Koliko metala ima u periodnom sustavu Mendeljejeva?

U prirodi postoji mnogo nizova koji se ponavljaju:

  • godišnje doba;
  • doba dana;
  • dani u tjednu…

Sredinom 19. stoljeća D. I. Mendeljejev primijetio je da kemijska svojstva elemenata također imaju određeni slijed (kažu da mu je ta ideja došla u snu). Rezultat čudesnih snova znanstvenika bio je periodni sustav kemijskih elemenata, u kojem je D.I. Mendeljejev je poredao kemijske elemente prema rastu atomske mase. U suvremenoj tablici kemijski elementi poredani su uzlaznim redoslijedom prema atomskom broju elementa (broju protona u jezgri atoma).

Atomski broj prikazan je iznad simbola kemijskog elementa, ispod simbola je njegova atomska masa (zbroj protona i neutrona). Imajte na umu da atomska masa nekih elemenata nije cijeli broj! Zapamtite izotope! Atomska masa je ponderirani prosjek svih izotopa elementa koji se prirodno pojavljuju u prirodnim uvjetima.

Ispod tablice su lantanidi i aktinoidi.

Metali, nemetali, metaloidi


Nalaze se u periodnom sustavu lijevo od stepenaste dijagonale koja počinje borom (B) i završava polonijem (Po) (iznimke su germanij (Ge) i antimon (Sb). Lako je vidjeti da metali zauzimaju veći dio periodnog sustava. Glavna svojstva metala: čvrsti (osim žive); sjajni; dobri električni i toplinski vodiči; duktilni; savitljivi; lako predaju elektrone.

Elementi desno od stepenaste dijagonale B-Po nazivaju se nemetali. Svojstva nemetala izravno su suprotna svojstvima metala: loši vodiči topline i elektriciteta; lomljiv; nekovan; neplastičan; obično prihvaćaju elektrone.

Metaloidi

Između metala i nemetala su polumetali(metaloidi). Karakteriziraju ih svojstva i metala i nemetala. Polumetali su svoju glavnu industrijsku primjenu pronašli u proizvodnji poluvodiča, bez kojih nije nezamisliv niti jedan suvremeni mikrokrug ili mikroprocesor.

Razdoblja i grupe

Kao što je gore spomenuto, periodni sustav sastoji se od sedam razdoblja. U svakom razdoblju atomski brojevi elemenata rastu slijeva nadesno.

Svojstva elemenata u periodama mijenjaju se sekvencijalno: tako natrij (Na) i magnezij (Mg), koji su na početku treće periode, odustaju od elektrona (Na odaje jedan elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg odaje dva elektrona: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ali klor (Cl), koji se nalazi na kraju razdoblja, uzima jedan element: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

U grupama, naprotiv, svi elementi imaju ista svojstva. Na primjer, u skupini IA(1) svi elementi od litija (Li) do francija (Fr) doniraju jedan elektron. I svi elementi skupine VIIA(17) zauzimaju jedan element.

Neke su skupine toliko važne da su dobile posebna imena. O ovim grupama raspravlja se u nastavku.

Grupa IA(1). Atomi elemenata ove skupine imaju samo jedan elektron u vanjskom elektronskom sloju, pa lako predaju jedan elektron.

Najvažniji alkalijski metali su natrij (Na) i kalij (K), budući da igraju važnu ulogu u procesu ljudskog života i ulaze u sastav soli.

Elektroničke konfiguracije:

  • Li- 1s 2 2s 1 ;
  • Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
  • K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Grupa IIA (2). Atomi elemenata ove skupine imaju dva elektrona u vanjskom elektronskom sloju, koji također odustaju tijekom kemijskih reakcija. Najvažniji element je kalcij (Ca) - osnova kostiju i zuba.

Elektroničke konfiguracije:

  • Biti- 1s 2 2s 2 ;
  • mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
  • ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Grupa VIIA(17). Atomi elemenata ove skupine obično primaju po jedan elektron jer. na vanjskom elektroničkom sloju nalazi se po pet elemenata, a do "kompleta" nedostaje samo jedan elektron.

Najpoznatiji elementi ove skupine su: klor (Cl) - ulazi u sastav soli i izbjeljivača; jod (I) - element koji ima važnu ulogu u aktivnosti Štitnjača osoba.

Elektronička konfiguracija:

  • F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
  • Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
  • Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Grupa VIII(18). Atomi elemenata ove skupine imaju potpuno "napunjen" vanjski elektronski sloj. Dakle, oni "ne trebaju" prihvatiti elektrone. I ne žele ih dati. Dakle - elementi ove skupine vrlo "nerado" ulaze u nju kemijske reakcije. Dugo vremena vjerovalo se da uopće nisu reagirali (otuda naziv "inertni", tj. "neaktivni"). Ali kemičar Neil Barlett otkrio je da neki od tih plinova, pod određenim uvjetima, ipak mogu reagirati s drugim elementima.

Elektroničke konfiguracije:

  • ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
  • Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
  • kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Valentni elementi u skupinama

Lako je vidjeti da su unutar svake skupine elementi slični jedni drugima u svojim valentnim elektronima (elektronima s i p orbitala koji se nalaze na vanjskoj energetskoj razini).

Alkalijski metali imaju po 1 valentni elektron:

  • Li- 1s 2 2s 1 ;
  • Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
  • K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Zemnoalkalijski metali imaju 2 valentna elektrona:

  • Biti- 1s 2 2s 2 ;
  • mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
  • ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Halogeni imaju 7 valentnih elektrona:

  • F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
  • Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
  • Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Inertni plinovi imaju 8 valentnih elektrona:

  • ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
  • Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
  • kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Za više informacija pogledajte članak Valencija i Tablica elektroničkih konfiguracija atoma kemijskih elemenata po periodima.

Obratimo sada pažnju na elemente koji se nalaze u skupinama sa simbolima NA. Nalaze se u središtu periodnog sustava i nazivaju se prijelazni metali.

Posebnost ovih elemenata je prisutnost elektrona u atomima koji ispunjavaju d-orbitale:

  1. sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
  2. Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Odvojeno od glavnog stola nalaze se lantanoidi i aktinidi su tzv unutarnji prijelazni metali. U atomima ovih elemenata dolazi do popunjavanja elektrona f-orbitale:

  1. Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
  2. Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

Priroda ima određenu cikličnost i ponavljanje u svojim manifestacijama. Na to su obratili pozornost i starogrčki znanstvenici kada su prirodu stvari pokušali rastaviti na komponente: elemente, geometrijske figure pa čak i atomi. Znanstvenici našeg vremena također obraćaju pozornost na znakove ponavljanja. Na primjer, Carl Linnaeus je na temelju fenotipske sličnosti uspio izgraditi sustav živih bića.

Dugo je vremena kemija kao znanost ostala bez sustava koji bi mogao racionalizirati veliku raznolikost otkrivenih tvari. Znanje starih alkemičara dalo je najbogatiji materijal za izgradnju takvog sustava. Mnogi su znanstvenici pokušali izgraditi skladnu shemu, ali svi su pokušaji bili uzaludni. Tako je bilo sve do 1869. godine, kada je veliki ruski kemičar Dmitrij Ivanovič Mendeljejev svijetu predstavio svoju zamisao - periodni sustav kemijskih elemenata. Kažu da je stol sanjao znanstvenik. U snu je vidio stol poredan u obliku zmije i sklupčan oko njegovih nogu. Valjanost ove činjenice je upitna., ali bilo kako bilo, bio je to pravi proboj u znanosti.

Mendeljejev je rasporedio elemente kako im se atomska masa povećavala. Ovaj princip je i danas relevantan, međutim, sada se temelji na broju protona i neutrona u jezgri.

Metali i njihova posebna svojstva

Svi kemijski elementi mogu se prilično konvencionalno podijeliti na metale i nemetale. Po čemu se razlikuju jedni od drugih? Kako razlikovati metal od nemetala?

Od 118 otkrivenih tvari, 94 pripadaju skupini metala. Grupa je predstavljena raznim podskupinama:

Koja su svojstva zajednička svim metalima?

  1. Svi metali su krutine na sobnoj temperaturi. To vrijedi za sve elemente osim žive, koja je čvrsta do minus 39 stupnjeva Celzijusa. Na sobnoj temperaturi živa je tekućina.
  2. Većina elemenata ove skupine ima dosta visoka temperatura topljenje. Na primjer, volfram se tali na 3410 stupnjeva Celzijusa. Zbog toga se koristi za izradu žarne niti u žaruljama sa žarnom niti.
  3. Svi metali su plastični. To se očituje u činjenici da kristalna rešetka metala omogućuje kretanje atoma. Kao rezultat, metali se mogu savijati bez fizičke deformacije i mogu se kovati. Bakar, zlato i srebro imaju posebnu duktilnost. Zato su oni povijesno bili prvi metali koje je čovjek obradio. Tada je naučio raditi sa željezom.
  4. Svi metali vrlo dobro provode struju, što je opet zbog strukture metalne kristalne rešetke, koja ima mobilne elektrone. Između ostalog, ovi elementi vrlo lako provode toplinu.
  5. I, konačno, svi metali imaju karakterističan, neusporediv metalni sjaj. Boja je najčešće sivkasta s plavom nijansom. Au, Cu ili Cs su žuta i crvena.

Ne propustite: Mehanizam obrazovanja, Studije slučaja.

nemetali

Svi nemetali nalaze se u gornjem desnom kutu periodnog sustava duž dijagonale koja se može povući od vodika do astatina i radona. Usput, vodik pod određenim uvjetima također može pokazivati ​​metalna svojstva.

Glavna razlika od metala leži u strukturi kristalne rešetke. Ako je kristalna rešetka metala metalna, onda za nemetale može biti atomska ili molekularna. molekularna rešetka posjeduju neke plinove - kisik, klor, sumpor, dušik. Tvari s atomskom rešetkom imaju čvrsto agregatno stanje, relativno visoko talište.

Fizička svojstva nemetala su vrlo raznolika, nemetali mogu biti čvrste (jod, ugljik, sumpor, fosfor), tekuće (samo brom), plinovite (fluor, klor, dušik, kisik, vodik) tvari potpuno različitih boja . Agregatno stanje se može promijeniti pod utjecajem temperature.

S kemijskog gledišta, nemetali mogu djelovati kao oksidansi i redukciona sredstva. Nemetali mogu djelovati međusobno i s metalima. Kisik, na primjer, kod svih tvari djeluje kao oksidans, ali kod fluora djeluje kao redukciono sredstvo.

Alotropija

Još jedno nevjerojatno svojstvo nemetala je fenomen koji se zove alotropija - modifikacija tvari, koja dovodi do različitih alotropskih modifikacija istog kemijskog elementa. S grčkog možete prevesti riječ "alotropija" kao "drugo vlasništvo". Način na koji je.

Pogledajmo pobliže primjer popisa nekih jednostavne tvari:

Modifikacije imaju druge tvari- sumpor, selen, bor, arsen, bor, silicij, antimon. Na različitim temperaturama, mnogi metali također pokazuju ova svojstva.

Naravno, podjela svih jednostavnih tvari u skupine metala i nemetala prilično je proizvoljna. Ova podjela olakšava razumijevanje svojstava kemikalija, stvara iluziju njihove podjele na zasebne tvari. Kao i sve na svijetu i ova je podjela relativna i ovisi o vanjski faktori okoliš– pritisak, temperatura, svjetlo itd.

Uputa

Uzmite periodni sustav i pomoću ravnala nacrtajte liniju koja počinje u ćeliji s elementom Be (berilij) i završava u ćeliji s elementom At (astatin).

Oni elementi koji će se nalaziti lijevo od ove linije su metali. Štoviše, što je element "niže i lijevo", to ima izraženija metalna svojstva. Lako je vidjeti da je u periodnom sustavu takav metal (Fr) - najaktivniji alkalijski metal.

Prema tome, oni elementi koji se nalaze desno od linije imaju svojstva. I ovdje također vrijedi slično pravilo: što je element "viši i desno" od linije, to je nemetal jači. Takav element u periodnom sustavu je fluor (F), najjači oksidans. Toliko je aktivan da su ga kemičari znali s poštovanjem, iako neformalno, "žvakati sve".

Mogu se pojaviti pitanja poput "Ali što je s onim elementima koji su na samoj liniji ili vrlo blizu nje?" Ili, na primjer, "Desno i iznad" retka su krom,. Jesu li oni nemetali? Uostalom, koriste se u proizvodnji čelika kao aditivi za legiranje. Ali poznato je da čak i male nečistoće nemetala čine krhkim. Činjenica je da elementi koji se nalaze na samoj liniji (na primjer, aluminij, germanij, niobij, antimon) imaju, odnosno, dvostruki karakter.

Što se tiče, na primjer, vanadija, kroma, mangana, svojstva njihovih spojeva ovise o stupnju oksidacije atoma tih elemenata. Na primjer, njihovi viši oksidi, kao što su V2O5, CrO3, Mn2O7, imaju izraženu . Zbog toga se nalaze na naizgled "nelogičnim" mjestima u periodnom sustavu. U svom "čistom" obliku ovi elementi su, naravno, metali i imaju sva svojstva metala.

Izvori:

  • metali u periodnom sustavu

Za školarce stol za učenje Mendeljejev- noćna mora. Čak trideset i šest elemenata koje učitelji obično traže pretvaraju se u sate iscrpljujućeg nabijanja i glavobolje. Mnogi ni sami ne vjeruju što naučiti stol Mendeljejev je stvaran. Ali korištenje mnemotehnike može uvelike olakšati život školaraca.

Uputa

Razumjeti teoriju i odabrati pravu tehniku ​​Pravila koja olakšavaju pamćenje gradiva, mnemotehnika. Njihov glavni trik je stvaranje asocijativnih veza, kada se apstraktne informacije upakiraju u svijetlu sliku, zvuk ili čak miris. Postoji nekoliko mnemotehničkih tehnika. Na primjer, možete napisati priču iz elemenata memoriranih informacija, tražiti suglasne riječi (rubidij - nož, cezij - Julije Cezar), uključiti prostornu maštu ili jednostavno rimovati elemente Mendeljejeva periodnog sustava.

Balada o dušiku. Elemente Mendeljejeva periodnog sustava bolje je rimovati sa značenjem, prema određenim znakovima: prema valenciji, na primjer. Dakle, alkalne se vrlo lako rimuju i zvuče kao pjesma: "Litij, kalij, natrij, rubidij, francij cezij." "Magnezij, kalcij, cink i barij - njihova je valencija jednaka paru" - neprolazni klasik školskog folklora. Na istu temu: "Natrij, kalij, srebro su jednovalentni dobri" i "Natrij, kalij i argentum su jednovalentni." Kreativnost, za razliku od natrpavanja koje traje maksimalno par dana, potiče dugoročno pamćenje. Dakle, još o aluminiju, pjesme o dušiku i pjesme o valenciji - i pamćenje će ići kao podmazano.

Za lakše pamćenje izmišljen je kiseli triler u kojem se elementi periodnog sustava pretvaraju u junake, detalje pejzaža ili elemente zapleta. Evo, na primjer, dobro poznatog teksta: “Azijat (dušik) je počeo sipati (litij) vodu (vodik) u Borik(Bohr). Ali nije nam trebao on (Neon), nego Magnolia (Magnezij)." Može se nadopuniti pričom o Ferrariju (željezo - ferrum), u kojem se tajni agent "Klor nula sedamnaest" (17 - redni broj klora) vozio da uhvati manijaka Arsenija (arsenik - arsenicum), koji je imao 33 zubi (33 - redni broj arsen), ali nešto kiselo mu je ušlo u usta (kisik), bilo je to osam zatrovanih metaka (8 je redni broj kisika) ... Možete nastaviti unedogled. Inače, roman napisan na temelju periodnog sustava može se priložiti profesoru književnosti kao ogledni tekst. Sigurno će joj se svidjeti.

Izgradite palaču sjećanja Ovo je jedan od naziva za prilično učinkovitu tehniku ​​pamćenja kada je uključeno prostorno razmišljanje. Njegova tajna je u tome što svi možemo lako opisati svoju sobu ili put od kuće do trgovine, škole,. Da biste stvorili niz elemenata, potrebno ih je postaviti uz cestu (ili u prostoriju), te svaki element prikazati vrlo jasno, vidljivo, opipljivo. Ovdje je mršava plavuša dugog lica. Vrijedan radnik koji postavlja pločice je silikon. Skupina aristokrata u skupocjenom autu – inertni plinovi. I, naravno, baloni - helij.

Bilješka

Ne morate se prisiljavati da zapamtite informacije na karticama. Najbolje je svaki element povezati s određenom živopisnom slikom. Silicij - sa Silicijevom dolinom. Litij - s litijevim baterijama mobitel. Može postojati mnogo opcija. Ali kombinacija vizualne slike, mehaničke memorije, taktilnog osjeta s grube ili, obrnuto, glatke sjajne kartice, pomoći će vam da lako pokupite najmanje detalje iz dubine sjećanja.

Koristan savjet

Možete izvući iste kartice s podacima o elementima, kao što je to nekada imao Mendeljejev, ali ih samo nadopuniti modernim informacijama: brojem elektrona na vanjskoj razini, na primjer. Sve što trebate učiniti je položiti ih prije spavanja.

Izvori:

  • Mnemotehnička pravila za kemiju
  • kako zapamtiti periodni sustav

Problem definicije je daleko od toga da bude prazan. Teško da će vam biti ugodno ako vam u draguljarnici umjesto skupe zlatne stvari požele ubaciti čistu krivotvorinu. Nije li zanimljivo od čega metal napravljen od propalog dijela automobila ili pronađene antikvitete?

Uputa

Evo, na primjer, kako se određuje prisutnost bakra u leguri. Nanesite na očišćenu površinu metal kap (1:1) dušične kiseline. Kao rezultat reakcije oslobodit će se plin. Nakon nekoliko sekundi upijte kap filtar papirom, zatim je držite iznad mjesta gdje se nalazi koncentrirana otopina amonijaka. Bakar će reagirati, pretvarajući mrlju u tamnoplavu.

Evo kako razlikovati broncu od mjedi. U čašu s 10 ml otopine (1:1) dušične kiseline stavite komadić metalnih strugotina ili strugotine i pokrijte je staklom. Pričekajte neko vrijeme da se potpuno otopi, a zatim dobivenu tekućinu zagrijavajte gotovo do vrenja 10-12 minuta. Bijeli talog podsjetit će vas na broncu, a čaša s mesingom ostat će.

Možete definirati nikal na gotovo isti način kao i bakar. Nanesite kap otopine dušične kiseline (1:1) na površinu metal i pričekajte 10-15 sekundi. Upijte kap filtar papirom i zatim je držite iznad koncentrirane pare amonijaka. Na nastalu tamnu mrlju kapnite 1% otopinu dimetilglioksina u alkoholu.

Nikal će vam "signalizirati" karakterističnom crvenom bojom. Olovo se može odrediti pomoću kristala kromne kiseline i nanesene kapi ohlađene octene kiseline, a nakon minute - kapljice vode. Ako vidite žuti talog, znajte da je to olovni kromat.

Ulijte malo ispitivane tekućine u posebnu posudu i nakapajte malo otopine lapisa. U tom slučaju, "zgrušani" bijeli talog netopljivog srebrnog klorida će odmah ispasti. To jest, definitivno postoji kloridni ion u sastavu molekule tvari. Ali možda ipak nije, već otopina neke vrste soli koja sadrži klor? Kao natrijev klorid?

Prisjetite se još jednog svojstva kiselina. Jake kiseline (a klorovodična kiselina je, naravno, jedna od njih) mogu iz njih istisnuti slabe kiseline. Stavite malo sode u prahu - Na2CO3 u tikvicu ili čašu i polako dodajte ispitnu tekućinu. Ako se odmah čuje šištanje i prašak doslovno "vrije" - neće ostati nikakve sumnje - to je klorovodična kiselina.

Svakom elementu u tablici dodijeljen je određeni redni broj (H - 1, Li - 2, Be - 3, itd.). Ovaj broj odgovara jezgri (broju protona u jezgri) i broju elektrona koji kruže oko jezgre. Broj protona je stoga jednak broju elektrona, a to ukazuje da je u normalnim uvjetima atom električki .

Podjela na sedam perioda događa se prema broju energetskih razina atoma. Atomi prve faze imaju jednoslojnu elektronsku ljusku, druga - dvoslojnu, treća - s tri razine, itd. Kada se ispuni nova razina energije, novo razdoblje.

Prvi elementi bilo kojeg razdoblja karakteriziraju atomi koji imaju jedan elektron na vanjskoj razini - to su atomi alkalijskih metala. Razdoblja završavaju atomima plemenitih plinova, koji imaju vanjsku energetsku razinu potpuno ispunjenu elektronima: u prvoj periodi inertni plinovi imaju 2 elektrona, u sljedećim - 8. Upravo zbog slične strukture elektronskih ljuski da skupine elemenata imaju sličnu fizikalno-.

U tablici D.I. Mendeljejeva postoji 8 glavnih podskupina. Njihov broj je zbog maksimalnog mogućeg broja elektrona na energetskoj razini.

Na dnu periodnog sustava lantanidi i aktinidi izdvojeni su kao samostalni nizovi.

Pomoću tablice D.I. Mendeljejeva, može se uočiti periodičnost sljedećih svojstava elemenata: polumjer atoma, volumen atoma; potencijal ionizacije; sile afiniteta prema elektronu; elektronegativnost atoma; ; fizikalna svojstva potencijalnih spojeva.

Jasno uočena periodičnost u rasporedu elemenata u tablici D.I. Mendeljejev se racionalno objašnjava dosljednom prirodom popunjavanja energetskih razina elektronima.

Izvori:

  • periodni sustav elemenata

Periodički zakon, koji je temelj moderne kemije i objašnjava obrasce promjena svojstava kemijskih elemenata, otkrio je D.I. Mendeljejev 1869. godine. Fizičko značenje ovog zakona otkriva se u proučavanju složene strukture atoma.

U 19. stoljeću smatralo se da je atomska masa glavna karakteristika element, pa je korišten za klasifikaciju tvari. Sada se atomi definiraju i identificiraju prema veličini naboja njihove jezgre (broj i serijski broj u periodnom sustavu). Međutim, atomska masa elemenata, uz neke iznimke (na primjer, atomska masa je manja od atomske mase argona), raste proporcionalno njihovom nuklearnom naboju.

S povećanjem atomske mase opaža se periodična promjena svojstava elemenata i njihovih spojeva. To su metalnost i nemetalnost atoma, atomski radijus, potencijal ionizacije, afinitet prema elektronu, elektronegativnost, oksidacijska stanja, spojevi (vrelište, talište, gustoća), njihova bazičnost, amfoternost ili kiselost.

Koliko elemenata ima u modernom periodnom sustavu

Periodni sustav grafički izražava zakon koji je on otkrio. U modernom periodni sustav sadrži 112 kemijskih elemenata (potonji su Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium i Copernicium). Prema posljednjim podacima, otkriveno je i sljedećih 8 elemenata (uključivo do 120), ali nisu svi dobili svoja imena, a tih elemenata još uvijek ima malo u tiskanim publikacijama.

Svaki element zauzima određenu ćeliju u periodnom sustavu i ima svoj redni broj koji odgovara naboju jezgre njegovog atoma.

Kako je izgrađen periodni sustav

Struktura periodnog sustava predstavljena je sa sedam perioda, deset redova i osam grupa. Svako razdoblje počinje alkalijskim metalom, a završava plemenitim plinom. Iznimke su prva perioda, koja počinje vodikom, i sedma nepotpuna perioda.

Razdoblja se dijele na mala i velika. Male točke (prva, druga, treća) sastoje se od jednog vodoravnog reda, velike (četvrta, peta, šesta) sastoje se od dva vodoravna reda. Gornji redovi u velikim razdobljima nazivaju se parnim, a donji redovi nazivaju se neparnim.

U šestoj periodi tablice iza (redni broj 57) nalazi se 14 elemenata sličnih po svojstvima lantanu - lantanidi. Stavljaju se na dno tablice u poseban red. Isto vrijedi i za aktinoide koji se nalaze nakon aktinija (s brojem 89) i uglavnom ponavljaju njegova svojstva.

Parni redovi velikih razdoblja (4, 6, 8, 10) ispunjeni su samo metalima.

Elementi u skupinama pokazuju jednako najviše u oksidima i drugim spojevima, a ta valencija odgovara broju skupine. Glavni sadrže elemente malih i velikih razdoblja, samo velikih. Od vrha prema dolje, oni se povećavaju, nemetalni slabe. Svi atomi bočnih podskupina su metali.

Tablica periodičnih kemijskih elemenata postala je jedna od glavni događaji u povijesti znanosti i dovela do njezina tvorca, ruskog znanstvenika Dmitrija Mendeljejeva, svjetska slava. Ova izvanredna osoba uspjela je spojiti sve kemijske elemente u jedan koncept, no kako je uspio otvoriti svoj poznati stol?

Svojstva kemijskih elemenata omogućuju njihovo spajanje u odgovarajuće skupine. Na tom je principu stvoren periodni sustav koji je promijenio predodžbu o postojećim tvarima i omogućio pretpostavku o postojanju novih, dosad nepoznatih elemenata.

U kontaktu s

Mendeljejev periodni sustav

Periodni sustav kemijskih elemenata sastavio je D. I. Mendeljejev u drugoj polovici 19. stoljeća. Što je to i zašto je potrebno? Kombinira sve kemijske elemente prema rastućoj atomskoj težini, a svi su raspoređeni tako da im se svojstva periodički mijenjaju.

Mendelejevljev periodični sustav doveo je u jedan sustav sve postojeće elemente koji su se prije smatrali jednostavno zasebnim tvarima.

Na temelju svoje studije novi kemijske tvari. Značaj ovog otkrića za znanost ne može se precijeniti., bila je daleko ispred svog vremena i dala je poticaj razvoju kemije kroz mnoga desetljeća.

Postoje tri najčešće opcije stolova, koje se konvencionalno nazivaju "kratke", "duge" i "ekstra duge". ». Glavnim stolom smatra se dugi stol, it odobren službeno. Razlika između njih je u rasporedu elemenata i duljini razdoblja.

Što je razdoblje

Sustav sadrži 7 razdoblja. Oni su grafički prikazani vodoravnim linijama. U ovom slučaju, točka može imati jedan ili dva retka, koji se nazivaju redovi. Svaki sljedeći element razlikuje se od prethodnog povećanjem nuklearnog naboja (broja elektrona) za jedan.

Jednostavno rečeno, razdoblje je vodoravni red u periodnom sustavu. Svaki od njih počinje metalom, a završava inertnim plinom. Zapravo, ovo stvara periodičnost - svojstva elemenata se mijenjaju unutar jednog razdoblja, ponavljajući se u sljedećem. Prva, druga i treća perioda su nepotpune, nazivaju se male i sadrže 2, 8 odnosno 8 elemenata. Ostali su kompletni, imaju po 18 elemenata.

Što je grupa

Grupa je okomiti stupac, koji sadrži elemente s istom elektroničkom strukturom ili, jednostavnije, s istim višim . Službeno odobrena duga tablica sadrži 18 skupina koje počinju s alkalijskim metalima i završavaju s inertnim plinovima.

Svaka grupa ima svoje ime, što olakšava pronalaženje ili klasificiranje elemenata. Metalna svojstva se poboljšavaju bez obzira na element u smjeru od vrha prema dolje. To je zbog povećanja broja atomskih orbita - što ih je više, to su elektronske veze slabije, što kristalnu rešetku čini izraženijom.

Metali u periodnom sustavu

Metali u tablici Mendeleev ima prevladavajući broj, njihov popis je prilično opsežan. Karakteriziraju se zajedničke značajke, prema svojstvima su heterogeni i dijele se u skupine. Neki od njih imaju malo toga zajedničkog s metalima fizički smisao, dok drugi mogu postojati samo djeliće sekunde i apsolutno ih nema u prirodi (barem na planeti), budući da su stvoreni, točnije, izračunati i potvrđeni u laboratorijskim uvjetima, umjetnim putem. Svaka grupa ima svoje karakteristike, naziv se prilično primjetno razlikuje od ostalih. Ta je razlika posebno izražena u prvoj skupini.

Položaj metala

Kakav je položaj metala u periodnom sustavu? Elementi se poredaju prema porastu atomske mase, odnosno broja elektrona i protona. Njihova se svojstva povremeno mijenjaju, tako da nema urednog rasporeda jedan na jedan u tablici. Kako odrediti metale i je li to moguće učiniti prema periodnom sustavu? Da bi se pitanje pojednostavilo, izmišljen je poseban trik: uvjetno, od Bora do Polonija (ili do Astatina) povlači se dijagonalna linija na spojevima elemenata. Oni s lijeve strane su metali, oni s desne su nemetali. Bilo bi vrlo jednostavno i sjajno, ali postoje iznimke - Germanij i Antimon.

Takva "metoda" je vrsta varalice, izmišljena je samo kako bi se pojednostavio proces pamćenja. Za točniji prikaz zapamtite to popis nemetala sastoji se od samo 22 elementa, dakle, odgovarajući na pitanje koliko je metala sadržano u periodnom sustavu

Na slici se jasno vidi koji su elementi nemetali i kako su raspoređeni u tablici po skupinama i periodima.

Opća fizikalna svojstva

Postoje opća fizikalna svojstva metala. To uključuje:

  • Plastični.
  • karakterističan sjaj.
  • Električna provodljivost.
  • Visoka toplinska vodljivost.
  • Sve osim žive je u čvrstom stanju.

Treba imati na umu da su svojstva metala vrlo različita s obzirom na njihovu kemijsku ili fizikalnu prirodu. Neki od njih imaju malo sličnosti s metalima u uobičajenom smislu riječi. Na primjer, živa zauzima poseban položaj. U normalnim uvjetima, on je u tekućem stanju, nema kristalnu rešetku, čija prisutnost duguje svoja svojstva drugim metalima. Svojstva potonjeg u ovom su slučaju uvjetna, živa je s njima u većoj mjeri povezana kemijskim svojstvima.

Zanimljiv! Elementi prve skupine, alkalijski metali, ne pojavljuju se u svom čistom obliku, već se nalaze u sastavu različitih spojeva.

Ovoj skupini pripada najmekši metal koji postoji u prirodi – cezij. On, kao i druge alkalne slične tvari, ima malo zajedničkog s tipičnijim metalima. Neki izvori tvrde da je zapravo najmekši metal kalij, što je teško osporiti ili potvrditi, budući da ni jedan ni drugi element ne postoje sami za sebe - oslobađajući se kao rezultat kemijske reakcije, brzo oksidiraju ili reagiraju.

Druga skupina metala - zemnoalkalijski - mnogo je bliža glavnim skupinama. Naziv "alkalna zemlja" dolazi iz davnih vremena, kada su oksidi nazivani "zemljama" jer imaju labavu mrvičastu strukturu. Više ili manje poznata (u svakodnevnom smislu) svojstva posjeduju metali počevši od 3. skupine. Kako se broj grupa povećava, količina metala se smanjuje.

Metali su elementi koji čine prirodu oko nas. Dokle god postoji Zemlja, postoji toliko metala.

Zemljina kora sadrži sljedeće metale:

  • aluminij - 8,2%,
  • željezo - 4,1%,
  • kalcij - 4,1%,
  • natrij - 2,3%,
  • magnezij - 2,3%,
  • kalij - 2,1%,
  • titan - 0,56%, itd.

Na ovaj trenutak znanost ima podatke o 118 kemijskih elemenata. Osamdeset pet elemenata na ovom popisu su metali.

Kemijska svojstva metala



Da bismo razumjeli o čemu ovise kemijska svojstva metala, okrenimo se autoritativnom izvoru - tablici periodnog sustava elemenata, tzv. periodni sustav elemenata. Nacrtajmo dijagonalu (možete mentalno) između dvije točke: počnite od Be (berilij) i završite na At (astatin). Ova podjela je, naravno, proizvoljna, ali ipak vam omogućuje kombiniranje kemijskih elemenata u skladu s njihovim svojstvima. Elementi lijevo ispod dijagonale bit će metali. Što je više lijevo, u odnosu na dijagonalu, mjesto elementa, to će njegova metalna svojstva biti izraženija:

  • kristalna struktura - gusta,
  • toplinska vodljivost - visoka,
  • električna vodljivost opada s porastom temperature,
  • razina stupnja ionizacije - niska (elektroni se slobodno odvajaju)
  • sposobnost stvaranja spojeva (legura),
  • topljivost (otapaju se u jakim kiselinama i kaustičnim alkalijama),
  • oksidabilnost (stvaranje oksida).

Gore navedena svojstva metala ovise o prisutnosti elektrona koji se slobodno kreću u kristalnoj rešetki. Elementi koji se nalaze u blizini dijagonale, ili neposredno na mjestu njenog prolaska, imaju dvojake oznake pripadnosti, tj. imaju svojstva metala i nemetala.

Polumjeri atoma metala su relativno velike veličine. Vanjski elektroni, koji se nazivaju valencija, značajno su udaljeni od jezgre i, kao rezultat toga, slabo su vezani za nju. Stoga atomi metala lako predaju valentne elektrone i stvaraju pozitivno nabijene ione (katione). Ova značajka je glavna kemijsko svojstvo metali. Atomi elemenata s najizraženijim metalnim svojstvima na vanjskoj energetskoj razini imaju od jednog do tri elektrona. Kemijski elementi s karakteristično izraženim znakovima metala tvore samo pozitivno nabijene ione, uopće nisu sposobni vezati elektrone.

Serija pomaka M. V. Beketova

Aktivnost metala i brzina reakcije njegove interakcije s drugim tvarima ovisi o vrijednosti sposobnosti atoma da se "dijeli s elektronima". Sposobnost se različito izražava u različitim metalima. Elementi s visokim učinkom su aktivni redukcijski agensi. Što je veća masa atoma metala, veća je njegova redukcijska sposobnost. Najjači redukcijski agensi su alkalijski metali K, Ca, Na. Ako atomi metala nisu u stanju donirati elektrone, tada će se takav element smatrati oksidacijskim sredstvom, na primjer: cezij aurid može oksidirati druge metale. U tom pogledu najaktivniji su spojevi alkalnih metala.

Ruski znanstvenik M. V. Beketov prvi je proučavao pojavu istiskivanja nekih metala iz spojeva koje oni stvaraju drugim metalima. Popis metala koji je sastavio, u kojem se nalaze u skladu sa stupnjem povećanja normalnih potencijala, nazvan je "elektrokemijski niz napona" (Beketovljev niz pomaka).

Li K Rb Cs Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Ag Pt Au

Što je metal više udesno u ovom redu, to su njegova redukcijska svojstva niža, a oksidacijska svojstva njegovih iona jača.

Klasifikacija metala prema Mendeljejevu

U skladu s periodnim sustavom razlikuju se sljedeće vrste (podskupine) metala:

  • alkalne - Li (litij), Na (natrij), K (kalij), Rb (rubidij), Cs (cezij), Fr (francij);
  • zemno alkalne - Be (berilij), Mg (magnezij), Ca (kalcij), Sr (stroncij), Ba (barij), Ra (radij);
  • svjetlo - AL (aluminij), In (indij), Cd (kadmij), Zn (cink);
  • prijelazni;
  • polumetali

Tehnička primjena metala



Metali koji su pronašli više ili manje široku tehničku primjenu konvencionalno se dijele u tri skupine: crni, obojeni i plemeniti.

Do željezni metali uključuju željezo i njegove legure: čelik, lijevano željezo i feroslitine.

Treba reći da je željezo najzastupljeniji metal u prirodi. Njegovo kemijska formula Fe (željezo). Željezo je odigralo veliku ulogu u ljudskoj evoluciji. Čovjek je mogao doći do novih oruđa za rad naučivši taliti željezo. U modernoj industriji široko se koriste legure željeza, dobivene dodavanjem ugljika ili drugih metala željezu.

Obojeni metali - to su gotovo svi metali osim željeza, njegovih legura i plemenitih metala. Prema svojim fizičkim svojstvima, obojeni metali se dijele na sljedeći način:

· težak metali: bakar, nikal, olovo, cink, kositar;

· pluća metali: aluminij, titan, magnezij, berilij, kalcij, stroncij, natrij, kalij, barij, litij, rubidij, cezij;

· mali metali: bizmut, kadmij, antimon, živa, kobalt, arsen;

· vatrostalan metali: volfram, molibden, vanadij, cirkonij, niobij, tantal, mangan, krom;

· rijedak metali: galij, germanij, indij, cirkonij;

plemeniti metali : zlato, srebro, platina, rodij, paladij, rutenij, osmij.

Mora se reći da su se ljudi sa zlatom upoznali mnogo ranije nego sa željezom. Zlatni nakit od ovog metala izrađivan je u starom Egiptu. Danas se zlato također koristi u mikroelektronici i drugim industrijama.

Srebro se, kao i zlato, koristi u industriji nakita, mikroelektronici i farmaceutskoj industriji.

Metali prate čovjeka kroz povijest ljudske civilizacije. Nema industrije u kojoj se ne koriste metali. Nemoguće je zamisliti suvremeni život bez metala i njihovih spojeva.

Slični postovi