Periodisko tabulu pētījumu rokasgrāmata

Cilvēki kopš seniem laikiem ir zinājuši par tādiem elementiem kā ogleklis un zelts. Elementus nevarēja mainīt, izmantojot nevienu ķīmisku metodi. Katram elementam ir unikāls protonu skaits. Pārbaudot dzelzs un sudraba paraugus, jūs nevarat pateikt, kā daudz protonu atomiem ir. Tomēr jūs varat norādīt elementus atsevišķi, jo tiem ir dažādas īpašības. Varētu pamanīt, ka starp dzelzi un sudrabu ir vairāk līdzību nekā starp dzelzi un skābekli. Vai varētu būt veids, kā sakārtot elementus, lai jūs īsumā varētu pateikt, kuriem no tiem ir līdzīgas īpašības?

Dmitrijs Mendelejevs bija pirmais zinātnieks, kurš izveidoja periodiskā tabula elementu, kas līdzīgs tam, ko mēs šodien izmantojam. Var redzēt Mendeļejeva oriģinālo tabulu (1869). Šī tabula parādīja, ka tad, kad elementi tika pasūtīti, palielinot atomsvars, parādījās raksts, kurā elementu īpašības atkārtojās periodiski. Šī periodiskā tabula ir diagramma, kas sagrupē elementus pēc līdzīgām īpašībām.

Kāpēc, jūsuprāt, Mendeļejevs sastādīja periodisko tabulu? Mendelejeva laikā palika atklāti daudzi elementi. Periodiskā tabula palīdzēja prognozēt jauno elementu īpašības.

Salīdziniet mūsdienu periodisko tabulu ar Mendeļejeva tabulu. Ko jūs pamanāt? Mendeļejeva tabulā nebija ļoti daudz elementu, vai ne? Viņam bija jautājuma zīmes un atstarpes starp elementiem, kur viņš paredzēja, ka neatklāti elementi būs piemēroti.

Atcerieties mainīt numuru protoni maina atomu skaitli, kas ir elementa numurs. Apskatot moderno periodisko tabulu, vai jūs redzat kādu izlaistu atomu skaitļi tas būtu neatklāti elementi? Jauns elementi mūsdienās netiek atklāti. Tie ir izgatavoti. Jūs joprojām varat izmantot periodisko tabulu, lai prognozētu šo jauno elementu īpašības.

Periodiskā tabula palīdz prognozēt dažas elementu īpašības salīdzinājumā ar otru. Atomu lielums samazinās, pārvietojoties no galda pa kreisi uz labo pusi, un palielinās, pārvietojoties pa kolonnu. Enerģija, kas nepieciešama elektronu noņemšanai no atoma, palielinās, pārvietojoties no kreisās uz labo pusi, un samazinās, pārvietojoties pa kolonnu. Spēja veidot ķīmiskā saite palielinās, pārvietojoties no kreisās uz labo pusi, un samazinās, pārvietojoties pa kolonnu.

Svarīgākā atšķirība starp Mendeļejeva tabulu un šodienas galds ir mūsdienu tabula tiek organizēta, palielinot atomu skaitu, nepalielinot atomu svaru. Kāpēc tabula tika mainīta? 1914. gadā Henrijs Moselijs uzzināja, ka jūs varat eksperimentāli noteikt elementu atomu skaitu. Pirms tam atomu skaitļi bija tikai elementu secība, pamatojoties uz pieaugošo atomsvars. Kad atomu skaitļiem bija nozīme, periodiskā tabula tika reorganizēta.

Ievads | Periodi un grupas | Vairāk par grupām | Pārskata jautājumi | Viktorīna

Periodiskās tabulas elementi ir sakārtoti periodos (rindās) un grupas (kolonnas). Atomu skaits palielinās, pārvietojoties pa rindu vai periodu.

Periodi

Elementu rindas sauc par periodiem. Perioda numurs elementa apzīmē augstāko neizmantoto enerģijas līmeni elektronam šajā elementā. Elementu skaits periodiski palielinās, pārvietojoties pa periodiskās tabulas leju, jo vienā līmenī ir vairāk apakšlīmeņu kā enerģijas līmenis no atoma palielinās.

Grupas

Elementu kolonnas palīdz definēt elementu grupas. Elementi grupas ietvaros vairākas kopīgas īpašības. Grupas ir elementi ar vienādu ārējo elektronu izvietojumu. Ārējos elektronus sauc par valences elektroniem. Tā kā viņiem ir vienāds skaits valences elektronu, elementi grupas dalījumā līdzīgas ķīmiskās īpašības. Romiešu cipari, kas uzskaitīti virs katras grupas, ir parastais valences elektronu skaits. Piemēram, grupa VA elements būs 5 valences elektroni.

Ir divi grupu komplekti. A grupas elementus sauc par reprezentatīvajiem elementiem. B grupas elementi ir nereprezentatīvi elementi.

Katrs kvadrāts uz periodiskā galda sniedz informāciju par elementu. Uz daudzām drukātām periodiskām tabulām var atrast elementu simbolu, atomu skaitlis, un atomsvars.

Ievads | Periodi un grupas | Vairāk par grupām | Pārskata jautājumi | Viktorīna

Elementi tiek klasificēti pēc to īpašībām. Galvenās elementu kategorijas ir metāli, nemetāli un metalloīdi.

Metāli

Jūs katru dienu redzat metālus. Alumīnija folijs ir metāls. Zelts un sudrabs ir metāli. Ja kāds jautā jums, vai elements ir metāls, metalloīds vai nemetāls, un jūs nezināt atbildi, uzminiet, ka tas ir metāls.

Kādas ir metālu īpašības?

Metāliem ir dažas kopīgas īpašības. Tie ir spoži (spīdīgi), kaļami (var tikt metināti) un ir labi diriģenti siltuma un elektrības. Šīs īpašības rodas no spējas viegli pārvietot elektronus metāla atomu ārējos apvalkos.

Kas ir metāli?

Lielākā daļa elementu ir metāli. Metālu ir tik daudz, tie ir sadalīti grupās: sārmu metāli, sārmzemju metāli un pārejas metāli. Pārejas metālus var iedalīt mazākās grupās, piemēram, lantanīdi un aktinīdi.

1. grupa: Sārmu metāli

Sārmu metāli atrodas periodiskās tabulas IA grupā (pirmā kolonna). Nātrijs un kālijs ir šo elementu piemēri. Sārmu metāli veido sāļus un daudzi citi savienojumi. Šie elementi ir mazāk blīvi nekā citi metāli, veido jonus ar lādiņu +1 un tiem ir lielākie elementu atomu lielumi to periodos. Sārmu metāli ir ļoti reaģējoši.

2. grupa: Sārmu zemes metāli

Sārmzemju atrodas periodiskās tabulas IIA grupā (otrā kolonna). Kalcijs un magnijs ir sārmzemju piemēri. Šie metāli veido daudz savienojumu. Viņiem ir joni ar +2 lādiņu. Viņu atomi ir mazāki nekā sārmu metālu atomi.

3.-12. Grupa: Pārejas metāli

Pārejas elementi atrodas IB līdz VIIIB grupā. Dzelzs un zelts ir pārejas metālu piemēri. Šie elementi ir ļoti grūti, ar augstu kušanas un viršanas temperatūru. Pārejas metāli ir labi elektrības vadītāji un ir ļoti kaļami. Tie veido pozitīvi lādētus jonus.

Pārejas metāli satur lielāko daļu elementu, tāpēc tos var iedalīt mazākās grupās. Lantanīdi un aktinīdi ir pārejas elementu klases. Vēl viens veids kā grupas pārejas metāli nonāk triādēs, kas ir metāli ar ļoti līdzīgām īpašībām, parasti atrodami kopā.

Metāla triādes

Dzelzs triāde sastāv no dzelzs, kobalta un niķeļa. Tieši zem dzelzs, kobalta un niķeļa ir rutēnija, rodija un pallādija pallādija triāde, bet zem tiem - osmija, iridija un platīna triāde.

Lantanīdi

Apskatot periodisko tabulu, jūs redzēsit, ka zem diagrammas galvenā korpusa ir divu elementu rindu bloks. Augšējā rindā ir atom skaitļi, kas seko lantānam. Šos elementus sauc par lantanīdiem. Lantanīdi ir sudrabaini metāli, kas viegli aptraipās. Tie ir samērā mīksti metāli ar augstu kušanas un viršanas temperatūru. Lantanīdi reaģē uz formu daudz dažādu savienojumu. Šie elementi tiek izmantoti lampās, magnētos, lāzeros un to uzlabošanai citu metālu īpašības.

Aktinīdi

Aktinīdi ir rindā zem lantanīdiem. Viņu atomu skaitļi seko aktinijam. Visi aktinīdi ir radioaktīvi, ar pozitīvi lādētiem joniem. Viņi ir reaktīvie metāli kas veido savienojumus ar lielāko daļu nemetālu. Aktinīdus izmanto medicīnā un kodolierīcēs.

Grupas 13-15: Ne visi metāli

Grupās 13-15 ietilpst daži metāli, daži metalloīdi un daži nemetāli. Kāpēc šīs grupas ir sajauktas? Pāreja no metāla uz nemetālisko notiek pakāpeniski. Kaut arī šie elementi nav pietiekami līdzīgi, lai grupas būtu ietvertas vienā kolonnā, tām ir dažas kopīgas īpašības. Jūs varat paredzēt, cik daudz elektronu ir nepieciešami, lai pabeigtu elektronu apvalku. Šo grupu metāli tiek saukti parastie metāli.

Nemetāli un metalloīdi

Elementus, kuriem nav metālu īpašību, sauc par metāliem. Dažiem elementiem piemīt dažas, bet ne visas metālu īpašības. Šos elementus sauc par metalloīdiem.

Kas ir Nemetālu īpašības?

Nemetāli ir slikti siltuma un elektrības vadītāji. Cieti nemetāli ir trausli un trūkst metālisks spīdums. Lielākā daļa nemetālu viegli iegūst elektronus. Nemetāliskie materiāli atrodas periodiskās tabulas augšējā labajā pusē, atdalīti no metāliem ar līniju, kas šķērso periodisko tabulu pa diagonāli. Nemetālus var iedalīt elementu klasēs, kurām ir līdzīgas īpašības. Halogēni un cēlgāzes ir divas grupas no metāliem.

17. grupa: halogēni

Halogēni atrodas periodiskās tabulas VIIA grupā. Halogenu piemēri ir hlors un jods. Šie elementi ir atrodami balinātājos, dezinfekcijas līdzekļos un sāļos. Šie nemetāli veido jonus ar -1 lādiņu. fizikālās īpašības halogēnu daudzums atšķiras. Halogēni ir ļoti reaģējoši.

18. grupa: cēlgāzes

Cēlgāzes atrodas periodiskās tabulas VIII grupā. Hēlijs un neons ir piemēri cēlgāzes. Šie elementi tiek izmantoti izgaismotu zīmju, dzesēšanas līdzekļu un lāzeru izgatavošanai. Cēlgāzes nav reaģējošas. Tas ir tāpēc, ka viņiem ir maza tendence iegūt vai zaudēt elektronus.

Ūdeņradis

Ūdeņradim ir viena pozitīva maksa, piemēram, sārmu metāli, bet istabas temperatūrā, tā ir gāze, kas nerīkojas kā metāls. Tāpēc ūdeņradi parasti marķē kā nemetālu.

Kas ir Metalloīdu īpašības?

Elementus, kuriem ir dažas metālu īpašības un dažas nemetālu īpašības, sauc par metalloīdiem. Silīcijs un germānija ir metalloīdu piemēri. Viršanas punkti, kušanas punkti, un metalloīdu blīvums ir atšķirīgs. Metalloīdi veido labus pusvadītājus. Metalloīdi atrodas pa diagonālo līniju starp metāliem un nepastāvīgi izstrādājumi periodiskajā tabulā.

Atcerieties, ka pat jauktās elementu grupās periodiskās tabulas tendences joprojām ir taisnība. Atoma lielums, elektronu noņemšanas vieglumu un spēju veidot saites var prognozēt, pārvietojoties pa galdu un lejā.

Ievads | Periodi un grupas | Vairāk par grupām | Pārskata jautājumi | Viktorīna

Pārbaudiet savu izpratni par šo periodiskās tabulas nodarbību, redzot, vai varat atbildēt uz šādiem jautājumiem:

Pārskata jautājumi

1. Mūsdienu periodiskā tabula nav vienīgais veids, kā kategorizēt elementus. Kādi ir daži citi veidi, kā jūs varat uzskaitīt un sakārtot elementus?
2. Uzskaitiet metālu, metalloīdu un nemetālu īpašības. Nosauciet katra elementa veida piemēru.
3. Kur viņu grupā jūs varētu cerēt atrast elementus ar lielākajiem atomiem? (augšā, centrā, apakšā)
4. Salīdziniet un kontrastējiet halogēnus un cēlgāzes.
5. Kādas īpašības jūs varat izmantot, lai atšķirtu sārmu, sārmzemi un pārejas metālus?