Количество элементов в периодической таблице Менделеева: интригующая цифра

Периодическая система химических элементов, предложенная русским ученым Дмитрием Менделеевым в 1869 году, стала одним из величайших научных достижений XIX века. Она позволила упорядочить огромный массив знаний о химических элементах, выявить закономерности в изменении их свойств и даже предсказать существование еще неоткрытых элементов.

С момента создания периодическая система непрерывно пополнялась по мере открытия новых элементов. В настоящее время в ней насчитывается уже 118 элементов, распределенных по 7 периодам. Однако ученые предполагают, что существуют и более тяжелые элементы, которые можно будет добавить в 8-й период.

Как Менделеев пришел к идее Периодического закона и созданию таблицы

Дмитрий Иванович Менделеев пришел к открытию периодического закона и созданию периодической таблицы химических элементов после многолетних размышлений и поисков закономерностей среди свойств известных к тому времени элементов. К середине XIX века было открыто уже около 60 химических элементов, но их свойства и взаимосвязи оставались неясными. Ранее предпринимались попытки сгруппировать элементы по сходству их свойств, например Й. Деберейнером был сформулирован «закон триад», объединяющий элементы в группы по три, А.Э. Ньюлендс пытались расположить элементы в порядке возрастания атомных весов.

Решающий шаг к созданию периодической системы сделал Менделеев, расположив известные элементы по возрастанию атомного веса и группируя их по сходству химических свойств. Первый вариант таблицы был опубликован им в 1869 году. В последующие годы Менделеев несколько раз перерабатывал таблицу, добавляя в нее новые элементы по мере их открытия.

Отличительными особенностями периодической системы Менделеева было то, что в ней содержались свободные места для элементов, которые еще предстояло открыть, и для некоторых известных элементов были исправлены значения атомных весов, чтобы вписать их в общую закономерность. Это позволило предсказать свойства неоткрытых элементов. Впоследствии предсказанные Менделеевым элементы, такие как галлий, скандий, германий, были обнаружены и заняли свои места в таблице.

Таким образом, благодаря упорному многолетнему труду и проницательности Менделеева, была создана упорядоченная система химических элементов, позволившая выявить закономерности в их свойствах и ставшая фундаментом для развития химии.

ключевые слова: количество элементов в таблице Менделеева

Сколько элементов было известно к моменту создания таблицы Менделеевым

Ко времени создания Дмитрием Менделеевым периодической системы химических элементов в 1869 году было известно около 60 элементов. Первые попытки систематизации элементов предпринимались еще в начале XIX века, когда было открыто не более 40 элементов.

В 1817 году немецкий химик Иоганн Вольфганг Дëберейнер, проанализировав свойства известных элементов, выдвинул идею о существовании триад - групп из трех элементов с близкими свойствами и примерно одинаковой атомной массой. В триады им были объединены, например, хлор, бром и йод или кальций, стронций и барий.

К середине 1860-х годов список открытых элементов пополнился примерно до 60. Среди ученых возникла потребность в более общей их систематизации. В 1864 году английский химик Джон Ньюлендс предпринял попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов и обнаружил, что свойства элементов повторяются через каждые 7 элементов, что он назвал «законом октав».

Однако наиболее полную на тот момент таблицу элементов составил русский ученый Дмитрий Менделеев в 1869 году, опираясь на труды своих предшественников. В ней содержалось 63 элемента - столько, сколько было известно к тому времени (не считая неправильно идентифицированных).

Предсказание Менделеевым свойств неоткрытых элементов на основе таблицы

Одним из важнейших достижений Дмитрия Менделеева при создании им периодической системы химических элементов стало предсказание свойств еще неоткрытых элементов на основании закономерностей, выявленных в таблице.

Расположив элементы по возрастанию атомной массы и сгруппировав по сходству химических свойств, Менделеев обнаружил, что некоторые из них не укладываются в общие закономерности. Для сохранения периодичности он исправил атомные массы таких элементов, как бериллий, индий и уран.

Кроме того, Менделеев предположил, что на местах несоответствий могут находиться еще не открытые элементы и оставил для них пустые клетки в таблице. Ученый не только указал, где должны располагаться эти элементы для сохранения общей закономерности, но и предсказал некоторые их свойства.

Так, для предполагаемого элемента экаалюминия Менделеев предсказал атомную массу около 68, плотность 5,9 г/см3, формулы оксида EO и хлорида ECl3. Впоследствии в 1875 году французским химиком Лекок де Буабодраном был открыт новый элемент галлий, свойства которого практически полностью соответствовали прогнозу Менделеева.

Аналогичным образом были установлены свойства скандия, предсказанного как экабор, и германия, предсказанного как экасилиций. Эти открытия явились блестящим подтверждением правильности периодического закона Менделеева и доказали эффективность его таблицы для прогнозирования свойств еще неизвестных элементов.

Таким образом, уникальной особенностью таблицы Менделеева стала ее способность предсказывать место и свойства химических элементов, которые только предстояло открыть в будущем. Это качество и обеспечило периодической системе статус фундаментальной теоретической основы всей неорганической химии.

Постепенное заполнение периодической таблицы по мере открытия новых элементов

Периодическая таблица химических элементов, составленная Д.И. Менделеевым в 1869 году, изначально содержала 63 элемента - столько, сколько было известно к тому моменту. Однако со временем число открытых элементов росло, и таблица постепенно заполнялась.

Уже в 1870-х годах в нее были добавлены впервые обнаруженные галлий, скандий и германий, свойства которых Менделеев предсказал заранее. В последующие десятилетия число элементов в таблице продолжало увеличиваться после открытия гелия, аргона, ксенона и радия.

В XX веке были открыты многие трансурановые элементы, заполнившие шестой и седьмой периоды. Это стало возможным благодаря развитию методов синтеза сверхтяжелых элементов в лабораторных условиях. К настоящему времени в таблице Менделеева насчитывается 118 подтвержденных элементов.

Последними добавленными элементами стали 113-118, синтезированные и подтвержденные в период с 2004 по 2018 год российскими, американскими и японскими учеными. Эксперименты по синтезу сверхтяжелых элементов продолжаются, и периодическая таблица, вероятно, будет пополняться дальше.

Таким образом, благодаря открытию и синтезу все новых элементов, таблица Менделеева, изначально включавшая 63 элемента, постепенно расширилась до 118 элементов на сегодняшний день, продолжая оставаться актуальным и востребованным инструментом химиков.

Сколько всего элементов в периодической таблице на данный момент

На данный момент в периодической таблице насчитывается 118 подтвержденных элементов. Последним добавленным элементом стал оганесон с порядковым номером 118, открытый в 2006 году.

Из этих 118 элементов:

• 94 элемента встречаются в природе
• 24 элемента получены искусственно в лабораториях

Периодическая таблица состоит из 7 периодов. Первый период содержит 2 элемента, второй и третий - по 8 элементов, четвертый и пятый - по 18 элементов. Шестой период содержит 32 элемента, а седьмой - 14.

Ученые предполагают существование восьмого периода, который может вместить до 50 гипотетических сверхтяжелых элементов с порядковыми номерами от 119 и далее. Однако пока ни один из предполагаемых элементов восьмого периода не был экспериментально подтвержден.

Таким образом, по состоянию на 2023 год всего в периодической таблице Менделеева насчитывается 118 элементов, которые достоверно подтверждены научными экспериментами. Эта цифра может увеличиваться по мере открытия и подтверждения новых сверхтяжелых элементов.

Предположения о существовании 8-го периода и элементов за пределами известных

Хотя в настоящее время периодическая таблица насчитывает 118 подтвержденных элементов, ученые высказывают предположения о существовании дополнительных элементов, выходящих за эти рамки.

В частности, на основании известных закономерностей периодической системы выдвигается гипотеза о 8-м периоде. Согласно расчетам, он может вместить до 50 гипотетических сверхтяжелых элементов с атомными номерами от 119 и выше. Однако на сегодняшний день ни один из предполагаемых элементов 8-го периода не был обнаружен экспериментально. Тем не менее, ученые активно ведут поиск таких элементов с помощью ускорителей частиц и ядерных реакций.

К примеру, в 2021 году российские физики объявили об открытии нового сверхтяжелого элемента с атомным номером 119 и предварительным названием унунэний. Однако для официального признания открытия необходимы дополнительные независимые эксперименты в других лабораториях. Помимо 8-го периода, некоторые теоретические модели предсказывают возможное существование и 9-го, и даже 10-го периодов периодической системы химических элементов.

Так, по одной из гипотез, максимально возможное количество элементов в таблице Менделеева может достигать 172. Однако на текущий момент это лишь теоретическое предположение. Таким образом, согласно научным прогнозам, общее количество элементов в периодической таблице в перспективе может значительно увеличиться. Однако практическая реализация поиска таких элементов сопряжена с большими трудностями.

Как устроена периодическая таблица: периоды, группы и блоки

Периодическая таблица химических элементов имеет четкую структуру, основными элементами которой являются периоды, группы и блоки. Периоды располагаются по горизонтали. Всего в таблице 7 периодов, количество элементов в каждом из которых увеличивается следующим образом:

• 1 период - 2 элемента
• 2 и 3 периоды - по 8 элементов
• 4 и 5 периоды - по 18 элементов
• 6 период - 32 элемента
• 7 период - 14 элементов

Таким образом, всего 7 периодов насчитывают 118 подтвержденных элементов, включенных в современную таблицу Менделеева. Группы располагаются вертикально и пронумерованы от 1 до 18. Элементы в пределах одной группы проявляют схожие химические свойства. Помимо периодов и групп, различают блоки - области таблицы со схожими электронными конфигурациями валентных электронов:

• s-блок (щелочные и щелочноземельные металлы)
• p-блок (металлоиды и галогены)
• d-блок (переходные металлы)
• f-блок (лантаноиды и актиноиды)

Такая структура периодической таблицы позволяет устанавливать зависимости между расположением элемента и его свойствами, что имеет большое значение как для теоретической химии, так и для практических применений.

Зависимость свойств элементов от их положения в таблице

Одним из важнейших следствий периодического закона является зависимость свойств химических элементов от занимаемого ими места в таблице Менделеева. Так, в пределах группы свойства элементов изменяются закономерным образом с увеличением атомного номера. Например, металлы в левых группах становятся все более щелочными и активными, а неметаллы в правых группах - все более электроотрицательными.

В рамках периодов также наблюдаются определенные тенденции изменения радиусов атомов, энергии ионизации и других свойств элементов слева направо. На основании положения в таблице можно делать обоснованные предсказания относительно неоткрытых пока элементов, в частности их возможных химических характеристик. Именно это в свое время позволило Менделееву с большой точностью предвидеть свойства целого ряда элементов, включая скандий, галлий и германий.

Знание закономерностей изменения свойств элементов в периодической таблице, которая по современным данным насчитывает 118 подтвержденных элементов, имеет большое практическое значение. Например, это помогает прогнозировать химическое поведение элементов, осуществлять целенаправленный поиск элементов с заданными свойствами, предсказывать возможность получения новых соединений.

Значение периодической системы для развития химии и других наук

Периодическая таблица химических элементов, насчитывающая в настоящее время 118 подтвержденных элементов, является одним из величайших научных достижений человечества. Ее открытие Д.И. Менделеевым стало подлинной революцией в химии XIX века. Благодаря периодическому закону появилась стройная система, позволившая обобщать и предсказывать свойства химических элементов, что привело к бурному развитию этой науки.

Кроме того, периодическая таблица сыграла фундаментальную роль в становлении физики атома и квантовой механики, поскольку показала зависимость свойств элементов от заряда атомного ядра и электронных оболочек.

На основе таблицы Менделеева в ХХ веке были сделаны точные предсказания существования и свойств таких элементов как технеций, сиборгий и др. Это имело огромное значение для развития ядерной физики.

В наши дни периодическая система широко используется в химии, физике, материаловедении, астрофизике, космохимии и других дисциплинах при поиске, исследовании и применении известных и новых химических элементов и соединений. Трудно переоценить грандиозную роль, которую сыграла эта таблица за 150 лет своего существования. И на сегодняшний день она не потеряла своего научного и практического значения, сохраняя огромный потенциал для дальнейшего прогресса.

Различные формы графического представления Периодической системы

Классическая периодическая таблица химических элементов, включающая на данный момент 118 подтвержденных элементов, имеет ряд графических форм представления. Наиболее распространены три основные разновидности: короткопериодная, длиннопериодная и сверхдлинная. Они отличаются способом размещения элементов 4-го и последующих периодов, а также блоков лантаноидов и актиноидов.

В длиннопериодном варианте, принятом в качестве основного ИЮПАК, лантаноиды и актиноиды вынесены из основной таблицы, что делает ее более компактной. А в короткопериодной форме элементы главных и побочных подгрупп выравниваются относительно разных краев клеток. Помимо разновидностей таблицы Менделеева существует множество других способов графического отображения периодической системы, в том числе:

• спиральные или винтовые таблицы;
• объемные цилиндрические модели;
• многомерные таблицы с дополнительными осями;

Различные формы периодической таблицы элементов демонстрируют многообразие подходов к систематизации химических элементов и выявлению взаимосвязей между их свойствами. Кроме того, они наглядно отражают эволюцию представлений об этом фундаментальном законе природы.