87 jaksollisen taulukon elementti. Jaksollinen laki D

Jaksollisen järjestelmän käyttäminen Asiattomalle ihmiselle jaksollisen järjestelmän lukeminen on sama asia kuin kääpiön muinaisten haltioiden riimujen katsominen. Ja jaksollinen taulukko muuten, jos sitä käytetään oikein, voi kertoa paljon maailmasta. Sen lisäksi, että se palvelee sinua kokeessa, se on myös yksinkertaisesti välttämätön lukuisten kemiallisten ja fysikaalisten ongelmien ratkaisemisessa. Mutta kuinka se luetaan? Onneksi nykyään jokainen voi oppia tämän taiteen. Tässä artikkelissa kerromme sinulle, kuinka ymmärtää jaksollinen taulukko.

Kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä (Mendelejevin taulukko) on kemiallisten alkuaineiden luokitus, joka määrittää alkuaineiden eri ominaisuuksien riippuvuuden atomiytimen varauksesta.

Taulukon luomisen historia

Dmitri Ivanovitš Mendelejev ei ollut yksinkertainen kemisti, jos joku niin luulee. Hän oli kemisti, fyysikko, geologi, metrologi, ekologi, ekonomisti, öljymies, lentonautti, instrumenttien valmistaja ja opettaja. Elämänsä aikana tiedemies onnistui suorittamaan paljon perustutkimusta eri tiedon aloilla. Esimerkiksi laajalti uskotaan, että Mendelejev laski vodkan ihanteellisen vahvuuden - 40 astetta. Emme tiedä, kuinka Mendelejev kohteli vodkaa, mutta tiedetään varmasti, että hänen väitöskirjallaan aiheesta "Keskustelu alkoholin ja veden yhdistelmästä" ei ollut mitään tekemistä vodkan kanssa ja se käsitteli alkoholipitoisuuksia 70 astetta. Kaikilla tiedemiehen ansioilla kemiallisten alkuaineiden jaksollisen lain löytäminen - yksi luonnon peruslakeista - toi hänelle laajimman maineen.

On olemassa legenda, jonka mukaan tiedemies unelmoi jaksollisesta järjestelmästä, jonka jälkeen hänen piti vain viimeistellä ilmestynyt idea. Mutta jos kaikki olisi niin yksinkertaista .. Tämä jaksollisen järjestelmän luomisen versio ei ilmeisesti ole muuta kuin legenda. Kun kysyttiin, kuinka pöytä avattiin, Dmitri Ivanovitš vastasi itse: " Olen ajatellut sitä ehkä kaksikymmentä vuotta, ja sinä ajattelet: Istuin ja yhtäkkiä ... se on valmis.

Yhdeksännentoista vuosisadan puolivälissä useat tutkijat yrittivät samanaikaisesti virtaviivaistaa tunnettuja kemiallisia alkuaineita (tunnettiin 63 alkuainetta). Esimerkiksi vuonna 1862 Alexandre Émile Chancourtois sijoitti elementit kierteeseen ja havaitsi kemiallisten ominaisuuksien syklisen toistumisen. Kemisti ja muusikko John Alexander Newlands ehdotti versionsa jaksollisesta taulukosta vuonna 1866. Mielenkiintoinen tosiasia on, että elementtien järjestelyssä tiedemies yritti löytää mystistä musiikillista harmoniaa. Muiden yritysten joukossa oli Mendelejevin yritys, joka kruunasi menestyksen.

Vuonna 1869 julkaistiin taulukon ensimmäinen kaavio, ja 1. maaliskuuta 1869 pidetään jaksollisen lain löytämispäivänä. Mendelejevin löydön ydin oli, että kasvavien atomimassaisten alkuaineiden ominaisuudet eivät muutu monotonisesti, vaan määräajoin. Taulukon ensimmäinen versio sisälsi vain 63 elementtiä, mutta Mendelejev teki useita hyvin epätyypillisiä päätöksiä. Joten hän arvasi jättävänsä taulukossa paikan vielä löytämättömille elementeille ja muutti myös joidenkin alkuaineiden atomimassat. Mendelejevin johdaman lain perustavanlaatuinen oikeellisuus vahvistettiin hyvin pian galliumin, skandiumin ja germaniumin löytämisen jälkeen, joiden olemassaoloa tutkijat ennustivat.

Moderni näkymä jaksollisesta järjestelmästä

Alla on itse taulukko.

Nykyään elementtien järjestykseen käytetään atomipainon (atomimassan) sijaan atomiluvun käsitettä (ytimen protonien lukumäärä). Taulukko sisältää 120 elementtiä, jotka on järjestetty vasemmalta oikealle atomiluvun (protonien lukumäärän) nousevaan järjestykseen.

Taulukon sarakkeet ovat ns. ryhmiä ja rivit pisteitä. Taulukossa on 18 ryhmää ja 8 jaksoa.

• Elementtien metalliset ominaisuudet heikkenevät liikkuessaan jaksoa pitkin vasemmalta oikealle ja lisääntyvät vastakkaiseen suuntaan.
• Atomien mitat pienenevät niiden liikkuessa vasemmalta oikealle jaksoja pitkin.
• Ryhmässä ylhäältä alas liikkuessa pelkistävät metalliset ominaisuudet lisääntyvät.
• Hapettavat ja ei-metalliset ominaisuudet lisääntyvät ajan myötä vasemmalta oikealle. minä

Mitä opimme elementistä taulukosta? Otetaan esimerkiksi taulukon kolmas elementti - litium ja tarkastellaan sitä yksityiskohtaisesti.

Ensinnäkin näemme itse elementin symbolin ja sen nimen sen alla. Vasemmassa yläkulmassa on elementin atominumero siinä järjestyksessä, jossa elementti sijaitsee taulukossa. Ydinluku, kuten jo mainittiin, on yhtä suuri kuin protonien lukumäärä ytimessä. Positiivisten protonien lukumäärä on yleensä yhtä suuri kuin negatiivisten elektronien lukumäärä atomissa (isotooppeja lukuun ottamatta).

Atomimassa ilmoitetaan atominumeron alla (tässä taulukon versiossa). Jos pyöristetään atomimassa lähimpään kokonaislukuun, saadaan ns. massaluku. Massaluvun ja atomiluvun erotus antaa ytimessä olevien neutronien määrän. Siten neutronien lukumäärä heliumytimessä on kaksi ja litiumissa - neljä.

Joten kurssimme "Mendelejevin pöytä tuteille" on päättynyt. Lopuksi kutsumme sinut katsomaan temaattista videota ja toivomme, että kysymys Mendelejevin jaksollisen taulukon käytöstä on tullut sinulle selvemmäksi. Muistutamme, että uuden aineen oppiminen on aina tehokkaampaa, ei yksin, vaan kokeneen mentorin avulla. Siksi sinun ei tule koskaan unohtaa niitä, jotka mielellään jakavat tietonsa ja kokemuksensa kanssasi.

Hän käytti Robert Boylen ja Antoine Lavouzierin töitä. Ensimmäinen tiedemies kannatti hajoamattomien kemiallisten alkuaineiden etsimistä. 15 niistä Boyleista, jotka oli listattu vuonna 1668.

Lavuzier lisäsi niihin 13 lisää, mutta sata vuotta myöhemmin. Etsintä kesti, koska elementtien välisestä yhteydestä ei ollut yhtenäistä teoriaa. Lopulta Dmitri Mendelejev tuli "peliin". Hän päätti, että aineiden atomimassan ja niiden paikan välillä on yhteys.

Tämä teoria antoi tutkijalle mahdollisuuden löytää kymmeniä elementtejä löytämättä niitä käytännössä, vaan luonnossa. Tämä asetettiin jälkipolvien harteille. Mutta nyt ei ole kyse heistä. Omistetaan artikkeli suurelle venäläiselle tiedemiehelle ja hänen pöydälleen.

Jaksollisen taulukon luomisen historia

jaksollinen järjestelmä alkoi kirjalla "Ominaisuuksien suhde elementtien atomipainoon". Teos julkaistiin 1870-luvulla. Samaan aikaan venäläinen tiedemies puhui maan kemian yhteiskunnalle ja lähetti ensimmäisen version taulukosta kollegoille ulkomailta.

Ennen Mendeleevia eri tutkijat löysivät 63 elementtiä. Maanmieheni aloitti vertaamalla heidän omaisuuttaan. Ensinnäkin hän työskenteli kaliumin ja kloorin kanssa. Sitten hän otti alkalisen ryhmän metallien ryhmän.

Kemisti sai erityisen pöydän ja elementtikortit asetellakseen ne kuin pasianssia etsimään oikeita osumia ja yhdistelmiä. Tuloksena syntyi oivallus: - komponenttien ominaisuudet riippuvat niiden atomien massasta. Niin, jaksollisen taulukon elementtejä rivissä riveissä.

Kemian maestron löytö oli päätös jättää tyhjiöitä näihin riveihin. Atomimassojen välisen eron jaksollisuus sai tutkijan olettamaan, että ihmiskunta ei vielä tunne kaikkia alkuaineita. Painoerot joidenkin "naapureiden" välillä olivat liian suuret.

Siksi, Mendelejevin jaksollinen järjestelmä siitä tuli kuin shakkilauta, jossa oli runsaasti "valkoisia" soluja. Aika on osoittanut, että he todella odottivat "vieraitaan". Niistä tuli esimerkiksi inerttejä kaasuja. Helium, neon, argon, krypton, radioakti ja ksenoni löydettiin vasta 1900-luvun 30-luvulla.

Nyt myyteistä. Sen uskotaan laajalti kemian jaksollinen järjestelmä ilmestyi hänelle unessa. Nämä ovat yliopisto-opettajien juonitteluja, tarkemmin sanottuna yksi heistä - Alexander Inostrantev. Tämä on venäläinen geologi, joka luennoi Pietarin kaivosyliopistossa.

Inostrantev tunsi Mendelejevin ja kävi hänen luonaan. Kerran etsinnöistä väsyneenä Dmitry nukahti suoraan Aleksanterin eteen. Hän odotti, kunnes kemisti herää ja näki kuinka Mendelejev tarttuu paperiin ja kirjoittaa muistiin taulukon lopullisen version.

Itse asiassa tiedemiehellä ei yksinkertaisesti ollut aikaa tehdä tätä ennen kuin Morpheus vangitsi hänet. Inostrantsev halusi kuitenkin viihdyttää oppilaitaan. Nähtyään perusteella geologi keksi pyörän, jonka kiitolliset kuuntelijat levittivät nopeasti massoihin.

Jaksollisen taulukon ominaisuudet

Ensimmäisestä versiosta 1969 lähtien järjestysjaksollinen taulukko parantunut monta kertaa. Joten jalokaasujen löytämisen myötä 1930-luvulla oli mahdollista johtaa uusien alkuaineiden riippuvuus - niiden sarjanumeroista, ei massasta, kuten järjestelmän kirjoittaja totesi.

Käsite "atomipaino" korvattiin "atominumerolla". On mahdollista tutkia protonien määrää atomiytimissä. Tämä luku on elementin sarjanumero.

1900-luvun tiedemiehet tutkivat myös atomien elektronista rakennetta. Se vaikuttaa myös elementtien jaksottaisuuteen ja näkyy myöhemmissä painoksissa. jaksolliset taulukot. Valokuva Lista osoittaa, että siinä olevat aineet ovat järjestyneet atomipainon kasvaessa.

Perusperiaatetta ei muutettu. Massa kasvaa vasemmalta oikealle. Samaan aikaan taulukko ei ole yksittäinen, vaan jaettu 7 jaksoon. Tästä syystä listan nimi. Piste on vaakasuora rivi. Sen alku on tyypillisiä metalleja, loppu on elementtejä, joilla on ei-metallisia ominaisuuksia. Pudotus on asteittaista.

On suuria ja pieniä jaksoja. Ensimmäiset ovat taulukon alussa, niitä on 3. Se avaa luettelon, jossa on 2 elementtiä. Seuraavassa on kaksi saraketta, joissa on 8 kohdetta. Loput 4 jaksoa ovat suuria. Kuudes on pisin, siinä on 32 elementtiä. Neljännessä ja viidennessä niitä on 18 ja 7:ssä - 24.

Voidaan laskea kuinka monta elementtiä taulukossa on Mendelejev. Nimikkeitä on yhteensä 112. Nimet. Soluja on 118, mutta luettelosta on muunnelmia, joissa on 126 kenttää. Vielä on tyhjiä soluja löytämättömille elementeille, joilla ei ole nimiä.

Kaikki jaksot eivät mahdu yhdelle riville. Suuret jaksot koostuvat 2 rivistä. Metallien määrä niissä on suurempi. Siksi lopputulos on täysin omistettu heille. Ylemmillä riveillä havaitaan asteittainen väheneminen metalleista inertiksi aineeksi.

Kuvia jaksollisesta taulukosta jaettu pystysuunnassa. se ryhmät jaksollisessa taulukossa, niitä on 8. Kemiallisilta ominaisuuksiltaan samanlaiset alkuaineet on järjestetty pystysuoraan. Ne on jaettu pää- ja toissijaisiin alaryhmiin. Jälkimmäiset alkavat vasta 4. jaksolta. Pääalaryhmissä on myös pienten ajanjaksojen elementtejä.

Jaksollisen taulukon ydin

Elementtien nimet jaksollisessa taulukossa on 112 paikkaa. Niiden järjestelyn ydin yhteen luetteloon on primääristen elementtien systematisointi. He alkoivat taistella tästä jo muinaisina aikoina.

Aristoteles oli yksi ensimmäisistä, jotka ymmärsivät, mistä kaikki olemassa oleva on tehty. Hän otti perustaksi aineiden ominaisuudet - kylmän ja lämmön. Empidokles nosti neljä perusperiaatetta alkuaineiden mukaan: vesi, maa, tuli ja ilma.

Metallit jaksollisessa taulukossa, kuten muutkin elementit, ovat hyvin perusperiaatteita, mutta nykyaikaisesta näkökulmasta. Venäläinen kemisti onnistui löytämään suurimman osan maailmamme komponenteista ja ehdottamaan vielä tuntemattomien alkuaineiden olemassaoloa.

Siitä käy ilmi jaksollisen taulukon ääntäminen- todellisuuttamme tietyn mallin esittäminen, sen hajottaminen komponenteiksi. Niiden oppiminen ei kuitenkaan ole helppoa. Yritetään tehdä tehtävästä helpompaa kuvailemalla pari tehokasta menetelmää.

Kuinka oppia jaksollinen järjestelmä

Aloitetaan nykyaikaisesta menetelmästä. Tietojenkäsittelytieteilijät ovat kehittäneet useita flash-pelejä, jotka auttavat muistamaan Mendelejevin listan. Projektin osallistujat voivat löytää elementtejä eri vaihtoehdoilla, kuten nimen, atomimassan, kirjainmerkinnän perusteella.

Pelaajalla on oikeus valita toiminta-alue - vain osa pöydästä tai koko se. Jätä testamentissamme pois myös elementtien nimet ja muut parametrit. Tämä vaikeuttaa hakua. Edistyneille on myös ajastin, eli harjoittelu suoritetaan nopeudella.

Peliolosuhteet tekevät oppimisesta elementtinumerot jaksollisessa taulukossa ei tylsää, mutta viihdyttävää. Jännitys herää, ja tiedon systematisoiminen päässä on helpompaa. Ne, jotka eivät hyväksy tietokoneen flash-projekteja, tarjoavat perinteisemmän tavan muistaa luettelo.

Se on jaettu 8 ryhmään tai 18 (vuoden 1989 painoksen mukaan). Muistamisen helpottamiseksi on parempi luoda useita erillisiä taulukoita kokonaisen version työstämisen sijaan. Kuhunkin elementtiin sovitetut visuaaliset kuvat auttavat myös. Luota omiin assosiaatioihisi.

Joten aivoissa olevaa rautaa voidaan korreloida esimerkiksi naulalla ja elohopeaa lämpömittarilla. Onko elementin nimi tuntematon? Käytämme viittaavien assosiaatioiden menetelmää. kirjoitamme esimerkiksi sanojen "taffy" ja "speaker" alusta.

Jaksollisen järjestelmän ominaisuudetälä opi yhdeltä istumalta. Oppitunteja suositellaan 10-20 minuuttia päivässä. On suositeltavaa aloittaa muistamalla vain perusominaisuudet: elementin nimi, nimitys, atomimassa ja sarjanumero.

Koululaiset ripustavat jaksotaulukon mieluummin työpöydän yläpuolelle tai seinälle, jota usein katsotaan. Menetelmä sopii ihmisille, joilla on hallitseva näkömuisti. Listan tiedot muistetaan tahattomasti jopa ilman pakkaamista.

Myös opettajat ottavat tämän huomioon. Yleensä ne eivät pakota sinua muistamaan luetteloa, niiden avulla voit tarkastella sitä jopa kontrollissa. Jatkuva pöydän katsominen merkitsee tulostamista seinälle tai huijausarkkien kirjoittamista ennen kokeita.

Aloittaen tutkimuksen, muistetaan, että Mendelejev ei heti muistanut luetteloaan. Kerran, kun tiedemieheltä kysyttiin, kuinka hän avasi pöydän, vastaus oli: "Olen ajatellut sitä ehkä 20 vuotta, mutta luulet: istuin ja yhtäkkiä se on valmis." Jaksollinen järjestelmä on vaivalloista työtä, jota ei voida hallita lyhyessä ajassa.

Tiede ei siedä kiirettä, koska se johtaa harhaluuloihin ja ärsyttäviin virheisiin. Joten samaan aikaan Mendelejevin kanssa taulukon laati Lothar Meyer. Saksalainen ei kuitenkaan viimeistellyt luetteloa hieman eikä ollut vakuuttava todistaessaan näkökantansa. Siksi yleisö tunnusti venäläisen tiedemiehen työn, ei hänen saksalaisen kemistitoverinsa.

Jaksollinen järjestelmä on yksi ihmiskunnan suurimmista löydöistä, joka mahdollisti tiedon virtaviivaistamisen ympärillämme olevasta maailmasta ja uusia kemiallisia alkuaineita. Se on välttämätön koululaisille, samoin kuin kaikille kemiasta kiinnostuneille. Lisäksi tämä järjestelmä on välttämätön muilla tieteenaloilla.

Tämä kaavio sisältää kaikki ihmisen tuntemat elementit, ja ne on ryhmitelty niiden mukaan atomimassa ja sarjanumero. Nämä ominaisuudet vaikuttavat elementtien ominaisuuksiin. Taulukon lyhyessä versiossa on yhteensä 8 ryhmää, yhteen ryhmään kuuluvilla elementeillä on hyvin samanlaiset ominaisuudet. Ensimmäinen ryhmä sisältää vetyä, litiumia, kaliumia, kuparia, joiden latinalainen ääntäminen venäjäksi on cuprum. Ja myös argentum - hopea, cesium, kulta - aurum ja francium. Toinen ryhmä sisältää berylliumia, magnesiumia, kalsiumia, sinkkiä, jota seuraavat strontium, kadmium, barium, ja ryhmä päättyy elohopeaan ja radiumiin.

Kolmanteen ryhmään kuuluvat boori, alumiini, skandium, gallium, sitten yttrium, indium, lantaani, ja ryhmä päättyy talliumiin ja aktiniumiin. Neljäs ryhmä alkaa hiilellä, piillä, titaanilla, jatkuu germaniumilla, zirkoniumilla, tinalla ja päättyy hafniumiin, lyijyyn ja rutherfordiumiin. Viidennessä ryhmässä on alkuaineita, kuten typpi, fosfori, vanadiini, arseeni, niobium, antimoni sijaitsevat alla, sitten vismutti-tantaali tulee ja täydentää dubniumryhmän. Kuudes alkaa hapella, jota seuraa rikki, kromi, seleeni, sitten molybdeeni, telluuri, sitten volframi, polonium ja seaborgium.

Seitsemännessä ryhmässä ensimmäinen alkuaine on fluori, jota seuraa kloori, mangaani, bromi, teknetium, jota seuraa jodi, sitten renium, astatiini ja borium. Viimeinen ryhmä on eniten. Se sisältää kaasuja, kuten heliumin, neonin, argonin, kryptonin, ksenonin ja radonin. Tähän ryhmään kuuluvat myös metallit rauta, koboltti, nikkeli, rodium, palladium, rutenium, osmium, iridium, platina. Seuraavaksi tulevat hannium ja meitnerium. Erikseen sijoitetut elementit, jotka muodostuvat aktinidisarja ja lantanidisarja. Niillä on samanlaiset ominaisuudet kuin lantaanilla ja aktiniumilla.

Tämä järjestelmä sisältää kaikentyyppisiä elementtejä, jotka on jaettu 2 suureen ryhmään - metallit ja ei-metallit erilaisilla ominaisuuksilla. Kuinka määrittää, kuuluuko elementti tiettyyn ryhmään, ehdollinen viiva auttaa, joka on piirrettävä boorista astatiiniin. On muistettava, että tällainen viiva voidaan piirtää vain taulukon täysversiossa. Kaikki elementit, jotka ovat tämän viivan yläpuolella ja sijaitsevat pääalaryhmissä, katsotaan ei-metalleiksi. Ja jotka ovat alempia, pääalaryhmissä - metallit. Myös metallit ovat aineita, jotka ovat mukana sivuryhmät. Siellä on erityisiä kuvia ja valokuvia, joista voit tutustua näiden elementtien sijaintiin yksityiskohtaisesti. On syytä huomata, että näillä elementeillä, jotka ovat tällä rivillä, on samat ominaisuudet kuin metallilla ja ei-metallilla.

Erillinen luettelo koostuu myös amfoteerisista alkuaineista, joilla on kaksinkertaisia ​​ominaisuuksia ja jotka voivat muodostaa 2 tyyppisiä yhdisteitä reaktioiden seurauksena. Samalla ne ilmenevät yhtäläisesti sekä perus- että happamat ominaisuudet. Tiettyjen ominaisuuksien vallitsevuus riippuu reaktio-olosuhteista ja aineista, joiden kanssa amfoteerinen alkuaine reagoi.

On huomattava, että tämä malli perinteisessä hyvälaatuisessa toteutuksessa on väri. Samanaikaisesti näytetään eri värejä suuntaamisen helpottamiseksi pää- ja toissijaiset alaryhmät. Ja myös elementit ryhmitellään niiden ominaisuuksien samankaltaisuuden mukaan.
Tällä hetkellä Mendelejevin mustavalkoinen jaksollinen järjestelmä on kuitenkin värimaailman ohella hyvin yleinen. Tätä lomaketta käytetään mustavalkotulostukseen. Näennäisestä monimutkaisuudesta huolimatta työskentely sen kanssa on yhtä kätevää, kun otetaan huomioon jotkut vivahteet. Joten tässä tapauksessa on mahdollista erottaa pääalaryhmä toissijaisesta selvästi näkyvien sävyerojen perusteella. Lisäksi väriversiossa on merkitty elementit, joissa on elektroneja eri kerroksilla eri värejä.
On syytä huomata, että yksivärisessä suunnittelussa ei ole kovin vaikeaa navigoida järjestelmässä. Tätä varten elementin jokaisessa yksittäisessä solussa ilmoitetut tiedot riittävät.

Tentti on nykyään koulun päättökokeen päätyyppi, joten siihen valmistautumiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Siksi valittaessa kemian loppukoe, sinun on kiinnitettävä huomiota materiaaleihin, jotka voivat auttaa sen toimituksessa. Pääsääntöisesti koululaiset saavat käyttää kokeen aikana joitain taulukoita, erityisesti hyvälaatuista jaksollista taulukkoa. Siksi, jotta siitä olisi vain hyötyä testeissä, sen rakenteeseen ja alkuaineiden ominaisuuksien tutkimukseen sekä niiden järjestykseen tulee kiinnittää huomiota etukäteen. Sinun on myös opittava käytä taulukon mustavalkoista versiota jotta et kohtaa vaikeuksia kokeessa.

Alkuaineiden ominaisuuksia ja niiden riippuvuutta atomimassasta kuvaavan päätaulukon lisäksi on muita kaavioita, jotka voivat auttaa kemian tutkimuksessa. Esimerkiksi niitä on aineiden liukoisuus- ja elektronegatiivisuustaulukot. Ensimmäinen voi määrittää, kuinka liukoinen tietty yhdiste on veteen tavallisessa lämpötilassa. Tässä tapauksessa anionit sijaitsevat vaakatasossa - negatiivisesti varautuneet ionit ja kationit, eli positiivisesti varautuneet ionit, sijaitsevat pystysuunnassa. Saada selville liukoisuusaste yhden tai toisen yhdisteen komponentit on löydettävä taulukosta. Ja niiden risteyspaikassa on tarvittava nimitys.

Jos se on kirjain "r", aine liukenee täysin veteen normaaleissa olosuhteissa. Kirjaimen "m" läsnä ollessa - aine liukenee hieman, ja kirjaimen "n" läsnä ollessa - se ei melkein liukene. Jos siinä on "+"-merkki, yhdiste ei muodosta sakkaa ja reagoi liuottimen kanssa ilman jäännöstä. Jos "-"-merkki on läsnä, se tarkoittaa, että tällaista ainetta ei ole olemassa. Joskus voit nähdä myös merkin "?" taulukossa, jolloin tämä tarkoittaa, että tämän yhdisteen liukoisuusaste ei ole varma. Alkuaineiden elektronegatiivisuus voi vaihdella 1-8, on myös erityinen taulukko tämän parametrin määrittämiseksi.

Toinen hyödyllinen taulukko on metalliaktiviteettisarja. Kaikki metallit sijaitsevat siinä lisäämällä sähkökemiallisen potentiaalin astetta. Stressimetallien sarja alkaa litiumilla ja päättyy kultaan. Uskotaan, että mitä enemmän vasemmalla metalli on tässä rivissä, sitä aktiivisempi se on kemiallisissa reaktioissa. Tällä tavalla, aktiivisin metalli Litiumia pidetään alkalimetallina. Alkuaineluettelon lopussa on myös vetyä. Uskotaan, että sen jälkeen sijaitsevat metallit ovat käytännössä passiivisia. Niiden joukossa on elementtejä, kuten kupari, elohopea, hopea, platina ja kulta.

Jaksotaulukuvia hyvälaatuisina

Tämä järjestelmä on yksi suurimmista saavutuksista kemian alalla. Jossa Tätä pöytää on monenlaisia.- lyhyt versio, pitkä versio sekä erikoispitkä. Yleisin on lyhyt taulukko, ja skeeman pitkä versio on myös yleinen. On syytä huomata, että IUPAC ei tällä hetkellä suosittele järjestelmän lyhyttä versiota käytettäväksi.
Yhteensä oli on kehitetty yli sata taulukkotyyppiä, jotka eroavat esityksen, muodon ja graafisen esityksen osalta. Niitä käytetään eri tieteenaloilla tai niitä ei käytetä ollenkaan. Tällä hetkellä tutkijat jatkavat uusien piirikonfiguraatioiden kehittämistä. Päävaihtoehtona käytetään joko oikosulkua tai pitkää virtapiiriä, jonka laatu on erinomainen.

Luonnossa on paljon toistuvia sekvenssejä:

• vuodenajat;
• Kellonajat;
• viikonpäivät…

1800-luvun puolivälissä D.I. Mendeleev huomasi, että elementtien kemiallisilla ominaisuuksilla on myös tietty järjestys (he sanovat, että tämä idea tuli hänelle unessa). Tiedemiehen ihmeellisten unelmien tulos oli kemiallisten elementtien jaksollinen järjestelmä, jossa D.I. Mendelejev järjesti kemialliset alkuaineet kasvavaan atomimassaan. Nykyaikaisessa taulukossa kemialliset alkuaineet on järjestetty alkuaineen atomiluvun (protonien lukumäärän atomin ytimessä) nousevaan järjestykseen.

Kemiallisen alkuaineen symbolin yläpuolella on atominumero, symbolin alapuolella sen atomimassa (protonien ja neutronien summa). Huomaa, että joidenkin alkuaineiden atomimassa on ei-kokonaisluku! Muista isotoopit! Atomimassa on kaikkien luonnossa luonnollisissa olosuhteissa esiintyvien alkuaineen isotooppien painotettu keskiarvo.

Taulukon alla on lantanidit ja aktinidit.

Metallit, ei-metallit, metalloidit

Ne sijaitsevat jaksollisessa taulukossa porrastetun diagonaaliviivan vasemmalla puolella, joka alkaa boorilla (B) ja päättyy poloniumiin (Po) (poikkeuksia ovat germanium (Ge) ja antimoni (Sb). On helppo nähdä, että metallit metallien pääominaisuudet: kiinteä (paitsi elohopea), kiiltävä, hyvät sähkö- ja lämmönjohtimet, sitkeä, muokattava, helposti luovuttava elektroneja.

Porrastetun diagonaalin B-Po oikealla puolella olevia elementtejä kutsutaan ei-metallit. Epämetallien ominaisuudet ovat suoraan päinvastaiset kuin metallien: huonot lämmön ja sähkön johtimet; hauras; ei-taottu; ei-muovi; yleensä hyväksyy elektroneja.

Metalloidit

Metallien ja ei-metallien välillä ovat puolimetallit(metallit). Niille on ominaista sekä metallien että ei-metallien ominaisuudet. Puolimetallit ovat löytäneet pääasiallisen teollisen käyttötarkoituksensa puolijohteiden valmistuksessa, jota ilman nykyaikaista mikropiiriä tai mikroprosessoria ei voida ajatella.

Kaudet ja ryhmät

Kuten edellä mainittiin, jaksollinen järjestelmä koostuu seitsemästä jaksosta. Jokaisessa jaksossa alkuaineiden atomimäärät kasvavat vasemmalta oikealle.

Alkuaineiden ominaisuudet jaksoissa muuttuvat peräkkäin: niin natrium (Na) ja magnesium (Mg), jotka ovat kolmannen jakson alussa, luovuttavat elektroneja (Na luovuttaa yhden elektronin: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg luovuttaa kaksi elektronia: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Mutta kloori (Cl), joka sijaitsee jakson lopussa, ottaa yhden alkuaineen: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Ryhmissä päinvastoin kaikilla elementeillä on samat ominaisuudet. Esimerkiksi IA(1)-ryhmässä kaikki alkuaineet litiumista (Li) franciumiin (Fr) luovuttavat yhden elektronin. Ja kaikki ryhmän VIIA(17) elementit ottavat yhden elementin.

Jotkut ryhmät ovat niin tärkeitä, että niille on annettu erityiset nimet. Näitä ryhmiä käsitellään alla.

Ryhmä IA(1). Tämän ryhmän alkuaineiden atomeilla on vain yksi elektroni ulkoisessa elektronikerroksessa, joten ne luovuttavat helposti yhden elektronin.

Tärkeimmät alkalimetallit ovat natrium (Na) ja kalium (K), koska niillä on tärkeä rooli ihmisen elämänprosessissa ja ne ovat osa suoloja.

Elektroniset kokoonpanot:

• Li- 1s 2 2s 1;
• Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• K- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 1

Ryhmä IIA(2). Tämän ryhmän alkuaineiden atomeilla on ulkoisessa elektronikerroksessa kaksi elektronia, jotka myös luovuttavat kemiallisten reaktioiden aikana. Tärkein alkuaine on kalsium (Ca) - luuston ja hampaiden perusta.

Elektroniset kokoonpanot:

• Olla- 1s 2 2s 2;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• Ca- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2

Ryhmä VIIA(17). Tämän ryhmän alkuaineiden atomit saavat yleensä kukin yhden elektronin, koska. ulommalla elektronikerroksella on viisi elementtiä kutakin ja yksi elektroni vain puuttuu "täydestä sarjasta".

Tämän ryhmän tunnetuimmat elementit ovat: kloori (Cl) - on osa suolaa ja valkaisuainetta; jodi (I) on alkuaine, jolla on tärkeä rooli ihmisen kilpirauhasen toiminnassa.

Sähköinen konfigurointi:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5;
• Cl- 1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 ;
• Br- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 p 10 4 p 5

Ryhmä VIII(18). Tämän ryhmän elementtien atomeilla on täysin "kiinnitetty" ulompi elektronikerros. Siksi heidän "ei tarvitse" hyväksyä elektroneja. Ja he eivät halua antaa niitä pois. Tästä syystä - tämän ryhmän elementit ovat erittäin "haluttomia" osallistumaan kemiallisiin reaktioihin. Pitkään uskottiin, että ne eivät reagoi ollenkaan (siis nimi "inertti", eli "inaktiivinen"). Mutta kemisti Neil Barlett havaitsi, että jotkut näistä kaasuista voivat tietyissä olosuhteissa silti reagoida muiden alkuaineiden kanssa.

Elektroniset kokoonpanot:

• Ne- 1s 2 2s 2 2p 6;
• Ar- 1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 ;
• kr- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 p 10 4 p 6

Valenssielementit ryhmissä

On helppo nähdä, että kunkin ryhmän sisällä elementit ovat samanlaisia ​​valenssielektroneiltaan (ulkoenergiatasolla sijaitsevat s- ja p-orbitaalien elektronit).

Alkalimetalleilla on kussakin yksi valenssielektroni:

• Li- 1s 2 2s 1;
• Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• K- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 1

Maa-alkalimetalleilla on 2 valenssielektronia:

• Olla- 1s 2 2s 2;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• Ca- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2

Halogeeneilla on 7 valenssielektronia:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5;
• Cl- 1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 ;
• Br- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 p 10 4 p 5

Inertissä kaasussa on 8 valenssielektronia:

• Ne- 1s 2 2s 2 2p 6;
• Ar- 1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 ;
• kr- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 p 10 4 p 6

Katso lisätietoja artikkelista Valenssi ja taulukko kemiallisten alkuaineiden atomien elektronisista konfiguraatioista jaksoittain.

Kiinnitämme nyt huomiomme symbolien ryhmiin sijoittuviin elementteihin AT. Ne sijaitsevat jaksollisen järjestelmän keskellä ja niitä kutsutaan siirtymämetallit.

Näiden alkuaineiden erottuva piirre on elektronien läsnäolo täytetyissä atomeissa d-orbitaalit:

1. sc- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 p 1 ;
2. Ti- 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 p 2

Erillään pääpöydästä sijaitsevat lantanidit ja aktinidit ovat ns sisäiset siirtymämetallit. Näiden alkuaineiden atomeissa elektronit täyttyvät f-orbitaalit:

1. Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3p 10 4p 6 4p 10 5s 2 5p 6 4f 1 5p 1 6s 2;
2. Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3p 10 4p 6 4p 10 5s 2 5p 6 4f 14 5p 10 6s 2 6p 6 6p 2 7s 2

Jaksollinen järjestelmä - järjestetty joukko kemiallisia alkuaineita, niiden luonnollinen luokitus, joka on graafinen (taulukkomuotoinen) ilmaus kemiallisten alkuaineiden jaksollisesta laista. Sen rakenteen, joka on monilta osin samanlainen kuin nykyaikainen, kehitti D. I. Mendelejev kausilain perusteella vuosina 1869–1871.

Jaksottaisen järjestelmän prototyyppi oli D. I. Mendelejevin 1. maaliskuuta 1869 laatima "Elementtien järjestelmän koe niiden atomipainon ja kemiallisen samankaltaisuuden perusteella". Tiedemies paransi kahden ja puolen vuoden ajan jatkuvasti "kokemusta System”, esitteli idean elementtien ryhmistä, sarjoista ja jaksoista. Tämän seurauksena jaksollisen järjestelmän rakenne sai monessa suhteessa nykyaikaiset ääriviivat.

Sen evoluution kannalta tärkeä oli käsitys elementin paikasta järjestelmässä, joka määräytyi ryhmän ja jakson numeroiden mukaan. Tämän konseptin perusteella Mendelejev tuli siihen tulokseen, että on tarpeen muuttaa joidenkin alkuaineiden atomimassat: uraani, indium, cerium ja sen satelliitit. Tämä oli jaksollisen järjestelmän ensimmäinen käytännön sovellus. Mendelejev oli myös ensimmäinen, joka ennusti useiden tuntemattomien elementtien olemassaolon ja ominaisuudet. Tiedemies kuvasi yksityiskohtaisesti ekaaalumiinin (tulevaisuuden gallium), ekaborin (skandium) ja ekasiliconin (germanium) tärkeimmät ominaisuudet. Lisäksi hän ennusti mangaanin (tulevaisuuden teknetium ja renium), telluurin (polonium), jodin (astatiini), cesiumin (francium), bariumin (radium), tantaalin (protaktinium) analogien olemassaolon. Tiedemiehen ennusteet näistä alkuaineista olivat luonteeltaan yleisiä, koska nämä elementit sijaitsivat jaksollisen järjestelmän vähän tutkituilla alueilla.

Jaksollisen järjestelmän ensimmäiset versiot edustivat monessa suhteessa vain empiiristä yleistystä. Loppujen lopuksi jaksollisen lain fysikaalinen merkitys ei ollut selvä, ei selitetty syitä alkuaineiden ominaisuuksien jaksoittaiseen muutokseen atomimassan kasvusta riippuen. Tämän seurauksena monet ongelmat jäivät ratkaisematta. Onko jaksolliselle järjestelmälle rajoituksia? Onko mahdollista määrittää olemassa olevien elementtien tarkka lukumäärä? Kuudennen ajanjakson rakenne jäi epäselväksi - mikä on harvinaisten maametallien tarkka määrä? Ei tiedetty, onko vedyn ja litiumin välillä vielä alkuaineita, mikä on ensimmäisen jakson rakenne. Siksi jaksollisen lain fyysiseen perusteluun ja jaksollisen järjestelmän teorian kehittämiseen asti vakavia vaikeuksia esiintyi useammin kuin kerran. Löytö oli odottamaton vuosina 1894-1898. viisi inerttiä kaasua, joilla ei näyttänyt olevan paikkaa jaksollisessa taulukossa. Tämä vaikeus poistettiin ajatuksen ansiosta sisällyttää itsenäinen nollaryhmä jaksollisen järjestelmän rakenteeseen. Radioelementtien massalöytö 1800- ja 1900-luvun vaihteessa. (vuoteen 1910 mennessä niiden lukumäärä oli noin 40) johti jyrkän ristiriidan tarpeeseen sijoittaa ne jaksolliseen järjestelmään ja sen olemassa olevan rakenteen välillä. Heille kuudennessa ja seitsemännessä jaksossa oli vain 7 avointa työpaikkaa. Tämä ongelma ratkesi siirtosääntöjen vahvistamisen ja isotooppien löytämisen seurauksena.

Yksi tärkeimmistä syistä jaksollisen lain fysikaalisen merkityksen ja jaksollisen järjestelmän rakenteen selittämisen mahdottomuuteen oli se, että ei tiedetty, miten atomi oli järjestetty (katso Atom). Tärkein virstanpylväs jaksollisen järjestelmän kehityksessä oli E. Rutherfordin (1911) atomimallin luominen. Sen perusteella hollantilainen tiedemies A. Van den Broek (1913) ehdotti, että elementin järjestysluku jaksollisessa järjestelmässä on numeerisesti yhtä suuri kuin sen atomin ytimen varaus (Z). Tämän vahvisti kokeellisesti englantilainen tiedemies G. Moseley (1913). Jaksollinen laki sai fysikaalisen perustelun: alkuaineiden ominaisuuksien muutosten jaksollisuutta alettiin ottaa huomioon Z - elementin atomin ytimen varauksesta, eikä atomimassasta (katso kemiallisten alkuaineiden jaksollinen laki) .

Tämän seurauksena jaksollisen järjestelmän rakenne on vahvistunut merkittävästi. Järjestelmän alaraja on määritetty. Tämä on vety, alkuaine, jonka minimi Z = 1. Vedyn ja uraanin välissä olevien alkuaineiden lukumäärä on tullut mahdolliseksi arvioida tarkasti. Periodisessa järjestelmässä tunnistettiin "aukot", jotka vastaavat tuntemattomia alkuaineita, joiden Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87. Harvinaisten maametallien tarkkaa määrää koskevat kysymykset jäivät kuitenkin epäselväksi ja mikä tärkeintä, syyt alkuaineiden ominaisuuksien jaksollista muutosta ei paljastettu. riippuen Z.

Periodisen järjestelmän vakiintuneen rakenteen ja atomispektrien tutkimuksen tulosten perusteella tanskalainen tiedemies N. Bohr vuosina 1918–1921. kehitti ideoita elektronikuorten ja -alikuorten rakentamisjärjestyksestä atomeissa. Tiedemies tuli siihen tulokseen, että samantyyppiset atomien ulkokuorten elektroniset konfiguraatiot toistuvat ajoittain. Siten osoitettiin, että kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksien muutosten jaksollisuus selittyy jaksollisuudella elektronikuorten ja atomien osakuorten rakentamisessa.

Jaksollinen järjestelmä kattaa yli 100 elementtiä. Näistä kaikki transuraanialkuaineet (Z = 93–110) sekä alkuaineet, joiden Z = 43 (teknetium), 61 (prometium), 85 (astatiini), 87 (frantsium) saatiin keinotekoisesti. Koko jaksollisen järjestelmän olemassaolon aikana on ehdotettu erittäin suurta määrää (> 500) sen graafisen esityksen muunnelmia, pääasiassa taulukoiden muodossa sekä erilaisten geometristen kuvioiden muodossa (tila- ja tasomaiset), analyyttiset käyrät (spiraalit jne.) jne. Yleisimpiä ovat lyhyet, puolipitkät, pitkät ja tikkaat pöydät. Tällä hetkellä lyhyt muoto on suositeltavampi.

Periaatteena jaksollisen järjestelmän rakentamisessa on sen jakaminen ryhmiin ja jaksoihin. Mendelejevin käsitettä elementtiriveistä ei tällä hetkellä käytetä, koska sillä ei ole fyysistä merkitystä. Ryhmät puolestaan ​​on jaettu pääalaryhmiin (a) ja toissijaisiin (b) alaryhmiin. Jokainen alaryhmä sisältää alkuaineita - kemiallisia analogeja. Useimpien ryhmien a- ja b-alaryhmien elementit osoittavat myös tiettyä samankaltaisuutta keskenään, pääasiassa korkeammissa hapetusasteissa, jotka ovat pääsääntöisesti yhtä suuria kuin ryhmänumero. Jakso on joukko alkuaineita, jotka alkavat alkalimetallilla ja päättyvät inerttiin kaasuun (erityistapaus on ensimmäinen jakso). Jokainen jakso sisältää tiukasti määritellyn määrän elementtejä. Jaksojärjestelmä koostuu kahdeksasta ryhmästä ja seitsemästä jaksosta, ja seitsemäs jakso ei ole vielä päättynyt.

Erikoisuus ensimmäinen kausi on siinä, että se sisältää vain 2 kaasumaista alkuainetta vapaassa muodossa: vetyä ja heliumia. Vedyn paikka järjestelmässä on epäselvä. Koska sillä on alkalimetallien ja halogeenien kanssa yhteisiä ominaisuuksia, se sijoitetaan joko 1a- tai Vlla-alaryhmään tai molempiin samaan aikaan, jolloin symboli on suluissa jossakin alaryhmässä. Helium on VIIIa-alaryhmän ensimmäinen edustaja. Helium ja kaikki inertit kaasut erotettiin pitkään itsenäiseksi nollaryhmäksi. Tämä säännös vaati tarkistusta kryptonin, ksenonin ja radonin kemiallisten yhdisteiden synteesin jälkeen. Tämän seurauksena inertit kaasut ja entisen VIII ryhmän alkuaineet (rauta, koboltti, nikkeli ja platinametallit) yhdistettiin yhteen ryhmään.

Toinen jakso sisältää 8 elementtiä. Se alkaa alkalimetallilitiumilla, jonka ainoa hapetusaste on +1. Seuraavaksi tulee beryllium (metalli, hapetusaste +2). Boorilla on jo heikosti ilmennyt metallinen luonne ja se on ei-metallia (hapetusaste +3). Boorin ohella hiili on tyypillinen epämetalli, jolla on sekä +4 että -4 hapetusaste. Typpi, happi, fluori ja neon ovat kaikki ei-metalleja, ja typellä on korkein hapetusaste +5, joka vastaa ryhmänumeroa. Happi ja fluori ovat aktiivisimpia ei-metalleja. Inerttikaasuneon päättää jakson.

Kolmanneksi jakso (natrium - argon) sisältää myös 8 alkuainetta. Niiden ominaisuuksien muutoksen luonne on suurelta osin samanlainen kuin toisen jakson elementeillä havaittu. Mutta siinä on myös oma erityispiirteensä. Joten magnesium, toisin kuin beryllium, on metallisempää, samoin kuin alumiini verrattuna booriin. Pii, fosfori, rikki, kloori, argon ovat kaikki tyypillisiä epämetalleja. Ja kaikilla, paitsi argonilla, on korkein hapetusaste, joka vastaa ryhmänumeroa.

Kuten näemme, molemmilla jaksoilla Z:n kasvaessa havaitaan selvää metallien heikkenemistä ja elementtien ei-metallisten ominaisuuksien vahvistumista. D. I. Mendelejev kutsui toisen ja kolmannen ajanjakson elementtejä (hänen sanoin pieniä) tyypillisiksi. Pienten ajanjaksojen elementit ovat luonnossa yleisimpiä. Hiili, typpi ja happi (vedyn ohella) ovat organogeenejä eli orgaanisen aineen pääelementtejä.

Kaikki ensimmäisen ja kolmannen jakson elementit sijoitetaan a-alaryhmiin.

Neljäs kausi (kalium - krypton) sisältää 18 alkuainetta. Mendelejevin mukaan tämä on ensimmäinen suuri jakso. Alkalimetallikaliumin ja maa-alkalimetallikalsiumin jälkeen seuraa sarja alkuaineita, jotka koostuvat 10 ns. siirtymämetallista (skandium - sinkki). Ne kaikki sisältyvät b-alaryhmiin. Useimmilla siirtymämetalleilla on korkeampi hapetusaste, joka vastaa ryhmänumeroa, lukuun ottamatta rautaa, kobolttia ja nikkeliä. Alkuaineet galliumista kryptoniin kuuluvat a-alaryhmiin. Kryptonista tunnetaan useita kemiallisia yhdisteitä.

Viides kausi (rubidium - ksenon) on rakenteeltaan samanlainen kuin neljäs. Se sisältää myös 10 siirtymämetallin (yttrium - kadmium) insertin. Tämän ajanjakson elementeillä on omat ominaisuutensa. Rutenium-rodium-palladium-triadissa yhdisteet tunnetaan ruteenista, jossa sen hapetusaste on +8. Kaikilla a-alaryhmien elementeillä on korkein hapetusaste, joka on yhtä suuri kuin ryhmän numero. Neljännen ja viidennen jakson elementtien ominaisuuksien muutoksen piirteet Z:n kasvaessa ovat monimutkaisempia verrattuna toiseen ja kolmanteen jaksoon.

Kuudes jakso (cesium - radon) sisältää 32 alkuainetta. Tänä aikana 10 siirtymämetallin (lantaani, hafnium - elohopea) lisäksi on myös 14 lantanidia - ceriumista lutetiumiin. Alkuaineet ceriumista lutetiumiin ovat kemiallisesti hyvin samankaltaisia, ja tästä syystä ne ovat pitkään kuuluneet harvinaisten maametallien ryhmään. Periodisen järjestelmän lyhyessä muodossa lantanidisarja sisältyy lantaanikennoon ja tämän sarjan dekoodaus on annettu taulukon alaosassa (katso Lantanidit).

Mikä on kuudennen ajanjakson elementtien erityispiirre? Triadissa osmium - iridium - platina osmiumilla tunnetaan hapetusaste +8. Astatiinilla on melko selvä metallinen luonne. Radon on kaikista inertistä kaasusta reaktiivisin. Valitettavasti sen kemiaa on tutkittu vähän, koska se on erittäin radioaktiivista (katso Radioaktiiviset elementit).

Seitsemäs kausi alkaa Ranskasta. Kuten kuudes, sen pitäisi sisältää myös 32 alkuainetta, mutta niistä tunnetaan toistaiseksi 24. Francium ja radium ovat alaryhmien Ia ja IIa alkuaineita, aktinium kuuluu alaryhmään IIIb. Seuraavaksi tulee aktinidiperhe, joka sisältää alkuaineita toriumista lawrenciumiin ja on järjestetty samalla tavalla kuin lantanidit. Tämän elementtirivin dekoodaus on myös annettu taulukon alaosassa.

Katsotaan nyt kuinka kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet muuttuvat alaryhmiä jaksollinen järjestelmä. Tämän muutoksen päämalli on alkuaineiden metallisen luonteen vahvistuminen Z:n kasvaessa, mikä on erityisen voimakasta alaryhmissä IIIa–VIIa. Alaryhmien Ia–IIIa metallien kemiallisen aktiivisuuden havaitaan lisääntyvän. IVa–VIIa-alaryhmien alkuaineissa Z:n kasvaessa havaitaan alkuaineiden kemiallisen aktiivisuuden heikkeneminen. B-alaryhmien elementtien osalta kemiallisen aktiivisuuden muutoksen luonne on monimutkaisempi.

N. Bohr ja muut tiedemiehet kehittivät jaksollisen järjestelmän teorian 1920-luvulla. 20. vuosisata ja perustuu todelliseen kaavioon atomien elektronisten konfiguraatioiden muodostamiseksi (katso Atom). Tämän teorian mukaan Z:n kasvaessa elektronikuorten ja alikuorten täyttyminen jaksollisen järjestelmän jaksoihin sisältyvien alkuaineiden atomeissa tapahtuu seuraavassa järjestyksessä:

Jaksojärjestelmän teorian perusteella jaksolle voidaan antaa seuraava määritelmä: jakso on elementtien kokoelma, joka alkaa alkiolla, jonka arvo on n ja jaksonumero ja l = 0 (s-elementtejä) ja päättyy elementtiin, jolla on sama arvo n ja l = 1 (p-elementit) (katso Atom). Poikkeuksena on ensimmäinen jakso, joka sisältää vain 1s-elementtejä. Jaksojärjestelmän teoriasta seuraavien elementtien lukumäärät jaksoissa: 2, 8, 8, 18, 18, 32 ...

Taulukossa kunkin tyypin elementtien symbolit (s-, p-, d- ja f-elementit) näkyvät tietyllä taustavärillä: s-elementit - punaisella, p-elementit - oranssilla, d-elementit - sinisellä, f-elementit - vihreällä. Jokainen kenno sisältää alkuaineiden sarjanumerot ja atomimassat sekä ulkoisten elektronikuorten elektroniset konfiguraatiot.

Jaksollisen järjestelmän teoriasta seuraa, että a-alaryhmiin kuuluvat alkiot, joiden n on yhtä suuri kuin jaksoluku ja l = 0 ja 1. B-alaryhmiin kuuluvat ne alkuaineet, joiden atomeissa aiemmin epätäydellisiksi jääneet kuoret valmistuvat. Tästä syystä ensimmäinen, toinen ja kolmas jakso eivät sisällä b-alaryhmien elementtejä.

Alkuaineiden jaksollisen järjestelmän rakenne liittyy läheisesti kemiallisten alkuaineiden atomien rakenteeseen. Z:n kasvaessa samantyyppiset ulkoelektronikuorten konfiguraatiot toistuvat ajoittain. Ne nimittäin määrittävät alkuaineiden kemiallisen käyttäytymisen pääpiirteet. Nämä ominaisuudet ilmenevät eri tavalla a-alaryhmien elementeillä (s- ja p-alkuaineet), b-alaryhmien elementeillä (siirtymä-d-alkuaineet) ja f-perheiden alkuaineilla - lantanideilla ja aktinideilla. Erikoistapausta edustavat ensimmäisen jakson elementit - vety ja helium. Vety on erittäin reaktiivinen, koska sen vain 1s elektroni hajoaa helposti. Samaan aikaan heliumin (1s 2) konfiguraatio on erittäin vakaa, mikä tekee siitä kemiallisesti inaktiivisen.

A-alaryhmien alkuaineilla atomien ulommat elektronikuoret ovat täytettyinä (jossa n on yhtä suuri kuin jaksoluku), joten näiden alkuaineiden ominaisuudet muuttuvat huomattavasti Z:n kasvaessa. Siten toisessa jaksossa litium (konfiguraatio 2s) on aktiivinen metalli, joka helposti menettää yhden valenssielektronin; beryllium (2s 2) on myös metalli, mutta vähemmän aktiivinen johtuen siitä, että sen ulommat elektronit ovat tiukemmin sitoutuneet ytimeen. Lisäksi boorilla (2s 2 p) on heikosti korostunut metallinen luonne, ja kaikki myöhemmät toisen jakson elementit, johon 2p-alikuori muodostuu, ovat jo ei-metalleja. Neonin (2s 2 p 6) - inertin kaasun - ulomman elektronikuoren kahdeksanelektroninen konfiguraatio on erittäin vahva.

Toisen jakson alkuaineiden kemialliset ominaisuudet selittyvät niiden atomien halulla saada lähimmän inertin kaasun elektroninen konfiguraatio (elementtien heliumkonfiguraatio litiumista hiileen tai neonkonfiguraatio elementeille hiilestä fluoriin). Tästä syystä esimerkiksi happi ei voi osoittaa suurempaa hapetusastetta, joka on yhtä suuri kuin ryhmänumero: sen onhan sen helpompi saavuttaa neonkonfiguraatio hankkimalla lisää elektroneja. Sama ominaisuuksien muutoksen luonne ilmenee kolmannen jakson elementeissä ja kaikkien sitä seuraavien jaksojen s- ja p-elementeissä. Samanaikaisesti a-alaryhmien ulompien elektronien ja ytimen välisen sidoksen vahvuuden heikkeneminen Z:n kasvaessa ilmenee vastaavien alkuaineiden ominaisuuksina. Joten s-alkuaineiden kemiallinen aktiivisuus lisääntyy huomattavasti Z:n kasvaessa ja p-elementtien metalliset ominaisuudet lisääntyvät.

Siirtymävaiheen d-alkioiden atomeissa aiemmin keskeneräiset kuoret täydennetään pääkvanttiluvun n arvolla, joka on yksi pienempi kuin jaksonumero. Muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta siirtymäelementtiatomien ulompien elektronikuorten konfiguraatio on ns 2 . Siksi kaikki d-alkuaineet ovat metalleja, ja siksi d-alkuaineiden ominaisuuksien muutokset Z:n kasvaessa eivät ole niin jyrkkiä kuin s- ja p-alkuaineissa havaitaan. Korkeammissa hapetusasteissa d-alkuaineet osoittavat tiettyä samankaltaisuutta jaksollisen järjestelmän vastaavien ryhmien p-alkuaineiden kanssa.

Triadien elementtien (VIIIb-alaryhmä) ominaisuuksien ominaisuudet selittyvät sillä, että b-alakuoret ovat lähes valmiit. Tästä syystä rauta-, koboltti-, nikkeli- ja platinametallit eivät yleensä ole taipuvaisia ​​antamaan korkeamman hapetusasteen yhdisteitä. Ainoat poikkeukset ovat rutenium ja osmium, jotka antavat oksideja RuO 4 ja OsO 4 . Ib- ja IIb-alaryhmien elementtien osalta d-alikuori osoittautuu itse asiassa täydelliseksi. Siksi niiden hapettumisaste on yhtä suuri kuin ryhmänumero.

Lantanidien ja aktinidien atomeissa (kaikki ne ovat metalleja) aiemmin epätäydellisten elektronikuorten valmistuminen tapahtuu pääkvanttiluvun n arvolla kaksi yksikköä pienempi kuin jaksonumero. Näiden alkuaineiden atomeissa ulomman elektronikuoren (ns 2) konfiguraatio pysyy muuttumattomana ja kolmas ulkopuolinen N-kuori on täytetty 4f elektronilla. Siksi lantanidit ovat niin samanlaisia.

Aktinidien osalta tilanne on monimutkaisempi. Alkuaineiden atomeissa, joiden Z = 90–95, elektronit 6d ja 5f voivat osallistua kemiallisiin vuorovaikutuksiin. Siksi aktinideilla on paljon enemmän hapetustiloja. Esimerkiksi neptuniumille, plutoniumille ja americiumille tunnetaan yhdisteitä, joissa nämä alkuaineet toimivat heptalenttisessa tilassa. Vain curiumista (Z = 96) alkavat alkuaineet muuttuvat stabiileiksi kolmiarvoisessa tilassa, mutta tässäkin on joitain erityispiirteitä. Siten aktinidien ominaisuudet eroavat merkittävästi lantanidien ominaisuuksista, joten molempia perheitä ei voida pitää samanlaisina.

Aktinidiperhe päättyy alkuaineeseen, jonka Z = 103 (lawrencium). Kurchatoviumin (Z = 104) ja nilsboriumin (Z = 105) kemiallisten ominaisuuksien arviointi osoittaa, että näiden alkuaineiden tulisi olla vastaavasti hafniumin ja tantaalin analogeja. Siksi tutkijat uskovat, että atomien aktinidiperheen jälkeen alkaa 6d-alakuoren järjestelmällinen täyttö. Alkuaineiden kemiallista luonnetta, joiden Z = 106–110, ei ole kokeellisesti arvioitu.

Jaksollisen järjestelmän kattamien elementtien äärellinen määrä on tuntematon. Sen ylärajan ongelma on kenties jaksollisen järjestelmän tärkein arvoitus. Raskain luonnosta löydetty alkuaine on plutonium (Z = 94). Keinotekoisen ydinfuusion saavutettu raja on alkuaine, jonka atominumero on 110. Kysymys jää: onko mahdollista saada alkuaineita, joilla on suurempi atomiluku, mitä ja kuinka monta? Siihen ei voi vielä varmuudella vastata.

Käyttämällä monimutkaisimpia elektronisilla tietokoneilla suoritettuja laskelmia tutkijat yrittivät määrittää atomien rakenteen ja arvioida "superelementtien" tärkeimmät ominaisuudet valtaviin sarjanumeroihin asti (Z = 172 ja jopa Z = 184). Saadut tulokset olivat melko odottamattomia. Esimerkiksi elementin atomissa, jonka Z = 121, odotetaan ilmaantuvan 8p elektronin; tämä tapahtuu sen jälkeen, kun 8s-alakuoren muodostuminen oli saatu päätökseen atomeissa, joissa Z = 119 ja 120. Mutta p-elektronien ilmestyminen s-elektronien jälkeen havaitaan vain toisen ja kolmannen jakson alkuaineiden atomeissa. Laskelmat osoittavat myös, että hypoteettisen kahdeksannen jakson elementeissä elektronikuorten ja atomien osakuorten täyttyminen tapahtuu hyvin monimutkaisessa ja omituisessa järjestyksessä. Siksi vastaavien elementtien ominaisuuksien arviointi on erittäin vaikea ongelma. Vaikuttaa siltä, ​​että kahdeksas jakso sisältää 50 alkiota (Z = 119–168), mutta laskelmien mukaan sen pitäisi päättyä elementtiin, jossa on Z = 164, eli 4 sarjanumeroa aikaisemmin. Ja "eksoottisen" yhdeksännen ajanjakson pitäisi koostua 8 elementistä. Tässä on hänen "elektroninen" ennätys: 9s 2 8p 4 9p 2. Toisin sanoen se sisältäisi vain 8 elementtiä, kuten toinen ja kolmas jakso.

On vaikea sanoa, kuinka totta tietokoneen avulla tehdyt laskelmat pitävät paikkansa. Jos ne kuitenkin vahvistetaan, olisi tarpeen vakavasti tarkistaa jaksollisen elementtijärjestelmän ja sen rakenteen taustalla olevia malleja.

Periodisella järjestelmällä on ollut ja on edelleen valtava rooli luonnontieteen eri alojen kehityksessä. Se oli atomi- ja molekyylitieteen tärkein saavutus, myötävaikutti nykyaikaisen "kemiallisen alkuaineen" käsitteen syntymiseen ja yksinkertaisten aineiden ja yhdisteiden käsitteiden jalostukseen.

Jaksollisen järjestelmän paljastamilla kaavoilla oli merkittävä vaikutus atomien rakenneteorian kehitykseen, isotooppien löytämiseen ja ydinjaksollisuutta koskevien käsitysten syntymiseen. Tarkkaan tieteellinen lausunto kemian ennustamisongelmasta liittyy jaksolliseen järjestelmään. Tämä ilmeni tuntemattomien alkuaineiden olemassaolon ja ominaisuuksien ennustamisessa sekä jo löydettyjen alkuaineiden kemiallisen käyttäytymisen uusissa piirteissä. Nyt jaksollinen järjestelmä on kemian, ensisijaisesti epäorgaanisen, perusta, mikä auttaa ratkaisemaan merkittävästi ennalta määrätyillä ominaisuuksilla omaavien aineiden kemiallisen synteesin ongelmaa, uusien puolijohdemateriaalien kehittämistä, tiettyjen katalyyttien valintaa erilaisiin kemiallisiin prosesseihin jne. Ja lopuksi, jaksollinen järjestelmä on kemian opetuksen taustalla.