Hány fém van Mengyelejev periódusos rendszerében.

A természetben sok ismétlődő sorozat van:

• évszakok;
• napszakok;
• a hét napjai…

A 19. század közepén D. I. Mengyelejev észrevette, hogy az elemek kémiai tulajdonságainak is van egy bizonyos sorrendje (azt mondják, ez az ötlet álomban támadt). A tudós csodás álmainak eredménye a kémiai elemek periódusos rendszere, amelyben D.I. Mengyelejev a kémiai elemeket az atomtömeg növekedésének sorrendjében rendezte. A modern táblázatban a kémiai elemek az elem rendszáma (az atommagban lévő protonok száma) szerint növekvő sorrendben vannak elrendezve.

A kémiai elem szimbóluma fölött az atomszám, alatta pedig az atomtömege (protonok és neutronok összege) látható. Figyeljük meg, hogy egyes elemek atomtömege nem egész szám! Emlékezz az izotópokra! Az atomtömeg egy elem összes izotópjának súlyozott átlaga, amely természetes körülmények között előfordul.

A táblázat alatt a lantanidok és aktinidák találhatók.

Fémek, nem fémek, metalloidok

A periódusos rendszerben a bórral (B) kezdődő és polóniummal (Po) végződő lépcsős átlótól balra találhatók (kivétel a germánium (Ge) és az antimon (Sb). Könnyen belátható, hogy a fémek A periódusos rendszer nagy részét elfoglalják. A fémek fő tulajdonságai: szilárd (kivéve a higanyt); fényes; jó elektromos és hővezető; képlékeny; képlékeny; könnyen adnak elektronokat

A lépcsős B-Po átlótól jobbra lévő elemeket hívjuk nem fémek. A nemfémek tulajdonságai közvetlenül ellentétesek a fémek tulajdonságaival: rossz hő- és elektromos vezetők; törékeny; nem kovácsolt; nem műanyag; általában elektronokat fogadnak el.

Metalloidok

A fémek és a nemfémek között vannak félfémek(metaloidok). Fémek és nemfémek tulajdonságai egyaránt jellemzik őket. A félfémek fő ipari alkalmazásukat a félvezetők gyártásában találták meg, amelyek nélkül elképzelhetetlen egyetlen modern mikroáramkör vagy mikroprocesszor sem.

Időszakok és csoportok

Mint fentebb említettük, a periódusos rendszer hét periódusból áll. Minden periódusban az elemek rendszáma balról jobbra növekszik.

Az elemek tulajdonságai periódusokban egymás után változnak: tehát a harmadik periódus elején lévő nátrium (Na) és magnézium (Mg) elektronokat ad fel (Na lead egy elektront: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg két elektront ad fel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). De a periódus végén található klór (Cl) egy elemet vesz fel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Ezzel szemben a csoportokban minden elem ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik. Például az IA(1) csoportban a lítiumtól (Li) a franciumig (Fr) minden elem egy elektront adományoz. És a VIIA(17) csoport minden eleme egy elemet vesz fel.

Egyes csoportok annyira fontosak, hogy különleges nevet kaptak. Ezeket a csoportokat az alábbiakban tárgyaljuk.

IA csoport (1). Ennek a csoportnak az elemeinek atomjai csak egy elektront tartalmaznak a külső elektronrétegben, így könnyen egy elektront adnak át.

A legfontosabb alkálifémek a nátrium (Na) és a kálium (K), mivel fontos szerepet játszanak az emberi élet folyamatában, és a sók részét képezik.

Elektronikus konfigurációk:

• 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

IIA csoport (2). E csoport elemeinek atomjai a külső elektronrétegben két elektront tartalmaznak, amelyek szintén feladják a kémiai reakciók során. A legfontosabb elem a kalcium (Ca) - a csontok és a fogak alapja.

Elektronikus konfigurációk:

• Lenni- 1s 2 2s 2;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• kb- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

VIIA csoport (17). E csoport elemeinek atomjai általában egy-egy elektront kapnak, mert. a külső elektronikus rétegen öt-öt elem található, és egy elektron már csak hiányzik a "teljes halmazhoz".

Ennek a csoportnak a leghíresebb elemei a következők: klór (Cl) - a só és a fehérítő része; jód (I) - olyan elem, amely fontos szerepet játszik a tevékenységben pajzsmirigy személy.

Elektronikus konfiguráció:

• 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

VIII(18) csoport. Ennek a csoportnak az elemeinek atomjai egy teljesen "karcolt" külső elektronréteggel rendelkeznek. Ezért „nem kell” elektronokat fogadniuk. És nem akarják odaadni őket. Ennélfogva - ennek a csoportnak az elemei nagyon "nem szívesen" lépnek be kémiai reakciók. Hosszú ideje azt hitték, hogy egyáltalán nem reagáltak (inert az „inert”, azaz „inaktív”) elnevezés. Neil Barlett vegyész azonban felfedezte, hogy e gázok némelyike ​​bizonyos körülmények között még reagálhat más elemekkel.

Elektronikus konfigurációk:

• 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

Vérértékelemek csoportokban

Könnyen belátható, hogy az egyes csoportokon belül az elemek vegyértékelektronjaikban (a külső energiaszinten elhelyezkedő s és p pályák elektronjai) hasonlóak egymáshoz.

Az alkálifémek egy-egy vegyértékelektronnal rendelkeznek:

• 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

Az alkáliföldfémek 2 vegyértékelektronnal rendelkeznek:

• Lenni- 1s 2 2s 2;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• kb- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

A halogének 7 vegyértékelektronnal rendelkeznek:

• 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

Az inert gázok 8 vegyértékelektronnal rendelkeznek:

• 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

További információkért lásd a Valencia és a kémiai elemek atomjainak periódusonkénti elektronikus konfigurációinak táblázatát című cikket.

Most fordítsuk figyelmünket a szimbólumokkal ellátott csoportokban elhelyezkedő elemekre NÁL NÉL. A periódusos rendszer közepén helyezkednek el, és ún átmeneti fémek.

Ezen elemek megkülönböztető jellemzője az elektronok jelenléte a kitöltött atomokban d-pályák:

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

A főasztaltól elkülönülve helyezkednek el lantanidokés aktinidák vannak az ún belső átmeneti fémek. Ezen elemek atomjaiban elektronok töltődnek ki f-pályák:

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 4p 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

A természetnek megnyilvánulásaiban van bizonyos ciklikusság és ismétlődés. Az ókori görög tudósok is erre figyeltek fel, amikor megpróbálták a dolgok természetét összetevőkre bontani: elemekre, geometriai alakzatok sőt atomok is. Korunk tudósai az ismétlés jeleire is odafigyelnek. Például Carl Linnaeus a fenotípusos hasonlóság alapján képes volt felépíteni az élőlények rendszerét.

A kémia mint tudomány hosszú ideig olyan rendszer nélkül maradt, amely racionalizálni tudta volna a felfedezett anyagok sokféleségét. Az ókori alkimisták tudása szolgáltatta a leggazdagabb anyagot egy ilyen rendszer felépítéséhez. Sok tudós tett kísérletet egy harmonikus rendszer felépítésére, de minden próbálkozás hiábavaló volt. Így volt ez 1869-ig, amikor a nagy orosz kémikus, Dmitrij Ivanovics Mengyelejev bemutatta a világnak ötletét - a kémiai elemek periódusos rendszerét. Azt mondják, hogy az asztalt a tudós álmodta meg. Álmában látta, hogy az asztal kígyó alakban sorakozik, és a lába köré tekered. Ennek a ténynek az érvényessége kétséges., de akárhogy is legyen, ez igazi áttörés volt a tudományban.

Mengyelejev az elemeket atomtömegük növekedésével rendezte el. Ez az alapelv ma is érvényes, de most az atommagban lévő protonok és neutronok számán alapul.

Fémek és jellegzetes tulajdonságaik

Minden kémiai elem hagyományosan fémekre és nemfémekre osztható. Miben különböznek egymástól? Hogyan lehet megkülönböztetni a fémet a nem fémtől?

A 118 felfedezett anyagból 94 a fémek csoportjába tartozik. A csoportot különböző alcsoportok képviselik:

Milyen tulajdonságok jellemzőek az összes fémre?

1. Szobahőmérsékleten minden fém szilárd halmazállapotú. Ez minden elemre igaz, kivéve a higanyt, amely mínusz 39 Celsius fokig szilárd. Szobahőmérsékleten a higany folyadék.
2. Ennek a csoportnak a legtöbb eleme meglehetősen magas hőmérsékletű olvasztó. Például a wolfram 3410 Celsius fokon megolvad. Emiatt izzólámpákban izzószálak készítésére használják.
3. Minden fém műanyag. Ez abban nyilvánul meg, hogy a fém kristályrácsa lehetővé teszi az atomok mozgását. Ennek eredményeként a fémek fizikai deformáció nélkül meghajlhatnak és kovácsolhatók. A réz, arany és ezüst különleges rugalmassággal rendelkezik. Ez az oka annak, hogy történelmileg ők voltak az első fémek, amelyeket ember dolgozott fel. Aztán megtanult vassal dolgozni.
4. Minden fém nagyon jól vezeti az elektromosságot, ami szintén a fémkristályrács szerkezetének köszönhető, amelyben mobil elektronok vannak. Többek között ezek az elemek nagyon könnyen vezetik a hőt.
5. És végül minden fémnek jellegzetes, összehasonlíthatatlan fémes fénye van. A szín leggyakrabban szürkés, kék árnyalattal. Az Au, Cu vagy Cs sárga és piros.

Ne hagyja ki: Oktatási mechanizmus, esettanulmányok.

nem fémek

Az összes nemfém a periódusos rendszer jobb felső sarkában található egy átló mentén, amely a hidrogéntől az asztatinig és a radonig húzható. Egyébként a hidrogén bizonyos körülmények között fémes tulajdonságokat is mutathat.

A fő különbség a fémektől a kristályrács szerkezetében rejlik. Ha a fémek kristályrácsa fémes, akkor a nemfémeknél lehet atomi vagy molekuláris. molekularács tartalmaznak néhány gázt - oxigént, klórt, ként, nitrogént. Az atomrácsos anyagok szilárd halmazállapotúak, olvadáspontjuk viszonylag magas.

A nemfémek fizikai tulajdonságai meglehetősen változatosak, a nemfémek lehetnek szilárd (jód, szén, kén, foszfor), folyékony (csak bróm), gáz halmazállapotú (fluor, klór, nitrogén, oxigén, hidrogén) anyagok, teljesen eltérő színűek. . Az aggregált állapot a hőmérséklet hatására megváltozhat.

Kémiai szempontból a nemfémek oxidáló és redukálószerként működhetnek. A nem fémek kölcsönhatásba léphetnek egymással és fémekkel. Az oxigén például minden anyaggal oxidálószerként működik, de a fluornál redukálószerként működik.

Allotrópia

A nemfémek másik csodálatos tulajdonsága az allotrópiának nevezett jelenség - az anyagok módosulása, amely ugyanazon kémiai elem különféle allotróp módosulásához vezet. Görögről lefordíthatja az "allotrópia" szót mint "egy másik ingatlan". Úgy, ahogy van.

Nézzük meg közelebbről néhány példát egyszerű anyagok:

A módosítások más anyagokat tartalmaznak- kén, szelén, bór, arzén, bór, szilícium, antimon. Különböző hőmérsékleteken sok fém is rendelkezik ezekkel a tulajdonságokkal.

Természetesen az összes egyszerű anyag felosztása fémek és nemfémek csoportjaira meglehetősen önkényes. Ez a felosztás megkönnyíti a vegyi anyagok tulajdonságainak megértését, különálló anyagokra való felosztásuk illúzióját kelti. Mint minden a világon, ez a felosztás is relatív és attól függ külső tényezők környezet– nyomás, hőmérséklet, fény stb.

Utasítás

Vegyük a periódusos táblázatot, és egy vonalzóval rajzoljunk egy vonalat, amely a Be (berillium) elemmel kezdődik, és egy At elemmel végződik (Asztatin).

A vonal bal oldalán található elemek fémek. Sőt, minél „lejjebb és balra” van az elem, annál hangsúlyosabb fémes tulajdonságai vannak. Könnyen belátható, hogy a periódusos rendszerben egy ilyen fém (Fr) - a legaktívabb alkálifém.

Ennek megfelelően a sortól jobbra lévő elemek rendelkeznek tulajdonságokkal. És itt is hasonló szabály érvényesül: a vonal „magasabb és jobb oldala” az elem, annál erősebb a nem fém. Ilyen elem a periódusos rendszerben a fluor (F), a legerősebb oxidálószer. Annyira aktív, hogy a vegyészek tiszteletteljes, bár informális "mindent megrágni" szoktak neki.

Olyan kérdések merülhetnek fel, mint „De mi a helyzet azokkal az elemekkel, amelyek magán a vonalon vagy nagyon közel vannak hozzá?”. Vagy például a „jobbra és felül” a sor krómozott,. Nem fémek? Végül is acélgyártásban használják ötvöző adalékanyagként. De köztudott, hogy még a nem fémek kis szennyeződései is törékennyé tesznek. A helyzet az, hogy magán a vonalon található elemek (például alumínium, germánium, nióbium, antimon) kettős karakterrel rendelkeznek.

Ami például a vanádiumot, krómot, mangánt illeti, vegyületeik tulajdonságai ezen elemek atomjainak oxidációs fokától függenek. Például magasabb oxidjaik, mint például a V2O5, CrO3, Mn2O7, kifejezett . Éppen ezért a periódusos rendszerben látszólag "logikátlan" helyeken helyezkednek el. "Tiszta" formájukban ezek az elemek természetesen fémek, és a fémek összes tulajdonságával rendelkeznek.

Források:

• fémek a periódusos rendszerben

Tanulóasztal iskolásoknak Mengyelejev- lidércnyomás. Még harminchat olyan elem is, amelyet a tanárok általában megkérdeznek, órákig tartó kimerítő zsúfolássá és fejfájássá válik. Sokan el sem hiszik, mit kell tanulniuk asztal Mengyelejev az igazi. De a mnemonika használata nagyban megkönnyítheti az iskolások életét.

Utasítás

Értse az elméletet és válassza ki a megfelelő technikát Szabályok, amelyek megkönnyítik az anyag memorizálását, mnemonikus. Fő trükkjük az asszociatív linkek létrehozása, amikor az absztrakt információkat fényes képbe, hangba vagy akár szagba csomagolják. Számos mnemonikus technika létezik. Például írhat történetet a megjegyzett információ elemeiből, kereshet mássalhangzó szavakat (rubídium - késkapcsoló, cézium - Julius Caesar), bekapcsolhatja a térbeli képzeletet, vagy egyszerűen rímelhet Mengyelejev periódusos rendszerének elemeit.

Ballada a nitrogénről Jobb, ha a Mengyelejev-féle periódusos rendszer elemeit jelentéssel rímeljük, bizonyos jelek szerint: például vegyérték szerint. Tehát a lúgosak nagyon könnyen rímelnek, és úgy szólnak, mint egy dal: "Lítium, kálium, nátrium, rubídium, francium cézium." „Magnézium, kalcium, cink és bárium – vegyértékük egyenlő egy párral” – az iskolai folklór halhatatlan klasszikusa. Ugyanebben a témában: "A nátrium, kálium, ezüst egyértékű jó" és "A nátrium, kálium és az argentum egyértékű." A kreativitás a maximum pár napig tartó zsúfoltsággal ellentétben serkenti a hosszú távú memóriát. Szóval, még többet az alumíniumról, verseket a nitrogénről és dalokat a vegyértékről – és a memorizálás megy, mint a karikacsapás.

A memorizálás megkönnyítésére találnak ki egy savas thrillert, amelyben a periódusos rendszer elemei hősökké, tájrészletekké vagy cselekményelemekké válnak. Itt van például egy jól ismert szöveg: „Az ázsiai (nitrogén) elkezdett (lítium) vizet (hidrogént) önteni Ananászültetvény(Bohr). De nem rá (Neonra), hanem Magnoliára (Magnézium) volt szükségünk.” Kiegészíthető egy Ferrariról (vas - ferrum) szóló történettel, amelyben a "Chlorine zero seventeen" (17 - a klór sorozatszáma) titkos ügynök lovagolt, hogy elkapja a mániákus Arsenyt (arsenic - arsenicum), akinek 33 volt. fogak (33 - a sorszám arzén), de valami savanyú került a szájába (oxigén), ez nyolc mérgezett golyó volt (8 az oxigén sorszáma) ... Folytathatod a végtelenségig. A periódusos rendszer alapján írt regény egyébként kísérleti szövegként irodalomtanárhoz köthető. Biztosan tetszeni fog neki.

Építsünk emlékpalotát Ez az egyik elnevezése annak a meglehetősen hatékony memorizálási technikának, amikor a térbeli gondolkodás be van kapcsolva. A titka az, hogy mindannyian könnyen leírhatjuk a szobánkat vagy az utat otthonról a boltba, iskolába,. Az elemek sorozatának létrehozásához el kell őket helyezni az út mentén (vagy a helyiségben), és minden elemet nagyon világosan, jól láthatóan, kézzelfoghatóan kell bemutatni. Íme egy vékony szőke, hosszú arccal. A kemény munkás, aki a csempéket lerakja, szilícium. Arisztokraták csoportja egy drága autóban - inert gázok. És természetesen léggömbök - hélium.

jegyzet

Nem kell erőltetni magát, hogy emlékezzen a kártyákon lévő információkra. A legjobb, ha minden elemet egy bizonyos élénk képhez társítunk. Szilícium - a Szilícium-völgytel. Lítium - lítium elemekkel mobiltelefon. Sok lehetőség lehet. De a vizuális kép, a mechanikus memória, a durva, vagy éppen ellenkezőleg, sima fényes kártya tapintási érzésének kombinációja segít abban, hogy a legapróbb részleteket is könnyen felvegye a memória mélyéről.

Hasznos tanácsok

Ugyanazokat a kártyákat húzhatja az elemekre vonatkozó információkkal, mint egykor Mengyelejev, de csak kiegészítheti őket modern információkkal: például a külső szinten lévő elektronok számával. Mindössze annyit kell tennie, hogy lefekvés előtt kirakja őket.

Források:

• Mnemonikai szabályok a kémiához
• hogyan jegyezzük meg a periódusos rendszert

A meghatározás problémája korántsem tétlen. Aligha lesz kellemes, ha egy ékszerüzletben egy drága arany holmi helyett egy direkt hamisítványt akarnak lecsúsztatni. Hát nem érdekes miből fém meghibásodott autóalkatrész vagy talált régiség készítette?

Utasítás

Itt van például, hogyan határozzák meg a réz jelenlétét egy ötvözetben. Vigye fel a megtisztított felületre fém egy csepp (1:1) salétromsavat. A reakció eredményeként gáz szabadul fel. Néhány másodperc múlva itassuk át a cseppet szűrőpapírral, majd tartsuk ott, ahol a tömény ammóniaoldat található. A réz reagálni fog, és a foltot sötétkékre változtatja.

Így lehet megkülönböztetni a bronzot a sárgaréztől. Tegyünk egy darab fémforgácsot vagy fűrészport egy főzőpohárba 10 ml salétromsavoldattal (1:1), és fedjük le üveggel. Várjon egy ideig, amíg teljesen feloldódik, majd melegítse a kapott folyadékot 10-12 percig majdnem forrásig. A fehér csapadék a bronzra emlékeztet, és egy sárgaréz pohár marad.

A nikkelt nagyjából ugyanúgy definiálhatja, mint a rezet. Vigyen fel egy csepp salétromsav oldatot (1:1) a felületre fémés várjon 10-15 másodpercet. A cseppet itassuk át szűrőpapírral, majd tartsuk tömény ammóniagőz felett. A keletkezett sötét foltra csepegtessünk 1%-os alkoholos dimetil-glioxin oldatot.

A nikkel jellegzetes vörös színnel "jelez". Az ólmot krómsavkristályok és egy csepp hűtött ecetsav, majd egy perc múlva egy csepp víz segítségével határozhatjuk meg. Ha sárga csapadékot lát, tudja, hogy az ólom-kromát.

Öntsön egy keveset a vizsgált folyadékból egy külön edénybe, és csepegtessen egy keveset a lapis oldatból. Ebben az esetben az oldhatatlan ezüst-klorid "alvasztott" fehér csapadéka azonnal kiesik. Vagyis egy anyagmolekula összetételében mindenképpen van kloridion. De lehet, hogy még mindig nem, hanem valami klórtartalmú só oldata? Mint a nátrium-klorid?

Emlékezzen a savak egy másik tulajdonságára. Az erős savak (és természetesen a sósav is ezek közé tartozik) kiszoríthatják belőlük a gyenge savakat. Helyezzen egy kis szódaport – Na2CO3-t egy lombikba vagy főzőpohárba, és lassan öntse hozzá a tesztfolyadékot. Ha azonnal sziszegés hallatszik, és a por szó szerint „forr” - nem marad kétség - ez a sósav.

A táblázat minden eleméhez egy adott sorozatszám tartozik (H - 1, Li - 2, Be - 3 stb.). Ez a szám megfelel az atommagnak (az atommagban lévő protonok számának) és az atommag körül keringő elektronok számának. A protonok száma tehát megegyezik az elektronok számával, és ez azt jelzi, hogy normál körülmények között az atom elektromosan .

A hét periódusra osztás az atom energiaszintjeinek száma szerint történik. Az első periódus atomjai egyszintű elektronhéjjal rendelkeznek, a második - kétszintű, a harmadik - háromszintű stb. Amikor egy új energiaszint betöltődik, új időszak.

Bármely időszak első elemeit olyan atomok jellemzik, amelyeknek a külső szinten egy elektronja van - ezek alkálifém atomok. A periódusok a nemesgáz atomjaival végződnek, amelyek külső energiaszintje teljesen tele van elektronokkal: az első periódusban az inert gázok 2 elektront tartalmaznak, a későbbiekben - 8. Pontosan az elektronhéjak hasonló szerkezete miatt. hogy az elemcsoportok hasonló fizikai-.

A táblázatban D.I. Mengyelejev szerint 8 fő alcsoport van. Számuk az energiaszinten lehetséges maximális elektronszámnak köszönhető.

A periódusos rendszer alján a lantanidok és az aktinidák külön sorozatként vannak kiemelve.

A táblázat segítségével D.I. Mengyelejev, az elemek következő tulajdonságainak periodicitása figyelhető meg: egy atom sugara, egy atom térfogata; ionizációs potenciál; elektronaffinitási erők; az atom elektronegativitása; ; potenciális vegyületek fizikai tulajdonságai.

Egyértelműen nyomon követhető periodicitás az elemek elrendezésében a D.I. táblázatban. Mengyelejev racionálisan magyarázható az energiaszintek elektronok általi kitöltésének következetes természetével.

Források:

• periódusos táblázat

A periódusos törvényt, amely a modern kémia alapja, és megmagyarázza a kémiai elemek tulajdonságaiban bekövetkező változások mintázatait, D.I. Mengyelejev 1869-ben. Ennek a törvénynek a fizikai jelentése az atom összetett szerkezetének tanulmányozása során derül ki.

A 19. században az atomtömegről azt hitték fő jellemzője elem, ezért az anyagok osztályozására használták. Most az atomokat a magjuk töltésének nagysága határozza meg és azonosítja (szám és sorozatszám a periódusos rendszerben). Az elemek atomtömege azonban néhány kivételtől eltekintve (például az atomtömeg kisebb, mint az argon atomtömege) a magtöltésükkel arányosan növekszik.

Az atomtömeg növekedésével az elemek és vegyületeik tulajdonságaiban periodikus változás figyelhető meg. Ezek az atomok fémessége és nemfémessége, atomsugár, ionizációs potenciál, elektronaffinitás, elektronegativitás, oxidációs állapotok, vegyületek (forráspont, olvadáspont, sűrűség), bázikusságuk, amfoteritásuk vagy savasságuk.

Hány elem van a modern periódusos rendszerben

A periódusos táblázat grafikusan fejezi ki az általa felfedezett törvényt. Modernben periodikus rendszer 112 kémiai elemet tartalmaz (ez utóbbiak a Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium és Copernicium). A legfrissebb adatok szerint az alábbi 8 elemet (legfeljebb 120-at) is felfedezték, de nem mindegyik kapta meg a nevét, és ezek az elemek még mindig kevés a nyomtatott kiadványokban.

Minden elem egy bizonyos cellát foglal el a periódusos rendszerben, és saját sorszámmal rendelkezik, amely megfelel az atommag töltésének.

Hogyan épül fel a periodikus rendszer

A periódusos rendszer szerkezetét hét periódus, tíz sor és nyolc csoport képviseli. Minden periódus alkálifémmel kezdődik és nemesgázzal végződik. Kivételt képez az első periódus, amely hidrogénnel kezdődik, és a hetedik nem teljes periódus.

Az időszakokat kis és nagy szakaszokra osztják. A kis periódusok (első, második, harmadik) egy vízszintes sorból állnak, a nagyok (negyedik, ötödik, hatodik) két vízszintes sorból állnak. A felső sorokat nagy periódusokban párosnak, az alsó sorokat páratlannak nevezzük.

A táblázat hatodik szakaszában (57. sorszám) 14 olyan elem található, amelyek tulajdonságaiban hasonlóak a lantánhoz - lantanidok. A táblázat alján, külön sorban helyezkednek el. Ugyanez vonatkozik az aktinidákra, amelyek az aktinium után helyezkednek el (89-es számmal), és nagymértékben megismétlik annak tulajdonságait.

Még a nagy periódusok (4, 6, 8, 10) sorai is csak fémekkel vannak tele.

A csoportok elemei ugyanazt a legmagasabb oxidokat és más vegyületeket mutatják, és ez a vegyérték megfelel a csoportszámnak. A főbbek kis és nagy periódusú elemeket tartalmaznak, csak nagyokat. Felülről lefelé növekednek, a nem fémesek gyengülnek. Az oldalsó alcsoportok minden atomja fém.

A periódusos kémiai elemek táblázata az egyik fontos események a tudomány történetében, és megalkotójához, Dmitrij Mengyelejev orosz tudóshoz vitte, világhírnév. Ennek a rendkívüli embernek sikerült az összes kémiai elemet egyetlen koncepcióba egyesíteni, de hogyan sikerült kinyitnia híres asztalát?

A kémiai elemek tulajdonságai lehetővé teszik, hogy megfelelő csoportokba vonják őket. Ezen az elven egy periodikus rendszer jött létre, amely megváltoztatta a létező anyagok elképzelését, és lehetővé tette új, korábban ismeretlen elemek létezésének feltételezését.

Kapcsolatban áll

Mengyelejev periódusos rendszere

A kémiai elemek periódusos rendszerét D. I. Mengyelejev állította össze a 19. század második felében. Mi ez, és miért van rá szükség? Az összes kémiai elemet az atomtömeg növekedésének sorrendjében egyesíti, és mindegyik úgy van elrendezve, hogy tulajdonságaik periodikusan változzanak.

Mengyelejev periodikus rendszere egyetlen rendszerbe foglalta az összes létező elemet, amelyet korábban egyszerűen külön anyagnak tekintettek.

Tanulmánya alapján új vegyi anyagok. Ennek a felfedezésnek a jelentőségét a tudomány számára nem lehet túlbecsülni., messze megelőzte korát, és hosszú évtizedeken át lendületet adott a kémia fejlődésének.

Három leggyakoribb asztali lehetőség létezik, amelyeket hagyományosan "rövid", "hosszú" és "extra hosszú" néven emlegetnek. ». A főasztalt egy hosszú asztalnak tekintik, ez hivatalosan jóváhagyták. A különbség köztük az elemek elrendezése és a periódusok hossza.

Mi az az időszak

A rendszer 7 periódusból áll. Grafikusan vízszintes vonalakként jelennek meg. Ebben az esetben a periódusnak egy vagy két sora lehet, ezeket soroknak nevezzük. Minden következő elem különbözik az előzőtől azáltal, hogy a magtöltést (az elektronok számát) eggyel növeli.

Leegyszerűsítve a periódus egy vízszintes sor a periódusos rendszerben. Mindegyik fémmel kezdődik és inert gázzal végződik. Valójában ez periodicitást hoz létre - az elemek tulajdonságai az egyik perióduson belül megváltoznak, és ismétlődnek a következőben. Az első, a második és a harmadik periódus hiányos, kicsinek nevezik, és 2, 8 és 8 elemet tartalmaznak. A többi teljes, egyenként 18 elemből áll.

Mi az a csoport

A csoport egy függőleges oszlop, amely azonos elektronikus szerkezetű vagy egyszerűbben azonos magasabb . A hivatalosan jóváhagyott hosszú táblázat 18 csoportot tartalmaz, amelyek alkálifémekkel kezdődnek és inert gázokkal végződnek.

Minden csoportnak saját neve van, ami megkönnyíti az elemek megtalálását vagy osztályozását. A fémes tulajdonságok az elemtől függetlenül javulnak felülről lefelé haladva. Ennek oka az atomi pályák számának növekedése - minél több van, annál gyengébbek az elektronikus kötések, ami a kristályrácsot kifejezettebbé teszi.

Fémek a periódusos rendszerben

Fémek a táblázatban Mengyelejev túlsúlyban van, listájuk meglehetősen kiterjedt. Jellemzik őket közös vonásai, tulajdonságaik szerint heterogének és csoportokra oszlanak. Némelyiküknek kevés a közös a fémekkel fizikai érzék, míg mások csak a másodperc töredékéig létezhetnek, és egyáltalán nem találhatók meg a természetben (legalábbis a bolygón), mivel mesterségesen jönnek létre, pontosabban kiszámítják és laboratóriumi körülmények között igazolják. Minden csoportnak megvannak a maga sajátosságai, a név érezhetően eltér a többitől. Ez a különbség különösen szembetűnő az első csoportban.

A fémek helyzete

Mi a fémek helyzete a periódusos rendszerben? Az elemek az atomtömeg vagy az elektronok és protonok számának növelésével rendeződnek. Tulajdonságaik periodikusan változnak, így a táblázatban nincs tiszta egy-egy elhelyezés. Hogyan határozzuk meg a fémeket, és lehetséges-e ez a periódusos rendszer szerint? A kérdés leegyszerűsítése érdekében egy speciális trükköt találtak ki: feltételesen egy átlós vonalat húznak Bortól Poloniusig (vagy Asztatinig) az elemek találkozásánál. A bal oldaliak fémek, a jobb oldaliak nemfémek. Nagyon egyszerű és nagyszerű lenne, de vannak kivételek - germánium és antimon.

Egy ilyen „módszer” egyfajta csalólap, csak a memorizálási folyamat egyszerűsítésére találták ki. A pontosabb ábrázolás érdekében ne feledje a nemfémek listája csak 22 elemből áll, ezért válaszolva arra a kérdésre, hogy hány fémet tartalmaz a periódusos rendszer

Az ábrán jól látható, hogy mely elemek nem fémek, és hogyan vannak elrendezve a táblázatban csoportok és periódusok szerint.

Általános fizikai tulajdonságok

A fémeknek vannak általános fizikai tulajdonságai. Ezek tartalmazzák:

• Műanyag.
• jellegzetes ragyogás.
• Elektromos vezetőképesség.
• Magas hővezető képesség.
• A higany kivételével minden szilárd állapotban van.

Meg kell érteni, hogy a fémek tulajdonságai nagyon eltérőek kémiai vagy fizikai természetüket tekintve. Némelyikük kevéssé hasonlít a kifejezés közönséges értelmében vett fémekre. Például a higany különleges helyet foglal el. Normál körülmények között folyékony halmazállapotú, nincs kristályrácsa, amelynek jelenléte tulajdonságait más fémeknek köszönheti. Utóbbiak tulajdonságai ebben az esetben feltételesek, a higany kémiai jellemzői alapján nagyobb mértékben kapcsolódik hozzájuk.

Érdekes! Az első csoport elemei, az alkálifémek, nem fordulnak elő tiszta formában, különféle vegyületek összetételében.

A természetben létező legpuhább fém - a cézium - ebbe a csoportba tartozik. Más lúgos hasonló anyagokhoz hasonlóan nem sok közös vonása van a tipikusabb fémekkel. Egyes források azt állítják, hogy valójában a legpuhább fém a kálium, amelyet nehéz vitatni vagy megerősíteni, mivel sem az egyik, sem a másik elem nem létezik önmagában - kémiai reakció eredményeként felszabadulva gyorsan oxidálódik vagy reagál.

A fémek második csoportja - az alkáliföldfémek - sokkal közelebb áll a fő csoportokhoz. Az "alkáliföld" elnevezés az ókorból származik, amikor az oxidokat "földeknek" nevezték, mert laza, morzsalékos szerkezetük van. A 3. csoporttól kezdve többé-kevésbé ismert (köznapi értelemben vett) tulajdonságokkal rendelkeznek a fémek. A csoportszám növekedésével a fémek mennyisége csökken.

A fémek a minket körülvevő természetet alkotó elemek. Amíg a Föld létezik, annyi fém létezik.

A földkéreg a következő fémeket tartalmazza:

• alumínium - 8,2%,
• vas - 4,1%,
• kalcium - 4,1%,
• nátrium - 2,3%,
• magnézium - 2,3%,
• kálium - 2,1%,
• titán - 0,56% stb.

A Ebben a pillanatban a tudomány 118 kémiai elemről rendelkezik információval. A listán szereplő elemek közül 85 fém.

A fémek kémiai tulajdonságai

Ahhoz, hogy megértsük, mitől függenek a fémek kémiai tulajdonságai, forduljunk egy hiteles forráshoz - az elemek periodikus rendszerének táblázatához, az ún. periódusos táblázat. Rajzoljunk átlót (gondolatban is lehet) két pont között: kezdjük a Be-ből (berillium) és fejezzük be az At (asztatin) pontot. Ez a felosztás természetesen önkényes, de továbbra is lehetővé teszi a kémiai elemek kombinálását tulajdonságaik szerint. Az átló alatt balra lévő elemek fémek lesznek. Minél balra, az átlóhoz képest az elem elhelyezkedése, annál hangsúlyosabbak lesznek a fémes tulajdonságai:

• kristályszerkezet - sűrű,
• hővezető képesség - magas,
• az elektromos vezetőképesség a hőmérséklet emelkedésével csökken,
• ionizációs fok - alacsony (az elektronok szabadon elkülönülnek)
• vegyületek (ötvözetek) képzésének képessége,
• oldhatóság (erős savakban és maró lúgokban oldódik),
• oxidálhatóság (oxidok képződése).

A fémek fenti tulajdonságai a kristályrácsban szabadon mozgó elektronok jelenlététől függenek. Az átló közelében, vagy közvetlenül annak áthaladásának helyén elhelyezkedő elemek kettős összetartozási jelet mutatnak, pl. fémek és nemfémek tulajdonságaival rendelkeznek.

A fématomok sugara viszonylagos nagy méretek. A vegyértéknek nevezett külső elektronok jelentősen eltávolítódnak az atommagból, és ennek eredményeként gyengén kötődnek hozzá. Ezért a fématomok könnyen adnak vegyértékelektronokat, és pozitív töltésű ionokat (kationokat) képeznek. Ez a funkció a fő kémiai tulajdonság fémek. A külső energiaszinten a legkifejezettebb fémes tulajdonságokkal rendelkező elemek atomjai egy-három elektronból állnak. Kémiai elemek A fémek jellegzetesen kifejezett jeleivel csak pozitív töltésű ionokat képeznek, elektronokat egyáltalán nem tudnak kötni.

M. V. Beketov elmozdulási sorozata

A fém aktivitása és más anyagokkal való kölcsönhatásának reakciósebessége az atom „elektronoktól való elválási” képességének értékétől függ. A képesség különböző fémekben eltérően fejeződik ki. A nagy teljesítményű elemek aktív redukálószerek. Minél nagyobb egy fématom tömege, annál nagyobb a redukáló képessége. A legerősebb redukálószerek az alkálifémek K, Ca, Na. Ha a fématomok nem képesek elektronokat adni, akkor egy ilyen elemet oxidálószernek kell tekinteni, például: a cézium-aurid más fémeket is oxidálhat. Ebben a tekintetben az alkálifémvegyületek a legaktívabbak.

M. V. Beketov orosz tudós volt az első, aki azt a jelenséget vizsgálta, hogy egyes fémek az általuk képződött vegyületekből más fémek által kiszorulnak. Az általa összeállított fémlistát, amelyben a normálpotenciálok növekedési fokának megfelelően helyezkednek el, "elektrokémiai feszültségsornak" (Beketov elmozdulási sorozatának) nevezték.

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

Minél jobbra helyezkedik el a fém ebben a sorban, annál gyengébbek a redukáló tulajdonságai, és annál erősebbek az ionok oxidáló tulajdonságai.

A fémek osztályozása Mengyelejev szerint

A periódusos rendszer szerint a fémek következő típusait (alcsoportjait) különböztetjük meg:

• lúgos - Li (lítium), Na (nátrium), K (kálium), Rb (rubídium), Cs (cézium), Fr (francium);
• alkáliföldfém - Be (berillium), Mg (magnézium), Ca (kalcium), Sr (stroncium), Ba (bárium), Ra (rádium);
• fény - AL (alumínium), In (indium), Cd (kadmium), Zn (cink);
• átmeneti;
• félfémek

Fémek műszaki alkalmazása

A többé-kevésbé széles körű műszaki alkalmazásra talált fémeket hagyományosan három csoportra osztják: feketére, színesfémre és nemesfémre.

Nak nek vasfémek ide tartoznak a vas és ötvözetei: acél, öntöttvas és vasötvözetek.

Azt kell mondani, hogy a vas a leggyakoribb fém a természetben. Övé kémiai formula Fe (ferrum). A vas óriási szerepet játszott az emberi evolúcióban. Az ember azáltal tudott új munkaeszközökhöz jutni, hogy megtanult vasolvasztani. A modern iparban széles körben használják a vasötvözeteket, amelyeket szén vagy más fémek vashoz való hozzáadásával nyernek.

Színesfémek - ezek szinte minden fém, kivéve a vasat, ötvözeteit és a nemesfémeket. Fizikai tulajdonságaik szerint a színesfémeket az alábbiak szerint osztályozzák:

· nehéz fémek: réz, nikkel, ólom, cink, ón;

· tüdő fémek: alumínium, titán, magnézium, berillium, kalcium, stroncium, nátrium, kálium, bárium, lítium, rubídium, cézium;

· kicsi fémek: bizmut, kadmium, antimon, higany, kobalt, arzén;

· tűzálló fémek: volfrám, molibdén, vanádium, cirkónium, nióbium, tantál, mangán, króm;

· ritka fémek: gallium, germánium, indium, cirkónium;

nemesfémek : arany, ezüst, platina, ródium, palládium, ruténium, ozmium.

Azt kell mondanunk, hogy az arannyal sokkal korábban ismerkedtek az emberek, mint a vassal. Ebből a fémből készült arany ékszerek az ókori Egyiptomban készültek. Napjainkban az aranyat a mikroelektronikában és más iparágakban is használják.

Az ezüstöt az aranyhoz hasonlóan az ékszeriparban, a mikroelektronikában és a gyógyszeriparban használják.

A fémek végigkísérik az embert az emberi civilizáció története során. Nincs olyan iparág, ahol ne használnának fémeket. Lehetetlen elképzelni a modern életet fémek és vegyületeik nélkül.