2.4 Періодична система хімічних елементів і будова атома

Таблиця Періодичної системи хімічних елементів графічно відображає Періодичний закон. Кожне число в ній характеризує будь-яку особливість в будові атомів:

а) Порядковий (атомний) номер хімічного елемента вказує на заряд його атомного ядра, тобто на число протонів, що містяться в ньому, а так як атом електронейтрален, то і на число електронів, що знаходяться навколо атомного ядра;

б) Номер періоду відповідає числу енергетичних рівнів (електронних шарів) в атомах елементів даного періоду;

в) Номер групи відповідає числу електронів на зовнішньому рівні для елементів головних підгруп і максимальному числу валентних електронів для побічних підгруп.

У світлі будови атома можна пояснити причини зміни властивостей хімічних елементів і утворених ними речовин. У періоді зі збільшенням зарядів атомних ядер елементів (зліва направо) металеві властивості слабшають, а неметалеві посилюються. У групах (головна підгрупа) зі збільшенням зарядів атомних ядер елементів (зверху вниз) металеві властивості посилюються, а неметалічні слабшають.

Природа кожного хімічного елемента, тобто певні, притаманні тільки йому властивості атомів, простих речовин, сполук, залежить насамперед від заряду ядра його атомів. Заряд обумовлює і будова електронної оболонки атома. Але величини зарядів ядер атомів хімічних елементів у Періодичній системі Д.І. Менделєєва змінюються монотонно, тому прямий причиною періодичної зміни властивостей елементів це явище бути не може. Виявляється, причина періодичності - зміна будови зовнішніх електронних шарів атома.

Таким чином, з вищесказаного можна зробити висновок: властивості хімічних елементів і утворених ними речовин знаходяться в періодичній залежності від будови зовнішніх електронних шарів атомів.

2.5 Роль відкриття

Д.І. Менделєєв писав: «До періодичного закону елементи представляли лише уривчасті випадкові явища природи, не було приводу чекати будь-яких нових, а знову знаходять були повною несподіваною новинкою. Періодична закономірність перша дала можливість бачити не відкриті ще елементи в такій дали, до якої неозброєний цією закономірністю зір до тих пір не досягало ».

З відкриттям періодичного закону хімія перестала бути описової наукою - вона отримала інструмент наукового передбачення. Цей закон і його графічне відображення - таблиця періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва - виконали всі три найважливіші функції теоретичного знання: узагальнюючу, що пояснює і прогностичну. На їх основі вчені:

а) систематизували та узагальнили всі відомості про хімічні елементи і утворених ними речовинах;

б) Далі обгрунтування різних видів періодичної залежності, що існують у світі хімічних елементів, пояснивши їх на основі будови атомів елементів.

в) Передбачили, описали властивості ще не відкритих хімічних елементів і утворених ними речовин, а також вказали шляхи їх відкриття.

На основі закону і таблиці Д.І. Менделєєва були передбачені і відкриті благородні гази. І зараз цей закон служить дороговказом для відкриття або штучного створення нових хімічних елементів.

Відкриття Періодичного закону та створення таблиці Періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєвим стимулювало пошук причин взаємозв'язку елементів, сприяло виявленню складної структури атома і розвитку вчення про будову атома. Це вчення, у свою чергу, дозволило розкрити фізичний зміст періодичного закону і пояснити розташування елементів у Періодичній системі. Воно привело до відкриття атомної енергії і використання її для потреб людства.

Таким чином, Періодичний закон і система відкрили нову еру в хімії та фізики, з'явилися вихідним пунктом для нових досліджень і відкриттів. Також періодичний закон зіграв велике значення і як основний закон природи в розвитку матеріалістичної філософії.