Таблица Менделеева кажется сложной для понимания новичкам в химии. На самом деле, используя несколько простых правил и зная структуру таблицы, можно легко научиться извлекать полезную информацию о любом элементе.
История создания таблицы Менделеева
В 1869 году русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев опубликовал свою знаменитую "Периодическую систему химических элементов" . Это была первая попытка классифицировать все известные на тот момент химические элементы (их было около 60) на основе их свойств и атомной массы.
Менделеев работал над систематизацией элементов около 20 лет. По легенде, решающее озарение пришло к нему во сне, но сам ученый это отрицал.
Основой классификации Менделеева стал периодический закон, согласно которому свойства химических элементов периодически повторяются при увеличении атомной массы. Этот закон позволил ученому расположить элементы в определенном порядке:
- по горизонтали (периоды) — по возрастанию атомной массы
- по вертикали (группы) — по сходству химических свойств
В своей таблице Менделеев смело оставил пустые клетки, предсказав существование пока неоткрытых элементов. В последующие годы предсказанные им элементы, такие как галлий и германий, были открыты, что подтвердило правильность его классификации.
Современный вид Периодической системы химических элементов
C тех пор Периодическая таблица претерпела некоторые изменения, но ее основополагающие принципы, заложенные Менделеевым, остались неизменными.
В настоящее время известно уже 118 химических элементов, каждый из которых занимает свое место в Периодической системе согласно закономерностям периодического закона. Рассмотрим структуру современной таблицы подробнее.
Периоды и группы
Периодическая таблица состоит из периодов (горизонтальных рядов) и групп (вертикальных столбцов):
- Периоды — элементы с одинаковым количеством электронных слоев
- Группы — элементы с одинаковым количеством валентных электронов (определяют химические свойства)
Всего в таблице 7 периодов и 18 групп. Кроме того, ниже основной части таблицы располагаются два ряда редкоземельных элементов — лантаноидов и актиноидов.
Нумерация элементов
Каждому элементу соответствуют определенные числовые характеристики:
- Атомный номер (верхний левый угол, обозначение Z) — количество протонов в ядре атома элемента
- Массовое число (округленная атомная масса) — суммарное количество протонов и нейтронов
Эти числа определяют положение каждого элемента в таблице. Например, у водорода Z = 1, у кислорода Z = 8, у золота Z = 79.
Обозначение элементов
Помимо чисел, элементы также имеют буквенные обозначения:
- Ru — рутений
- Cl — хлор
- Nd — неодим
Это всего лишь несколько примеров. Всего в таблице 118 уникальных химических элементов от H (водород) до Og (оганесон).
Закономерности изменения свойств элементов
Главная ценность Периодической системы в том, что, зная положение элемента в таблице, можно определить его основные химические свойства.
Это становится возможным благодаря периодическому закону: свойства элементов закономерно изменяются при движении по периодам и группам.
Изменение в периодах
При движении слева направо в пределах периодов наблюдаются следующие тенденции:
- усиливаются неметаллические свойства
- возрастает электроотрицательность
- уменьшается радиус атома
Изменение в группах
В пределах групп (сверху вниз) отмечаются такие закономерности:
- усиливаются металлические свойства
- возрастает атомный радиус
- увеличивается химическая активность
Следовательно, самые активные металлы находятся в нижней части таблицы, а самые активные неметаллы — в ее верхнем правом углу. Эти знания позволяют делать важные выводы о химических свойствах разных элементов.
Практическое использование Периодической таблицы
Итак, мы разобрались со структурой Периодической таблицы и основными закономерностями изменения свойств элементов. Давайте теперь рассмотрим, как эти знания можно использовать на практике.
Определение валентности и степени окисления
Зная положение элемента в таблице, можно определить его валентность — способность атома отдавать или принимать электроны при образовании химических связей. Для элементов главных подгрупп валентность соответствует номеру группы.
Аналогично можно найти степени окисления — «заряды», которые приобретает атом элемента в соединениях.
таблица менделеева пользоваться для поиска элементов
Если известны некоторые свойства неопознанного элемента, по таблице Менделеева можно определить, о каком элементе идет речь.
Например, металл, образующий оксид X2O3. Это должен быть элемент 3-й группы (валентность = 3). Расположение в группе указывает, что это алюминий.
Прогнозирование свойств новых элементов
Еще одно важное применение Периодической таблицы — прогнозирование свойств пока не открытых сверхтяжелых элементов на основе их предполагаемого положения.
Ученые активно ищут новые сверхтяжелые элементы и используют при этом данные о периодичности свойств химических элементов.
Дополнительные возможности использования
Это лишь некоторые основные примеры использования Периодической системы на практике. Есть и другие полезные возможности.
Например, по таблице можно спрогнозировать тип химической связи в соединениях элементов, возможность протекания химических реакций между веществами и многое другое.
Главное понимать основные принципы Периодического закона и уметь пользоваться положением элемента при решении задач или прогнозировании его свойств.
