Элементы третьей группы периодической системы Менделеева

Переход от лестничной (длинной) формы периодической системы к ее короткой форме. Наиболее существенным шагом в развитии периодического закона был переход Менделеева от первоначальной, менее совершенной лестничной формы периодической системы (см. фотокопию V) к наиболее совершенной короткой ее форме (см. фотокопию VI), представляющей собой шедевр менделеевского научного творчества. Еще в первой своей статье, посвященной периодическому закону (март 1869 г.), Менделеев выделил несколько отрезков В общем ряду всех элементов, расположенных в порядке возрастания атомных весов отрезки свидетельствовали о периодичности изменения свойств элементов некоторые из этих отрезков представляли собою будущие укороченные восьмичленные ряды будущей короткой системы Менделеева. Вскоре после этого, как было сказано выше, в октябре 1869 г. Менделеев обнаружил последовательность изменения максимальной валентности от 1 до 7 у элементов по кислороду при расположении их в порядке возрастания атомных весов. В связи с этим были внесены коренные изменения в первоначальную форму таблицы элементов. Во-первых, наряду с атомным весом, игравшим роль постепенно нараставшего аргумента, Менделеев ввел понятие максимальной, или предельной, валентности по кислороду. Во-вторых, он изменил распределение элементов в таблице так, что группы элементов в отличие от первоначального варианта системы располагались не по горизонтали, а по вертикали, а периоды, напротив, не по вертикали, а горизонтальными рядами. В-третьих, по краям системы, слева и справа, были размещены полярно противоположные группы элементов — щелочные металлы и галоиды, а в середине между ними — элементы, образующие постепенный переход от одной крайности к другой. [c.195]

Нг1 основании периодического закона сформировалось учение о периодичности, которое складывается из трех основных направлений. Первое устанавливает связь макроскопических свойств простых и сложных веществ со строением и свойствами атомов, составляющих эти вещества. Эта сторона учения о периодичности получила развитие с созданием теории строения атома. Второе направление связано со способом выражения закона в виде периодической системы элементов важнейшими в этой системе являются представления об индивидуальных свойствах, специфических (элементы — аналоги по группе, по ряду, по диагонали) свойствах и общих свойствах (формы соединений), а также о месте элемента в системе. Это направление нашло выражение в сравнительном методе изучения свойств элементов и их соединений. Им широко пользовался Д. И. Менделеев, оно применяется до сих пор. Третье направление — применение идеи периодичности к другим объектам ядрам атомов, элементарным частицам и т. д. [c.44]

К началу 1871 г. третья группа периодической системы включала только бор, алюминий, индий и таллий. Под вопросом Д. И. Менделеев помещал в это время в третью группу также иттрий, лантан и эрбий. Скандий, галлий и актиний еще не были открыты. Подробно об истории формирования III группы элементов см. [c.118]

Начиная с четвертого ряда каждую группу периодической системы элементов, кроме нулевой и восьмой, разбивают на две подгруппы четную, состоящую из элементов четных рядов больших периодов, и нечетную, состоящую из элементов нечетных рядов. Элементы второго и третьего периодов Д. И. Менделеев назвал типическими. В одних группах типические элементы по своим свойствам ближе примыкают к элементам четных рядов, в других — к элементам нечетных рядов. Поэтому типические элементы часто объединяют с элементами четной или нечетной подгрупп в одну главную подгруппу, более характерную для данной группы в этом случае другая подгруппа называется побочной. [c.487]

В дальнейшем, в третьем и четвертом [18, с. 342, 347] изданиях Основ химии , под влиянием результатоп исследований Браунера, пытавшегося обнарз жить пятивалентный дидим, Менделеев принял гипотезу о месте дидима в V группе периодической системы. Таким образом, возникала возмол ность заполнения РЗЭ нового периода, построенного наподобие предыдущих периодов, содержащих более легкие химические элементы. В реферате сообщения Менделеева о редких металлах от 1881 г. говорится [18, с. 204] Положение дидимия в [c.86]

Не меньшую дискуссию вызвало размещение редкоземельных элементов. Сам Д. И. Менделеев окончательно не решил этот вопрос. В частности, он рассматривал церий как элемент четвертой группы. Остальные редкоземельные элементы Д. И. Менделеев пытался расположить в различных группах (третьей, четвертой, пятой) пятого и шестого периодов. Вопрос о размещении редкоземельных элементов был решен Н. Бором на основе квантовой теории строения атомов. Из системы квантовых чисел (см. табл. 12) вытекает, что число возможных орбиталей для размещения электронов 4/-уровня не превышает 14.. Поскольку атомы редкоземельных элементов строятся таким образом, что у них в конечном счете происходит построение 4/-орбиталей, то число соответствующих элементов должно быть равным 14. Исследование строения атомов редкоземельных элементов (с применением оптических методов) показало, что внешние орбитали у них аналогичны Следовательно, все эти элементы являются аналогами и должны быть отнесены к одной и той же группе периодической системы — к третьей. Строение лантана, гадолиния и лютеция характеризуется наличием Бй-орбитали, электронные формулы этих элементов имеют вид 4/ 5 5526р 6з . Определение зарядов ядер лантана и 14 редкоземельных элементов окончательно подтвердили размещение их под атомными номерами 57—71 в третьей группе шестого периода. Несмотря на это, некоторые авторы до сих пор пытаются распределить редкоземельные элементы между различными группами периодической системы. [c.53]

Первоначально, кроме форм водородных соединений RH4, RH3, RH2 и RH, Д. И. Менделеев допускал и другие формы, например RHs для элементов третьей группы, R2H — для элементов восьмой группы и др. При этом он формально экстраполировал закономерность, характерную для форм летучих водородных соединений элементов IV—VII групп (последовательное уменьшение содержания водорода с возрастанием номера группы). Однако подобные гидриды не были получены. Характерно, что Д. И. Менделеев не приводит в лекционном варианте периодической системы эти сомнительные формы водородных соединений. В настоящее время, кроме летучих соединений водорода с неметаллами, нзвестны солеобразные гидриды щелочных и щелочно-земельных металлов (RH и RH2), а также переходные, металлообразные и полимерные гидриды других металлов (см., например, Б. В. Некрасов. Курс общей химии. Госхимиздат, М.—Л., 953, стр. 850). [c.117]

Рассмотрим сначала четыре элемента три из семейства железа-— N1, Со, Ре и четвертый А1. После записи их внизу вне таблицы Менделеев поставил Ре над К, а над Ре записал Ы1 = Со Л1 был записан над Ыа слева от Ре. Дальнейшие исправления привели к тому, что место над К занял Са, а Ре было перенесено значительно выше в том же столбце и оказалось над Ы1 = Со. Такой перенос был сделан до начала включения тяжелых элементов из третьей кучки , так как с этим переносом не были связаны действия над какими-либо элементами из третьей кучки , попавшими в нижний список тяжелых элементов. Остальные записи, в которых фигурирует Ре, сделанные в нижней части таблицы, дают основание предполагать, что к этому моменту в таблицу были уже включены тяжелые элементы из третьей кучки эти записи сделаны с целью отыскать и выразить связь между членами всех трех семейств будущей VIII группы периодической системы, в том числе семейств Р1 и Р . Что же касается первых двух записей Ре в верхней части таблицы (одна — над К, другая — выше), то их последовательность могла быть только такой, какая указана выше, а именно сначала Ре было поставлено над К, затем перенесено наверх. Если бы последовательность была обратной, то после замены железа кальцием (над К) для переноса Ре оставалась бы лишь одна возможность переноса его вниз таблицы (так как в ее верхней части имеются только две записи Ре и обе они уже учтены нами). Но внизу таблицы, как зто только что было отмечено, Ре берется уже в связи с тяжелыми элементами из семейств Р1 и Р1, значит эти записи относятся к следующей стадии составлении таблицы. Точно также, если бы Ре вообще было снято на время из таблицы и находилось бы вне таблицы к моменту составления нижнего списка, то оно боязательно должно было бы попасть в этот список. Но так как в этом списке Ре отсутствует, то единственным местом, где могло и должно было оказаться железо к моменту составления указанного ижпего спмска, г. с. к моменту перехода Менделеева к размещению элементов из третьей кучки , является место в третьем столбце над Са (см. табл. 2). [c.47]

В то время, когда Менделеев на основе открытого им периодического закона составлял свою таблицу, многие элементы были еще неизвестны. Так, был неизвестен элемент четвертого периода скандий. По атомной массе вслед за кальцием шел титан, но титан нельзя было поставить сразу после кальция, так как он попал бы в третью группу, тогда как титан образует высший оксид Т10г, да и по другим свойствам должен быть отнесен к четвертой группе. Поэтому Менделеев пропустил одну клетку, т. е. оставил свободное место между кальцием и титаном. На том же основании в четвертом периоде между цинком и мышьяком были оставлены две свободные клетки, занятые теперь элементами галлием и германием. Свободные места остались и в других рядах. Менделеев был не только убежден, что должны существовать неизвестные еще элементы, которые заполнят эти места, но и заранее предсказал свойства таких элементов, основываясь на их положении среди других элементов периодической системы. Одному из них, которому в будущем предстояло занять место между кальцием и титаном, он дал название экабор (так как свойства его должны были напоминать бор) два других, для которых в таблице остались свободные места между цинком и мышьяком, были названы экаалюминием и экасилицием. [c.76]

Говоря о решении Менделеевым проблемы РЗЭ, нельзя не упомянуть его блестящее предсказание свойств и определение положения в периодической системе не известного до того времени скандия [18, с. 151]. В современной химической литературе скандий, возглавляющий одну из подгрупп третьей группы, не всегда относят к РЗЭ, но это противоречит указаниям Менделеева. Начиная с четвертого издания Основ химии (1881 г.), Менделеев помещает скандий в III группу периодг ческой системы, наряду с иттрием и лантаном [18, с. 342, 347, 364, 307]. Он пишет в последнем прижизненном издании Основ химии (цитировано по девятому издапню [21], в котором редактирование текста Основ химии седьмого и восьмого изданий не проводилось) ... В III группе должно ожидать сверх того элементов четных рядов, отвечающих Са, 5г, Ва из II группы. Элементы эти должны в окислах КгОз быть основаниями более резкими, чем глинозем, подобно тому как Са, 5т, Ва дают основания более энергические, чем М , 2п, С(1. Такими элементами представляются скандий, иттрий, лантан, имеющие атомные веса больше, чем Са, 5г, Ва [c.89]

Когда Менделеев составлял свою периодическую систему, многие элементы, которые сейчас в ней помещаются, еще не были известны. Так, в пятом ряду системы не были известны галлий и германий, которые помещаются между цинком и мышьяком. По атомному весу непосредственно за цинком шел мышьяк. Но мышьяк нельзя было поставить сразу после цинка, он попал бы тогда в третью группу, между тем, как по всем свойствам он сходен с элемснтамп пятой группы. Поэтому хМенделеев поместил мышьяк в пятую группу, а между ним и цинком оставил 2 свободных места. Точно так же Менделеев оставил свободное место и в четвертом ряду, где теперь помещается элемент скандий. [c.241]

Однако Менделеев, как это и полагается истинному ученому, не успокоился на достигнутом. Уже в 1870 г., в первом издании своего знаменитого учебника Основы химии , Менделеев помещает второй вариант своей системы, озаглавленный Естественная система элементов (табл. V). Этот вариант, создание которого явилось третьим заключительным шагом в работе Менделеева над системой, часто называют классической (короткой) формой периодической системы. Он представляет собой в своей основе повернутое на 90° зеркальное отражение первого варианта. Бывшие вертикальные столбцы первого варианта, неско.тько уточненные, превращаются здесь в настоящие периоды, расположенные по горизонтали. По вертикалям же располагаются здесь р.яды сходных элементов (бывшие горизонтали первого варианта), сведенные по два в группы, на основе проявляемой элементами этих рядов высшей валентности но кислороду. Число групп — восемь VIII группа состоит из трех (или четырех) вертикальных рядов. [c.40]

Когда Менделеев создавал свою периодическую систему, ему не были известны элементы — инертные газы. Выше отмечалось, что последние были предсказаны в 1883 г. Н. А. Морозовым. После их открытия в период с 1893 по 1901 г. возник вопрос о включении их в периодическую систему. Мнения ученых относительно способа этого включения разошлись. Рамзай (Англия) и другие иностранные ученые добавили к восьми прежним группам системы девятую, предназначенную для инертных газов, обозначив ее цифрой О соответственно нульвалепт-пости этих элементов (отсутствию способности к химическому соединению с другими). Менделеев согласился с этим предложением. Подобную конструкцию имеет большинство таблиц периодической системы, принятых в наших учебниках, причем в одних вариантах таблиц нулевую группу помещают между VII и VIII группами (таблица в учебнике Б. В. Некрасова Курс общей химии , 1955), в других — после VIII группы (школьные таблицы, ред. В. И. Спицына таблица в учебнике Н. Д. Глинки Общая химия , 1954), в третьих — перед I группой. [c.50]

При такой удельной теплоемкости атомная теплоемкость индия, если только атомная масса его 75,4, должна равняться пр1бли-зительно 4,3 кал, т. е. примерно на 1/3 меньше нормальной теплоемкости для простых твердых тел. Отсюда, принятую атомную массу для индия 75,4 надо, следовательно, увеличить на 1/3, что и было сделано ранее Д. И. Менделеевым, который, исправив атомную массу этого элемента с 75,4 на 113, поместил его в третью группу. Менделеев исправил атомные массы лишь тогда, когда имеющиеся данные о том или другом элементе давали возможность это сделать, а не просто из желания поместить элемент с меньшей атомной массой впереди элемента с большей атомной массой. Так, он поместил теллур впереди иода, хотя атомная масса первого элемента больше, чем второго. В современной таблице элементов таких отступлений четыре Аг и К, Со и Ni, Те и I, Th и Ра. Это была загадка в периодической системе, и первое ее решение было намечено Б. Брауне-ром В результате ряда исследований Б. Браунер пришел к выводу, что в теллуре есть примесь , более тяжелая, чем сам теллур, трудно отделимая химическими способами от теллура вследствие химического с ним сходства. [c.96]

Обратим внимание на одну замечательную особенность периодической системы элементов Менделеева (см. табл. 2). В современных таблицах аналоги располагаются в вертикальных столбцах, тогда как в системе Менделеева 1869—1906 гг. все легкие элементы сдвинуты относительно друг друга и по отношению к тяжелым аналогам. Сдвиг элементов нечетных рядов вправо, а четных влево (см. табл. 2) привел к расположению их в шахматном порядке, к симметрии таблицы в диагональных направлениях и к разделению элементов на две подгруппы. Тот же прием привел к зигзагообразному расположению аналогов первых трех рядов. В табл. 2 водород смещен вправо от лития, литий — влево от натрия, а натрий — вправо от калия, рубидия и цезия. Бериллий сдвинут влево от магния, а магний — вправо по отношению к кальцию, стронцию, барию и радию. Бор, углерод, азот, кислород, фтор сдвинуты влево относительно алюминия, кремния, фосфора, серы, хлора и их тяжелых аналогов. И даже в группе инертных газов гелий смещен влево от неона, а неон — вправо от аргона и его тяжелых аналогов. Эти зигзагообразные смещения легких элементов сделаны Менделеевым не только по соображениям придания системе элементов стройной и гармоничной формы. Менделеев подчеркивал особый характер легких элементов. В восьмом издании Основ химии [2] на стр. 460 он пишет Элементы, обладающие наименьшими атомными весами, хотя имеют общие свойства групп, но при этом много особых, самостоятельных свойств. Так, фтор, как мы видели, отличается многим от других галоидов, литий — от щелочных металлов и т. д. Эти легчайшие элементы можно назвать типическими. Сюда должно относить сверх водорода (ряд первый) второй и третий ряды второй начинается с Не и третий с Ке и N3, а кончаются они Р и С1. . . Далее Менделеев, касаясь-смещения магния, пишет Так, например, Zn, С(1 и Hg. . . представляют ближайшие аналоги магния . Следовательно, основанием для смещений всех легких элементов из вертикальных столбцов служили вполне определенные отличия их химических и физических свойств от свойств тя-н елых аналогов. Эти зигзаги представляют в первоначальном виде идею о немонотонном изменении свойств в столбцах элементов-аналогов, развитую в дальнейшем Е. В. Бироном [17], который открыл в 1915 г. явление вторичной периодичности , подметив периодическое изменение теплот образования соединений элементами-аналогами главных групп. [c.25]

В заключение следует отметить, что все три формы воплощения периодического закона в виде короткой, длинной и пирамидальной таблиц были разработаны Менделеевым столь точно, строго и тщательно, что они не только сохранили полное свое значение до наших дней, но и вряд ли могут быть полноценно заменены какими-либо иными формами (например, размещением в виде обычной или архимедовой спирали), которые, кстати сказать, тоже были внимательно изучены Менделеевым ([1], стр. 228). Изменения, которые предлагается внести во все три современные изображения периодической системы элементов (см. [39], стр. 28—29, 215 и 218), — размещение лантаноидов и актиноидов по группам, а также смещения элементов из рядов аналогов вследствие неодинакового строения внутренних электронных оболочек — были намечены и частично осуществлены самим Менделеевым. Выделение же лантаноидов и актиноидов в третьи подгруппы непосредственно следует из принципа смещения элементов, которым Менделеев руководствовался для разделения каждой группы на две подгруппы при создании короткой формы таблицы. Периодический закон воплощен Менделеевым в виде трех основных форм, а именно 1) короткой таблицы с 12 рядами и 8 группами, каждая из которых подразделена на подгруппы (см. табл. 2) 2) длинной (развернутой) таблицы (см. рис. 13) и 3) таблицы, идентичной пирамидальной форме (см. рис. 14). [c.63]

Затем большое в нимание Менделеев уделил удельным объемам различных соединений и в первую очередь хлористых и кислородных соединений. Он составил варианты периодической системы для этих веществ (они были обнаружены в его архиве). Так, для хлористых соединений были составлены таблички по группам элементов соответственно общей системе элемеитов [19, стр. 552—555]. Результат этого сопоставления Менделеев доложил на Третьем съезде русских естествоиспытателей и врачей, который происходил в августе 1871 г. в Киеве. [c.73]

ДИТСЯ В рассмотрение диагональный разрез периодической системы, столь успешно разработанный в наше время покойным академиком А. Е. Ферсманом применительно к геохимической трактовке периодического закона элементов. Во-вторых, наличием подобного диагонального направления в системе Менделеева легко объясняется существование определенной связи и сходства между Ве, стоящим во II группе второго периода, и А1, стоящим в III группе третьего периода, по диагонали от Ве. Именно эта связь по диагонали заставляла раньше химиков отождествлять формулы окиси Ве и окиси А1, как это сделал было и сам Менделеев в первых черновых вариантах своей системы (см. фотокопии II и III). Однако диагональные отношения в системе элементов играют менее существенную, второстепенную роль но сравнению с главными и наиболее существенными отношениями, которые в системе элементов выражены вертикальным (в пределах одной группы) и горизонтальным (в пределах одного ряда) направлениями. Тем не менее диагональные отношения существуют, и их необходимо учитывать. Если в характере окиси бериллия,— замечает в связи с этим Менделеев,— несмотря на несходство формул, видны многие свойства окиси алюминия, то в характере ЫгО видны свойства M.gO, а в свойствах В2О3, как известно, много сходного с 8102 [18, стр. 40]. [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология