53 prvok periodickej tabuľky. Periodický systém Mendelejeva

Čerpal z tvorby Roberta Boyla a Antoina Lavouziera. Prvý vedec obhajoval hľadanie nerozložiteľných chemických prvkov. 15 z tých, ktoré Boyle uvádza v roku 1668.

Lavuzier k nim pridal ďalších 13, no o storočie neskôr. Hľadanie sa naťahovalo, pretože neexistovala koherentná teória spojenia medzi prvkami. Nakoniec do „hry“ vstúpil Dmitrij Mendelejev. Rozhodol sa, že existuje súvislosť medzi atómovou hmotnosťou látok a ich miestom v systéme.

Táto teória umožnila vedcovi objaviť desiatky prvkov bez toho, aby ich objavil v praxi, ale v prírode. Toto bolo položené na plecia potomkov. Ale teraz to nie je o nich. Venujme článok veľkému ruskému vedcovi a jeho tabuľke.

História vzniku periodickej tabuľky

periodická tabuľka začal knihou „Vzťah vlastností s atómovou hmotnosťou prvkov“. Dielo bolo vydané v 70. rokoch 19. storočia. Ruský vedec zároveň hovoril s chemickou spoločnosťou krajiny a poslal prvú verziu tabuľky kolegom zo zahraničia.

Pred Mendelejevom objavili rôzni vedci 63 prvkov. Náš krajan začal porovnaním ich vlastností. V prvom rade pracoval s draslíkom a chlórom. Potom prevzal skupinu kovov alkalickej skupiny.

Chemik dostal špeciálnu tabuľku a karty prvkov, aby ich rozložil ako solitaire a hľadal správne zhody a kombinácie. Výsledkom bolo zistenie: - vlastnosti komponentov závisia od hmotnosti ich atómov. takže, prvky periodickej tabuľky zoradené v radoch.

Objav majstra chémie bol rozhodnutím nechať v týchto radoch prázdnotu. Periodicita rozdielu medzi atómovými hmotnosťami viedla vedca k predpokladu, že nie všetky prvky ľudstvo ešte pozná. Váhové rozdiely medzi niektorými „susedmi“ boli príliš veľké.

Preto, Mendelejevova periodická tabuľka stal sa ako šachovnica s množstvom „bielych“ buniek. Čas ukázal, že na svojich „hostí“ naozaj čakali. Stali sa napríklad inertnými plynmi. Hélium, neón, argón, kryptón, rádioakt a xenón boli objavené až v 30. rokoch 20. storočia.

Teraz o mýtoch. Všeobecne sa verí, že periodická tabuľka chémie zjavil sa mu vo sne. Toto sú intrigy vysokoškolských učiteľov, presnejšie jedného z nich - Alexandra Inostrantseva. Ide o ruského geológa, ktorý prednášal na petrohradskej banskej univerzite.

Inostrantsev poznal Mendelejeva a navštívil ho. Raz, vyčerpaný hľadaním, Dmitrij zaspal priamo pred Alexandrom. Počkal, kým sa chemik zobudí a videl, ako Mendelejev schmatol papier a zapísal si konečnú verziu tabuľky.

V skutočnosti to vedec jednoducho nemal čas urobiť predtým, ako ho zajal Morpheus. Inostrantsev však chcel svojich študentov pobaviť. Na základe toho, čo videl, geológ prišiel s bicyklom, ktorý vďační poslucháči rýchlo rozšírili medzi široké masy.

Vlastnosti periodickej tabuľky

Od prvej verzie v roku 1969 poradová periodická tabuľka mnohonásobne zlepšené. Takže s objavom vzácnych plynov v 30. rokoch 20. storočia bolo možné odvodiť novú závislosť prvkov - od ich sériových čísel, a nie od hmotnosti, ako uviedol autor systému.

Pojem „atómová hmotnosť“ bol nahradený „atómovým číslom“. Bolo možné študovať počet protónov v jadrách atómov. Toto číslo je poradové číslo prvku.

Vedci 20. storočia skúmali aj elektrónovú štruktúru atómov. Ovplyvňuje aj periodicitu prvkov a odráža sa v neskorších vydaniach. periodické tabuľky. Fotka Zoznam ukazuje, že látky v ňom sú usporiadané so zvyšujúcou sa atómovou hmotnosťou.

Základný princíp sa nezmenil. Hmotnosť sa zvyšuje zľava doprava. Tabuľka zároveň nie je jednoduchá, ale rozdelená na 7 období. Odtiaľ pochádza názov zoznamu. Bodka je vodorovný riadok. Jeho začiatkom sú typické kovy, koncom prvky s nekovovými vlastnosťami. Pokles je postupný.

Sú veľké a malé obdobia. Prvé sú na začiatku tabuľky, sú ich 3. Otvorí zoznam s periódou 2 prvkov. Nasledujú dva stĺpce, v ktorých je 8 položiek. Zvyšné 4 obdobia sú veľké. 6. je najdlhší, má 32 prvkov. V 4. a 5. je ich 18 a v 7. - 24.

Dá sa počítať koľko prvkov v tabuľke Mendelejev. Celkovo ide o 112 titulov. Mená. Existuje 118 buniek, ale existujú variácie zoznamu so 126 poľami. Stále sú tu prázdne bunky pre neobjavené prvky, ktoré nemajú názvy.

Nie všetky obdobia sa zmestia na jeden riadok. Veľké obdobia pozostávajú z 2 riadkov. Množstvo kovov v nich prevažuje. Preto sú spodné riadky úplne venované im. V horných radoch je pozorovaný postupný pokles od kovov k inertným látkam.

Obrázky periodickej tabuľky vertikálne rozdelené. to skupiny v periodickej tabuľke, je ich 8. Prvky podobné chemickými vlastnosťami sú usporiadané vertikálne. Delia sa na hlavné a vedľajšie podskupiny. Ten druhý začína až od 4. tretiny. Medzi hlavné podskupiny patria aj prvky malých období.

Podstata periodickej tabuľky

Názvy prvkov v periodickej tabuľke je 112 pozícií. Podstatou ich usporiadania do jedného zoznamu je systematizácia primárnych prvkov. Začali o to bojovať už v staroveku.

Aristoteles bol jedným z prvých, ktorí pochopili, z čoho sa skladá všetko, čo existuje. Za základ zobral vlastnosti látok – chlad a teplo. Empidocles vyčlenil 4 základné princípy podľa živlov: voda, zem, oheň a vzduch.

Kovy v periodickej tabuľke, rovnako ako iné prvky, sú veľmi základnými princípmi, ale z moderného hľadiska. Ruskému chemikovi sa podarilo objaviť väčšinu zložiek nášho sveta a naznačiť existenciu zatiaľ neznámych primárnych prvkov.

Ukazuje sa, že výslovnosť periodickej tabuľky- vyjadrenie určitého modelu našej reality, rozklad na zložky. Naučiť sa ich však nie je jednoduché. Pokúsme sa túto úlohu uľahčiť opisom niekoľkých účinných metód.

Ako sa naučiť periodickú tabuľku

Začnime s modernou metódou. Počítačoví vedci vyvinuli množstvo flash hier, ktoré pomáhajú zapamätať si Mendelejevov zoznam. Účastníkom projektu sa ponúka možnosť nájsť prvky podľa rôznych možností, napríklad podľa názvu, atómovej hmotnosti, označenia písmena.

Hráč má právo vybrať si pole pôsobnosti – iba časť stola, alebo celý. V našej vôli tiež vylúčime názvy prvkov, iné parametre. To komplikuje vyhľadávanie. Pre pokročilých je k dispozícii aj časovač, to znamená, že tréning sa vykonáva rýchlo.

Herné podmienky robia učenie čísla prvkov v periodickej tabuľke nie nudné, ale zábavné. Vzrušenie sa prebúdza a je ľahšie systematizovať vedomosti v hlave. Tí, ktorí neakceptujú počítačové flash projekty, ponúkajú tradičnejší spôsob zapamätania si zoznamu.

Je rozdelená do 8 skupín alebo 18 (podľa vydania z roku 1989). Pre ľahšie zapamätanie je lepšie vytvoriť niekoľko samostatných tabuliek, než pracovať na celej verzii. Pomáhajú aj vizuálne obrázky prispôsobené každému z prvkov. Spoľahnite sa na svoje vlastné asociácie.

Takže železo v mozgu môže byť korelované napríklad s nechtom a ortuť s teplomerom. Je vám názov prvku neznámy? Používame metódu sugestívnych asociácií. , budeme napríklad skladať zo začiatkov slov „taffy“ a „Speaker“.

Charakteristika periodickej tabuľky neučte sa na jedno posedenie. Lekcie sa odporúčajú 10-20 minút denne. Odporúča sa začať tým, že si zapamätáte len základné charakteristiky: názov prvku, jeho označenie, atómovú hmotnosť a sériové číslo.

Školáci radšej zavesia periodickú tabuľku nad pracovnú plochu alebo na stenu, na ktorú sa často pozerá. Metóda je dobrá pre ľudí s prevahou zrakovej pamäte. Údaje zo zoznamu sa nedobrovoľne zapamätajú aj bez napchávania.

Toto berú do úvahy aj učitelia. Spravidla vás nenútia zapamätať si zoznam, umožňujú vám si ho pozrieť aj na tých ovládacích. Neustále pozeranie na stôl sa rovná efektu tlače na stenu alebo písania cheatov pred skúškami.

Na začiatku štúdie si pripomeňme, že Mendelejev si okamžite nepamätal svoj zoznam. Raz, keď sa vedca spýtali, ako otvoril stôl, odpoveď znela: „Premýšľal som o tom možno 20 rokov, ale ty si myslíš: Sedel som a zrazu je to pripravené. Periodický systém je namáhavá práca, ktorú nemožno zvládnuť v krátkom čase.

Veda netoleruje zhon, pretože vedie k bludom a nepríjemným chybám. Takže v rovnakom čase ako Mendelejev zostavil tabuľku Lothar Meyer. Nemec však zoznam ani trochu nedokončil a nebol presvedčivý pri dokazovaní svojho pohľadu. Preto verejnosť uznala prácu ruského vedca a nie jeho kolegu chemika z Nemecka.

PERIODICKÁ TABUĽKA MENDELEEV

Konštrukcia Mendelejevovej periodickej tabuľky chemických prvkov zodpovedá charakteristickým obdobiam teórie čísel a ortogonálnych báz. Doplnenie Hadamardových matíc o matice párneho a nepárneho rádu vytvára štrukturálny základ vnorených maticových prvkov: matice prvého (Odin), druhého (Euler), tretieho (Mersenne), štvrtého (Hadamard) a piateho (Fermat) rádu.

Je ľahké vidieť, že rádovo 4 k Hadamardove matrice zodpovedajú inertným prvkom s atómovou hmotnosťou, ktorá je násobkom štyroch: hélium 4, neón 20, argón 40 (39,948) atď., ale aj základy života a digitálnej technológie: uhlík 12, kyslík 16, kremík 28 , germánium 72.

Zdá sa, že s Mersennovými maticami rádov 4 k-1, naopak, všetko aktívne, jedovaté, ničivé a žieravé spolu súvisí. Sú to však aj rádioaktívne prvky – zdroje energie a olovo 207 (konečný produkt, jedovaté soli). Fluóru je, samozrejme, 19. Rády Mersennových matíc zodpovedajú sekvencii rádioaktívnych prvkov nazývaných aktíniová séria: urán 235, plutónium 239 (izotop, ktorý je silnejším zdrojom atómovej energie ako urán) atď. Sú to tiež alkalické kovy lítium 7, sodík 23 a draslík 39.

Gálium - atómová hmotnosť 68

Objednávky 4 k–2 Eulerove matrice (dvojité Mersenne) zodpovedajú dusíku 14 (atmosférická báza). Kuchynskú soľ tvoria dva „mersennove“ atómy sodíka 23 a chlóru 35, spolu je táto kombinácia typická, práve pre Eulerove matrice. Masívnejšiemu chlóru s hmotnosťou 35,4 trochu chýba do Hadamardovho rozmeru 36. Bežné kryštály soli: kocka (! teda krotká postava, Hadamary) a oktaedrón (vzdornejší, to je nepochybne Euler).

V atómovej fyzike je prechod železo 56 - nikel 59 hranicou medzi prvkami, ktoré poskytujú energiu pri syntéze väčšieho jadra (vodíková bomba) a rozpadu (uránová bomba). Poradie 58 je známe tým, že preň neexistujú iba analógy Hadamardových matíc vo forme Belevichových matíc s nulami na uhlopriečke, ale neexistuje ani veľa vážených matíc - najbližšia ortogonálna W(58,53) má 5 núl v každom stĺpci a riadku (hlboká medzera).

V rade zodpovedajúcom Fermatovým matriciam a ich substitúciám rádov 4 k+1, stojí 257 fermií z vôle osudu.Nedá sa povedať nič, presný zásah. Tu je zlato 197. Meď 64 (63,547) a striebro 108 (107,868), symboly elektroniky, zrejme nedosahujú zlato a zodpovedajú skromnejším Hadamardovým matriciam. Meď so svojou atómovou hmotnosťou neďaleko 63 je chemicky aktívna – jej zelené oxidy sú dobre známe.

Kryštály bóru pri veľkom zväčšení

OD Zlatý pomer bór je spojený - atómová hmotnosť medzi všetkými ostatnými prvkami je najbližšie k 10 (presnejšie 10,8, blízkosť atómovej hmotnosti k nepárnym číslam tiež ovplyvňuje). Bór je pomerne zložitý prvok. Bohr hrá v dejinách samotného života mätúcu úlohu. Rámová štruktúra vo svojich štruktúrach je oveľa komplikovanejšia ako v diamante. Jedinečný typ chemickej väzby, ktorá umožňuje bóru absorbovať akúkoľvek nečistotu, je veľmi zle pochopený, hoci veľké množstvo vedcov už dostalo Nobelove ceny za výskum, ktorý s tým súvisí. Tvar kryštálu bóru je dvadsaťsten, päť trojuholníkov tvorí vrchol.

Platinové tajomstvo. Piatym prvkom sú bezpochyby ušľachtilé kovy ako zlato. Zavesenie nad Hadamardovým rozmerom 4 k, za 1 veľkú.

Stabilný izotop uránu 238

Pripomeňme si však, že Fermatove čísla sú zriedkavé (najbližšie je 257). Natívne zlaté kryštály majú tvar blízky kocke, no pentagram sa tiež trblieta. Jej najbližší sused, platina, ušľachtilý kov, má od zlata 197 menej ako 4-krát menšiu atómovú hmotnosť. Platina má atómovú hmotnosť nie 193, ale o niečo vyššiu, 194 (poradie Eulerových matríc). Maličkosť, no privedie ju do tábora niekoľkých agresívnejších živlov. Stojí za to pripomenúť, že v súvislosti so svojou inertnosťou (možno sa rozpúšťa v aqua regia) sa platina používa ako aktívny katalyzátor chemických procesov.

Hubovitá platina zapaľuje vodík pri izbovej teplote. Povaha platiny nie je vôbec pokojná, irídium 192 sa správa tichšie (zmes izotopov 191 a 193). Je to skôr meď, ale s hmotnosťou a charakterom zlata.

Medzi neónom 20 a sodíkom 23 nie je žiadny prvok s atómovou hmotnosťou 22. Atómové hmotnosti sú samozrejme integrálnou charakteristikou. Ale medzi izotopmi zase existuje aj kuriózna korelácia vlastností s vlastnosťami čísel a zodpovedajúcich matíc ortogonálnych báz. Ako jadrové palivo má najväčšie využitie izotop urán 235 (rad Mersennových matríc), pri ktorom je možná samoudržiavacia jadrová reťazová reakcia. V prírode sa tento prvok vyskytuje v stabilnej forme urán 238 (rád Eulerových matíc). Neexistuje prvok s atómovou hmotnosťou 13. Čo sa týka chaosu, obmedzený počet stabilných prvkov periodickej tabuľky a obtiažnosť nájdenia matíc vyšších rádov kvôli bariére videnej v maticiach trinásteho rádu korelujú.

Izotopy chemických prvkov, ostrov stability

Každý, kto chodil do školy, si pamätá, že jedným z povinných predmetov bola chémia. Mohlo by sa jej to páčiť, alebo sa jej to nepáčilo – na tom nezáleží. A je pravdepodobné, že mnohé poznatky v tejto disciplíne už boli zabudnuté a v živote sa neuplatňujú. Každý si však zrejme pamätá tabuľku chemických prvkov D. I. Mendelejeva. Pre mnohých zostala rôznofarebná tabuľka, kde sú do každého štvorca vpísané určité písmená, označujúce názvy chemických prvkov. Ale tu nebudeme hovoriť o chémii ako takej a popíšeme stovky chemických reakcií a procesov, ale budeme hovoriť o tom, ako sa periodická tabuľka objavila vo všeobecnosti - tento príbeh bude zaujímať každého človeka a skutočne všetkých, ktorí chcú zaujímavé a užitočné informácie.

Trochu pozadia

Už v roku 1668 publikoval vynikajúci írsky chemik, fyzik a teológ Robert Boyle knihu, v ktorej boli vyvrátené mnohé mýty o alchýmii a v ktorej hovoril o potrebe hľadania nerozložiteľných chemických prvkov. Vedec tiež uviedol ich zoznam pozostávajúci iba z 15 prvkov, ale pripustil myšlienku, že prvkov môže byť viac. Tá sa stala východiskom nielen pri hľadaní nových prvkov, ale aj pri ich systematizácii.

O sto rokov neskôr francúzsky chemik Antoine Lavoisier zostavil nový zoznam, ktorý už obsahoval 35 prvkov. Neskôr sa zistilo, že 23 z nich je nerozložiteľných. V hľadaní nových prvkov však vedci po celom svete pokračovali. A hlavnú úlohu v tomto procese zohral slávny ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendelejev - ako prvý predložil hypotézu, že môže existovať vzťah medzi atómovou hmotnosťou prvkov a ich umiestnením v systéme.

Vďaka usilovnej práci a porovnávaniu chemických prvkov dokázal Mendelejev objaviť medzi prvkami vzťah, v ktorom môžu byť jedným a ich vlastnosti nie sú samozrejmosťou, ale periodicky sa opakujúcim javom. Výsledkom bolo, že vo februári 1869 Mendelejev sformuloval prvý periodický zákon a už v marci predložil historik chémie N. A. Menshutkin Ruskej chemickej spoločnosti svoju správu „Vzťah vlastností s atómovou hmotnosťou prvkov“. Potom v tom istom roku vyšla Mendelejevova publikácia v časopise Zeitschrift fur Chemie v Nemecku a v roku 1871 vyšla nová rozsiahla publikácia vedca venovaná jeho objavu v ďalšom nemeckom časopise Annalen der Chemie.

Vytvorenie periodickej tabuľky

V roku 1869 už hlavnú myšlienku sformoval Mendelejev a to v pomerne krátkom čase, ale nedokázal ju formalizovať do žiadneho usporiadaného systému, ktorý by jasne zobrazoval, čo je čo, dlho to nedokázal. V jednom z rozhovorov s kolegom A. A. Inostrantsevom dokonca povedal, že v hlave už má všetko v poriadku, no nemôže všetko priniesť na stôl. Potom, podľa životopiscov Mendelejeva, začal usilovnú prácu na stole, ktorá trvala tri dni bez prestávky na spánok. Vytriedili sa najrôznejšie spôsoby usporiadania prvkov do tabuľky a prácu komplikovala skutočnosť, že v tom čase veda ešte nevedela o všetkých chemických prvkoch. Ale napriek tomu bola tabuľka stále vytvorená a prvky boli systematizované.

Legenda Mendelejevovho sna

Mnohí počuli príbeh, že D. I. Mendelejev sníval o svojom stole. Túto verziu aktívne šíril spomínaný Mendelejevov kolega A. A. Inostrantsev ako vtipnú historku, ktorou zabával svojich študentov. Povedal, že Dmitrij Ivanovič išiel do postele a vo sne jasne videl svoj stôl, v ktorom boli všetky chemické prvky usporiadané v správnom poradí. Potom študenti dokonca žartovali, že rovnakým spôsobom bola objavená aj 40° vodka. Pre príbeh spánku však stále existovali skutočné predpoklady: ako už bolo spomenuté, Mendelejev pracoval na stole bez spánku a odpočinku a Inostrantsev ho raz našiel unaveného a vyčerpaného. Popoludní sa Mendelejev rozhodol dať si prestávku a po chvíli sa náhle zobudil, okamžite vzal kus papiera a zobrazil na ňom pripravený stôl. Samotný vedec však celý tento príbeh vyvrátil snom a povedal: „Premýšľal som o tom možno dvadsať rokov a vy si myslíte: Sedel som a zrazu ... je to pripravené. Takže legenda o sne môže byť veľmi atraktívna, ale vytvorenie tabuľky bolo možné len tvrdou prácou.

Ďalšia práca

V období rokov 1869 až 1871 Mendelejev rozvíjal myšlienky periodicity, ku ktorým inklinovala aj vedecká obec. A jednou z dôležitých etáp tohto procesu bolo pochopenie, že každý prvok v systéme by mal byť umiestnený na základe súhrnu jeho vlastností v porovnaní s vlastnosťami iných prvkov. Na základe toho a tiež na základe výsledkov výskumu zmeny sklotvorných oxidov sa chemikovi podarilo upraviť hodnoty atómových hmotností niektorých prvkov, medzi ktoré patrili urán, indium, berýlium a iné.

Mendelejev chcel, samozrejme, čo najskôr vyplniť prázdne bunky, ktoré zostali v tabuľke, a v roku 1870 predpovedal, že čoskoro budú objavené pre vedu neznáme chemické prvky, ktorých atómové hmotnosti a vlastnosti dokázal vypočítať. Prvými z nich boli gálium (objavené v roku 1875), skandium (objavené v roku 1879) a germánium (objavené v roku 1885). Potom sa prognózy naďalej realizovali a bolo objavených ďalších osem nových prvkov, medzi nimi: polónium (1898), rénium (1925), technécium (1937), francium (1939) a astatín (1942-1943). Mimochodom, v roku 1900 D. I. Mendeleev a škótsky chemik William Ramsay dospeli k záveru, že do tabuľky by mali byť zahrnuté aj prvky nulovej skupiny - do roku 1962 sa nazývali inertné a potom - vzácne plyny.

Organizácia periodického systému

Chemické prvky v tabuľke D. I. Mendelejeva sú usporiadané v radoch v súlade s nárastom ich hmotnosti a dĺžka radov je zvolená tak, aby prvky v nich mali podobné vlastnosti. Napríklad vzácne plyny ako radón, xenón, kryptón, argón, neón a hélium nereagujú ľahko s inými prvkami a majú tiež nízku chemickú aktivitu, a preto sú umiestnené v stĺpci úplne vpravo. A prvky ľavého stĺpca (draslík, sodík, lítium atď.) dokonale reagujú s inými prvkami a samotné reakcie sú výbušné. Zjednodušene povedané, v rámci každého stĺpca majú prvky podobné vlastnosti, ktoré sa líšia od jedného stĺpca k druhému. Všetky prvky do čísla 92 sa nachádzajú v prírode a s číslom 93 začínajú umelé prvky, ktoré sa dajú vytvoriť iba v laboratóriu.

Vo svojej pôvodnej verzii bol periodický systém chápaný len ako odraz poriadku existujúceho v prírode a neexistovali žiadne vysvetlenia, prečo by to tak malo byť. A až keď sa objavila kvantová mechanika, vyjasnil sa skutočný význam poradia prvkov v tabuľke.

Lekcie kreatívneho procesu

Keď hovoríme o tom, aké ponaučenie z tvorivého procesu možno vyvodiť z celej histórie vytvorenia periodickej tabuľky D. I. Mendeleeva, ako príklad možno uviesť myšlienky anglického výskumníka v oblasti kreatívneho myslenia Grahama Wallacea a francúzskeho vedca Henri Poincaré. Zoberme si ich v krátkosti.

Podľa Poincarého (1908) a Grahama Wallacea (1926) existujú štyri hlavné fázy kreatívneho myslenia:

• Školenie- fáza formulovania hlavnej úlohy a prvé pokusy o jej riešenie;
• Inkubácia- fáza, počas ktorej dochádza k dočasnému odvráteniu pozornosti od procesu, ale práca na nájdení riešenia problému sa vykonáva na podvedomej úrovni;
• náhľad- štádium, v ktorom sa nachádza intuitívne riešenie. Navyše, toto riešenie možno nájsť v situácii, ktorá absolútne nie je relevantná pre danú úlohu;
• Vyšetrenie- etapa testovania a implementácie riešenia, v ktorej prebieha overovanie tohto riešenia a jeho prípadný ďalší vývoj.

Ako vidíme, v procese vytvárania svojej tabuľky Mendelejev intuitívne dodržiaval tieto štyri fázy. Nakoľko je to efektívne, sa dá posúdiť podľa výsledkov, t.j. pretože bola vytvorená tabuľka. A vzhľadom na to, že jeho vznik bol obrovským krokom vpred nielen pre chemickú vedu, ale pre celé ľudstvo, možno vyššie uvedené štyri etapy aplikovať tak na realizáciu malých projektov, ako aj na realizáciu globálnych plánov. Hlavná vec, ktorú si treba zapamätať, je, že ani jeden objav, ani jedno riešenie problému sa nedá nájsť samo o sebe, bez ohľadu na to, ako veľmi ich chceme vidieť vo sne a ako dlho spíme. Aby ste uspeli, či už ide o vytvorenie tabuľky chemických prvkov alebo vypracovanie nového marketingového plánu, musíte mať určité znalosti a zručnosti, ako aj šikovne využívať svoj potenciál a tvrdo pracovať.

Prajeme vám veľa úspechov vo vašom úsilí a úspešnú realizáciu vašich plánov!

Ako to všetko začalo?

Mnohí známi významní chemici na prelome 19. – 20. storočia si už dávno všimli, že fyzikálne a chemické vlastnosti mnohých chemických prvkov sú si navzájom veľmi podobné. Napríklad draslík, lítium a sodík sú všetky aktívne kovy, ktoré pri interakcii s vodou tvoria aktívne hydroxidy týchto kovov; Chlór, fluór, bróm vo svojich zlúčeninách s vodíkom vykazovali rovnakú mocnosť rovnajúcu sa I a všetky tieto zlúčeniny sú silné kyseliny. Z tejto podobnosti sa už dlho predpokladal záver, že všetky známe chemické prvky možno kombinovať do skupín, a tak prvky každej skupiny majú určitý súbor fyzikálno-chemických charakteristík. Takéto skupiny však rôzni vedci často nesprávne zostavili z rôznych prvkov a mnohí dlho ignorovali jednu z hlavných charakteristík prvkov – tou je ich atómová hmotnosť. Bol ignorovaný, pretože bol a je odlišný pre rôzne prvky, čo znamená, že ho nebolo možné použiť ako parameter na zoskupovanie. Jedinou výnimkou bol francúzsky chemik Alexander Emile Chancourtua, ktorý sa pokúsil usporiadať všetky prvky v trojrozmernom modeli pozdĺž špirály, ale jeho práca nebola uznaná vedeckou komunitou a model sa ukázal ako ťažkopádny a nepohodlný.

Na rozdiel od mnohých vedcov, D.I. Mendelejev považoval atómovú hmotnosť (v tom čase ešte „atómovú hmotnosť“) za kľúčový parameter pri klasifikácii prvkov. Vo svojej verzii Dmitrij Ivanovič usporiadal prvky vzostupne podľa ich atómovej hmotnosti a tu sa objavil vzorec, že ​​v určitých intervaloch prvkov sa ich vlastnosti periodicky opakujú. Pravda, bolo treba urobiť výnimky: niektoré prvky boli zamenené a nezodpovedali nárastu atómových hmotností (napríklad telúr a jód), ale zodpovedali vlastnostiam prvkov. Ďalší vývoj atómovej a molekulárnej teórie odôvodnil takéto pokroky a ukázal platnosť tohto usporiadania. Viac sa o tom dočítate v článku „Čo je objav Mendelejeva“

Ako vidíme, rozloženie prvkov v tejto verzii nie je vôbec také, aké vidíme v modernej podobe. Po prvé, skupiny a obdobia sú obrátené: skupiny horizontálne, obdobia vertikálne, a po druhé, skupín je v tom trochu priveľa - dnes je akceptovaných devätnásť namiesto osemnástich.

Len o rok neskôr, v roku 1870, však Mendelejev vytvoril novú verziu tabuľky, ktorá je pre nás už rozpoznateľnejšia: podobné prvky sú zoradené vertikálne, tvoria skupiny a 6 období je usporiadaných horizontálne. Je obzvlášť pozoruhodné, že v prvej aj druhej verzii tabuľky je možné vidieť významné úspechy, ktoré jeho predchodcovia nemali: stôl starostlivo ponechal miesta pre prvky, ktoré podľa Mendelejeva ešte len museli objaviť. Zodpovedajúce voľné miesta sú ním označené otáznikom a vidíte ich na obrázku vyššie. Následne boli skutočne objavené zodpovedajúce prvky: Galium, Germanium, Scandium. Dmitrij Ivanovič teda nielen systematizoval prvky do skupín a období, ale predpovedal aj objavenie nových, zatiaľ neznámych prvkov.

Neskôr, po vyriešení mnohých aktuálnych záhad vtedajšej chémie - objavenie nových prvkov, izolácia skupiny vzácnych plynov spolu s účasťou Williama Ramsaya, zistenie faktu, že didymium nie je samostatným prvkom na všetko, ale je zmesou dvoch ďalších – stále nových a nových verzií tabuľky, niekedy dokonca s netabuľkovým pohľadom. Ale nedáme ich tu všetky, ale dáme len konečnú verziu, ktorá sa sformovala počas života veľkého vedca.

Prechod od atómovej hmotnosti k jadrovému náboju.

Bohužiaľ, Dmitrij Ivanovič sa nedožil planetárnej teórie štruktúry atómu a nevidel triumf Rutherfordových experimentov, hoci práve s jeho objavmi sa začala nová éra vo vývoji periodického zákona a celého periodika. systém. Dovoľte mi pripomenúť, že z experimentov, ktoré vykonal Ernest Rutherford, vyplynulo, že atómy prvkov pozostávajú z kladne nabitého atómového jadra a záporne nabitých elektrónov, ktoré sa točia okolo jadra. Po určení nábojov atómových jadier všetkých v tom čase známych prvkov sa ukázalo, že v periodickom systéme sú umiestnené v súlade s nábojom jadra. A periodický zákon nadobudol nový význam, teraz to začalo znieť takto:

"Vlastnosti chemických prvkov, ako aj formy a vlastnosti jednoduchých látok a zlúčenín, ktoré tvoria, sú v periodickej závislosti od veľkosti nábojov jadier ich atómov."

Teraz sa ukázalo, prečo niektoré ľahšie prvky zaradil Mendelejev za svojich ťažších predchodcov – ide o to, že takto stoja v poradí nábojov ich jadra. Telúr je napríklad ťažší ako jód, ale v tabuľke je skôr, pretože náboj jadra jeho atómu a počet elektrónov je 52, kým jód má 53. Môžete sa pozrieť do tabuľky a uvidíte sami.

Po objavení štruktúry atómu a atómového jadra prešla periodická sústava ešte niekoľkými zmenami, až napokon dospela do nám už zo školy známej podoby, krátkoperiodickej verzie periodickej tabuľky.

V tejto tabuľke už vieme všetko: 7 období, 10 sérií, vedľajšie a hlavné podskupiny. V čase objavenia nových prvkov a ich naplnenia tabuľky sa prvky ako Actinium a Lanthanum museli umiestniť do samostatných riadkov, pričom všetky boli pomenované Actinides a Lanthanides. Táto verzia systému existovala veľmi dlho - vo svetovej vedeckej komunite takmer do konca 80., začiatku 90. rokov a u nás ešte dlhšie - do 10. rokov tohto storočia.

Moderná verzia periodickej tabuľky.

Možnosť, ktorou sme si mnohí v škole prešli, sa však v skutočnosti ukazuje ako veľmi mätúca a zmätok sa prejavuje v rozdelení podskupín na hlavné a vedľajšie a zapamätať si logiku zobrazovania vlastností prvkov sa stáva dosť ťažké. Samozrejme, aj napriek tomu ju mnohí vyštudovali, stali sa doktormi chemických vied, no aj tak ju v modernej dobe nahradila nová verzia – dlhodobá. Podotýkam, že túto konkrétnu možnosť schválila IUPAC (Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie). Poďme sa na to pozrieť.

Osem skupín bolo nahradených osemnástimi, medzi ktorými už neexistuje žiadne delenie na hlavné a vedľajšie a všetky skupiny sú diktované usporiadaním elektrónov v atómovom obale. Zároveň sa zbavili dvojradových a jednoradových období, teraz všetky obdobia obsahujú iba jeden riadok. Ako pohodlná je táto možnosť? Teraz sa jasnejšie pozerá na periodicitu vlastností prvkov. Číslo skupiny v skutočnosti udáva počet elektrónov na vonkajšej úrovni, a preto sa všetky hlavné podskupiny starej verzie nachádzajú v prvej, druhej a trinástej až osemnástej skupine a všetky „bývalé bočné“ skupiny sa nachádzajú v strede stola. Z tabuľky je teda teraz jasne vidieť, že ak ide o prvú skupinu, potom sú to alkalické kovy a pre vás žiadna meď alebo striebro a je zrejmé, že všetky tranzitné kovy dobre preukazujú podobnosť svojich vlastností vďaka výplni. d-podúrovne, ktorá v menšej miere ovplyvňuje vonkajšie vlastnosti, ako aj lantanoidy a aktinidy, vykazujú podobné vlastnosti len vďaka rozdielu v podúrovni f. Celá tabuľka je teda rozdelená na nasledujúce bloky: s-blok, na ktorom sú vyplnené s-elektróny, d-blok, p-blok a f-blok, s výplňou d, p, respektíve f-elektróny.

Žiaľ, u nás sa táto možnosť dostala do školských učebníc len posledné 2-3 roky a aj to nie vo všetkých. A veľmi nesprávne. S čím to súvisí? Po prvé, v stagnujúcich časoch v prelomových 90. rokoch, keď v krajine nebol vôbec žiadny rozvoj, nehovoriac o rezorte školstva, konkrétne v 90. rokoch svetová chemická komunita prešla na túto možnosť. Po druhé, s miernou zotrvačnosťou a ťažkosťami s vnímaním všetkého nového, pretože naši učitelia sú zvyknutí na starú, krátkodobú verziu tabuľky, napriek tomu, že pri štúdiu chémie je to oveľa náročnejšie a menej pohodlné.

Rozšírená verzia periodického systému.

Čas však nestojí, veda a technika tiež. 118. prvok periodickej sústavy už bol objavený, čo znamená, že čoskoro bude potrebné objaviť ďalšiu, ôsmu periódu tabuľky. Okrem toho sa objaví nová energetická podúroveň: podúroveň g. Prvky jej zložiek sa budú musieť posunúť nadol po stole, ako sú lantanoidy alebo aktinidy, alebo sa táto tabuľka ešte dvakrát rozšíri, takže sa už nezmestí na list A4. Tu uvediem iba odkaz na Wikipédiu (pozri Rozšírený periodický systém) a popis tejto možnosti už nebudem opakovať. Každý, kto má záujem, môže kliknúť na odkaz a pozrieť sa.

V tejto verzii nie sú ani f-prvky (lantanoidy a aktinoidy) ani g-prvky („prvky budúcnosti“ z č. 121-128) uvedené samostatne, ale rozširujú tabuľku o 32 buniek. Do druhej skupiny patrí aj prvok hélium, keďže je súčasťou s-bloku.

Vo všeobecnosti je nepravdepodobné, že budúci chemici využijú túto možnosť, s najväčšou pravdepodobnosťou bude periodická tabuľka nahradená jednou z alternatív, ktoré už odvážni vedci navrhujú: systém Benfey, Stewartova „chemická galaxia“ alebo iná možnosť. Bude to však až po dosiahnutí druhého ostrova stability chemických prvkov a s najväčšou pravdepodobnosťou to bude potrebné viac pre jasnosť v jadrovej fyzike ako v chémii, ale zatiaľ postačí starý dobrý periodický systém Dmitrija Ivanoviča.

Prvok 115 periodickej tabuľky – moscovium – je superťažký syntetický prvok so symbolom Mc a atómovým číslom 115. Prvýkrát ho získal v roku 2003 spoločný tím ruských a amerických vedcov v Spoločnom ústave pre jadrový výskum (JINR) v Dubne. , Rusko. V decembri 2015 bol uznaný ako jeden zo štyroch nových prvkov Spoločnou pracovnou skupinou medzinárodných vedeckých organizácií IUPAC/IUPAP. Dňa 28. novembra 2016 bola oficiálne pomenovaná podľa Moskovskej oblasti, kde sa nachádza JINR.

Charakteristický

Prvok 115 periodickej tabuľky je extrémne rádioaktívny: jeho najstabilnejší známy izotop, moscovium-290, má polčas rozpadu len 0,8 sekundy. Vedci klasifikujú moscovium ako prechodný kov, podobný v mnohých vlastnostiach bizmutu. V periodickej tabuľke patrí medzi transaktinidové prvky p-bloku 7. periódy a zaraďuje sa do 15. skupiny ako najťažší pniktogén (prvok podskupiny dusíka), aj keď nebolo potvrdené, že sa správa ako tzv. ťažší homológ bizmutu.

Podľa výpočtov má prvok niektoré vlastnosti podobné ľahším homológom: dusík, fosfor, arzén, antimón a bizmut. Ukazuje od nich niekoľko podstatných rozdielov. K dnešnému dňu bolo syntetizovaných asi 100 atómov moscovia, ktoré majú hmotnostné čísla od 287 do 290.

Fyzikálne vlastnosti

Valenčné elektróny prvku 115 pižmovej periodickej tabuľky sú rozdelené do troch podplášťov: 7s (dva elektróny), 7p 1/2 (dva elektróny) a 7p 3/2 (jeden elektrón). Prvé dva z nich sú relativisticky stabilizované, a preto sa správajú ako inertné plyny, zatiaľ čo druhé sú relativisticky destabilizované a môžu sa ľahko podieľať na chemických interakciách. Primárny ionizačný potenciál moscovia by teda mal byť približne 5,58 eV. Podľa výpočtov by moscovium mal byť hustý kov vďaka vysokej atómovej hmotnosti s hustotou asi 13,5 g/cm3.

Odhadované konštrukčné vlastnosti:

• Fáza: pevná.
• Teplota topenia: 400 °C (670 °K, 750 °F).
• Teplota varu: 1100 °C (1400 °K, 2000 °F).
• Špecifické teplo topenia: 5,90-5,98 kJ/mol.
• Špecifické teplo vyparovania a kondenzácie: 138 kJ/mol.

Chemické vlastnosti

115. prvok periodickej tabuľky je tretím v 7p sérii chemických prvkov a je najťažším členom skupiny 15 v periodickej tabuľke, nachádza sa pod bizmutom. Chemická interakcia moskvia vo vodnom roztoku je určená charakteristikami iónov Mc + a Mc 3+. Prvé z nich sa pravdepodobne ľahko hydrolyzujú a vytvárajú iónové väzby s halogénmi, kyanidmi a amoniakom. Hydroxid moskovium (I) (McOH), uhličitan (Mc 2 CO 3), oxalát (Mc 2 C 2 O 4) a fluorid (McF) musia byť rozpustné vo vode. Sulfid (Mc2S) musí byť nerozpustný. Chlorid (McCl), bromid (McBr), jodid (McI) a tiokyanát (McSCN) sú zle rozpustné zlúčeniny.

Fluorid moskovium (III) (McF 3) a tiozonid (McS 3) sú pravdepodobne nerozpustné vo vode (podobne ako zodpovedajúce zlúčeniny bizmutu). Zatiaľ čo chlorid (III) (McCl 3), bromid (McBr 3) a jodid (McI 3) by mali byť ľahko rozpustné a ľahko hydrolyzovateľné za vzniku oxohalogenidov, ako sú McOCl a McOBr (tiež podobné bizmutu). Oxidy moscovia(I) a (III) majú podobné oxidačné stavy a ich relatívna stabilita do značnej miery závisí od toho, s ktorými prvkami interagujú.

Neistota

Vzhľadom na to, že 115. prvok periodickej tabuľky syntetizuje niekoľko experimentálne, jeho presné charakteristiky sú problematické. Vedci sa musia zamerať na teoretické výpočty a porovnávať so stabilnejšími prvkami, ktoré majú podobné vlastnosti.

V roku 2011 sa uskutočnili experimenty na vytvorenie izotopov nihónia, flerovia a moskvia v reakciách medzi „urýchľovačmi“ (vápnik-48) a „cieľmi“ (amerícium-243 a plutónium-244) na štúdium ich vlastností. Medzi "ciele" však patrili nečistoty olova a bizmutu a následne sa v reakciách prenosu nukleónov získali niektoré izotopy bizmutu a polónia, čo experiment skomplikovalo. Medzitým získané údaje pomôžu vedcom v budúcnosti podrobnejšie študovať ťažké homológy bizmutu a polónia, ako je moscovium a livermorium.

Otvorenie

Prvou úspešnou syntézou prvku 115 periodickej tabuľky bola spoločná práca ruských a amerických vedcov v auguste 2003 na SÚJV Dubna. V tíme vedenom jadrovým fyzikom Jurijom Oganesyanom boli okrem domácich špecialistov aj kolegovia z Lawrence Livermore National Laboratory. 2. februára 2004 vedci zverejnili v publikácii Physical Review informáciu, že na cyklotróne U-400 bombardovali amerícium-243 iónmi vápnika-48 a získali štyri atómy novej látky (jedno jadro 287 Mc a tri jadrá 288 Mc ). Tieto atómy sa rozpadajú (rozpadnú sa) emitovaním alfa častíc na prvok nihonium za približne 100 milisekúnd. V rokoch 2009-2010 boli objavené dva ťažšie izotopy moskvia, 289 Mc a 290 Mc.

Spočiatku IUPAC nemohol schváliť objav nového prvku. Potrebné potvrdenie z iných zdrojov. V priebehu niekoľkých rokov sa uskutočnilo ďalšie vyhodnotenie neskorších experimentov a opäť sa objavil nárok tímu Dubna na objav 115. prvku.

V auguste 2013 tím výskumníkov z Univerzity v Lunde a Inštitútu pre ťažké ióny v Darmstadte (Nemecko) oznámil, že zopakoval experiment z roku 2004, čím potvrdil výsledky získané v Dubne. Ďalšie potvrdenie zverejnil tím vedcov pracujúcich v Berkeley v roku 2015. V decembri 2015 spoločná pracovná skupina IUPAC/IUPAP uznala objav tohto prvku a uprednostnila objav rusko-amerického tímu výskumníkov.

názov

Prvok 115 periodickej tabuľky v roku 1979 sa podľa odporúčania IUPAC rozhodlo pomenovať „ununpentium“ a označiť ho zodpovedajúcim symbolom UUP. Hoci sa názov odvtedy vo veľkej miere používa pre neobjavený (ale teoreticky predpovedaný) prvok, vo fyzikálnej komunite sa neuchytil. Najčastejšie sa tak látka nazývala - prvok č. 115 alebo E115.

30. decembra 2015 bol objav nového prvku uznaný Medzinárodnou úniou čistej a aplikovanej chémie. Podľa nových pravidiel majú objavitelia právo navrhnúť pre novú látku svoj vlastný názov. Najprv sa malo pomenovať 115. prvok periodickej tabuľky „langevinium“ na počesť fyzika Paula Langevina. Neskôr tím vedcov z Dubny ako možnosť navrhol názov „Moskovec“ na počesť Moskovskej oblasti, kde bol objav urobený. V júni 2016 IUPAC iniciatívu schválil a 28. novembra 2016 oficiálne schválil názov „moscovium“.