Какое свойство атомов менделеев принял за основу
В предыдущих частях мы, во-первых, ввели понятие атомного радиуса, к которому не раз сегодня обратимся. Во-вторых, ввели понятие о металлических и неметаллических свойствах. И, в-третьих, научились отличать металлы от неметаллов по таблице Менделеева.
Сегодня поговорим о том, какие закономерности можно выделить в рамках таблицы Менделеева благодаря всем вышеперечисленным знаниям.
Обо всём по порядку
Напомню:
Атомный радиус – условная величина, характеризующая удалённость электронов на внешнем энергетическом уровне от ядра атома.
Условное изображение атомного радиуса атома не примере атома углерода
Металлические свойства – способность атомов химических элементов отдавать электроны
Неметаллические свойства – способность атомов химических элементов эти электроны принимать.
Выделять закономерности в пределах таблицы Менделеева мы будем в двух направлениях:
В пределах подгруппы (сверху – вниз)
Сделаю акцент на том, что работать мы будем исключительно в пределах главных подгрупп
О том, почему атомный радиус в пределах подгруппы (сверху вниз) возрастает, мы говорили здесь.
- А почему же в пределах подгруппы (сверху вниз) усиливаются металлические свойства?
Дело в том, что с в пределах подгруппы с увеличением атомного радиуса возрастает удалённость электронов на внешнем энергетическом уровне от ядра, а чем более электроны удалены от ядра, тем выше запас их свободной энергии, тем менее прочно они связаны с ядром (об этом здесь) – это значит, что тем проще эти электроны будет отдать! А металлические свойства как раз-таки характеризуют способность атомов химических элементов отдавать электроны.
Ещё раз. Чем больше электроны удалены от ядра, тем менее прочно они связаны с ядром, тем проще их оказывается отдать. Я думаю, Вы интуитивно чувствуете эту простую логику, согласно которой прочность связи обратно пропорциональна расстоянию.
- Почему же в пределах подгруппы (сверху вниз) неметаллические свойства ослабевают?
Всё очень просто, неметаллические свойства – прямо противоположное понятие металлическим свойствам, и если одно усиливается, то другое ослабевает.
Как можно проследить данные закономерности? Посмотрим в таблицу Менделеева, а именно в главную подгруппу четвёртой группы.
Белый, зелёный – металлы, красный – неметаллы.
В пределах главной подгруппы четвёртой группы мы видим, как неметаллы углерод (C) и кремний (Si) в какой-то момент сменяет металл германий (Ge), и это неслучайно! Мы знаем, что металлические свойства в пределах подгруппы усиливаются, а неметаллические – ослабевают, и именно поэтому в какой-то момент при движении в пределах подгруппы сверху вниз металлические свойства усилились настолько, а неметаллические свойства ослабли настолько, что неметаллы в какой-то момент уступают место металлам.
И данную закономерность Вы можете пронаблюдать в пределах главной подгруппы любой группы!
Почему именно главные подгруппы? Дело в том, что классический вариант таблицы Менделеева, с которым мы чаще всего и работаем, в угоду компактности размещает элементы побочных подгрупп, которые, мы знаем, являются исключительно металлами, таким образом, что они, кажется, игнорируют рассматриваемые нами закономерности, то есть, попросту говоря оказываются исключениями. Ради интереса можете посмотреть на развёрнутый вариант таблицы.
В пределах периода (слева – направо)
Здесь попроще. здесь никаких подгрупп.
Итак, мы знаем, что в пределах периода (слева направо) атомный радиус убывает (об этом здесь). Так что же из этого вытекает?
А то, что металлические свойства будут убывать, а неметаллические – возрастать! Судите сами:
чем меньше атомный радиус, тем ближе электроны на внешнем энергетическом уровне оказываются к ядру, то есть тем более прочно эти электроны оказываются связаны с ядром и тем труднее их оказывается отдать, то есть тем менее выражены оказываются металлические свойства и более выражены неметаллические.
Мы легко можем проследить данную закономерность по таблице Менделеева, пользуясь тем же способом размышления, что и выше:
Белый, зелёный – металлы, красный – неметаллы.
В переделах любого периода (слева – направо) металлы закономерно начинают сменяться неметаллами, так как металлические свойства ослабевают, а неметаллические – возрастают.
Осталось сделать последний штрих – ввести понятие электроотрицательности.
Электроотрицательность – способность атомов химических элементов оттягивать на себя электронную плотность.
Электроотрицательность – понятие тождественное по смыслу неметаллическим свойствам и используется для характеристики неметаллических свойств атома. Оно даже изменяется в пределах таблицы Менделеева аналогичным образом! То есть, в пределах подгруппы (сверху вниз) убывает, а в пределах периода (слева – направо) возрастает.
Таблица электроотрицательности по Полингу
А на этом у меня всё. В следующий раз продолжим обозревать типы химической связи. Спасибо. Пока.
Источник
ОТКРЫТИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА
Периодический закон был открыт Д. И. Менделеевым в ходе работы над текстом учебника «Основы химии», когда он столкнулся с трудностями систематизации фактического материала. К середине февраля 1869 г., обдумывая структуру учебника, учёный постепенно пришёл к выводу, что свойства простых веществ и атомные массы элементов связывает некая закономерность.
Открытие периодической таблицы элементов было совершено не случайно, это был результат огромного труда, длительной и кропотливой работы, которая была затрачена и самим Дмитрием Ивановичем, и множеством химиков из числа его предшественников и современников. «Когда я стал окончательно оформлять мою классификацию элементов, я написал на отдельных карточках каждый элемент и его соединения, и затем, расположив их в порядке групп и рядов, получил первую наглядную таблицу периодического закона. Но это был лишь заключительный аккорд, итог всего предыдущего труда…» — говорил учёный. Менделеев подчёркивал, что его открытие было итогом, завершившим собой двадцатилетнее размышление о связях между элементами, обдумывание со всех сторон взаимоотношений элементов.
17 февраля (1 марта) рукопись статьи, содержащая таблицу под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве», была закончена и сдана в печать с пометками для наборщиков и с датой «17 февраля 1869 г.». Сообщение об открытии Менделеева было сделано редактором «Русского химического общества» профессором Н. А. Меншуткиным на заседании общества 22 февраля (6 марта) 1869 г. Сам Менделеев на заседании не присутствовал, так как в это время по заданию Вольного экономического общества обследовал сыроварни Тверской и Новгородской губерний.
В первом варианте системы элементы были расставлены учёным по девятнадцати горизонтальным рядам и по шести вертикальным столбцам. 17 февраля (1 марта) открытие периодического закона отнюдь не завершилось, а только началось. Его разработку и углубление Дмитрий Иванович продолжал еще в течение почти трёх лет. В 1870 г. Менделеев в «Основах химии» опубликовал второй вариант системы («Естественную систему элементов»): горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы.
Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две — атомная масса и химическое сходство. Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеев исправил атомные массы некоторых элементов, несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими, оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы.
В 1871 г. на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма которого со временем была несколько усовершенствована.
Периодическая система элементов оказала большое влияние на последующее развитие химии. Она не только была первой естественной классификацией химических элементов, показавшей, что они образуют стройную систему и находятся в тесной связи друг с другом, но и явилась могучим орудием для дальнейших исследований. В то время, когда Менделеев на основе открытого им периодического закона составлял свою таблицу, многие элементы были еще неизвестны. Менделеев был не только убеждён, что должны существовать неизвестные еще элементы, которые заполнят эти места, но и заранее предсказал свойства таких элементов, основываясь на их положении среди других элементов периодической системы. В течение следующих 15 лет предсказания Менделеева блестяще подтвердились; все три ожидаемых элемента были открыты (Ga, Sc, Ge), что было величайшим триумфом периодического закона.
Д.И. Менделеевым сдана в набор рукопись «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» // Президентская библиотека // День в истории https://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006
РУССКОЕ ХИМИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО
Русское химическое общество – научная организация, основанная при Санкт-Петербургском университете в 1868 г. и представлявшая собой добровольное объединение российских химиков.
О необходимости создания Общества было заявлено на 1-м Съезде русских естествоиспытателей и врачей, состоявшемся в Санкт-Петербурге в конце декабря 1867 – начале января 1868 г. На Съезде было оглашено решение участников Химической секции:
«Химическая секция заявила единодушное желание соединиться в Химическое общество для общения уже сложившихся сил русских химиков. Секция полагает, что это общество будет иметь членов во всех городах России, и что его издание будет включать труды всех русских химиков, печатаемые на русском языке».
К этому времени уже были учреждены химические общества в нескольких европейских странах: Лондонское химическое общество (1841), Химическое общество Франции (1857), Немецкое химическое общество (1867); Американское химическое общество было основано в 1876 г.
Устав Русского химического общества, составленный в основном Д. И. Менделеевым, был утверждён Министерством народного просвещения 26 октября 1868 г., а первое заседание Общества состоялось 6 ноября 1868 г. Первоначально в его состав вошли 35 химиков из Петербурга, Казани, Москвы, Варшавы, Киева, Харькова и Одессы. Первым Президентом РХО стал Н. Н. Зинин, секретарём – Н. А. Меншуткин. Члены общества платили членские взносы (10 руб. в год), приём новых членов осуществлялся только по рекомендации трёх действующих. В первый год своего существования РХО выросло с 35 до 60 членов и продолжало плавно расти в последующие годы (129 – в 1879 г., 237 – в 1889 г., 293 – в 1899 г., 364 – в 1909 г., 565 – в 1917 г.).
В 1869 г. у РХО появился собственный печатный орган – «Журнал Русского химического общества» (ЖРХО); журнал выходил 9 раз в год (ежемесячно, кроме летних месяцев). Редактором ЖРХО с 1869 по 1900 был Н. А. Меншуткин, а с 1901 по 1930 – А. Е. Фаворский.
В 1878 г. РХО объединилось с Русским физическим обществом (основано в 1872 г.) в Русское физико-химическое общество. Первыми Президентами РФХО были А. М. Бутлеров (в 1878–1882 гг.) и Д. И. Менделеев (в 1883–1887 гг.). В связи с объединением с 1879 г. (с 11-го тома) «Журнал Русского химического общества» был переименован в «Журнал Русского физико-химического общества». Периодичность издания составляла 10 номеров в год; журнал состоял из двух частей – химической (ЖРХО) и физической (ЖРФО).
На страницах ЖРХО впервые были напечатаны многие труды классиков русской химии. Можно особо отметить работы Д. И. Менделеева по созданию и развитию периодической системы элементов и А. М. Бутлерова, связанные с разработкой его теории строения органических соединений; исследования Н. А. Меншуткина, Д. П. Коновалова, Н. С. Курнакова, Л. А. Чугаева в области неорганической и физической химии; В. В. Марковникова, Е. Е. Вагнера, А. М. Зайцева, С. Н. Реформатского, А. Е. Фаворского, Н. Д. Зелинского, С. В. Лебедева и А. Е. Арбузова в области органической химии. За период с 1869 по 1930 г. в ЖРХО было опубликовано 5067 оригинальных химических исследований, печатались также рефераты и обзорные статьи по отдельным вопросам химии, переводы наиболее интересных работ из иностранных журналов.
РФХО стало учредителем Менделеевских съездов по общей и прикладной химии; три первых съезда прошли в С.-Петербурге в 1907, 1911 и 1922 гг. В 1919 г. издание ЖРФХО было приостановлено и возобновлено лишь в 1924 г.
Источник
Выдающийся русский учёный, который в школе был двоечником.
Д. И. Менделеев — автор фундаментальных исследований по химии, физике, метрологии, метеорологии, экономике, основополагающих трудов по воздухоплаванию, сельскому хозяйству, химической технологии.
Д. И. Менделеев в своём кабинете , 1897 год
Фото с сайта: commons.wikimedia.org
Родился Дмитрий Иванович 8 февраля 1834 года в городе Тобольске, в семье он был 17 ребёнком. В 1841 году поступил в тобольскую гимназию, первые годы обучение давались ему тяжело, и он даже оставался на второй год. Но после смерти отца Дмитрий Иванович понял, что стал главной опорой для своей матери, и начал усерднее заниматься. В старших классах он с особым интересом изучает математику, географию и физику. Мария Дмитриевна, мать Дмитрия, очень хотела, чтобы её сын продолжил своё обучение в Московском университете, поэтому распродала имущество и переехала в Москву к своему брату взяв с собой младшую дочь и сына. Некоторое время пожив в Москве, Менделеевы переезжают в Петербург, где Дмитрий попытался поступить в Медико-хирургическую академию. но из-за впечатлительности ему пришлось перейти на педагогику. Летом 1850 года Менделеев поступает на естественное отделение Главного педагогического института. Для него сделали исключение: зачислили в институт в не приёмный год с условием, что ему придётся обучаться на один год дольше. Через несколько месяцев из жизни уходит его любимая мама, а позже от туберкулёза умирает сестра Лиза. Обучение давалось тяжело и почти по всем предметам у него была лишь удовлетворительная оценка. Однако на старших курсах, благодаря своему усердию Менделеев становится одним из лучших студентов и заканчивает обучение с золотой медалью.
Периодический закон
Периодическая таблица химических элементов
В марте 1869 года Дмитрий Иванович заканчивает работу над “Опытом системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве”.В том же году Н.А. Меншуткин на заседании Русского химического общества прочёл доклад Менделеева “Соотношение свойств с атомным весом элементов”. Вскоре работа публикуется в “Журнале Русского физико-химического общества” В работе датированной августом 1871 года он приводит формулировку закона, которая остаётся главной формулировкой многие годы.
Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса.
Соавтором периодического закона считается немецкий химик Лотар Мейер. Основное различие заключается в том, что таблица Мейера – это один из вариантов классификации известных к тому времени химических элементов. Выявленная Менделеевым периодичность – это система, которая дала понимание закономерности, позволившей определить место в ней элементов, неизвестных в то время, предсказать не только существование, но и дать их характеристики.
В самой таблице элемент №101 назван в честь её создателя.
Сон с таблицей просто миф
Очень долгое время Менделеев не мог представить свою таблицу как строгую систему. После нескольких дней напряжённой работы он прилёг отдохнуть и уснул.
Ясно вижу во сне таблицу, где элементы расставлены, как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги и заснул опять. Только в одном месте впоследствии оказалась нужной поправка.
Сам же Дмитрий Иванович рассказывал одному из репортёров о том как родилась мысль с таблицей:
… Я над ней, может, двадцать пять лет думал, а вы полагаете: сидел, уснул и вдруг готово …
А миф со сном о таблице скорее всего был придуман одним из профессоров университета, в котором преподавал Менделеев.
Изобретение водки
На самом деле сорокаградусная водка в России появилась в 1843 году, Менделееву на то время было 9 лет. Сам учёный лишь считал крепость водки 38°, но в будущем она была округлена до 40°, для упрощения расчёта налога на алкоголь. Не забывайте, что чрезмерное употребление алкоголя вредит вашему здоровью. На мой взгляд любое употребление алкоголя вредит здоровью.
Метрология
Менделеев был первым учёным, глубоко осознавшим важность и государственную значимость метрологических исследований для развития страны. Дмитрий Иванович стал одним из основоположников метрологии. Он является автором ряда работ по метрологии. Сам Менделеев сказал:
Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры.
В 1893 году он создал Главную палату мер и весов.
Весы, сконструированные Д. И. Менделеевым для взвешивания газообразных и твёрдых веществ. Фото пользователя Serge Lachinov с сайта: commons.wikimedia.org
История с порохом
В конце 19 века Менделеев занимался разработкой бездымного пороха, после окончания разработки Российское правительство не успело запатентовать изобретение и право на авторство было присвоено американским моряком Джоном Бернаду, находившимся в то время в Петербурге. В будущем Россия закупала у Америки этот порох в огромных количествах, а сами американцы не скрывали того, что продают России порох разработанный Менделеевым.
Так же Менделеев был воздухоплавателем, и в одиночестве осуществил полёт на воздушном шаре “Русский” и наблюдал полное солнечное затмение. За это французская Академия метеорологического воздухоплавания наградила его диплом и золотой медалью, украшенной девизом братьев Монгольфье “Так идут к звездам”.
Существуют всякого рода рассказы о том, что Менделеев прославился производством чемоданов, но это лишь шутка.
В своей жизни я узнал о Менделееве задолго до первых уроков химии. В начальной школе у нас было задание подготовить доклады про известных людей, и мне достался доклад про Дмитрия Ивановича. Интернета тогда у меня не было, кажется, я даже не знал о его существовании, после школы я отправился в библиотеку и нашёл там несколько статей о его жизни и вкладе в науку. Конечно же там была статья про периодическую таблицу и сон о ней, ещё тогда мне это показалось странным, и я не стал писать об этом. В день доклада я вышел к доске, чтобы выступить, и после выступления учительница спросила у меня: “А где же история про сон и таблицу? Видимо ты плохо готовился”. За отсутствие этой истории она снизила мне бал и поставила “3”. Я точно уже не помню, но кажется, это была моя первая тройка.
Думаю именно из-за этой истории Менделеев первый, о ком я решил написать, надеюсь, вам понравилось, и вы узнали что-то новое.
Спасибо, что дочитали до конца. Если у вас есть какие-то замечания или пожелания – пожалуйста, напишите об этом в комментариях. Я также буду очень признателен, если вы подпишетесь на канал.
Источник