coolreferat.com.ua сторінка 1




Міністерство освіти, науки та молодіжної політики Республіки Тива

МОУ школа-гімназія №5 м Кизила

Реферат

на тему

«Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва »
Виконав учень 8 «І» класу

Покоянов Марк

Кизил

+2008



Періодичний закон Д.І. Менделєєва

До середини XIX століття було відкрито 63 хімічних елементи, у більшості яких були вивчені хімічні та фізичні властивості.

Робилося велике число спроб систематизувати відомі елементи і побудувати їх класифікацію. У результаті були встановлені групи хімічних елементів, подібних за властивостями, таких, як, наприклад, лужні метали Li, Na, K, (Rb, Cs, Fr були відкриті значно пізніше), галогени F, Cl, Br, I, At.

Галогени («рождающие сіль») - це елементи, у яких найбільш яскраво виражені властивості неметалів (поява кислотних властивостей у сполук галогенів).

Жодна зі спроб класифікувати хімічні елементи не виявила основний закономірності в їх розташуванні і, отже, не могла привести до створення природної системи, що охоплює всі хімічні елементи і відображають природу їх подібності та відмінності. Вирішення цього завдання виявилося доступно лише нашому співвітчизнику, сибірякові, Д.І. Менделєєву.

Д.І. Менделєєв виходив з переконання, що в основу класифікації повинна бути покладена фундаментальна кількісна характеристика елементів - атомна маса, від якої «повинні знаходитися в залежності всі інші властивості». Але знайти цю залежність було вкрай важко, оскільки а) далеко не всі хімічні елементи були відомі, б) атомні маси деяких хімічних елементів були встановлені не точно і їх формальне зіставлення призводило до непорозумінь.

Д.І. Менделєєв склав між собою несхожі елементи, розташувавши всі відомі елементи в порядку зростання атомних мас. Наведемо послідовність перших чотирнадцяти елементів: Li - Be - Br - C - N - O - F _ Na - Mg - Al - Si - P - S - Cl ... і було помічено, що при переході від літію Li до фтору F відбувається закономірне ослаблення металевих властивостей елементів і посилення неметалічних з одночасним збільшенням валентності. Перехід від фтору F до наступного за значенням атомної маси до елементу натрію Na супроводжується стрибкоподібним зміною властивостей і валентності. Причому натрій Na в чому повторює властивості літію Li будучи типовим одновалентним металом хоча і більш активним. Наступний за натрієм магній Mg в чому сходить з берилієм Be (обидва двовалентну, проявляє металеві властивості, але хімічна активність обох виражена слабше, ніж у пари літій - натрій). Алюміній Al, наступний за магнієм, нагадує бор B (валентність дорівнює трьом). Як близькі родичі схожі один на одного кремній Si і вуглець C, фосфор F і азот N, сірка S і кисень O, хлор Cl і фтор F.



При переході до наступного за хлором Cl в послідовності збільшення атомної маси елементу калію K знову відбувається стрибок у зміні валентності і хімічних властивостей.

Калій, подібно літію та натрію відкриває ряд елементів (третій за рахунком), представники якого показують глибоку аналогію з елементами перших двох рядів.



І так, в природному ряду елементів, розташованих в порядку зростання атомної маси, і хімічні властивості змінюються не монотонно, а періодично, тобто подібні у хімічному відношенні елементи зустрічаються в природному ряду через правильні інтервали і, отже, повторюються періодично.

Це чудова закономірність, виявлена ​​Д.І. Менделєєвим і названа ним законом періодичності, була сформульована таким чином: «Властивості простих тіл, а також форми і властивості сполук перебувають у періодичній залежності від величини атомних ваг елементів».

Відкритий закон періодичності Д.І. Менделєєв використовував для створення періодичної системи елементів.



18 лютого 1869 Д.І. Менделєєвим був складений перший вдалий варіант таблиці хімічних елементів.

Але справжній тріумф періодичної системи Д.І. Менделєєва був пов'язаний з відкриттям передвіщених їм хімічних елементів. Після цього періодичний закон отримав всесвітнє визнання, а періодична система стала невід'ємною частиною будь-якого підручника хімії.

В даний час існує декілька графічних побудов періодичної системи.



Рис.4 .: Сходова форма таблиці Д.І. Менделєєва.


Рис.5 .: Довга форма таблиці Д.І. Менделєєва.

Найбільш поширений варіант таблиці «Періодична система елементів Д.І. Менделєєва »- короткоперіодні.



Ця таблиця складається з десяти горизонтальних рядів (сiм періодів, періоди з четвертого по шостий складаються з двох рядів) і з восьми вертикальних стовпців, званих групами.

У першому (горизонтальному) ряду два елемента - водень H і гелій He.

Другий і третій ряди утворюють періоди по вісім елементів. Причому кожен з періодів починається лужним металом (літій Li, натрій Na) і закінчується інертним газом (неон Ne, аргон Ar).

Четвертий ряд також починається лужним металом (калієм K), але, на відміну від попередніх рядів, він не закінчується інертним газом. У п'ятому ряду продовжується послідовна зміна властивостей елементів почалося в четвертому ряду так, що ці два ряди утворюють один так званий великий період з 18 елементів. Як і попередні два періоди, цей період починається лужним металом (калієм K) і закінчується інертним газом (криптоном Kr )

Один великий період (з 18 елементів) складають і наступні два ряди - шостий і сьомий (від рубідію Rb до ксенону Xe).

У восьмому ряду, який починається лужним металом цезієм Cs, додаткове ускладнення пов'язане з тим, що після лантану La йдуть 14 елементів, надзвичайно подібні з ним за властивостями. Ці елементи називаються лантаноїдами. У наведеній таблиці вони розміщені у вигляді окремого ряду (другий ряд знизу таблиці), хоча мається на увазі, що всі вони знаходяться в тій же клітині таблиці Д.І. Менделєєва, що і лантан La. Таким чином, восьмий і дев'ятий ряди утворюють великий період, що містить 32 елемента (від цезію Cs до радону Rn).

Нарешті, десяте ряд елементів складає незавершений сьомий період. Він містить лише 21 елемент, з яких 14 дуже подібні за своїми властивостями з актинієм Ac. Вони виділені в окремий ряд актиноїдів, хоча насправді вони повинні розміщуватися в тій же комірці таблиці Д.І. Менделєєва, що і актиній Ac. Відсутність хімічних елементів, завершальних 10 ряд, дає підставу припускати, що далеко не всі хімічні елементи відкриті, що і підтверджується на практиці.

Така структура періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва є відображенням їх фундаментальних властивостей, пов'язаних з особливостями будови їх атомів.

У вертикальних стовпцях таблиці - групах, - розташовуються елементи, що володіють однаковою валентністю у вищих солеобразующей оксидах (вищі окисли наведені в четвертій знизу таблиці рядку). Валентність вказана римською цифрою (як номер групи елементів).

Кожна група хімічних елементів розділена на дві підгрупи, одна з яких (головна) включає елементи малих періодів і парних рядів великих періодів. А інша підгрупа (побічна) утворена елементами непарних рядів великих періодів.

Різниця між головними побічними підгрупами яскраво проявляються в крайніх групах таблиці (насамперед у групах I і VII).

Так головна підгрупа I групи включає дуже активні лужні метали, які енергійно розкладають воду (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Побічна підгрупа I групи складається з міді Cu, срібла Ag, золота Au, малоактивних в хімічних відносинах.

У групі VII головну підгрупу становлять активні неметали фтор F, хлор Cl, бром Br, йод I, астат At. У елементів побічної підгрупи VII групи - марганець Mn, технецій Tc, реній Re і, можливо, борій Bh - переважають металеві властивості.

VIII група елементів займає особливе положення. Вона складається з основної підгрупи благородних (інертних) газів гелій He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn; і побічної підгрупи, що включає 9 елементів (по горизонталі), розділених на три тріади дуже подібних один з одним елементів: Fe - Co - Ni; Ru - Rh - Pd; Os - Ir - Pt. (О Мейтнер Mt відомості не знайдені).

У елементів головних підгруп при збільшенні атомної маси спостерігається посилення металевих властивостей і ослаблення неметалічних.

****

Згідно з формулюванням закону Д.І. Менделєєва періодичність зміни властивостей стосується не тільки хімічних елементів, але і утворених ними простих і складних речовин.

Періодичність зміни властивостей виявлена ​​для молярних об'ємів, температур плавлення і кипіння, для магнітних і електричних властивостей, що характеризують прості і складні речовини.

Відкриття Д.І. Менделєєва збагатило людське знання однією з фундаментальних закономірностей природи: закон про перехід кількості в якість.

Пророкуючи властивості невідомих хімічних елементів, Д.І. Менделєєв використовував правило зірковості, яке випливає з періодичного закону.

Відповідно до цим правилом властивості будь-якого хімічного елемента знаходяться в закономірного зв'язку з властивістю сусідніх елементів, розташованих по горизонталі (праворуч, ліворуч), по вертикалі (над і під) і діагоналях.



Наприклад, сусідами хімічного елемента магнію є

  1. по горизонталі (праворуч, ліворуч) натрій Na і алюміній Al;

  2. по вертикалі (над і під) знаходяться берилій Be (над) і кальцій Ca (під);

  3. по діагоналі (з лівого кута вгорі в нижній кут справа внизу) знаходяться літій Li і скандій Sc; з іншої діагоналі - калій K і бор B.

У 1875 році французький хімік П. Лекок де Буабодран, досліджуючи цинкові руди, відкрив новий елемент - галій, і опублікував його фізичні характеристики. Яке ж було його здивування, коли він отримав листа від Д.І. Менделєєва, який вказував, що щільність нового елемента повинна бути не 4,7 г / см 3, а 5,9 - 6,0 г / см 3. Повторні вимірювання щільності очищеного від домішок галію дали значення 5,904 г / см 3. (Сучасне значення 5,907 г / см 3).

У 1879 році шведський вчений Л. Нільсон відкрив передвіщений Д.І. Менделєєвим екабор, назвавши його скандієм.

У 1886 році німецький хімік К. Вінклер відкрив елемент, також передвіщений Д.І. Менделєєвим, екасіліцій і назвав його германій.

Після цього порожні клітинки періодичної таблиці системи Д.І. Менделєєва стали стрімко заповнюватися.

Використана література:

  1. Хомченко І.Г. Загальна хімія: Підручник. - М .: ТОВ «Видавництво Нова Хвиля», 1998, - 464 с.

  2. Хімія: Довідкові матеріали: Книга для учнів / Ю.Д.Третьяков, Н.Н. Олейников, Я.А. Кеслер та ін .; Під редакцією Ю.Д. Третьякова. - 3-е видання, перероблене. -М .: Просвещение, 1993. - 287 с., З 4 л. мул.

  3. Енциклопедичний словник юного фізика / укладач В.А. Чуянов.- М .: Педагогіка, 1984. - 352 с. з мул.