Периодический закон Менделеева

Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева – HIMI4KA

Периодический закон Менделеева
ОГЭ 2018 по химии › Подготовка к ОГЭ 2018

Существуют две формулировки периодического закона химических элементов: классическая и современная.

Классическая, в изложении его первооткрывателя Д.И. Менделеева: свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величин атомных весов элементов.

Современная: свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов (порядкового номера).

Графическим изображением периодического закона является периодическая система элементов, которая представляет собой естественную классификацию химических элементов, основанную на закономерных изменениях свойств элементов от зарядов их атомов. Наиболее распространёнными изображениями периодической системы элементов Д.И. Менделеева являются короткая и длинная формы.

Группы и периоды Периодической системы. Физический смысл порядкового номера химического элемента

Группами называют вертикальные ряды в периодической системе. В группах элементы объединены по признаку высшей степени окисления в оксидах. Каждая группа состоит из главной и побочной подгрупп.

Главные подгруппы включают в себя элементы малых периодов и одинаковые с ним по свойствам элементы больших периодов. Побочные подгруппы состоят только из элементов больших периодов.

Химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров.

В периодической системе имеются семь периодов: первый, второй и третий периоды называют малыми, в них содержится соответственно 2, 8 и 8 элементов; остальные периоды называют большими: в четвёртом и пятом периодах расположены по 18 элементов, в шестом — 32, а в седьмом (пока незавершенном) — 31 элемент. Каждый период, кроме первого, начинается щелочным металлом, а заканчивается благородным газом.

Физический смысл порядкового номера химического элемента: число протонов в атомном ядре и число электронов, вращающихся вокруг атомного ядра, равны порядковому номеру элемента.

Закономерности изменения свойств элементов и их соединений в связи с положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева

Напомним, что группами называют вертикальные ряды в периодической системе и химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются сверху вниз:

  • усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические;
  • возрастает атомный радиус;
  • возрастает сила образованных элементом оснований и бескислородных кислот;
  • электроотрицательность падает.

Все элементы, кроме гелия, неона и аргона, образуют кислородные соединения, существует всего восемь форм кислородных соединений.

В периодической системе их часто изображают общими формулами, расположенными под каждой группой в порядке возрастания степени окисления элементов: R2O, RO, R2O3, RO2, R2O5, RO3, R2O7, RO4, где символом R обозначают элемент данной группы.

Формулы высших оксидов относятся ко всем элементам группы, кроме исключительных случаев, когда элементы не проявляют степени окисления, равной номеру группы (например, фтор).

Оксиды состава R2O проявляют сильные основные свойства, причём их основность возрастает с увеличением порядкового номера, оксиды состава RO (за исключением BeO) проявляют основные свойства.

Оксиды состава RO2, R2O5, RO3, R2O7 проявляют кислотные свойства, причём их кислотность возрастает с увеличением порядкового номера.

Элементы главных подгрупп, начиная с IV группы, образуют газообразные водородные соединения. Существуют четыре формы таких соединений. Их располагают под элементами главных подгрупп и изображают общими формулами в последовательности RH4, RH3, RH2, RH.

Соединения RH4 имеют нейтральный характер; RH3 — слабоосновный; RH2 — слабокислый; RH — сильнокислый характер.

Напомним, что периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров.

В пределах периода с увеличением порядкового номера элемента:

  • электроотрицательность возрастает;
  • металлические свойства убывают, неметаллические возрастают;
  • атомный радиус падает.

Тренировочные задания

1. Среди перечисленных химический элемент с максимальным радиусом атома — это

1) неон 2) алюминий 3) калий

4) кальций

2. Среди перечисленных химический элемент с минимальным радиусом атома — это

1) алюминий 2) бор 3) калий

4) неон

3. Наиболее ярко металлические свойства выражены у элемента

1) Rb 2) Li 3) Mg

4) Ca

4. Наиболее ярко неметаллические свойства выражены у элемента

1) F 2) S 3) O

4) N

5. Наибольшее число валентных электронов у элемента

1) фтор 2) водород 3) натрий

4) сера

6. Наименьшее число валентных электронов у элемента

1) кислород 2) кремний 3) водород

4) кальций

7. Металлические свойства элементов возрастают в ряду

1) Ba, Li, Cs, Mg 2) Al, Mg, Ca, K 3) Li, Cs, Mg, Ba

4) Na, Mg, Li, Al

8. Неметаллические свойства элементов ослабевают в ряду:

1) N, S, Br, Cl 2) O, S, Se, Te 3) Se, I, S, O

4) N, P, O, F

9. Химические элементы перечислены в порядке возрастания атомного радиуса в ряду

1) углерод, бериллий, магний 2) калий, магний, алюминий 3) хлор, натрий, фтор

4) азот, фосфор, фтор

10. Химические элементы перечислены в порядке убывания атомного радиуса в ряду

1) водород, бор, алюминий 2) углерод, кремний, калий 3) натрий, хлор, фтор

4) сера, кремний, магний

11. Кислотные свойства водородных соединений усиливаются в ряду

1) HI – PH3 – HCl – H2S
2) PH3 – H2S – HBr – HI
3) H2S – PH3 – HCl – SiH4
4) HI – HCl – H2S – PH3

12. Кислотные свойства водородных соединений ослабевают в ряду

1) HI – PH3 – HCl – H2S
2) PH3 – H2S – HBr – HI
3) H2S – PH3 – HCl – SiH4
4) HI – HBr – HCl – HF

13. Основные свойства соединений усиливаются в ряду

1) LiOH – KOH – RbOH
2) LiOH – KOH – Ca(OH)2
3) Ca(OH)2 – KOH – Mg(OH)2
4) LiOH – Ca(OH)2 – KOH

14. Основные свойства соединений ослабевают в ряду

1) LiOH – Ba(OH)2 – RbOH
2) LiOH – Ba(OH)2 – Ca(OH)2
3) Ca(OH)2 – KOH – Mg(OH)2
4) LiOH – Ca(OH)2 – KOH

15. Во втором периоде Периодической системы элементов Д.И. Менделеева с увеличением заряда ядра у химических элементов:

1) возрастает электроотрицательность 2) уменьшается заряд ядра 3) возрастает атомный радиус

4) возрастает степень окисления

16. Наиболее сильной кислотой, образованной элементом второго периода, является

1) угольная 2) азотная 3) фтороводородная

4) азотистая

17. Наиболее сильное основание образует химический элемент

1) магний 2) литий 3) алюминий

4) калий

18. Наиболее сильная бескислородная кислота соответствует элементу

1) селен 2) фтор 3) йод

4) сера

19. В ряду элементов Li → B → N → F

1) убывает атомный радиус 2) возрастают металлические свойства 3) уменьшается число протонов в атомном ядре

4) увеличивается число электронных слоёв

20. В ряду элементов Li → Na → K → Rb

1) убывает атомный радиус 2) ослабевают металлические свойства 3) уменьшается число протонов в атомном ядре

4) увеличивается число электронных слоёв

Ответы

Периодический закон Д. И. Менделеева и периодическая система химических элементов

Периодический закон Менделеева

Периодический закон Д.И. Менделеева и периодическая система химических элементов имеет большое значение в развитии химии. Окунемся в 1871 год, когда профессор химии Д.И.

Менделеев,  методом многочисленных проб и ошибок, пришел  к выводу, что «… свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса».

Периодичность изменения свойств элементов возникает вследствие периодического повторения электронной конфигурации внешнего электронного слоя  с увеличением заряда ядра.

Современная формулировка периодического закона такова:

«свойства химических элементов (т.е. свойства и форма образуемых ими соединений) находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов химических элементов».

Преподавая химию, Менделеев понимал, что запоминание индивидуальных свойств каждого элемента, вызывает у студентов трудности. Он стал искать пути создания системного метода, чтобы облегчить запоминание свойств элементов. В результате появилась естественная таблица, позже она стала называться периодической.

Наша современная таблица очень похожа на менделеевскую. Рассмотрим ее подробнее.

Таблица Менделеева

Периодическая таблица Менделеева состоит из 8 групп и 7 периодов.

Вертикальные столбцы таблицы называют группами. Элементы, внутри каждой группы, обладают сходными химическими и физическими свойствами. Это объясняется тем, что элементы одной группы имеют сходные электронные конфигурации внешнего слоя, число электронов на котором равно номеру группы. При этом группа разделяется на главные и побочные подгруппы.

В Главные подгруппы входят элементы, у которых валентные электроны располагаются на внешних ns- и np- подуровнях. В Побочные подгруппы входят элементы, у которых  валентные электроны располагаются на внешнем ns- подуровне и внутреннем (n — 1) d- подуровне (или (n — 2) f- подуровне).

Все элементы в периодической таблице, в зависимости от того, на каком подуровне (s-, p-, d- или f-) находятся валентные электроны классифицируются на: s- элементы (элементы главной подгруппы I и II групп), p- элементы (элементы главных подгрупп III — VII групп), d- элементы (элементы побочных подгрупп), f- элементы (лантаноиды, актиноиды).

Высшая валентность элемента (за исключением O, F, элементов подгруппы меди и восьмой группы) равна номеру группы, в которой он находится.

Для элементов главных и побочных подгрупп одинаковыми являются формулы высших оксидов (и их гидратов). В главных подгруппах состав водородных соединений являются одинаковыми, для элементов, находящихся в этой группе.

Твердые гидриды образуют элементы главных подгрупп I — III групп, а IV — VII групп образуют а газообразные водородные соединения. Водородные соединения типа ЭН4 – нейтральнее соединения, ЭН3 – основания, Н2Э и НЭ — кислоты.

Горизонтальные ряды таблицы называют периодами. Элементы в периодах отличаются между собой, но общее у них то, что последние электроны находятся на одном энергетическом уровне (главное квантовое число n — одинаково).

Первый период отличается от других тем, что там находятся всего 2 элемента: водород H и гелий He.

Во втором периоде находятся 8 элементов (Li — Ne). Литий Li – щелочной металл начинает период, а замыкает его благородный газ неон Ne.

В третьем периоде, также как и во втором находятся 8 элементов (Na — Ar). Начинает период щелочной металл натрий Na, а замыкает его благородный газ аргон Ar.

В четвёртом периоде находятся 18 элементов (K — Kr) – Менделеев его обозначил как  первый большой период. Начинается он также с щелочного металла Калий, а заканчивается инертным газом криптон Kr. В состав больших периодов входят переходные элементы (Sc — Zn) — d-элементы.

В пятом  периоде, аналогично четвертому находятся 18 элементов (Rb — Xe) и структура его сходна с четвёртым. Начинается он также с щелочного металла рубидий Rb, а заканчивается инертным газом ксенон Xe. В состав больших периодов входят переходные элементы (Y — Cd) — d-элементы.

Шестой период состоит из 32 элементов (Cs — Rn). Кроме 10 d-элементов (La, Hf — Hg) в нем находится ряд из 14 f-элементов(лантаноиды)- Ce — Lu

Седьмой период не закончен. Он начинается с Франций Fr, можно предположить, что он будет содержать, также как и шестой период, 32 элемента, которые уже найдены (до элемента с Z = 118).

Интерактивная таблица Менделеева

Если посмотреть на периодическую таблицу Менделеева и провести воображаемую черту, начинающуюся у бора и заканчивающуюся между полонием и астатом, то все металлы будут находиться слева от черты, а неметаллы – справа. Элементы, непосредственно прилегающие к этой линии будут обладать свойствами как металлов, так и неметаллов. Их называют металлоидами или полуметаллами. Это бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма, теллур и полоний.

Периодический закон

Менделеев дал следующую формулировку Периодического закона: «свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса».
Существует четыре основных периодических закономерности:

Правило октета утверждает, что все элементы стремятся приобрести или потерять электрон, чтобы иметь восьмиэлектронную конфигурацию ближайшего благородного газа. Т.к. внешние s- и p-орбитали благородных газов полностью заполнены, то они являются самыми стабильными элементами.

Энергия ионизации – это количество энергии, необходимое для отрыва электрона от атома. Согласно правилу октета, при движении по периодической таблице слева направо для отрыва электрона требуется больше энергии. Поэтому элементы с левой стороны таблицы стремятся потерять электрон, а с правой стороны – его приобрести.

Самая высокая энергия ионизации у инертных газов. Энергия ионизации уменьшается при движении вниз по группе, т.к. у электронов низких энергетических уровней есть способность отталкивать электроны с более высоких энергетических уровней. Это явление названо эффектом экранирования. Благодаря этому эффекту внешние электроны мене прочно связаны с ядром.

Двигаясь по периоду энергия ионизации плавно увеличивается слева направо.

Зависимость энергии ионизации от заряда ядра

Сродство к электрону – изменение энергии при приобретении дополнительного электрона атомом вещества в газообразном состоянии. При движении по группе вниз сродство к электрону становится менее отрицательным вследствие эффекта экранирования.

Зависимость сродства к электрону от заряда ядра

Электроотрицательность  — мера того, насколько сильно атом стремится притягивать к себе электроны связанного с ним другого атома.

Электроотрицательность увеличивается при движении в периодической таблице слева направо и снизу вверх. При этом надо помнить, что благородные газы не имеют электроотрицательности.

Таким образом, самый электроотрицательный элемент – фтор.

зависимость электроотрицательности от заряда ядра

На основании этих понятий, рассмотрим как меняются свойства атомов и их соединений в таблице Менделеева.

Итак, в периодической зависимости находятся такие свойства атома, которые  связанны с его электронной конфигурацией: атомный радиус, энергия ионизации,  электроотрицательность.

Рассмотрим изменение свойств атомов и их соединений в зависимости от положения в периодической системе химических элементов.

Неметалличность атома увеличивается при движении в периодической таблице слева направо и снизу вверх. В связи с этим основные свойства оксидов уменьшаются, а кислотные свойства увеличиваются в том же порядке — при движении слева направо и снизу вверх. При этом кислотные свойства оксидов тем сильнее, чем больше степень окисления образующего его элемента

По периоду слева направо основные свойства гидроксидов ослабевают,по главным подгруппам сверху вниз сила оснований увеличивается. При этом, если металл может образовать несколько гидроксидов, то с увеличением степени окисления металла, основные свойства гидроксидов ослабевают.

По периоду слева направо увеличивается сила кислородосодержащих кислот. При движении сверху вниз в пределах одной группы сила кислородосодержащих кислот уменьшается. При этом сила кислоты увеличивается с увеличением степени окисления образующего кислоту элемента.

По периоду слева направо увеличивается сила бескислородных кислот. При движении сверху вниз в пределах одной группы сила бескислородных кислот увеличивается.

Периодический закон и периодическая система Менделеева

Периодический закон Менделеева

Д.И. Менделеев сформулировал Периодический закон в 1869 году, в основе которого была одна из главнейших характеристик атома – атомная масса.

Последующее развитие Периодического закона, а именно, получение большого экспериментальных данных, несколько изменило первоначальную формулировку закона, однако эти изменения не противоречат главному смыслу, заложенному Д.И. Менделеевым.

Эти изменения только придали закону и Периодической системе научную обоснованность и подтверждение правильности.

Современная формулировка Периодического закона Д.И. Менделеева такова: свойства химических элементов, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов.

Структура Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева

К настоящему мнению известно большое количество интерпретаций Периодической системы, но наиболее популярная – с короткими (малыми) и длинными (большими) периодами.

Горизонтальные ряды называют периодами (в них расположены элементы с последовательным заполнением одинакового энергетического уровня), а вертикальные столбцы – группами (в них расположены элементы, имеющие одинаковое количество валентных электронов – химические аналоги).

Так же все элементы можно разделить на блоки по по типу внешней (валентной) орбитали: s-, p-, d-, f-элементы.

Всего в системе (таблице) 7 периодов, причем номер периода (обозначается арабской цифрой) равен числу электронных слоев в атоме элемента, номеру внешнего (валентного) энергетического уровня, значению главного квантового числа для высшего энергетического уровня.

Каждый период (кроме первого) начинается s-элементом — активным щелочным металлом и заканчивается инертным газом, перед которым стоит p-элемент — активный неметалл (галоген).

Если продвигаться по периоду слева направо, то с ростом заряда ядер атомов химических элементов малых периодов будет возрастать число электронов на внешнем энергетическом уровне, вследствие чего свойства элементов изменяются – от типично металлических (т.к.

в начале периода стоит активный щелочной металл), через амфотерные (элемент проявляет свойства и металлов и неметаллов) до неметаллических (активный неметалл – галоген в конце периода), т.е. металлические свойства постепенно ослабевают и усиливаются неметаллические.

В больших периодах с ростом заряда ядер заполнение электронов происходит сложнее, что объясняет более сложное изменение свойств элементов по сравнению с элементами малых периодов. Так, в четных рядах больших периодов с ростом заряда ядра число электронов на внешнем энергетическом уровне остается постоянным и равным 2 или 1.

Поэтому, пока идет заполнение электронами следующего за внешним (второго снаружи) уровня, свойства элементов в четных рядах изменяются медленно.

При переходе к нечетным рядам, с ростом величины заряда ядра увеличивается число электронов на внешнем энергетическом уровне (от 1 до 8), свойства элементов изменяются также, как в малых периодах.

Вертикальные столбцы в Периодической системе – группы элементов со сходным электронным строением и являющимися химическими аналогами. Группы обозначают римскими цифрами от I до VIII. Выделяют главные (А) и побочные (B) подгруппы, первые из которых содержат s- и p-элементы, вторые – d – элементы.

Номер А подгруппы показывает число электронов на внешнем энергетическом уровне (число валентных электронов). Для элементов В-подгрупп нет прямой связи между номером группы и числом электронов на внешнем энергетическом уровне. В А-подгруппах металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические – уменьшаются с возрастанием заряда ядра атома элемента.

Между положением элементов в Периодической системе и строением их атомов существует взаимосвязь:

— атомы всех элементов одного периода имеют равное число энергетических уровней, частично или полностью заполненных электронами;

— атомы всех элементов А подгрупп имею равное число электронов на внешнем энергетическом уровне.

Периодические свойства элементов

Близость физико-химических и химических свойств атомов обусловлена сходством их электронных конфигураций, причем, главную роль играет распределение электронов по внешней атомной орбитали. Это проявляется в периодическом появлении, по мере увеличения заряда ядра атома, элементов с близкими свойствами. Такие свойства называют периодическими, среди которых наиболее важными являются:

1. Количество электронов на внешней электронной оболочке (заселенность – w). В малых периодах с ростом заряда ядра w внешней электронной оболочки монотонно увеличивается от 1 до 2 (1 период), от 1 до 8 (2-й и 3-й периоды). В больших периодах на протяжении первых 12 элементов w не превышает 2, а затем монотонно увеличивается до 8.

2. Атомный и ионный радиусы (r), определяемые как средние радиусы атома или иона, находимые из экспериментальных данных по межатомным расстояниям в разных соединениях.

По периоду атомный радиус уменьшается (постепенно прибавляющиеся электроны описываются орбиталями с почти равными характеристиками, по группе атомный радиус возрастает, поскольку увеличивается число электронных слоев (рис.1.).

Рис. 1. Периодическое изменение атомного радиуса

Такие же закономерности наблюдаются и для ионного радиуса. Следует заметить, что ионный радиус катиона (положительно заряженный ион) больше атомного радиуса, а тот в свою очередь, больше ионного радиуса аниона (отрицательно заряженный ион).

3. Энергия ионизации (Еи) – количество энергии, необходимое для отрыва электрона от атома, т.е. энергия, необходимая для превращения нейтрального атома в положительно заряженный ион (катион).

Э0 — → Э+ + Еи

Еи измеряется в электронвольтах (эВ) на атом. В пределах группы Периодической системы значения энергии ионизации атомов уменьшаются с возрастанием зарядов ядер атомов элементов. От атомов химических элементов можно последовательно отрывать все электроны, сообщив дискретные значения Еи. При этом Еи1 < Еи2 < Еи3

Периодический закон Д.И. Менделеева (2)

Периодический закон Менделеева

Сохрани ссылку в одной из сетей:

В основусвоей работы по классификации химическихэлементов Д.И. Менделеев положил дваих основных и постоянных признака:величину атомной массы и свойства. Онвыписал на карточки все известныесведения об открытых и изученных в товремя химических элементах и ихсоединениях.

Сопоставляя эти сведения,ученый составил естественные группысходных по свойствам элементов, сравнениекоторых между собой показало, что дажеэлементы несходных групп имеютобъединяющие их признаки.

Например,близки по значениям атомные массы фтораи натрия, хлора и калия (инертные газыеще не были известны), следовательно,щелочные металлы и галогены можнопоставить рядом, выстраивая химическиеэлементы в порядке возрастания атомныхмасс. Так Д.И. Менделеев объединилестественные группы химических элементовв единую систему.

При этом он обнаружил,что свойства элементов изменяются впределах определенных их совокупностейлинейно (монотонно возрастают илиубывают), а затем повторяются периодически,то есть через определенное числоэлементов встречаются сходные. Ученыйвыделил периоды, в которых свойствахимических элементов и образованныхими веществ закономерно изменяются.

Наосновании этих наблюдений Д.И. Менделеевсформулировал Периодический закон,который в соответствии с принятой внастоящее время терминологией звучиттак: «Свойства химическихэлементов и образованных ими веществнаходятся в периодической зависимостиот их относительных атомных масс».

Днем рождениявеликого закона считается 1 марта 1869 г.

Периодическийзакон и Периодическая система богатыпериодическими закономерностями: кромеупоминаемой горизонтальной (по периодам)периодичности есть также периодичностьвертикальная (по группам) и диагональная.

Именно учет всех видов периодичностипозволил Д.И.

Менделееву не толькопредсказать, описать свойства веществ,образованных еще не открытыми химическимиэлементами, но и указать путь их открытия,природные источники (руды и соединения),из которых могли быть полученысоответствующие простые вещества.

2.2.3Периодический закон и строение атома

Формулировказакона, данная Д.И. Менделеевым, не моглабыть точной и полной с современной точкизрения, так как она соответствоваласостоянию науки на тот период времени,когда не было известно строение атома.Поэтому новые научные открытия вступилис ней в противоречие.

Так, былиоткрыты изотопы – разновидности атомоводного и того же химического элемента,имеющие одинаковый заряд ядра, но разныемассовые числа. Очевидно, что ядраизотопов одного химического элементаимеют одинаковое число протонов, норазличаются числом содержащихся в нихнейтронов.

Изотопыизвестны для всех химических элементов.В природе большинство их существует ввиде смеси изотопов. Относительнаяатомная масса элемента равна среднемузначению относительных атомных массвсех его природных изотопов с учетомих распространенности. В таблицеПериодической системы под символамихимических элементов приведены средниезначения их относительных атомных масс.

Наличиеизотопов доказывает, что свойствахимических элементов определяются нестолько их атомной массой, как предполагалД.И. Менделеев, сколько зарядом атомныхядер.

Этим и объясняется положение вПериодической системе нескольких парэлементов, размещенных с нарушениемпринципа возрастания относительныхатомных масс.

В том-то и гениальность,проявление научной интуиции великогорусского химика, что он в этих случаяхпредпочел расположить элементы посходству в свойствах, предугадал истинныйпорядок размещения химических элементовпо возрастанию зарядов их атомных ядер,хотя о строении их атома ничего не знал.

Открытиеизотопов позволило дать другое,современное определение Периодическогозакона: «Свойства химических элементови образуемых ими веществ находятся впериодической зависимости от зарядових атомных ядер».

2.2.4Периодическая система химическихэлементов и строение атома

ТаблицаПериодической системы химическихэлементов графически отображаетПериодический закон. Каждое число в нейхарактеризует какую-либо особенностьв строении атомов:

    1. Порядковый (атомный) номер химического элемента указывает на заряд его атомного ядра, то есть на число протонов, содержащихся в нем, а так как атом электронейтрален, то и на число электронов, находящихся вокруг атомного ядра;
    2. Номер периода соответствует числу энергетических уровней (электронных слоев) в атомах элементов данного периода;
    3. Номер группы соответствует числу электронов на внешнем уровне для элементов главных подгрупп и максимальному числу валентных электронов для побочных подгрупп.

В светестроения атома можно объяснить причиныизменения свойств химических элементови образованных ими веществ.

В периодес увеличением зарядов атомных ядерэлементов (слева направо) металлическиесвойства ослабевают, а неметаллическиеусиливаются.

В группах (главная подгруппа)с увеличением зарядов атомных ядерэлементов (сверху вниз) металлическиесвойства усиливаются, а неметаллическиеослабевают.

Природакаждого химического элемента, то естьопределенные, присущие только емусвойства атомов, простых веществ,соединений, зависит прежде всего отзаряда ядра его атомов. Заряд обусловливаети строение электронной оболочки атома.

Но величины зарядов ядер атомов химическихэлементов в Периодической системе Д.И.Менделеева изменяются монотонно, поэтомупрямой причиной периодического изменениясвойств элементов это явление быть неможет.

Оказывается, причина периодичности– изменение строения внешних электронныхслоев атома.

Таким образом,из вышесказанного можно сделать вывод:свойства химических элементов иобразованных ими веществ находятся впериодической зависимости от строениявнешних электронных слоев атомов.

2.2.5Роль открытия

Д.И. Менделеевписал: «До периодического закона элементыпредставляли лишь отрывочные случайныеявления природы; не было повода ждатькаких-либо новых, а вновь находимые былиполной неожиданной новинкой. Периодическаязакономерность первая дала возможностьвидеть не открытые еще элементы в такойдали, до которой невооруженное этойзакономерностью зрение до тех пор недостигало».

С открытиемПериодического закона химия пересталабыть описательной наукой – она получилаинструмент научного предвидения. Этотзакон и его графическое отображение –таблица периодической системы химическихэлементов Д.И. Менделеева – выполниливсе три важнейшие функции теоретическогознания: обобщающую, объясняющую ипрогностическую. На их основе ученые:

    1. Систематизировали и обобщили все сведения о химических элементах и образуемых ими веществах;

б) Далиобоснование различным видам периодическойзависимости, существующим в мирехимических элементов, объяснив их наоснове строения атомов элементов.

в) Предсказали,описали свойства еще не открытыххимических элементов и образованныхими веществ, а также указали пути ихоткрытия.

На основезакона и таблицы Д.И. Менделеева былипредсказаны и открыты благородные газы.И сейчас этот закон служит путеводнойзвездой для открытия или искусственногосоздания новых химических элементов.

ОткрытиеПериодического закона и создание таблицыПериодической системы химическихэлементов Д.И.

Менделеевым стимулировалопоиск причин взаимосвязи элементов,способствовало выявлению сложнойструктуры атома и развитию учения остроении атома.

Это учение, в своюочередь, позволило вскрыть физическийсмысл Периодического закона и объяснитьрасположение элементов в Периодическойсистеме. Оно привело к открытию атомнойэнергии и использованию ее для нуждчеловечества.

Таким образом,Периодический закон и система открылиновую эру в химии и физике, явилисьисходным пунктом для новых изысканийи открытий. Также периодический законсыграл большое значение и как основнойзакон природы в развитии материалистическойфилософии.

2.3.Ученый – борец за передовую науку

По своимфилософским воззрениям Д.И. Менделеевбыл убежденным сторонником материализма.Он верил в безграничную силу человеческогоразума и безграничность познанияприроды. Ученый, как и М. В.

Ломоносов,отстаивал передовую, материалистическуюнауку, ее широкое распространение внароде, боролся против агностицизма,отрицавшего возможность познаниячеловеком материального мира и законовего развития, доказывая, что длячеловеческого познания в природе несуществует непознаваемых вещей.

Теория,эксперимент и практика дают возможностьлюдям проникнуть в «самую сущностьвещей».

Задачейестествознания он считал борьбу совсеми формами проявления идеализма,мистикой, мракобесием и религиознымисуевериями. Ученый прекрасно понимал,какой вред приносят передовой наукерелигиозные суеверия.

Как ученыйи гражданин Д.И. Менделеев понимал, чтов подъеме культурной жизни народарешающую роль призвано сыгратьобразование. Педагогическая деятельностьД.И.

Менделеева не ограничиваетсяпреподаванием химических дисциплин вуниверситете (1857 – 1890), Технологическоминституте (1864 – 1872) и других учебныхзаведениях.

Он принимал активное участиев обсуждении вопросов среднего,технического и высшего образования. Атакже таких проблем, как подготовкаучительских кадров (проект училищанаставников).

Самого Д.И.Менделеева как преподавателя студентыуважали, хотя и признавали, что экзаменуеттот строго. Слушать лекции ученогоходили не только студентыфизико-математического факультета, нои других; аудитории были переполнены.

https://www.youtube.com/watch?v=WM162zQPRW0

В 1890 г. Д.И.Менделеев с пониманием отнесся ктребованиям революционно настроенныхстудентов и передал их петицию министрународного просвещения, после чеговынужден был оставить университет,кафедру и лабораторию, которыми руководилболее 20 лет.

Д.И. Менделеевверил в могущество науки, в победу всегопрогрессивного. Он был революционеромв науке. Борясь за экономическую икультурную независимость родины, онпринимал активное участие в изученииприродных богатств страны, способствовалразвитию различных отраслей отечественнойпромышленности. С этой деятельностьюсвязаны его большие работы в областиметрологии (науки об измерениях).

Помимо всегоэтого, русский гений был истиннымценителем прекрасного. Как вспоминаетего дочь О.Д. Менделеева-Трирогова, он«любил читать Жюль Верна, А. Дюма. Часточитал нам, детям, русские былины и А.С.Пушкина». У Д.И. Менделеева были оригиналыкартин Шишкина, Репина, Крамского,Куинджи и др. Его жена А.И.

Менделеевавспоминает: «Дмитрий Иванович всегдабыл как будто в состоянии душевногогорения. Я не видела у него никогда ниодного момента апатии. Это был постоянныйпоток мыслей, чувств, побуждений, которыйкрушил на своем пути все препятствия».Также из воспоминаний родных известно,что у Д.И.

Менделеева было своеобразноехобби: он любил клеить чемоданы, столики,рамки и дарить их родным и друзьям.

Последниепятнадцать лет своей жизни Д.И. Менделеевработал в Главной палате мер и весов.

Здесь им было выполнено большое числонаучных исследований по метрологии, вчастности усовершенствование весов,определение плотности воды и воздуха,опыты по определению ускорения силтяжести, составлены таблицы плотностейспиртоводных растворов. Работы пометрологии, начатые Д.И. Менделеевым,успешно продолжались советскими учеными.

Имя великого русского ученого Д.И.Менделеева золотыми буквами вписано висторию науки. Русский народ высокочтит память славного сына нашей страны.Его имя присвоено многим учебнымзаведениям, промышленным предприятиями научным обществам.

3.Заключение

ДмитрийИванович Менделеев – великий русскийученый, один из основоположниковсовременной химии. Создатель естественнойклассификации химических элементов –Периодической системы элементов,явившейся выражением Периодическогозакона химических элементов.

Создалфундаментальный труд – учебник «Основыхимии», в котором впервые вся неорганическаяхимия изложена на основе Периодическогозакона. К числу крупнейших работ Д.И.Менделеева относятся исследования вобласти физико-химической природырастворов, состояния газов, теплотворнойспособности топлива.

В своих трудахмного внимания он уделял развитиюотечественной промышленности, химизациисельского хозяйства.

Ученый проводилисследования в области химическойтехнологии, физики, метрологии,воздухоплавания, сельского хозяйства,экономики, просвещения, а также в другихобластях науки и техники, тесно связанныхс потребностями развития производительныхсил России.

Д.И. Менделеевявился организатором и первым директоромГлавной палаты мер и весов, в которойпроработал последние годы жизни.

За выдающиесязаслуги в науке Д.И. Менделеев был избранпочетным членом многих зарубежныхакадемий наук, был почетным докторомряда университетов и почетным членоммногочисленных научных обществ.

4. Списокиспользованной литературы

  1. Балезин, С.А. Выдающиеся русские ученые-химики/ С.А. Балезин, С.Д. Бесков. – 2-е изд., перераб. — М.: Просвещение, 1972.

  2. Габриелян, О.С. Химия: Учеб. для общеобразоват. учр.: 11 кл./ О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова. – 2-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2002.

  3. Гузей, Л.С. Химия: Учеб. для общеобразоват. учр.: 8 кл./ Л.С. Гузей, В.В. Сорокин, Р.П. Суровцева. – М.: Дрофа, 1995.

  4. Д.И. Менделеев в воспоминаниях современников/ Сост. А.А. Макареня, И. Н. Филимонова. – М.: Атомиздат, 1969.

  5. Сомин, Л.Е. Увлекательная химия: Пособие для учителей: Из опыта работы/ Л. Е. Сомин. – М.: Просвещение, 1978.

Периодический закон Менделеева, суть и история открытия

Периодический закон Менделеева

Периодический закон Дмитрия Ивановича Менделеева — один из фундаментальных законов природы, который увязывает зависимость свойств химических элементов и простых веществ с их атомными массами. В настоящее время закон уточнен, и зависимость свойств объясняется зарядом ядра атома.

Закон был открыт русским ученым в 1869-м году. Менделеев представил его научному сообществу в докладе съезду Русского химического общества (доклад был сделан другим ученым, так как Менделеев был вынужден срочно выехать по заданию Вольного экономического общества Петербурга). В этом же году вышел учебник «Основы химии», написанный Дмитрием Ивановичем для студентов.

В нем ученый описал свойства популярных соединений, а также постарался дать логическую систематизацию химических элементов. Также в нем впервые была представлена таблица с периодически расположенными элементами, как графическая интерпретация периодического закона.

Всее последующие годы Менделеев совершенствовал свою таблицу, например, добавил столбец инертных газов, которые были открыты спустя 25 лет.

Алюминий гранулированный Йод кристаллический Сера молотая

Научное сообщество далеко не сразу приняло идеи великого русского химика, даже в России. Но после того, как были открыты три новых элемента (галлий в 1875-м, скандий в 1879-м и германий в 1886-м годах), предсказанные и описанные Менделеевым в своем знаменитом докладе, периодический закон был признан.

Периодический закон Менделеева:

  • Является всеобщим законом природы.
  • В таблицу, графически представляющую закон, включаются не только все известные элементы, но и те, которые открывают до сих пор.
  • Все новые открытия не повлияли на актуальность закона и таблицы. Таблица совершенствуется и изменяется, но ее суть осталась неизменной.

  • Позволил уточнить атомные веса и другие характеристики некоторых элементов, предсказать существование новых элементов.
  • Химики получили надежную подсказку, как и где искать новые элементы. Кроме этого, закон позволяет с высокой долей вероятности заранее определять свойства еще неоткрытых элементов.

  • Сыграл огромную роль в развитии неорганической химии в 19-м веке.

История открытия

Есть красивая легенда о том, что свою таблицу Менделеев увидел во сне, а утром проснулся и записал ее. На самом деле, это просто миф. Сам ученый много раз говорил, что созданию и совершенствованию периодической таблицы элементов он посвятил 20 лет своей жизни.

Все началось с того, что Дмитрий Иванович решил написать для студентов учебник по неорганической химии, в котором собирался систематизировать все известные на этот момент знания. И естественно, он опирался на достижения и открытия своих предшественников.

Впервые внимание на взаимосвязь атомных весов и свойств элементов обратил немецкий химик Дёберейнер, который попытался разбить известные ему элементы на триады с похожими свойствами и весами, подчиняющимися определенному правилу. В каждой тройке средний элемент имел вес, близкий к среднему арифметическому двух крайних элементов.

Ученый смог таким образом образовать пять групп, например, Li–Na–K; Cl–Br–I. Но это были далеко не все известные элементы. К тому же, тройка элементов явно не исчерпывала список элементов с похожими свойствами. Попытки найти общую закономерность позже предпринимали немцы Гмелин и фон Петтенкофер, французы Ж. Дюма и де Шанкуртуа, англичане Ньюлендс и Одлинг.

Дальше всех продвинулся немецкий ученый Мейер, который в 1864-м году составил таблицу, очень похожую на таблицу Менделеева, но она содержала лишь 28 элементов, в то время как было известно уже 63.

В отличие от своих предшественников Менделееву удалось составить таблицу, в которую вошли все известные элементы, расположенные по определенной системе. При этом, некоторые клетки он оставил незаполненными, примерно вычислив атомные веса некоторых элементов и описав их свойства.

Кроме этого, русскому ученому хватило смелости и дальновидности заявить, что открытый им закон является всеобщим законом природы и назвал его «периодическим законом». Сказав «а», он пошел дальше и исправил атомные веса элементов, которые не вписывались в таблицу.

При более тщательной проверке, оказалось, что его исправления верны, а открытие описанных им гипотетических элементов стало окончательным подтверждением истинности нового закона: практика доказала справедливость теории.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть