Na primeira metade do século XIX, houve várias tentativas de sistematizar os elementos e combinar os metais no sistema periódico. Foi durante este período histórico que surgiu um método de pesquisa como a análise química.
Da história da descoberta da Tabela Periódica dos Elementos
Usando uma técnica semelhante para determinar propriedades químicas específicas, os cientistas da época tentaram combinar elementos em grupos, guiados por suas características quantitativas, bem como pelo peso atômico.
Usando peso atômico
Então, I. V. Dubereiner em 1817 determinou que o estrôncio tem um peso atômico semelhante ao do bário e do cálcio. Ele também conseguiu descobrir que há muito em comum entre as propriedades do bário, estrôncio e cálcio. Com base nessas observações, o famoso químico compilou a chamada tríade de elementos. Outras substâncias foram combinadas em grupos semelhantes:
- enxofre, selênio, telúrio;
- cloro, bromo, iodo;
- lítio, sódio, potássio.
Classificação por propriedades químicas
L. Gmelin em 1843 propôs uma tabela na qual ele organizouelementos em uma ordem estrita de acordo com suas propriedades químicas. Nitrogênio, hidrogênio, oxigênio ele considerou os elementos principais, este químico os colocou fora de sua mesa.
Sob oxigênio ele colocou tétrades (4 signos cada) e pentads (5 signos cada) dos elementos. Os metais no sistema periódico foram colocados de acordo com a terminologia de Berzelius. Conforme concebido por Gmelin, todos os elementos foram determinados pela diminuição das propriedades de eletronegatividade dentro de cada subgrupo do sistema periódico.
Mesclar elementos verticalmente
Alexander Emile de Chancourtois em 1863 colocou todos os elementos em pesos atômicos ascendentes em um cilindro, dividindo-o em várias faixas verticais. Como resultado dessa divisão, elementos com propriedades físicas e químicas semelhantes estão localizados nas verticais.
Lei das oitavas
D. Newlands descobriu em 1864 um padrão bastante interessante. Quando os elementos químicos são organizados em ordem crescente de seus pesos atômicos, cada oitavo elemento mostra semelhanças com o primeiro. Newlands chamou um fato semelhante de lei das oitavas (oito notas).
Seu sistema periódico era muito arbitrário, então a ideia de um cientista observador foi chamada de versão "oitava", associando-a à música. Foi a versão Newlands que mais se aproximou da estrutura moderna do PS. Mas de acordo com a lei das oitavas mencionada, apenas 17 elementos mantiveram suas propriedades periódicas, enquanto o restante dos signos não apresentou tal regularidade.
Tabelas Odling
U. Odling apresentou várias variantes de tabelas de elementos ao mesmo tempo. Em primeiroversão, criada em 1857, propôs dividi-los em 9 grupos. Em 1861, o químico fez alguns ajustes na versão original da tabela, agrupando sinais com propriedades químicas semelhantes.
Uma variante da tabela de Odling, proposta em 1868, assumia a disposição de 45 elementos em pesos atômicos ascendentes. A propósito, foi essa tabela que mais tarde se tornou o protótipo do sistema periódico de D. I. Mendeleev.
Divisão de valência
L. Meyer em 1864 propôs uma tabela que incluía 44 elementos. Eles foram colocados em 6 colunas, de acordo com a valência do hidrogênio. A mesa tinha duas partes ao mesmo tempo. O principal reunia seis grupos, com 28 signos em pesos atômicos ascendentes. Em sua estrutura, pêntades e tétrades eram vistas a partir de sinais semelhantes a propriedades químicas. Meyer colocou os elementos restantes na segunda tabela.
A contribuição de D. I. Mendeleev para a criação da tabela de elementos
O moderno sistema periódico de elementos de D. I. Mendeleev surgiu com base nas tabelas de Mayer compiladas em 1869. Na segunda versão, Mayer organizou os signos em 16 grupos, colocou os elementos em pêntades e tétrades, levando em consideração propriedades químicas conhecidas. E em vez de valência, ele usou uma numeração simples para grupos. Não havia boro, tório, hidrogênio, nióbio, urânio nele.
A estrutura do sistema periódico na forma apresentada nas edições modernas não apareceu imediatamente. Podem ser distinguidostrês etapas principais durante as quais o sistema periódico foi criado:
- A primeira versão da tabela foi apresentada em blocos de construção. A natureza periódica da relação entre as propriedades dos elementos e os valores de seus pesos atômicos foi traçada. Mendeleev propôs esta versão da classificação dos signos em 1868-1869
- O cientista abandona o sistema original, pois não refletia os critérios pelos quais os elementos se enquadrariam em uma determinada coluna. Ele propõe colocar os signos de acordo com a semelhança das propriedades químicas (fevereiro de 1869)
- Em 1870, Dmitri Mendeleev introduziu o moderno sistema periódico de elementos no mundo científico.
A versão do químico russo levou em consideração tanto a posição dos metais no sistema periódico quanto as propriedades dos não metais. Ao longo dos anos que se passaram desde a primeira edição da brilhante invenção de Mendeleev, a mesa não sofreu grandes mudanças. E naqueles lugares que ficaram vazios durante o tempo de Dmitry Ivanovich, surgiram novos elementos, descobertos após sua morte.
Recursos da tabela periódica
Por que se considera que o sistema descrito é periódico? Isso se deve à estrutura da tabela.
No total, contém 8 grupos, e cada um possui dois subgrupos: o principal (principal) e o secundário. Acontece que são 16 subgrupos no total. Eles estão localizados verticalmente, ou seja, de cima para baixo.
Além disso, a tabela também possui linhas horizontais chamadas pontos. Eles também têm seusdivisão adicional em pequeno e grande. A característica do sistema periódico implica levar em conta a localização do elemento: seu grupo, subgrupo e período.
Como as propriedades mudam nos subgrupos principais
Todos os principais subgrupos da tabela periódica começam com elementos do segundo período. Para sinais pertencentes ao mesmo subgrupo principal, o número de elétrons externos é o mesmo, mas a distância entre os últimos elétrons e o núcleo positivo varia.
Além disso, um aumento no peso atômico (massa atômica relativa) do elemento ocorre neles de cima. É este indicador que é o fator determinante na identificação de padrões de mudanças nas propriedades dentro dos principais subgrupos.
Como o raio (a distância entre o núcleo positivo e os elétrons negativos externos) no subgrupo principal aumenta, as propriedades não metálicas (a capacidade de aceitar elétrons durante as transformações químicas) diminuem. Quanto à mudança nas propriedades metálicas (doação de elétrons para outros átomos), ela aumentará.
Usando o sistema periódico, você pode comparar as propriedades de diferentes representantes do mesmo subgrupo principal. Na época em que Mendeleev criou o sistema periódico, ainda não havia informações sobre a estrutura da matéria. Surpreendente é o fato de que depois que surgiu a teoria da estrutura do átomo, estudada em escolas de ensino e universidades especializadas em química e na atualidade, ela confirmou a hipótese de Mendeleev, e não refutou suas suposições sobre o arranjo dos átomos dentro da mesa.
Eletronegatividade emos subgrupos principais decrescem para baixo, ou seja, quanto mais baixo o elemento estiver localizado no grupo, menor será sua capacidade de anexar átomos.
Mudando as propriedades dos átomos nos subgrupos laterais
Como o sistema de Mendeleev é periódico, a mudança nas propriedades desses subgrupos ocorre na ordem inversa. Tais subgrupos incluem elementos a partir do período 4 (representantes das famílias d e f). Na parte inferior desses subgrupos, as propriedades metálicas diminuem, mas o número de elétrons externos é o mesmo para todos os representantes de um subgrupo.
Recursos da estrutura de períodos em PS
Cada novo período, com exceção do primeiro, na tabela do químico russo começa com um metal alcalino ativo. Em seguida estão os metais anfotéricos, que exibem propriedades duais nas transformações químicas. Depois, existem vários elementos com propriedades não metálicas. O período termina com um gás inerte (não metálico, prático, sem atividade química).
Dado que o sistema é periódico, há uma mudança de atividade em períodos. Da esquerda para a direita, a atividade redutora (propriedades metálicas) diminuirá, a atividade oxidante (propriedades não metálicas) aumentará. Assim, os metais mais brilhantes do período estão à esquerda e os não metais à direita.
Em grandes períodos, constituídos por duas linhas (4-7), também aparece um caractere periódico, mas devido à presença de representantes da família d ou f, há muito mais elementos metálicos na linha.
Nomes dos subgrupos principais
Parte dos grupos de elementos presentes na tabela periódica recebeu nomes próprios. Representantes do primeiro grupo A do subgrupo são chamados de metais alcalinos. Os metais devem esse nome à sua atividade com a água, resultando na formação de álcalis cáusticos.
O segundo subgrupo do grupo A é considerado metais alcalino-terrosos. Ao interagir com a água, esses metais formam óxidos, que já foram chamados de terras. Foi a partir dessa época que um nome semelhante foi atribuído aos representantes deste subgrupo.
Os não metais do subgrupo oxigênio são chamados de calcogênios, e os representantes do grupo 7A são chamados de halogênios. 8 Um subgrupo é chamado de gases inertes por causa de sua atividade química mínima.
PS no curso escolar
Para os escolares, geralmente é oferecida uma variante da tabela periódica, na qual, além de grupos, subgrupos, períodos, também são indicadas as fórmulas dos compostos mais voláteis e dos óxidos mais altos. Tal truque permite que os alunos desenvolvam habilidades na compilação de óxidos superiores. Basta substituir o sinal do representante do subgrupo ao invés do elemento para obter o óxido mais alto finalizado.
Se você observar atentamente a aparência geral dos compostos voláteis de hidrogênio, poderá ver que eles são característicos apenas de não-metais. Há traços nos grupos 1-3, pois os metais são representantes típicos desses grupos.
Além disso, em alguns livros escolares de química, cada sinal indica a distribuição de elétrons ao longoníveis de energia. Esta informação não existia durante o período do trabalho de Mendeleev, fatos científicos semelhantes apareceram muito mais tarde.
Você também pode ver a fórmula do nível eletrônico externo, pela qual é fácil adivinhar a qual família esse elemento pertence. Tais dicas são inaceitáveis nas sessões de exame, portanto, os egressos do 9º e 11º anos, que decidem demonstrar seus conhecimentos químicos no OGE ou no Exame Estadual Unificado, recebem versões clássicas em preto e branco de tabelas periódicas que não contêm informações adicionais sobre a estrutura do átomo, as fórmulas de óxidos superiores, a composição de compostos de hidrogênio voláteis.
Tal decisão é bastante lógica e compreensível, porque para os alunos que decidiram seguir os passos de Mendeleev e Lomonosov, não será difícil usar a versão clássica do sistema, eles simplesmente não precisam de prompts.
Foi a lei periódica e o sistema de D. I. Mendeleev que desempenhou o papel mais importante no desenvolvimento da teoria atômica e molecular. Após a criação do sistema, os cientistas começaram a prestar mais atenção ao estudo da composição do elemento. A tabela ajudou a esclarecer algumas informações sobre substâncias simples, bem como sobre a natureza e propriedades dos elementos que elas formam.
O próprio Mendeleev assumiu que novos elementos seriam descobertos em breve e previu a posição dos metais no sistema periódico. Foi após o aparecimento deste último que uma nova era começou na química. Além disso, um início sério foi dado à formação de muitas ciências relacionadas que estão relacionadas com a estrutura do átomo etransformações de elementos.
