في النصف الأول من القرن التاسع عشر ، كانت هناك محاولات مختلفة لتنظيم العناصر ودمج المعادن في النظام الدوري. خلال هذه الفترة التاريخية نشأت طريقة بحث مثل التحليل الكيميائي.
من تاريخ اكتشاف الجدول الدوري للعناصر
باستخدام تقنية مماثلة لتحديد خصائص كيميائية معينة ، حاول العلماء في ذلك الوقت دمج العناصر في مجموعات ، مسترشدين بخصائصها الكمية ، وكذلك الوزن الذري.
باستخدام الوزن الذري
إذن ، قرر I. V Dubereiner في عام 1817 أن السترونشيوم له وزن ذري مماثل لوزن الباريوم والكالسيوم. تمكن أيضًا من اكتشاف أن هناك الكثير من القواسم المشتركة بين خصائص الباريوم والسترونشيوم والكالسيوم. بناءً على هذه الملاحظات ، قام الكيميائي الشهير بتجميع ما يسمى بـ ثالوث العناصر. تم دمج المواد الأخرى في مجموعات مماثلة:
- كبريت ، سيلينيوم ، تيلوريوم ؛
- الكلور والبروم واليود
- ليثيوم ، صوديوم ، بوتاسيوم.
التصنيف حسب الخصائص الكيميائية
ل. اقترح جملين في عام 1843 جدولًا رتب فيه أمرًا مشابهًاالعناصر بترتيب صارم وفقًا لخصائصها الكيميائية. النيتروجين والهيدروجين والأكسجين واعتبر العناصر الرئيسية ، هذا الكيميائي وضعها خارج مائدته.
تحت الأكسجين وضع رباعي (4 علامات لكل منهما) وخماسيات (5 علامات لكل منهما) من العناصر. تم وضع المعادن في النظام الدوري وفقًا لمصطلحات Berzelius. كما تصورتها Gmelin ، تم تحديد جميع العناصر عن طريق تقليل خصائص الكهربية داخل كل مجموعة فرعية من النظام الدوري.
دمج العناصر عموديًا
وضع ألكسندر إميل دي تشانكورتوا في عام 1863 جميع العناصر في أوزان ذرية تصاعدية على أسطوانة ، وقسمها إلى عدة خطوط عمودية. نتيجة لهذا التقسيم ، توجد العناصر ذات الخواص الفيزيائية والكيميائية المتشابهة على الأعمدة.
قانون الأوكتاف
د. اكتشف نيولاندز في عام 1864 نمطًا مثيرًا للاهتمام إلى حد ما. عندما يتم ترتيب العناصر الكيميائية بترتيب تصاعدي لأوزانها الذرية ، يُظهر كل عنصر ثامن أوجه تشابه مع العنصر الأول. دعا نيولاندز حقيقة مماثلة قانون الأوكتاف (ثماني ملاحظات).
كان نظامه الدوري تعسفيًا للغاية ، لذلك سميت فكرة العالم الملاحظ بإصدار "الأوكتاف" ، لربطها بالموسيقى. كانت نسخة Newlands هي الأقرب إلى هيكل PS الحديث. لكن وفقًا لقانون الأوكتاف المذكور ، احتفظ 17 عنصرًا فقط بخصائصها الدورية ، بينما لم تظهر بقية العلامات مثل هذا الانتظام.
طاولات Odling
ش. قدم Odling العديد من المتغيرات لجداول العناصر في وقت واحد. في الاولالإصدار ، الذي تم إنشاؤه عام 1857 ، اقترح تقسيمها إلى 9 مجموعات. في عام 1861 ، أجرى الكيميائي بعض التعديلات على النسخة الأصلية من الجدول ، وقام بتجميع العلامات ذات الخصائص الكيميائية المتشابهة.
أحد أشكال جدول Odling ، الذي تم اقتراحه عام 1868 ، افترض ترتيب 45 عنصرًا في أوزان ذرية تصاعدية. بالمناسبة ، كان هذا الجدول هو الذي أصبح لاحقًا النموذج الأولي للنظام الدوري لـ D. I Mendeleev.
قسم التكافؤ
ل. اقترح ماير في عام 1864 جدولاً يتضمن 44 عنصرًا. تم وضعها في 6 أعمدة ، حسب تكافؤ الهيدروجين. يتكون الجدول من جزأين في وقت واحد. المجموعة الرئيسية وحدت ست مجموعات ، تضمنت 28 علامة في أوزان ذرية تصاعدية. في هيكلها ، شوهدت الخماسي والرباعي من علامات مشابهة للخصائص الكيميائية. وضع ماير العناصر المتبقية في الجدول الثاني.
مساهمة D. I. Mendeleev في إنشاء جدول العناصر
ظهر النظام الدوري الحديث لعناصر D. I Mendeleev على أساس جداول Mayer التي تم تجميعها في عام 1869. في الإصدار الثاني ، قام ماير بترتيب العلامات في 16 مجموعة ، ووضع العناصر في خماسيات ورباعية ، مع مراعاة الخصائص الكيميائية المعروفة. وبدلاً من التكافؤ ، استخدم ترقيمًا بسيطًا للمجموعات. لم يكن فيه البورون ، الثوريوم ، الهيدروجين ، النيوبيوم ، اليورانيوم.
هيكل النظام الدوري بالشكل الذي تم تقديمه في الإصدارات الحديثة لم يظهر على الفور. متميزثلاث مراحل رئيسية تم خلالها إنشاء النظام الدوري:
- تم تقديم الإصدار الأول من الجدول على اللبنات الأساسية. تم تتبع الطبيعة الدورية للعلاقة بين خصائص العناصر وقيم أوزانها الذرية. اقترح Mendeleev هذا الإصدار من تصنيف العلامات في 1868-1869
- يتخلى العالم عن النظام الأصلي ، لأنه لا يعكس المعايير التي ستقع بموجبها العناصر في عمود معين. يقترح وضع العلامات وفقًا لتشابه الخصائص الكيميائية (فبراير 1869)
- في عام 1870 ، قدم ديمتري مندليف النظام الدوري الحديث للعناصر إلى العالم العلمي.
أخذ إصدار الكيميائي الروسي في الاعتبار كلاً من موقع المعادن في النظام الدوري وخصائص اللافلزات. على مدار السنوات التي مرت منذ الإصدار الأول لاختراع مندليف الرائع ، لم يخضع الجدول لأي تغييرات كبيرة. وفي تلك الأماكن التي تُركت فارغة في زمن ديمتري إيفانوفيتش ، ظهرت عناصر جديدة ، اكتُشفت بعد وفاته.
ملامح الجدول الدوري
لماذا يعتبر أن النظام الموصوف دوري؟ هذا بسبب هيكل الجدول
في المجموع ، تحتوي على 8 مجموعات ، ولكل منها مجموعتان فرعيتان: الرئيسية (الرئيسية) والثانوية. اتضح أن هناك 16 مجموعة فرعية في المجموع ، وهي تقع عموديًا ، أي من أعلى إلى أسفل.
إلى جانب ذلك ، يحتوي الجدول أيضًا على صفوف أفقية تسمى النقاط. لديهم أيضا الخاصة بهمتقسيم إضافي إلى صغير وكبير. تتضمن خصائص النظام الدوري مراعاة موقع العنصر: مجموعته ومجموعته الفرعية والفترة.
كيف تتغير الخصائص في المجموعات الفرعية الرئيسية
تبدأ جميع المجموعات الفرعية الرئيسية في الجدول الدوري بعناصر الفترة الثانية. بالنسبة للإشارات التي تنتمي إلى نفس المجموعة الفرعية الرئيسية ، فإن عدد الإلكترونات الخارجية هو نفسه ، لكن المسافة بين الإلكترونات الأخيرة والنواة الموجبة تختلف.
بالإضافة إلى ذلك ، تحدث زيادة في الوزن الذري (الكتلة الذرية النسبية) للعنصر فيها من أعلى. هذا المؤشر هو العامل الحاسم في تحديد أنماط التغيرات في الخصائص ضمن المجموعات الفرعية الرئيسية.
بما أن نصف القطر (المسافة بين النواة الموجبة والإلكترونات السالبة الخارجية) في المجموعة الفرعية الرئيسية يزداد ، فإن الخصائص غير المعدنية (القدرة على قبول الإلكترونات أثناء التحولات الكيميائية) تتناقص. أما التغيير في الخواص المعدنية (التبرع بالإلكترونات لذرات أخرى) فيزداد.
باستخدام النظام الدوري ، يمكنك مقارنة خصائص الممثلين المختلفين لنفس المجموعة الفرعية الرئيسية. في الوقت الذي أنشأ فيه مندليف النظام الدوري ، لم تكن هناك معلومات حول بنية المادة. والمثير للدهشة حقيقة أنه بعد ظهور نظرية بنية الذرة ، ودراستها في المدارس التعليمية والجامعات الكيميائية المتخصصة وفي الوقت الحاضر ، أكدت فرضية منديليف ، ولم تدحض افتراضاته حول ترتيب الذرات داخل الجدول.
الكهربية فيالمجموعات الفرعية الرئيسية تنخفض إلى الأسفل ، أي أنه كلما انخفض العنصر في المجموعة ، قلت قدرته على إرفاق الذرات.
تغيير خصائص الذرات في المجموعات الفرعية الجانبية
نظرًا لأن نظام Mendeleev دوري ، فإن التغيير في الخصائص في مثل هذه المجموعات الفرعية يحدث بترتيب عكسي. تتضمن هذه المجموعات الفرعية عناصر تبدأ من الفترة 4 (ممثلو العائلات d و f). إلى الأسفل في هذه المجموعات الفرعية ، تنخفض الخصائص المعدنية ، لكن عدد الإلكترونات الخارجية هو نفسه لجميع ممثلي مجموعة فرعية واحدة.
ملامح هيكل الفترات في PS
كل فترة جديدة ، باستثناء الأولى ، في جدول الكيميائي الروسي تبدأ بمعدن قلوي نشط. فيما يلي المعادن المتذبذبة ، والتي تظهر خصائص مزدوجة في التحولات الكيميائية. ثم هناك العديد من العناصر ذات الخصائص غير المعدنية. تنتهي الفترة بغاز خامل (غير معدني ، عملي ، لا يظهر نشاط كيميائي)
بالنظر إلى أن النظام دوري ، هناك تغيير في النشاط في فترات. من اليسار إلى اليمين ، سينخفض النشاط (الخصائص المعدنية) ، سيزداد نشاط الأكسدة (الخواص غير المعدنية). وهكذا فإن ألمع المعادن في تلك الفترة هو على اليسار واللامعدن على اليمين.
في الفترات الكبيرة ، التي تتكون من صفين (4-7) ، تظهر أيضًا شخصية دورية ، ولكن نظرًا لوجود ممثلين عن عائلة d أو f ، فهناك الكثير من العناصر المعدنية في الصف.
أسماء المجموعات الفرعية الرئيسية
تلقى جزء من مجموعات العناصر الموجودة في الجدول الدوري أسماء خاصة به. يُطلق على ممثلي المجموعة الأولى أ من المجموعة الفرعية اسم الفلزات القلوية. تدين المعادن بهذا الاسم لنشاطها مع الماء ، مما أدى إلى تكوين القلويات الكاوية.
المجموعة الثانية أ المجموعة الفرعية تعتبر معادن أرضية قلوية. عند التفاعل مع الماء ، تشكل هذه المعادن أكاسيدًا ، كانت تسمى ذات مرة بالأرض. منذ ذلك الوقت تم تعيين اسم مشابه لممثلي هذه المجموعة الفرعية.
تسمى اللافلزات من مجموعة الأكسجين الفرعية chalcogens ، ويطلق على ممثلي المجموعة 7 A اسم الهالوجينات. 8 تسمى مجموعة فرعية بالغازات الخاملة بسبب نشاطها الكيميائي الضئيل.
PS في الدورة المدرسية
بالنسبة لأطفال المدارس ، يتم عادةً تقديم متغير من الجدول الدوري ، والذي ، بالإضافة إلى المجموعات والمجموعات الفرعية والفترات ، يشار أيضًا إلى صيغ المركبات المتطايرة الأعلى والأكاسيد الأعلى. تتيح هذه الحيلة للطلاب تطوير مهاراتهم في تجميع الأكاسيد العالية. يكفي استبدال علامة ممثل المجموعة الفرعية بدلاً من العنصر للحصول على أعلى أكسيد نهائي.
إذا نظرت عن كثب إلى المظهر العام لمركبات الهيدروجين المتطايرة ، يمكنك أن ترى أنها مميزة فقط لغير المعادن. توجد شرطات في المجموعات من 1 إلى 3 ، لأن المعادن هي ممثل نموذجي لهذه المجموعات.
بالإضافة إلى ذلك ، في بعض كتب الكيمياء المدرسية ، تشير كل علامة إلى توزيع الإلكترونات على طولمستويات الطاقة. هذه المعلومات لم تكن موجودة خلال فترة عمل مندليف ، ظهرت حقائق علمية مماثلة في وقت لاحق.
يمكنك أيضًا رؤية معادلة المستوى الإلكتروني الخارجي ، والتي من خلالها يسهل تخمين العائلة التي ينتمي إليها هذا العنصر. هذه النصائح غير مقبولة في جلسات الامتحان ، وبالتالي ، فإن خريجي الصفين 9 و 11 ، الذين قرروا إثبات معرفتهم الكيميائية في OGE أو اختبار الدولة الموحد ، يحصلون على نسخ كلاسيكية بالأبيض والأسود من الجداول الدورية التي لا تحتوي على معلومات إضافية حول بنية الذرة ، صيغ الأكاسيد العالية ، تكوين مركبات الهيدروجين المتطايرة.
مثل هذا القرار منطقي تمامًا ومفهوم ، لأنه بالنسبة لأطفال المدارس الذين قرروا السير على خطى منديليف ولومونوسوف ، لن يكون من الصعب استخدام الإصدار الكلاسيكي من النظام ، فهم ببساطة لا يحتاجون إلى مطالبات
لقد كان القانون الدوري ونظام د.أ.منديليف هما اللذان لعبا الدور الأكثر أهمية في التطوير الإضافي للنظرية الذرية والجزيئية. بعد إنشاء النظام ، بدأ العلماء في إيلاء المزيد من الاهتمام لدراسة تكوين العنصر. ساعد الجدول في توضيح بعض المعلومات حول المواد البسيطة ، وكذلك عن طبيعة وخصائص العناصر التي تشكلها.
Mendeleev نفسه افترض أنه سيتم اكتشاف عناصر جديدة قريبًا ، وتوفير موقع المعادن في النظام الدوري. بعد ظهور الأخير بدأ حقبة جديدة في الكيمياء. بالإضافة إلى ذلك ، أعطيت بداية جادة لتشكيل العديد من العلوم ذات الصلة التي ترتبط ببنية الذرة وتحولات العناصر.
