Në gjysmën e parë të shekullit të 19-të, pati përpjekje të ndryshme për të sistemuar elementët dhe për të kombinuar metalet në sistemin periodik. Ishte gjatë kësaj periudhe historike që lindi një metodë e tillë kërkimore si analiza kimike.
Nga historia e zbulimit të Tabelës Periodike të Elementeve
Duke përdorur një teknikë të ngjashme për përcaktimin e vetive specifike kimike, shkencëtarët e asaj kohe u përpoqën të kombinonin elementët në grupe, të udhëhequr nga karakteristikat e tyre sasiore, si dhe nga pesha atomike.
Përdorimi i peshës atomike
Pra, I. V. Dubereiner në 1817 përcaktoi se stronciumi ka një peshë atomike të ngjashme me atë të bariumit dhe kalciumit. Ai gjithashtu arriti të zbulojë se ka shumë të përbashkëta midis vetive të bariumit, stronciumit dhe kalciumit. Bazuar në këto vëzhgime, kimisti i famshëm përpiloi të ashtuquajturën treshe të elementeve. Substancat e tjera u kombinuan në grupe të ngjashme:
- squfur, selen, telur;
- klor, brom, jod;
- litium, natrium, kalium.
Klasifikimi sipas vetive kimike
L. Gmelin në 1843 propozoi një tabelë në të cilën ai rregulloi të ngjashmeelementet në një rend të rreptë sipas vetive të tyre kimike. Azoti, hidrogjeni, oksigjeni ai i konsideronte elementet kryesore, ky kimist i vendosi jashtë tryezës së tij.
Nën oksigjen vendosi tetrada (4 shenja secila) dhe pentada (5 shenja secila) të elementeve. Metalet në sistemin periodik u vendosën sipas terminologjisë së Berzelius. Siç u konceptua nga Gmelin, të gjithë elementët u përcaktuan duke zvogëluar vetitë e elektronegativitetit brenda secilit nëngrup të sistemit periodik.
Shkrija e elementeve vertikalisht
Alexander Emile de Chancourtois në 1863 vendosi të gjithë elementët në pesha atomike në rritje në një cilindër, duke e ndarë atë në disa vija vertikale. Si rezultat i kësaj ndarjeje, elemente me veti të ngjashme fizike dhe kimike ndodhen në vertikale.
Ligji i oktavave
D. Newlands zbuloi në 1864 një model mjaft interesant. Kur elementët kimikë janë të renditur në rend rritës të peshave të tyre atomike, çdo element i tetë tregon ngjashmëri me të parin. Newlands e quajti një fakt të ngjashëm ligjin e oktavave (tetë nota).
Sistemi i tij periodik ishte shumë arbitrar, kështu që ideja e një shkencëtari vëzhgues u quajt versioni "oktavë", duke e lidhur atë me muzikën. Ishte versioni Newlands që ishte më afër strukturës moderne të PS. Por sipas ligjit të përmendur të oktavave, vetëm 17 elementë ruanin vetitë e tyre periodike, ndërsa pjesa tjetër e shenjave nuk tregonin një rregullsi të tillë.
Tavolina teke
U. Odling prezantoi disa variante të tabelave të elementeve menjëherë. Ne fillimversioni, i krijuar në 1857, ai propozoi t'i ndante ato në 9 grupe. Në 1861, kimisti bëri disa rregullime në versionin origjinal të tabelës, duke grupuar shenja me veti kimike të ngjashme.
Një variant i tabelës së Odling, i propozuar në 1868, supozoi rregullimin e 45 elementeve në peshat atomike në rritje. Nga rruga, ishte kjo tabelë që më vonë u bë prototipi i sistemit periodik të D. I. Mendeleev.
Ndarja e valencës
L. Meyer në 1864 propozoi një tabelë që përfshinte 44 elementë. Ato u vendosën në 6 kolona, sipas valencës së hidrogjenit. Tabela kishte dy pjesë njëherësh. Kryesorja bashkoi gjashtë grupe, përfshinte 28 shenja në peshat atomike në rritje. Në strukturën e tij, pentadat dhe tetradat u panë nga shenja të ngjashme me vetitë kimike. Meyer vendosi elementët e mbetur në tabelën e dytë.
Kontributi i D. I. Mendeleev në krijimin e tabelës së elementeve
Sistemi modern periodik i elementeve të D. I. Mendeleev u shfaq në bazë të tabelave të Mayer të përpiluara në 1869. Në versionin e dytë, Mayer i renditi shenjat në 16 grupe, i vendosi elementët në pentada dhe tetrada, duke marrë parasysh vetitë kimike të njohura. Dhe në vend të valencës, ai përdori një numërim të thjeshtë për grupet. Nuk kishte bor, torium, hidrogjen, niobium, uranium në të.
Struktura e sistemit periodik në formën që paraqitet në botimet moderne nuk u shfaq menjëherë. Mund të dallohentre faza kryesore gjatë të cilave u krijua sistemi periodik:
- Versioni i parë i tabelës u prezantua mbi blloqet e ndërtimit. U gjurmua natyra periodike e marrëdhënies midis vetive të elementeve dhe vlerave të peshave të tyre atomike. Mendeleev propozoi këtë version të klasifikimit të shenjave në 1868-1869
- Shkencëtari braktis sistemin origjinal, pasi ai nuk pasqyronte kriteret me të cilat elementet do të binin në një kolonë të caktuar. Ai propozon vendosjen e shenjave sipas ngjashmërisë së vetive kimike (shkurt 1869)
- Në vitin 1870, Dmitri Mendeleev prezantoi sistemin modern periodik të elementeve në botën shkencore.
Versioni i kimistit rus mori parasysh si pozicionin e metaleve në sistemin periodik ashtu edhe vetitë e jometaleve. Gjatë viteve që kanë kaluar që nga botimi i parë i shpikjes brilante të Mendelejevit, tabela nuk ka pësuar ndonjë ndryshim të madh. Dhe në ato vende që mbetën bosh gjatë kohës së Dmitry Ivanovich, u shfaqën elementë të rinj, të zbuluar pas vdekjes së tij.
Veçoritë e tabelës periodike
Pse konsiderohet se sistemi i përshkruar është periodik? Kjo është për shkak të strukturës së tabelës.
Në total, ai përmban 8 grupe, dhe secili ka dy nëngrupe: kryesore (kryesore) dhe dytësore. Rezulton se janë gjithsej 16 nëngrupe, të vendosura vertikalisht, pra nga lart poshtë.
Përveç kësaj, tabela ka gjithashtu rreshta horizontale të quajtura pika. Ata gjithashtu kanë të tyrenndarje shtesë në të vogla dhe të mëdha. Karakteristika e sistemit periodik nënkupton marrjen parasysh të vendndodhjes së elementit: grupin, nëngrupin dhe periudhën e tij.
Si ndryshojnë vetitë në nëngrupet kryesore
Të gjitha nëngrupet kryesore në tabelën periodike fillojnë me elementet e periudhës së dytë. Për shenjat që i përkasin të njëjtit nëngrup kryesor, numri i elektroneve të jashtme është i njëjtë, por distanca ndërmjet elektroneve të fundit dhe bërthamës pozitive ndryshon.
Përveç kësaj, një rritje në peshën atomike (masën atomike relative) të elementit ndodh në to nga lart. Është ky tregues që është faktori përcaktues në identifikimin e modeleve të ndryshimeve në vetitë brenda nëngrupeve kryesore.
Meqenëse rrezja (distanca midis bërthamës pozitive dhe elektroneve të jashtme negative) në nëngrupin kryesor rritet, vetitë jometalike (aftësia për të pranuar elektrone gjatë transformimeve kimike) zvogëlohen. Sa i përket ndryshimit të vetive metalike (dhurimi i elektroneve tek atomet e tjerë), ai do të rritet.
Duke përdorur sistemin periodik, mund të krahasoni vetitë e përfaqësuesve të ndryshëm të të njëjtit nëngrup kryesor. Në kohën kur Mendeleev krijoi sistemin periodik, ende nuk kishte asnjë informacion për strukturën e materies. Befasues është fakti se pasi u ngrit teoria e strukturës së atomit, e studiuar në shkolla arsimore dhe universitete të specializuara kimike dhe në kohën e tanishme, ajo konfirmoi hipotezën e Mendelejevit dhe nuk hodhi poshtë supozimet e tij për rregullimin e atomeve brenda tabelës.
Elektronegativiteti nënëngrupet kryesore zvogëlohen deri në fund, domethënë, sa më i ulët të jetë elementi në grup, aq më pak do të jetë aftësia e tij për të lidhur atome.
Ndryshimi i vetive të atomeve në nëngrupet anësore
Meqenëse sistemi i Mendelejevit është periodik, ndryshimi i vetive në nëngrupe të tilla ndodh në rend të kundërt. Nëngrupe të tilla përfshijnë elementë që fillojnë nga periudha 4 (përfaqësues të familjeve d dhe f). Deri në fund në këto nëngrupe, vetitë metalike zvogëlohen, por numri i elektroneve të jashtme është i njëjtë për të gjithë përfaqësuesit e një nëngrupi.
Veçoritë e strukturës së periudhave në PS
Çdo periudhë e re, me përjashtim të së parës, në tabelën e kimistit rus fillon me një metal alkali aktiv. Më pas janë metalet amfotere, të cilat shfaqin veti të dyfishta në shndërrimet kimike. Pastaj ka disa elementë me veti jo metalike. Periudha përfundon me një gaz inert (jo metal, praktik, që nuk tregon aktivitet kimik).
Duke pasur parasysh se sistemi është periodik, ka një ndryshim në aktivitetin në periudha. Nga e majta në të djathtë, aktiviteti reduktues (vetitë metalike) do të ulet, aktiviteti oksidues (vetitë jometalike) do të rritet. Kështu, metalet më të shndritshëm në këtë periudhë janë në të majtë, dhe jometalet në të djathtë.
Në periudha të mëdha, të përbërë nga dy rreshta (4-7), shfaqet edhe një karakter periodik, por për shkak të pranisë së përfaqësuesve të familjes d ose f, ka shumë më tepër elementë metalikë në rresht.
Emrat e nëngrupeve kryesore
Një pjesë e grupeve të elementeve të pranishëm në tabelën periodike ka marrë emrat e vet. Përfaqësuesit e grupit të parë A të nëngrupit quhen metale alkali. Metalet ia detyrojnë këtë emër aktivitetit të tyre me ujin, duke rezultuar në formimin e alkaleve kaustike.
Nëngrupi i dytë i grupit A konsiderohet metale alkaline tokësore. Kur ndërveprojnë me ujin, metale të tilla formojnë okside, ato dikur quheshin tokë. Që nga ajo kohë, një emër i ngjashëm iu caktua përfaqësuesve të këtij nëngrupi.
Jometalet e nëngrupit të oksigjenit quhen kalkogjenë, dhe përfaqësuesit e grupit 7 A quhen halogjenë. 8 Një nëngrup quhet gaze inerte për shkak të aktivitetit të tij minimal kimik.
PS në kursin shkollor
Për nxënësit e shkollës, zakonisht ofrohet një variant i tabelës periodike, në të cilën, përveç grupeve, nëngrupeve, periudhave, tregohen edhe formulat e përbërjeve më të larta të avullueshme dhe oksideve më të larta. Një truk i tillë u mundëson studentëve të zhvillojnë aftësi në përpilimin e oksideve më të larta. Mjafton të zëvendësohet shenja e përfaqësuesit të nëngrupit në vend të elementit për të marrë oksidin më të lartë të përfunduar.
Nëse shikoni nga afër pamjen e përgjithshme të përbërjeve të avullueshme të hidrogjenit, mund të shihni se ato janë karakteristike vetëm për jometalet. Ka viza në grupet 1-3, pasi metalet janë përfaqësues tipikë të këtyre grupeve.
Përveç kësaj, në disa tekste shkollore të kimisë, çdo shenjë tregon shpërndarjen e elektroneve përgjatënivelet e energjisë. Ky informacion nuk ekzistonte gjatë periudhës së punës së Mendelejevit, fakte të ngjashme shkencore u shfaqën shumë më vonë.
Mund të shihni edhe formulën e nivelit elektronik të jashtëm, me anë të së cilës është e lehtë të merret me mend se cilës familje i përket ky element. Këshilla të tilla janë të papranueshme në seancat e provimit, prandaj, të diplomuarve të klasave 9 dhe 11, të cilët vendosin të demonstrojnë njohuritë e tyre kimike në OGE ose Provimin e Unifikuar të Shtetit, u jepen versione klasike bardh e zi të tabelave periodike që nuk përmbajnë informacion shtesë rreth struktura e atomit, formulat e oksideve më të larta, përbërja e përbërjeve të avullueshme të hidrogjenit.
Një vendim i tillë është mjaft logjik dhe i kuptueshëm, sepse për ata nxënës të shkollës që vendosën të ndjekin gjurmët e Mendeleev dhe Lomonosov, nuk do të jetë e vështirë të përdorin versionin klasik të sistemit, ata thjesht nuk kanë nevojë për kërkesa.
Ishte ligji periodik dhe sistemi i D. I. Mendeleev që luajti rolin më të rëndësishëm në zhvillimin e mëtejshëm të teorisë atomike dhe molekulare. Pas krijimit të sistemit, shkencëtarët filluan t'i kushtojnë më shumë vëmendje studimit të përbërjes së elementit. Tabela ndihmoi për të sqaruar disa informacione për substancat e thjeshta, si dhe për natyrën dhe vetitë e elementeve që ato formojnë.
Vetë Mendeleev supozoi se së shpejti do të zbuloheshin elementë të rinj dhe parashikoi pozicionin e metaleve në sistemin periodik. Pikërisht pas shfaqjes së këtij të fundit filloi një epokë e re në kimi. Për më tepër, një fillim serioz iu dha formimit të shumë shkencave të lidhura që lidhen me strukturën e atomit dhetransformimet e elementeve.
