Dans la première moitié du 19ème siècle, il y a eu diverses tentatives pour systématiser les éléments et combiner les métaux dans le système périodique. C'est au cours de cette période historique qu'une méthode de recherche telle que l'analyse chimique est apparue.
De l'histoire de la découverte du tableau périodique des éléments
En utilisant une technique similaire pour déterminer des propriétés chimiques spécifiques, les scientifiques de l'époque ont essayé de combiner des éléments en groupes, guidés par leurs caractéristiques quantitatives, ainsi que leur poids atomique.
Utilisation de la masse atomique
Ainsi, I. V. Dubereiner en 1817 a déterminé que le strontium avait un poids atomique similaire à celui du baryum et du calcium. Il a également réussi à découvrir qu'il y avait beaucoup de points communs entre les propriétés du baryum, du strontium et du calcium. Sur la base de ces observations, le célèbre chimiste a compilé la soi-disant triade d'éléments. D'autres substances ont été regroupées dans des groupes similaires:
- soufre, sélénium, tellure;
- chlore, brome, iode;
- lithium, sodium, potassium.
Classification par propriétés chimiques
L. Gmelin en 1843 proposa un tableau dans lequel il disposait deséléments dans un ordre strict selon leurs propriétés chimiques. Azote, hydrogène, oxygène il considérait les principaux éléments, ce chimiste les plaçait en dehors de sa table.
Sous oxygène, il plaça les tétrades (4 signes chacune) et les pentades (5 signes chacune) des éléments. Les métaux du système périodique ont été placés selon la terminologie de Berzelius. Tel que conçu par Gmelin, tous les éléments ont été déterminés en diminuant les propriétés d'électronégativité dans chaque sous-groupe du système périodique.
Fusionner les éléments verticalement
Alexander Emile de Chancourtois en 1863 a mis tous les éléments en poids atomiques croissants sur un cylindre, en le divisant en plusieurs bandes verticales. À la suite de cette division, des éléments ayant des propriétés physiques et chimiques similaires sont situés sur les verticales.
Loi des octaves
D. Newlands découvrit en 1864 un modèle assez intéressant. Lorsque les éléments chimiques sont classés par ordre croissant de leur poids atomique, un élément sur huit présente des similitudes avec le premier. Newlands a appelé un fait similaire la loi des octaves (huit notes).
Son système périodique était très arbitraire, c'est pourquoi l'idée d'un scientifique observateur s'appelait la version "octave", l'associant à la musique. C'était la version Newlands qui était la plus proche de la structure moderne du PS. Mais selon la loi des octaves mentionnée, seuls 17 éléments ont conservé leurs propriétés périodiques, tandis que le reste des signes n'a pas montré une telle régularité.
Tables Odling
U. Odling a présenté plusieurs variantes de tableaux d'éléments à la fois. En premierversion, créée en 1857, il propose de les diviser en 9 groupes. En 1861, le chimiste apporta quelques modifications à la version originale du tableau, regroupant des signes aux propriétés chimiques similaires.
Une variante de la table d'Odling, proposée en 1868, supposait l'arrangement de 45 éléments en poids atomiques croissants. Soit dit en passant, c'est ce tableau qui est devenu plus tard le prototype du système périodique de D. I. Mendeleïev.
Division de Valence
L. Meyer en 1864 a proposé un tableau qui comprenait 44 éléments. Ils ont été placés dans 6 colonnes, selon la valence de l'hydrogène. Le tableau comportait deux parties à la fois. Le principal réunissait six groupes, comprenait 28 signes en poids atomiques croissants. Dans sa structure, les pentades et les tétrades ont été vus à partir de signes similaires aux propriétés chimiques. Meyer a placé les éléments restants dans le deuxième tableau.
La contribution de D. I. Mendeleïev à la création du tableau des éléments
Le système périodique moderne des éléments de D. I. Mendeleev est apparu sur la base des tableaux de Mayer compilés en 1869. Dans la deuxième version, Mayer a organisé les signes en 16 groupes, placé les éléments en pentades et tétrades, en tenant compte des propriétés chimiques connues. Et au lieu de valence, il a utilisé une simple numérotation pour les groupes. Il n'y avait pas de bore, de thorium, d'hydrogène, de niobium, d'uranium.
La structure du système périodique sous la forme présentée dans les éditions modernes n'est pas apparue immédiatement. Peut être distinguétrois étapes principales au cours desquelles le système périodique a été créé:
- La première version du tableau était présentée sous forme de blocs de construction. La nature périodique de la relation entre les propriétés des éléments et les valeurs de leurs poids atomiques a été tracée. Mendeleev a proposé cette version de la classification des signes en 1868-1869
- Le scientifique abandonne le système d'origine, car il ne reflétait pas les critères selon lesquels les éléments tomberaient dans une certaine colonne. Il propose de placer les signes selon la similitude des propriétés chimiques (février 1869)
- En 1870, Dmitri Mendeleev a introduit le système périodique moderne des éléments dans le monde scientifique.
La version du chimiste russe tenait compte à la fois de la position des métaux dans le système périodique et des propriétés des non-métaux. Au fil des années qui se sont écoulées depuis la première édition de la brillante invention de Mendeleïev, la table n'a subi aucune modification majeure. Et dans ces lieux laissés vides à l'époque de Dmitri Ivanovitch, de nouveaux éléments sont apparus, découverts après sa mort.
Caractéristiques du tableau périodique
Pourquoi considère-t-on que le système décrit est périodique ? Cela est dû à la structure de la table.
Au total, il contient 8 groupes, et chacun comporte deux sous-groupes: le principal (principal) et le secondaire. Il s'avère qu'il y a 16 sous-groupes au total, situés verticalement, c'est-à-dire de haut en bas.
De plus, le tableau comporte également des rangées horizontales appelées périodes. Ils ont aussi leurdivision supplémentaire en petits et grands. La caractéristique du système périodique implique de prendre en compte la localisation de l'élément: son groupe, son sous-groupe et sa période.
Comment les propriétés changent dans les principaux sous-groupes
Tous les principaux sous-groupes du tableau périodique commencent par des éléments de la deuxième période. Pour les signes appartenant au même sous-groupe principal, le nombre d'électrons externes est le même, mais la distance entre les derniers électrons et le noyau positif varie.
De plus, une augmentation du poids atomique (masse atomique relative) de l'élément se produit en eux par le haut. C'est cet indicateur qui est le facteur déterminant dans l'identification des schémas d'évolution des propriétés au sein des principaux sous-groupes.
Étant donné que le rayon (la distance entre le noyau positif et les électrons négatifs externes) dans le sous-groupe principal augmente, les propriétés non métalliques (la capacité à accepter des électrons lors de transformations chimiques) diminuent. Quant au changement des propriétés métalliques (donnant des électrons à d'autres atomes), il augmentera.
En utilisant le système périodique, vous pouvez comparer les propriétés de différents représentants du même sous-groupe principal. Au moment où Mendeleev a créé le système périodique, il n'y avait encore aucune information sur la structure de la matière. Il est surprenant de constater qu'après l'apparition de la théorie de la structure de l'atome, étudiée dans les écoles d'enseignement et les universités chimiques spécialisées et à l'heure actuelle, elle a confirmé l'hypothèse de Mendeleev et n'a pas réfuté ses hypothèses sur la disposition des atomes à l'intérieur de la table.
Électronégativité dansles sous-groupes principaux diminuent vers le bas, c'est-à-dire que plus l'élément est situé bas dans le groupe, moins sa capacité à attacher des atomes sera.
Modifier les propriétés des atomes dans les sous-groupes latéraux
Puisque le système de Mendeleev est périodique, le changement des propriétés dans ces sous-groupes se produit dans l'ordre inverse. Ces sous-groupes comprennent des éléments à partir de la période 4 (représentants des familles d et f). Au bas de ces sous-groupes, les propriétés métalliques diminuent, mais le nombre d'électrons externes est le même pour tous les représentants d'un sous-groupe.
Caractéristiques de la structure des périodes dans PS
Chaque nouvelle période, à l'exception de la première, dans le tableau du chimiste russe commence par un métal alcalin actif. Viennent ensuite les métaux amphotères, qui présentent une double propriété dans les transformations chimiques. Ensuite, il existe plusieurs éléments aux propriétés non métalliques. La période se termine par un gaz inerte (non métallique, pratique, ne montrant pas d'activité chimique).
Étant donné que le système est périodique, il y a un changement d'activité dans les périodes. De gauche à droite, l'activité réductrice (propriétés métalliques) diminuera, l'activité oxydante (propriétés non métalliques) augmentera. Ainsi, les métaux les plus brillants de la période sont à gauche et les non-métaux à droite.
Dans les grandes périodes, composées de deux rangées (4-7), un caractère périodique apparaît également, mais en raison de la présence de représentants de la famille d ou f, il y a beaucoup plus d'éléments métalliques dans la rangée.
Noms des principaux sous-groupes
Une partie des groupes d'éléments présents dans le tableau périodique a reçu ses propres noms. Les représentants du premier groupe A du sous-groupe sont appelés métaux alcalins. Les métaux doivent ce nom à leur activité avec l'eau, entraînant la formation d'alcalis caustiques.
Le deuxième sous-groupe du groupe A est considéré comme des métaux alcalino-terreux. Lorsqu'ils interagissent avec l'eau, ces métaux forment des oxydes, ils étaient autrefois appelés terres. C'est à partir de cette époque qu'un nom similaire a été attribué aux représentants de ce sous-groupe.
Les non-métaux du sous-groupe oxygène sont appelés chalcogènes, et les représentants du groupe 7 A sont appelés halogènes. 8 Un sous-groupe est appelé gaz inertes en raison de son activité chimique minimale.
EP dans le cursus scolaire
Pour les écoliers, une variante du tableau périodique est généralement proposée, dans laquelle, en plus des groupes, sous-groupes, périodes, les formules des composés volatils supérieurs et des oxydes supérieurs sont également indiquées. Une telle astuce permet aux étudiants de développer des compétences dans la compilation d'oxydes supérieurs. Il suffit de substituer le signe du représentant du sous-groupe à la place de l'élément pour obtenir l'oxyde fini le plus élevé.
Si vous regardez attentivement l'apparence générale des composés volatils de l'hydrogène, vous pouvez voir qu'ils ne sont caractéristiques que des non-métaux. Il y a des tirets dans les groupes 1 à 3, car les métaux sont des représentants typiques de ces groupes.
De plus, dans certains manuels scolaires de chimie, chaque signe indique la répartition des électrons le longniveaux d'énergie. Cette information n'existait pas pendant la période des travaux de Mendeleïev, des faits scientifiques similaires sont apparus bien plus tard.
Vous pouvez également voir la formule du niveau électronique externe, grâce à laquelle il est facile de deviner à quelle famille appartient cet élément. De tels conseils sont inacceptables lors des sessions d'examen, par conséquent, les diplômés des 9e et 11e années, qui décident de démontrer leurs connaissances en chimie à l'OGE ou à l'examen d'État unifié, reçoivent des versions classiques en noir et blanc des tableaux périodiques qui ne contiennent pas d'informations supplémentaires sur la structure de l'atome, les formules des oxydes supérieurs, la composition des composés volatils de l'hydrogène.
Une telle décision est tout à fait logique et compréhensible, car pour les écoliers qui ont décidé de suivre les traces de Mendeleïev et de Lomonossov, il ne sera pas difficile d'utiliser la version classique du système, ils n'ont tout simplement pas besoin d'invites.
C'est la loi périodique et le système de D. I. Mendeleev qui ont joué le rôle le plus important dans le développement ultérieur de la théorie atomique et moléculaire. Après la création du système, les scientifiques ont commencé à accorder plus d'attention à l'étude de la composition de l'élément. Le tableau a permis de clarifier certaines informations sur les substances simples, ainsi que sur la nature et les propriétés des éléments qu'elles forment.
Mendeleev lui-même supposait que de nouveaux éléments seraient bientôt découverts et prévoyait la position des métaux dans le système périodique. C'est après l'apparition de ce dernier qu'une nouvelle ère a commencé dans la chimie. En outre, un début sérieux a été donné à la formation de nombreuses sciences connexes liées à la structure de l'atome ettransformations d'éléments.
