> Պարբերական աղյուսակ

Բնութագրերը և կառուցվածքը Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակըա՝ տարրերի դիրքը, բաշխման համակարգը, տարրի ատոմային թիվը։

Պարբերական աղյուսակ- քիմիական տարրերի դասավորությունը՝ հիմնված դրանց էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների և կրկնվող քիմիական բնութագրերի վրա:

Ուսուցման առաջադրանք

• Հասկացեք, թե ինչպես են տարրերը դասավորված պարբերական աղյուսակում:

Հիմնական կետերը

• Պարբերական աղյուսակը տարրերի քիմիական վարքագիծը բնութագրելու հիմնական հիմքն է։
• Աղյուսակը պարունակում է միայն այն քիմիական տարրերը, որոնք ունեն եզակի ատոմային թիվ (միջուկի պրոտոնների թիվը):
• Առաջին աղյուսակի հրապարակման առաջնահերթությունը վերապահված է Դմիտրի Մենդելեևին։

Պայմանները

• Տարրը ամենապարզ քիմիկատներից մեկն է, որը չի կարող քայքայվել քիմիական ռեակցիայի կամ քիմիական նյութի միջոցով:
• Պարբերական աղյուսակը քիմիական տարրերի գծապատկերն է՝ դասավորված ըստ իրենց ատոմային թվերի։
• Ատոմային թիվ - պրոտոնների թվին հավասար թիվ, որը բնութագրում է քիմիական հատկությունները (Z):

Պարբերական աղյուսակը քիմիական տարրերի ցանկ է, որը դասավորված է նրանց ատոմային թվերի, էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների և համընկնող քիմիական բնութագրերի հիման վրա: Տարրերը ներկայացված են ըստ ատոմային թվի աճման կարգով։ Ինչպիսի՞ն է պարբերական համակարգի կառուցվածքը: Աղյուսակի ստանդարտ ձևը տեղավորում է 18 x 7 ցանց: Այն կարող է ապակառուցվել 4 ուղղանկյուն բլոկների՝ s ձախի համար, p՝ աջի, d՝ միջինի և f՝ վերջինի ներքևի մասի համար: Աղյուսակային տողերը կետ են: s-, d- և p- սյունակները կոչվում են խմբեր, որոնցից մի քանիսն ունեն իրենց անունները (օրինակ՝ հալոգեններ կամ ազնիվ գազեր)։

Պարբերական աղյուսակը տեղավորում է կրկնվող միտումները, ուստի այն կարող է օգտագործվել տարրերի բնութագրերի միջև հարաբերություններ հաստատելու համար: Սա նաև հնարավորություն է տալիս կանխատեսել դեռևս չհայտնաբերված տարրեր: Արդյունքում, այն կարող է օգտագործվել քիմիական վարքի վերլուծության համար:

Պարբերական աղյուսակի ստանդարտ ձևը, որում գույները ներկայացնում են տարրերի տարբեր կատեգորիաներ

Պարբերական աղյուսակի առանձնահատկությունները

Եկեք վերլուծենք քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի հատկությունները և բնութագրերը: Պարբերական աղյուսակի բոլոր տեսակները պարունակում են միայն քիմիական տարրեր: Յուրաքանչյուրն ունի եզակի ատոմային թիվ՝ միջուկի պրոտոնների թիվը: Շատ տարրեր ունեն նեյտրոնների տարբեր քանակություն՝ իզոտոպներ: Օրինակ, ածխածինը ունի երեք բնական իզոտոպներ: Նրա բոլոր ատոմներն ունեն վեց պրոտոն, որոնցից շատերը ունեն վեց նեյտրոններ և մոտ 1% - 7 նեյտրոններ: Աղյուսակում իզոտոպները երբեք չեն բաժանվում, քանի որ դրանք խմբավորված են մեկ տարրի տակ: Եթե ​​տարրերը զուրկ են կայուն իզոտոպներից, ապա դրանք օժտված են ամենակայունին պատկանող զանգվածով (նշված է փակագծերում)։

Գիտնականներին հաջողվել է հայտնաբերել կամ սինթեզել ատոմային թվերի բոլոր տարրերը՝ 1-ից (ջրածին) մինչև 118 (օգանեսոն): Բայց նույնիսկ վերջին տարրից դուրս շարունակում են ստեղծվել նորերը։ Դեռևս քննարկվում է, թե արդյոք նորերը պետք է ավելացվեն սեղանին։

Չնայած այն հանգամանքին, որ ավելի վաղ աղյուսակները նույնպես հայտնի են, առաջին հրապարակումը Դմիտրի Մենդելեևի տարբերակն էր 1869 թ. Նա ստեղծել է այն, որպեսզի ցույց տա որոշակի տարրերի բնութագրերի պարբերական միտումներ։ Նրան հաջողվել է նաև գուշակել դեռևս չգտնվածների հատկությունները, որոնք արձանագրվել են իր անվան աղյուսակում։ Նոր տարրերի գալուստով այն ընդլայնվեց և լրացվեց:

Մենդելեևի պարբերական աղյուսակը (1869) ցույց է տալիս ժամանակաշրջանները ուղղահայաց և խմբավորումները հորիզոնական

Հայտնի է տարրերի պարբերական աղյուսակը լուսավորելու համար

ՍԱՀՄԱՆԱՓԱԿ ԿԱ
ՊԱՐԲԵՐԱԿԱՆ ԱՂՅՈՒՍԱԿ
Դ.Ի.ՄԵՆԴԵԼԵՎ.

ՆՈՐ ԻՐԵՐԻ ԲԱՑՈՒՄ

ՊՔիմիական տարրերի համակարգվածության խնդիրը մեծ ուշադրություն գրավեց 19-րդ դարի կեսերին, երբ պարզ դարձավ, որ մեզ շրջապատող նյութերի բազմազանությունը համեմատաբար փոքր քանակությամբ քիմիական տարրերի տարբեր համակցությունների արդյունք է։

Տարրերի և դրանց միացությունների քաոսի մեջ ռուս մեծ քիմիկոս Դ.Ի.Մենդելեևն առաջինն էր, ով կարգի բերեց իրերը՝ ստեղծելով տարրերի իր պարբերական աղյուսակը:

1869 թվականի մարտի 1-ը համարվում է պարբերական օրենքի հայտնաբերման օր, երբ Մենդելեևն այդ մասին տեղեկացրեց գիտական ​​հանրությանը։ Գիտնականն իր աղյուսակում տեղավորել է այն ժամանակ հայտնի 63 տարրերն այնպես, որ այդ տարրերի և դրանց միացությունների հիմնական հատկությունները պարբերաբար փոխվում են, քանի որ դրանց ատոմային զանգվածը մեծանում է։ Աղյուսակի հորիզոնական և ուղղահայաց ուղղություններով տարրերի հատկությունների նկատվող փոփոխությունները հետևում էին խիստ կանոնների: Օրինակ, մետաղական (հիմնական) նիշը, որն արտասանվում է Ia խմբի տարրերում, աղյուսակի հորիզոնականի երկայնքով նվազում է և ատոմային զանգվածի աճով մեծանում է ուղղահայաց երկայնքով:

Բաց օրենքի հիման վրա Մենդելեևը կանխատեսեց մի քանի դեռ չբացահայտված տարրերի հատկությունները և դրանց տեղը պարբերական աղյուսակում։ Արդեն 1875 թվականին հայտնաբերվել է «էկաալյումին» (գալիում), չորս տարի անց՝ «եկաբոր» (սկանդիում), իսկ 1886 թվականին՝ «էասիլիկոն» (գերմանիում)։ Հետագա տարիներին պարբերական աղյուսակը ծառայել և ծառայում է որպես ուղեցույց նոր տարրերի որոնման և դրանց հատկությունների կանխատեսման գործում:

Այնուամենայնիվ, ոչ ինքը Մենդելեևը, ոչ էլ նրա ժամանակակիցները չեն կարողացել պատասխանել այն հարցին, թե որո՞նք են տարրերի հատկությունների պարբերականության պատճառները, արդյոք և որտեղ է պարբերական համակարգի սահմանը: Մենդելեևը կանխատեսում էր, որ տարրերի հատկությունների և ատոմային զանգվածի միջև իր ներկայացրած փոխհարաբերության պատճառը հենց ատոմների բարդության մեջ է։

Է.Ռադերֆորդի, Ն.Բորի և այլ գիտնականների աշխատություններում քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի ստեղծումից շատ տարիներ անց ապացուցվեց ատոմի բարդ կառուցվածքը։ Ատոմային ֆիզիկայի հետագա ձեռքբերումները հնարավորություն տվեցին լուծել քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի բազմաթիվ անհասկանալի խնդիրներ։ Նախ պարզվեց, որ տարրի տեղը պարբերական համակարգում որոշվում է ոչ թե ատոմային զանգվածով, այլ միջուկի լիցքով։ Պարզ դարձավ տարրերի և դրանց միացությունների քիմիական հատկությունների պարբերականության բնույթը։

Ատոմը սկսեց դիտարկվել որպես համակարգ, որի կենտրոնում կա դրական լիցքավորված միջուկ, և նրա շուրջը պտտվում են բացասական լիցքավորված էլեկտրոններ։ Այս դեպքում էլեկտրոնները խմբավորվում են շրջանաձև միջուկային տարածության մեջ և շարժվում են էլեկտրոնային թաղանթներում ներառված որոշակի ուղեծրերով։

Ատոմի բոլոր էլեկտրոնները սովորաբար նշվում են թվերով և տառերով։ Ըստ այս նշանակման՝ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 հիմնական քվանտային թվերը վերաբերում են էլեկտրոնային թաղանթներին, իսկ տառերին. ս, էջ, դ, զ, է– յուրաքանչյուր կեղևի ենթափեղկերին (ուղիղներին): Առաջին կեղևը (հաշվելով միջուկից) ունի միայն ս-էլեկտրոններ, երկրորդը կարող է ունենալ ս- Եվ էջ- էլեկտրոններ, երրորդը - ս-, էջ- Եվ դ- էլեկտրոններ, չորրորդ - ս-,
էջ-, դ- Եվ զ- էլեկտրոններ և այլն:

Յուրաքանչյուր թաղանթ կարող է տեղավորել շատ որոշակի քանակությամբ էլեկտրոններ՝ առաջինը՝ 2, երկրորդը՝ 8, երրորդը՝ 18, չորրորդը և հինգերորդը՝ յուրաքանչյուրը 32: Սա որոշում է պարբերական աղյուսակի ժամանակաշրջաններում տարրերի քանակը: Տարրերի քիմիական հատկությունները որոշվում են ատոմների արտաքին և մինչարտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքով, այսինքն. քանի էլեկտրոն են պարունակում:

Ատոմի միջուկը բաղկացած է դրական լիցքավորված մասնիկներից՝ պրոտոններից և էլեկտրականորեն չեզոք մասնիկներից՝ նեյտրոններից, որոնք հաճախ կոչվում են մեկ բառով՝ նուկլեոններ։ Տարրի հերթական թիվը (նրա տեղը պարբերական աղյուսակում) որոշվում է տվյալ տարրի ատոմի միջուկի պրոտոնների քանակով։ Զանգվածային համարը ԲԱՅՑտարրի ատոմը հավասար է պրոտոնների թվերի գումարին Զև նեյտրոններ Նմիջուկում: Ա = Զ + Ն. Միջուկում նեյտրոնների տարբեր քանակով նույն տարրի ատոմները նրա իզոտոպներն են։

Նույն տարրի տարբեր իզոտոպների քիմիական հատկությունները չեն տարբերվում միմյանցից, մինչդեռ միջուկային հատկությունները շատ տարբեր են։ Սա հիմնականում դրսևորվում է իզոտոպների կայունությամբ (կամ անկայունությամբ), որն էապես կախված է միջուկում պրոտոնների և նեյտրոնների քանակի հարաբերակցությունից։ Տարրերի թեթև կայուն իզոտոպները սովորաբար ունեն հավասար թվով պրոտոններ և նեյտրոններ։ Միջուկի լիցքի ավելացմամբ, այսինքն՝ աղյուսակում տարրի հերթական համարը, այս հարաբերակցությունը փոխվում է: Կայուն ծանր միջուկներն ունեն գրեթե մեկուկես անգամ ավելի շատ նեյտրոններ, քան պրոտոնները:

Ինչպես ատոմային էլեկտրոնները, նուկլեոնները նույնպես ձևավորում են թաղանթներ։ Միջուկում մասնիկների քանակի ավելացմամբ, պրոտոնային և նեյտրոնային թաղանթները հաջորդաբար լցվում են: Ամբողջությամբ լցված պատյաններով միջուկներն ամենակայունն են։ Օրինակ, կապարի Pb-208 իզոտոպը բնութագրվում է շատ կայուն միջուկային կառուցվածքով, որը լցված է պրոտոնային թաղանթներով ( Զ= 82) և նեյտրոններ ( Ն = 126).

Նման լցված միջուկային թաղանթները նման են իներտ գազի ատոմների լցված էլեկտրոնային թաղանթներին, որոնք ներկայացնում են պարբերական աղյուսակի առանձին խումբ։ Ամբողջովին լցված պրոտոնով կամ նեյտրոնային թաղանթով ատոմների կայուն միջուկները պարունակում են պրոտոնների կամ նեյտրոնների որոշակի «կախարդական» թվեր՝ 2, 8, 20, 28, 50, 82, 114, 126, 184. հատկություններ, միջուկային հատկությունների պարբերականությունը նույնպես բնորոշ է։ . Իզոտոպների միջուկներում պրոտոնների և նեյտրոնների քանակի տարբեր համակցությունների շարքում (զույգ-զույգ; զույգ-կենտ; կենտ-զույգ; կենտ-կենտ), դա այն միջուկներն են, որոնք պարունակում են զույգ թվով պրոտոններ և զույգ թվով նեյտրոններ: որոնք առավել կայուն են:

Միջուկում պրոտոններ և նեյտրոններ պահող ուժերի բնույթը դեռևս բավականաչափ պարզ չէ։ Ենթադրվում է, որ նուկլոնների միջև գործում են ձգողականության շատ մեծ ուժեր, որոնք նպաստում են միջուկների կայունության բարձրացմանը։

TOԱնցյալ դարի երեսունականների կեսերին պարբերական աղյուսակն այնքան զարգացավ, որ արդեն ցույց էր տալիս 92 տարրի դիրքը։ 92 սերիական համարի տակ ուրան էր՝ Երկրի վրա հայտնաբերված բնական ծանր տարրերից վերջինը 1789 թվականին: Աղյուսակի 92 տարրերից միայն 43, 61, 85 և 87 սերիական համարներով տարրերը ճշգրիտ չեն նույնացվել երեսունականներին։ Դրանք հայտնաբերվել և ուսումնասիրվել են ավելի ուշ։ 61 ատոմային համարով հազվագյուտ հողային տարր՝ պրոմեթիումը, փոքր քանակությամբ հայտնաբերվել է հանքաքարերում՝ որպես ուրանի ինքնաբուխ քայքայման արդյունք։ Բացակայող տարրերի ատոմային միջուկների վերլուծությունը ցույց տվեց, որ դրանք բոլորն էլ ռադիոակտիվ են, և կարճ կիսամյակի պատճառով նրանք չեն կարող գոյություն ունենալ Երկրի վրա նկատելի կոնցենտրացիաներով:

Ելնելով այն հանգամանքից, որ Երկրի վրա հայտնաբերված վերջին ծանր տարրը 92 ատոմային համարով տարրն էր, կարելի էր ենթադրել, որ դա Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի բնական սահմանն է։ Այնուամենայնիվ, ատոմային ֆիզիկայի ձեռքբերումները ցույց տվեցին այն ուղին, որով հնարավոր դարձավ անցնել բնության կողմից սահմանված պարբերական աղյուսակի սահմանը:

Բ–ի հետ տարրեր մասինՈւրանից ավելի մեծ ատոմային թվերը կոչվում են տրանսուրան: Իրենց ծագմամբ այդ տարրերը արհեստական ​​են (սինթետիկ): Դրանք ստացվում են բնության մեջ հայտնաբերված տարրերի միջուկային փոխակերպման ռեակցիաներով։

Պարբերական աղյուսակի տրանսուրանի շրջանը հայտնաբերելու առաջին փորձը, չնայած ոչ ամբողջությամբ հաջողված, արեց իտալացի ֆիզիկոս Էնրիկո Ֆերմին Հռոմում նեյտրոնների գոյության ապացուցումից անմիջապես հետո: Բայց միայն 1940-1941 թթ. Առաջին երկու տրանսուրանի տարրերի՝ նեպտունիումի (ատոմային համարը 93) և պլուտոնիումի (ատոմային համարը 94) հայտնաբերման գործում հաջողության են հասել Բերքլիի Կալիֆորնիայի համալսարանի ամերիկացի գիտնականները:

Տրանսուրանի տարրերի ստացման մեթոդների հիմքում ընկած են միջուկային ռեակցիաների մի քանի տեսակներ։

Առաջին տեսակը նեյտրոնային միաձուլումն է։ Այս մեթոդով նեյտրոններով ճառագայթված ծանր ատոմների միջուկներում նեյտրոններից մեկը վերածվում է պրոտոնի։ Ռեակցիան ուղեկցվում է այսպես կոչված էլեկտրոնային քայքայմամբ (--քայքայված)՝ բացասաբար լիցքավորված մասնիկի (էլեկտրոնի) հսկայական կինետիկ էներգիայով միջուկից առաջացումն ու արտամղումը։ Ռեակցիան հնարավոր է միջուկում նեյտրոնների ավելցուկով։

Հակառակ ռեակցիան պրոտոնի փոխակերպումն է նեյտրոնի՝ դրական լիցքավորված + -մասնիկի (պոզիտրոն) արտանետմամբ։ Նմանատիպ պոզիտրոնային քայքայում (+ -քայքայում) նկատվում է, երբ միջուկներում նեյտրոնների պակաս կա և հանգեցնում է միջուկային լիցքի նվազմանը, այսինքն. տարրի ատոմային թիվը մեկով նվազեցնելու համար. Նմանատիպ էֆեկտ է ձեռք բերվում, երբ պրոտոնը վերածվում է նեյտրոնի՝ գրավելով մոտակա ուղեծրային էլեկտրոնը։

Նոր տրանսուրանի տարրերը սկզբում ստացվել են ուրանից միջուկային ռեակտորներում նեյտրոնային միաձուլման միջոցով (որպես միջուկային ռումբի պայթյունների արտադրանք), իսկ ավելի ուշ սինթեզվել են մասնիկների արագացուցիչների՝ ցիկլոտրոնների միջոցով:

Երկրորդ տեսակը սկզբնական տարրի ատոմների («թիրախ») և թեթև տարրերի ատոմների միջուկների (ջրածնի, հելիումի, ազոտի, թթվածնի և այլոց իզոտոպներ) միջև ռեակցիաներն են, որոնք օգտագործվում են որպես ռմբակոծող մասնիկներ։ «Թիրախ» և «արկ» միջուկներում գտնվող պրոտոններն ունեն դրական էլեկտրական լիցք և միմյանց մոտենալիս ուժեղ վանում են ապրում։ վանող ուժերը հաղթահարելու, բաղադրյալ միջուկ ստեղծելու համար անհրաժեշտ է «արկի» ատոմներին ապահովել շատ մեծ կինետիկ էներգիայով։ Ռմբակոծող մասնիկների նման հսկայական էներգիան պահվում է ցիկլոտրոններում։ Ստացված միջանկյալ բաղադրյալ միջուկն ունի բավականին մեծ ավելցուկային էներգիա, որը պետք է ազատվի նոր միջուկը կայունացնելու համար։ Ծանր տրանսուրանի տարրերի դեպքում այս ավելցուկային էներգիան, երբ միջուկային տրոհում տեղի չի ունենում, ցրվում է γ-ճառագայթների (բարձր էներգիայի էլեկտրամագնիսական ճառագայթման) և գրգռված միջուկներից նեյտրոնների «գոլորշիացման» միջոցով։ Նոր տարրի ատոմային միջուկները ռադիոակտիվ են։ Նրանք ձգտում են հասնել ավելի բարձր կայունության՝ փոխելով ներքին կառուցվածքը ռադիոակտիվ էլեկտրոնային՝ քայքայման կամ քայքայման և ինքնաբուխ տրոհման միջոցով: Նման միջուկային ռեակցիաները բնորոշ են 98-ից բարձր սերիական համարներով տարրերի ամենածանր ատոմներին:

Ռադիոակտիվ տարրերի ատոմների միջուկների ինքնաբուխ, ինքնաբուխ տրոհման ռեակցիան հայտնաբերել են մեր հայրենակից Գ.Ն.Ֆլերովը և չեխ Կ.Ա. Պետրժակը Միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտում (JINR, Դուբնա) ուրանի-238-ի հետ փորձերի ժամանակ: Սերիական համարի ավելացումը հանգեցնում է ռադիոակտիվ տարրերի ատոմների միջուկների կիսամյակի արագ նվազմանը:

Այս փաստի կապակցությամբ ականավոր ամերիկացի գիտնական, Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր GT Seaborg-ը, ով մասնակցել է տրանսուրանի ինը տարրերի հայտնաբերմանը, կարծում էր, որ նոր տարրերի հայտնաբերումը, հավանաբար, կավարտվի մոտավորապես 110 սերիական համարով տարրի մոտ (հատկություններով նման. պլատին): Պարբերական աղյուսակի սահմանի մասին այս գաղափարը արտահայտվել է անցյալ դարի 60-ականներին մի զգուշավորությամբ. եթե չհայտնաբերվեն տարրերի սինթեզի նոր մեթոդներ և ամենածանր տարրերի կայունության դեռևս անհայտ շրջանների առկայությունը։ Այս հնարավորություններից մի քանիսը բացահայտվել են:

Նոր տարրերի սինթեզի միջուկային ռեակցիաների երրորդ տեսակը միջին ատոմային զանգվածով (կալցիում, տիտանի, քրոմ, նիկել) բարձր էներգիայի իոնների ռեակցիան է՝ որպես ռմբակոծող մասնիկներ և կայուն տարրերի (կապար, բիսմուտ) ատոմներ՝ որպես « թիրախ» ծանր ռադիոակտիվ իզոտոպների փոխարեն։ Ավելի ծանր տարրեր ստանալու այս եղանակը առաջարկվել է 1973 թվականին մեր գիտնական Յու.Ծ.Օգանեսյանի կողմից՝ JINR-ից և հաջողությամբ կիրառվել այլ երկրներում։ Առաջարկվող սինթեզի մեթոդի հիմնական առավելությունը «արկ» և «թիրախ» միջուկների միաձուլման ժամանակ ավելի քիչ «տաք» բաղադրյալ միջուկների առաջացումն էր։ Բաղադրյալ միջուկների ավելցուկային էներգիայի արտազատումը այս դեպքում տեղի է ունեցել զգալիորեն ավելի փոքր թվով նեյտրոնների «գոլորշիացման» արդյունքում (չորս կամ հինգի փոխարեն մեկ կամ երկու)։

Անսովոր միջուկային ռեակցիա հազվագյուտ Ca-48 իզոտոպի իոնների միջև, որն արագացել է ցիկլոտրոնում
U-400-ը և Curium Cm-248 ակտինոիդ տարրի ատոմները՝ տարր-114 («էկասլեադ») ձևավորմամբ հայտնաբերվել են Դուբնայում 1979 թվականին: Պարզվել է, որ այս ռեակցիան առաջացնում է «սառը» միջուկ, որը «չի գոլորշիանում»: Մեկ նեյտրոն, և ամբողջ ավելցուկային էներգիան տարվում է մեկ մասնիկով: Սա նշանակում է, որ նոր տարրերի սինթեզի համար կարելի է նաև իրականացնել չորրորդ տեսակմիջուկային ռեակցիաներ միջին զանգվածային թվով ատոմների արագացված իոնների և ծանր տրանսուրանի տարրերի ատոմների միջև։

INՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգի տեսության զարգացումը կարևոր դեր է խաղացել 58–71 սերիական համարներով լանտանիդների և 90–103 սերիական համարներով ակտինիդների էլեկտրոնային թաղանթների քիմիական հատկությունների և կառուցվածքի համեմատության մեջ։ Ցույց է տրվել, որ լանտանիդների և ակտինիդների քիմիական հատկությունների նմանությունը պայմանավորված է նրանց էլեկտրոնային կառուցվածքների նմանությամբ։ Տարրերի երկու խմբերն էլ հաջորդական լրացմամբ 4 ներքին անցումային շարքի օրինակ են զ- կամ 5 զ-էլեկտրոնային թաղանթները, համապատասխանաբար, արտաքինը լցնելուց հետո ս- Եվ Ռ- էլեկտրոնային ուղեծրեր.

Պարբերական աղյուսակում 110 և ավելի ատոմային թվերով տարրերը կոչվում էին գերծանր: Այս տարրերի հայտնաբերման ուղղությամբ առաջընթացն ավելի ու ավելի դժվար ու երկար է դառնում, քանի որ. Բավական չէ նոր տարր սինթեզել, անհրաժեշտ է բացահայտել այն և ապացուցել, որ նոր տարրն ունի միայն իր բնորոշ հատկությունները: Դժվարությունները պայմանավորված են նրանով, որ նոր տարրերի հատկությունները ուսումնասիրելու համար հասանելի են փոքր քանակությամբ ատոմներ։ Ժամանակը, որի ընթացքում նոր տարրը կարելի է ուսումնասիրել մինչև ռադիոակտիվ քայքայումը, սովորաբար շատ կարճ է: Այս դեպքերում, նույնիսկ երբ նոր տարրի միայն մեկ ատոմ է ստացվել, այն հայտնաբերելու և որոշ բնութագրեր նախնական ուսումնասիրելու համար օգտագործվում է ռադիոակտիվ հետագծերի մեթոդը։

Element-109, meitnerium, պարբերական աղյուսակի վերջին տարրն է, որը հայտնաբերվել է քիմիայի դասագրքերի մեծ մասում: Տարր-110-ը, որը պատկանում է պարբերական համակարգի նույն խմբին, ինչ պլատինը, առաջին անգամ սինթեզվել է Դարմշտադտում (Գերմանիա) 1994 թվականին՝ օգտագործելով հզոր ծանր իոնային արագացուցիչ՝ ըստ ռեակցիայի.

Ստացված իզոտոպի կես կյանքը չափազանց կարճ է։ 2003 թվականի օգոստոսին IUPAC-ի 42-րդ Գլխավոր ասամբլեան և IUPAC (Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միություն) խորհուրդը պաշտոնապես հաստատեցին տարր-110-ի անվանումն ու խորհրդանիշը՝ darmstadtium, Ds:

Նույն տեղում՝ Դարմշտադտում, 1994 թվականին, առաջին անգամ ստացվել է 111 տարրը՝ որպես «թիրախ» 64 28 Ni իզոտոպային իոնների փնջի գործողությամբ 209 83 Bi ատոմների վրա։ 2004 թվականի իր որոշմամբ IUPAC-ը ճանաչեց հայտնագործությունը և հավանություն տվեց 111 տարրը ռենտգենիում Rg անվանելու առաջարկին՝ ի պատիվ գերմանացի նշանավոր ֆիզիկոս Վ.Կ. Ռենտգենի, ով հայտնաբերեց. X-ճառագայթներ, որոնց նա նման անուն է տվել դրանց բնույթի անորոշության պատճառով։

JINR-ից ստացված տեղեկատվության համաձայն՝ Միջուկային ռեակցիաների լաբորատորիայում. Գ.Ն. Ֆլերովան սինթեզել է տարրեր 110–118 սերիական համարներով (բացառությամբ տարր-117):

Ըստ ռեակցիայի սինթեզի արդյունքում.

1996 թվականին Դարմշտադտում ստացվել են նոր տարր-112-ի մի քանի ատոմներ, որոնք քայքայվում են մասնիկների արտազատմամբ: Այս իզոտոպի կես կյանքը կազմել է ընդամենը 240 միկրովայրկյան: Քիչ անց, JINR-ում, տարր-112-ի նոր իզոտոպների որոնումն իրականացվեց՝ U-235 ատոմները Ca-48 իոններով ճառագայթելով։

2004 թվականի փետրվարին հեղինակավոր գիտական ​​ամսագրերում զեկույցներ հայտնվեցին JINR-ում մեր գիտնականների կողմից Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիայի (ԱՄՆ) ամերիկացի հետազոտողների հետ 115 և 113 համարներով երկու նոր տարրերի հայտնաբերման մասին: Գիտնականների այս խումբը փորձարկումներ կատարեց: դուրս է եկել հուլիսին – 2003 թվականի օգոստոսին U-400 ցիկլոտրոնում՝ գազով լցված բաժանարարով, Am-243 ատոմների և Ca-48 իզոտոպի իոնների միջև ռեակցիայի ժամանակ, զանգվածային թվով տարրի 115 իզոտոպի 1 ատոմ։ Սինթեզվել են 287 և 288 զանգվածային թվով 3 ատոմներ, -115 տարրի բոլոր չորս ատոմները արագ քայքայվել են -մասնիկների արձակմամբ և 282 և 284 զանգվածային թվերով 113 տարրի իզոտոպների ձևավորմամբ: Ամենակայուն իզոտոպը 284 113-ն ունեցել է մոտ 0,48 վրկ կիսամյակ: Այն փլուզվել է -մասնիկների արտանետմամբ և վերածվել ռենտգենյան իզոտոպի 280 Rg:

2004 թվականի սեպտեմբերին ֆիզիկաքիմիական հետազոտությունների ինստիտուտի ճապոնացի գիտնականների խումբը՝ Կոսուկի Մորիտայի գլխավորությամբ։ (Կոսուկե Մորիտա)ասաց, որ նրանք սինթեզել են տարր-113 ռեակցիայի միջոցով.

Մասնիկների արտազատմամբ դրա քայքայման ընթացքում ստացվել է ռենտգենյան իզոտոպ 274 Rg: Քանի որ սա ճապոնացի գիտնականների ձեռք բերած առաջին արհեստական ​​տարրն է, նրանք զգացին, որ իրավունք ունեն առաջարկել այն անվանել «Ճապոնիա»։

Կուրիումից 288 զանգվածային թվով տարր-114 իզոտոպի անսովոր սինթեզն արդեն նշվել է վերևում: 1999 թվականին զեկույց հայտնվեց JINR-ում նույն տարրի իզոտոպի արտադրության մասին՝ 114՝ ռմբակոծելով 244 զանգվածային թվով պլուտոնիումի ատոմները Ca-48 իոններով։

118 և 116 սերիական համարներով տարրերի հայտնաբերման մասին հայտարարվել է նաև ca-48 ծանր իոնային ճառագայթով californium Cf-249 և curium Cm-245 իզոտոպների միջուկային ռեակցիաների երկարատև համատեղ ուսումնասիրությունների արդյունքում, որոնք իրականացվել են Ռուսաստանի և Ամերիկացի գիտնականները 2002-2005թթ. JINR-ում: Տարր-118-ը փակում է պարբերական համակարգի 7-րդ պարբերությունը, իր հատկություններով այն ազնիվ գազի ռադոնի անալոգն է։ Տարր-116-ը պետք է ունենա պոլոնիումի հետ ընդհանուր որոշ հատկություններ:

Ձևավորված ավանդույթի համաձայն՝ նոր քիմիական տարրերի հայտնաբերումը և դրանց նույնականացումը պետք է հաստատվի IUPAC-ի որոշմամբ, սակայն տարրերի անուններն առաջարկելու իրավունքը տրվում է հայտնաբերողներին։ Ինչպես Երկրի քարտեզը, պարբերական աղյուսակը արտացոլում էր տարածքների, երկրների, քաղաքների և գիտական ​​կենտրոնների անունները, որտեղ հայտնաբերվել և ուսումնասիրվել են տարրերը և դրանց միացությունները, հավերժացրել են հայտնի գիտնականների անունները, ովքեր մեծ ներդրում են ունեցել պարբերական համակարգի զարգացման գործում: քիմիական տարրերից. Եվ պատահական չէ, որ տարր-101-ը կրում է Դ.Ի.Մենդելեևի անունը։

Հարցին պատասխանելու համար, թե որտեղ կարող է անցնել պարբերական համակարգի սահմանը, ժամանակին գնահատվել է դրական լիցքավորված միջուկ ատոմների ներքին էլեկտրոնների ձգման էլեկտրաստատիկ ուժերը։ Որքան մեծ է տարրի սերիական համարը, այնքան ավելի ուժեղ է սեղմվում միջուկի շուրջ էլեկտրոնային «մուշտակը», այնքան ներքին էլեկտրոններն ավելի ուժեղ են ձգվում դեպի միջուկը։ Պետք է գա մի պահ, երբ էլեկտրոնները կսկսեն բռնվել միջուկի կողմից: Նման գրավման և միջուկի լիցքի նվազման արդյունքում անհնար է դառնում շատ ծանր տարրերի գոյությունը։ Նմանատիպ աղետալի իրավիճակ պետք է առաջանա, երբ տարրի հերթական թիվը 170–180 է։

Այս վարկածը հերքվեց և ցույց տվեց, որ էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքի մասին պատկերացումների առումով շատ ծանր տարրերի գոյության սահմանափակումներ չկան։ Սահմանափակումները առաջանում են հենց միջուկների անկայունության արդյունքում։

Այնուամենայնիվ, պետք է ասել, որ տարրերի կյանքի տևողությունը անկանոն կերպով նվազում է ատոմային թվի ավելացման հետ: Գերծանր տարրերի կայունության հաջորդ ակնկալվող շրջանը, միջուկի փակ նեյտրոնների կամ պրոտոնային թաղանթների հայտնվելու պատճառով, պետք է ընկած լինի կրկնակի կախարդական միջուկի մոտակայքում՝ 164 պրոտոններով և 308 նեյտրոններով: Նման տարրերի բացման հնարավորությունը դեռ պարզ չէ։

Այսպիսով, տարրերի պարբերական աղյուսակի սահմանի հարցը դեռ մնում է։ Ելնելով տարրի ատոմային թվի աճով էլեկտրոնային թաղանթները լրացնելու կանոններից՝ պարբերական աղյուսակի կանխատեսված 8-րդ պարբերությունը պետք է պարունակի սուպերակտինոիդ տարրեր։ Դ.Ի. Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում նրանց հատկացված տեղը համապատասխանում է տարրերի III խմբին, որոնք նման են արդեն հայտնի հազվագյուտ հողային և ակտինիդ տրանսուրանի տարրերին:

Ինչպե՞ս օգտագործել պարբերական աղյուսակը: Չգիտակցված մարդու համար պարբերական աղյուսակը կարդալը նույնն է, ինչ էլֆերի հնագույն ռունագրերը գաճաճի համար նայելը: Իսկ պարբերական աղյուսակը կարող է շատ բան պատմել աշխարհի մասին։

Քննությանը ձեզ ծառայելուց բացի, այն նաև ուղղակի անփոխարինելի է հսկայական քանակությամբ քիմիական և ֆիզիկական խնդիրների լուծման համար։ Բայց ինչպես կարդալ այն: Բարեբախտաբար, այսօր բոլորը կարող են սովորել այս արվեստը: Այս հոդվածում մենք ձեզ կասենք, թե ինչպես հասկանալ պարբերական աղյուսակը:

Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգը (Մենդելեևի աղյուսակը) քիմիական տարրերի դասակարգում է, որը հաստատում է տարրերի տարբեր հատկությունների կախվածությունը ատոմային միջուկի լիցքից։

Աղյուսակի ստեղծման պատմությունը

Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը հասարակ քիմիկոս չէր, եթե ինչ-որ մեկն այդպես է կարծում։ Եղել է քիմիկոս, ֆիզիկոս, երկրաբան, չափագետ, բնապահպան, տնտեսագետ, նավթագործ, օդագնաց, գործիքագործ և ուսուցիչ։ Իր կյանքի ընթացքում գիտնականին հաջողվել է բազմաթիվ հիմնարար հետազոտություններ կատարել գիտելիքի տարբեր ոլորտներում։ Օրինակ, տարածված է այն կարծիքը, որ հենց Մենդելեևն է հաշվարկել օղու իդեալական ուժը՝ 40 աստիճան։

Մենք չգիտենք, թե ինչպես է Մենդելեևը վերաբերվում օղուն, բայց հաստատ հայտնի է, որ նրա դիսերտացիա «Դիսկուրս ալկոհոլի համադրության ջրի հետ» թեմայով ոչ մի կապ չի ունեցել օղու հետ և դիտարկել է ալկոհոլի կոնցենտրացիան 70 աստիճանից։ Գիտնականի բոլոր արժանիքներով հանդերձ, քիմիական տարրերի պարբերական օրենքի բացահայտումը` բնության հիմնարար օրենքներից մեկը, նրան ամենալայն համբավ բերեց:

Գոյություն ունի լեգենդ, ըստ որի գիտնականը երազում էր պարբերական համակարգի մասին, որից հետո նրան մնում էր միայն վերջնական տեսքի բերել ի հայտ եկած գաղափարը։ Բայց եթե ամեն ինչ այդքան պարզ լիներ... Պարբերական աղյուսակի ստեղծման այս տարբերակը, ըստ երևույթին, ոչ այլ ինչ է, քան լեգենդ: Հարցին, թե ինչպես է բացվել սեղանը, ինքը՝ Դմիտրի Իվանովիչը, պատասխանել է. Ես դրա մասին մտածում էի երևի քսան տարի, և դու մտածում ես. ես նստեցի և հանկարծ ... պատրաստ է »:

XIX դարի կեսերին հայտնի քիմիական տարրերը (հայտնի էր 63 տարր) պարզեցնելու փորձերը միաժամանակ ձեռնարկվեցին մի քանի գիտնականների կողմից։ Օրինակ՝ 1862 թվականին Ալեքսանդր Էմիլ Շանկուրտուան ​​տարրերը դրեց խխունջի երկայնքով և նշեց քիմիական հատկությունների ցիկլային կրկնությունը։

Քիմիկոս և երաժիշտ Ջոն Ալեքսանդր Նյուլանդսն առաջարկել է պարբերական աղյուսակի իր տարբերակը 1866 թվականին։ Հետաքրքիր փաստ է այն, որ տարրերի դասավորության մեջ գիտնականը փորձել է բացահայտել միստիկ երաժշտական ​​ներդաշնակություն։ Մյուս փորձերի թվում էր Մենդելեևի փորձը, որը պսակվեց հաջողությամբ։

1869 թվականին հրապարակվել է աղյուսակի առաջին սխեման, իսկ 1869 թվականի մարտի 1-ը համարվում է պարբերական օրենքի հայտնաբերման օր։ Մենդելեևի հայտնագործության էությունը կայանում էր նրանում, որ աճող ատոմային զանգված ունեցող տարրերի հատկությունները փոխվում են ոչ թե միապաղաղ, այլ պարբերաբար։

Աղյուսակի առաջին տարբերակը պարունակում էր ընդամենը 63 տարր, սակայն Մենդելեևը մի շարք շատ ոչ ստանդարտ որոշումներ կայացրեց։ Այսպիսով, նա կռահեց, որ աղյուսակում տեղ կթողնի դեռ չբացահայտված տարրերը, ինչպես նաև փոխեց որոշ տարրերի ատոմային զանգվածները: Մենդելեևի կողմից բխած օրենքի հիմնարար ճիշտությունը հաստատվեց շատ շուտով՝ գալիումի, սկանդիումի և գերմանիումի հայտնաբերումից հետո, որոնց գոյությունը կանխատեսել էին գիտնականները։

Պարբերական աղյուսակի ժամանակակից տեսք

Ստորև ներկայացված է հենց աղյուսակը:

Այսօր ատոմային քաշի (ատոմային զանգվածի) փոխարեն օգտագործվում է ատոմային թիվ (միջուկում պրոտոնների թիվը) հասկացությունը՝ տարրերը դասավորելու համար։ Աղյուսակը պարունակում է 120 տարր, որոնք դասավորված են ձախից աջ ատոմային թվի (պրոտոնների քանակի) աճման կարգով։

Աղյուսակի սյունակները այսպես կոչված խմբեր են, իսկ տողերը՝ կետ։ Աղյուսակում կա 18 խումբ և 8 ժամանակաշրջան։

1. Տարրերի մետաղական հատկությունները նվազում են ձախից աջ ընկած ժամանակահատվածում շարժվելիս և մեծանում են հակառակ ուղղությամբ:
2. Ատոմների չափերը նվազում են, երբ նրանք ձախից աջ են շարժվում ժամանակաշրջանների ընթացքում:
3. Խմբում վերևից ներքև շարժվելիս մեծանում են նվազող մետաղական հատկությունները։
4. Ձախից աջ ընկած ժամանակահատվածում ավելանում են օքսիդացնող և ոչ մետաղական հատկությունները:

Ի՞նչ ենք մենք սովորում աղյուսակից տարրի մասին: Օրինակ, վերցնենք աղյուսակի երրորդ տարրը՝ լիթիումը, և մանրամասն դիտարկենք այն։

Առաջին հերթին մենք տեսնում ենք հենց տարրի խորհրդանիշը և նրա անունը: Վերևի ձախ անկյունում տարրի ատոմային համարն է՝ ըստ աղյուսակում տարրի գտնվելու հերթականության։ Ատոմային թիվը, ինչպես արդեն նշվեց, հավասար է միջուկի պրոտոնների թվին։ Դրական պրոտոնների թիվը սովորաբար հավասար է ատոմի բացասական էլեկտրոնների թվին (բացառությամբ իզոտոպների):

Ատոմային զանգվածը նշվում է ատոմային թվի տակ (աղյուսակի այս տարբերակում): Եթե ​​ատոմային զանգվածը կլորացնենք մոտակա ամբողջ թվին, ապա կստանանք այսպես կոչված զանգվածային թիվը։ Զանգվածային թվի և ատոմային թվի տարբերությունը տալիս է միջուկում նեյտրոնների թիվը։ Այսպիսով, հելիումի միջուկում նեյտրոնների թիվը երկու է, իսկ լիթիումում՝ չորս։

Այսպիսով, մեր դասընթացը «Մենդելեևի սեղան դյումիների համար» ավարտվեց: Եզրափակելով, մենք ձեզ հրավիրում ենք դիտելու թեմատիկ տեսանյութ, և հուսով ենք, որ Մենդելեևի պարբերական աղյուսակը օգտագործելու հարցը ձեզ համար ավելի պարզ է դարձել: Հիշեցնում ենք, որ նոր առարկա սովորելը միշտ ավելի արդյունավետ է ոչ միայնակ, այլ փորձառու մենթորի օգնությամբ։ Այդ իսկ պատճառով երբեք չպետք է մոռանաք ուսանողական ծառայության մասին, որը սիրով կկիսվի ձեզ հետ իրենց գիտելիքներով և փորձով։

Բնության մեջ կան բազմաթիվ կրկնվող հաջորդականություններ.

• սեզոններ;
• Օրվա ժամեր;
• շաբաթվա օրերը…

19-րդ դարի կեսերին Դ.Ի. Մենդելեևը նկատեց, որ տարրերի քիմիական հատկությունները նույնպես որոշակի հաջորդականություն ունեն (նրանք ասում են, որ այս միտքը նրա մոտ առաջացել է երազում): Գիտնականի հրաշագործ երազների արդյունքը դարձավ Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակը, որում Դ.Ի. Մենդելեևը քիմիական տարրերը դասավորել է ատոմային զանգվածի մեծացման հերթականությամբ։ Ժամանակակից աղյուսակում քիմիական տարրերը դասավորված են տարրի ատոմային թվի (ատոմի միջուկի պրոտոնների քանակի) աճման կարգով։

Քիմիական տարրի խորհրդանիշի վերևում նշված է ատոմային թիվը, իսկ սիմվոլի տակ՝ նրա ատոմային զանգվածը (պրոտոնների և նեյտրոնների գումարը): Նկատի ունեցեք, որ որոշ տարրերի ատոմային զանգվածը ոչ ամբողջ թիվ է: Հիշեք իզոտոպները:Ատոմային զանգվածը տարրի բոլոր իզոտոպների կշռված միջինն է, որոնք բնական պայմաններում առաջանում են բնական պայմաններում:

Աղյուսակի տակ ներկայացված են լանթանիդները և ակտինիդները:

Մետաղներ, ոչ մետաղներ, մետալոիդներ

Դրանք գտնվում են Պարբերական աղյուսակում դեպի ձախ անկյունագծային գծից, որը սկսվում է բորով (B) և ավարտվում պոլոնիումով (Po) (բացառություններն են գերմանիումը (Ge) և անտիմոնը (Sb): Հեշտ է տեսնել, որ մետաղները զբաղեցնում են Պարբերական աղյուսակի մեծ մասը։Մետաղների հիմնական հատկությունները՝ պինդ (բացի սնդիկից), փայլուն, լավ էլեկտրական և ջերմային հաղորդիչներ, ճկուն, ճկուն, հեշտությամբ փոխանցվող էլեկտրոններ։

Բ-Պո աստիճանավոր անկյունագծից աջ գտնվող տարրերը կոչվում են ոչ մետաղներ. Ոչ մետաղների հատկությունները ուղղակիորեն հակադրվում են մետաղների հատկություններին. ջերմության և էլեկտրականության վատ հաղորդիչներ; փխրուն; ոչ կեղծված; ոչ պլաստիկ; սովորաբար ընդունում են էլեկտրոնները:

Մետալոիդներ

Մետաղների և ոչ մետաղների միջև են կիսամետաղներ(մետալոիդներ): Դրանք բնութագրվում են ինչպես մետաղների, այնպես էլ ոչ մետաղների հատկություններով։ Կիսամետաղները գտել են իրենց հիմնական արդյունաբերական կիրառությունը կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ, առանց որոնց անհնար է պատկերացնել ոչ մի ժամանակակից միկրոշրջան կամ միկրոպրոցեսոր:

Ժամանակաշրջաններ և խմբեր

Ինչպես նշվեց վերևում, պարբերական աղյուսակը բաղկացած է յոթ ժամանակաշրջանից: Յուրաքանչյուր ժամանակաշրջանում տարրերի ատոմային թվերն ավելանում են ձախից աջ։

Տարրերի հատկությունները ժամանակաշրջաններում հաջորդաբար փոխվում են. ուստի նատրիումը (Na) և մագնեզիումը (Mg), որոնք գտնվում են երրորդ շրջանի սկզբում, հրաժարվում են էլեկտրոններից (Na-ն տալիս է մեկ էլեկտրոն՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg. տալիս է երկու էլեկտրոն՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2): Բայց քլորը (Cl), որը գտնվում է ժամանակաշրջանի վերջում, վերցնում է մեկ տարր՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5:

Խմբերում, ընդհակառակը, բոլոր տարրերն ունեն նույն հատկությունները։ Օրինակ, IA(1) խմբում բոլոր տարրերը լիթիումից (Li) մինչև ֆրանցիում (Fr) նվիրաբերում են մեկ էլեկտրոն: Եվ VIIA(17) խմբի բոլոր տարրերը վերցնում են մեկ տարր:

Որոշ խմբեր այնքան կարևոր են, որ նրանց հատուկ անուններ են տվել։ Այս խմբերը քննարկվում են ստորև:

Խումբ IA (1). Այս խմբի տարրերի ատոմներն արտաքին էլեկտրոնային շերտում ունեն միայն մեկ էլեկտրոն, ուստի նրանք հեշտությամբ նվիրում են մեկ էլեկտրոն։

Ամենակարևոր ալկալային մետաղներն են նատրիումը (Na) և կալիումը (K), քանի որ նրանք կարևոր դեր են խաղում մարդու կյանքի գործընթացում և աղերի մաս են կազմում։

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ.

• Լի- 1s 2 2s 1;
• Նա- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• Կ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Խումբ IIA(2). Այս խմբի տարրերի ատոմներն արտաքին էլեկտրոնային շերտում ունեն երկու էլեկտրոն, որոնք նույնպես հանձնվում են քիմիական ռեակցիաների ժամանակ։ Ամենակարևոր տարրը կալցիումն է (Ca)՝ ոսկորների և ատամների հիմքը։

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ.

• Լինել- 1s 2 2s 2;
• մգ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• Ք.ա- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

VIIA խումբ (17). Այս խմբի տարրերի ատոմները սովորաբար ստանում են մեկական էլեկտրոն, քանի որ. Արտաքին էլեկտրոնային շերտի վրա կա հինգ տարր յուրաքանչյուրը, և մեկ էլեկտրոն պարզապես բացակայում է «ամբողջական հավաքածուին»:

Այս խմբի ամենահայտնի տարրերն են՝ քլորը (Cl) - աղի և սպիտակեցնողի մի մասն է; Յոդը (I) տարր է, որը կարևոր դեր է խաղում մարդու վահանաձև գեղձի գործունեության մեջ։

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա.

• Ֆ- 1s 2 2s 2 2p 5;
• Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
• եղբ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

VIII խումբ(18).Այս խմբի տարրերի ատոմներն ունեն լիովին «կադրերով» արտաքին էլեկտրոնային շերտ։ Ուստի նրանց «պետք չէ» էլեկտրոններ ընդունել։ Եվ նրանք չեն ուզում տալ դրանք: Այսպիսով, այս խմբի տարրերը շատ «դժկամ» են մտնում քիմիական ռեակցիաների մեջ: Երկար ժամանակ համարվում էր, որ նրանք ընդհանրապես չեն արձագանքում (այստեղից էլ «իներտ» անվանումը, այսինքն՝ «ոչ ակտիվ»): Սակայն քիմիկոս Նիլ Բարլետը հայտնաբերեց, որ այդ գազերից մի քանիսը, որոշակի պայմաններում, դեռ կարող են արձագանքել այլ տարրերի հետ:

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ.

• Նե- 1s 2 2s 2 2p 6;
• Ար- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
• կր- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Վալենտային տարրեր խմբերում

Հեշտ է տեսնել, որ յուրաքանչյուր խմբի ներսում տարրերը նման են միմյանց իրենց վալենտային էլեկտրոններով (s և p ուղեծրերի էլեկտրոնները, որոնք տեղակայված են արտաքին էներգիայի մակարդակում):

Ալկալիական մետաղներն ունեն 1-ական վալենտային էլեկտրոն.

• Լի- 1s 2 2s 1;
• Նա- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• Կ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Հողալկալիական մետաղներն ունեն 2 վալենտային էլեկտրոն.

• Լինել- 1s 2 2s 2;
• մգ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• Ք.ա- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Հալոգեններն ունեն 7 վալենտային էլեկտրոն.

• Ֆ- 1s 2 2s 2 2p 5;
• Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
• եղբ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Իներտ գազերն ունեն 8 վալենտային էլեկտրոն.

• Նե- 1s 2 2s 2 2p 6;
• Ար- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
• կր- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս հոդվածը Վալենտություն և Քիմիական տարրերի ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների աղյուսակը ըստ ժամանակաշրջանների:

Այժմ եկեք մեր ուշադրությունը դարձնենք նշաններով խմբերով տեղակայված տարրերին IN. Դրանք գտնվում են պարբերական աղյուսակի կենտրոնում և կոչվում են անցումային մետաղներ.

Այս տարրերի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն ատոմներում էլեկտրոնների առկայությունն է, որոնք լրացնում են d-օրբիտալներ:

1. սկ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
2. Թի- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Հիմնական աղյուսակից առանձնացված են գտնվում լանթանիդներԵվ ակտինիդներեն այսպես կոչված ներքին անցումային մետաղներ. Այս տարրերի ատոմներում էլեկտրոնները լցվում են f- ուղեծրեր:

1. Կ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
2. Թ- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

Այս դասում դուք կսովորեք Մենդելեևի Պարբերական օրենքի մասին, որը նկարագրում է պարզ մարմինների հատկությունների փոփոխությունը, ինչպես նաև տարրերի միացությունների ձևն ու հատկությունները՝ կախված դրանց ատոմային զանգվածների մեծությունից: Մտածեք, թե ինչպես կարելի է քիմիական տարրը նկարագրել Պարբերական աղյուսակում իր դիրքով:

Թեմա՝ Պարբերական օրենք ևԴ.Ի.Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ

Դաս. Դ. Ի. Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգում տարրի նկարագրությունը ըստ դիրքի

1869 թվականին Դ.Ի.Մենդելեևը, հիմնվելով քիմիական տարրերի վրա կուտակված տվյալների վրա, ձևակերպեց իր պարբերական օրենքը։ Հետո հնչեց այսպես. «Պարզ մարմինների հատկությունները, ինչպես նաև տարրերի միացությունների ձևերն ու հատկությունները պարբերական կախվածության մեջ են տարրերի ատոմային զանգվածների մեծությունից»։Շատ երկար ժամանակ ԴԻՄենդելեևի օրենքի ֆիզիկական իմաստը անհասկանալի էր։ Ամեն ինչ իր տեղն ընկավ 20-րդ դարում ատոմի կառուցվածքի հայտնաբերումից հետո։

Պարբերական օրենքի ժամանակակից ձևակերպումը.«Պարզ նյութերի հատկությունները, ինչպես նաև տարրերի միացությունների ձևերն ու հատկությունները պարբերական կախվածության մեջ են ատոմային միջուկի լիցքի մեծությունից»։

Ատոմի միջուկի լիցքը հավասար է միջուկի պրոտոնների թվին։ Պրոտոնների թիվը հավասարակշռվում է ատոմի էլեկտրոնների քանակով։ Այսպիսով, ատոմը էլեկտրականորեն չեզոք է:

Ատոմի միջուկի լիցքըպարբերական աղյուսակում է տարրի հերթական համարը.

Ժամանակաշրջանի համարըցույց է տալիս էներգիայի մակարդակների քանակը,որի վրա պտտվում են էլեկտրոնները։

Խմբի համարըցույց է տալիս վալենտային էլեկտրոնների թիվը.Հիմնական ենթախմբերի տարրերի համար վալենտային էլեկտրոնների թիվը հավասար է արտաքին էներգիայի մակարդակի էլեկտրոնների թվին։ Հենց վալենտային էլեկտրոններն են պատասխանատու տարրի քիմիական կապերի առաջացման համար։

8-րդ խմբի քիմիական տարրերը՝ իներտ գազերը արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի վրա ունեն 8 էլեկտրոն։ Նման էլեկտրոնային թաղանթը էներգետիկ առումով բարենպաստ է: Բոլոր ատոմները հակված են լրացնել իրենց արտաքին էլեկտրոնային թաղանթը մինչև 8 էլեկտրոններով:

Ատոմի ո՞ր բնութագրիչները պարբերաբար փոխվում են Պարբերական համակարգում:

Արտաքին էլեկտրոնային մակարդակի կառուցվածքը կրկնվում է.

Ատոմի շառավիղը պարբերաբար փոխվում է։ Խմբումշառավիղը ավելանում էժամանակաշրջանի թվի աճով, քանի որ էներգիայի մակարդակների թիվը մեծանում է: Ձախից աջ ժամանակահատվածումատոմային միջուկի աճը տեղի կունենա, բայց դեպի միջուկի ձգումը ավելի մեծ կլինի, հետևաբար ատոմի շառավիղը նվազում է.

Յուրաքանչյուր ատոմ ձգտում է լրացնել 1-ին խմբի տարրերի վերջին էներգետիկ մակարդակը վերջին շերտի 1 էլեկտրոնի վրա: Հետեւաբար, նրանց համար ավելի հեշտ է տալ այն: Իսկ 7-րդ խմբի տարրերի համար ավելի հեշտ է դեպի օկտետ ձգել բացակայող 1 էլեկտրոն։ Խմբում էլեկտրոններ նվիրաբերելու ունակությունը կավելանա վերևից ներքև, քանի որ ատոմի շառավիղը մեծանում է, իսկ դեպի միջուկը ձգողությունը ավելի քիչ է: Ձախից աջ ժամանակահատվածում էլեկտրոններ նվիրաբերելու ունակությունը նվազում է, քանի որ ատոմի շառավիղը նվազում է:

Որքան հեշտ է տարրը էլեկտրոններ արտահոսել արտաքին մակարդակից, այնքան ավելի մետաղական հատկություններ ունի այն, և նրա օքսիդներն ու հիդրօքսիդներն ավելի շատ հիմնական հատկություններ ունեն։ Սա նշանակում է, որ մետաղական հատկությունները խմբերում ավելանում են վերևից ներքև, իսկ ժամանակաշրջաններում՝ աջից ձախ: Ոչ մետաղական հատկությունների դեպքում հակառակն է:

Բրինձ. 1. Մագնեզիումի դիրքը աղյուսակում

Խմբում մագնեզիումը հարում է բերիլիումին և կալցիումին։ Նկ.1. Մագնեզիումը խմբում ավելի ցածր է, քան բերիլիումը, բայց ավելի բարձր, քան կալցիումը: Մագնեզիումը ավելի շատ մետաղական հատկություններ ունի, քան բերիլիումը, բայց ավելի քիչ, քան կալցիումը: Փոխվում են նաև նրա օքսիդների և հիդրօքսիդների հիմնական հատկությունները։ Ժամանակահատվածում նատրիումը գտնվում է ձախ կողմում, իսկ ալյումինը մագնեզիումից աջ կողմում: Նատրիումը ավելի շատ մետաղական հատկություններ կցուցաբերի, քան մագնեզիումը, իսկ մագնեզիումը ավելի շատ, քան ալյումինը: Այսպիսով, ցանկացած տարր կարելի է համեմատել իր հարեւանների հետ ըստ խմբի և ժամանակաշրջանի:

Թթվային և ոչ մետաղական հատկությունները փոխվում են հիմնական և մետաղական հատկություններին հակառակ:

Քլորի բնութագրերը ըստ նրա դիրքի Դ.Ի. Մենդելեևի պարբերական համակարգում.

Բրինձ. 4. Քլորի դիրքը աղյուսակում

. 17 սերիական համարի արժեքը ցույց է տալիս ատոմի պրոտոնների17 և էլեկտրոնների թիվը 17: Նկ.4. 35 ատոմային զանգվածը կօգնի հաշվարկել նեյտրոնների թիվը (35-17 = 18): Քլորը գտնվում է երրորդ շրջանում, ինչը նշանակում է, որ ատոմում էներգիայի մակարդակների թիվը 3 է: Այն գտնվում է 7-A խմբում, պատկանում է p-տարրերին: Այն ոչ մետաղական է: Համեմատե՛ք քլորն իր հարևանների հետ ըստ խմբի և ժամանակաշրջանի: Քլորի ոչ մետաղական հատկությունները ավելի մեծ են, քան ծծումբինը, բայց ավելի քիչ, քան արգոնինը։ Քլորի ob-la-yes-ն ավելի քիչ ոչ մետաղական-li-che-ski-mi հատկություններ ունի, քան ֆտորը և ավելի, քան բրոմը: Եկեք էլեկտրոնները բաշխենք էներգիայի մակարդակների վրա և գրենք էլեկտրոնային բանաձևը. Էլեկտրոնների ընդհանուր բաշխումն այսպիսի տեսք կունենա. Տես Նկ. հինգ

Բրինձ. 5. Քլորի ատոմի էլեկտրոնների բաշխումը էներգիայի մակարդակների վրա

Որոշեք քլորի ամենաբարձր և ամենացածր օքսիդացման աստիճանը: Օքսիդացման ամենաբարձր աստիճանը +7 է, քանի որ վերջին էլեկտրոնային շերտից կարող է տալ 7 էլեկտրոն։ Օքսիդացման ամենացածր աստիճանը -1 է, քանի որ քլորին անհրաժեշտ է 1 էլեկտրոն՝ ավարտելու համար: Ամենաբարձր օքսիդի բանաձևն է Cl 2 O 7 (թթվային օքսիդ), ջրածնի միացությունը HCl:

Էլեկտրոններ նվիրելու կամ ստանալու գործընթացում ատոմը ձեռք է բերում պայմանական գանձում. Այս պայմանական գանձումը կոչվում է .

- Պարզնյութերը ունեն հավասար օքսիդացման աստիճան զրո.

Տարրերը կարող են ցույց տալ առավելագույնըօքսիդացման վիճակ և նվազագույնը. ԱռավելագույնըՏարրը ցույց է տալիս իր օքսիդացման վիճակը, երբ վերադարձնում էնրա բոլոր վալենտային էլեկտրոնները արտաքին էլեկտրոնային մակարդակից: Եթե ​​վալենտային էլեկտրոնների թիվը հավասար է խմբի թվին, ապա առավելագույն օքսիդացման վիճակը հավասար է խմբի թվին։

Բրինձ. 2. Աղյուսակում մկնդեղի դիրքը

Նվազագույնըտարրի օքսիդացման վիճակը ցույց կտա, թե երբ է այն կընդունիբոլոր հնարավոր էլեկտրոնները լրացնելու էլեկտրոնային շերտը:

Դիտարկենք, օգտագործելով թիվ 33 տարրի օրինակը, օքսիդացման վիճակների արժեքները:

Սա մկնդեղ As է: Այն հինգերորդ հիմնական ենթախմբում է: Նկ. 2: Այն ունի հինգ էլեկտրոն իր վերջին էլեկտրոնային մակարդակում: Այսպիսով, դրանք տալով, այն կունենա +5 օքսիդացման վիճակ։ Մինչ էլեկտրոնային շերտի ավարտը Աս ատոմին պակասում է 3 էլեկտրոն։ Նրանց ձգելով՝ այն կունենա -3 օքսիդացման աստիճան։

Մետաղների և ոչ մետաղների տարրերի դիրքը Դ.Ի.-ի պարբերական համակարգում. Մենդելեևը։

Բրինձ. 3. Մետաղների և ոչ մետաղների դիրքը աղյուսակում

IN կողմնակի ազդեցություն ենթախմբերը բոլորն են մետաղներ . Եթե ​​մտավոր իրականացնում եք անկյունագծով բորից մինչև աստատին , ապա վերևում Այս անկյունագիծը հիմնական ենթախմբերում կլինի բոլորը ոչ մետաղներ , բայց ստորև այս անկյունագիծը - բոլորը մետաղներ . Նկ.3.

1. Թիվ 1-4 (էջ 125) Ռուդզիտիս Գ.Է. Անօրգանական և օրգանական քիմիա. Դասարան 8: Դասագիրք ուսումնական հաստատությունների համար. հիմնական մակարդակ / G. E. Rudzitis, F.G. Ֆելդման. Մ.: Լուսավորություն. 2011 176 pp.: ill.

2. Ատոմի ո՞ր հատկանիշներն են փոխվում պարբերականությամբ:

3. Տրե՛ք թթվածին քիմիական տարրի նկարագրությունը՝ ըստ նրա դիրքի Դ.Ի.Մենդելեևի պարբերական համակարգում: