Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский  ядерный университет  «МИФИ»

«Саровский  физико-технический  институт-филиал НИЯУ МИФИ»

Экономико-математический факультет 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

по  дисциплине “Концепции современного естествознания ”

на  тему:

      “ Периодическая система элементов Д.И. Менделеева”

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: студентка гр. ЮРП-20Д Гумбатова Л. 
 
 
 
 
 

                                                                Саров, 2011 

Открытие  Менделеевым Периодического закона.

     Первый  вариант Периодической таблицы  элементов был опубликован Д. И. Менделеевым в 1869 году - задолго  до того, как было изучено строение атома. В это время Менделеев  преподавал химию в Петербургском  университете. Готовясь к лекциям, собирая  материал для своего учебника "Основы химии", Д. И. Менделеев раздумывал над тем, как систематизировать  материал таким образом, чтобы сведения о химических свойствах элементов  не выглядели набором разрозненных фактов.

     Ориентиром  в этой работе Д. И. Менделееву послужили  атомные массы (атомные веса) элементов. После Всемирного конгресса химиков в 1860 году, в работе которого участвовал и Д. И. Менделеев, проблема правильного определения атомных весов была постоянно в центре внимания многих ведущих химиков мира, в том числе и Д. И. Менделеева.

     Располагая  элементы в порядке возрастания  их атомных весов, Д. И. Менделеев  обнаружил фундаментальный закон  природы, который теперь известен как  Периодический закон:

Свойства  элементов периодически изменяются в соответствии с их атомным весом.

     Приведенная формулировка нисколько не противоречит современной, в которой понятие "атомный  вес" заменено понятием "заряд  ядра". Ядро состоит из протонов и  нейтронов. Число протонов и нейтронов  в ядрах большинства элементов  примерно одинаково, поэтому атомный  вес увеличивается примерно так  же, как увеличивается число протонов в ядре (заряд ядра Z).

     Принципиальная  новизна Периодического закона заключалась  в следующем:

1. Устанавливалась  связь между НЕСХОДНЫМИ  по своим свойствам  элементами. Эта связь  заключается в  том, что свойства  элементов плавно  и примерно одинаково  изменяются с возрастанием  их атомного веса, а затем эти  изменения ПЕРИОДИЧЕСКИ  ПОВТОРЯЮТСЯ.

2. В тех случаях,  когда создавалось  впечатление, что  в последовательности  изменения свойств  элементов не хватает  какого-нибудь звена,  в Периодической  таблице предусматривались  ПРОБЕЛЫ, которые  надо было заполнить  еще не открытыми  элементами.

     Во  всех предыдущих попытках определить взаимосвязь между элементами другие исследователи стремились создать  законченную картину, в которой не было места еще не открытым элементам. Наоборот, Д. И. Менделеев считал важнейшей частью своей Периодической таблицы те ее клеточки, которые оставались пока пустыми. Это давало возможность предсказать существование еще неизвестных элементов.

     Достойно  восхищения, что свое открытие Д. И. Менделеев сделал в то время, когда  атомные веса многих элементов были определены весьма приблизительно, а  самих элементов было известно всего 63 - то есть чуть больше половины известных  нам сегодня.

     В свою Периодическую таблицу, опубликованную в марте 1869 года, Д. И. Менделеев поместил элементов больше, чем было открыто  к тому времени!

     Глубокое  знание химических свойств различных  элементов позволило Менделееву не только указать на еще не открытые элементы, но и точно предсказать их свойства! Д. И. Менделеев точно предсказал свойства элемента, названного им "эка-силицием". Спустя 16 лет этот элемент действительно был открыт немецким химиком Винклером и назван германием.

     Сопоставление свойств, предсказанных Д. И. Менделеевым  для еще не открытого элемента "эка-силиция" со свойствами элемента германия (Ge). В современной Периодической таблице германий занимает место "эка-силиция".

     Точно так же блестяще подтвердились предсказанные  Д. И. Менделеевым свойства "эка-алюминия" (элемент галлий Ga, открыт в 1875 году) и "эка-бора" (открытый в 1879 году элемент скандий Sc).

     После этого ученым всего мира стало  ясно, что Периодическая таблица  Д. И. Менделеева не просто систематизирует  элементы, а является графическим выражением фундаментального закона природы - Периодического закона. 

     Структура Периодической системы

     На  основе Периодического закона Д.И. Менделеев  создал Периодическую систему химических элементов, которая состояла из 7 периодов и 8 групп (короткопериодный вариант таблицы). В настоящее время чаще используется длиннопериодный вариант Периодической системы (7 периодов, 8 групп, отдельно показаны элементы - лантаноиды и актиноиды).

     Периоды - это горизонтальные ряды таблицы, они подразделяются на малые и большие. В малых периодах находится 2 элемента (1-й период) или 8 элементов (2-й, 3-й периоды), в больших периодах - 18 элементов (4-й, 5-й периоды) или 32 элемента (6-й, 7-й период). Каждый период начинается с типичного металла, а заканчивается неметаллом (галогеном) и благородным газом.

     Группы - это вертикальные последовательности элементов, они нумеруется римской цифрой от I до VIII и русскими буквами А и Б. Короткопериодный вариант Периодической системы включал подгруппы элементов (главную и побочную).

     Подгруппа - это совокупность элементов, являющихся безусловными химическими аналогами; часто элементы подгруппы обладают высшей степенью окисления, отвечающей номеру группы.

     В А-группах химические свойства элементов  могут меняться в широком диапазоне  от неметаллических к металлическим (например, в главной подгруппе V группы азот - неметалл, а висмут - металл).

     В Периодической системе типичные металлы расположены в IА группе (Li-Fr), IIА (Mg-Ra) и IIIА (In, Tl). Неметаллы расположены в группах VIIА (F-Al), VIА (O-Te), VА (N-As), IVА (C, Si) и IIIА (B). Некоторые элементы А-групп (бериллий Ве, алюминий Al, германий Ge, сурьма Sb, полоний Po и другие), а также многие элементы Б-групп проявляют и металлические, и неметаллические свойства (явление амфотерности).

     Для некоторых групп применяют групповые  названия: IА (Li-Fr) - щелочные металлы, IIА (Ca-Ra) - щелочноземельные металлы, VIА (O-Po) - халькогены, VIIА (F-At) - галогены, VIIIА (He-Rn) - благородные газы. Форма Периодической системы, которую предложил Д.И. Менделеева, называлась короткопериодной или классической. В настоящее время больше используется другая форма Периодической системы - длиннопериодная.

     Периодический закон Д.И. Менделеева и Периодическая  система химических элементов стали  основой современной химии. Относительные  атомные массы приведены по Международной  таблице 1983 года. Для элементов 104-108 в квадратных скобках приведены  массовые числа наиболее долгоживущих изотопов. Названия и символы элементов, приведенные в круглых скобках, не являются общепринятыми.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                          Список литературы. 

1. Лидин Р.А. Химия. Для школьников старших классов  и поступающих в вузы: Теоретические  основы. Вопросы. Задачи. Тесты: Учеб. Пособие/2-е  изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002. – 576 с.

 

2. Ю.А.Золотов. Химия. Школьная энциклопедия.М.:- Дрофа, «Большая Российская энциклопедия»., 2003. – 872 с.