Ag periodinėje lentelėje. Abėcėlinis cheminių elementų sąrašas. Cheminės medžiagos ir jų tarimas
Gamtoje yra daug pasikartojančių sekų:
- Metų laikai;
- paros laikai;
- savaitės dienos…
XIX amžiaus viduryje D.I.Mendelejevas pastebėjo, kad cheminės elementų savybės taip pat turi tam tikrą seką (sakoma, kad ši idėja jam kilo sapne). Nuostabių mokslininko svajonių rezultatas buvo periodinė cheminių elementų lentelė, kurioje D.I. Mendelejevas sudėliojo cheminius elementus atominės masės didėjimo tvarka. Šiuolaikinėje lentelėje cheminiai elementai yra išdėstyti didėjimo tvarka pagal elemento atominį skaičių (protonų skaičių atomo branduolyje).
Atominis skaičius rodomas virš cheminio elemento simbolio, po simboliu – jo atominė masė (protonų ir neutronų suma). Atkreipkite dėmesį, kad kai kurių elementų atominė masė nėra sveikas skaičius! Prisiminkite izotopus! Atominė masė yra visų gamtoje natūraliomis sąlygomis aptinkamų elemento izotopų svertinis vidurkis.
Po lentele yra lantanidai ir aktinidai.
Metalai, nemetalai, metaloidai
Periodinėje lentelėje yra kairėje nuo laiptuotos įstrižainės linijos, kuri prasideda boru (B) ir baigiasi poloniu (Po) (išimtys yra germanis (Ge) ir stibis (Sb). Nesunku pastebėti, kad metalai užima daugiausiai Pagrindinės metalų savybės: kietas (išskyrus gyvsidabrį); blizgus; geras elektros ir šilumos laidininkas; plastikas; kalus; lengvai atsisako elektronų.
Elementai, esantys dešinėje nuo B-Po laiptuotos įstrižainės, vadinami nemetalai. Nemetalų savybės yra visiškai priešingos metalų savybėms: prasti šilumos ir elektros laidininkai; trapus; nekalus; ne plastikas; paprastai priima elektronus.
Metaloidai
Tarp metalų ir nemetalų yra pusmetaliai(metaloidai). Jie pasižymi tiek metalų, tiek nemetalų savybėmis. Pusmetaliai savo pagrindinį pritaikymą pramonėje rado puslaidininkių gamyboje, be kurių neįsivaizduojama nei viena moderni mikroschema ar mikroprocesorius.
Laikotarpiai ir grupės
Kaip minėta pirmiau, periodinė lentelė susideda iš septynių laikotarpių. Kiekvienu periodu elementų atominis skaičius didėja iš kairės į dešinę.
Elementų savybės periodais kinta nuosekliai: todėl natris (Na) ir magnis (Mg), esantys trečiojo periodo pradžioje, atsisako elektronų (Na atiduoda vieną elektroną: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg suteikia aukštyn du elektronai: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Tačiau chloras (Cl), esantis laikotarpio pabaigoje, užima vieną elementą: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.
Grupėse, atvirkščiai, visi elementai turi tas pačias savybes. Pavyzdžiui, IA(1) grupėje visi elementai nuo ličio (Li) iki francio (Fr) dovanoja vieną elektroną. Ir visi VIIA(17) grupės elementai užima vieną elementą.
Kai kurios grupės yra tokios svarbios, kad gavo specialius pavadinimus. Šios grupės aptariamos toliau.
IA grupė (1). Šios grupės elementų atomai išoriniame elektronų sluoksnyje turi tik vieną elektroną, todėl lengvai atsisako vieno elektrono.
Svarbiausi šarminiai metalai yra natris (Na) ir kalis (K), nes jie atlieka svarbų vaidmenį žmogaus gyvenime ir yra druskų dalis.
Elektroninės konfigūracijos:
- Li- 1s 2 2s 1;
- Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
- K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
IIA grupė (2). Šios grupės elementų atomai savo išoriniame elektronų sluoksnyje turi du elektronus, kurių taip pat atsisako vykstant cheminėms reakcijoms. Svarbiausias elementas yra kalcis (Ca) – kaulų ir dantų pagrindas.
Elektroninės konfigūracijos:
- Būk- 1s 2 2s 2;
- Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
- Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2
VIIA grupė (17). Šios grupės elementų atomai dažniausiai gauna po vieną elektroną, nes Išoriniame elektroniniame sluoksnyje yra penki elementai, o „pilname rinkinyje“ trūksta vieno elektrono.
Labiausiai žinomi šios grupės elementai: chloras (Cl) – yra druskos ir baliklio dalis; Jodas (I) yra elementas, kuris vaidina svarbų vaidmenį žmogaus skydliaukės veikloje.
Elektroninė konfigūracija:
- F- 1s 2 2s 2 2p 5;
- Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
- Br– 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5
VIII grupė(18).Šios grupės elementų atomai turi visiškai „užbaigtą“ išorinį elektronų sluoksnį. Todėl jiems „nereikia“ priimti elektronų. Ir jie "nenori" jų atiduoti. Taigi šios grupės elementai labai „nenori“ įsitraukti į chemines reakcijas. Ilgą laiką buvo manoma, kad jie visai nereaguoja (iš čia ir kilo pavadinimas „inertiškas“, t.y. „neaktyvus“). Tačiau chemikas Neilas Bartlettas atrado, kad kai kurios iš šių dujų tam tikromis sąlygomis vis tiek gali reaguoti su kitais elementais.
Elektroninės konfigūracijos:
- Ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
- Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
- Kr– 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6
Valentiniai elementai grupėse
Nesunku pastebėti, kad kiekvienoje grupėje elementai yra panašūs vienas į kitą savo valentiniais elektronais (s ir p orbitalių elektronai, esantys išoriniame energijos lygyje).
Šarminiai metalai turi 1 valentinį elektroną:
- Li- 1s 2 2s 1;
- Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
- K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
Šarminių žemių metalai turi 2 valentinius elektronus:
- Būk- 1s 2 2s 2;
- Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
- Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2
Halogenai turi 7 valentinius elektronus:
- F- 1s 2 2s 2 2p 5;
- Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
- Br– 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5
Inertinės dujos turi 8 valentinius elektronus:
- Ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
- Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
- Kr– 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6
Daugiau informacijos rasite straipsnyje Valencija ir cheminių elementų atomų elektroninių konfigūracijų lentelė pagal laikotarpį.
Dabar atkreipkime dėmesį į elementus, išdėstytus grupėse su simboliais IN. Jie yra periodinės lentelės centre ir vadinami pereinamieji metalai.
Išskirtinis šių elementų bruožas yra elektronų, kurie užpildo atomuose, buvimas d-orbitalės:
- Sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1;
- Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2
Yra atskirai nuo pagrindinio stalo lantanidai Ir aktinidai- tai yra vadinamieji vidiniai pereinamieji metalai. Šių elementų atomuose užpildo elektronai f-orbitalės:
- Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2;
- Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2
2.1. Cheminė kalba ir jos dalys
Žmonija vartoja daugybę skirtingų kalbų. Išskyrus natūralios kalbos(japonų, anglų, rusų – iš viso daugiau nei 2,5 tūkst.), taip pat yra dirbtinės kalbos, pavyzdžiui, esperanto. Tarp dirbtinių kalbų yra kalbomisįvairių mokslai. Taigi chemijoje jie naudoja savo, cheminė kalba.
Cheminė kalba– simbolių ir sąvokų sistema, skirta trumpam, glaustai ir vizualiai įrašyti ir perduoti cheminę informaciją.
Daugeliu natūralių kalbų parašytas pranešimas yra padalintas į sakinius, sakiniai - į žodžius, o žodžiai - į raides. Jeigu sakinius, žodžius ir raides vadiname kalbos dalimis, tai panašias dalis galime atpažinti ir cheminėje kalboje (2 lentelė).
2 lentelė.Cheminės kalbos dalys
Neįmanoma iš karto išmokti jokios kalbos, tai galioja ir cheminei kalbai. Todėl kol kas susipažinsite tik su šios kalbos pagrindais: išmokite keletą „raidžių“, išmokite suprasti „žodžių“ ir „sakinių“ reikšmę. Šio skyriaus pabaigoje būsite supažindinti su vardai cheminės medžiagos yra neatskiriama cheminės kalbos dalis. Studijuojant chemiją jūsų chemijos kalbos žinios plėsis ir gilės.
CHEMINĖ KALBA.
1.Kokias dirbtines kalbas mokate (išskyrus tas, kurios paminėtos vadovėlio tekste)?
2. Kuo natūralios kalbos skiriasi nuo dirbtinių?
3. Kaip manote, ar įmanoma apibūdinti cheminius reiškinius nenaudojant cheminės kalbos? Jei ne, kodėl gi ne? Jei taip, kokie būtų tokio aprašymo privalumai ir trūkumai?
2.2. Cheminių elementų simboliai
Cheminio elemento simbolis žymi patį elementą arba vieną to elemento atomą.
Kiekvienas toks simbolis yra sutrumpintas lotyniškas cheminio elemento pavadinimas, sudarytas iš vienos arba dviejų lotyniškos abėcėlės raidžių (lotynišką abėcėlę žr. 1 priede). Simbolis rašomas didžiąja raide. Simboliai, taip pat kai kurių elementų rusiški ir lotyniški pavadinimai pateikti 3 lentelėje. Ten taip pat pateikiama informacija apie lotyniškų pavadinimų kilmę. Nėra bendros simbolių tarimo taisyklės, todėl 3 lentelėje parodytas ir simbolio „skaitymas“, tai yra, kaip šis simbolis skaitomas cheminėje formulėje.
Žodinėje kalboje elemento pavadinimo pakeisti simboliu neįmanoma, tačiau rašytuose ar spausdintuose tekstuose tai leidžiama, bet nerekomenduojama.Šiuo metu žinoma 110 cheminių elementų, iš jų 109 turi Tarptautinio patvirtintus pavadinimus ir simbolius. Grynosios ir taikomosios chemijos sąjunga (IUPAC).
3 lentelėje pateikiama informacija tik apie 33 elementus. Tai yra elementai, su kuriais pirmiausia susidursite studijuodami chemiją. Visų elementų rusiški pavadinimai (abėcėlės tvarka) ir simboliai pateikti 2 priede.
3 lentelė.Kai kurių cheminių elementų pavadinimai ir simboliai
vardas |
||||
lotynų kalba |
Rašymas |
|||
| - | Rašymas |
Kilmė |
- | - |
| Azotas | N itrogeniumas | Iš graikų kalbos "pagimdyti salietrą" | "en" | |
| Aliuminis | Al aliuminio | Nuo lat. "alūnas" | "aliuminis" | |
| Argonas | Ar gon | Iš graikų kalbos "neaktyvus" | "argonas" | |
| Baris | Ba rium | Iš graikų kalbos "sunkus" | "baris" | |
| Bor | B orum | Iš arabų kalbos "baltasis mineralas" | "boras" | |
| Bromas | Br omum | Iš graikų kalbos "smirdantis" | "bromas" | |
| Vandenilis | H vandenilis | Iš graikų kalbos "gimdyti vandenį" | "pelenai" | |
| Helis | Jis lium | Iš graikų kalbos "Saulė" | "helis" | |
| Geležis | Fe rrum | Nuo lat. "Kardas" | "ferrum" | |
| Auksas | Au romas | Nuo lat. "dega" | "aurumas" | |
| Jodas | aš odum | Iš graikų kalbos "violetinė" | "jodas" | |
| Kalis | K alium | Iš arabų kalbos "šarmas" | "kalis" | |
| Kalcis | Ca lcio | Nuo lat. "kalkakmenis" | "kalcis" | |
| Deguonis | O xygenium | Iš graikų kalbos "sukurianti rūgštį" | "O" | |
| Silicis | Si licium | Nuo lat. "titnagas" | "silicis" | |
| Kriptonas | Kr ypton | Iš graikų kalbos "paslėpta" | "kriptonas" | |
| Magnis | M a g nesium | Iš pavadinimo Magnezijos pusiasalis | "magnis" | |
| Manganas | M a n ganum | Iš graikų kalbos "valymas" | "manganas" | |
| Varis | Cu prum | Iš graikų kalbos vardas O. Kipras | "puodelis" | |
| Natrio | Na triumas | Iš arabų kalbos „ploviklis“ | "natris" | |
| Neoninis | Neįjungta | Iš graikų kalbos "naujas" | "neonas" | |
| Nikelis | Ni ccolum | Nuo jo. "Šv. Nikolajus Varis" | "nikelis" | |
| Merkurijus | H ydrar g yrum | Lat. "skystas sidabras" | "hidrargiumas" | |
| Vadovauti | P lum b hm | Nuo lat. švino ir alavo lydinio pavadinimai. | "svambalis" | |
| Siera | S siera | Iš sanskrito kalbos „degūs milteliai“ | "es" | |
| sidabras | A r g entum | Iš graikų kalbos "šviesa" | "Argentum" | |
| Anglies | C arboneum | Nuo lat. "anglis" | "tse" | |
| Fosforas | P fosforo | Iš graikų kalbos "šviesos nešėjas" | "peh" | |
| Fluoras | F luorum | Nuo lat. veiksmažodis "tekėti" | "fluoras" | |
| Chloras | Cl orum | Iš graikų kalbos "žalia" | "chloras" | |
| Chromas | C h r omium | Iš graikų kalbos " dažai" | "chromas" | |
| Cezis | C ae s ium | Nuo lat. "dangaus mėlynumo" | "cezis" | |
| Cinkas | Z i n cum | Nuo jo. "alavas" | "cinkas" | |
2.3. Cheminės formulės
Naudojamas cheminėms medžiagoms žymėti chemines formules.
Molekulinėms medžiagoms cheminė formulė gali reikšti vieną šios medžiagos molekulę.
Informacija apie cheminę medžiagą gali skirtis, todėl jos yra skirtingos cheminių formulių tipai.
Atsižvelgiant į informacijos išsamumą, cheminės formulės skirstomos į keturis pagrindinius tipus: pirmuonys,
molekulinis, struktūrinės Ir erdvinis.
Paprasčiausios formulės indeksai neturi bendro daliklio.
Indeksas „1“ formulėse nenaudojamas.
Paprasčiausių formulių pavyzdžiai: vanduo - H 2 O, deguonis - O, siera - S, fosforo oksidas - P 2 O 5, butanas - C 2 H 5, fosforo rūgštis - H 3 PO 4, natrio chloridas (valgomoji druska) - NaCl.
Paprasčiausia vandens formulė (H 2 O) rodo, kad vandens sudėtis apima elementą vandenilis(H) ir elementas deguonies(O), o bet kurioje vandens dalyje (dalis yra dalis to, ką galima padalyti neprarandant savo savybių.) vandenilio atomų skaičius yra du kartus didesnis už deguonies atomų skaičių.
Dalelių skaičius, įskaitant atomų skaičius, žymimas lotyniška raide N. Žymi vandenilio atomų skaičių – N H, o deguonies atomų skaičius yra N O, mes galime tai parašyti
Arba N H: N O = 2:1.
Paprasčiausia fosforo rūgšties (H 3 PO 4) formulė rodo, kad fosforo rūgštyje yra atomų vandenilis, atomai fosforo ir atomai deguonies, o šių elementų atomų skaičiaus santykis bet kurioje fosforo rūgšties dalyje yra 3:1:4, tai yra
NH: N P: N O = 3:1:4.
Paprasčiausią formulę galima sudaryti bet kuriai atskirai cheminei medžiagai, o molekulinei medžiagai, be to, ją galima sudaryti molekulinė formulė.
Molekulinių formulių pavyzdžiai: vanduo – H 2 O, deguonis – O 2, siera – S 8, fosforo oksidas – P 4 O 10, butanas – C 4 H 10, fosforo rūgštis – H 3 PO 4.
Nemolekulinės medžiagos neturi molekulinių formulių.
Elementų simbolių rašymo eiliškumą paprastose ir molekulinėse formulėse lemia cheminės kalbos taisyklės, su kuriomis susipažinsite studijuodami chemiją. Šių formulių perduodamai informacijai simbolių seka įtakos neturi.
Iš ženklų, atspindinčių medžiagų struktūrą, naudosime tik kol kas valentinis insultas(„brūkšnelis“). Šis ženklas rodo, kad tarp atomų yra vadinamųjų kovalentinis ryšys(koks tai ryšys ir kokios jo savybės, sužinosite netrukus).
Vandens molekulėje deguonies atomas paprastais (viengubais) ryšiais yra sujungtas su dviem vandenilio atomais, tačiau vandenilio atomai nėra sujungti vienas su kitu. Būtent tai aiškiai parodo vandens struktūrinė formulė. 
Kitas pavyzdys: sieros molekulė S8. Šioje molekulėje 8 sieros atomai sudaro aštuonių narių žiedą, kuriame kiekvienas sieros atomas paprastais ryšiais yra sujungtas su kitais dviem atomais. Palyginkite sieros struktūrinę formulę su trimačiu jos molekulės modeliu, parodytu Fig. 3. Atkreipkite dėmesį, kad sieros struktūrinė formulė neperteikia jos molekulės formos, o tik parodo atomų jungimosi kovalentiniais ryšiais seką.
Fosforo rūgšties struktūrinė formulė rodo, kad šios medžiagos molekulėje vienas iš keturių deguonies atomų yra sujungtas tik su fosforo atomu dviguba jungtimi, o fosforo atomas, savo ruožtu, yra sujungtas su dar trimis deguonies atomais viengubais ryšiais. . Kiekvienas iš šių trijų deguonies atomų taip pat yra sujungtas paprastu ryšiu su vienu iš trijų molekulėje esančių vandenilio atomų.
Palyginkite šį trimatį metano molekulės modelį su jo erdvine, struktūrine ir molekuline formule:
|
|
|
Erdvinėje metano formulėje pleištiniai valentiniai potėpiai tarsi perspektyvoje parodo, kuris iš vandenilio atomų yra „arčiau mūsų“, o kuris „toliau nuo mūsų“.
Kartais erdvinė formulė nurodo jungčių ilgį ir kampus tarp jungčių molekulėje, kaip parodyta vandens molekulės pavyzdyje.
Nemolekulinėse medžiagose nėra molekulių. Cheminių skaičiavimų patogumui nemolekulinėje medžiagoje, vadinamasis formulės vienetas.
Kai kurių medžiagų formulių vienetų sudėties pavyzdžiai: 1) silicio dioksidas (kvarcinis smėlis, kvarcas) SiO 2 – formulės vienetas susideda iš vieno silicio atomo ir dviejų deguonies atomų; 2) natrio chloridas (valgomoji druska) NaCl – formulės vienetas susideda iš vieno natrio atomo ir vieno chloro atomo; 3) geležies Fe - formulės vienetas susideda iš vieno geležies atomo.Kaip ir molekulė, formulės vienetas yra mažiausia medžiagos dalis, išlaikanti savo chemines savybes.
4 lentelė
Informacija perteikiama įvairių tipų formulėmis
Formulės tipas |
Informacija perteikiama pagal formulę. |
|
| Paprasčiausias Molekulinė Struktūrinis Erdvinis |
|
|
Dabar naudodamiesi pavyzdžiais apsvarstykime, kokią informaciją mums suteikia skirtingų tipų formulės.
1. Medžiaga: acto rūgštis. Paprasčiausia formulė yra CH 2 O, molekulinė formulė yra C 2 H 4 O 2, struktūrinė formulė
Paprasčiausia formulė mums tai sako
1) acto rūgštyje yra anglies, vandenilio ir deguonies;
2) šioje medžiagoje anglies atomų skaičius yra susijęs su vandenilio atomų skaičiumi ir deguonies atomų skaičiumi, kaip 1: 2: 1, tai yra N H: N C: N O = 1:2:1.
Molekulinė formulė priduria, kad
3) acto rūgšties molekulėje yra 2 anglies atomai, 4 vandenilio atomai ir 2 deguonies atomai.
Struktūrinė formulė priduria, kad
4, 5) molekulėje du anglies atomai yra sujungti vienas su kitu paprasta jungtimi; vienas iš jų, be to, yra prijungtas prie trijų vandenilio atomų, kurių kiekvienas turi vieną ryšį, o kitas - su dviem deguonies atomais, vienas su dviguba, o kitas su vienguba jungtimi; paskutinis deguonies atomas vis dar yra sujungtas paprastu ryšiu su ketvirtuoju vandenilio atomu.
2. Medžiaga: natrio chloridas.
Paprasčiausia formulė yra NaCl.
1) Natrio chlorido sudėtyje yra natrio ir chloro.
2) Šioje medžiagoje natrio atomų skaičius yra lygus chloro atomų skaičiui.
3. Medžiaga: geležies.
Paprasčiausia formulė yra Fe.
1) Šioje medžiagoje yra tik geležis, tai yra, tai paprasta medžiaga.
4. Medžiaga: trimetafosforo rūgštis . Paprasčiausia formulė yra HPO 3, molekulinė formulė yra H 3 P 3 O 9, struktūrinė formulė
1) Trimetafosforo rūgštyje yra vandenilio, fosforo ir deguonies.
2) N H: N P: N O = 1:1:3.
3) Molekulė susideda iš trijų vandenilio atomų, trijų fosforo atomų ir devynių deguonies atomų.
4, 5) Trys fosforo atomai ir trys deguonies atomai pakaitomis sudaro šešių narių ciklą. Visos ciklo jungtys yra paprastos. Be to, kiekvienas fosforo atomas yra prijungtas prie dar dviejų deguonies atomų, vienas su dviguba jungtimi, o kitas su vienguba jungtimi. Kiekvienas iš trijų deguonies atomų, sujungtų paprastais ryšiais su fosforo atomais, taip pat yra sujungtas paprasta jungtimi su vandenilio atomu.
| Fosforo rūgštis – H3PO4(kitas pavadinimas – ortofosforo rūgštis) – skaidri, bespalvė, kristalinė molekulinės sandaros medžiaga, kuri lydosi 42 o C temperatūroje. Ši medžiaga labai gerai tirpsta vandenyje ir netgi sugeria vandens garus iš oro (higroskopiška). Fosforo rūgštis gaminama dideliais kiekiais ir pirmiausia naudojama fosfatinių trąšų gamyboje, bet ir chemijos pramonėje, degtukų gamyboje ir net statybose. Be to, fosforo rūgštis naudojama cemento gamyboje dantų technikoje ir yra įtraukta į daugelį vaistų. Ši rūgštis yra gana pigi, todėl kai kuriose šalyse, pavyzdžiui, JAV, į gaiviuosius gėrimus, pakeičiant brangią citrinų rūgštį, dedama labai grynos fosforo rūgšties, labai praskiestos vandeniu. |
| Metanas – CH 4. Jei namuose turite dujinę viryklę, tuomet su šia medžiaga susiduriate kiekvieną dieną: jūsų krosnelės degikliuose degančios gamtinės dujos sudaro 95% metano. Metanas yra bespalvės ir bekvapės dujos, kurių virimo temperatūra –161 o C. Sumaišyta su oru yra sprogi, tuo paaiškinami kartais anglies kasyklose vykstantys sprogimai ir gaisrai (kitas metano pavadinimas – firedamp). Trečiasis metano pavadinimas – pelkių dujos – kilęs dėl to, kad būtent šių dujų burbuliukai kyla iš pelkių dugno, kur jos susidaro veikiant tam tikroms bakterijoms. Pramonėje metanas naudojamas kaip kuras ir žaliava kitų medžiagų gamybai Metanas – pats paprasčiausias angliavandenilių. Šiai medžiagų klasei taip pat priklauso etanas (C 2 H 6), propanas (C 3 H 8), etilenas (C 2 H 4), acetilenas (C 2 H 2) ir daugelis kitų medžiagų. |
5 lentelė.Kai kurių medžiagų skirtingų tipų formulių pavyzdžiai-
Kaip naudoti periodinę lentelę? Nežinančiam žmogui skaityti periodinę lentelę yra tas pats, kas nykštukui, žiūrinčiam į senovines elfų runas. Ir periodinė lentelė gali daug pasakyti apie pasaulį.
Be to, kad jis puikiai tarnauja egzamine, jis taip pat yra tiesiog nepakeičiamas sprendžiant daugybę cheminių ir fizinių problemų. Bet kaip tai skaityti? Laimei, šiandien kiekvienas gali išmokti šio meno. Šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kaip suprasti periodinę lentelę.
Periodinė cheminių elementų lentelė (Mendelejevo lentelė) yra cheminių elementų klasifikacija, kuri nustato įvairių elementų savybių priklausomybę nuo atomo branduolio krūvio.
Lentelės sukūrimo istorija
Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas nebuvo paprastas chemikas, jei kas taip mano. Jis buvo chemikas, fizikas, geologas, metrologas, ekologas, ekonomistas, naftos darbuotojas, aeronautas, prietaisų gamintojas ir mokytojas. Per savo gyvenimą mokslininkas spėjo atlikti daug fundamentinių tyrimų įvairiose žinių srityse. Pavyzdžiui, plačiai manoma, kad būtent Mendelejevas apskaičiavo idealų degtinės stiprumą – 40 laipsnių.
Nežinome, kaip Mendelejevas jautė degtinę, bet tikrai žinome, kad jo disertacija tema „Diskusas apie alkoholio derinį su vandeniu“ neturėjo nieko bendra su degtine ir nagrinėjo alkoholio koncentraciją nuo 70 laipsnių. Su visais mokslininko nuopelnais, cheminių elementų periodinio dėsnio – vieno iš pagrindinių gamtos dėsnių – atradimas atnešė jam plačiausią šlovę.
Yra legenda, pagal kurią mokslininkas svajojo apie periodinę lentelę, po kurios jam tereikėjo patobulinti atsiradusią idėją. Bet jei viskas būtų taip paprasta.. Ši periodinės lentelės kūrimo versija, matyt, yra ne kas kita, kaip legenda. Paklaustas, kaip buvo atidarytas stalas, Dmitrijus Ivanovičius atsakė: „ Aš galvoju apie tai gal dvidešimt metų, bet jūs galvojate: aš sėdėjau ir staiga... viskas baigta.
Devyniolikto amžiaus viduryje keli mokslininkai lygiagrečiai bandė sutvarkyti žinomus cheminius elementus (žinomi 63 elementai). Pavyzdžiui, 1862 m. Alexandre'as Emile'as Chancourtois išdėstė elementus išilgai spiralės ir pastebėjo ciklišką cheminių savybių pasikartojimą.
Chemikas ir muzikantas Johnas Alexanderis Newlandsas pasiūlė savo periodinės lentelės versiją 1866 m. Įdomus faktas yra tai, kad mokslininkas bandė atrasti kažkokią mistinę muzikinę harmoniją elementų išdėstyme. Tarp kitų bandymų buvo ir Mendelejevo bandymas, kurį vainikavo sėkmė.
1869 m. buvo paskelbta pirmoji lentelės schema, o 1869 m. kovo 1 d. laikoma periodinio įstatymo atidarymo diena. Mendelejevo atradimo esmė buvo ta, kad elementų, kurių atominė masė didėja, savybės kinta ne monotoniškai, o periodiškai.
Pirmojoje lentelės versijoje buvo tik 63 elementai, tačiau Mendelejevas priėmė nemažai labai netradicinių sprendimų. Taigi, jis spėjo lentelėje palikti vietos dar neatrastiems elementams, taip pat pakeitė kai kurių elementų atomines mases. Esminis Mendelejevo išvesto dėsnio teisingumas buvo patvirtintas labai greitai, atradus galio, skandžio ir germanio, kurių egzistavimą numatė mokslininkas.
Šiuolaikinis periodinės lentelės vaizdas
Žemiau yra pati lentelė
Šiandien vietoj atominio svorio (atominės masės) elementams rikiuoti naudojama atominio skaičiaus (protonų skaičiaus branduolyje) sąvoka. Lentelėje yra 120 elementų, kurie išdėstyti iš kairės į dešinę didėjančio atominio skaičiaus (protonų skaičiaus) tvarka.
Lentelės stulpeliai žymi vadinamąsias grupes, o eilutės – laikotarpius. Lentelėje yra 18 grupių ir 8 periodai.
- Elementų metalinės savybės mažėja judant periodu iš kairės į dešinę ir didėja priešinga kryptimi.
- Atomų dydžiai mažėja judant iš kairės į dešinę periodais.
- Judant iš viršaus į apačią per grupę, didėja redukcinio metalo savybės.
- Oksidacinės ir nemetalinės savybės didėja judant iš kairės į dešinę.
Ką mes sužinome apie elementą iš lentelės? Pavyzdžiui, paimkime trečiąjį lentelės elementą - litį ir apsvarstykite jį išsamiai.
Pirmiausia matome patį elemento simbolį ir po juo jo pavadinimą. Viršutiniame kairiajame kampe yra elemento atominis numeris, kokia tvarka elementas yra išdėstytas lentelėje. Atominis skaičius, kaip jau minėta, yra lygus protonų skaičiui branduolyje. Teigiamų protonų skaičius paprastai yra lygus neigiamų elektronų skaičiui atome (išskyrus izotopus).
Atominė masė nurodyta po atominiu numeriu (šioje lentelės versijoje). Jei suapvalinsime atominę masę iki artimiausio sveikojo skaičiaus, gausime vadinamąjį masės skaičių. Skirtumas tarp masės skaičiaus ir atominio skaičiaus parodo neutronų skaičių branduolyje. Taigi helio branduolyje neutronų skaičius yra du, o lityje - keturi.
Mūsų kursas „Periodinė lentelė manekenams“ baigėsi. Baigdami kviečiame pažiūrėti teminį vaizdo įrašą ir tikimės, kad jums tapo aiškesnis klausimas, kaip naudoti Mendelejevo periodinę lentelę. Primename, kad naują dalyką visada efektyviau studijuoti ne vienam, o padedant patyrusiam mentoriui. Todėl niekada neturėtumėte pamiršti apie tai, kas su jumis mielai pasidalins savo žiniomis ir patirtimi.
Neprarask. Prenumeruokite ir gaukite nuorodą į straipsnį savo el. paštu.
Kas lankė mokyklą, prisimena, kad vienas iš privalomų dalykų buvo chemija. Galbūt ji tau patiks, o gali nepatikti – nesvarbu. Ir tikėtina, kad daug žinių šioje disciplinoje jau pamiršta ir gyvenime nepanaudojama. Tačiau visi tikriausiai prisimena D.I.Mendelejevo cheminių elementų lentelę. Daugeliui tai išliko įvairiaspalvė lentelė, kur kiekviename langelyje rašomos tam tikros raidės, nurodančios cheminių elementų pavadinimus. Bet čia mes nekalbėsime apie chemiją kaip tokią, o aprašysime šimtus cheminių reakcijų ir procesų, o papasakosime, kaip iš pradžių atsirado periodinė lentelė – ši istorija bus įdomi bet kuriam žmogui, o iš tikrųjų visiems, kurie yra alkani įdomios ir naudingos informacijos.
Šiek tiek fono
Dar 1668 m. žymus airių chemikas, fizikas ir teologas Robertas Boyle'as išleido knygą, kurioje buvo paneigta daugybė mitų apie alchemiją ir kurioje jis aptarė būtinybę ieškoti nesuyrančių cheminių elementų. Mokslininkas taip pat pateikė jų sąrašą, susidedantį tik iš 15 elementų, tačiau pripažino mintį, kad elementų gali būti ir daugiau. Tai tapo atspirties tašku ne tik ieškant naujų elementų, bet ir sisteminant juos.
Po šimto metų prancūzų chemikas Antoine'as Lavoisier sudarė naują sąrašą, kuriame jau buvo 35 elementai. 23 iš jų vėliau buvo nustatyti kaip nesuyrantys. Tačiau mokslininkai visame pasaulyje tęsė naujų elementų paieškas. O pagrindinį vaidmenį šiame procese atliko garsus rusų chemikas Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas – jis pirmasis iškėlė hipotezę, kad tarp elementų atominės masės ir jų padėties sistemoje gali būti ryšys.
Dėl kruopštaus darbo ir cheminių elementų palyginimo Mendelejevas sugebėjo atrasti ryšį tarp elementų, kuriame jie gali būti vienas, o jų savybės nėra savaime suprantamas dalykas, o yra periodiškai pasikartojantis reiškinys. Dėl to 1869 m. vasarį Mendelejevas suformulavo pirmąjį periodinį įstatymą, o jau kovo mėnesį chemijos istorikas N. A. Menšutkinas Rusijos chemijos draugijai pristatė savo pranešimą „Savybių santykis su elementų atominiu svoriu“. Tada tais pačiais metais Mendelejevo publikacija buvo paskelbta žurnale „Zeitschrift fur Chemie“ Vokietijoje, o 1871 m. kitame Vokietijos žurnale „Annalen der Chemie“ buvo paskelbta nauja išsami mokslininko publikacija, skirta jo atradimui.
Periodinės lentelės kūrimas
1869 m. pagrindinę idėją Mendelejevas jau buvo suformavęs ir per gana trumpą laiką, bet ilgą laiką negalėjo jos įforminti į jokią tvarkingą sistemą, kuri aiškiai parodytų, kas yra kas. Viename iš pokalbių su kolega A. A. Inostrantsevu jis net sakė, kad jo galvoje jau viskas susitvarkė, bet negalėjo visko sudėti į lentelę. Po to, pasak Mendelejevo biografų, jis pradėjo kruopštų darbą ant stalo, kuris truko tris dienas be pertraukų miegoti. Išbandyta įvairiausių būdų elementams suskirstyti į lentelę, o darbą apsunkino ir tai, kad tuo metu mokslas dar nežinojo apie visus cheminius elementus. Tačiau, nepaisant to, lentelė vis tiek buvo sukurta, o elementai buvo susisteminti.
Mendelejevo sapno legenda
Daugelis girdėjo istoriją, kad D.I. Mendelejevas svajojo apie savo stalą. Šią versiją aktyviai paskleidė minėtas Mendelejevo bendražygis A. A. Inostrancevas kaip juokingą istoriją, kuria jis linksmino savo mokinius. Jis sakė, kad Dmitrijus Ivanovičius nuėjo miegoti ir sapne aiškiai matė savo stalą, kuriame visi cheminiai elementai buvo išdėstyti tinkama tvarka. Po to mokiniai net juokavo, kad lygiai taip pat buvo atrasta ir 40° degtinė. Tačiau istorijai su miegu vis dar buvo tikros prielaidos: kaip jau minėta, Mendelejevas dirbo ant stalo nemiegodamas ir nepailsėjęs, o Inostrancevas kartą rado jį pavargusį ir išsekusį. Dieną Mendelejevas nusprendė trumpam pailsėti, o po kiek laiko staiga pabudo, iškart paėmė popieriaus lapą ir nupiešė ant jo paruoštą lentelę. Tačiau pats mokslininkas visą šią istoriją sapnu paneigė sakydamas: „Galvoju apie tai gal dvidešimt metų, o tu galvoji: sėdėjau ir staiga... jau paruošta“. Taigi svajonės legenda gali būti labai patraukli, tačiau stalą sukurti pavyko tik sunkiai dirbant.
Tolesnis darbas
1869–1871 m. Mendelejevas plėtojo periodiškumo idėjas, į kurias buvo linkusi mokslo bendruomenė. Ir vienas iš svarbių šio proceso etapų buvo supratimas, kurį turi turėti bet kuris sistemos elementas, remiantis jo savybių visuma, palyginti su kitų elementų savybėmis. Remdamasis tuo, taip pat remdamasis stiklą sudarančių oksidų pokyčių tyrimų rezultatais, chemikas sugebėjo pakoreguoti kai kurių elementų, įskaitant uraną, indį, berilį ir kitus, atominių masių vertes.
Mendelejevas, žinoma, norėjo greitai užpildyti tuščias lentelėje likusias ląsteles ir 1870 metais numatė, kad netrukus bus atrasti mokslui nežinomi cheminiai elementai, kurių atomines mases ir savybes jis sugebėjo apskaičiuoti. Pirmieji iš jų buvo galis (atrastas 1875 m.), skandis (atrastas 1879 m.) ir germanis (atrastas 1885 m.). Tada prognozės ir toliau pildėsi ir buvo atrasti dar aštuoni nauji elementai, tarp jų: polonis (1898), renis (1925), technecis (1937), francis (1939) ir astatinas (1942-1943). Beje, 1900 metais D.I.Mendelejevas ir škotų chemikas Williamas Ramsay priėjo prie išvados, kad į lentelę turi būti įtraukti ir nulinės grupės elementai – iki 1962 metų jos buvo vadinamos inertinėmis, o po to – tauriosiomis dujomis.
Periodinės lentelės organizavimas
Cheminiai elementai D. I. Mendelejevo lentelėje išdėstyti eilėmis, atsižvelgiant į jų masės padidėjimą, o eilučių ilgis parenkamas taip, kad juose esantys elementai turėtų panašias savybes. Pavyzdžiui, tauriosios dujos, tokios kaip radonas, ksenonas, kriptonas, argonas, neonas ir helis, sunkiai reaguoja su kitais elementais, taip pat turi mažą cheminį reaktyvumą, todėl jos yra dešiniajame stulpelyje. O elementai kairiajame stulpelyje (kalis, natris, litis ir kt.) gerai reaguoja su kitais elementais, o pačios reakcijos yra sprogstamos. Paprasčiau tariant, kiekviename stulpelyje elementai turi panašias savybes, kurios skiriasi kiekviename stulpelyje. Visi elementai iki Nr.92 randami gamtoje, o nuo Nr.93 prasideda dirbtiniai elementai, kuriuos galima sukurti tik laboratorinėmis sąlygomis.
Pradinėje versijoje periodinė sistema buvo suprantama tik kaip gamtoje egzistuojančios tvarkos atspindys ir nebuvo paaiškinimų, kodėl viskas turi būti taip. Tik pasirodžius kvantinei mechanikai, paaiškėjo tikroji elementų eilės lentelė lentelėje.
Kūrybos proceso pamokos
Kalbėdami apie tai, kokias kūrybinio proceso pamokas galima pasisemti iš visos D. I. Mendelejevo periodinės lentelės kūrimo istorijos, kaip pavyzdį galime pateikti anglų kūrybinio mąstymo tyrinėtojo Grahamo Wallace'o ir prancūzų mokslininko Henri Poincaré idėjas. . Pateiksime juos trumpai.
Remiantis Poincaré (1908) ir Graham Wallace (1926) tyrimais, yra keturi pagrindiniai kūrybinio mąstymo etapai:
- Paruošimas– pagrindinės problemos formulavimo etapas ir pirmieji bandymai ją spręsti;
- Inkubavimas– etapas, kurio metu laikinai atitraukiamas dėmesys nuo proceso, tačiau darbas ieškant problemos sprendimo vyksta pasąmonės lygmenyje;
- Įžvalga– etapas, kuriame yra intuityvus sprendimas. Be to, šį sprendimą galima rasti situacijoje, kuri visiškai nesusijusi su problema;
- Apžiūra– sprendimo testavimo ir diegimo etapas, kuriame šis sprendimas yra testuojamas ir galimas tolesnis jo tobulinimas.
Kaip matome, kurdamas savo lentelę Mendelejevas intuityviai laikėsi būtent šių keturių etapų. Kiek tai efektyvu, galima spręsti iš rezultatų, t.y. dėl to, kad lentelė buvo sukurta. O atsižvelgiant į tai, kad jo sukūrimas buvo didžiulis žingsnis į priekį ne tik chemijos mokslui, bet ir visai žmonijai, minėtus keturis etapus galima pritaikyti tiek mažų projektų įgyvendinimui, tiek globalių planų įgyvendinimui. Svarbiausia atsiminti, kad nei vieno atradimo, nei vieno problemos sprendimo negalima rasti savarankiškai, kad ir kaip norėtume juos matyti sapne ir kiek miegotume. Kad kažkas pavyktų, nesvarbu, ar tai cheminių elementų lentelės kūrimas, ar naujo rinkodaros plano kūrimas, reikia turėti tam tikrų žinių ir įgūdžių, taip pat sumaniai išnaudoti savo potencialą ir sunkiai dirbti.
Linkime sėkmės jūsų pastangose ir sėkmingo planų įgyvendinimo!
Jei jums sunku suprasti periodinę lentelę, jūs ne vieni! Nors gali būti sunku suprasti jo principus, išmokti jį naudoti padės studijuojant mokslą. Pirmiausia išstudijuokite lentelės struktūrą ir kokią informaciją iš jos galite sužinoti apie kiekvieną cheminį elementą. Tada galite pradėti tyrinėti kiekvieno elemento savybes. Galiausiai, naudodamiesi periodine lentele, galite nustatyti neutronų skaičių tam tikro cheminio elemento atome.
Žingsniai
1 dalis
Lentelės struktūra-
Kaip matote, kiekviename paskesniame elemente yra vienu protonu daugiau nei prieš jį esančiame elemente. Tai akivaizdu, kai žiūrite į atominius skaičius. Judant iš kairės į dešinę atomų skaičius padidėja vienu. Kadangi elementai yra išdėstyti grupėmis, kai kurie lentelės langeliai paliekami tušti.
- Pavyzdžiui, pirmoje lentelės eilutėje yra vandenilis, kurio atominis skaičius yra 1, ir helis, kurio atominis skaičius yra 2. Tačiau jie yra priešinguose galuose, nes priklauso skirtingoms grupėms.
-
Sužinokite apie grupes, kuriose yra elementų, turinčių panašių fizinių ir cheminių savybių. Kiekvienos grupės elementai yra atitinkamame vertikaliame stulpelyje. Paprastai jie atpažįstami pagal tą pačią spalvą, kuri padeda atpažinti elementus, turinčius panašių fizinių ir cheminių savybių, ir numatyti jų elgesį. Visų tam tikros grupės elementų išoriniame apvalkale yra vienodas elektronų skaičius.
- Vandenilis gali būti klasifikuojamas kaip šarminiai metalai ir halogenai. Kai kuriose lentelėse jis nurodytas abiejose grupėse.
- Dažniausiai grupės numeruojamos nuo 1 iki 18, o skaičiai pateikiami lentelės viršuje arba apačioje. Skaičiai gali būti nurodyti romėniškais (pvz., IA) arba arabiškais (pvz., 1A arba 1) skaitmenimis.
- Kai judate stulpeliu iš viršaus į apačią, sakoma, kad „naršote grupę“.
-
Sužinokite, kodėl lentelėje yra tuščių langelių. Elementai rikiuojami ne tik pagal atominį skaičių, bet ir pagal grupes (tos pačios grupės elementai turi panašias fizines ir chemines savybes). Dėl to lengviau suprasti, kaip elgiasi tam tikras elementas. Tačiau didėjant atominiam skaičiui, elementai, patenkantys į atitinkamą grupę, ne visada randami, todėl lentelėje yra tuščių langelių.
- Pavyzdžiui, pirmosiose 3 eilutėse yra tuščios ląstelės, nes pereinamieji metalai randami tik iš atominio numerio 21.
- Elementai, kurių atominiai numeriai yra nuo 57 iki 102, priskiriami retųjų žemių elementams ir paprastai yra atskirame pogrupyje apatiniame dešiniajame lentelės kampe.
-
Kiekviena lentelės eilutė reiškia laikotarpį. Visi to paties laikotarpio elementai turi tiek pat atominių orbitalių, kuriose yra elektronai atomuose. Orbitalių skaičius atitinka periodo numerį. Lentelėje yra 7 eilutės, tai yra 7 taškai.
- Pavyzdžiui, pirmojo periodo elementų atomai turi vieną orbitalę, o septinto periodo elementų atomai – 7 orbitales.
- Paprastai taškai žymimi skaičiais nuo 1 iki 7 lentelės kairėje.
- Kai judate linija iš kairės į dešinę, sakoma, kad „nuskaitote laikotarpį“.
-
Išmokite atskirti metalus, metaloidus ir nemetalus. Jūs geriau suprasite elemento savybes, jei galėsite nustatyti, kokio tipo jis yra. Patogumui daugumoje lentelių metalai, metaloidai ir nemetalai žymimi skirtingomis spalvomis. Metalai yra kairėje, o nemetalai - dešinėje stalo pusėje. Tarp jų yra metaloidai.
2 dalis
Elementų žymėjimai-
Kiekvienas elementas žymimas viena arba dviem lotyniškomis raidėmis. Paprastai elemento simbolis rodomas didelėmis raidėmis atitinkamo langelio centre. Simbolis yra sutrumpintas elemento pavadinimas, kuris yra vienodas daugeliu kalbų. Elementų simboliai dažniausiai naudojami atliekant eksperimentus ir dirbant su cheminėmis lygtimis, todėl naudinga juos atsiminti.
- Paprastai elementų simboliai yra lotyniško pavadinimo santrumpos, nors kai kuriems, ypač neseniai atrastiems elementams, jie yra kilę iš bendro pavadinimo. Pavyzdžiui, helis žymimas simboliu He, kuris daugumoje kalbų yra artimas bendriniam pavadinimui. Tuo pačiu metu geležis žymima Fe, kuri yra jos lotyniško pavadinimo santrumpa.
-
Atkreipkite dėmesį į visą elemento pavadinimą, jei jis pateiktas lentelėje.Šis elementas „pavadinimas“ naudojamas įprastuose tekstuose. Pavyzdžiui, „helis“ ir „anglis“ yra elementų pavadinimai. Paprastai, nors ir ne visada, pilni elementų pavadinimai pateikiami po jų cheminiu simboliu.
- Kartais lentelėje nenurodomi elementų pavadinimai ir pateikiami tik jų cheminiai simboliai.
-
Raskite atominį skaičių. Paprastai elemento atominis numeris yra atitinkamos ląstelės viršuje, viduryje arba kampe. Jis taip pat gali būti rodomas po elemento simboliu arba pavadinimu. Elementai turi atominius skaičius nuo 1 iki 118.
- Atominis skaičius visada yra sveikas skaičius.
-
Atminkite, kad atominis skaičius atitinka protonų skaičių atome. Visuose elemento atomuose yra tiek pat protonų. Skirtingai nuo elektronų, protonų skaičius elemento atomuose išlieka pastovus. Priešingu atveju gautumėte kitokį cheminį elementą!
- Elemento atominis skaičius taip pat gali nustatyti elektronų ir neutronų skaičių atome.
-
Paprastai elektronų skaičius yra lygus protonų skaičiui. Išimtis yra atvejis, kai atomas yra jonizuotas. Protonai turi teigiamą krūvį, o elektronai – neigiamą. Kadangi atomai paprastai yra neutralūs, juose yra tiek pat elektronų ir protonų. Tačiau atomas gali įgyti arba prarasti elektronų, tokiu atveju jis tampa jonizuotas.
- Jonai turi elektros krūvį. Jei jonas turi daugiau protonų, jis turi teigiamą krūvį, tokiu atveju po elemento simbolio dedamas pliuso ženklas. Jei jone yra daugiau elektronų, jis turi neigiamą krūvį, pažymėtą minuso ženklu.
- Pliuso ir minuso ženklai nenaudojami, jei atomas nėra jonas.
-
Periodinė lentelė arba periodinė cheminių elementų lentelė prasideda viršutiniame kairiajame kampe ir baigiasi paskutinės lentelės eilutės pabaigoje (apatiniame dešiniajame kampe). Elementai lentelėje yra išdėstyti iš kairės į dešinę didėjančia jų atominio skaičiaus tvarka. Atominis skaičius rodo, kiek protonų yra viename atome. Be to, didėjant atominiam skaičiui, didėja ir atominė masė. Taigi pagal elemento vietą periodinėje lentelėje galima nustatyti jo atominę masę.
