Periodinės lentelės 115 elementas – moskovijus – yra itin sunkus sintetinis elementas, kurio simbolis Mc ir atominis skaičius 115. Pirmą kartą jį 2003 m. gavo jungtinė Rusijos ir Amerikos mokslininkų komanda Jungtiniame branduolinių tyrimų institute (JINR) Dubnoje. , Rusija. 2015 m. gruodžio mėn. Tarptautinės jungtinės darbo grupės pripažintas vienu iš keturių naujų elementų mokslo organizacijos IUPAC / IUPAP. 2016 m. lapkričio 28 d. ji buvo oficialiai pavadinta Maskvos srities, kurioje yra JINR, vardu.
Charakteristika
Periodinės lentelės 115 elementas yra itin radioaktyvus: stabiliausio žinomo jo izotopo moskovio-290 pusinės eliminacijos laikas yra vos 0,8 sekundės. Moskoviją mokslininkai priskiria prie nepereinamojo metalo, daugeliu savybių panašaus į bismutą. Periodinėje lentelėje jis priklauso 7-ojo periodo p-bloko transaktinidiniams elementams ir yra įtrauktas į 15 grupę kaip sunkiausias pniktogenas (azoto pogrupio elementas), nors nebuvo patvirtinta, kad jis elgiasi kaip sunkesnis bismuto homologas.
Remiantis skaičiavimais, elementas turi keletą savybių, panašių į lengvesnius homologus: azoto, fosforo, arseno, stibio ir bismuto. Tai rodo keletą reikšmingų skirtumų nuo jų. Iki šiol buvo susintetinta apie 100 moskovijos atomų, kurių masės skaičius yra nuo 287 iki 290.
Fizinės savybės
Periodinės lentelės muskuso 115 elemento valentiniai elektronai yra suskirstyti į tris posluoksnius: 7s (du elektronai), 7p 1/2 (du elektronai) ir 7p 3/2 (vienas elektronas). Pirmieji du iš jų yra reliatyvistiškai stabilizuoti ir todėl elgiasi kaip inertinės dujos, o pastarosios yra reliatyvistiškai destabilizuotos ir gali lengvai dalyvauti cheminėse sąveikose. Taigi, pirminis moskovijos jonizacijos potencialas turėtų būti apie 5,58 eV. Remiantis skaičiavimais, moskoviumas turėtų būti tankus metalas dėl didelio atominio svorio, kurio tankis yra apie 13,5 g/cm3.
Numatomos dizaino savybės:
- Fazė: kieta.
- Lydymosi temperatūra: 400°C (670°K, 750°F).
- Virimo temperatūra: 1100°C (1400°K, 2000°F).
- Savitoji lydymosi šiluma: 5,90-5,98 kJ/mol.
- Savitoji garavimo ir kondensacijos šiluma: 138 kJ/mol.
Cheminės savybės
115-asis periodinės lentelės elementas yra trečias iš eilės cheminiai elementai 7p ir yra sunkiausias 15 grupės narys periodinėje lentelėje, sėdintis žemiau bismuto. Cheminė moskovijos sąveika vandeninis tirpalas dėl Mc + ir Mc 3+ jonų savybių. Manoma, kad pirmieji yra lengvai hidrolizuojami ir sudaro joninius ryšius su halogenais, cianidais ir amoniaku. Moskovio (I) hidroksidas (McOH), karbonatas (Mc 2 CO 3), oksalatas (Mc 2 C 2 O 4) ir fluoras (McF) turi tirpti vandenyje. Sulfidas (Mc 2 S) turi būti netirpus. Chloridas (McCl), bromidas (McBr), jodidas (McI) ir tiocianatas (McSCN) yra blogai tirpūs junginiai.
Manoma, kad moskovio (III) fluoridas (McF 3) ir tiozonidas (McS 3) netirpsta vandenyje (panašiai kaip ir atitinkami bismuto junginiai). Nors chloridas (III) (McCl 3), bromidas (McBr 3) ir jodidas (McI 3) turėtų būti lengvai tirpūs ir lengvai hidrolizuoti, kad susidarytų oksohalogenidai, tokie kaip McOCl ir McOBr (taip pat panašūs į bismutą). Moskovio (I) ir (III) oksidai turi panašias oksidacijos būsenas, o jų santykinis stabilumas labai priklauso nuo to, su kokiais elementais jie sąveikauja.
Nežinomybė
Dėl to, kad 115 periodinės lentelės elementas yra susintetintas kelių eksperimentiškai, jo tikslios charakteristikos yra problemiškos. Mokslininkai turi sutelkti dėmesį į teorinius skaičiavimus ir palyginti su stabilesniais elementais, kurių savybės yra panašios.
2011 m. buvo atlikti eksperimentai, siekiant sukurti nihonio, flerovio ir muskuso izotopus reakcijose tarp „greitintuvų“ (kalcio-48) ir „taikinių“ (americis-243 ir plutonio-244), siekiant ištirti jų savybes. Tačiau „taikiniai“ apėmė švino ir bismuto priemaišas, todėl kai kurie bismuto ir polonio izotopai buvo gauti nukleonų perdavimo reakcijose, o tai apsunkino eksperimentą. Tuo tarpu gauti duomenys padės mokslininkams ateityje nuodugniau ištirti sunkiuosius bismuto ir polonio homologus, tokius kaip moskoviumas ir livermoris.
Atidarymas
Pirmoji sėkminga periodinės lentelės 115 elemento sintezė buvo bendras Rusijos ir Amerikos mokslininkų darbas 2003 m. rugpjūčio mėn. JINR Dubnoje. Branduolinio fiziko Jurijaus Oganesjano vadovaujamoje komandoje, be vietinių specialistų, buvo kolegos iš Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos. 2004 m. vasario 2 d. tyrėjai „Physical Review“ paskelbė informaciją, kad jie bombardavo amerikį-243 kalcio-48 jonais U-400 ciklotrone ir gavo keturis naujos medžiagos atomus (vieną 287 Mc branduolį ir tris 288 Mc branduolius). . Šie atomai skyla (skyla), išskirdami alfa daleles į elementą nihonį maždaug per 100 milisekundžių. Du sunkesni moskovijos izotopai – 289 Mc ir 290 Mc – buvo aptikti 2009–2010 m.
Iš pradžių IUPAC negalėjo patvirtinti naujo elemento atradimo. Reikalingas patvirtinimas iš kitų šaltinių. Per ateinančius kelerius metus buvo atliktas dar vienas vėlesnių eksperimentų įvertinimas ir dar kartą iškelta Dubnos komandos pretenzija dėl 115-ojo elemento atradimo.
2013 metų rugpjūtį mokslininkų grupė iš Lundo universiteto ir Darmštato (Vokietija) sunkiųjų jonų instituto paskelbė pakartojusi 2004 m. eksperimentą, patvirtindama Dubnoje gautus rezultatus. Dar vieną patvirtinimą paskelbė Berklyje dirbančių mokslininkų komanda 2015 m. 2015 m. gruodžio mėn. jungtinė IUPAC/IUPAP darbo grupė pripažino šio elemento atradimą ir suteikė pirmenybę Rusijos ir Amerikos tyrėjų komandos atradimui.
vardas
1979 m. periodinės lentelės 115 elementą, remiantis IUPAC rekomendacija, buvo nuspręsta pavadinti „ununpentium“ ir pažymėti atitinkamu simboliu UUP. Nors nuo to laiko šis pavadinimas buvo plačiai naudojamas neatrastam (bet teoriškai nuspėtam) elementui, fizikos bendruomenėje jis neprigijo. Dažniausiai medžiaga taip buvo vadinama - elementu Nr. 115 arba E115.
2015 m. gruodžio 30 d. Tarptautinė grynosios ir taikomosios chemijos sąjunga pripažino naujo elemento atradimą. Pagal naujas taisykles atradėjai turi teisę pasiūlyti savo pavadinimą naujai medžiagai. Iš pradžių 115-asis periodinės lentelės elementas turėjo būti pavadintas „langeviniu“ fiziko Paulo Langevino garbei. Vėliau Dubnos mokslininkų komanda Maskvos srities, kurioje buvo padarytas atradimas, garbei, pasiūlė pavadinimą „maskvietis“. 2016 metų birželį IUPAC patvirtino iniciatyvą, o 2016 metų lapkričio 28 dieną oficialiai patvirtino pavadinimą „moscovium“.
Periodinė cheminių elementų sistema (Mendelejevo lentelė)- cheminių elementų klasifikavimas, priklausomybės nustatymas įvairių savybių elementai iš atomo branduolio krūvio. Sistema yra grafinė periodinio dėsnio, kurį 1869 m. nustatė rusų chemikas D. I. Mendelejevas, išraiška. Pirminę jo versiją 1869–1871 metais sukūrė D. I. Mendelejevas ir nustatė elementų savybių priklausomybę nuo jų atominės masės (šiuolaikiškai kalbant – nuo atominės masės). Iš viso keli šimtai periodinės sistemos vaizdavimo variantų (analitinės kreivės, lentelės, geometrines figūras ir taip toliau.). Šiuolaikinėje sistemos versijoje elementus numatoma sumažinti į dvimatę lentelę, kurioje kiekvienas stulpelis (grupė) nustato pagrindinį fizikines ir chemines savybes, o linijos žymi laikotarpius, kurie yra šiek tiek panašūs vienas į kitą.
Periodinė D.I. Mendelejevo cheminių elementų sistema
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rusijos chemiko Mendelejevo atradimas suvaidino (neabejotinai) svarbiausią vaidmenį mokslo raidoje, būtent plėtojant atominį ir molekulinį mokslą. Šis atradimas leido gauti pačias suprantamiausias ir lengviausia išmokti idėjas apie paprastus ir sudėtingus cheminius junginius. Tik lentelės dėka turime tas sąvokas apie elementus, kuriuos naudojame modernus pasaulis. Dvidešimtajame amžiuje pasireiškė lentelės kūrėjo parodytas periodinės sistemos nuspėjamasis vaidmuo vertinant transurano elementų chemines savybes.
19 amžiuje sukurta Mendelejevo periodinė lentelė chemijos mokslo labui pateikė paruoštą atomų tipų sisteminimą FIZIKOS raidai XX amžiuje (atomo ir atomo branduolio fizika). . XX amžiaus pradžioje fizikai, atlikę tyrimus, nustatė, kad serijos numeris (dar žinomas kaip atominis) taip pat yra šio elemento atominio branduolio elektrinio krūvio matas. O periodo skaičius (ty horizontali eilutė) lemia atomo elektronų apvalkalų skaičių. Taip pat paaiškėjo, kad lentelės vertikalios eilutės skaičius lemia elemento išorinio apvalkalo kvantinę struktūrą (taigi, tos pačios eilutės elementai yra dėl cheminių savybių panašumo).
Rusijos mokslininko atradimas pasižymėjo nauja era pasaulio mokslo istorijoje šis atradimas leido padaryti ne tik didžiulį šuolį chemijoje, bet buvo neįkainojamas ir daugeliui kitų mokslo sričių. Periodinė lentelė suteikė nuoseklią informacijos apie elementus sistemą, ja remiantis buvo galima daryti mokslines išvadas ir net numatyti kai kuriuos atradimus.
Periodinė lentelė Viena iš Mendelejevo periodinės lentelės ypatybių yra ta, kad grupė (lentelės stulpelis) turi reikšmingesnes periodinės tendencijos išraiškas nei periodai ar blokai. Šiais laikais kvantinės mechanikos ir atominės struktūros teorija elementų grupiškumą aiškina tuo, kad jie turi tokias pačias elektronines valentinių apvalkalų konfigūracijas, todėl toje pačioje stulpelyje esantys elementai turi labai panašias (identiškas) savybes. elektroninė konfigūracija su panašiomis cheminėmis savybėmis. Taip pat yra aiški tendencija, kad didėjant atominei masei stabiliai keičiasi savybės. Pažymėtina, kad kai kuriose periodinės lentelės srityse (pavyzdžiui, D ir F blokuose) horizontalūs panašumai yra labiau pastebimi nei vertikalieji.
Periodinėje lentelėje yra grupės, kurioms priskiriami serijos numeriai nuo 1 iki 18 (iš kairės į dešinę). tarptautinė sistema grupių pavadinimai. Senais laikais grupėms identifikuoti buvo naudojami romėniški skaitmenys. Amerikoje buvo įprasta rašyti po romėniško skaičiaus raidę „A“, kai grupė yra S ir P blokuose, arba raides „B“ – grupėms, esančioms D bloke. Tuo metu naudojami identifikatoriai: toks pat kaip ir paskutinis šiuolaikinių rodyklių skaičius mūsų laikais (pavyzdžiui, pavadinimas IVB, mūsų laikais atitinka 4-osios grupės elementus, o IVA yra 14-oji elementų grupė). To meto Europos šalyse buvo taikoma panaši sistema, tačiau čia „A“ raidė reiškė grupes iki 10, o raidė „B“ – po 10 imtinai. Tačiau 8, 9, 10 grupės turėjo VIII identifikatorių kaip vieną trigubą grupę. Šie grupių pavadinimai nustojo egzistuoti po to, kai 1988 m. nauja sistema IUPAC žymėjimas, kuris naudojamas ir šiandien.
Daugelis grupių gavo nesisteminius tradicinio pobūdžio pavadinimus (pavyzdžiui, „šarminiai žemės metalai“, „halogenai“ ir kiti panašūs pavadinimai). Grupės nuo 3 iki 14 tokių pavadinimų negavo, dėl to, kad jos yra mažiau panašios viena į kitą ir mažiau atitinka vertikalius raštus, jos dažniausiai vadinamos arba skaičiumi, arba pirmojo grupės elemento (titano) pavadinimu. , kobaltas ir kt.).
Tai pačiai periodinės lentelės grupei priklausantys cheminiai elementai rodo tam tikras elektronegatyvumo, atomo spindulio ir jonizacijos energijos tendencijas. Vienoje grupėje iš viršaus į apačią atomo spindulys didėja, nes užpildomi energijos lygiai, iš branduolio pašalinami elemento valentiniai elektronai, tuo tarpu jonizacijos energija mažėja ir ryšiai atome susilpnėja, o tai supaprastina. elektronų pašalinimas. Elektronegatyvumas taip pat mažėja, tai yra to, kad didėja atstumas tarp branduolio ir valentinių elektronų. Tačiau yra ir šių modelių išimčių, pavyzdžiui, 11 grupėje elektronegatyvumas didėja, o ne mažėja, iš viršaus į apačią. Periodinėje lentelėje yra eilutė, vadinama „Periodas“.
Tarp grupių yra tų, kuriose horizontalios kryptys yra svarbesnės (skirtingai nuo kitų, kuriose didesnę vertę turi vertikalias kryptis), tokios grupės apima F bloką, kuriame lantanidai ir aktinidai sudaro dvi svarbias horizontalias sekas.
Elementai rodo tam tikrus modelius pagal atomo spindulį, elektronegatyvumą, jonizacijos energiją ir elektronų afinitetą. Dėl to, kad kiekvienam kitam elementui didėja įkrautų dalelių skaičius, o elektronai pritraukiami į branduolį, atomo spindulys mažėja kryptimi iš kairės į dešinę, kartu didėja jonizacijos energija, didėjant jungtis atome, elektrono pašalinimo sunkumai didėja. Metalams, esantiems kairėje lentelės pusėje, būdingas mažesnis elektronų afiniteto energijos indikatorius, atitinkamai dešinėje - elektronų afiniteto energijos indikatorius, nemetalams šis rodiklis yra didesnis (neskaičiuojant tauriųjų dujų).
Skirtingos Mendelejevo periodinės lentelės sritys, priklausomai nuo to, kuriame atomo apvalkale yra paskutinis elektronas, ir atsižvelgiant į elektronų apvalkalo reikšmę, įprasta jį apibūdinti kaip blokus.
S-blokas apima pirmąsias dvi elementų grupes (šarminius ir šarminius žemės metalus, vandenilį ir helis).
P-blokas apima paskutines šešias grupes, nuo 13 iki 18 (pagal IUPAC, arba pagal Amerikoje priimtą sistemą – nuo IIIA iki VIIIA), šis blokas taip pat apima visus metaloidus.
Blokas – D, grupės nuo 3 iki 12 (IUPAC arba amerikietiškai nuo IIIB iki IIB), šis blokas apima visus pereinamuosius metalus.
Blokas – F, paprastai išimamas iš periodinės lentelės ir apima lantanidus ir aktinidus.
Kas lankė mokyklą, prisimena, kad vienas iš privalomų mokytis dalykų buvo chemija. Jai tai gali patikti arba nepatikti – nesvarbu. Ir tikėtina, kad daug žinių šioje disciplinoje jau pamiršta ir gyvenime nepritaikoma. Tačiau visi tikriausiai prisimena D. I. Mendelejevo cheminių elementų lentelę. Daugeliui tai išliko įvairiaspalvė lentelė, kur kiekviename kvadrate įrašytos tam tikros raidės, žyminčios cheminių elementų pavadinimus. Bet čia mes nekalbėsime apie chemiją kaip tokią, o apibūdinsime šimtus cheminės reakcijos ir procesus, bet kalbėsime apie tai, kaip atsirado periodinė lentelė apskritai – ši istorija bus įdomi bet kuriam žmogui, o iš tikrųjų visiems, kurie išalko įdomios ir naudingos informacijos.
Šiek tiek fono
Dar 1668 m. žymus airių chemikas, fizikas ir teologas Robertas Boyle'as išleido knygą, kurioje buvo paneigta daugybė mitų apie alchemiją ir kurioje jis kalbėjo apie būtinybę ieškoti nesuyrančių cheminių elementų. Mokslininkas taip pat pateikė jų sąrašą, susidedantį tik iš 15 elementų, tačiau leido manyti, kad elementų gali būti ir daugiau. Tai tapo atspirties tašku ne tik ieškant naujų elementų, bet ir sisteminant juos.
Po šimto metų prancūzų chemikas Antoine'as Lavoisier sudarė naują sąrašą, kuriame jau buvo 35 elementai. 23 iš jų vėliau buvo nustatyti kaip nesuyrantys. Tačiau mokslininkai visame pasaulyje tęsė naujų elementų paieškas. O pagrindinį vaidmenį šiame procese atliko garsus rusų chemikas Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas – jis pirmasis iškėlė hipotezę, kad tarp elementų atominės masės ir jų padėties sistemoje gali būti ryšys.
Dėl kruopštaus darbo ir cheminių elementų palyginimo Mendelejevas sugebėjo atrasti ryšį tarp elementų, kuriuose jie gali būti vienas, o jų savybės nėra savaime suprantamas dalykas, o periodiškai pasikartojantis reiškinys. Dėl to 1869 m. vasarį Mendelejevas suformulavo pirmąjį periodinį įstatymą, o jau kovo mėnesį chemijos istorikas N. A. Menšutkinas Rusijos chemijos draugijai pateikė jo pranešimą „Savybių santykis su elementų atominiu svoriu“. Tada tais pačiais metais Mendelejevo publikacija buvo paskelbta žurnale Zeitschrift fur Chemie Vokietijoje, o 1871 metais kitas Vokietijos žurnalas Annalen der Chemie paskelbė naują platų mokslininko leidinį, skirtą jo atradimui.
Periodinės lentelės kūrimas
Pagrindinę idėją 1869 m. jau suformavo Mendelejevas ir gana trumpam laikui, bet jis ilgai negalėjo to sutvarkyti į kažkokią tvarkingą sistemą, kuri aiškiai parodytų, kas yra kas. Viename iš pokalbių su kolega A. A. Inostrantsevu jis net sakė, kad jo galvoje jau viskas susitvarkė, tačiau visko sunešti ant stalo negalėjo. Po to, pasak Mendelejevo biografų, jis pradėjo kruopštų darbą ant stalo, kuris truko tris dienas be pertraukos miegoti. Buvo sutvarkyti visokie būdai elementams tvarkyti lentelėje, o darbą apsunkino tai, kad tuo metu mokslas dar nežinojo apie visus cheminius elementus. Tačiau, nepaisant to, lentelė vis tiek buvo sukurta, o elementai buvo susisteminti.
Mendelejevo sapno legenda
Daugelis girdėjo istoriją, kad D. I. Mendelejevas svajojo apie savo stalą. Šią versiją aktyviai platino minėtas Mendelejevo kolega A. A. Inostrancevas kaip linksma istorija kuriais linksmino savo mokinius. Jis sakė, kad Dmitrijus Ivanovičius nuėjo miegoti ir sapne aiškiai matė savo stalą, kuriame visi cheminiai elementai buvo išdėstyti tinkama tvarka. Po to mokiniai net juokavo, kad lygiai taip pat buvo atrasta 40° degtinė. Tačiau miego istorijai vis dar buvo tikros prielaidos: kaip jau minėta, Mendelejevas dirbo ant stalo nemiegodamas ir nepailsėjęs, o Inostrancevas kartą rado jį pavargusį ir išsekusį. Po pietų Mendelejevas nusprendė padaryti pertrauką, o po kurio laiko staiga pabudo, iškart paėmė popieriaus lapą ir ant jo pavaizdavo jau paruoštą stalą. Tačiau pats mokslininkas visą šią istoriją paneigė sapnu sakydamas: „Gal dvidešimt metų galvoju apie tai, o tu galvoji: aš sėdėjau ir staiga... jau paruošta“. Taigi svajonės legenda gali būti labai patraukli, tačiau stalą sukurti pavyko tik sunkiai dirbant.
Tolesnis darbas
1869–1871 m. Mendelejevas plėtojo periodiškumo idėjas, į kurias buvo linkusi mokslo bendruomenė. Ir vienas iš etapaiŠis procesas buvo supratimas, kurį turi turėti bet kuris sistemos elementas, remiantis jo savybių visuma, palyginti su kitų elementų savybėmis. Remdamasis tuo, taip pat remdamasis stiklo formuojančių oksidų kaitos tyrimų rezultatais, chemikui pavyko pakeisti kai kurių elementų, tarp kurių buvo uranas, indis, berilis ir kt., atominių masių vertes.
Žinoma, Mendelejevas norėjo kuo greičiau užpildyti tuščias lentelėje likusias ląsteles, o 1870 metais numatė, kad netrukus bus atrasti mokslui nežinomi cheminiai elementai, kurių atomines mases ir savybes jis sugebėjo apskaičiuoti. Pirmieji iš jų buvo galis (atrastas 1875 m.), skandis (atrastas 1879 m.) ir germanis (atrastas 1885 m.). Tada prognozės ir toliau pildėsi ir buvo atrasti dar aštuoni nauji elementai, tarp jų: polonis (1898), renis (1925), technecis (1937), francis (1939) ir astatinas (1942-1943). Beje, 1900 metais D. I. Mendelejevas ir škotų chemikas Williamas Ramsay priėjo prie išvados, kad į lentelę turėtų būti įtraukti ir nulinės grupės elementai – iki 1962 metų jie buvo vadinami inertinėmis, o vėliau – tauriosiomis dujomis.
Periodinės sistemos organizavimas
Cheminiai elementai D. I. Mendelejevo lentelėje išdėstyti eilėmis, atsižvelgiant į jų masės padidėjimą, o eilučių ilgis parenkamas taip, kad juose esantys elementai turėtų panašias savybes. Pavyzdžiui, tauriosios dujos, tokios kaip radonas, ksenonas, kriptonas, argonas, neonas ir helis, nelengvai reaguoja su kitais elementais, taip pat turi mažą cheminį aktyvumą, todėl jos yra dešiniajame stulpelyje. O kairiojo stulpelio elementai (kalis, natris, litis ir kt.) puikiai reaguoja su kitais elementais, o pačios reakcijos yra sprogstamos. Paprasčiau tariant, kiekviename stulpelyje elementai turi panašias savybes, kurios skiriasi kiekviename stulpelyje. Visi elementai iki Nr.92 randami gamtoje, o su Nr.93 prasideda dirbtiniai elementai, kuriuos galima sukurti tik laboratorijoje.
Pradiniame variante periodinė sistema buvo suprantama tik kaip gamtoje egzistuojančios tvarkos atspindys ir nebuvo paaiškinimų, kodėl viskas taip turi būti. Ir tik tada, kai atsirado kvantinė mechanika, tikroji prasmė paaiškėjo elementų tvarka lentelėje.
Kūrybinio proceso pamokos
Kalbama apie kokias pamokas kūrybinis procesas galima pasisemti iš visos periodinės D. I. Mendelejevo lentelės kūrimo istorijos, kaip pavyzdį galime pateikti Anglijos šios srities tyrinėtojo idėjas. kūrybiškas mąstymas Graham Wallace ir prancūzų mokslininkas Henri Poincaré. Paimkime juos trumpai.
Poincaré (1908) ir Graham Wallace (1926) teigimu, yra keturi pagrindiniai kūrybinio mąstymo etapai:
- Paruošimas- pagrindinės užduoties formulavimo etapas ir pirmieji bandymai ją išspręsti;
- Inkubavimas- etapas, kurio metu laikinai atitraukiamas dėmesys nuo proceso, tačiau darbas ieškant problemos sprendimo atliekamas pasąmonės lygmeniu;
- įžvalga- etapas, kuriame randamas intuityvus sprendimas. Be to, šį sprendimą galima rasti situacijoje, kuri visiškai nesusijusi su užduotimi;
- Apžiūra- sprendimo testavimo ir diegimo etapas, kuriame vyksta šio sprendimo patikrinimas ir galimas tolesnis jo tobulinimas.
Kaip matome, kurdamas lentelę Mendelejevas intuityviai laikėsi šių keturių etapų. Kiek tai efektyvu, galima spręsti iš rezultatų, t.y. nes buvo sukurta lentelė. O atsižvelgiant į tai, kad jo sukūrimas buvo didžiulis žingsnis į priekį ne tik chemijos mokslui, bet ir visai žmonijai, minėtus keturis etapus galima pritaikyti tiek mažų projektų įgyvendinimui, tiek globalių planų įgyvendinimui. Svarbiausia atsiminti, kad nei vieno atradimo, nei vieno problemos sprendimo negalima rasti savarankiškai, kad ir kaip norėtume juos matyti sapne ir kiek miegotume. Kad kažkas pavyktų, nesvarbu, ar tai būtų cheminių elementų lentelės sukūrimas, ar naujo rinkodaros plano kūrimas, reikia turėti tam tikros žinios ir įgūdžius, taip pat sumaniai panaudoti savo potencialą ir sunkiai dirbti.
Linkime sėkmės jūsų pastangose ir sėkmingo planų įgyvendinimo!
Kaip naudotis periodine lentele?Nežinančiam žmogui skaityti periodinę lentelę yra tas pats, kas žiūrėti į senovines elfų runas nykštukui. O periodinė lentelė, beje, teisingai naudojama, gali daug pasakyti apie pasaulį. Be to, kad jis padės jums egzamine, jis taip pat yra tiesiog būtinas sprendžiant problemas. didelis kiekis cheminės ir fizinės problemos. Bet kaip tai skaityti? Laimei, šiandien kiekvienas gali išmokti šio meno. Šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kaip suprasti periodinę lentelę.
Periodinė cheminių elementų sistema (Mendelejevo lentelė) – tai cheminių elementų klasifikacija, kuri nustato įvairių elementų savybių priklausomybę nuo atomo branduolio krūvio.
Lentelės sukūrimo istorija
Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas nebuvo paprastas chemikas, jei kas taip mano. Jis buvo chemikas, fizikas, geologas, metrologas, ekologas, ekonomistas, naftininkas, aeronautas, prietaisų gamintojas ir mokytojas. Per savo gyvenimą mokslininkas spėjo atlikti daug fundamentinių tyrimų įvairiose žinių srityse. Pavyzdžiui, plačiai manoma, kad būtent Mendelejevas apskaičiavo idealų degtinės stiprumą – 40 laipsnių. Nežinome, kaip Mendelejevas elgėsi su degtine, tačiau tikrai žinoma, kad jo disertacija tema „Diskusas apie alkoholio derinį su vandeniu“ neturėjo nieko bendra su degtine ir nagrinėjo alkoholio koncentraciją nuo 70 laipsnių. Su visais mokslininko nuopelnais, cheminių elementų periodinio dėsnio – vieno iš pagrindinių gamtos dėsnių – atradimas atnešė jam plačiausią šlovę.
Egzistuoja legenda, pagal kurią mokslininkas svajojo apie periodinę sistemą, po kurios jam tereikėjo užbaigti pasirodžiusią idėją. Bet jei viskas būtų taip paprasta .. Ši periodinės lentelės kūrimo versija, matyt, yra ne kas kita, kaip legenda. Paklaustas, kaip buvo atidarytas stalas, Dmitrijus Ivanovičius atsakė: „ Aš galvoju apie tai gal dvidešimt metų, o tu galvoji: aš atsisėdau ir staiga... jis paruoštas.
Devynioliktojo amžiaus viduryje bandymus supaprastinti žinomus cheminius elementus (žinomi 63 elementai) vienu metu ėmėsi keli mokslininkai. Pavyzdžiui, 1862 m. Alexandre'as Emilis Chancourtois sudėliojo elementus išilgai spiralės ir pastebėjo ciklišką cheminių savybių pasikartojimą. Chemikas ir muzikantas Johnas Alexanderis Newlandsas pasiūlė savo periodinės lentelės versiją 1866 m. Įdomus faktas yra tai, kad elementų išdėstyme mokslininkas bandė atrasti kažkokią mistinę muzikinę harmoniją. Tarp kitų bandymų buvo ir Mendelejevo bandymas, kurį vainikavo sėkmė.
1869 m. buvo paskelbta pirmoji lentelės schema, o 1869 m. kovo 1 d. laikoma periodinio įstatymo atradimo diena. Mendelejevo atradimo esmė buvo ta, kad elementų, kurių atominė masė didėja, savybės kinta ne monotoniškai, o periodiškai. Pirmojoje lentelės versijoje buvo tik 63 elementai, tačiau Mendelejevas ėmėsi kelių labai nestandartiniai sprendimai. Taigi jis spėjo palikti vietą lentelėje dar neatrastiems elementams, taip pat pakeitė kai kurių elementų atomines mases. Esminis Mendelejevo išvesto dėsnio teisingumas buvo patvirtintas labai greitai po galio, skandžio ir germanio, kurių egzistavimą numatė mokslininkai, atradimo.
Šiuolaikinis periodinės lentelės vaizdas
Žemiau yra pati lentelė.
Šiandien vietoj atominio svorio (atominės masės) elementams rikiuoti naudojama atominio skaičiaus (protonų skaičiaus branduolyje) sąvoka. Lentelėje yra 120 elementų, kurie yra išdėstyti iš kairės į dešinę atominio skaičiaus (protonų skaičiaus) didėjimo tvarka.
Lentelės stulpeliai yra vadinamosios grupės, o eilutės yra taškai. Lentelėje yra 18 grupių ir 8 laikotarpiai.
- Elementų metalinės savybės mažėja judant periodu iš kairės į dešinę ir didėja priešinga kryptimi.
- Atomų matmenys mažėja jiems judant iš kairės į dešinę išilgai laikotarpių.
- Grupėje judant iš viršaus į apačią, didėja redukuojančios metalinės savybės.
- Oksidacinės ir nemetalinės savybės didėja per laikotarpį iš kairės į dešinę. aš.
Ką mes sužinome apie elementą iš lentelės? Pavyzdžiui, paimkime trečiąjį lentelės elementą - litį ir apsvarstykite jį išsamiai.
Visų pirma, po juo matome paties elemento simbolį ir jo pavadinimą. Viršutiniame kairiajame kampe yra elemento atominis numeris tokia tvarka, kokia elementas yra lentelėje. Atominis skaičius, kaip jau minėta, yra lygus protonų skaičiui branduolyje. Teigiamų protonų skaičius paprastai yra lygus neigiamų elektronų skaičiui atome (išskyrus izotopus).
Atominė masė nurodyta po atominiu numeriu (in ši parinktis lentelės). Jei suapvalinsime atominę masę iki artimiausio sveikojo skaičiaus, gausime vadinamąjį masės skaičių. Skirtumas tarp masės skaičiaus ir atominio skaičiaus parodo neutronų skaičių branduolyje. Taigi helio branduolyje neutronų skaičius yra du, o lityje - keturi.
Taigi mūsų kursas „Mendelejevo stalas manekenams“ baigėsi. Apibendrinant, siūlome žiūrėti teminį vaizdo įrašą ir tikimės, kad klausimas, kaip jį naudoti Periodinė elementų lentelė Mendelejevas, tapo tau suprantamesnis. Primename, kad išmokti naują dalyką visada efektyviau ne vienam, o padedant patyrusiam mentoriui. Todėl niekada neturėtumėte pamiršti apie tuos, kurie su jumis mielai dalinsis savo žiniomis ir patirtimi.
Mus supa daugybė įvairių daiktų ir objektų, gyvų ir negyvų gamtos kūnų. Ir visi jie turi savo sudėtį, struktūrą, savybes. Gyvose būtybėse – sudėtingiausia biocheminės reakcijos lydinčius gyvybės procesus. Negyvi kūnai atlieka įvairios funkcijos biomasė gamtoje ir gyvybėje ir turi sudėtingą molekulinę ir atominę sudėtį.
Bet visi kartu planetos objektai turi bendras bruožas: jie susideda iš daugybės mažų struktūrinių dalelių, vadinamų cheminių elementų atomais. Tokie maži, kad plika akimi jų nematyti. Kas yra cheminiai elementai? Kokiomis savybėmis jie pasižymi ir kaip sužinojote apie jų egzistavimą? Pabandykime tai išsiaiškinti.
Cheminių elementų samprata
Įprasta prasme cheminiai elementai yra tik grafinis atomų vaizdas. Dalelės, sudarančios viską, kas egzistuoja visatoje. Tai yra, į klausimą „kas yra cheminiai elementai“ galima duoti tokį atsakymą. Tai sudėtingos mažos struktūros, sujungtos visų atomų izotopų kolekcijos Dažnas vardas, turintys savo grafinį žymėjimą (simbolį).
Iki šiol žinoma, kad abiejuose buvo aptikta 118 elementų vivo, ir sintetiniu būdu, įgyvendinant branduolines reakcijas ir kitų atomų branduolius. Kiekvienas iš jų turi savybių rinkinį, savo vietą bendra sistema, atradimų istorija ir vardas, taip pat vaidina tam tikrą vaidmenį gyvų būtybių prigimtyje ir gyvenime. Chemija yra šių savybių tyrimas. Cheminiai elementai yra molekulių, paprastų ir sudėtingų junginių, taigi ir cheminės sąveikos, kūrimo pagrindas.
Atradimų istorija
Pats supratimas, kas yra cheminiai elementai, atsirado tik XVII amžiuje Boyle'o darbo dėka. Būtent jis pirmasis prabilo apie šią sąvoką ir suteikė jai tokį apibrėžimą. Tai nedalomi maži paprastos medžiagos, iš kurio susidaro viskas aplinkui, įskaitant visus sudėtingus.
Iki šio darbo dominavo alchemikų pažiūros, pripažinusios keturių elementų – Empidoklio ir Aristotelio – teoriją, taip pat tų, kurie atrado „degiuosius principus“ (siera) ir „metalinius principus“ (gyvsidabris).
Beveik visą XVIII amžių buvo plačiai paplitusi visiškai klaidinga flogistono teorija. Tačiau jau šio laikotarpio pabaigoje Antoine'as Laurent'as Lavoisier įrodo, kad tai nepatvirtinta. Jis pakartoja Boyle'o formuluotę, bet kartu papildo ją pirmu bandymu susisteminti visus tuo metu žinomus elementus, suskirstydamas juos į keturias grupes: metalus, radikalus, žemes, nemetalus.
Kitas didelis žingsnis Daltonas supranta, kas yra cheminiai elementai. Jam priskiriamas atominės masės atradimas. Remdamasis tuo, jis paskirsto dalį žinomų cheminių elementų jų atominės masės didinimo tvarka.
Nuolat intensyvus mokslo ir technologijų vystymasis leidžia atrasti daugybę naujų elementų natūralių kūnų sudėtyje. Todėl iki 1869 m. - didžiojo D. I. Mendelejevo sukūrimo metu - mokslas sužinojo apie 63 elementų egzistavimą. Rusijos mokslininko darbas tapo pirmąja išsamia ir amžinai fiksuota šių dalelių klasifikacija.
Cheminių elementų struktūra tuo metu nebuvo nustatyta. Buvo tikima, kad atomas yra nedalomas, kad jis yra mažiausias vienetas. Atradus radioaktyvumo reiškinį, buvo įrodyta, kad jis yra padalintas į struktūrines dalis. Tuo pačiu metu beveik visi egzistuoja kelių natūralių izotopų pavidalu (panašių dalelių, bet su skirtingu neutronų struktūrų skaičiumi, nuo kurių kinta atominė masė). Taigi iki praėjusio amžiaus vidurio pavyko pasiekti tvarką apibrėžiant cheminio elemento sąvoką.
Mendelejevo cheminių elementų sistema
Mokslininkas pagrindė atominės masės skirtumą ir sugebėjo išradingai išdėstyti visus žinomus cheminius elementus didėjančia tvarka. Tačiau visa jo mokslinio mąstymo ir įžvalgumo gilumas ir genialumas slypi tame, kad Mendelejevas savo sistemoje paliko tuščias erdves, atviras ląsteles dar nežinomiems elementams, kurie, pasak mokslininko, bus atrasti ateityje.
Ir viskas pasirodė tiksliai taip, kaip jis sakė. Cheminiai Mendelejevo elementai laikui bėgant užpildė visas tuščias ląsteles. Kiekviena mokslininkų prognozuota struktūra buvo atrasta. Ir dabar galime drąsiai teigti, kad cheminių elementų sistema yra 118 vienetų. Tiesa, paskutiniai trys atradimai dar nėra oficialiai patvirtinti.
Pati cheminių elementų sistema grafiškai atvaizduojama lentele, kurioje elementai išdėstyti pagal jų savybių hierarchiją, branduolių krūvius ir jų atomų elektronų apvalkalų struktūrines ypatybes. Taigi, yra laikotarpiai (7 vnt.) - horizontalios eilutės, grupės (8 vnt.) - vertikalios, pogrupiai (pagrindiniai ir antriniai kiekvienoje grupėje). Dažniausiai apatiniuose lentelės sluoksniuose atskirai dedamos dvi šeimų eilės - lantanidai ir aktinidai.
Elemento atominė masė susideda iš protonų ir neutronų, kurių visuma vadinama „masės skaičiumi“. Protonų skaičius nustatomas labai paprastai – jis lygus elemento eilės skaičiui sistemoje. O kadangi atomas kaip visuma yra elektriškai neutrali sistema, tai yra, jis apskritai neturi jokio krūvio, neigiamų elektronų skaičius visada lygus teigiamų protonų dalelių skaičiui.
Taigi cheminio elemento charakteristikas galima duoti pagal jo vietą periodinėje sistemoje. Juk ląstelėje aprašyta beveik viskas: eilės numeris, reiškiantis elektronus ir protonus, atominė masė (vidutinė visų esamų tam tikro elemento izotopų vertė). Galima matyti, kuriame periode yra struktūra (tai reiškia, kad tiek daug sluoksnių turės elektronus). Taip pat galite numatyti pagrindinių pogrupių elementų neigiamų dalelių skaičių paskutiniame energijos lygyje - jis yra lygus grupės, kurioje yra elementas, skaičiui.
Neutronų skaičių galima apskaičiuoti protonus atėmus iš masės skaičiaus, tai yra, serijos numerio. Taigi kiekvienam cheminiam elementui galima gauti ir sudaryti visą elektrongrafinę formulę, kuri tiksliai atspindės jo struktūrą ir parodys galimas bei pasireiškiančias savybes.
Elementų pasiskirstymas gamtoje
Ištisas mokslas – kosmochemija – užsiima šios problemos tyrimu. Duomenys rodo, kad elementų pasiskirstymas mūsų planetoje kartoja tuos pačius modelius visatoje. Pagrindinis lengvųjų, sunkiųjų ir vidutinių atomų branduolių šaltinis yra branduolinės reakcijos vykstantys žvaigždžių viduje – nukleosintezė. Šių procesų dėka Visata ir kosminė erdvė aprūpino mūsų planetą visais turimais cheminiais elementais.
Iš viso iš 118 žinomų natūralių atstovų natūralių šaltiniųŽmonės atrado 89. Tai pagrindiniai, dažniausiai pasitaikantys atomai. Cheminiai elementai taip pat buvo sintetinami dirbtinai, bombarduojant branduolius neutronais (nukleosintezė laboratorijoje).
Daugiausiai yra paprastų tokių elementų medžiagų kaip azotas, deguonis, vandenilis. Anglis yra visų organinių medžiagų sudedamoji dalis, o tai reiškia, kad ji taip pat užima pirmaujančią vietą.
Klasifikacija pagal elektroninę atomų sandarą
Viena iš labiausiai paplitusių visų sistemos cheminių elementų klasifikacijų yra jų pasiskirstymas pagal jų elektroninę struktūrą. Pagal tai, kiek energijos lygių yra įtraukta į atomo apvalkalą ir kuriame iš jų yra paskutiniai valentiniai elektronai, galima išskirti keturias elementų grupes.
S-elementai
Tai tie, kuriuose s-orbitalė užpildoma paskutinė. Ši šeima apima pagrindinio pogrupio pirmosios grupės elementus (arba tik vieną elektroną kiekvienam išorinis lygis nustato panašias šių atstovų, kaip stiprių reduktorių, savybes.
R-elementai
Tik 30 vnt. Valentiniai elektronai yra p polygyje. Tai yra elementai, kurie sudaro pagrindinius pogrupius nuo trečios iki aštuntos grupės, susijusius su 3, 4, 5, 6 laikotarpiais. Tarp jų pagal savo savybes randama ir metalų, ir tipiškų nemetalinių elementų.
d-elementai ir f-elementai
Tai pereinamieji metalai nuo 4 iki 7 didelio periodo. Iš viso yra 32 elementai. Paprastos medžiagos gali pasižymėti ir rūgštinėmis, ir bazinėmis savybėmis (oksiduojančiomis ir redukuojančiomis). Taip pat amfoterinis, tai yra dvigubas.
F šeimai priklauso lantanidai ir aktinidai, kurių paskutiniai elektronai yra f-orbitalėse.
Medžiagos, sudarytos iš elementų: paprastos
Be to, visos cheminių elementų klasės gali egzistuoti paprastų arba sudėtingų junginių pavidalu. Taigi, įprasta laikyti paprastais tuos, kurie yra suformuoti iš tos pačios struktūros skirtingais kiekiais. Pavyzdžiui, O 2 yra deguonis arba dioksidas, o O 3 yra ozonas. Šis reiškinys vadinamas alotropija.
Paprasti cheminiai elementai, sudarantys to paties pavadinimo junginius, būdingi kiekvienam periodinės sistemos atstovui. Tačiau ne visi jie yra vienodi savo savybėmis. Taigi, yra paprastų medžiagų metalai ir nemetalai. Pirmieji sudaro pagrindinius pogrupius su 1-3 grupėmis ir visus antrinius pogrupius lentelėje. Nemetalai sudaro pagrindinius 4-7 grupių pogrupius. Aštuntoji pagrindinė apima specialius elementus – tauriąsias arba inertines dujas.
Tarp visų iki šiol atrastų paprastų elementų normaliomis sąlygomis žinoma 11 dujų, 2 skystos medžiagos (bromas ir gyvsidabris), visos likusios yra kietos.
Sudėtingi ryšiai
Įprasta vadinti tuos, kurie susideda iš dviejų ar daugiau cheminių elementų. Yra daug pavyzdžių, cheminiai junginiai daugiau nei 2 mln. Tai yra druskos, oksidai, bazės ir rūgštys, kompleksiniai kompleksiniai junginiai, visos organinės medžiagos.
Panašūs straipsniai
