Какое свойство химических элементов менделеев положил в основу классификации
Еще алхимики пытались
найти закон природы, на основе которого можно было бы систематизировать
химические элементы. Но им недоставало надежных и подробных сведений об
элементах. К середине XIX в. знаний о химических элементах стало достаточно, а
число элементов возросло настолько, что в науке возникла естественная
потребность в их классификации. Первые попытки классификации элементов на
металлы и неметаллы оказались несостоятельными. Предшественники Д.И.Менделеева (И.
В. Деберейнер, Дж. А. Ньюлендс, Л. Ю. Мейер) многое сделали для подготовки
открытия периодического закона, но не смогли постичь истину. Дмитрий Иванович
установил связь между массой элементов и их свойствами.
Дмитрий Иванович родился в г.
Тобольске. Он был семнадцатым ребенком в семье. Закончив в родном городе
гимназию, Дмитрий Иванович поступил в Санкт-Петербурге в Главный педагогический
институт, после окончания которого с золотой медалью уехал на два года в
научную командировку за границу. После возвращения его пригласили в Петербургский
университет. Приступая к чтению лекций по химии, Менделеев не нашел ничего, что
можно было бы рекомендовать студентам в качестве учебного пособия. И он решил
написать новую книгу – «Основы химии».
Открытию периодического закона предшествовало 15 лет напряженной работы. 1
марта 1869 г. Дмитрий Иванович предполагал выехать из Петербурга в губернии по
делам.
Периодический
закон был открыт на основе характеристики атома – относительной атомной массы.
Менделеев расположил химические элементы в порядке возрастания их атомных
масс и заметил, что свойства элементов повторяются через определенный
промежуток – период, Дмитрий Иванович
расположил периоды друг под другом., так,
чтобы сходные элементы располагались друг под другом – на одной вертикали, так
была построена периодическая система элементов.
1
марта 1869г. Формулировка периодического закона Д.И. Менделеева.
Свойства
простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в
периодической зависимости от величины атомных весов элементов.
К сожалению,
сторонников периодического закона сначала было очень мало, даже среди русских
ученых. Противников – много, особенно в Германии и Англии.
Открытие периодического закона – это блестящий образец научного предвидения: в
1870 г. Дмитрий Иванович предсказал существование трех еще неизвестных тогда
элементов, которые назвал экасилицием, экаалюминием и экабором. Он сумел
правильно предсказать и важнейшие свойства новых элементов. И вот через 5 лет,
в 1875 г., французский ученый П.Э. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о
работах Дмитрия Ивановича, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду
свойств и способу открытия галлий совпадал с экаалюминием, предсказанным
Менделеевым. Но его вес оказался меньше предсказанного. Несмотря на это,
Дмитрий Иванович послал во Францию письмо, настаивая на своем предсказании.
Ученый мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминия
оказалось таким точным. С этого момента периодический закон начинает
утверждаться в химии.
В 1879 г. Л. Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился
предсказанный Дмитрием Ивановичем экабор.
В 1886 г. К. Винклер в Германии открыл германий, который оказался
экасилицием.
Но гениальность Дмитрия Ивановича Менделеева и его открытия — не только эти
предсказания!
В четырёх местах периодической системы Д. И. Менделеев расположил элементы
не в порядке возрастания атомных масс:
Ar – K, Co – Ni, Te – I, Th — Pa
Ещё в конце 19 века Д.И. Менделеев писал, что, по-видимому, атом состоит из
других более мелких частиц. После его смерти в 1907 г. было доказано, что атом
состоит из элементарных частиц. Теория
строения атома подтвердила правоту
Менделеева, перестановки данных элементов не в соответствии с ростом
атомных масс полностью оправданы.
Современная
формулировка периодического закона.
Свойства
химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от
величины заряда ядер их атомов, выражающейся в периодической повторяемости
структуры внешней валентной электронной оболочки.
И вот спустя
более 130 лет после открытия периодического закона мы можем вернуться к словам
Дмитрия Ивановича, взятым в качестве девиза нашего урока: «Периодическому
закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие
обещаются». Сколько химических элементов открыто на данный момент? И это далеко
не предел.
Графическим
изображением периодического закона является периодическая система химических
элементов. Это краткий конспект всей химии элементов и их соединений.
Изменения
свойств в периодической системе с ростом величины атомных весов в периоде
(слева направо):
1.
Металлические свойства уменьшаются
2.
Неметаллические свойства возрастают
3.
Свойства высших оксидов и гидроксидов изменяются от основных через амфотерные к
кислотным.
4.
Валентность элементов в формулах высших оксидов возрастает от I до VII, а в формулах летучих водородных
соединений уменьшается от IVдо I.
Основные
принципы построения периодической системы.
Признак | Д.И.Менделеев |
1. Как устанавливается | Элементы Ar – K, Co – Ni, Te – I, Th — Pa |
2. Принцип объединения элементов в | Качественный |
3. Принцип объединения элементов в | Совокупность |
Д.И Менделеев (видеофильм)
Периодический закон Д. И. Менделеева
Тренажёр №1
«Периодический закон и Периодическая система элементов Д. И.
Менделеева»
Тренажёр №2.
«Закономерности изменения свойств атомов элементов в периодах и группах
Периодической системы элементов Д. И. Менделеева»
Рассказ в стихах об открытии периодического закона
Смотрите так же статью
Смотрите фильм Периодический закон Менделеева
Классификация химических элементов. Понятие о группах сходных элементов. Периодический закон и периодическая таблица Д. И. Менделеева
Для ориентировки в мире окружающих нас веществ необходима их классификация. Попытки ее создать предпринимались с давних пор. Металлы уже с давних времён выделяли в отдельную группу. Михаил Васильевич Ломоносов говорил про металлы так: «Металлы – суть светлые тела, которые ковать можно». В этих словах заключено общее свойство металлов – ковкость. Если посмотреть на внешний вид металла, то мы заметим ещё одно сходство – все металлы обладают металлическим блеском. И ещё все металлы хорошо проводят тепло и электрический ток. Существуют физические свойства – общие для всех металлов, которые позволили их объединить под этим названием. А у неметаллов общих физических свойств нет. Общим в простых веществах-неметаллах является только то, что для них не характерны свойства металлов. На металлы и неметаллы стали разделять и химические элементы. Такая классификация была слишком условной, учёные не оставляли попыток боле точно классифицировать химические элементы.
Дёберейнер Иоганн Вольфганг выявил сходство между химическими элементами, так называемое «Правило Триад»: элементы в триадах образуют сходные по составу со-единения и обладают сходными свойствами (например, общей формулой оксидов)
Li Na K;
Ca Sr Ba;
P As Sb;
S Se Te;
Cl Br I
В дальнейшем число элементов в триадах увеличилось до 4–5. Такие группы полу-чили своё название – естественные семейства химических элементов. К началу 60-х годов XIX века практически все известные химические элементы были объединены в естественные семейства.
Были предприняты и другие попытки создать единую систему химических элемен-тов. Александр Эмиль Бегье де Шанкуртуа Расположил химические элементы по спирали, пытаясь связать свойства с их атомной массой, Джон Александер Ньюлендс расположил элементы в таблицу по возрастанию их атомных масс и сформулировал закон Октав, Лотар-Юлиус Мейер рассмотрел общую систему химических элементов, расположив их по возрастанию атомных масс.
Все предложенные системы имели слишком много исключений из правил, в отли-чие от системы, созданной Дмитрием Ивановичем Менделеевым.
В основу системы были положены следующие подходы:
— расположение химических элементов в порядке возрастания их атомных масс;
учёт валентности и свойств образуемых ими соединений.
В таблице Менделеева были предусмотрены пробелы для ещё неоткрытых химиче-ских элементов. Открытие предсказанных химических элементов только подтвердило теорию Дмитрия Ивановича. С течением времени были изменены атомные массы некото-рых элементов, изменён порядок расположения элементов по сравнению с принципом возрастания атомной массы.
1869 год считается годом открытия периодического закона: «Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».
Периодическую систему химических элементов можно представить в виде перио-дической таблицы. Каждый элемент занимает определённое место (клетку) и имеет свой порядковый (атомный) номер. Расположив химические элементы по возрастанию их атомных масс, Менделеев разделил эту последовательность на ряды (периоды), которые начинались щелочным металлом, а заканчивались инертным газом.
Например, элементы третьего периода – 11Na 12Mg 13Al 14N 15P 16S 17Cl
В периодах постепенно увеличивается высшая валентность химических элементов, свойства металлов сменяются неметаллическими свойствами.
Вертикальные ряды химических элементов тоже получили своё название – группы.
Малые периоды состоят только из элементов главных подгрупп, символы химических элементов побочных подгрупп находятся сбоку от символов главных. Элементы одной подгруппы обладают сходными свойствами:
1. Одинаковое значение высшей валентности
2. Одинаковые общие формулы высших оксидов, летучих водородных соеди-нений, гидроксидов.
3. Сходство в свойствах простых веществ и соединениях химических элемен-тов.