ЭЛЕКТРОНЫ И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ЭЛЕМЕНТОВ МЕНДЕЛЕЕВА

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА — естественная система химических элементов, созданная гениальным русским химиком Д. И. Менделеевым. Расположив элементы в последовательности возрастания атомных масс и сгруппировав элементы с аналогичными свойствами, Д. И. Менделеев составил таблицу элементов, закономерности которой теоретически вытекают из сформулированного им периодического закона Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, находятся в периодической зависимости от их атомного веса (1869—1871 гг.). Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева позволяют установить свя ь между всеми химическими элементами, предсказать существование ранее неизвестных элементов и описать их свойства. Как впоследствии стало известно, периодичность в изменении свойств элементов обусловлена числом электронов в атоме, электронной структурой атома, периодически изменяющейся по мере возрастания числа электронов. Число электронов равно положительному заряду атомного ядра это число равно порядковому (атомному) номеру элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Отсюда современная формулировка периодического закона Свойства элементов, а также свойства образованных ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов их атомных ядер (2) . Поскольку атомные массы элементов, как правило, возрастают в той же последовательности, что и заряды атомных ядер, современная форма таблицы периодической системы элементов полностью совпадает с менделеевской, где аргон, кобальт, теллур расположены не в порядке возрастания атомной массы, а на основе их химических свойств. Это несоответствие рассматривалось противниками Д. И. Менделеева как недостаток его системы, но, как позже было доказано, закономерность нарушается в связи с изотопным составом элементов, что также предвидел Д. И. Менделеев. Периодический закон и периодическая система элементов [c.188]

Период полураспада (Т. д)- время, за которое количество нестабильных частиц уменьшается наполовину. П. п.— одна из основных характеристик радиоактивных изотопов, неустойчивых элементарных (фундаментальных) частиц. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева — естественная система химических элементов. Расположив элементы в порядке возрастания атомных масс (весов) и сгруппировав элементы с аналогичными свойствами, Д. И. Менделеев составил таблицу элементов, выражающую открытый им периодический закон Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости от их атомного веса (1869—1871 гг.). Периодический закон и периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева позволяют установить взаимную связь между всеми известными химическими элементами, предсказать существование ранее неизвестных элементов и описать их свойства. На основе закона и периодической системы Д. И. Менделеева найдены закономерности в свойствах химических соединений различных элементов, открыты новые элементы, получено много новых веществ. Периодичность в изменении свойств элементов обусловлена строением электронной оболочки атома, периодически изменяющейся по мере возрастания числа электронов, равного положительному заряду атомного ядра Z. Отсюда современная формулировка периодического закона свойства элементов, а также образованных ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов их атомных ядер (Z). Поэтому химические элементы в П. с. э. располагаются в порядке возрастания Z, что соответствует в целом их расположению по атомным массам, за исключением Аг—К, Со—N1, Те—I, Th—Ра, для которых эта закономерность нарушается, что связано с нх изотопным составом. В периодической системе все химические элементы подразделяются на группы и периоды. Каждая группа в свою очередь подразделяется на главную и побочную подгруппы. В каждой подгруппе содержатся элементы, обладающие сходными химическими свойствами. Элементы главной и побочной подгрупп в каждой группе, как правило, обнаруживают между собой определенное химическое сходство главным образом в высших степенях окисления, которое, как правило, соответствует номеру группы. Периодом называют совокупность элементов, начинающуюся щелочным металлом и заканчивающуюся инертным газом (особый случай — первый период) каждый период содержит строго определенное число элементов. П. с. э. имеет 8 групп и 7 периодов (седьмой пока не завершен). [c.98]

Составляя периодическую таблицу, Менделеев, разумеется, сам того не зная, расположил элементы в соответствии со строением электронных оболочек их атомов. [c.158]

Когда Менделеев составлял периодическую таблицу, он исходил из валентности элементов, поскольку о распределении в них электронов в то время ему еще ничего не было известно. Теперь вполне разумно было предположить, что валентность элемента определяется его электронной структурой. [c.158]

Атомные массы элементов в периодической таблице, например, являются средним значением из массовых чисел природных смесей изотопов. Поэтому они не могут, как предлагал Д. И. Менделеев, служить главной характеристикой атома, а следовательно, и элемента. Такой характеристикой, как мы теперь знаем, является заряд ядра. Он определяет число электронов в нейтральном атоме, которые распределяются вполне определенным образом вокруг ядра. Характер же распределения электронов определяет химические свойства атомов. Указанные соображения позволили дать новое определение химического элемента и уточнить формулировку периодического закона [c.24]

Уже известный вам Дмитрий Иванович Менделеев установил, что если расположить химические элементы в порядке возрастания их атомного веса, то наблюдается интересная закономерность свойства химических элементов окажутся в периодической зависимости от их атомного веса. В то время Менделеев почти ничего не знал о вашем внутреннем строении. Ему не было известно, что именно те элементы, которые обладают близкими свойствами, имеют сходную электронную структуру. Иначе он легко пришел бы к выводу, что раз в строении электронного слоя наблюдается определенная периодичность, то она должна быть и в свойствах элементов. Но Менделеев открыл периодический закон, не зная строения атомов, и таким образом совершил научный подвиг. Он разместил все элементы в своей знаменитой периодической таблице. Эта таблица напоминает план нашего класса. Периодическая таблица Менделеева имеет восемь столбцов. Над первым Менделеев написал Первая группа — и поставил в ряд один под другим элементы от Водорода до Франция включительно (точнее, до Цезия, так как Франций в то время еще не был известен). [c.193]

Все эти открытия дополняли и совершенствовали периодический закон, но ни одно из них не потребовало его пересмотра. Наиболее существенным изменением была замена атомных весов порядковыми номерами в качестве характеристики расположения элементов в таблице и периодичности их свойств. Эта замена, однако, ни в коем случае не была ревизией закона Менделеева. Начиная от первых работ и вплоть до последних, Менделеев подчеркивал, что в поисках связи между свойствами элементов он остановился на атомных весах, во-первых, потому, что тогда они были единственной известной постоянной и точной характеристикой индивидуальности химических элементов, и, во-вторых, потому что атомные веса выражают массу атомов, с которой тесно связаны запас их энергии и все свойства [3]. Менделеев не имел в своем распоряжении более непосредственного числового критерия, каким позже оказался порядковый номер, равный числу элементарных положительных зарядов ядра и равному ему числу электронов, окружающих ядро. Как известно, замена атомных весов этими числами ни в одном случае не потребовала изменения расположения элементов в таблице Менделеева и, более того, самые эти числа [c.7]

Однако в те времена многих клавишей не хватало. Было известно 63 элемента из 92 естественно существующих. Многие клавиши издавали фальшивые звуки . Так, Д. И. Менделееву пришлось изменить атомные массы урана и тория, которые тогда принимали равными 116 и 120 (вместо 232 и 240) и атомную массу циркония, принимавшуюся в то время равной 138 (вместо 91). Д. И. Менделеев сумел увидеть (вернее, предвидеть) основной закон, согласно которому многие свойства элементов (валентность, атомные объемы, коэффициенты расширения и др.) изменяются периодически с возрастанием атомной массы элементов. Открытие периодического закона затруднялось из-за его сложности. Размеры периодов не одинаковы. Если в первом периоде (Н, Не) содержится всего два элемента, то во втором (Е1—Ые) — восемь, в третьем (Ма—Аг) — снова восемь, в четвертом (К—Кг)—восемнадцать, в пятом (КЬ—Хе)—тоже восемнадцать, в шестом (Сз—Кп)—тридцать два и, наконец, седьмой период оказывается недостроенным. Отметим, что числа элементов в периодах (2, 8, 8, 18, 18, 32) подчиняются общему закону 2п . При п = это выражение дает 2 при л = 2—8, при я=3—18 и при =4— 32. Кроме того, в середине периодической таблицы элементов находится 14 редкоземельных элементов, многие свойства которых (например, валентность) практически не изменяются, несмотря на увеличение атомной массы Трудность открытия периодического закона заключа лась и в том, что истинной независимой переменной, оп ределяющей свойства элементов, должна быть не масса а число электронов в атоме, т.е. заряд ядра. Д. И. Мен делеев, естественно, принял массу за такую переменную так как в механике она в значительной степени опреде ляет движение частиц. Атом был электрифицирован много позднее. Если бы были известны изотопы (атомы с одинаковым зарядом ядра и разными массами, например, водород и тяжелый водород), то, располагая их в ряд по величине массы, вряд ли можно было бы открыть периодический закон. Это удалось потому, что между массовым числом и зарядом ядра имеется определенная связь. Так, в начале таблицы элементов массовое число приблизительно в два раза больше заряда ядра. Атомная масса элемента определяется также его изотопным составом. При расположении элементов по их массовым числам Д. И. Менделееву при составлении таблицы при- [c.312]

Уточнение периодической таблицы элементов. В ту эпоху, когда ничего не было известно ни о строении атома, ни об уровнях энергии электронов, путь к всеобщему признанию периодического закона был далеко не простым. Главным принципом, положенным в основу последовательности расположения элементов в предложенной им системе, Менделеев, как и Ньюлендс, считал изменение величин атомных весов. Следует, однако, учесть, что данные об атомных весах в то время были не очень точными иногда нельзя было сделать выбор между атомным весом и химическим эквивалентом. Например, атомный вес урана принимали равным 60 опираясь на периодический закон, Менделеев предположил, что атомный вес урана должен быть равен приблизительно 240. У отдельных находящихся по соседству элементов (Со и N1, Те и I) отмечался обратный порядок возрастания атомных весов, отличающихся на несколько десятичных знаков. Это относили за счет несо-верщенства техники экспериментальных измерений. (Для правильной интерпретации такого явления необходимо было дождаться открытия изотопов, гл. 2, разд. 1.) [c.28]

Таким образом, в этой форме периодической таблицы элементов титан, цирконий и гафний, рассмотренные нами ранее в качестве примера, оказываются в IVB группе, расположенной достаточно далеко от IVA. группы, в которой находятся углерод, кремний, германий, олово и свинец. Высшие степени окисления (+4) совпадут, и соединения в этих степенях окисления имеют сходные свойства, так как общее число электронов на внешнем уровне у элементов IVA и IVB групп одинаково. Однако эти электроны расположены на разных подуровнях, как это мы увидим далее, а это и создает специфические свойства элементов. VIИВ группа расположена в центре таблицы, а VIIIA (или нулевая группа), как ее определил еще Д. И. Менделеев, естественным образом замыкает периоды. [c.24]

Оболочечная структура электронных состояний атомов, следуюшая из законов движения электронов, объясненных квантовой механикой, была в некоторой степени предугадана замечательным русским химиком Менделеевым в 1868 г., т. е. задолго до появления квантовой механики, Менделеев открыл периодический закон химических элементов, который он выразил в виде таблицы апериодической системы элементов по группам и рядам . Периодическая система элементов Менделеева состоит из десяти горизонтальных рядов, которые составляют семь периодов, и девяти групп (вертикальных столбцов), в которых один под другим расположены сходные между собой элементы. Первоначальная таблица Менделеева содержала только восемь групп, так как инертные газы в то время не были еше известны. Произведенное Менделеевым размещение элементов в периодической системе оказалось полностью отражающим строение атомов, найденное современной квантовой механикой. Каждому периоду системы элементов Менделеева соответствует одна электронная оболочка в атоме. [c.361]

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]

Помехой прогрессу следует считать движение по линии наименьшего сопротивления, а именно не всегда осознанный отказ от трактовки свойств макроскопических свойств вещества на базе учения о строении атома вместо этого переходят к попыткам систематизации элементов по группам таблицы Д. И. Менделеева согласно непосредственному сопоставлению и исканию аналогий функциональных макроскопических свойств. Так, прельщаясь плавностью перехода количественных характеристик свойств от Са к 5с, подобной такой же плавности при переходе от Mg к А1, иногда полагают, что в 111 группе главной подгруппой следует считать не серию В, А1, Оа, 1п, Т1, как полагал Д. И. Менделеев, а В, А1, 5с, У, Ьа, Ас. Во П группе главная подгруппа Ве, Mg, Са, 5г, Ва, Ка характеризуется несколько затушеванной вторичной периодичностью (из-за того, что Ва и На стоят перед 4/- и 5/-сериями) в П1 группе обращают неоправданное внимание на повторение этой затушеванности атомы Ьа и Ас также стоят до 4/- и 5/-серий и не подвергались еще лантаноидному и актиноидному сжатию, но в этих атомах присутствуют /-электроны, которых у Ва и На нет. При включении 5с, У, Ьа в одну подгруппу с В и А1 она становится функционально более однородной, так как, например, исчезает Т1, дающий соединения и одновалентного типа, но теряется, однако, конфигурационная однородность в строении атомов Б и А1 характерными являются валентные р-электроны, так же как и у Са, 1п, Т1, а для 5с, У, Ьа существенно присутствие -электронов. Между тем функциональная однородность подгруппы в принципе необязательна достаточно вспомнить для этого такую разнородную по своим основным свойствам подгруппу, как С, 8 , Ое, 5п и РЬ она во многом глубоко напоминает подгруппу В, А1, Са 1п и Т1 свинец, в частности, как и таллий (и по одной и той же вторично-периодической причине), склонен к снижению своей валентности. [c.113]

Развитые здесь соображения целиком и полностью гипотетичны. Но они тем не менее наводят на интересную мысль. Всякий раз, когда в периодической системе дело доходит до элементов, у которых очередной электрон поступает не в наружную, а во внутреннюю оболочку,— будь то й-, /- или гипотетические g-элeмeнты,— короткая форма таблицы Менделеева без ущерба для своей логической стройности способна разместить только -элементы. Лантаноиды (/-элементы) являются в этом смысле первым сигналом неблагополучия . Поэтому можно было бы предположить, что периодичность основана на более строгом и глубоком фундаменте, чем заряд ядра элементов. Нельзя рассматривать периодический закон и лучшую форму его выражения — короткую форму таблицы Менделеева — как нечто незыблемое. Вспомним, что сам Менделеев говорил Будущее не разрушение периодического закона, а только расширение и дополнение его обещает . Во всяком случае нельзя сомневаться, что со временем окончательно будет разрешен вопрос о месте лантаноидов и актиноидов в периодической системе. [c.203]

Анализируя эту таблицу, Менделеев отмечает, что между членами четвертого и шестого ряда больше сходства, чем между ними н членами пятого или седьмого ряда, а последние члены четных рядов во многих отношениях (в низших формах окисления) похожи на первые члены нечетных рядов (например, Сг и Мп в их основных окислах подобны элементам Си и 2п). С другой стороны, как указывает Менделеев, заметны резкие различия между последними членами нечетных рядов (галлоиды) и первыми членами (щелочными металлами) следующих за ними четных рядов. Таким образом, в периодической системе члены четных и нечетных рядов выступают как единство противоположностей. Менделеев сблизил разные подгруппы. Эту закономерность он открыл в то время, когда еще не было известно строение атома. Современное развитие теории строения атома подтвердило правоту Менделеева. Это видно на примере изучения закономерностей расположения электронов по орбитам. [c.318]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология