علامة الجدول الدوري. النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D.I. Mendeleev

كيفية استخدام الجدول الدوري: بالنسبة لشخص غير مبتدئ ، فإن قراءة الجدول الدوري هي نفسها النظر إلى الأحرف الرونية القديمة للجان من أجل قزم. وبالمناسبة ، يمكن للجدول الدوري ، إذا تم استخدامه بشكل صحيح ، أن يخبرنا الكثير عن العالم. بالإضافة إلى خدمتك في الامتحان ، لا غنى عنه أيضًا لحل عدد كبير من المشكلات الكيميائية والفيزيائية. لكن كيف تقرأها؟ لحسن الحظ ، يمكن للجميع اليوم تعلم هذا الفن. سنخبرك في هذه المقالة بكيفية فهم الجدول الدوري.

النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية التي تحدد اعتماد الخصائص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية.

تاريخ إنشاء الجدول

لم يكن ديمتري إيفانوفيتش مينديليف كيميائيًا بسيطًا ، إذا كان هناك من يعتقد ذلك. كان كيميائيًا وفيزيائيًا وجيولوجيًا وعالم قياس وعالم بيئة واقتصادي ورجل نفط ورائد طيران وصانع أدوات ومعلم. خلال حياته ، تمكن العالم من إجراء الكثير من الأبحاث الأساسية في مختلف مجالات المعرفة. على سبيل المثال ، يُعتقد على نطاق واسع أن مندليف هو من حسب القوة المثالية للفودكا - 40 درجة. لا نعرف كيف عالج مندليف الفودكا ، ولكن من المعروف على وجه اليقين أن أطروحته حول موضوع "الحديث عن مزيج الكحول والماء" لم يكن لها علاقة بالفودكا واعتبرت تركيزات الكحول من 70 درجة. مع كل مزايا العالم ، فإن اكتشاف القانون الدوري للعناصر الكيميائية - وهو أحد القوانين الأساسية للطبيعة ، قد جلب له شهرة واسعة.

هناك أسطورة وفقًا لها يحلم العالم بالنظام الدوري ، وبعد ذلك كان عليه فقط الانتهاء من الفكرة التي ظهرت. ولكن ، إذا كان كل شيء بهذه البساطة .. فإن هذا الإصدار من إنشاء الجدول الدوري ، على ما يبدو ، ليس أكثر من أسطورة. عندما سُئل عن كيفية فتح الطاولة ، أجاب ديمتري إيفانوفيتش نفسه: " لقد كنت أفكر في ذلك منذ عشرين عامًا ، وأنت تعتقد: جلست وفجأة ... أصبحت جاهزة. "

في منتصف القرن التاسع عشر ، قام العديد من العلماء بمحاولات تبسيط العناصر الكيميائية المعروفة (تم التعرف على 63 عنصرًا) في وقت واحد. على سبيل المثال ، في عام 1862 وضع ألكسندر إميل شانكورتوا العناصر على طول اللولب ولاحظ التكرار الدوري للخصائص الكيميائية. اقترح الكيميائي والموسيقي جون ألكسندر نيولاندز نسخته من الجدول الدوري في عام 1866. حقيقة مثيرة للاهتمام هي أنه في ترتيب العناصر ، حاول العالم اكتشاف بعض التناغم الموسيقي الغامض. من بين المحاولات الأخرى كانت محاولة مندليف التي توجت بالنجاح.

في عام 1869 نُشر المخطط الأول للجدول ، ويعتبر يوم 1 مارس 1869 يوم اكتشاف القانون الدوري. كان جوهر اكتشاف مندليف هو أن خصائص العناصر ذات الكتلة الذرية المتزايدة لا تتغير بشكل رتيب ، ولكن بشكل دوري. احتوت النسخة الأولى من الجدول على 63 عنصرًا فقط ، لكن Mendeleev اتخذ عددًا من القرارات غير القياسية للغاية. لذلك ، فقد خمّن أن يترك مكانًا في الجدول للعناصر غير المكتشفة بعد ، كما قام أيضًا بتغيير الكتل الذرية لبعض العناصر. تم تأكيد الصحة الأساسية للقانون الذي استمده منديليف قريبًا جدًا ، بعد اكتشاف الغاليوم والسكانديوم والجرمانيوم ، والتي تنبأ العلماء بوجودها.

عرض حديث للجدول الدوري

يوجد أدناه الجدول نفسه.

اليوم ، بدلاً من الوزن الذري (الكتلة الذرية) ، يُستخدم مفهوم العدد الذري (عدد البروتونات في النواة) لترتيب العناصر. يحتوي الجدول على 120 عنصرًا ، مرتبة من اليسار إلى اليمين بترتيب تصاعدي للعدد الذري (عدد البروتونات)

أعمدة الجدول تسمى المجموعات ، والصفوف هي فترات. هناك 18 مجموعة و 8 فترات في الجدول.

• تنخفض الخصائص المعدنية للعناصر عند التحرك على طول الفترة من اليسار إلى اليمين ، وتزداد في الاتجاه المعاكس.
• تتناقص أبعاد الذرات أثناء انتقالها من اليسار إلى اليمين على طول الفترات.
• عند الانتقال من أعلى إلى أسفل في المجموعة ، تزداد الخصائص المعدنية المختزلة.
• تزداد الخواص المؤكسدة وغير المعدنية على طول الفترة من اليسار إلى اليمين.أنا.

ماذا نتعلم عن العنصر من الجدول؟ على سبيل المثال ، لنأخذ العنصر الثالث في الجدول - الليثيوم ، ونفكر فيه بالتفصيل.

بادئ ذي بدء ، نرى رمز العنصر نفسه واسمه تحته. يوجد في الزاوية اليسرى العلوية الرقم الذري للعنصر ، بالترتيب الذي يوجد به العنصر في الجدول. العدد الذري ، كما ذكرنا سابقًا ، يساوي عدد البروتونات في النواة. عادة ما يساوي عدد البروتونات الموجبة عدد الإلكترونات السالبة في الذرة (باستثناء النظائر).

يشار إلى الكتلة الذرية تحت العدد الذري (في هذا الإصدار من الجدول). إذا قمنا بتقريب الكتلة الذرية إلى أقرب عدد صحيح ، نحصل على ما يسمى بالعدد الكتلي. يعطي الفرق بين العدد الكتلي والعدد الذري عدد النيوترونات في النواة. وهكذا ، فإن عدد النيوترونات في نواة الهليوم هو اثنان ، وفي الليثيوم - أربعة.

لذلك انتهت دورتنا التدريبية "طاولة مندليف للدمى". في الختام ، ندعوكم لمشاهدة فيديو موضوعي ، ونأمل أن يصبح السؤال عن كيفية استخدام الجدول الدوري لمندليف أوضح لك. نذكرك أن تعلم موضوع جديد يكون دائمًا أكثر فاعلية ليس وحده ، ولكن بمساعدة معلم متمرس. لهذا السبب ، يجب ألا تنسى أبدًا أولئك الذين سيشاركونك بكل سرور بمعرفتهم وخبراتهم.

العنصر الكيميائي هو مصطلح جماعي يصف مجموعة من ذرات مادة بسيطة ، أي تلك التي لا يمكن تقسيمها إلى أي مكونات أبسط (وفقًا لتركيب جزيئاتها). تخيل أنك تلقيت قطعة من الحديد النقي مع طلب تقسيمها إلى مكونات افتراضية باستخدام أي جهاز أو طريقة اخترعها الكيميائيون. ومع ذلك ، لا يمكنك فعل أي شيء ، فلن يتم تقسيم المكواة أبدًا إلى شيء أبسط. مادة بسيطة - الحديد - تتوافق مع العنصر الكيميائي Fe.

التعريف النظري

يمكن تفسير الحقيقة التجريبية المذكورة أعلاه باستخدام التعريف التالي: العنصر الكيميائي هو مجموعة مجردة من الذرات (وليس الجزيئات!) للمادة البسيطة المقابلة ، أي الذرات من نفس النوع. إذا كانت هناك طريقة للنظر إلى كل ذرة منفردة في قطعة الحديد النقي المذكورة أعلاه ، فستكون جميعها متشابهة - ذرات الحديد. في المقابل ، يحتوي المركب الكيميائي ، مثل أكسيد الحديد ، دائمًا على نوعين مختلفين على الأقل من الذرات: ذرات الحديد وذرات الأكسجين.

الشروط التي يجب أن تعرفها

الكتلة الذرية: كتلة البروتونات والنيوترونات والإلكترونات التي تشكل ذرة عنصر كيميائي.

العدد الذري: عدد البروتونات في نواة ذرة عنصر.

رمز كيميائي: حرف أو زوج من الأحرف اللاتينية يمثلان تسمية العنصر المحدد.

مركب كيميائي: مادة تتكون من عنصرين كيميائيين أو أكثر مدمجين مع بعضهم البعض بنسب معينة.

معدن: عنصر يفقد الإلكترونات في التفاعلات الكيميائية مع العناصر الأخرى.

ميتالويد: عنصر يتفاعل أحيانًا كمعدن وأحيانًا يتفاعل كمعدن.

اللافلزية: عنصر يسعى للحصول على إلكترونات في تفاعلات كيميائية مع عناصر أخرى.

النظام الدوري للعناصر الكيميائية: نظام لتصنيف العناصر الكيميائية حسب عددها الذري.

عنصر اصطناعي: الذي يتم الحصول عليه صناعياً في المختبر ، وعادة لا يحدث في الطبيعة.

العناصر الطبيعية والاصطناعية

يوجد اثنان وتسعون عنصرًا كيميائيًا بشكل طبيعي على الأرض. تم الحصول على الباقي بشكل مصطنع في المختبرات. عادةً ما يكون العنصر الكيميائي الاصطناعي نتاج التفاعلات النووية في مسرعات الجسيمات (الأجهزة المستخدمة لزيادة سرعة الجسيمات دون الذرية مثل الإلكترونات والبروتونات) أو المفاعلات النووية (الأجهزة المستخدمة لمعالجة الطاقة المنبعثة في التفاعلات النووية). كان أول عنصر مركب برقم ذري 43 هو عنصر التكنيشيوم ، الذي اكتشفه الفيزيائيان الإيطاليان سي. بيرييه وإي سيجري في عام 1937. بصرف النظر عن التكنيشيوم والبروميثيوم ، تحتوي جميع العناصر الاصطناعية على نوى أكبر من نوى اليورانيوم. آخر عنصر اصطناعي تم تسميته هو ليفرموريوم (116) ، وقبل ذلك كان فلروفيوم (114).

عشرين من العناصر المشتركة والمهمة

اسم	رمز	النسبة المئوية لجميع الذرات *				خصائص العناصر الكيميائية (في ظل ظروف الغرفة العادية)
		في الكون	في قشرة الأرض	في مياه البحر	في جسم الإنسان
الألومنيوم	ال	-	6,3	-	-	معدن فضي خفيف الوزن
الكالسيوم	كاليفورنيا	-	2,1	-	0,02	المدرجة في المعادن الطبيعية ، والأصداف والعظام
كربون	من	-	-	-	10,7	أساس جميع الكائنات الحية
الكلور	Cl	-	-	0,3	-	غاز سام
نحاس	النحاس	-	-	-	-	فقط معدن أحمر
ذهب	Au	-	-	-	-	فقط معدن أصفر
الهيليوم	هو	7,1	-	-	-	غاز خفيف جدا
هيدروجين	ح	92,8	2,9	66,2	60,6	الأخف وزنا من جميع العناصر ؛ غاز
اليود	أنا	-	-	-	-	اللافلزية؛ يستخدم كمطهر
حديد	الحديد	-	2,1	-	-	معدن مغناطيسي تستخدم لانتاج الحديد والصلب
قيادة	الرصاص	-	-	-	-	معدن ثقيل ناعم
المغنيسيوم	ملغ	-	2,0	-	-	معدن خفيف جدا
الزئبق	زئبق	-	-	-	-	المعدن السائل؛ أحد عنصرين سائلين
نيكل	ني	-	-	-	-	معدن مقاوم للتآكل تستخدم في العملات المعدنية
نتروجين	ن	-	-	-	2,4	الغاز هو المكون الرئيسي للهواء
الأكسجين	حول	-	60,1	33,1	25,7	الغاز ثاني أهميه مكون الهواء
الفوسفور	ص	-	-	-	0,1	اللافلزية؛ مهم للنباتات
البوتاسيوم	ل	-	1.1	-	-	معدن؛ مهم للنباتات يشار إليه عادة باسم "البوتاس"

* إذا لم يتم تحديد القيمة ، فعندئذ يكون العنصر أقل من 0.1 بالمائة.

الانفجار العظيم هو السبب الجذري لتكوين المادة

ما هو العنصر الكيميائي الذي كان أول عنصر في الكون؟ يعتقد العلماء أن الإجابة على هذا السؤال تكمن في النجوم والعمليات التي تتشكل بها النجوم. يعتقد أن الكون نشأ في وقت ما بين 12 و 15 مليار سنة مضت. حتى هذه اللحظة ، لم يتم تصور أي شيء موجود ، باستثناء الطاقة. ولكن حدث شيء ما حول هذه الطاقة إلى انفجار ضخم (ما يسمى الانفجار العظيم). في الثواني التي أعقبت الانفجار العظيم ، بدأت المادة في التكون.

كانت أول أبسط أشكال المادة التي ظهرت هي البروتونات والإلكترونات. يتم دمج بعضها في ذرات الهيدروجين. يتكون الأخير من بروتون واحد وإلكترون واحد ؛ إنها أبسط ذرة يمكن أن توجد.

ببطء ، على مدى فترات طويلة من الزمن ، بدأت ذرات الهيدروجين تتجمع معًا في مناطق معينة من الفضاء ، مكونة غيومًا كثيفة. تم سحب الهيدروجين في هذه السحب إلى تكوينات مضغوطة بواسطة قوى الجاذبية. في نهاية المطاف ، أصبحت هذه السحب من الهيدروجين كثيفة بما يكفي لتكوين النجوم.

النجوم كمفاعلات كيميائية للعناصر الجديدة

النجم هو ببساطة كتلة من المادة تولد طاقة التفاعلات النووية. أكثر هذه التفاعلات شيوعًا هو الجمع بين أربع ذرات هيدروجين لتكوين ذرة هيليوم واحدة. بمجرد أن بدأت النجوم في التكون ، أصبح الهيليوم العنصر الثاني الذي يظهر في الكون.

مع تقدم النجوم في السن ، تتحول من التفاعلات النووية للهيدروجين والهيليوم إلى أنواع أخرى. في نفوسهم ، تشكل ذرات الهيليوم ذرات كربون. تشكل ذرات الكربون اللاحقة الأكسجين والنيون والصوديوم والمغنيسيوم. في وقت لاحق ، يتحد النيون والأكسجين مع بعضهما البعض لتكوين المغنيسيوم. مع استمرار هذه التفاعلات ، يتم تكوين المزيد والمزيد من العناصر الكيميائية.

الأنظمة الأولى للعناصر الكيميائية

منذ أكثر من 200 عام ، بدأ الكيميائيون في البحث عن طرق لتصنيفها. في منتصف القرن التاسع عشر ، عُرف حوالي 50 عنصرًا كيميائيًا. أحد الأسئلة التي سعى الكيميائيون لحلها. يتلخص في ما يلي: هل العنصر الكيميائي مادة مختلفة تمامًا عن أي عنصر آخر؟ أم أن بعض العناصر مرتبطة ببعضها البعض بطريقة ما؟ هل هناك قانون عام يوحدهم؟

اقترح الكيميائيون أنظمة مختلفة من العناصر الكيميائية. لذلك ، على سبيل المثال ، اقترح الكيميائي الإنجليزي ويليام بروت في عام 1815 أن الكتل الذرية لجميع العناصر هي مضاعفات كتلة ذرة الهيدروجين ، إذا أخذناها مساوية لواحد ، أي يجب أن تكون أعدادًا صحيحة. في ذلك الوقت ، كانت الكتل الذرية للعديد من العناصر قد حُسبت بالفعل بواسطة J.Dalton فيما يتعلق بكتلة الهيدروجين. ومع ذلك ، إذا كان هذا هو الحال تقريبًا بالنسبة للكربون والنيتروجين والأكسجين ، فإن الكلور بكتلة 35.5 لا يتناسب مع هذا المخطط.

أظهر الكيميائي الألماني يوهان فولفجانج دوبرينير (1780-1849) في عام 1829 أن ثلاثة عناصر من مجموعة الهالوجين (الكلور والبروم واليود) يمكن تصنيفها وفقًا لكتلها الذرية النسبية. تبين أن الوزن الذري للبروم (79.9) هو تقريبًا متوسط ​​الأوزان الذرية للكلور (35.5) واليود (127) ، أي 35.5 + 127 2 = 81.25 (قريب من 79.9). كان هذا هو النهج الأول لبناء واحدة من مجموعات العناصر الكيميائية. اكتشف دوبرينر اثنين آخرين من مثل هذه الثلاثيات من العناصر ، لكنه فشل في صياغة قانون دوري عام.

كيف ظهر الجدول الدوري للعناصر الكيميائية؟

لم تكن معظم مخططات التصنيف المبكرة ناجحة جدًا. ثم ، حوالي عام 1869 ، تم الاكتشاف نفسه تقريبًا بواسطة كيميائيين في نفس الوقت تقريبًا. اقترح الكيميائي الروسي دميتري مينديليف (1834-1907) والكيميائي الألماني جوليوس لوثار ماير (1830-1895) تنظيم العناصر التي لها خواص فيزيائية وكيميائية متشابهة في نظام مرتب من المجموعات والسلاسل والفترات. في الوقت نفسه ، أشار منديليف وماير إلى أن خصائص العناصر الكيميائية تتكرر بشكل دوري اعتمادًا على أوزانها الذرية.

اليوم ، يعتبر منديليف عمومًا هو مكتشف القانون الدوري لأنه اتخذ خطوة واحدة لم يفعلها ماير. عندما كانت جميع العناصر موجودة في الجدول الدوري ، ظهرت بعض الفجوات فيه. توقع مندليف أن هذه كانت مواقع لعناصر لم يتم اكتشافها بعد.

ومع ذلك ، ذهب إلى أبعد من ذلك. تنبأ مندليف بخصائص هذه العناصر التي لم تكتشف بعد. كان يعرف مكان وجودهم في الجدول الدوري ، حتى يتمكن من التنبؤ بخصائصهم. يشار إلى أن كل عنصر كيميائي متنبأ به مندليف ، الغاليوم المستقبلي ، سكانديوم والجرمانيوم ، تم اكتشافه بعد أقل من عشر سنوات من نشره القانون الدوري.

شكل قصير من الجدول الدوري

كانت هناك محاولات لحساب عدد متغيرات التمثيل الرسومي للنظام الدوري التي اقترحها علماء مختلفون. اتضح أنه أكثر من 500. علاوة على ذلك ، فإن 80٪ من العدد الإجمالي للخيارات عبارة عن جداول ، والباقي عبارة عن أشكال هندسية ومنحنيات رياضية وما إلى ذلك. ونتيجة لذلك ، وجدت أربعة أنواع من الجداول تطبيقات عملية: قصيرة وشبه - طويل وطويل وسلم (هرمي). هذا الأخير اقترحه الفيزيائي العظيم ن. بوهر.

يوضح الشكل أدناه النموذج القصير.

في ذلك ، يتم ترتيب العناصر الكيميائية بترتيب تصاعدي لأعدادها الذرية من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل. إذن ، العنصر الكيميائي الأول في الجدول الدوري ، الهيدروجين ، له العدد الذري 1 لأن نوى ذرات الهيدروجين تحتوي على بروتون واحد فقط. وبالمثل ، فإن العدد الذري للأكسجين هو 8 ، لأن نوى جميع ذرات الأكسجين تحتوي على 8 بروتونات (انظر الشكل أدناه).

الأجزاء الهيكلية الرئيسية للنظام الدوري هي فترات ومجموعات من العناصر. في ست فترات ، تمتلئ جميع الخلايا ، والسابع لم يكتمل بعد (العناصر 113 و 115 و 117 و 118 ، على الرغم من توليفها في المختبرات ، لم يتم تسجيلها رسميًا بعد وليس لها أسماء).

تنقسم المجموعات إلى مجموعات فرعية رئيسية (أ) وثانوية (ب). يتم تضمين عناصر الفترات الثلاث الأولى ، التي تحتوي على سطر سلسلة واحد ، حصريًا في المجموعات الفرعية A. تتضمن الفترات الأربع المتبقية صفين لكل منهما.

تميل العناصر الكيميائية في نفس المجموعة إلى أن يكون لها خصائص كيميائية متشابهة. لذلك ، تتكون المجموعة الأولى من الفلزات القلوية ، والثانية - الأرض القلوية. العناصر في نفس الفترة لها خصائص تتغير ببطء من معدن قلوي إلى غاز نبيل. يوضح الشكل أدناه كيف تتغير إحدى الخصائص - نصف القطر الذري - للعناصر الفردية في الجدول.

شكل فترة طويلة من الجدول الدوري

وهي موضحة في الشكل أدناه وهي مقسمة إلى اتجاهين ، حسب الصفوف والأعمدة. هناك سبعة صفوف زمنية ، كما في النموذج القصير ، و 18 عمودًا ، تسمى مجموعات أو عائلات. في الواقع ، يتم الحصول على الزيادة في عدد المجموعات من 8 في الشكل القصير إلى 18 في الشكل الطويل عن طريق وضع جميع العناصر في فترات تبدأ من الرابع ، وليس في مجموعتين ، ولكن في سطر واحد.

يتم استخدام نظامي ترقيم مختلفين للمجموعات ، كما هو موضح في أعلى الجدول. لطالما كان نظام الأرقام الرومانية (IA ، IIA ، IIB ، IVB ، إلخ) شائعًا في الولايات المتحدة. يتم استخدام نظام آخر (1 ، 2 ، 3 ، 4 ، إلخ) تقليديًا في أوروبا وأوصى باستخدامه في الولايات المتحدة قبل بضع سنوات.

إن ظهور الجداول الدورية في الأشكال أعلاه مضلل بعض الشيء ، كما هو الحال مع أي جدول منشور من هذا القبيل. والسبب في ذلك هو أن مجموعتي العناصر الموضحة في أسفل الجداول يجب أن تكون موجودة بالفعل داخلهما. تنتمي اللانثانيدات ، على سبيل المثال ، إلى الفترة 6 بين الباريوم (56) والهافنيوم (72). بالإضافة إلى ذلك ، تنتمي الأكتينيدات إلى الفترة 7 بين الراديوم (88) والراذرفورديوم (104). إذا تم لصقها في طاولة ، فسيكون عرضها واسعًا جدًا بحيث لا يمكن وضعها على قطعة من الورق أو مخطط حائط. لذلك ، من المعتاد وضع هذه العناصر في أسفل الجدول.

إذا كان من الصعب عليك فهم الجدول الدوري ، فأنت لست وحدك! على الرغم من صعوبة فهم مبادئها ، فإن تعلم العمل معها سيساعد في دراسة العلوم الطبيعية. للبدء ، ادرس هيكل الجدول وما هي المعلومات التي يمكن تعلمها منه حول كل عنصر كيميائي. ثم يمكنك البدء في استكشاف خصائص كل عنصر. وأخيرًا ، باستخدام الجدول الدوري ، يمكنك تحديد عدد النيوترونات في ذرة عنصر كيميائي معين.

خطوات

الجزء 1

هيكل الجدول

يبدأ الجدول الدوري ، أو الجدول الدوري للعناصر الكيميائية ، من أعلى اليسار وينتهي في نهاية السطر الأخير من الجدول (أسفل اليمين). العناصر الموجودة في الجدول مرتبة من اليسار إلى اليمين بترتيب تصاعدي لرقمها الذري. يخبرك العدد الذري بعدد البروتونات في ذرة واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، كلما زاد العدد الذري ، تزداد الكتلة الذرية. وهكذا ، من خلال موقع عنصر في الجدول الدوري ، يمكنك تحديد كتلته الذرية.

كما ترى ، يحتوي كل عنصر تالٍ على بروتون واحد أكثر من العنصر الذي يسبقه.هذا واضح عندما تنظر إلى الأعداد الذرية. تزداد الأعداد الذرية بمقدار واحد وأنت تنتقل من اليسار إلى اليمين. نظرًا لأن العناصر مرتبة في مجموعات ، تظل بعض خلايا الجدول فارغة.

• على سبيل المثال ، يحتوي الصف الأول من الجدول على الهيدروجين ، الذي يحتوي على العدد الذري 1 ، والهيليوم الذي يحتوي على العدد الذري 2. ومع ذلك ، فهما على طرفي نقيض لأنهما ينتميان إلى مجموعات مختلفة.

1. تعرف على المجموعات التي تتضمن عناصر ذات خصائص فيزيائية وكيميائية متشابهة.توجد عناصر كل مجموعة في العمود الرأسي المقابل. كقاعدة عامة ، يشار إليها بنفس اللون ، مما يساعد على تحديد العناصر ذات الخواص الفيزيائية والكيميائية المتشابهة والتنبؤ بسلوكها. جميع عناصر مجموعة معينة لها نفس عدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي.

   • يمكن أن يعزى الهيدروجين إلى كل من مجموعة الفلزات القلوية ومجموعة الهالوجينات. في بعض الجداول يشار إليها في كلا المجموعتين.
   • في معظم الحالات ، يتم ترقيم المجموعات من 1 إلى 18 ، ويتم وضع الأرقام في أعلى أو أسفل الجدول. يمكن كتابة الأرقام بالأرقام الرومانية (مثل IA) أو العربية (مثل 1A أو 1).
   • عند الانتقال بطول العمود من أعلى إلى أسفل ، يقولون إنك "تتصفح المجموعة".

2. اكتشف سبب وجود خلايا فارغة في الجدول.يتم ترتيب العناصر ليس فقط وفقًا لعددها الذري ، ولكن أيضًا وفقًا للمجموعات (عناصر نفس المجموعة لها خصائص فيزيائية وكيميائية متشابهة). هذا يجعل من السهل فهم سلوك العنصر. ومع ذلك ، مع زيادة العدد الذري ، لا يتم دائمًا العثور على العناصر التي تقع في المجموعة المقابلة ، لذلك توجد خلايا فارغة في الجدول.

   • على سبيل المثال ، تحتوي الصفوف الثلاثة الأولى على خلايا فارغة ، حيث توجد المعادن الانتقالية فقط من العدد الذري 21.
   • العناصر ذات الأعداد الذرية من 57 إلى 102 تنتمي إلى العناصر الأرضية النادرة ، وعادة ما يتم وضعها في مجموعة فرعية منفصلة في الركن الأيمن السفلي من الجدول.

3. يمثل كل صف من الجدول فترة.جميع عناصر نفس الفترة لها نفس عدد المدارات الذرية التي توجد فيها الإلكترونات في الذرات. عدد المدارات يتوافق مع رقم الفترة. يحتوي الجدول على 7 صفوف ، أي 7 فترات.

   • على سبيل المثال ، ذرات عناصر الفترة الأولى لها مدار واحد ، وذرات عناصر الفترة السابعة لها 7 مدارات.
   • كقاعدة عامة ، تتم الإشارة إلى الفترات بالأرقام من 1 إلى 7 على يسار الجدول.
   • أثناء تحركك على طول خط من اليسار إلى اليمين ، يُقال إنك "تفحص خلال فترة".

4. تعلم كيفية التمييز بين المعادن والفلزات واللافلزات.ستفهم خصائص عنصر بشكل أفضل إذا كان بإمكانك تحديد النوع الذي ينتمي إليه. للراحة ، في معظم الطاولات ، تتم الإشارة إلى المعادن والفلزات واللافلزات بألوان مختلفة. المعادن على اليسار ، واللامعدنية على الجانب الأيمن من الطاولة. توجد الفلزات بينهما.

   الجزء 2

   تسميات العنصر

   1. يتم تحديد كل عنصر بحرف واحد أو اثنين من الأحرف اللاتينية.كقاعدة عامة ، يظهر رمز العنصر بأحرف كبيرة في وسط الخلية المقابلة. الرمز هو اسم مختصر لعنصر هو نفسه في معظم اللغات. عند إجراء التجارب والعمل مع المعادلات الكيميائية ، يتم استخدام رموز العناصر بشكل شائع ، لذلك من المفيد تذكرها.

      • عادةً ما تكون رموز العناصر اختصارًا لاسمها اللاتيني ، على الرغم من أنها مشتقة من الاسم الشائع للبعض ، خاصة العناصر المكتشفة حديثًا. على سبيل المثال ، يُرمز إلى الهيليوم بالرمز He ، وهو قريب من الاسم الشائع في معظم اللغات. في الوقت نفسه ، تم تعيين الحديد على أنه Fe ، وهو اختصار لاسمه اللاتيني.

   2. انتبه إلى الاسم الكامل للعنصر ، إذا كان موجودًا في الجدول.يُستخدم "اسم" العنصر هذا في النصوص العادية. على سبيل المثال ، "الهليوم" و "الكربون" هي أسماء العناصر. عادةً ، وليس دائمًا ، يتم إعطاء الأسماء الكاملة للعناصر تحت رمزها الكيميائي.

      • في بعض الأحيان لا يتم الإشارة إلى أسماء العناصر في الجدول ويتم ذكر رموزها الكيميائية فقط.

   3. أوجد العدد الذري.عادةً ما يكون الرقم الذري لعنصر ما موجودًا في الجزء العلوي من الخلية المقابلة ، في المنتصف أو في الزاوية. يمكن أن يظهر أيضًا أسفل الرمز أو اسم العنصر. العناصر لها أعداد ذرية من 1 إلى 118.

      • العدد الذري دائمًا عدد صحيح.

   4. تذكر أن العدد الذري يتوافق مع عدد البروتونات في الذرة.تحتوي جميع ذرات العنصر على نفس عدد البروتونات. على عكس الإلكترونات ، يظل عدد البروتونات في ذرات العنصر ثابتًا. خلاف ذلك ، كان من الممكن أن يتحول عنصر كيميائي آخر!

الجدول الدوري لمندلييف

يتوافق بناء الجدول الدوري للعناصر الكيميائية لمندليف مع الفترات المميزة لنظرية الأعداد والقواعد المتعامدة. إن استكمال مصفوفات Hadamard بمصفوفات من الرتب الزوجية والفردية يخلق أساسًا هيكليًا لعناصر المصفوفة المتداخلة: مصفوفات الرتب الأولى (Odin) ، والثانية (Euler) ، والثالثة (Mersenne) ، والرابعة (Hadamard) ، والخامسة (Fermat).

من السهل أن ترى أن المقدار 4 كتتوافق مصفوفات هادامارد مع عناصر خاملة ذات كتلة ذرية مضاعفة لأربعة: الهليوم 4 ، نيون 20 ، الأرجون 40 (39.948) ، إلخ ، ولكن أيضًا أسس الحياة والتكنولوجيا الرقمية: الكربون 12 ، الأكسجين 16 ، السيليكون 28 ، الجرمانيوم 72.

يبدو أنه مع مصفوفات أوامر مرسين 4 ك-1 ، على العكس من ذلك ، كل شيء نشط ، سام ، مدمر ومسبب للتآكل. لكن هذه أيضًا عناصر مشعة - مصادر للطاقة ، والرصاص 207 (المنتج النهائي ، أملاح سامة). الفلور ، بالطبع ، هو 19. تتوافق أوامر مصفوفات ميرسين مع سلسلة من العناصر المشعة تسمى سلسلة الأكتينيوم: اليورانيوم 235 ، والبلوتونيوم 239 (النظير الذي يعد مصدرًا أقوى للطاقة الذرية من اليورانيوم) ، إلخ. وهي أيضًا معادن قلوية: الليثيوم 7 والصوديوم 23 والبوتاسيوم 39.

الغاليوم - الوزن الذري 68

الطلبات 4 ك–2 مصفوفات أويلر (ميرسين المزدوجة) تقابل النيتروجين 14 (القاعدة الجوية). يتكون ملح الطعام من ذرتين من الصوديوم 23 والكلور 35 "شبيهة بمرسين" ، وهذا المزيج نموذجي ، فقط لمصفوفات أويلر. الكلور الأكثر ضخامة بوزن 35.4 أقل بقليل من أبعاد Hadamard البالغة 36. بلورات الملح الشائعة: مكعب (!

في الفيزياء الذرية ، الانتقال من الحديد 56 إلى النيكل 59 هو الحد الفاصل بين العناصر التي توفر الطاقة أثناء تخليق نواة أكبر (قنبلة هيدروجينية) والانحلال (قنبلة اليورانيوم). يشتهر الترتيب 58 بحقيقة أنه لا يوجد فقط نظائر لمصفوفات Hadamard في شكل مصفوفات Belevich مع أصفار على القطر ، كما أنه لا يوجد العديد من المصفوفات الموزونة له - أقرب متعامد W (58،53) يحتوي على 5 أصفار في كل عمود وصف (فجوة عميقة).

في السلسلة المقابلة لمصفوفات فيرما وبدائلها من الرتب 4 ك+1 ، تكلف 257 فيرمي بإرادة القدر. لا يمكنك قول أي شيء ، ضربة دقيقة. هنا ذهب 197. النحاس 64 (63.547) والفضة 108 (107.868) ، رموز الإلكترونيات ، على ما يبدو لا تصل إلى الذهب وتتوافق مع مصفوفات هادامارد الأكثر تواضعًا. النحاس ، بوزنه الذري الذي لا يبعد عن 63 ، نشط كيميائيًا - أكاسيده الخضراء معروفة جيدًا.

بلورات البورون تحت التكبير العالي

من النسبة الذهبيةالبورون متصل - الكتلة الذرية بين جميع العناصر الأخرى هي الأقرب إلى 10 (بتعبير أدق ، 10.8 ، يؤثر أيضًا قرب الوزن الذري من الأعداد الفردية). البورون عنصر معقد إلى حد ما. يلعب بوهر دورًا محيرًا في تاريخ الحياة نفسها. هيكل الإطار في هياكله أكثر تعقيدًا بكثير مما هو عليه في الماس. إن النوع الفريد من الروابط الكيميائية التي تسمح للبورون بامتصاص أي شوائب غير مفهوم جيدًا ، على الرغم من أن عددًا كبيرًا من العلماء قد حصل بالفعل على جوائز نوبل للبحث المتعلق به. شكل بلورة البورون هو عشري الوجوه ، خمسة مثلثات تشكل قمة.

لغز البلاتين. العنصر الخامس هو بلا شك المعادن النبيلة مثل الذهب. التعليق فوق Hadamard البعد 4 ك، ل 1 كبير.

نظير اليورانيوم المستقر 238

تذكر ، مع ذلك ، أن أرقام فيرما نادرة (أقربها 257). بلورات الذهب الأصلية لها شكل قريب من المكعب ، لكن النجم الخماسي يتألق أيضًا. أقرب جيرانه ، البلاتين ، معدن نبيل ، يقل وزنه الذري عن الذهب بمقدار 4 مرات أقل من 197. البلاتين له وزن ذري ليس 193 ، لكنه زاد إلى حد ما ، 194 (ترتيب مصفوفات أويلر). تافه ، لكنه يجلبها إلى معسكر بعض العناصر الأكثر عدوانية. يجدر بنا أن نتذكر ، فيما يتعلق بخمولها (يذوب ، ربما ، في أكوا ريجيا) ، يستخدم البلاتين كمحفز نشط للعمليات الكيميائية.

البلاتين الإسفنجي يشعل الهيدروجين في درجة حرارة الغرفة. طبيعة البلاتين ليست سلمية على الإطلاق ، الإيريديوم 192 يتصرف بهدوء أكثر (مزيج من النظائر 191 و 193). إنه أشبه بالنحاس ، لكن له وزن وشخصية الذهب.

بين النيون 20 والصوديوم 23 لا يوجد عنصر بوزن ذري 22. بالطبع ، تعتبر الأوزان الذرية خاصية متكاملة. ولكن من بين النظائر ، يوجد أيضًا ارتباط غريب للخصائص بخصائص الأعداد والمصفوفات المقابلة للقواعد المتعامدة. كوقود نووي ، فإن نظير اليورانيوم 235 (ترتيب مصفوفات ميرسين) له أكبر استخدام ، حيث يكون من الممكن حدوث تفاعل نووي متسلسل ذاتي الاستدامة. في الطبيعة ، يحدث هذا العنصر في شكل مستقر اليورانيوم 238 (ترتيب مصفوفات أويلر). لا يوجد عنصر بوزن ذري 13. بالنسبة للفوضى ، يرتبط العدد المحدود للعناصر المستقرة في الجدول الدوري وصعوبة العثور على مصفوفات المستوى العالي بسبب الحاجز الذي يظهر في مصفوفات الرتبة الثالثة عشر.

نظائر العناصر الكيميائية ، جزيرة الاستقرار

يمكن وصف جميع العناصر الكيميائية اعتمادًا على بنية ذراتها ، وكذلك من خلال موقعها في النظام الدوري لـ D.I. مندليف. عادة ، يتم إعطاء خصائص العنصر الكيميائي وفقًا للخطة التالية:

• تشير إلى رمز العنصر الكيميائي ، وكذلك اسمه ؛
• بناءً على موضع العنصر في النظام الدوري لـ D.I. يشير Mendeleev إلى الترتيب الترتيبي ورقم الفترة والمجموعة (نوع المجموعة الفرعية) التي يقع فيها العنصر ؛
• بناءً على بنية الذرة ، حدد الشحنة النووية وعدد الكتلة وعدد الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات في الذرة ؛
• اكتب التكوين الإلكتروني وحدد إلكترونات التكافؤ ؛
• رسم صيغ إلكترونية لرسم إلكترونات التكافؤ في الأرض وحالات الإثارة (إن أمكن) ؛
• تشير إلى عائلة العنصر ، وكذلك نوعه (معدني أو غير معدني) ؛
• الإشارة إلى صيغ الأكاسيد والهيدروكسيدات الأعلى مع وصف موجز لخصائصها ؛
• تشير إلى قيم الحد الأدنى والحد الأقصى من حالات الأكسدة لعنصر كيميائي.

خصائص عنصر كيميائي باستخدام مثال الفاناديوم (V)

ضع في اعتبارك خصائص عنصر كيميائي باستخدام مثال الفاناديوم (V) وفقًا للخطة الموضحة أعلاه:

1. الخامس - الفاناديوم.

2. الرقم الترتيبي - 23. العنصر في الفترة الرابعة ، في المجموعة V ، المجموعة الفرعية (الرئيسية).

3. Z = 23 (الشحنة النووية) ، M = 51 (عدد الكتلة) ، e = 23 (عدد الإلكترونات) ، p = 23 (عدد البروتونات) ، n = 51-23 = 28 (عدد النيوترونات).

4. 23 V 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2 - التكوين الإلكتروني ، إلكترونات التكافؤ ثلاثية الأبعاد 3 4s 2.

5. الحالة الأساسية

حالة حماس

6. عنصر د ، معدن.

7. يظهر أعلى أكسيد - V 2 O 5 - خصائص مذبذبة ، مع غلبة للحمضية:

V 2 O 5 + 2NaOH = 2NaVO 3 + H 2 O

V 2 O 5 + H 2 SO 4 \ u003d (VO 2) 2 SO 4 + H 2 O (الرقم الهيدروجيني<3)

يشكل الفاناديوم هيدروكسيدات من التركيبة التالية V (OH) 2 ، V (OH) 3 ، VO (OH) 2. تتميز V (OH) 2 و V (OH) 3 بالخصائص الأساسية (1 ، 2) ، و VO (OH) 2 لها خصائص مذبذبة (3 ، 4):

V (OH) 2 + H 2 SO 4 \ u003d VSO 4 + 2H 2 O (1)

2 V (OH) 3 + 3 H 2 SO 4 \ u003d V 2 (SO 4) 3 + 6 H 2 O (2)

VO (OH) 2 + H 2 SO 4 = VOSO 4 + 2 H 2 O (3)

4 VO (OH) 2 + 2KOH \ u003d K 2 + 5 H 2 O (4)

8. الحد الأدنى من حالة الأكسدة "+2" ، الحد الأقصى - "+5"

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

المهمة

وصف العنصر الكيميائي للفسفور

المحلول

1. ف - الفوسفور. 2. الرقم الترتيبي - 15. يوجد العنصر في الفترة الثالثة ، في المجموعة V ، المجموعة الفرعية A (الرئيسية). 3. Z = 15 (الشحنة النووية) ، M = 31 (عدد الكتلة) ، e = 15 (عدد الإلكترونات) ، p = 15 (عدد البروتونات) ، n = 31-15 = 16 (عدد النيوترونات). 4. 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 - التكوين الإلكتروني ، إلكترونات التكافؤ 3s 2 3p 3. 5. الحالة الأساسية حالة حماس 6. p- عنصر ، غير معدنية. 7. أعلى أكسيد - P 2 O 5 - يظهر خصائص حمضية: P 2 O 5 + 3Na 2 O \ u003d 2Na 3 PO 4 يُظهر الهيدروكسيد المقابل للأكسيد الأعلى - H 3 PO 4 ، خصائص حمضية: H 3 PO 4 + 3 NaOH \ u003d Na 3 PO 4 + 3H 2 O 8. أدنى حالة أكسدة هي "-3" ، والحد الأقصى هو "+5"

مثال 2

المهمة	وصف العنصر الكيميائي البوتاسيوم
المحلول	1. ك - البوتاسيوم. 2. الرقم الترتيبي - 19. العنصر في الفترة 4 ، في المجموعة الأولى ، المجموعة الفرعية (الرئيسية).