və atom quruluşu nəzəriyyəsi elementlərin qrup təbiətini onunla izah edir ki, onlar valent qabıqların eyni elektron konfiqurasiyasına malikdirlər və nəticədə eyni sütunda olan elementlər çox oxşar (eyni) xüsusiyyətlərə malikdirlər. oxşar kimyəvi xassələrə malik elektron konfiqurasiya. Atom kütləsi artdıqca xassələrdə sabit dəyişiklik tendensiyası da var. Qeyd etmək lazımdır ki, dövri cədvəlin bəzi sahələrində (məsələn, D və F bloklarında) üfüqi oxşarlıqlar şaquli olanlardan daha çox nəzərə çarpır.
Dövri cədvələ uyğun olaraq 1-dən 18-ə qədər (soldan sağa) seriya nömrələri təyin edilmiş qruplar var. beynəlxalq sistem qrup adları. Köhnə günlərdə qrupları müəyyən etmək üçün Roma rəqəmlərindən istifadə olunurdu. Amerikada rum rəqəmindən, qrup S və P bloklarında yerləşdikdə "A" hərfindən və ya D blokunda yerləşən qruplar üçün "B" hərflərindən sonra qoyulma praktikası idi. Həmin vaxt istifadə edilən identifikatorlar bizim dövrümüzdəki müasir göstəricilərin sonuncu sayı ilə eynidir (məsələn, IVB adı bizim dövrümüzdə 4-cü qrupun elementlərinə uyğundur, IVA isə 14-cü qrup elementdir). O dövrün Avropa ölkələrində oxşar sistem istifadə olunurdu, lakin burada "A" hərfi 10-a qədər olan qruplara, "B" hərfi isə 10-dan sonra qruplara aiddir. Lakin 8,9,10 qruplarında bir üçlü qrup kimi VIII identifikatoru var idi. Bu qrup adları 1988-ci ildə qüvvəyə mindikdən sonra öz varlıqlarına son qoydu. yeni sistem Bu gün də istifadə olunan IUPAC notasiyası.
Bir çox qruplar ənənəvi xarakterli qeyri-sistematik adlar aldılar (məsələn, "qələvi torpaq metalları" və ya "halogenlər" və digər oxşar adlar). 3-dən 14-ə qədər qruplar bir-birinə daha az bənzədiklərinə və şaquli naxışlara daha az uyğunluğuna görə belə adlar almadılar, onlar adətən ya nömrə ilə, ya da qrupun ilk elementinin adı ilə (titan) adlanırlar. , kobalt və s.).
Dövri cədvəlin eyni qrupuna aid olan kimyəvi elementlər elektromənfilikdə, atom radiusunda və ionlaşma enerjisində müəyyən meyllər göstərir. Bir qrupda, yuxarıdan aşağıya doğru, atomun radiusu artır, enerji səviyyələri dolduqca, elementin valent elektronları nüvədən çıxarılır, ionlaşma enerjisi azalır və atomdakı bağlar zəifləyir, bu da sadələşdirir. elektronların çıxarılması. Elektromənfilik də azalır, bu, nüvə ilə valent elektronlar arasındakı məsafənin artmasının nəticəsidir. Ancaq bu nümunələrə istisnalar da var, məsələn, 11-ci qrupda yuxarıdan aşağıya doğru elektronmənfilik azalmaq əvəzinə artır. Dövri cədvəldə "Dövr" adlı bir xətt var.
Qruplar arasında üfüqi istiqamətlərin daha əhəmiyyətli olduğu (digərlərindən fərqli olaraq) var daha böyük dəyərşaquli istiqamətlərə malikdir), belə qruplara lantanidlər və aktinidlərin iki mühüm üfüqi ardıcıllıq əmələ gətirdiyi F bloku daxildir.
Elementlər atom radiusu, elektronmənfilik, ionlaşma enerjisi və elektron yaxınlıq enerjisi baxımından müəyyən nümunələr göstərir. Hər növbəti element üçün yüklü hissəciklərin sayı artdığından və elektronlar nüvəyə cəlb olunduğundan, atom radiusu soldan sağa doğru azalır, bununla yanaşı, ionlaşma enerjisi də artır. atomdakı bağ, bir elektron çıxarmaq çətinliyi artır. Cədvəlin sol tərəfində yerləşən metallar daha aşağı elektron yaxınlıq enerjisi göstəricisi ilə xarakterizə olunur və müvafiq olaraq sağ tərəfdə elektron yaxınlıq enerjisi göstəricisi, qeyri-metallar üçün bu göstərici daha yüksəkdir (nəcib qazları nəzərə almadan).
Mendeleyevin dövri cədvəlinin müxtəlif sahələri, sonuncu elektronun atomun hansı qabığında olmasından asılı olaraq və elektron qabığın əhəmiyyətini nəzərə alaraq, onu bloklar kimi təsvir etmək adətdir.
S-blokuna elementlərin ilk iki qrupu (qələvi və qələvi torpaq metalları, hidrogen və helium) daxildir.
P-blokuna 13-dən 18-ə qədər olan son altı qrup daxildir (IUPAC-a görə və ya Amerikada qəbul edilmiş sistemə görə - IIIA-dan VIIIA-ya qədər), bu bloka bütün metalloidlər də daxildir.
Blok - D, 3-dən 12-ə qədər qruplar (IUPAC və ya Amerikada IIIB-dən IIB-yə qədər), bu bloka bütün keçid metalları daxildir.
Blok - F, adətən dövri cədvəldən çıxarılır və lantanidlər və aktinidlər daxildir.
Məktəbə gedən hər kəs xatırlayır ki, oxumaq üçün lazım olan fənlərdən biri kimya idi. Onun xoşuna gələ bilər, ya da xoşuna gələ bilməz - fərqi yoxdur. Və çox güman ki, bu intizamda bir çox bilik artıq unudulub və həyatda tətbiq edilmir. Bununla belə, yəqin ki, hər kəs D. İ. Mendeleyevin kimyəvi elementlər cədvəlini xatırlayır. Çoxları üçün bu, kimyəvi elementlərin adlarını ifadə edən hər kvadratda müəyyən hərflərin yazıldığı çox rəngli bir cədvəl olaraq qaldı. Ancaq burada kimya haqqında danışmayacağıq və yüzlərlə təsvir edəcəyik kimyəvi reaksiyalar və proseslər, lakin biz ümumiyyətlə dövri cədvəlin necə göründüyü haqqında danışacağıq - bu hekayə hər hansı bir insan üçün maraqlı olacaq və həqiqətən maraqlı və faydalı məlumatlara ac olanların hamısı üçün maraqlı olacaq.
Bir az fon
Hələ 1668-ci ildə görkəmli İrlandiyalı kimyaçı, fizik və ilahiyyatçı Robert Boyl kimyagərliklə bağlı bir çox miflərin ifşa olunduğu və parçalana bilməyən kimyəvi elementlərin axtarışının zəruriliyindən bəhs etdiyi bir kitab nəşr etdi. Alim onların cəmi 15 elementdən ibarət siyahısını da verib, lakin daha çox elementin ola biləcəyi fikrinə yol verib. Bu, təkcə yeni elementlərin axtarışında deyil, həm də onların sistemləşdirilməsində başlanğıc nöqtəsi oldu.
Yüz il sonra fransız kimyaçısı Antuan Lavuazye artıq 35 elementin daxil olduğu yeni bir siyahı tərtib etdi. Onlardan 23-nün sonradan parçalana bilməyəcəyi məlum olub. Lakin yeni elementlərin axtarışı bütün dünya alimləri tərəfindən davam etdirildi. Və bu prosesdə əsas rolu məşhur rus kimyaçısı Dmitri İvanoviç Mendeleyev oynadı - elementlərin atom kütləsi ilə onların sistemdə yerləşməsi arasında əlaqənin ola biləcəyi fərziyyəsini ilk dəfə irəli sürdü.
Zəhmətkeş iş və kimyəvi elementlərin müqayisəsi sayəsində Mendeleyev elementlər arasında bir ola biləcək əlaqəni kəşf edə bildi və onların xassələri təbii qəbul edilən bir şey deyil, vaxtaşırı təkrarlanan bir hadisədir. Nəticədə, 1869-cu ilin fevralında Mendeleyev ilk dövri qanunu tərtib etdi və artıq mart ayında kimya tarixçisi N. A. Menshutkin tərəfindən Rusiya Kimya Cəmiyyətinə "Elementlərin atom çəkisi ilə xassələrin əlaqəsi" adlı məruzəsi təqdim edildi. Sonra həmin il Almaniyanın Zeitschrift fur Chemie jurnalında Mendeleyevin nəşri, 1871-ci ildə isə alimin onun kəşfinə həsr olunmuş yeni geniş çaplı nəşri başqa bir alman jurnalı Annalen der Chemie tərəfindən nəşr olundu.
Dövri Cədvəlin yaradılması
1869-cu ilə qədər əsas ideyanı artıq Mendeleyev formalaşdırmışdı və hələ də qısa müddət, lakin uzun müddət onu nəyin nə olduğunu aydın şəkildə göstərən bir növ nizamlı sistemə çevirə bilmədi. Həmkarı A. A. İnostrantsevlə söhbətlərinin birində o, hətta beynində hər şeyin düzəldiyini, ancaq hər şeyi masaya gətirə bilməyəcəyini söylədi. Bundan sonra, Mendeleyevin tərcümeyi-halına görə, o, üç gün yuxu üçün fasiləsiz davam edən masası üzərində əziyyətli işə başladı. Cədvəldəki elementləri təşkil etməyin hər cür yolları çeşidləndi və o dövrdə elmin hələ bütün kimyəvi elementlər haqqında məlumatı olmadığı üçün işi çətinləşdirdi. Ancaq buna baxmayaraq, cədvəl hələ də yaradıldı və elementlər sistemləşdirildi.
Mendeleyevin yuxusunun əfsanəsi
D. I. Mendeleyevin öz masası haqqında yuxuda gördüyü hekayəsini çoxları eşitmişdir. Bu versiya Mendeleyevin yuxarıda adı çəkilən həmkarı A. A. İnostrantsev tərəfindən fəal şəkildə yayılmışdır. gülməli hekayə ilə tələbələrini əyləndirdi. O, Dmitri İvanoviçin yatağa getdiyini və yuxuda bütün kimyəvi elementlərin düzgün qaydada düzüldüyü masasını aydın şəkildə gördüyünü söylədi. Bundan sonra tələbələr hətta zarafatyana da dedilər ki, 40° arağı da eyni üsulla tapılıb. Ancaq yuxu hekayəsi üçün hələ də real ilkin şərtlər var idi: artıq qeyd edildiyi kimi, Mendeleyev yuxusuz və istirahət etmədən masada işləyirdi və bir dəfə İnostrantsev onu yorğun və yorğun gördü. Günorta Mendeleyev fasilə vermək qərarına gəldi və bir müddət sonra qəfil oyandı, dərhal bir kağız parçası götürdü və üzərində hazır bir masa təsvir etdi. Lakin alimin özü bütün bu hekayəni yuxu ilə təkzib edərək dedi: "Mən bəlkə də iyirmi ildir ki, bu barədə düşünürəm və siz düşünürsünüz: oturmuşdum və birdən ... hazırdır." Beləliklə, yuxu əfsanəsi çox cəlbedici ola bilər, ancaq masanın yaradılması yalnız gərgin iş sayəsində mümkün idi.
Əlavə iş
1869-1871-ci illərdə Mendeleyev elmi ictimaiyyətin meylli olduğu dövrilik ideyalarını inkişaf etdirdi. Və biri mərhələləri Bu proses sistemdəki hər hansı bir elementin digər elementlərin xassələri ilə müqayisədə xassələrinin məcmusuna əsaslanaraq sahib olmalı olduğunu başa düşmək idi. Buna əsaslanaraq, həmçinin şüşə əmələ gətirən oksidlərin dəyişməsi ilə bağlı tədqiqatların nəticələrinə əsaslanaraq, kimyaçı bəzi elementlərin, o cümlədən uran, indium, berilyum və digərlərinin atom kütlələrinin dəyərlərinə dəyişiklik edə bildi.
Təbii ki, Mendeleyev cədvəldə qalan boş hücrələri tez bir zamanda doldurmaq istəyirdi və 1870-ci ildə elmə məlum olmayan kimyəvi elementlərin tezliklə kəşf ediləcəyini, atom kütlələrini və xassələrini hesablaya bildiyini proqnozlaşdırmışdı. Bunlardan birincisi qalium (1875-ci ildə kəşf edilmişdir), skandium (1879-cu ildə kəşf edilmişdir) və germanium (1885-ci ildə kəşf edilmişdir). Sonra proqnozlar reallaşmağa davam etdi və daha səkkiz yeni element kəşf edildi, bunlar arasında: polonium (1898), renium (1925), texnetium (1937), fransium (1939) və astatin (1942-1943). Yeri gəlmişkən, 1900-cü ildə D. I. Mendeleev və Şotland kimyaçısı Uilyam Ramsay belə nəticəyə gəldilər ki, sıfır qrupunun elementləri də cədvələ daxil edilməlidir - 1962-ci ilə qədər onlar inert, sonra isə nəcib qazlar adlanırdı.
Dövri sistemin təşkili
D. İ. Mendeleyevin cədvəlindəki kimyəvi elementlər kütlələrinin artmasına uyğun olaraq cərgələrə düzülür və cərgələrin uzunluğu elə seçilir ki, onların tərkibindəki elementlər oxşar xassələrə malik olsun. Məsələn, radon, ksenon, kripton, arqon, neon və helium kimi nəcib qazlar digər elementlərlə asanlıqla reaksiyaya girmir, həmçinin aşağı kimyəvi aktivliyə malikdirlər, buna görə də onlar ən sağ sütunda yerləşirlər. Və sol sütunun elementləri (kalium, natrium, litium və s.) Digər elementlərlə mükəmməl reaksiya verir və reaksiyaların özləri partlayıcıdır. Sadə dillə desək, hər bir sütunda elementlər bir sütundan digərinə dəyişən oxşar xüsusiyyətlərə malikdir. 92-yə qədər olan bütün elementlər təbiətdə olur və 93-cü ilə süni elementlər başlayır ki, onları yalnız laboratoriya şəraitində yaratmaq olar.
İlkin versiyasında dövri sistem yalnız təbiətdə mövcud olan nizamın əksi kimi başa düşülürdü və hər şeyin niyə belə olması lazım olduğuna dair heç bir izahat yox idi. Və yalnız kvant mexanikası meydana çıxanda, əsl məna cədvəldəki elementlərin sırası aydın oldu.
Yaradıcı proses dərsləri
Hansı dərslərdən söhbət gedir yaradıcılıq prosesi D. İ. Mendeleyevin dövri cədvəlinin yaradılmasının bütün tarixindən götürmək olar, biz bu sahədə ingilis tədqiqatçısının fikirlərini misal gətirə bilərik. yaradıcı düşüncə Graham Wallace və Fransız alimi Henri Puancare. Onları qısaca götürək.
Puankare (1908) və Graham Wallace (1926) görə yaradıcı təfəkkürün dörd əsas mərhələsi var:
- Təlim- əsas vəzifənin formalaşdırılması mərhələsi və onun həlli üçün ilk cəhdlər;
- İnkubasiya- prosesdən müvəqqəti yayınmanın olduğu, lakin problemin həlli istiqamətində işin şüuraltı səviyyədə aparıldığı mərhələ;
- fikir- intuitiv həllin tapıldığı mərhələ. Üstəlik, bu həll tapşırığa tamamilə uyğun olmayan bir vəziyyətdə tapıla bilər;
- İmtahan- həllin sınaqdan keçirilməsi və tətbiqi mərhələsi, bu həllin yoxlanılması və onun mümkün gələcək inkişafı.
Gördüyümüz kimi, öz cədvəlinin yaradılması prosesində Mendeleyev intuitiv olaraq bu dörd mərhələni izləmişdir. Bunun nə qədər effektiv olduğunu nəticələrə görə qiymətləndirmək olar, yəni. çünki cədvəl yaradılmışdır. Və onun yaradılmasının təkcə kimya elmi üçün deyil, bütün bəşəriyyət üçün irəliyə doğru böyük addım olduğunu nəzərə alsaq, yuxarıda göstərilən dörd mərhələni həm kiçik layihələrin həyata keçirilməsində, həm də qlobal planların həyata keçirilməsində tətbiq etmək olar. Xatırlamaq lazım olan əsas odur ki, nə qədər yuxuda görmək istəsək də, nə qədər yatsaq da, tək başına heç bir kəşf, bir problemin həlli yolu tapıla bilməz. Bir şeyin işləməsi üçün kimyəvi elementlər cədvəlinin yaradılması və ya yeni marketinq planının hazırlanmasının əhəmiyyəti yoxdur. müəyyən bilik və bacarıqlarını, habelə öz potensialından məharətlə istifadə edib, çox çalışmaq.
Sizə işlərinizdə uğurlar və planlarınızın uğurla həyata keçirilməsini arzu edirik!
Dövri cədvəldən necə istifadə etməli?Təcrübəsiz bir insan üçün dövri cədvəli oxumaq cırtdan üçün elflərin qədim rünlərinə baxmaqla eynidir. Və dövri cədvəl, yeri gəlmişkən, düzgün istifadə olunarsa, dünya haqqında çox şey deyə bilər. İmtahanda sizə xidmət etməklə yanaşı, problemlərin həllində də sadəcə əvəzolunmazdır. böyük məbləğ kimyəvi və fiziki problemlər. Amma onu necə oxumaq olar? Nə yaxşı ki, bu gün hər kəs bu sənəti öyrənə bilər. Bu yazıda sizə dövri cədvəli necə başa düşəcəyinizi izah edəcəyik.
Kimyəvi elementlərin dövri sistemi (Mendeleyev cədvəli) elementlərin müxtəlif xassələrinin atom nüvəsinin yükündən asılılığını təyin edən kimyəvi elementlərin təsnifatıdır.
Cədvəlin yaranma tarixi
Dmitri İvanoviç Mendeleyev sadə kimyaçı deyildi, əgər kimsə belə düşünürsə. O, kimyaçı, fizik, geoloq, metroloq, ekoloq, iqtisadçı, neftçi, aeronavt, cihaz ustası və müəllim idi. Alim həyatı boyu müxtəlif bilik sahələrində çoxlu fundamental tədqiqatlar aparmağa nail olmuşdur. Məsələn, araqın ideal gücünü - 40 dərəcə hesablayanın Mendeleyev olduğuna inanılır. Mendeleyevin araqla necə davrandığını bilmirik, amma dəqiq məlumdur ki, onun “Spirtin su ilə birləşməsi haqqında diskurs” mövzusunda dissertasiyasının araqla heç bir əlaqəsi yox idi və spirt konsentrasiyasını 70 dərəcədən hesab edirdi. Alimin bütün xidmətləri ilə təbiətin əsas qanunlarından biri olan kimyəvi elementlərin dövri qanununun kəşfi ona ən geniş şöhrət gətirdi.
Bir əfsanə var ki, alimin dövri sistem haqqında xəyal etdiyi, bundan sonra o, yalnız ortaya çıxan ideyanı yekunlaşdırmalı idi. Ancaq hər şey bu qədər sadə olsaydı .. Dövri cədvəlin yaradılmasının bu versiyası, görünür, əfsanədən başqa bir şey deyil. Masanın necə açıldığını soruşduqda Dmitri İvanoviç özü cavab verdi: “ Mən təxminən iyirmi ildir ki, bu barədə düşünürəm və siz düşünürsünüz: oturdum və birdən ... hazırdır.
On doqquzuncu əsrin ortalarında məlum kimyəvi elementləri (63 element məlum idi) sadələşdirmək cəhdləri eyni vaxtda bir neçə alim tərəfindən həyata keçirildi. Məsələn, 1862-ci ildə Alexandre Émile Chancourtois elementləri spiral boyunca yerləşdirdi və kimyəvi xassələrin dövri təkrarlanmasını qeyd etdi. Kimyaçı və musiqiçi John Alexander Newlands 1866-cı ildə dövri cədvəlin öz versiyasını təklif etdi. Maraqlı fakt ondan ibarətdir ki, alim elementlərin düzülüşündə bəzi mistik musiqi harmoniyasını kəşf etməyə çalışıb. Digər cəhdlər arasında müvəffəqiyyətlə taclanan Mendeleyevin cəhdi də var idi.
1869-cu ildə cədvəlin ilk sxemi nəşr olundu və 1869-cu il martın 1-i dövri qanunun kəşf edildiyi gün hesab olunur. Mendeleyevin kəşfinin mahiyyəti ondan ibarət idi ki, atom kütləsi artan elementlərin xassələri monoton yox, dövri olaraq dəyişir. Cədvəlin ilk variantında cəmi 63 element var idi, lakin Mendeleyev bir sıra çox elementləri öz üzərinə götürdü qeyri-standart həllər. Beləliklə, o, hələ kəşf edilməmiş elementlər üçün cədvəldə yer qoymağı təxmin etdi və bəzi elementlərin atom kütlələrini də dəyişdirdi. Mendeleyevin çıxardığı qanunun əsas düzgünlüyü alimlər tərəfindən mövcudluğu proqnozlaşdırılan qalium, skandium və germaniumun kəşfindən çox keçmədən təsdiqləndi.
Dövri cədvəlin müasir görünüşü
Aşağıda cədvəlin özü var.
Bu gün elementləri sıralamaq üçün atom çəkisi (atom kütləsi) əvəzinə atom nömrəsi (nüvədəki protonların sayı) anlayışından istifadə olunur. Cədvəldə atom nömrəsinin (protonların sayı) artan sırası ilə soldan sağa düzülmüş 120 element var.
Cədvəlin sütunları sözdə qruplardır, sətirlər isə nöqtələrdir. Cədvəldə 18 qrup və 8 dövr var.
- Elementlərin metal xassələri dövr boyu soldan sağa doğru hərəkət edərkən azalır, əks istiqamətdə isə artır.
- Atomların ölçüləri dövrlər boyu soldan sağa doğru hərəkət etdikcə azalır.
- Qrupda yuxarıdan aşağıya doğru hərəkət edərkən azaldıcı metal xassələri artır.
- Oksidləşdirici və qeyri-metal xüsusiyyətlər soldan sağa doğru dövr ərzində artır. I.
Cədvəldən element haqqında nə öyrənirik? Məsələn, cədvəldəki üçüncü elementi - litiyumu götürək və onu ətraflı nəzərdən keçirək.
İlk növbədə elementin özünün simvolunu və onun altında adını görürük. Sol yuxarı küncdə elementin cədvəldə yerləşdiyi ardıcıllıqla elementin atom nömrəsi göstərilir. Atom nömrəsi, artıq qeyd edildiyi kimi, nüvədəki protonların sayına bərabərdir. Müsbət protonların sayı adətən atomdakı mənfi elektronların sayına bərabərdir (izotoplar istisna olmaqla).
Atom kütləsi atom nömrəsi altında verilmişdir (in bu seçim cədvəllər). Atom kütləsini ən yaxın tam ədədə yuvarlaqlaşdırsaq, sözdə kütlə nömrəsini alırıq. Kütləvi sayı ilə atom nömrəsi arasındakı fərq nüvədəki neytronların sayını verir. Beləliklə, bir helium nüvəsindəki neytronların sayı iki, litiumda isə dörddür.
Beləliklə, "Butaforlar üçün Mendeleyev cədvəli" kursumuz başa çatdı. Sonda tematik videoya baxmağı təklif edirik və ümid edirik ki, necə istifadə olunacağına dair sual yaranır Dövri Cədvəl Mendeleyev, sizin üçün daha başa düşülən oldu. Nəzərinizə çatdırırıq ki, yeni fənn öyrənmək tək deyil, təcrübəli mentorun köməyi ilə həmişə daha effektivdir. Buna görə də bilik və təcrübələrini sizinlə məmnuniyyətlə bölüşəcəkləri heç vaxt unutmamalısınız.
Çoxlu müxtəlif əşyalar və obyektlər, canlı və cansız təbiət cisimləri bizi əhatə edir. Və hamısının öz tərkibi, quruluşu, xüsusiyyətləri var. Canlılarda ən mürəkkəb biokimyəvi reaksiyalar həyat proseslərini müşayiət edir. Cansız bədənlər çıxış edir müxtəlif funksiyalar təbiətdə və həyatda biokütlə və mürəkkəb molekulyar və atomik tərkibə malikdir.
Ancaq bütün planetin obyektləri var ümumi xüsusiyyət: onlar kimyəvi elementlərin atomları adlanan çoxlu kiçik struktur hissəciklərdən ibarətdir. O qədər kiçikdirlər ki, onları adi gözlə görmək olmur. Kimyəvi elementlər hansılardır? Onların hansı xüsusiyyətləri var və onların varlığını necə bildiniz? Gəlin bunu anlamağa çalışaq.
Kimyəvi elementlər anlayışı
Adi mənada kimyəvi elementlər atomların sadəcə qrafik təsviridir. Kainatda mövcud olan hər şeyi təşkil edən hissəciklər. Yəni “kimyəvi elementlər nədir” sualına belə cavab vermək olar. Bunlar mürəkkəb kiçik strukturlardır, atomların bütün izotoplarının birləşmiş kolleksiyalarıdır ümumi ad, öz qrafik təyinatına (simvoluna) malikdir.
Bu günə qədər hər ikisində 118 elementin aşkar edildiyi məlumdur vivo, və sintetik olaraq, nüvə reaksiyalarının və digər atomların nüvələrinin həyata keçirilməsi yolu ilə. Onların hər birinin bir sıra xüsusiyyətləri, yeri var ümumi sistem, kəşf tarixi və adı, həmçinin canlıların təbiətində və həyatında müəyyən rol oynayır. Kimya bu xüsusiyyətləri öyrənir. Kimyəvi elementlər molekulların, sadə və mürəkkəb birləşmələrin və nəticədə kimyəvi qarşılıqlı təsirlərin qurulması üçün əsasdır.
Kəşf tarixi
Kimyəvi elementlərin nə olduğunu başa düşmək yalnız 17-ci əsrdə Boylin işi sayəsində əldə edilmişdir. Bu anlayış haqqında ilk dəfə danışan və ona aşağıdakı tərifi verən o idi. Bunlar bölünməz kiçikdir sadə maddələr, ondan ətrafdakı hər şey, o cümlədən bütün mürəkkəb olanlar əmələ gəlir.
Bu işdən əvvəl dörd elementin - Empidokl və Aristotelin nəzəriyyəsini tanıyan kimyagərlərin, həmçinin "yanan prinsipləri" (kükürd) və "metal prinsipləri" (civə) kəşf edənlərin fikirləri üstünlük təşkil edirdi.
Demək olar ki, bütün 18-ci əsrdə flogistonun tamamilə səhv nəzəriyyəsi geniş yayılmışdı. Bununla belə, artıq bu dövrün sonunda Antuan Loran Lavuazye bunun qeyri-mümkün olduğunu sübut edir. O, Boyl formulyasiyasını təkrarlayır, lakin eyni zamanda onu dörd qrupa ayıraraq o dövrdə məlum olan bütün elementləri sistemləşdirmək üçün ilk cəhdlə tamamlayır: metallar, radikallar, torpaqlar, qeyri-metallar.
Sonrakı böyük addım Kimyəvi elementlərin nə olduğunu anlamaqda Dalton bunu edir. O, atom kütləsinin kəşfinə borcludur. Buna əsaslanaraq o, məlum kimyəvi elementlərin bir hissəsini onların atom kütləsinin artması ardıcıllığı ilə paylayır.
Elm və texnikanın durmadan intensiv inkişafı təbii cisimlərin tərkibində bir sıra yeni elementlərin kəşflərini etməyə imkan verir. Buna görə də 1869-cu ilə - D. İ. Mendeleyevin böyük yaradıcılığı zamanı - elm 63 elementin mövcudluğundan xəbərdar oldu. Rus aliminin işi bu hissəciklərin ilk tam və əbədi sabit təsnifatı oldu.
O dövrdə kimyəvi elementlərin quruluşu qurulmamışdı. Atomun bölünməz olduğuna, ən kiçik vahid olduğuna inanılırdı. Radioaktivlik hadisəsinin kəşfi ilə onun struktur hissələrə bölünməsi sübut edilmişdir. Eyni zamanda, demək olar ki, hər kəs bir neçə təbii izotop şəklində mövcuddur (oxşar hissəciklər, lakin atom kütləsinin dəyişdiyi fərqli sayda neytron strukturları ilə). Beləliklə, keçən əsrin ortalarında kimyəvi element anlayışının tərifində nizama nail olmaq mümkün oldu.
Mendeleyevin kimyəvi elementlər sistemi
Alim atom kütləsindəki fərqi əsas götürdü və bütün məlum kimyəvi elementləri artan ardıcıllıqla ustalıqla yerləşdirməyi bacardı. Lakin onun elmi təfəkkürünün və uzaqgörənliyinin bütün dərinliyi və dühası onda idi ki, Mendeleyev öz sistemində boş yerlər, alimin fikrincə, gələcəkdə kəşf ediləcək hələ də naməlum elementlər üçün xanalar açmışdır.
Və hər şey onun dediyi kimi oldu. Mendeleyevin kimyəvi elementləri zamanla bütün boş hüceyrələri doldurdu. Alimlərin proqnozlaşdırdığı hər bir quruluş kəşf edilmişdir. İndi əminliklə deyə bilərik ki, kimyəvi elementlər sistemi 118 vahidlə təmsil olunur. Düzdür, son üç kəşf hələ rəsmi təsdiqini tapmayıb.
Kimyəvi elementlər sisteminin özü, elementlərin xassələrinin iyerarxiyasına, nüvələrin yüklərinə və atomlarının elektron qabıqlarının struktur xüsusiyyətlərinə görə düzüldüyü bir cədvəllə qrafik olaraq göstərilir. Beləliklə, dövrlər (7 ədəd) - üfüqi sıralar, qruplar (8 ədəd) - şaquli, alt qruplar (hər qrup daxilində əsas və ikincil) var. Çox vaxt iki sıra ailələr masanın aşağı təbəqələrində ayrı-ayrılıqda yerləşdirilir - lantanidlər və aktinidlər.
Elementin atom kütləsi proton və neytronlardan ibarətdir və onların cəminə "kütləvi sayı" deyilir. Protonların sayı çox sadə şəkildə müəyyən edilir - bu, sistemdəki elementin sıra nömrəsinə bərabərdir. Və bütövlükdə atom elektrik cəhətdən neytral sistem olduğundan, yəni heç bir yükü olmadığından mənfi elektronların sayı həmişə müsbət proton hissəciklərinin sayına bərabər olur.
Beləliklə, kimyəvi elementin xüsusiyyətləri dövri sistemdəki mövqeyi ilə verilə bilər. Axı, demək olar ki, hər şey hüceyrədə təsvir olunur: elektronlar və protonlar, atom kütləsi (müəyyən bir elementin bütün mövcud izotoplarının orta dəyəri) mənasını verən seriya nömrəsi. Quruluşun hansı dövrdə yerləşdiyini görmək olar (bu o deməkdir ki, bu qədər təbəqənin elektronları olacaq). Əsas alt qrupların elementləri üçün son enerji səviyyəsində mənfi hissəciklərin sayını da proqnozlaşdıra bilərsiniz - bu elementin yerləşdiyi qrupun sayına bərabərdir.
Neytronların sayını kütlə sayından, yəni seriya nömrəsindən protonları çıxmaqla hesablamaq olar. Beləliklə, hər bir kimyəvi element üçün onun strukturunu dəqiq əks etdirəcək, mümkün və təzahür edən xassələri göstərəcək bütöv elektron-qrafik düstur almaq və tərtib etmək mümkündür.
Təbiətdə elementlərin paylanması
Bu məsələnin öyrənilməsi ilə bütöv bir elm, kosmokimya məşğul olur. Məlumatlar göstərir ki, planetimizdə elementlərin paylanması kainatdakı eyni qanunauyğunluqları təkrarlayır. Yüngül, ağır və orta atomların nüvələrinin əsas mənbəyidir nüvə reaksiyaları ulduzların daxili hissəsində baş verən - nukleosintez. Bu proseslər sayəsində Kainat və kosmos planetimizi bütün mövcud kimyəvi elementlərlə təmin etmişdir.
Ümumilikdə 118 tanınmış nümayəndədən təbii təbii mənbələr 89-u insanlar kəşf edib.Bunlar əsas, ən çox yayılmış atomlardır. Nüvələri neytronlarla bombalamaqla (laboratoriyada nukleosintez) kimyəvi elementlər də süni şəkildə sintez edilmişdir.
Ən çox azot, oksigen, hidrogen kimi elementlərin sadə maddələridir. Karbon bütün üzvi maddələrin tərkib hissəsidir, yəni o, həm də aparıcı mövqe tutur.
Atomların elektron quruluşuna görə təsnifat
Sistemin bütün kimyəvi elementlərinin ən ümumi təsnifatlarından biri onların elektron quruluşuna görə paylanmasıdır. Bir atomun qabığına neçə enerji səviyyəsinin daxil olduğuna və onlardan hansının sonuncu valent elektronlarını ehtiva etdiyinə görə dörd qrup elementi ayırd etmək olar.
S elementləri
Bunlar s-orbitalının ən son doldurulduğulardır. Bu ailəyə əsas altqrupun birinci qrupunun elementləri daxildir (və ya hər bir elektron üçün yalnız bir elektron xarici səviyyə bu nümayəndələrin güclü reduksiyaedici maddələr kimi oxşar xassələrini müəyyən edir.
R elementləri
Cəmi 30 ədəd. Valent elektronlar p-alt səviyyədə yerləşir. Bunlar 3,4,5,6 dövrlərə aid olan üçüncü qrupdan səkkizinci qrupa qədər əsas altqrupları təşkil edən elementlərdir. Onların arasında xassələrinə görə həm metallara, həm də tipik qeyri-metal elementlərə rast gəlinir.
d-elementləri və f-elementləri
Bunlar 4-dən 7-ə qədər böyük dövrə keçid metallarıdır. Ümumilikdə 32 element var. Sadə maddələr həm turşu, həm də əsas xassələri (oksidləşdirici və azaldıcı) göstərə bilər. Həm də amfoterik, yəni ikili.
f ailəsinə lantanidlər və aktinidlər daxildir ki, onların içərisində sonuncu elektronlar f-orbitallarda yerləşir.
Elementlərin əmələ gətirdiyi maddələr: sadə
Həmçinin, kimyəvi elementlərin bütün sinifləri sadə və ya mürəkkəb birləşmələr şəklində mövcud ola bilər. Beləliklə, eyni quruluşdan müxtəlif miqdarda əmələ gələn sadələri nəzərə almaq adətdir. Məsələn, O 2 oksigen və ya dioksigen, O 3 isə ozondur. Bu fenomen allotropiya adlanır.
Eyniadlı birləşmələr əmələ gətirən sadə kimyəvi elementlər dövri sistemin hər bir nümayəndəsi üçün xarakterikdir. Lakin onların hamısı xassələri baxımından eyni deyil. Beləliklə, sadə maddələr metallar və qeyri-metallar var. Birincisi, cədvəldə 1-3-cü qrup və bütün ikinci dərəcəli alt qruplarla əsas alt qrupları təşkil edir. Qeyri-metallar 4-7 qrupun əsas alt qruplarını təşkil edir. Səkkizinci əsas xüsusi elementləri - nəcib və ya inert qazları ehtiva edir.
Bu günə qədər aşkar edilmiş bütün sadə elementlər arasında normal şəraitdə 11 qaz, 2 maye maddə (brom və civə), qalanları bərkdir.
Kompleks əlaqələr
İki və ya daha çox kimyəvi elementdən ibarət olanlara istinad etmək adətdir. Çoxlu misallar var, kimyəvi birləşmələr 2 milyondan çox məlumdur! Bunlar duzlar, oksidlər, əsaslar və turşular, kompleks kompleks birləşmələr, bütün üzvi maddələrdir.
Oxşar məqalələr
