Вопросы для самоконтроля
Дайте определение философской категории «вещество».
Назовите структурные элементы вещества в нашей Вселенной.
Какова точка зрения на мироздание Левкиппа и Демокрита Абдерского?
Дайте определение «атому», по Левкиппу и Демокриту.
В чем особенность учения Эпикура об окружающей нас Вселенной?
Что такое нейтроны? Какова их роль в атоме?
Какие частицы формируют центр тяжести атома и ядра?
Какими свойствами обладают протоны?
Какова общая структура атомного ядра?
За счет каких частиц ядро располагает электрическим зарядом?
Что такое электронная оболочка атома?
Дайте характеристику электрону.
Что такое орбита электрона?
Можно ли назвать движение электронов по орбитам хаотичным?
Что означает s,p,d,f орбиты?
Лекция 8: «Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева»
Многообразие атомов, формирующих Вселенную безгранично.
Ученые постоянно открывают все новые химические элементы (виды атомов). В ХХ и ХХ1 веке это «тяжелые» атомы, обладающие большим количеством нейтронов и протонов в ядре и, соответственно, большим количеством электронов, обращающихся вокруг него.
С начала Х1Х века проводились попытки систематизации химических элементов по различным признакам. Цель этой систематизации, как и любой другой, в попытке предсказания новых свойств, новых элементов, новых структурных признаков.
И.В. Деберейнер, предлагал на основе сходства между некоторыми элементами, располагать их триадами. Дж. А. Ньюлендс, Л. Ю. Мейер, которые также многое сделали для подготовки открытия периодического закона, но не смогли постичь его смысла до конца.
Наиболее эффективную систему химических элементов в 1869 году предложил профессор Петербургского университета Д.И. Менделеев (1834 – 1907), назвавший ее «периодической».
В ее основе, сформулированный Менделеевым, Периодический закон химических элементов. В качестве характеристических черт для атомов химических элементов, были избраны их атомная масса и химические свойства. Дмитрий Иванович заметил, что свойства химических элементов находятся в периодической зависимости от их атомных масс. Это утверждение стало одной из первых формулировок Периодического закона.
Действительно, расположив химические элементы в ряд по возрастанию атомных масс, Менделеев заметил периодическую повторяемость их химических свойств. Тогда он, сохраняя последовательность возрастания масс, одновременно расположил элементы со сходными химическими свойствами друг под другом так, что получились столбцы, в которых сверху вниз возрастали массы химических элементов со сходными химическими свойствами.
Менделеев внес в периодическую систему коррективы, поставив во главу периодической системы все-таки сходство в химических свойствах. Это немного нарушило порядок расположения химических элементов по атомным массам, но позволило заметить последовательность в изменении химических свойств элементов сгруппировавшихся в рядах от металлов, до неметаллов.
Ряды горизонтально расположенных элементов были объединены в периоды, а вертикально расположенные элементы в группы.
Рассмотрите таблицу Д.И. Менделеева подробно:
Свойства химических элементов по периоду изменялись от явных металлов, например литий, бериллий, до явных неметаллов – фтор, неон. И это касается всех периодов.
Третий период открывают металлы натрий и магний, а заканчивают типичные неметаллы хлор и аргон.
Существуют более длинные, двухрядные периоды – в четвертом периоде два ряда (обозначены 4 и 5 в таблице – второй столбец слева).
Вертикальное расположение в группы видно по римским цифрам в верхнем горизонтальном ряду. Римская единица обозначает первую группу, двойка вторую и т.д.
Первая, вторая группа это металлы. Восьмая группа – типичные неметаллы. Более того, инертные газы.
Главное, что давал Периодический закон, и периодическая система элементов Д.И. Менделеева была возможность предсказания новых, еще не открытых химических элементов по возможностям их логичного расположения в еще пустующих клетках таблицы.
Так были открыты экабор, экаалюминий, экамарганец и экасилиций, достаточно корректно совпавшими по свойствам с открытыми позже элементами: скандием, галлием, технецием и германием.
Все они сначала были теоретически предсказаны и только потом получены экспериментально в результате целенаправленного поиска.
Сегодня достоверно известно 109 химических элементов, из которых только 89 встречаются в природе. Достаточно часто появляются сообщения об открытии 110, 112 и т.д. элементов. Даже дают им названия. Но достоверного подтверждения в крупнейших лабораториях мира пока нет.
Изучение принципов построения и частных закономерностей Периодического закона позволит открывать новые химические элементы.