indium v ​​prírode. Čo sú chemické prvky? Systém a vlastnosti chemických prvkov

Pozri tiež: Zoznam chemických prvkov podľa atómového čísla a Abecedný zoznam chemických prvkov Obsah 1 Aktuálne používané symboly ... Wikipedia

Pozri tiež: Zoznam chemických prvkov podľa symbolov a Abecedný zoznam chemických prvkov Toto je zoznam chemických prvkov usporiadaných vzostupne podľa atómového čísla. Tabuľka zobrazuje názov prvku, symbol, skupinu a obdobie v ... ... Wikipédii

Hlavný článok: Zoznamy chemických prvkov Obsah 1 Elektronická konfigurácia 2 Literatúra 2.1 NIST ... Wikipedia

Hlavný článok: Zoznamy chemických prvkov Číslo Symbol Názov Tvrdosť podľa Mohsa Tvrdosť podľa Vickersa (GPa) Tvrdosť podľa Brinella (GPa) 3 Li Lítium 0,6 4 Be berýlium 5,5 1,67 0,6 5 B Bór 9,5 49 6 C Uhlík 1,5 (grafit) 6 ... Wikipedia

Pozri tiež: Zoznam chemických prvkov podľa atómového čísla a Zoznam chemických prvkov podľa symbolov Abecedný zoznam chemických prvkov. Dusík N Aktinium Ac Hliník Al Americium Am Argon Ar Astatine At ... Wikipedia

Hlavný článok: Zoznamy chemických prvkov Č. Symbol Ruské meno Latinský názov Názov etymológia 1 H Vodík Vodík Z inej gréčtiny. ὕδωρ „voda“ a γεννάω „rodím“. 2 ... Wikipedia

Zoznam symbolov chemických prvkov symboly (znaky), kódy alebo skratky používané na stručné alebo názorné znázornenie názvov chemických prvkov a jednoduchých látok s rovnakým názvom. V prvom rade sú to symboly chemických prvkov ... Wikipedia

Nižšie sú uvedené názvy omylom objavených chemických prvkov (s autormi a dátumami objavov). Všetky nižšie uvedené prvky boli objavené ako výsledok experimentov zostavených viac-menej objektívne, ale spravidla nesprávne ... ... Wikipedia

Odporúčané hodnoty mnohých vlastností prvkov spolu s rôznymi referenciami sú zhromaždené na týchto stránkach. Akékoľvek zmeny v hodnotách v infoboxe musia byť porovnané s hodnotami danými a/alebo zodpovedajúcimi ... ... Wikipedia

Chemický znak dvojatómovej molekuly chlóru 35 Symboly chemických prvkov (chemické znaky) symbol chemické prvky. Spolu s chemickými vzorcami, schémami a rovnicami chemických reakcií tvoria formálny jazyk ... ... Wikipedia

knihy

• Angličtina pre lekárov. 8. vyd. , Muraveyskaya Marianna Stepanovna , Orlova Larisa Konstantinovna , 384 str. Účel študijná príručka vyučovať čítanie a preklad anglických lekárskych textov, viesť rozhovory v rôznych oblastiach medicíny. Pozostáva z krátkeho úvodného fonetického a... Kategória: Učebnice pre vysoké školy Vydavateľstvo: Flinta, Výrobca: Flinta,
• Angličtina pre lekárov, Muraveyskaya M.S. , Účelom učebnice je naučiť čítať a prekladať anglické medicínske texty, viesť rozhovory v rôznych oblastiach medicíny. Pozostáva z krátkeho úvodného fonetického a hlavného ... Kategória: Učebnice a návody Séria: Vydavateľstvo: Flinta,

Obklopuje nás množstvo rôznych vecí a predmetov, živých i neživých tiel prírody. A všetky majú svoje zloženie, štruktúru, vlastnosti. U živých bytostí dochádza k najzložitejším biochemickým reakciám, ktoré sprevádzajú procesy vitálnej činnosti. Neživé telá plnia v prírode a biomase rôzne funkcie a majú zložité molekulárne a atómové zloženie.

Ale všetky spolu objekty planéty majú spoločný znak: skladajú sa z mnohých drobných štruktúrnych častíc nazývaných atómy chemických prvkov. Také malé, že ich nie je možné vidieť voľným okom. Čo sú chemické prvky? Aké vlastnosti majú a ako ste sa dozvedeli o ich existencii? Skúsme na to prísť.

Pojem chemických prvkov

V konvenčnom zmysle sú chemické prvky len grafickým znázornením atómov. Častice, ktoré tvoria všetko, čo existuje vo vesmíre. To znamená, že na otázku „čo sú chemické prvky“ možno dať takúto odpoveď. Sú to zložité malé štruktúry, súbory všetkých izotopov atómov, spojené spoločným názvom, ktoré majú svoje grafické označenie (symbol).

K dnešnému dňu je známych 118 prvkov, ktoré sa objavujú v prírodných podmienkach aj synteticky, prostredníctvom realizácie jadrových reakcií a jadier iných atómov. Každý z nich má súbor charakteristík, svoje umiestnenie v spoločný systém, história objavov a meno, a tiež zohráva určitú úlohu v povahe a živote živých bytostí. Chémia je štúdium týchto vlastností. Chemické prvky sú základom pre stavbu molekúl, jednoduchých a zložitých zlúčenín a následne aj chemických interakcií.

História objavov

Samotné pochopenie toho, čo sú chemické prvky, prišlo až v 17. storočí vďaka práci Boyla. Bol to on, kto prvýkrát hovoril o tomto koncepte a dal mu nasledujúcu definíciu. Sú to nedeliteľné malé jednoduché látky, z ktorých sa skladá všetko okolo, vrátane všetkých zložitých.

Pred týmto dielom dominovali názory alchymistov, uznávajúcich teóriu štyroch živlov – Empidokla a Aristotela, ako aj tých, ktorí objavili „horľavé princípy“ (síra) a „kovové princípy“ (ortuť).

Takmer celé 18. storočie bola rozšírená úplne mylná teória flogistónu. Antoine Laurent Lavoisier však už na konci tohto obdobia dokazuje, že je to neudržateľné. Opakuje Boylovu formuláciu, no zároveň ju dopĺňa o prvý pokus o systematizáciu všetkých vtedy známych prvkov, pričom ich rozdeľuje do štyroch skupín: kovy, radikály, zeminy, nekovy.

Ďalší veľký krok k pochopeniu toho, čo sú chemické prvky, prichádza od Daltona. Pripisuje sa mu objav atómovej hmoty. Na základe toho rozdeľuje časť známych chemických prvkov v poradí zvyšovania ich atómovej hmotnosti.

Neustále intenzívny rozvoj vedy a techniky umožňuje množstvo objavov nových prvkov v zložení prírodných telies. Preto do roku 1869 - v čase veľkého stvorenia D. I. Mendelejeva - si veda uvedomila existenciu 63 prvkov. Práca ruského vedca sa stala prvou úplnou a navždy pevnou klasifikáciou týchto častíc.

Štruktúra chemických prvkov v tom čase nebola stanovená. Verilo sa, že atóm je nedeliteľný, že je to najmenšia jednotka. Objavom fenoménu rádioaktivity sa dokázalo, že sa delí na štruktúrne časti. Takmer každý súčasne existuje vo forme niekoľkých prírodných izotopov (podobné častice, ale s rôznym počtom neutrónových štruktúr, z ktorých sa mení atómová hmotnosť). Do polovice minulého storočia tak bolo možné dosiahnuť poriadok v definícii pojmu chemický prvok.

Mendelejevov systém chemických prvkov

Vedec dal za základ rozdiel v atómovej hmotnosti a podarilo sa mu dômyselným spôsobom usporiadať všetky známe chemické prvky vo vzostupnom poradí. Celá hĺbka a genialita jeho vedeckého myslenia a predvídavosti však spočívala v tom, že Mendelejev nechal vo svojom systéme prázdne miesta, otvorené bunky pre zatiaľ neznáme prvky, ktoré budú podľa vedca objavené v budúcnosti.

A všetko dopadlo presne tak, ako povedal. Chemické prvky Mendelejeva časom zaplnili všetky prázdne bunky. Každá štruktúra predpovedaná vedcami bola objavená. A teraz môžeme s istotou povedať, že systém chemických prvkov predstavuje 118 jednotiek. Pravda, posledné tri objavy ešte nie sú oficiálne potvrdené.

Samotný systém chemických prvkov je znázornený graficky tabuľkou, v ktorej sú prvky usporiadané podľa hierarchie ich vlastností, nábojov jadier a štruktúrnych znakov elektrónových obalov ich atómov. Existujú teda obdobia (7 kusov) - horizontálne rady, skupiny (8 kusov) - vertikálne, podskupiny (hlavné a vedľajšie v rámci každej skupiny). Najčastejšie sú v spodných vrstvách stola oddelene umiestnené dva rady čeľadí - lantanoidy a aktinidy.

Atómová hmotnosť prvku sa skladá z protónov a neutrónov, ktorých súčet sa nazýva "hmotnostné číslo". Počet protónov sa určuje veľmi jednoducho – rovná sa poradovému číslu prvku v sústave. A keďže atóm ako celok je elektricky neutrálny systém, to znamená, že nemá vôbec žiadny náboj, počet záporných elektrónov sa vždy rovná počtu kladných protónových častíc.

Charakteristiky chemického prvku teda môžu byť dané jeho polohou v periodickom systéme. Koniec koncov, takmer všetko je opísané v bunke: sériové číslo, čo znamená elektróny a protóny, atómová hmotnosť (priemerná hodnota všetkých existujúcich izotopov daného prvku). Je vidieť, v akom období sa štruktúra nachádza (čo znamená, že toľko vrstiev bude mať elektróny). Pre prvky hlavných podskupín je možné predpovedať aj počet negatívnych častíc na poslednej energetickej hladine – rovná sa číslu skupiny, v ktorej sa prvok nachádza.

Počet neutrónov sa dá vypočítať odčítaním protónov od hmotnostného čísla, teda poradového čísla. Pre každý chemický prvok je tak možné získať a zostaviť celý elektrónovo-grafický vzorec, ktorý bude presne odrážať jeho štruktúru a vykazovať možné a prejavené vlastnosti.

Rozloženie prvkov v prírode

Štúdiu tejto problematiky sa venuje celá veda, kozmochémia. Údaje ukazujú, že rozloženie prvkov na našej planéte sa vo vesmíre opakuje. Hlavným zdrojom jadier ľahkých, ťažkých a stredných atómov sú jadrové reakcie prebiehajúce vo vnútri hviezd – nukleosyntéza. Vďaka týmto procesom vesmír a vesmír dodali našej planéte všetky dostupné chemické prvky.

Celkovo zo 118 známych zástupcov v prírodnom prírodné zdrojeĽudia ich objavili 89. Toto sú základné, najbežnejšie atómy. Chemické prvky boli tiež syntetizované umelo bombardovaním jadier neutrónmi (nukleosyntéza v laboratóriu).

Najpočetnejšie sú jednoduché látky prvkov ako dusík, kyslík, vodík. Uhlík je súčasťou všetkých organických látok, čo znamená, že zaujíma aj popredné miesto.

Klasifikácia podľa elektrónovej štruktúry atómov

Jednou z najbežnejších klasifikácií všetkých chemických prvkov systému je ich distribúcia na základe ich elektronickej štruktúry. Podľa toho, koľko energetických hladín je obsiahnutých v obale atómu a ktorá z nich obsahuje posledné valenčné elektróny, možno rozlíšiť štyri skupiny prvkov.

S-prvky

Sú to tie, v ktorých je s-orbitál naplnený ako posledný. Táto rodina zahŕňa prvky prvej skupiny hlavnej podskupiny (alebo Iba jeden elektrón na vonkajšej úrovni určuje podobné vlastnosti týchto zástupcov ako silné redukčné činidlá.

R-prvky

Len 30 kusov. Valenčné elektróny sa nachádzajú na podúrovni p. Sú to prvky, ktoré tvoria hlavné podskupiny od tretej do ôsmej skupiny, súvisiace s 3,4,5,6 periódami. Medzi nimi sa podľa ich vlastností nachádzajú kovy aj typické nekovové prvky.

d-prvky a f-prvky

Ide o prechodné kovy od 4 do 7 veľkých periód. Celkovo je 32 prvkov. Jednoduché látky môžu vykazovať kyslé aj zásadité vlastnosti (oxidačné a redukčné). Tiež amfotérne, teda duálne.

Do rodiny f patria lantanoidy a aktinidy, v ktorých sa posledné elektróny nachádzajú vo f-orbitáloch.

Látky tvorené prvkami: jednoduché

Všetky triedy chemických prvkov môžu existovať vo forme jednoduchých alebo komplexných zlúčenín. Je teda zvykom považovať za jednoduché tie, ktoré sú tvorené z rovnakej štruktúry v rôznych množstvách. Napríklad O2 je kyslík alebo dikyslík a O3 je ozón. Tento jav sa nazýva alotropia.

Jednoduché chemické prvky, ktoré tvoria zlúčeniny s rovnakým názvom, sú charakteristické pre každého zástupcu periodického systému. Ale nie všetky sú svojimi vlastnosťami rovnaké. Existujú teda jednoduché látky kovy a nekovy. Prví tvoria hlavné podskupiny so skupinou 1-3 a všetkými vedľajšími podskupinami v tabuľke. Nekovy tvoria hlavné podskupiny 4-7 skupín. Ôsma hlavná zahŕňa špeciálne prvky - ušľachtilé alebo inertné plyny.

Spomedzi všetkých doteraz objavených jednoduchých prvkov je za normálnych podmienok známych 11 plynov, 2 kvapalné látky (bróm a ortuť), všetky ostatné sú pevné látky.

Komplexné spojenia

Je obvyklé označovať tie, ktoré pozostávajú z dvoch alebo viacerých chemických prvkov. Príkladov je veľa, veď je známych viac ako 2 milióny chemických zlúčenín! Sú to soli, oxidy, zásady a kyseliny, komplexné komplexné zlúčeniny, všetky organické látky.

Pozri tiež: Zoznam chemických prvkov podľa atómového čísla a Abecedný zoznam chemických prvkov Obsah 1 Aktuálne používané symboly ... Wikipedia

Pozri tiež: Zoznam chemických prvkov podľa symbolov a Abecedný zoznam chemických prvkov Toto je zoznam chemických prvkov usporiadaných vzostupne podľa atómového čísla. Tabuľka zobrazuje názov prvku, symbol, skupinu a obdobie v ... ... Wikipédii

- (ISO 4217) Kódy pre reprezentáciu mien a fondov (angl.) Codes pour la représentation des monnaies et types de fonds (fr.) ... Wikipedia

Najjednoduchšia forma hmoty, ktorú možno identifikovať chemickými metódami. Sú to základné časti jednoduchých a zložitých látok, ktoré sú súborom atómov s rovnakým jadrovým nábojom. Náboj jadra atómu je určený počtom protónov v... Collierova encyklopédia

Obsah 1 Paleolit ​​Vek 2 10. tisícročie pred Kr e. 3 9. tisícročie pred Kristom ehm... Wikipedia

Obsah 1 Paleolit ​​Vek 2 10. tisícročie pred Kr e. 3 9. tisícročie pred Kristom ehm... Wikipedia

Tento výraz má iné významy, pozri Rusi (významy). ruský ... Wikipedia

Terminológia 1: : dw Číslo dňa v týždni. "1" zodpovedá pondelkovým definíciám pojmov z rôznych dokumentov: dw DUT Rozdiel medzi Moskvou a UTC, vyjadrený ako celé číslo hodín Definície pojmov od ... ... Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie

Indium(lat. Indium), In, chemický prvok skupiny III periodického systému Mendelejeva; atómové číslo 49, atómová hmotnosť 114,82; biely lesklý mäkký kov. Prvok pozostáva zo zmesi dvoch izotopov: 113 In (4,33 %) a 115 In (95,67 %); posledný izotop má veľmi slabú β-rádioaktivitu (polčas rozpadu T ½ = 6 10 14 rokov).

V roku 1863 nemeckí vedci F. Reich a T. Richter počas spektroskopického výskumu zinkovej zmesi objavili v spektre nové čiary patriace neznámemu prvku. Podľa žiarivo modrej (indigovej) farby týchto liniek dostal nový prvok názov indium.

Distribúcia India v prírode. Indium je typický stopový prvok, jeho priemerný obsah v litosfére je 1,4·10 -5 % hmotnosti. Počas magmatických procesov je India mierne nahromadená v žulach a iných kyslých horninách. Hlavné procesy koncentrácie Indie v zemskej kôre sú spojené s horúcimi vodnými roztokmi, ktoré tvoria hydrotermálne ložiská. Indium je v nich viazané so Zn, Sn, Cd a Pb. Sfalerity, chalkopyrity a kassiterity sú obohatené indiom v priemere 100-krát (obsah je asi 1,4·10 -3 %). Známe sú tri minerály Indie - pôvodné indium, roquezit CuInS 2 a indit In 2 S 4 , ale všetky sú mimoriadne vzácne. Praktický význam má akumulácia Indie v sfaleritoch (do 0,1 %, niekedy 1 %). Obohatenie v Indii je typické pre ložiská pacifického rudného pásu.

Fyzikálne vlastnosti India. Kryštálová mriežka Indie je štvoruholníková, plošne centrovaná s parametrami a = 4,583 Á a c = 4,936 Á. Atómový polomer 1,66 Á; iónové polomery In 3+ 0,92 Á, In + 1,30 Á; hustota 7,362 g/cm3. Indium je taviteľné, jeho t pl je 156,2 °C; t bal 2075 °C. Teplotný koeficient lineárnej rozťažnosti 33 10 -6 (20 °C); špecifické teplo pri 0-150°C 234,461 J/(kg K) alebo 0,056 cal/(g°C); elektrický odpor pri 0 °C 8,2 · 10 -8 ohm · m alebo 8,2 · 10 -6 ohm · cm; modul pružnosti 11 N/m2 alebo 1100 kgf/mm2; Tvrdosť podľa Brinella 9 MN / m 2 alebo 0,9 kgf / mm 2.

Chemické vlastnosti Indie. V súlade s elektrónovou konfiguráciou atómu 4d 10 5s 2 5p 1 má indium v ​​zlúčeninách valencie 1, 2 a 3 (prevažne). Na vzduchu v pevnom kompaktnom stave je indium stabilné, ale oxiduje, keď vysoké teploty, a nad 800 °C horí fialovomodrým plameňom, pričom vzniká oxid In 2 O 3 - žlté kryštály, dobre rozpustné v kyselinách. Pri zahrievaní sa indium ľahko spája s halogénmi a vytvára rozpustné halogenidy InCl3, InBr3, InI3. Indium sa zahrieva v prúde HCl, aby sa získal chlorid InCl2, a keď para InCl2 prechádza cez zahriaty In, vytvorí sa InCl. So sírou tvorí Indium sulfidy In 2 S 3, InS; dávajú zlúčeniny InS·In 2 S 3 a 3InS·In 2 S 3 . Vo vode v prítomnosti oxidačných činidiel indium pomaly koroduje z povrchu: 4In + 3O 2 + 6H 2 O = 4In(OH) 3 . V kyselinách je indium rozpustné, jeho normálny elektródový potenciál je -0,34 V a prakticky nerozpustný v zásadách. Soli Indie sa ľahko hydrolyzujú; produkt hydrolýzy - zásadité soli alebo hydroxid In(OH) 3 . Ten je vysoko rozpustný v kyselinách a zle v alkalických roztokoch (s tvorbou solí - indátov): V (OH) 3 + 3 KOH = K 3. Zlúčeniny india nižších oxidačných stavov sú dosť nestabilné; halogenidy InHal a čierny oxid In 2 O sú veľmi silné redukčné činidlá.

Získanie Indie. Indium sa získava z odpadu a medziproduktov výroby zinku, olova a cínu. Táto surovina obsahuje tisíciny až desatiny percenta Indie. Ťažba Indie pozostáva z troch hlavných etáp: získanie obohateného produktu – indického koncentrátu; spracovanie koncentrátu na surový kov; rafinácia. Vo väčšine prípadov sa surovina spracuje kyselinou sírovou a indium sa prevedie do roztoku, z ktorého sa hydrolytickým zrážaním izoluje koncentrát. Hrubé indium sa izoluje hlavne nauhličením na zinku alebo hliníku. Rafinácia sa vykonáva chemickými, elektrochemickými, destilačnými a kryštálovo-fyzikálnymi metódami.

Aplikácia India. Indium a jeho zlúčeniny (napríklad InN nitrid, InP fosfid, InSb antimonid) sa najčastejšie používajú v polovodičovej technológii. Indium sa používa na rôzne antikorózne nátery (vrátane náterov ložísk). Indium povlaky sú vysoko reflexné, čo sa používa na výrobu zrkadiel a reflektorov. Priemyselný význam majú určité zliatiny india, vrátane taviteľných zliatin, spájok na lepenie skla na kov a iné.

Chemický prvok je súhrnný pojem, ktorý popisuje súbor atómov jednoduchej látky, teda takej, ktorú nemožno rozdeliť na žiadne jednoduchšie (podľa štruktúry ich molekúl) zložky. Predstavte si, že dostanete kus čistého železa s požiadavkou rozdeliť ho na hypotetické zložky pomocou akéhokoľvek zariadenia alebo metódy, ktorú kedy vymysleli chemici. Nedá sa však nič robiť, žehlička sa nikdy nerozdelí na niečo jednoduchšie. Jednoduchá látka - železo - zodpovedá chemickému prvku Fe.

Teoretická definícia

Vyššie uvedený experimentálny fakt možno vysvetliť pomocou nasledujúcej definície: chemický prvok je abstraktný súbor atómov (nie molekúl!) zodpovedajúcej jednoduchej látky, t. j. atómov rovnakého typu. Ak by existoval spôsob, ako sa pozrieť na každý z jednotlivých atómov v kuse čistého železa spomenutého vyššie, potom by boli všetky rovnaké - atómy železa. Na rozdiel od toho chemická zlúčenina, ako je oxid železa, vždy obsahuje aspoň dva rôzne druhy atómov: atómy železa a atómy kyslíka.

Pojmy, ktoré by ste mali poznať

Atómová hmotnosť: hmotnosť protónov, neutrónov a elektrónov, ktoré tvoria atóm chemického prvku.

atómové číslo: počet protónov v jadre atómu prvku.

chemický symbol: písmeno alebo dvojica latinských písmen predstavujúca označenie daného prvku.

Chemická zlúčenina: látka, ktorá pozostáva z dvoch alebo viacerých chemických prvkov navzájom kombinovaných v určitom pomere.

Kovové: Prvok, ktorý pri chemických reakciách s inými prvkami stráca elektróny.

Metaloid: Prvok, ktorý reaguje niekedy ako kov a niekedy ako nekov.

Nekovové: prvok, ktorý sa snaží získať elektróny v chemických reakciách s inými prvkami.

Periodický systém chemických prvkov: systém klasifikácie chemických prvkov podľa ich atómových čísel.

syntetický prvok: taký, ktorý sa získava umelo v laboratóriu a zvyčajne sa nevyskytuje v prírode.

Prírodné a syntetické prvky

Deväťdesiatdva chemických prvkov sa prirodzene vyskytuje na Zemi. Zvyšok získali umelo v laboratóriách. Syntetický chemický prvok je zvyčajne produktom jadrových reakcií v urýchľovačoch častíc (zariadenia používané na zvýšenie rýchlosti subatomárnych častíc, ako sú elektróny a protóny) alebo jadrových reaktoroch (zariadenia používané na manipuláciu s energiou uvoľnenou pri jadrových reakciách). Prvým syntetizovaným prvkom s atómovým číslom 43 bolo technécium, ktoré objavili v roku 1937 talianski fyzici C. Perrier a E. Segre. Okrem technécia a prométia majú všetky syntetické prvky jadrá väčšie ako jadrá uránu. Posledným syntetickým prvkom, ktorý má byť pomenovaný, je livermorium (116) a predtým flerovium (114).

Dve desiatky spoločných a dôležitých prvkov

* Ak hodnota nie je špecifikovaná, potom je prvok menší ako 0,1 percenta.

Veľký tresk ako hlavná príčina vzniku hmoty

Ktorý chemický prvok bol úplne prvý vo vesmíre? Vedci sa domnievajú, že odpoveď na túto otázku spočíva vo hviezdach a procesoch, ktorými hviezdy vznikajú. Predpokladá sa, že vesmír vznikol v určitom časovom bode pred 12 až 15 miliardami rokov. Až do tohto momentu nie je počaté nič, čo existuje, okrem energie. Stalo sa však niečo, čo túto energiu premenilo na obrovský výbuch (tzv. Veľký tresk). V sekundách po Veľkom tresku sa začala formovať hmota.

Prvé najjednoduchšie formy hmoty, ktoré sa objavili, boli protóny a elektróny. Niektoré z nich sú spojené do atómov vodíka. Ten pozostáva z jedného protónu a jedného elektrónu; je to najjednoduchší atóm, aký môže existovať.

Pomaly, po dlhú dobu, sa atómy vodíka začali zhromažďovať v určitých oblastiach vesmíru a vytvárali husté oblaky. Vodík v týchto oblakoch bol gravitačnými silami stiahnutý do kompaktných útvarov. Nakoniec sa tieto oblaky vodíka stali dostatočne hustými, aby vytvorili hviezdy.

Hviezdy ako chemické reaktory nových prvkov

Hviezda je jednoducho hmota, ktorá generuje energiu jadrových reakcií. Najbežnejšou z týchto reakcií je spojenie štyroch atómov vodíka, ktoré tvoria jeden atóm hélia. Hneď ako sa začali formovať hviezdy, hélium sa stalo druhým prvkom, ktorý sa objavil vo vesmíre.

Ako hviezdy starnú, prechádzajú z vodíkovo-héliových jadrových reakcií na iné typy. V nich atómy hélia tvoria atómy uhlíka. Neskôr atómy uhlíka tvoria kyslík, neón, sodík a horčík. Ešte neskôr sa neón a kyslík navzájom spájajú a vytvárajú horčík. Ako tieto reakcie pokračujú, vzniká stále viac chemických prvkov.

Prvé sústavy chemických prvkov

Pred viac ako 200 rokmi začali chemici hľadať spôsoby, ako ich klasifikovať. V polovici devätnásteho storočia bolo známych asi 50 chemických prvkov. Jedna z otázok, ktoré sa chemici snažili vyriešiť. zredukované na nasledovné: je chemický prvok látka úplne odlišná od akéhokoľvek iného prvku? Alebo niektoré prvky nejakým spôsobom súvisia s inými? Či existuje a bežný zákon to ich spája?

Navrhli chemici rôzne systémy chemické prvky. Napríklad anglický chemik William Prout v roku 1815 navrhol, že atómová hmotnosť všetkých prvkov je násobkom hmotnosti atómu vodíka, ak ju vezmeme rovnú jednej, to znamená, že to musia byť celé čísla. V tom čase už J. Dalton vypočítal atómové hmotnosti mnohých prvkov vo vzťahu k hmotnosti vodíka. Ak je to však približne prípad uhlíka, dusíka, kyslíka, potom chlór s hmotnosťou 35,5 do tejto schémy nezapadá.

Nemecký chemik Johann Wolfgang Dobereiner (1780-1849) v roku 1829 ukázal, že tri prvky z takzvanej halogénovej skupiny (chlór, bróm a jód) možno klasifikovať podľa ich relatívnych atómových hmotností. Atómová hmotnosť brómu (79,9) sa ukázala takmer presne ako priemer atómových hmotností chlóru (35,5) a jódu (127), konkrétne 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (takmer 79,9). Išlo o prvý prístup ku konštrukcii jednej zo skupín chemických prvkov. Doberiner objavil ešte dve takéto triády prvkov, ale nepodarilo sa mu sformulovať všeobecný periodický zákon.

Ako sa objavila periodická tabuľka chemických prvkov?

Väčšina skorých klasifikačných schém nebola veľmi úspešná. Potom, okolo roku 1869, takmer rovnaký objav urobili dvaja chemici takmer v rovnakom čase. Ruský chemik Dmitri Mendelejev (1834-1907) a nemecký chemik Julius Lothar Meyer (1830-1895) navrhli organizovanie prvkov, ktoré majú podobné fyzikálne a Chemické vlastnosti do usporiadaného systému skupín, radov a období. Mendelejev a Meyer zároveň poukázali na to, že vlastnosti chemických prvkov sa periodicky opakujú v závislosti od ich atómových hmotností.

Dnes je Mendelejev všeobecne považovaný za objaviteľa periodického zákona, pretože urobil jeden krok, ktorý Meyer neurobil. Keď boli všetky prvky umiestnené v periodickej tabuľke, objavili sa v nej nejaké medzery. Mendelejev predpovedal, že ide o lokality pre prvky, ktoré ešte neboli objavené.

Zašiel však ešte ďalej. Mendelejev predpovedal vlastnosti týchto ešte neobjavených prvkov. Vedel, kde sa nachádzajú v periodickej tabuľke, takže mohol predpovedať ich vlastnosti. Je pozoruhodné, že každý predpovedaný chemický prvok Mendelejev, budúce gálium, skandium a germánium, bol objavený menej ako desať rokov po zverejnení periodického zákona.

Skrátený tvar periodickej tabuľky

Boli pokusy vypočítať, koľko variantov grafického znázornenia periodického systému navrhli rôzni vedci. Ukázalo sa, že viac ako 500. Navyše 80 % celkový počet možnosti sú tabuľky a zvyšok sú geometrické tvary, matematické krivky atď praktické využitie našli štyri typy stolov: krátke, polodlhé, dlhé a rebríkové (pyramídové). To druhé navrhol veľký fyzik N. Bohr.

Na obrázku nižšie je znázornená krátka forma.

V ňom sú chemické prvky usporiadané vo vzostupnom poradí ich atómových čísel zľava doprava a zhora nadol. Takže prvý chemický prvok periodickej tabuľky, vodík, má atómové číslo 1, pretože jadrá atómov vodíka obsahujú iba jeden protón. Podobne aj kyslík má atómové číslo 8, keďže jadrá všetkých atómov kyslíka obsahujú 8 protónov (pozri obrázok nižšie).

Hlavnými štruktúrnymi fragmentmi periodického systému sú obdobia a skupiny prvkov. V šiestich periódach sú všetky bunky zaplnené, siedma ešte nie je dokončená (prvky 113, 115, 117 a 118, hoci sú syntetizované v laboratóriách, ešte nie sú oficiálne registrované a nemajú názvy).

Skupiny sa delia na hlavné (A) a vedľajšie (B) podskupiny. Prvky prvých troch období, z ktorých každý obsahuje jeden rad série, sú zahrnuté výlučne v podskupinách A. Zostávajúce štyri obdobia obsahujú každé dva riadky.

Chemické prvky v rovnakej skupine majú tendenciu mať podobné chemické vlastnosti. Takže prvá skupina pozostáva z alkalických kovov, druhá - alkalických zemín. Prvky v rovnakom období majú vlastnosti, ktoré sa pomaly menia z alkalického kovu na vzácny plyn. Obrázok nižšie ukazuje, ako sa mení jedna z vlastností – atómový polomer – pre jednotlivé prvky v tabuľke.

Dlhodobá forma periodickej tabuľky

Je znázornené na obrázku nižšie a je rozdelené do dvoch smerov, podľa riadkov a podľa stĺpcov. Je tu sedem dobových línií, ako napr krátka forma a 18 stĺpcov nazývaných skupiny alebo rodiny. V skutočnosti zvýšenie počtu skupín z 8 v krátkej forme na 18 v dlhej forme sa dosiahne umiestnením všetkých prvkov do periód počnúc 4., nie do dvoch, ale do jedného riadku.

Dva rôznych systémovčíslovanie sa používa pre skupiny, ako je uvedené v hornej časti tabuľky. Systém rímskych číslic (IA, IIA, IIB, IVB atď.) je v USA tradične populárny. Iný systém (1, 2, 3, 4 atď.) sa tradične používa v Európe a pred niekoľkými rokmi bol odporúčaný na použitie v USA.

Vzhľad periodických tabuliek na obrázkoch vyššie je trochu zavádzajúci, ako pri každej takejto publikovanej tabuľke. Dôvodom je, že dve skupiny prvkov zobrazené v spodnej časti tabuliek by sa mali v skutočnosti nachádzať v nich. Lantanoidy napríklad patria do obdobia 6 medzi báriom (56) a hafniom (72). Okrem toho aktinidy patria do obdobia 7 medzi rádiom (88) a rutherfordiom (104). Ak by boli prilepené do tabuľky, bola by príliš široká na to, aby sa zmestila na kus papiera alebo nástennú tabuľku. Preto je zvykom umiestňovať tieto prvky na spodok tabuľky.