Периодическая система элементов – это таблица, которая группирует элементы по их атомным свойствам. Название таблицы «периодическая» обусловлено фундаментальной закономерностью появления новых элементов при переходе от одной периоды к другой. В этой статье мы рассмотрим, какой логический подход к классификации элементов и какая история кое-чем помогли установить периодическую закономерность.
История открытия периодической системы
Первооткрыватель периодичности – русский ученый Дмитрий Менделеев, который в 1869 году, на основе существовавших к тому времени данных об элементах, составил первую опубликованную таблицу. В этой таблице элементы были упорядочены по атомному весу, в соответствии с химическими свойствами. Менделеев заметил, что новые элементы схожей химической природы появляются периодически, когда он продолжал свои исследования в группах и периодах.
Но Менделеевскую таблицу ученые продолжали совершенствовать. В 1913 году нельсобор Пеготтаван ввел понятие зарядового числа элемента, что привело к изменению структуры периодической таблицы. В этой таблице, отображение организовано по свойствам катаионов, что, как оказалось, более точно отражает химические свойства элементов. Таким образом, периодическая система стала полноценной и неизменной частью учебной программы химии.
Первоначально в периодической системе было только 63 элемента и сегодня или около того, в таблице перечислено более 118 элементов. Периодическая таблица логически расчленена на строки (периоды) и столбцы (группы), и такое расположение быстро помогло ученным установить закономерности в химических свойствах элементов.
Закономерности периодической системы
Как мы уже упоминали, периодическая система элементов основана на закономерностях поведения элементов и выведена логически из результатов их экспериментов, и это является одним из наиболее фундаментальных проявлений науки.
Периодическая таблица определена логически, основана на свойствах атомов, которые связаны с их электронными конфигурациями. Это расположение элементов в таблице помогает выявить закономерности периодических трендов, включая тенденции в атомном размере, энергии ионизации, электроотрицательности и многих других показателей.
Например, можно отметить, что при переходе от одного элемента к следующему по периоду атомный радиус всегда уменьшается. Это объясняется тем, что количество электронных слоёв увеличивается на каждом периоде, а заряд ядра атома не изменяется. Большее количество электронов в этих слоях притягивается сильнее к ядру, что делает атомы меньше. То есть, с увеличением порядкового номера элемента в периоде, атомный радиус уменьшается.
Еще одна закономерность, которая можно наблюдать в периодической таблице, это тенденция к увеличению электроотрицательности при приближении к правому концу периодов таблицы. Это происходит потому, что атомы в этом конце имеют более маленький радиус и большее количество протонов в ядре, что делает их привлекательнее для электронов. Таким образом, атомы с более высокой электроотрицательностью могут привлекать электроны сильнее, чем атомы с более низкой электроотрицательностью.
Еще одним примером закономерностей в периодической таблице является способность вещества образовывать соединения с другими веществами. Некоторые элементы способны образовывать соединения с другими элементами при определенных условиях, а другие – нет. Например, металлы на левой стороне таблицы имеют низкую электроотрицательность, что делает их склонными к образованию ионов с положительным зарядом, при этом не имеющих большой желание взаимодействовать с другими элементами. В общем, чем выше в таблице, тем металлические свойства более выражены, а тем ниже – тем более неметаллические.
Интересно, что периодическая закономерность строится не только на закономерностях в поведении элементов в простейших соединениях, но и в сложных многокомпонентных соединениях, которые имеют большое значение для нашей жизнедеятельности. Закономерности периодической системы используются не только в исследованиях химических процессов, но и в медицине, экологии, электронике и многих других отраслях науки и техники.
В заключение
Периодическая таблица – это таблица элементов, определенных логически на основе свойств атомов, которые связаны с их электронными конфигурациями. Периодическая система получила свое имя благодаря закономерности появления новых элементов при переходе от одной периоды к другой. Наблюдаемые закономерности позволяют определить многие свойства элементов, такие как атомный радиус, энергия ионизации, электроотрицательность и многие другие. Закономерности периодической системы используются в различных областях науки и техники, и сегодня она является неотъемлемой частью учебной программы химии.