Katika nusu ya kwanza ya karne ya 19, kulikuwa na majaribio mbalimbali ya kupanga vipengele na kuchanganya metali katika mfumo wa muda. Ilikuwa katika kipindi hiki cha kihistoria ambapo mbinu ya utafiti kama uchanganuzi wa kemikali iliibuka.
Kutoka kwa historia ya ugunduzi wa Jedwali la Vipengee la Muda
Kwa kutumia mbinu sawa ya kubainisha sifa mahususi za kemikali, wanasayansi wa wakati huo walijaribu kuchanganya vipengele katika vikundi, kwa kuongozwa na sifa zao za kiasi, na pia uzito wa atomiki.
Kutumia uzito wa atomiki
Kwa hivyo, I. V. Dubereiner mnamo 1817 aliamua kuwa strontium ina uzito wa atomiki sawa na ule wa bariamu na kalsiamu. Pia aliweza kugundua kuwa kuna mambo mengi sawa kati ya mali ya bariamu, strontium na kalsiamu. Kulingana na uchunguzi huu, mwanakemia maarufu alikusanya kile kinachoitwa triad ya vipengele. Dutu zingine ziliunganishwa katika vikundi sawa:
- sulfuri, selenium, tellurium;
- klorini, bromini, iodini;
- lithiamu, sodiamu, potasiamu.
Uainishaji kwa sifa za kemikali
L. Gmelin mnamo 1843 alipendekeza meza ambayo alipanga sawavipengele kwa utaratibu mkali kulingana na mali zao za kemikali. Nitrojeni, hidrojeni, oksijeni alizingatia vipengele vikuu, mkemia huyu aliviweka nje ya meza yake.
Chini ya oksijeni aliweka tetradi (ishara 4 kila moja) na pentadi (ishara 5 kila moja) za vipengele. Vyuma katika mfumo wa mara kwa mara viliwekwa kulingana na istilahi ya Berzelius. Kama ilivyoundwa na Gmelin, vipengele vyote vilibainishwa kwa kupunguza sifa za uwezo wa kielektroniki ndani ya kila kikundi kidogo cha mfumo wa muda.
Unganisha vipengele wima
Alexander Emile de Chancourtois mwaka wa 1863 aliweka vipengele vyote katika uzani wa atomiki wa kupanda kwenye silinda, akiigawanya katika mistari kadhaa wima. Kama matokeo ya mgawanyiko huu, vipengele vilivyo na sifa sawa za kimwili na kemikali ziko kwenye wima.
Sheria ya oktava
D. Newlands iligundua mnamo 1864 muundo wa kupendeza. Vipengele vya kemikali vinapopangwa kwa mpangilio wa kupanda kwa uzito wao wa atomiki, kila kipengele cha nane kinaonyesha kufanana na cha kwanza. Newlands iliita ukweli kama huo sheria ya oktava (noti nane).
Mfumo wake wa muda ulikuwa wa kiholela sana, kwa hivyo wazo la mwanasayansi makini liliitwa toleo la "octave", akilihusisha na muziki. Ilikuwa toleo la Newlands ambalo lilikuwa karibu zaidi na muundo wa kisasa wa PS. Lakini kwa mujibu wa sheria iliyotajwa ya pweza, ni vipengele 17 pekee vilivyohifadhi sifa zao za muda, wakati ishara nyinginezo hazikuonyesha utaratibu kama huo.
Meza za odling
U. Odling aliwasilisha anuwai kadhaa za jedwali la vitu mara moja. Katika ya kwanzatoleo lililoundwa mnamo 1857, alipendekeza kuwagawanya katika vikundi 9. Mnamo mwaka wa 1861, mwanakemia alifanya marekebisho kadhaa kwa toleo asili la jedwali, akipanga ishara zenye sifa za kemikali zinazofanana.
Lahaja ya jedwali la Odling, lililopendekezwa mnamo 1868, lilichukua mpangilio wa elementi 45 katika uzani wa atomiki unaopanda. Kwa njia, ilikuwa meza hii ambayo baadaye ikawa mfano wa mfumo wa upimaji wa D. I. Mendeleev.
Valency divisheni
L. Meyer mnamo 1864 alipendekeza meza iliyojumuisha vipengele 44. Waliwekwa katika safu 6, kulingana na valency ya hidrojeni. Jedwali lilikuwa na sehemu mbili mara moja. Kundi kuu liliunganisha vikundi sita, vilijumuisha ishara 28 katika uzani wa atomiki unaopanda. Katika muundo wake, pentadi na tetrads zilionekana kutoka kwa ishara zinazofanana na mali za kemikali. Meyer aliweka vipengele vilivyosalia kwenye jedwali la pili.
Mchango wa D. I. Mendeleev katika uundaji wa jedwali la vipengele
Mfumo wa kisasa wa upimaji wa vipengele vya D. I. Mendeleev ulionekana kwa misingi ya majedwali ya Mayer yaliyokusanywa mwaka wa 1869. Katika toleo la pili, Mayer alipanga ishara katika vikundi 16, akaweka vipengele katika pentads na tetrads, kwa kuzingatia mali inayojulikana ya kemikali. Na badala ya valency, alitumia nambari rahisi kwa vikundi. Hakukuwa na boroni, thoriamu, hidrojeni, niobiamu, urani ndani yake.
Muundo wa mfumo wa muda katika muundo unaowasilishwa katika matoleo ya kisasa haukuonekana mara moja. Inaweza kutofautishwahatua kuu tatu ambapo mfumo wa muda uliundwa:
- Toleo la kwanza la jedwali liliwasilishwa kwenye matofali ya ujenzi. Asili ya mara kwa mara ya uhusiano kati ya mali ya vitu na maadili ya uzani wao wa atomiki ilifuatiliwa. Mendeleev alipendekeza toleo hili la uainishaji wa ishara mnamo 1868-1869
- Mwanasayansi anaachana na mfumo asilia, kwa kuwa haukuakisi kigezo ambacho vipengele vinaweza kuangukia kwenye safu fulani. Anapendekeza kuweka alama kulingana na mfanano wa sifa za kemikali (Februari 1869)
- Mnamo 1870, Dmitri Mendeleev alianzisha mfumo wa kisasa wa upimaji wa vipengele kwenye ulimwengu wa kisayansi.
Toleo la mwanakemia wa Kirusi lilizingatia nafasi ya metali katika mfumo wa mara kwa mara na sifa za zisizo za metali. Kwa miaka ambayo imepita tangu toleo la kwanza la uvumbuzi wa kipaji wa Mendeleev, meza haijapata mabadiliko yoyote makubwa. Na katika sehemu hizo ambazo ziliachwa tupu wakati wa Dmitry Ivanovich, vipengele vipya vilionekana, vilivyogunduliwa baada ya kifo chake.
Vipengele vya jedwali la mara kwa mara
Kwa nini inachukuliwa kuwa mfumo uliofafanuliwa ni wa mara kwa mara? Hii ni kutokana na muundo wa jedwali.
Kwa jumla, ina vikundi 8, na kila kimoja kina vikundi viwili vidogo: kikuu (kuu) na cha pili. Inabadilika kuwa kuna vikundi vidogo 16 kwa jumla. Viko wima, yaani, kutoka juu hadi chini.
Mbali na hilo, jedwali pia lina safu mlalo zinazoitwa vipindi. Pia wana yaomgawanyiko wa ziada kuwa ndogo na kubwa. Tabia ya mfumo wa upimaji inamaanisha kuzingatia eneo la kipengele: kikundi chake, kikundi kidogo na kipindi.
Jinsi sifa hubadilika katika vikundi vidogo vidogo
Vikundi vyote vidogo katika jedwali la muda huanza na vipengele vya kipindi cha pili. Kwa ishara zilizo katika kikundi kimoja kikuu, idadi ya elektroni za nje ni sawa, lakini umbali kati ya elektroni za mwisho na kiini chanya hutofautiana.
Aidha, ongezeko la uzito wa atomiki (uzani wa atomiki wa kipengele) hutokea ndani yao kutoka juu. Ni kiashirio hiki ambacho ndicho kipengele cha kubainisha katika kubainisha ruwaza za mabadiliko ya sifa ndani ya vikundi vidogo vidogo.
Kwa kuwa kipenyo (umbali kati ya kiini chanya na elektroni hasi za nje) katika kikundi kikuu huongezeka, sifa zisizo za metali (uwezo wa kukubali elektroni wakati wa mabadiliko ya kemikali) hupungua. Kuhusu mabadiliko ya sifa za metali (kutoa elektroni kwa atomi zingine), itaongezeka.
Kwa kutumia mfumo wa muda, unaweza kulinganisha sifa za wawakilishi tofauti wa kikundi kimoja kikuu. Wakati Mendeleev aliunda mfumo wa upimaji, bado hakukuwa na habari juu ya muundo wa jambo. Kushangaza ni ukweli kwamba baada ya nadharia ya muundo wa atomi kutokea, ilisoma katika shule za elimu na vyuo vikuu maalum vya kemikali na kwa wakati huu, ilithibitisha nadharia ya Mendeleev, na haikukataa mawazo yake juu ya mpangilio wa atomi ndani ya meza.
Umeme ndanivikundi vidogo vinapungua hadi chini, yaani, chini kipengele kiko kwenye kikundi, uwezo wake wa kuunganisha atomi utakuwa mdogo.
Kubadilisha sifa za atomi katika vikundi vidogo vya kando
Kwa kuwa mfumo wa Mendeleev ni wa mara kwa mara, mabadiliko ya sifa katika vikundi vidogo kama hivyo hutokea kwa mpangilio wa kinyume. Vikundi vidogo hivyo vinajumuisha vipengele kuanzia kipindi cha 4 (wawakilishi wa familia za d na f). Hadi chini katika vikundi vidogo hivi, sifa za metali hupungua, lakini idadi ya elektroni za nje ni sawa kwa wawakilishi wote wa kikundi kimoja.
Vipengele vya muundo wa vipindi katika PS
Kila kipindi kipya, isipokuwa cha kwanza, katika jedwali la mwanakemia wa Kirusi huanza na chuma cha alkali amilifu. Ifuatayo ni metali za amphoteric, ambazo zinaonyesha mali mbili katika mabadiliko ya kemikali. Kisha kuna vipengele kadhaa na mali zisizo za metali. Kipindi kinaisha kwa gesi ajizi (isiyo ya chuma, ya vitendo, isiyoonyesha shughuli za kemikali).
Kwa kuzingatia kwamba mfumo ni wa mara kwa mara, kuna mabadiliko katika shughuli katika vipindi. Kutoka kushoto kwenda kulia, shughuli za kupunguza (mali za metali) zitapungua, shughuli za oxidizing (mali zisizo za metali) zitaongezeka. Kwa hivyo, metali zinazong'aa zaidi katika kipindi hicho ziko upande wa kushoto, na zisizo za metali upande wa kulia.
Katika vipindi vikubwa, vinavyojumuisha safu mbili (4-7), herufi ya muda pia inaonekana, lakini kwa sababu ya kuwepo kwa wawakilishi wa familia ya d au f, kuna vipengele vingi zaidi vya metali kwenye safu.
Majina ya vikundi vidogo
Sehemu ya vikundi vya vipengele vilivyopo kwenye jedwali la muda imepokea majina yake yenyewe. Wawakilishi wa kikundi cha kwanza A cha kikundi kidogo huitwa metali za alkali. Vyuma vina jina hili kutokana na shughuli zao na maji, hivyo kusababisha kutokea kwa alkali za caustic.
Kundi la pili A linachukuliwa kuwa metali ya ardhi yenye alkali. Wakati wa kuingiliana na maji, metali hizo huunda oksidi, mara moja ziliitwa dunia. Ilikuwa kutoka wakati huo ambapo jina kama hilo lilitolewa kwa wawakilishi wa kikundi hiki kidogo.
Zisizokuwa na metali za kikundi kidogo cha oksijeni huitwa chalkojeni, na wawakilishi wa kundi la 7 A huitwa halojeni. 8 Kikundi kidogo kinaitwa gesi ajizi kwa sababu ya shughuli zake ndogo za kemikali.
PS katika kozi ya shule
Kwa watoto wa shule, lahaja ya jedwali la upimaji kawaida hutolewa, ambapo, pamoja na vikundi, vikundi vidogo, vipindi, fomula za misombo tete ya juu na oksidi za juu pia huonyeshwa. Ujanja kama huo huruhusu wanafunzi kukuza ustadi wa kuunda oksidi za juu. Inatosha kubadilisha ishara ya mwakilishi wa kikundi kidogo badala ya kipengee ili kupata oksidi ya juu kabisa iliyokamilika.
Ukiangalia kwa karibu mwonekano wa jumla wa misombo tete ya hidrojeni, unaweza kuona kwamba ni tabia ya zisizo za metali pekee. Kuna dashi katika vikundi 1-3, kwani metali ni wawakilishi wa kawaida wa vikundi hivi.
Aidha, katika baadhi ya vitabu vya kiada vya kemia shuleni, kila alama huonyesha usambazaji wa elektroni pamoja.viwango vya nishati. Habari hii haikuwepo wakati wa kazi ya Mendeleev, ukweli sawa wa kisayansi ulionekana baadaye sana.
Pia unaweza kuona fomula ya kiwango cha kielektroniki cha nje, ambayo kwayo ni rahisi kukisia kipengele hiki ni cha familia gani. Vidokezo kama hivyo havikubaliki katika vikao vya mitihani, kwa hiyo, wahitimu wa darasa la 9 na 11, ambao wanaamua kuonyesha ujuzi wao wa kemikali katika OGE au Uchunguzi wa Jimbo la Umoja, wanapewa matoleo ya classic nyeusi na nyeupe ya meza za mara kwa mara ambazo hazina maelezo ya ziada kuhusu. muundo wa atomi, fomula za oksidi za juu zaidi, muundo wa misombo tete ya hidrojeni.
Uamuzi kama huo ni wa kimantiki na unaeleweka, kwa sababu kwa wale watoto wa shule ambao waliamua kufuata nyayo za Mendeleev na Lomonosov, haitakuwa ngumu kutumia toleo la kawaida la mfumo, hawahitaji ushawishi..
Ilikuwa sheria ya muda na mfumo wa D. I. Mendeleev uliochukua nafasi muhimu zaidi katika ukuzaji zaidi wa nadharia ya atomiki na molekuli. Baada ya kuundwa kwa mfumo, wanasayansi walianza kulipa kipaumbele zaidi kwa utafiti wa utungaji wa kipengele. Jedwali lilisaidia kufafanua baadhi ya taarifa kuhusu dutu rahisi, na pia kuhusu asili na sifa za vipengele vinavyounda.
Mendeleev mwenyewe alidhani kwamba vipengele vipya vitagunduliwa hivi karibuni, na kutoa nafasi ya metali katika mfumo wa muda. Ilikuwa baada ya kuonekana kwa mwisho ambapo enzi mpya ilianza katika kemia. Kwa kuongezea, mwanzo mzito ulitolewa kwa malezi ya sayansi nyingi zinazohusiana ambazo zinahusiana na muundo wa atomi na.mabadiliko ya vipengele.
