Периодический закон и строение атомов химических элементов

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]

Менделеев, показав химическую частицу (атом), обладающей валентностью, как единство противоположностей, более глубоко раскрыл сущность строения веществ, состоящих из этих частиц. Оказалось, что в зависимости от условий элемент не только обладает различной валентностью, но что последняя, как и многие другие химические свойства атомов, подчиняется периодическому закону, т. е. изменение валентности происходит не случайно, а связано с положением элемента в периодической системе. [c.256]

Периодический закон был гениальным обобщением всего накопленного в химии материала. Химия превратилась из сборища разрозненных рецептурных данных в единую научную систему. Периодическая система побуждала к заключению о генетическом единстве элементов, ставила вопрос о едином принципе строения атомов и, следовательно, о делимости самого атома. Однако этой мысли Менделеев не разде тял. В его время еще безраздельно господствовало представление, что атом неделим, хотя уж давно раздавались отдельные голоса о сложности атомной структуры химических элементов. Эту идею защищал еще в 1811 году известный химик П р о у т. Твердое убеждение о делимости атома высказывал выдающийся русский химик А. М. Бутлеров (1886 г.). Однако в те времена не было никаких фактов, которые подтверждали бы эту мысль. И только к концу XIX века были получены данные о сложном строении атома. [c.37]

С развитием электронной теории строения атомов стало ясно, что химические свойства элементов являются функцией электронной стрз ктуры атомов. Отсюда следует, что в качестве объективного критерия, однозначно определяющего положение элемента в Периодической системе, целесообразно выбрать именно электронное строение атома. Поэтому в развитии Периодического закона выделяют три этапа. На первом этапе в качестве аргумента, определяющего свойства элементов, была выбрана атомная масса и закон был сформулирован Д.И.Менделеевым следующим образом "Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от их атомного веса". На втором этапе было выяснено значение атомного номера, который, как оказалось, определяет заряд ядра атома. Открытие изотопов и изобаров показало, что истинным аргументом, определяющим природу элемента, является именно заряд ядра, а не атомная масса. Действительно, атомы с одинаковой атомной массой — изобары (например, Ат, °К, — принадлежат разным элементам, в то вре- [c.226]

Используемое ныне в научной литературе выражение "превращение химических элементов" некорректно. Оно подменяет конкретный объект превращения (атом), неопределенным понятием (химический эле.мент). Недостатком формулировки закона радиоактивных смещений (правильнее превращений ) является то, что она не выделяет подвиды атомов как объект превращения. Она, по-прежнему, "вяжет" их к смещениям в Периодической системе. Возникает принципиальное несоответствие между законом и наглядной его иллюстрацией. Периодическая система химических элементов имеет в основе своей структуры устройство электронной оболочки атомов. Строение ядра имеет здесь лишь опосредованное значение через равенство Ерц. = 1 . Закон же радиоактивных превращений касается исключительно ядерных преобразований и индифферентен (в рамках данных рассмотрений ) к структуре электронной оболочки. И в этом аспекте рассмотрения система атомов идентична системе ядер. Мы как бы на время, игнорируем присутствие электронной оболочки. [c.102]

Новая структурная классификация химических наук возникла в тесной связи с процессом формирования отдельных специфических направлений исследований и последующей дифференциации химии на отдельные химические науки, для каждой из которых более строго определялись объекты и специальные методы исследований. Новая классификация химических наук отразила логическое развитие химических знаний в XIX столетии и вполне соответствовала задачам дальнейшей, более специализированной, разработки отдельных направлений исследований. Заметим попутно, что употребляемое и в настоящее время название общая химия сохранено, в основном, для обозначения учебной дисциплины — основного курса химии в планах химического образования. Новая структурная классификация химии, как известно, представляет основу структуры и классификации химических наук, принятую в наше время. В конце 80-х годов прошлого столетия многим казалось, что химия в какой-то степени завершила свое развитие. Действительно, к этому времени сложились, казалось, строго научные определения основных понятий химии — элемент, атом, молекула, эквивалент, простое тело, валентность и др. Научную базу химии составляли фундаментальные законы и основополагающие теории, открытые и установленные в течение XIX столетия и увенчанные теорией химического строения и периодическим законом. Химия располагала к этому времени комплексом закономерностей, открытых в результате изучения различных сторон химического процесса и различных химических явлений. Органическая химия, занявшая к тому времени первенствующее положение в исследованиях, прочно вступила в новый этап своего развития — эпоху направленного органического синтеза. Многие химики полагали поэтому, что основные проблемы химии уже получили свое решение и что постройка научного здания химии в основном уже завершена, за исключением некоторых деталей. [c.12]

Многие химические и физические процессы могут быть объяснены с помощью простых моделей строения атома, предложенных Резерфордом, Бором и другими учеными. Каждая из таких моделей, чем-то отличаясь, тем не менее предполагает, что каждый атом состоит из трех видов субатомных частиц протонов, нейтронов и электронов. Это далеко не полная картина, но для наших целей этого пока достаточно. Протоны и нейтроны образуют ядро атомов. Ядро намного тяжелее электронов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома, но ядро занимает лишь ничтожную часть объема. Электроны движутся (часто говорят вращаются ) вблизи ядра по определенным законам. Ядро может быть описано всего лишь двумя числами — порядковым номером атома в периодической системе элементов (его называют атомным номером и обозначают символом ) и массовым числом символ А). [c.15]

Периодический закон. Основной закон химии-Периодический закон был открыт Д. И. Менделеевым в то время, когда атом считался неделимым и о ехо внутреннем строении ничего не было известно. В основу Периодического закона Д. И. Менделеев положил атомные массы (ранее - атомные веса) и химические свойства элементов. Расположив 63 известных в то время элемента в порядке возрастания их атомных масс, Д. И. Менделеев получил естественный ряд химических элементов, в котором он обнаружил периодическую повторяемость химических свойств. Например, свойства типичного металла литий 1л повторялись у элементов натрий Ка и калий К, свойства типичного неметалла фтор Р-у элементов хлор С1, бром Вг, иод I и т.д. [c.33]

За прошедшие сто лет были исправлены атомные веса ряда элементов, было открыто более 40 новых элементов и среди них 101-й — менделеевий Md. Все они нашли свое место в периодической системе элементов Менделеева, которая приобрела огромное значение в химии и во всех сопредельных областях знания. С каждым годом она углублялась, непрерывно увеличивая и расширяя свое внутреннее содержание. Периодическая система явилась как бы призмой, через которую можно было рассмотреть в атомном разрезе весь мир. Исключительное значение в понимании периодического закона элементов принадлежит теории строения атомов и прежде всего строению их электронных оболочек. Оказалось, что химические свойства элементов определяются внетнними электронными оболочками, строение которых закономерно периодически возвращается. Характером заполнения оболочек у разных атомов можно было объяснить, например, эффект так называемого лантаноидного сн атия, наблюдаемого не только у группы редких земель, но и у группы актиноидов. [c.205]

Таким образом, при переходе от любого элемента Периодической системы Д. И. Менделеева к следующему заряд ядра увеличивается на единицу, также на единицу увеличивается и число электронов. Величина заряда атомного ядра любого элемента 2 есть не что иное, как его атомный, или порядковый номер в Периодической системе. Величина 2 также равна числу электронов в атоме данного элемента и определяет его химические свойства. Очевидно, что с увеличением числа Z строение атома соответствующего элемента усложняется. Так атом урана — одного из самых тяжелых элементов — имеет 2—92, и, следовательно, содержит 92 электрона, вращающихся вокруг ядра. Можно полагать, что такое большое число двигающихся частиц должно располагаться внутри атома некоторым упорядоченным образом. Каков же этот порядок Можно ли его найти, пользуясь законами Ньютона и небесной механики, или этот микромир подчиняется своим особым законам Для ответа на подобные вопросы следует познакомиться с данными, характеризующими движение микрочастиц. [c.230]

Во Франции противником классическо теории химического строения, стереохимии, периодического закона выступал Бертло, до 90-х годов придерживавшийся символов элементов, отвечающих их эквивалентным весам, и выражавший конституцию соединений при помощи уравнений их образования. В основе этого нигилизма пг отношению к теоретической части химии лежало еще общее отрицательное отношение к атомно-молекулярной теории. Понятие молекулы, с точки зрения паших положительных знаний, неопределенное, в то время х<ак другое понятие — атом — чисто гипотетическое ,— утверждал Бертло в полемике с Вюрцем, иронически замечая, что Вюрц видел атомы Однако понимал Бертло положительные знания чисто по-позитивистски, и позитивизм был явной основой его методологических принципов Что позитивистский подход влиял самым непосредственным образом на научную деятельность ученого, показывает пример другого крупного французского химика Сент-Клэр Девилля, который отвергал истолкование своих опытов по термической диссоциации, предложенное Канниц- [c.134]

Напомним основные положения атомистики, существовавшие во время открытия периодического закона 1) атом — мельчайшая неделимая частица элемента 2) каждый элемент состоит из атомов с определенной и постоянной атомной массой 3) между химическими элементами отсутствует генетическая связь 4) один химический элемент не может превращаться в другой. Ни одно из этих положений к настоящему времени не сохранилось. Открытие явлений радиоактивности, сложности строения атома, закономерностей структуры рентгеновских спектров химических элементов подорвали правильность этих положений. Атомная масса химического элемента перестала быть основной величиной для построения периодической системы. Такой величиной стало порядковое или атомное, число элемента, равное числу положительных зарядов, или что то же — числу протонов в ядре атома. Это число называется менделеевским. [c.86]

Геосферы — обо.лочки земной коры, более или менео однородные по своему составу и образовавшиеся в сравнительно одинаковой физико-химической обстановке. Поэтому все явления, происходящие в геосферах, рассматриваются на основе учения о термодинамич. равновесии, правила фаз и других законов физич. химии с тем или иным приближением — в зависимости от сложности явлений, происходящих в той или иной геосфере, как, напр., в биосфере. Основными параметрами. этих природных равновесий в геосферах являются давление, темп-ра, число фаз, их химич. состав и др. 13 пределах внешних геосфер между геосферами с разной интенсивностью непрерывно идет обмен веществ, миграция химических элементов. Распределение химич. эле-мептов по оболочкам Земли имеет закономерный характер и зависит от физико-химич, свойств самих элементов и образуемых ими соединений, в первую очередь, — от строения внешних. электронных оболочек атомов и ионов, т. с. от ноложеиии элемента в периодической системе Менделеева. Геохымическ1 .я к.гис-сиф1и аци,ч элементов может быть иллюстрирована кривой ато.мных объемов — ркс. 2. [c.423]

Периодический закон Д. И. Менделеева был открыт в 1869 г. Девятью годами ранее в Карлсруэ состоялся Международный конгресс химиков, решения которого ознаменовали торжество атомно-молекулярных воззрений п химии. Но приняв как факт атомно-молекулярное строение вещества, химики того времени, равно как и физики, не могли высказать о строении атомов ничего, кроме смутных догадок. Является ли атом цельным зерном вещества и.чи он состоит из еще более малых частиц Если верно второе предположение, то в чем причина различия химических элементов — в характере, природе этих частиц, составляющих атом, или только в пх числе Псе эти вопросы оставались в то время без ответа. [c.251]

VIII класс — важный этап в обучении химии. Здесь учащиеся знакомятся с периодическим законом химических элементов Д. И. Менделеева, получат первоначальные представления о строении вещества и закономерностях химических реакций. Происходит дальнейшее углубление ранее сформированных понятий химический элемент , атом , молекула , простое и сложное вещество , валентность и др. Обогащаются и совершенствуются умения. [c.98]