Периодичность изменения свойств атомов

Естественно, что фундаментальный закон химии, открытый Д. И. Менделеевым, — периодический закон—должен найти себе объяснение в закономерности строения атоМов, вскрываемой квантовой механикой. Периодичность в изменении химических свойств элементов при возрастании заряда ядра определяется периодическим повторением у определенных атомов строения внешних электронных оболочек. Легко заметить, что число электронов в последовательности от 5 до ближайшей конфигурации (первый период) или (остальные периоды) равно 2, 8, 8, 18, 32 (табл. 3), т. е. совпадает с числом элементов в периодах системы Д. И. Менделеева и объясняет, почему именно столько элементов содержится в данном периоде. Период начинается элементом, у которого впервые в системе возникает новый квантовый слой, содержащий один л-электрон (щелочной металл), и оканчивается элементом, у которого впервые в этом квантовом слое достраивается шестью электронами -подоболочка (благородные газы). Очевидно, что номер периода )авен главному квантовому числу электронов внешнего слоя. Например, атом натрия, открывающий третий период, и атом аргона, заканчивающий его, имеют конфигурации К 13л и К соответст- [c.60]

Закон, на котором основана периодическая система элементов (Д.Я. Менделеев, 1869 г.) периодическое изменение строения атом ной оболочки элементов определяет периодичность изменения свойств элементов. [c.41]

Периодическая изменяемость свойств элементов в зависимости от массы (или атомного веса) представляет от других видов периодических зависимостей (например, синусы периодически-последовательно изменяются при возрастании углов или температуры воздуха с течением времени — по дням и годам) отличие, состоящее в том, что веса атомов не возрастают непрерывно, а лишь скачками, т. е. между двумя соседними элементами (например К=39 и Са=40, или А1=27 и 81=28, С=12 и N=14 и т. п.) не только нет, но, по законам периодичности и кратных отношений (Дальтона), и быть не может переходных промежуточных элементов. Как в частице водородного соединения может быть на один атом элемента или один (в НР), или 2 (в НЮ), или 3 (в КН ) и т. п. атомов водорода, но не может быть частицы, содержащей на атом элемента 27г атома водорода, так по периодическому закону не может быть и элемента, промежуточного между N и О, с атомным весом, большим 14 и меньшим 16, или между К и Са. Это значит, что периодическая зависимость элементов не может быть выражаема какой-либо алгебраической сплошною функциею, какою можно, например, выразить периодическое изменение температуры в течение дня или года, или изменение синусов по мере возрастания углов. [c.129]

В Сихмферополе Менделеев пробыл недолго. 30 октября 1855 г. он переехал в Одессу. Здесь он был преподавателе.м естественных наук в 1-й Одесской гимназии. К его огромной радости ему была предоставлена лаборатория, в которой он с увлечением работал над проблемой изоморфизма. Уже эта работа натолкнула его на мысль о существовании химической связи между атомами. Она позволила ему обнаружить черты сходства в свойствах различных элементов. Начав работать в лаборатории, Менделеев уже через полгода достиг значи-, тельных результатов. Осенью 1856 г. он успешно защитил магистерскую диссертацию Удельные объемы , в которой анализировались изменения объемов, занимаемых телами до и после химического соединения. В диссертации показывалось, что причину химического сродства нужно искать в простом преобладании притяжения разнородных атомов или частиц. Изоморфизм, то есть способность различных веществ давать одинаковые кристаллические формы,— писал Менделеев,— есть одно из типичных свойств элементов одной и той же химической группы... точно так же и удельные объемы, то есть величины, обратные плотностям, дают, как я впоследствии наблюдал, один из наиболее ярких примеров периодичности, повторяемости свойств простых тел при возрастании их ато.м-ного веса ". Впоследствии, в Основах химии ученый отмечал, что уже первые наблюдения над изоморфизмом обратили его внимание на сходство соединений различных эле.ментов. [c.14]

Вертикальная периодичность в безымянных 14 группах элементов, содержащих всего по два элемента, почти не проявляется, происходит как бы размывание периодичности . Из-за этого /-элементы объединяют не в группы, а в семейства, хотя в семействе актиноидов не проявляется горизонтальная периодичность (см. раздел 4.6). Видимо, семейство актиноидов целесообразно разделить на подсемейства ураноидов (от Ас до Ат) и кюроидов (от m до Л), в которых горизонтальная периодичность передает в большей степени действительный характер изменения свойств элементов. [c.497]

Инертные элементы (подгруппа УП1А) играют большую роль в теории периодической системы. В оболочке их атомов завершается построение периферического энергетического уровня — вся электронная оболочка атома становится устойчивой. Весь атом данного инертного элемента приобретает характер прочного очередного атомного остова, как основы для построения последующего периода (см. рис. 4-3), причем ход заполнения элементами нового периода как бы повторяется по сравнению с предыдущим отчетливо проявляется периодичность в изменении электронной структуры, а следовательно, и химических свойств элементов в пределах каждого данного периода. Однако в этой периодичности нет простого повторения развития по замкнутому кругу каждый последующий период, как это видно из рисунка 4-3, по сравнению с предыдущим в своей основе имеет иной ядерно-электронный остов соответствующего инертного элемента. Структура этого остова от периода к периоду изменяется, его конфигурация усложняется, что существенным образом влияет на химические свойства каждого элемента периода на энергию связи валентных электронов с атомом, на свойства соединений, даже у элементов прн проявлении ими одинаковой валентности. Это в основном зависит [c.65]

ТОГО, чтобы начать затем период уменьшения и, дойдя до его предела, опять начать возрастать. В периодической функции элементов дело идет иначе здесь масса элементов не возрастает непрерывно, и все переходы совершаются скачками, как от Mg к А1. Так, эквивалентность или атомность прямо перескакивает с 1 на 2, на 3 и т. д. — без переходов. И, по моему мнению, эти-то свойства и суть важнейшие, их периодичность и составляет суш,ность периодического закона. Он выражает свойства элементов, а не простых тел. Свойства простых и сложных тел находятся в периодической зависимости от атомного веса элементов только потому, что свойства простых и сложных тел сами составляют результат свойств элементов, их образуюпщх. Объяснить и выразить периодический закон — значит объяснить и выразить причину закона кратных отношений, различия элементов и изменения их атомности и в то же время понять, что такое масса и тяготение. Ныне это преждевременно, по всеобщему сознанию. Но, подобно тому, как, не зная причины тяготения, можно пользоваться законом тяготения, так можно пользоваться для химических целей законами, открытыми химиею, не имея объяснения их причины. Вышеуказанная своеобразность химических законов, касающихся определенных соединений и ато.мных весов, заставляет думать, что для обстоятельного их толкования еще не наступило время, и я думаю, что оно не наступит ранее уяснения таких первичных законов естествознания, каковы законы тяготения. [c.152]

В [30], [31] были подробно изучены электрофизические свойства Gосновным механизмом рассеяния электронных волн является рассеяние на катионных вакансиях. Введение примесных атомов (до 1 ат.%) не привело к появлению примесной проводимости (за исключением иримесей Bi и I2) и к изменению концентрации носителей. Исходя из развитых в [32] представлений, авторы объясняют это тем. что велич1ша дополнительного электрического поля, вызванного появлением вакансий, нарушающих периодичность, превышает энергию активации примесных центров, так что образование последних делается невозможным. В [30] был сделан вывод, что сходство названных структур с аморфными — стек.ггообра.чяь м 1 — полупроводниками позволяет счи- [c.383]

В [30], [31] были подробно изучены электрофизические свойства 1по,бб7 [ 0,333 Те. Было показано, что основным механизмом рассеяния электронных волн является рассеяние на катионных вакансиях. Введение примесных атомов (до 1 ат. %) не привело к появлению примесной проводимости (за исключением примесей Bi и Ь) и к изменению концентрации носителей. Исходя из развитых в [32] представлений, авторы объясняют это тем, что величина дополнительного электрического поля, вызванного появлением вакансий, нарушающих периодичность, превышает энергию активации примесных центров, так что образование последних делается невозможным. В [30] был сделан вывод, что сходство названных структур с аморфными — стеклообразными — полупроводниками позволяет считать их промежуточными структурами между аморфными и нормальными кристаллами. Примесь меди к ОагТез в концентрациях 10 до 10 ат. % от числа атомов Ga ведет не только к значительному увеличению периода идентичности (до 2,7%), но и сильному падению АЕ, вплоть до потери полупроводниковых свойств [34]. Механизм явления неясен [10]. [c.554]

С кислородом Где причина того, что этот предел изменчив для разных элементов и для разных их соединений Этот вопрос относился непосредственно к Менделееву потому, что Менделеев еще в 1861 г. разработал теорию пределов для соединений углерода и намеревался распространить ее по крайней -мере на соединения азота но тогда он ограничился лишь эмпирической трактовкой понятия предела, не вдаваясь ни в какие теоретические объяснения возможных причин этого явления. Позднее же, открыв периодический закон, Менделеев увидел в атом-1ЮМ весе причину изменения атомности у элементов, расположенных по величине атомного веса, но эту причину он еще не распространил на объяснение высшей ато мности элементов (т. е. явления предела соединений с одним определенным элементом), поскольку в одном случае он брал водородные соединения, а в другом кислородные. Для того, чтобы раскрыть химическую функцию атомных весов элементов, необходимо было сделать только одно распространить на явление предела, т. е. в данном случае на все высшие солеобразующие окислы элементов, то самое объяснение, опирающееся на периодический закон, которое Менделеев уже принял в статье Соотношение свойств с атомным весом элементов для некоторых значений атомности. Сообщение Бекетова, поставившее вопрос о причине предела, прямо наводило на мысль о том, что и здесь следует применить принцип периодичности, уже ранее примененный к объяснению аналогичного же случая. Тем самым приводились в связь две линии развития творческой мысли Менделеева, до тех пор еще не. находившие в полной мере точек соприкосновения друг с другом одна, идущая от теории пределов, другая, идущая от периодического закона. [c.67]

Первая страница дневника, следующая за его титульным листом , озаглавлена так Периодическая законность. Естественная система элементов . Это показывает, что первоначально свой дневник Менделеев предполагал посвятить записям, связанным с периодической системой элементов. Вслед за тем Менделеев изучает изменчивость атомных весов у элементов, расположенных согласно его периодической системе. Он пищет Если в моей табли[це] есте[ственной] сист[емы] элем[ентов] вычесть из ат[омного] веса дан[ного] элем[ента] вес типич[еского] элемента (если его нет, то вычитаемое = О) и полученную разность разделить на период (от 1 до 5), то получ[атся] по периодам след[ующие] числа (прибл[изительпо]) [19, стр. 613]. Вся остальная часть этой страницы заполнена расчетами разностей атомных весов. Определение разностей атомных весов занимало исключительно большое место во всей работе Менделеева над периодическим законом, во всей его атомистике. В этих разностях по сути дела отражался. общий ход тех именно количественных изменений атомного веса, которые вызывали и обусловливали появление качественных различий у элементов, иначе говоря, которые лежали в основе всей периодической системы элементов, поскольку в ней конкретизировался закон диалектики о превращении количественных изменений в качественные. Изучение этих разностей по всем направлениям в расположении элементов по периодической системе (по горизонтальному, вертикальному и диагональному) дало возможность Менделееву не то тько исправить атомные веса у индия, урана и других элементов, но и совершить научный подвиг, состоявший в предсказании свойств еще не открытых элементов. В ноябре" 1870 г., т. е. примерно в то же время, когда он делал записи в своем дневнике, Менделеев писал Разности в величине атомных весов соседних элементов представляют последовательную изменяемость, в которой молено проследить периодичность это дает возможность теоретически исправить атомные веса тех элементов, которые определены с малою точностью в настоящее время [11, стр. 154]. [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология