Химический элемент
Все многообразие окружающей нас природы состоит из сочетаний сравнительно небольшого числа химических элементов.
В различные исторические эпохи в понятие «элемент» вкладывался различный смысл. Древнегреческие философы в качестве «элементов» рассматривали четыре «стихии» – тепло, холод, сухость и влажность. Сочетаясь попарно, они образовывали четыре «начала» всех вещей – огонь, воздух, воду и землю. В середине века к этим началам добавились соль, сера и ртуть. В XVIII веке Р. Бойль указал на то, что все элементы носят материальный характер и их число может быть достаточно велико.
В 1787 году французский химик А. Лавуазье создал «Таблицу простых тел». В нее вошли все известные к тому времени элементы. Под последними понимались простые тела, которые не удавалось разложить химическими методами на еще более простые. Впоследствии выяснилось, что в таблицу вошли и некоторые сложные вещества.
Рис. 1. А. Лавуазье.
В настоящее время понятие «химический элемент» установлено точно. Химический элемент – это вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра. Последний равен порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.
В настоящее время известно 118 элементов. Примерно 90 из них существуют в природе. Остальные получены искусственно с помощью ядерных реакций.
104-107 элементы были синтезированы учеными-физиками. В настоящее время продолжаются исследования по искусственному получению химических элементов с более высокими порядковыми номерами.
Все элементы делятся на металлы и неметаллы. К неметаллам относятся такие элементы, как: гелий, неон, аргон, криптон, фтор, хлор, бром, йод, астат, кислород, сера, селен, азот, телур, фосфор, мышьяк, кремний, бор, водород. Однако деление на металлы и неметаллы условное. При определенных условиях некоторые металлы могут приобретать неметаллические свойства, а некоторые неметаллы – металлические.
Список химических элементов Таблицы Менделеева
Список химических элементов упорядочен в порядке возрастания атомных номеров, приводятся обозначения элемента в Таблице Менделеева, латинское и русское названия.
| Z | Символ | Name | Название |
| 1 | H | Hydrogen | Водород |
| 2 | He | Helium | Гелий |
| 3 | Li | Lithium | Литий |
| 4 | Be | Beryllium | Бериллий |
| 5 | B | Boron | Бор |
| 6 | C | Carbon | Углерод |
| 7 | N | Nitrogen | Азот |
| 8 | O | Oxygen | Кислород |
| 9 | F | Fluorine | Фтор |
| 10 | Ne | Neon | Неон |
| 11 | Na | Sodium | Натрий |
| 12 | Mg | Magnesium | Магний |
| 13 | Al | Aluminium | Алюминий |
| 14 | Si | Silicon | Кремний |
| 15 | P | Phosphorus | Фосфор |
| 16 | S | Sulfur | Сера |
| 17 | Cl | Chlorine | Хлор |
| 18 | Ar | Argon | Аргон |
| 19 | K | Potassium | Калий |
| 20 | Ca | Calcium | Кальций |
| 21 | Sc | Scandium | Скандий |
| 22 | Ti | Titanium | Титан |
| 23 | V | Vanadium | Ванадий |
| 24 | Cr | Chromium | Хром |
| 25 | Mn | Manganese | Марганец |
| 26 | Fe | Iron | Железо |
| 27 | Co | Cobalt | Кобальт |
| 28 | Ni | Nickel | Никель |
| 29 | Cu | Copper | Медь |
| 30 | Zn | Zinc | Цинк |
| 31 | Ga | Gallium | Галлий |
| 32 | Ge | Germanium | Германий |
| 33 | As | Arsenic | Мышьяк |
| 34 | Se | Selenium | Селен |
| 35 | Br | Bromine | Бром |
| 36 | Kr | Krypton | Криптон |
| 37 | Rb | Rubidium | Рубидий |
| 38 | Sr | Strontium | Стронций |
| 39 | Y | Yttrium | Иттрий |
| 40 | Zr | Zirconium | Цирконий |
| 41 | Nb | Niobium | Ниобий |
| 42 | Mo | Molybdenum | Молибден |
| 43 | Tc | Technetium | Технеций |
| 44 | Ru | Ruthenium | Рутений |
| 45 | Rh | Rhodium | Родий |
| 46 | Pd | Palladium | Палладий |
| 47 | Ag | Silver | Серебро |
| 48 | Cd | Cadmium | Кадмий |
| 49 | In | Indium | Индий |
| 50 | Sn | Tin | Олово |
| 51 | Sb | Antimony | Сурьма |
| 52 | Te | Tellurium | Теллур |
| 53 | I | Iodine | Иод |
| 54 | Xe | Xenon | Ксенон |
| 55 | Cs | Caesium | Цезий |
| 56 | Ba | Barium | Барий |
| 57 | La | Lanthanum | Лантан |
| 58 | Ce | Cerium | Церий |
| 59 | Pr | Praseodymium | Празеодим |
| 60 | Nd | Neodymium | Неодим |
| 61 | Pm | Promethium | Прометий |
| 62 | Sm | Samarium | Самарий |
| 63 | Eu | Europium | Европий |
| 64 | Gd | Gadolinium | Гадолиний |
| 65 | Tb | Terbium | Тербий |
| 66 | Dy | Dysprosium | Диспрозий |
| 67 | Ho | Holmium | Гольмий |
| 68 | Er | Erbium | Эрбий |
| 69 | Tm | Thulium | Тулий |
| 70 | Yb | Ytterbium | Иттербий |
| 71 | Lu | Lutetium | Лютеций |
| 72 | Hf | Hafnium | Гафний |
| 73 | Ta | Tantalum | Тантал |
| 74 | W | Tungsten | Вольфрам |
| 75 | Re | Rhenium | Рений |
| 76 | Os | Osmium | Осмий |
| 77 | Ir | Iridium | Иридий |
| 78 | Pt | Platinum | Платина |
| 79 | Au | Gold | Золото |
| 80 | Hg | Mercury | Ртуть |
| 81 | Tl | Thallium | Таллий |
| 82 | Pb | Lead | Свинец |
| 83 | Bi | Bismuth | Висмут |
| 84 | Po | Polonium | Полоний |
| 85 | At | Astatine | Астат |
| 86 | Rn | Radon | Радон |
| 87 | Fr | Francium | Франций |
| 88 | Ra | Radium | Радий |
| 89 | Ac | Actinium | Актиний |
| 90 | Th | Thorium | Торий |
| 91 | Pa | Protactinium | Протактиний |
| 92 | U | Uranium | Уран |
| 93 | Np | Neptunium | Нептуний |
| 94 | Pu | Plutonium | Плутоний |
| 95 | Am | Americium | Америций |
| 96 | Cm | Curium | Кюрий |
| 97 | Bk | Berkelium | Берклий |
| 98 | Cf | Californium | Калифорний |
| 99 | Es | Einsteinium | Эйнштейний |
| 100 | Fm | Fermium | Фермий |
| 101 | Md | Mendelevium | Менделевий |
| 102 | No | Nobelium | Нобелий |
| 103 | Lr | Lawrencium | Лоуренсий |
| 104 | Rf | Rutherfordium | Резерфордий |
| 105 | Db | Dubnium | Дубний |
| 106 | Sg | Seaborgium | Сиборгий |
| 107 | Bh | Bohrium | Борий |
| 108 | Hs | Hassium | Хассий |
| 109 | Mt | Meitnerium | Мейтнерий |
| 110 | Ds | Darmstadtium | Дармштадтий |
| 111 | Rg | Roentgenium | Рентгений |
| 112 | Cn | Copernicium | Коперниций |
| 113 | Nh | Nihonium | Нихоний |
| 114 | Fl | Flerovium | Флеровий |
| 115 | Mc | Moscovium | Московий |
| 116 | Lv | Livermorium | Ливерморий |
| 117 | Ts | Tennessine | Теннесин |
| 118 | Og | Oganesson | Оганессон |
Сколько элементов в таблице Менделеева
Каждый человек хотя бы раз в жизни видел эту таблицу. Но вот назвать точное количество веществ сложно. Правильных ответов может быть два: 118 и 126. Сейчас мы разберемся, почему так.
В природе люди обнаружили 94 элемента. Они ничего с ними не делали. Только изучали их свойства и особенности. Большая часть из них была в первоначальной периодической таблице.
Другие 24 элемента были созданы в лабораториях. Всего получается 118 штук. Еще 8 элементов являются лишь гипотетическими вариантами. Их пытаются изобрести или получить. Так что на сегодняшний день и вариант с 118 элементами, и с 126 элементами можно смело называть.
Математическая карта
Во многих случаях в истории науки великие предсказания, основанные на новых уравнениях, оказывались верными. Каким-то образом математика раскрывает некоторые природные секреты, прежде чем экспериментаторы их обнаружат. Один из примеров — антиматерия, другой — расширение Вселенной. В случае Менделеева, предсказания новых элементов возникли без какой-либо творческой математики. Но на самом деле Менделеев открыл глубокую математическую карту природы, поскольку его таблица отражала значение квантовой механики, математических правил, управляющих атомной архитектурой.
В своей книге Менделеев отметил, что «внутренние различия материи, которую составляют атомы», могут быть ответственны за периодически повторяющиеся свойства элементов. Но он не придерживался этой линии мышления. По сути, многие годы он размышлял о том, насколько важна атомная теория для его таблицы.
Но другие смогли прочитать внутреннее послание таблицы. В 1888 году немецкий химик Йоханнес Вислицен объявил, что периодичность свойств элементов, упорядоченных по массе, указывает на то, что атомы состоят из регулярных групп более мелких частиц. Таким образом, в некотором смысле таблица Менделеева действительно предвидела (и предоставила доказательства) сложную внутреннюю структуру атомов, в то время как никто не имел ни малейшего представления о том, как на самом деле выглядел атом или имел ли он какую-нибудь внутреннюю структуру вовсе.
К моменту смерти Менделеева в 1907 году ученые знали, что атомы делятся на части: электроны, переносящие отрицательный электрический заряд, плюс некоторый положительно заряженный компонент, делающий атомы электрически нейтральными. Ключом к тому, как эти части выстраиваются, стало открытие 1911 года, когда физик Эрнест Резерфорд, работающий в Манчестерском университете в Англии, обнаружил атомное ядро. Вскоре после этого Генри Мозли, работавший с Резерфордом, продемонстрировал, что количество положительного заряда в ядре (число протонов, которое он содержит, или его «атомное число») определяет правильный порядок элементов в периодической таблице.
Генри Мозли.
Атомная масса была тесно связана с атомным числом Мозли — достаточно тесно, чтобы упорядочение элементов по массе только в нескольких местах отличалось от упорядочения по числу. Менделеев настаивал на том, что эти массы были неправильными и нуждались в повторном измерении, и в некоторых случаях оказался прав. Осталось несколько расхождений, но атомное число Мозли прекрасно легло в таблицу.
Примерно в то же время датский физик Нильс Бор понял, что квантовая теория определяет расположение электронов, окружающих ядро, и что самые дальние электроны определяют химические свойства элемента.
Подобные расположения внешних электронов будут периодически повторяться, объясняя закономерности, которые первоначально выявила таблица Менделеева. Бор создал свою собственную версию таблицы в 1922 году, основываясь на экспериментальных измерениях энергий электронов (наряду с некоторыми подсказками из периодического закона).
Таблица Бора добавила элементы, открытые с 1869 года, но это был тот же периодической порядок, открытый Менделеевым. Не имея ни малейшего представления о квантовой теории, Менделеев создал таблицу, отражающую атомную архитектуру, которую диктовала квантовая физика.
Новая таблица Бора не стала ни первым, ни последним вариантом изначального дизайна Менделеева. Сотни версий периодической таблицы с тех пор были разработаны и опубликованы. Современная форма — в горизонтальном дизайне в отличие от первоначальной вертикальной версии Менделеева — стала широко популярной только после Второй мировой войны, во многом благодаря работе американского химика Гленна Сиборга.
Сиборг и его коллеги создали несколько новых элементов синтетически, с атомными числами после урана, последнего природного элемента в таблице. Сиборг увидел, что эти элементы, трансурановые (плюс три элемента, предшествовавшие урану), требовали новой строки в таблице, которую не предвидел Менделеев. Таблица Сиборга добавила строку для тех элементов под аналогичным рядом редкоземельных элементов, которым тоже не было места в таблице.
Вклад Сиборг в химию принес ему честь назвать собственный элемент — сиборгий с номером 106. Это один из нескольких элементов, названных в честь известных ученых. И в этом списке, конечно, есть элемент 101, открытый Сиборгом и его коллегами в 1955 году и названный менделевием — в честь химика, который прежде всех остальных заслужил место в периодической таблице.
Заходите на наш канал с новостями, если хотите больше подобных историй.
Кто вообще такой Менделеев?
“Трёхногий” портрет отца мировой химии
Удивительно, что именно Менделеев стал родоначальником Периодического закона, ставшего основой периодической системы химических элементов.
Ставший 17-м ребенком директора Тобольской гимназии, он не проявлял призвания к какой-либо науке вплоть до старших курсов гимназии, однажды оставшись на второй год. Со временем ему удалось подтянуться и закончить Главный педагогический институт Петербурга с золотой медалью.
Став учителем в Одессе, он проявлял множество странных, нехарактерных для интеллигента того времени привычек и увлечений. Одним из них было увлечение кожевенным делом и шитьё: Менделеев самостоятельно переплетал книги, делал чемоданы и шил одежду для себя самого.
Пороховые заводы Менделеева
В числе других его увлечений оказалось воздухоплавание, экономика и футурология. Попутно он создал основы современной метрологии, разработал первый ледокол. Занятие естественными науками приводило ученого то к созданию русского бездымного пороха, то к попытке разработки собственной теории эфира для объяснения свойств капиллярных сосудов.
Однако водка, несмотря на устоявшееся мнение, никак не связана с именем Менделеева. Водка родилась задолго до защиты диссертации «О соединении спирта с водой», посвященной на самом деле теории растворов (указал о необходимости учитывать химизм раствора), а не русскому национальному напитку.
Менделеева совершил первый метеорологический полет в России
Но все же главное его открытие — Периодический закон: сегодня его относят к одному из фундаментальных законов мироздания, поскольку она до сих по является аксиоматической, абсолютной.
Это противоречит самим законам науки. Однако, правота Менделеева подтверждается раз за разом. И многое мы видим прямо за экраном своего монитора.
История открытия Периодического закона.
К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно.
В 1829 году Дёберейнер опубликовал найденный им «закон триад»: атомный вес многих элементов близок к среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам (стронций, кальций и барий; хлор, бром и йод и др.). Первую попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа (1862), который разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил частое циклическое повторение химических свойств по вертикали. Обе указанные модели не привлекли внимания научной общественности.
В 1866 году свой вариант периодической системы предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, модель которого («закон октав») внешне немного напоминала менделеевскую, но была скомпрометирована настойчивыми попытками автора найти в таблице мистическую музыкальную гармонию. В этом же десятилетии появились ещё несколько попыток систематизации химических элементов; ближе всего к окончательному варианту подошёл Юлиус Лотар Мейер (1864). Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (в журнале Русского химического общества); ещё ранее (февраль 1869 г.) научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира.
По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».
Написав на карточках основные свойства каждого элемента (их в то время было известно 63, из которых один — дидим Di — оказался в дальнейшем смесью двух вновь открытых элементов празеодима и неодима), Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим. Итогом работы стал отправленный в 1869 году в научные учреждения России и других стран первый вариант системы («Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве»), в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам (рядам сходных элементов, ставших прообразами групп современной системы) и по шести вертикальным столбцам (прообразам будущих периодов). В 1870 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант системы («Естественную систему элементов»), имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы.
Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото похоже на серебро и медь. Разумеется, свойства не повторяются в точности, к ним добавляются и изменения. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две — атомная масса и химическое сходство. Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеевым были предприняты очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов (например, бериллия, индия, урана, тория, церия, титана, иттрия), несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими (например, таллий, считавшийся щелочным металлом, он поместил в третью группу согласно его фактической максимальной валентности), оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы. В 1871 году на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма которого со временем была несколько усовершенствована.
Научная достоверность Периодического закона получила подтверждение очень скоро: в 1875—1886 годах были открыты галлий (экаалюминий), скандий (экабор) и германий (экасилиций), для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и, с поразительной точностью, целый ряд физических и химических свойств.
Недостатки и проблемы таблицы Менделеева
На начало 2023 года известно сколько химических элементов? Ответ на этот вопрос можно найти в таблице Менделеева. Однако, помимо преимуществ, у нее также имеются недостатки и проблемы. Одной из основных проблем является неполнота таблицы, так как на данный момент обнаружено только 118 химических элементов, в то время как в природе может существовать еще большее количество.
Кроме того, некоторые элементы расположены в таблице не по возрастанию атомного номера, что затрудняет их поиск и сравнение свойств. Например, группа инертных газов находится в различных участках таблицы, что затрудняет их сопоставление по типу и свойствам.
Еще одним недостатком таблицы Менделеева является отсутствие места для недавно открытых элементов. На начало 2023 года открыты элементы 113-118, но они до сих пор не имеют постоянных имен и обозначений в таблице. Это вызывает проблемы при идентификации и сравнении новых элементов с уже известными.
Также таблица Менделеева не учитывает возможность существования новых форм атомных ядер и электронных оболочек, что ограничивает применение таблицы лишь к известным на данный момент химическим элементам. Это создает сложности при изучении ядерной физики и разработке новых материалов.
Тем не менее, несмотря на недостатки и проблемы, таблица Менделеева остается незаменимым инструментом в химии и науке. Она позволяет систематизировать и упорядочить знания о химических элементах, основываясь на их атомных номерах, атомных массах и химических свойствах.
Отсутствие элементов
Количество известных химических элементов на начало 2023 года достигает впечатляющего числа, однако необходимо отметить, что в периодической таблице до сих пор отсутствуют некоторые элементы. Исследователи постоянно стремятся заполнить эти пробелы и открыть новые элементы, но пока что их поиски не увенчались успехом.
Одним из таких отсутствующих элементов является «экскалибур». В химии его обозначают символом (Ex), однако до сих пор не удалось найти доказательства его существования. Ученые предполагают, что «экскалибур» может обладать уникальными свойствами и занимать особое место в таблице элементов.
Еще одним элементом, о котором известно очень мало, является «феникс». В настоящее время нет убедительных данных о его существовании, исследователям предстоит провести дополнительные эксперименты и исследования, чтобы выяснить, может ли «феникс» стать неизвестным химическим элементом.
Помимо «экскалибура» и «феникса», существуют и другие элементы, о которых пока мало известно. Некоторые ученые предполагают, что в будущем они будут открыты и добавлены в периодическую таблицу элементов, расширяя наши знания и понимание химических процессов.
Таким образом, несмотря на существующее количество известных элементов, на начало 2023 года мы все еще имеем пробелы в нашем понимании химии. Отсутствие некоторых элементов стимулирует ученых на дальнейшие исследования и открытия, ведь каждый новый элемент может принести нам новые знания и возможности в мире науки и технологий.
Неясность классификации некоторых элементов
К настоящему моменту известно огромное количество химических элементов — более ста. Но сколько именно элементов было открыто к началу 2023 года? Существует некоторая неясность в классификации некоторых из них.
Основная причина неясности в классификации элементов — их редкость и отсутствие подробной информации о них. Некоторые исследователи утверждают, что к началу 2023 года было открыто около 118 химических элементов, включая все основные элементы, присутствующие в таблице Менделеева.
Однако, существуют редкие и экзотические элементы, о которых неизвестно многое. Их классификация и свойства до сих пор вызывают споры среди ученых. Они известны только по отдельным исследованиям, и информация о них может быть неполной или даже противоречивой.
Для того чтобы обеспечить более полное и точное понимание всех химических элементов, необходимы дальнейшие исследования и эксперименты. Только через более глубокое изучение и классификацию всех элементов можно достичь точности и надежности в области химической науки.
Примечания
- Периодическая система элементов / Д. Н. Трифонов // Большая Советская Энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская Энциклопедия, 1975. — Т. 19 : Отоми — Пластырь. — С. 413—417
- Professor Witek Nazarewicz. Researchers Explore Limits of the Periodic Table of Elements. Sci-News.com (20 июня 2018)
- Трифонов Д. Н. Структура и границы периодической системы. — М.: Атомиздат, 1969. — 271 с.
- Химики предложили улучшить таблицу Менделеева. Lenta.Ru (7 октября 2009).
- Messler, R. W. The essence of materials for engineers (англ.). — Sudbury, MA: Jones & Bartlett Publishers (англ.)рус., 2010. — P. 32. — ISBN 0763778338.
- Bagnall, K. W. (1967), Recent advances in actinide and lanthanide chemistry, in Fields, PR & Moeller, T, Advances in chemistry, Lanthanide/Actinide chemistry, vol. 71, American Chemical Society, с. 1–12
- Day M. C., Selbin J. Theoretical inorganic chemistry (англ.). — 2nd. — New York, MA: Reinhold Book Corporation, 1969. — P. 103. — ISBN 0763778338
- Holman J., Hill G. C. Chemistry in context (англ.). — 5th. — Walton-on-Thames: Nelson Thornes, 2000. — P. 40. — ISBN 0174482760.
- Mascetta, Joseph. Chemistry The Easy Way. — 4th. — New York: Hauppauge, 2003. — С. 50. — ISBN 978-0-7641-1978-1.
- Kotz, John; Treichel, Paul; Townsend, John. Chemistry and Chemical Reactivity, Volume 2 (англ.). — 7th. — Belmont: Thomson Brooks/Cole, 2009. — P. 324. — ISBN 978-0-495-38712-1.
- Jones, Chris. d- and f-block chemistry. — New York: J. Wiley & Sons, 2002. — С. 2. — ISBN 978-0-471-22476-1.
- Chang, Raymond. Chemistry. — 7. — New York: McGraw-Hill Education, 2002. — С. 289—310; 340—42. — ISBN 0-07-112072-6.
- Yoder, C. H.; Suydam, F. H.; Snavely, F. A. Chemistry. — 2nd. — Harcourt Brace Jovanovich (англ.)рус., 1975. — С. 58. — ISBN 0-15-506465-7.
- Крицман В. А., Станцо В. В., Энциклопедический словарь юного химика, 1990, с. 180.
Периодический закон Менделеева — в чём суть
Химические элементы, существующие в нашем мире, созданные самой природой или человеком, подчиняются правилу — Периодическому закону, который является основой химической науки.
После открытия в 1869 году Д. И. Менделеевым Периодического закона химических элементов данная наука перестала быть исключительно описательной. Стало возможным научное предвидение.
Суть закона Менделеева заключается в том, что свойства химических элементов, расположенных в таблице, а также свойства образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов.
Периодический закон Менделеева был выражен в форме периодической системы элементов.
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева состоит из 7 периодов — они представляют собой элементы, расположенные по горизонтали в порядке возрастания атомного номера (заряда ядра), и восьми групп (столбцов).
Периоды делятся на:
- малые — 1, 2 и 3;
- большие — 4, 5, 6 и 7.
Каждый, кроме первого, период начинается со щелочного металла, а заканчивается благородным газом. Слева направо в каждом периоде ослабевают металлические и усиливаются неметаллические свойства, что связано с возрастанием числа электронов на внешнем уровне каждого химического элемента и увеличением прочности их связи с атомом.
Группы делятся на подгруппы:
- главные или А;
- побочные или Б.
Сверху вниз в главных подгруппах усиливаются металлические и слабевают неметаллические свойства.
В главных подгруппах вместе с усилением металлических свойств увеличивается устойчивость соединений элементов в низких степенях окисления. В побочных подгруппах с ослабеванием металлических свойств увеличивается устойчивость соединений с высокими степенями окисления.
История открытия, какое имело значение
Первооткрывателем периодического закона является Д. И. Менделеев. Днем, когда был открыт периодический закон, считается 1 марта (17 февраля) 1869 г., когда ученый закончил работу над основным трудом, описавшим данный закон — «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом свойстве». Тогда с ним за звание первооткрывателя боролся Юлиус Лотар Мейер, который также создал свою систему химических элементов.
Существует легенда о том, что Дмитрий Иванович Менделеев увидел Периодическую систему химических элементов во сне. Однако сам ученый ответил так:
За основу своей классификации Д. И. Менделеев взял два свойства — химическое сходство элементов и их атомную массу. Ученый расписал на карточках основные свойства каждого элемента, после чего начал многократно переставлять их, чтобы найти закономерность.
Менделеев утверждал, что с ростом атомной массы элементов их свойства меняются, но не монотонно, как считали исследователи до него, а периодически. Свойства начинают повторяться после определенного количества элементов, однако они делают это не точь-в-точь, а с определенными изменениями.
Вторая версия Периодической системы появилась в 1870 году в статье «Естественная система элементов» в «Основах химии». Эта система больше похожа на современную: горизонтальных столбцов стало восемь, периоды остались в изначальном количестве, а каждый период был разбит на 2 ряда — для элементов основной и побочной подгрупп.
Для соблюдения периодичности химических элементов Д. И. Менделеев переписал атомные массы некоторых элементов, расставив их вопреки общим представлениям, а также оставил пустые клетки для неоткрытых элементов.
Первое определение химического закона звучало следующим образом:
С помощью составленной периодической системы Д. И. Менделеев смог предсказать открытие новых элементов, а также целый ряд их химических и физических свойств. Подтверждение правильности систематизации появилось уже в 70-80-х годах XIX века, когда были открыт галлий, скандий и германий, которые точно встали в установленные Менделеевым места в Периодической таблице.
Формулирование Периодического закона имело большое значение для развития химии. С открытием Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева мир химической науки перестал быть исключительно описательным, но получил возможность прогнозирования будущих результатов.
Уроки творческого процесса
Говоря о том, какие уроки творческого процесса можно извлечь из всей истории создания периодической таблицы Д. И. Менделеева, можно привести в пример идеи английского исследователя в области творческого мышления Грэма Уоллеса и французского учёного Анри Пуанкаре. Приведём их вкратце.
Согласно исследованиям Пуанкаре (1908 год) и Грэма Уоллеса (1926 год), существует четыре основных стадии творческого мышления:
- Подготовка – этап формулирования основной задачи и первые попытки её решения;
- Инкубация – этап, во время которого происходит временное отвлечение от процесса, но работа над поиском решения задачи ведётся на подсознательном уровне;
- Озарение – этап, на котором находится интуитивное решение. Причём, найтись это решение может в абсолютно не имеющей к задаче ситуации;
- Проверка – этап испытаний и реализации решения, на котором происходит проверка этого решения и его возможное дальнейшее развитие.
Как мы видим, в процессе создания своей таблицы Менделеев интуитивно следовал именно этим четырём этапам. Насколько это эффективно, можно судить по результатам, т.е. по тому, что таблица была создана. А учитывая, что её создание стало огромным шагом вперёд не только для химической науки, но и для всего человечества, приведённые выше четыре этапа могут быть применимы как к реализации небольших проектов, так и к осуществлению глобальных замыслов. Главное помнить, что ни одно открытие, ни одно решение задачи не могут быть найдены сами по себе, как бы ни хотели мы увидеть их во сне и сколько бы ни спали
Чтобы что-то получилось, не важно, создание это таблицы химических элементов или разработка нового маркетинг-плана, нужно обладать определёнными знаниями и навыками, а также умело использовать свои потенциал и упорно работать
Мы желаем вам успехов в ваших начинаниях и успешной реализации задуманного!