Таблица металлов и неметаллов в периодической системе Менделеева

Свойства элементов позволяют объединять их в соответствующие группы. Периодическая система Менделеева – таблица, в которой химические элементы классифицируются по различным свойствам в зависимости от заряда атомного ядра. Это графическое изображение периодического закона, который известный ученый Д. И. Менделеев открыл в 1869 году. Первая таблица содержала всего 60 элементов. Сейчас ее расширили, чтобы поместить 118 элементов.

Периодический закон: история открытия

К середине 19 века ученые открыли 63 химических элемента. Многие светлые умы предпринимали попытки найти какую-либо закономерность между ними, но успехов до этого времени не достиг никто. В 1829 году Дёберейнер открыл и опубликовал так называемый «закон триад». Его суть – атомный вес многих элементов близок к среднему значению 2 других элементов, которые близки к нему по свойствам. Опираясь на этот закон первую попытку расположить элементы в порядке возрастания их атомного веса предпринял А. Э. Шанкуртуа. Произошло это в 1862 году. Но модели расположения, которые он представил, не заинтересовали научную общественность.

Следующую попытку предпринял Д. А. Ньюланденс. Его модель имела название «закон октав». Она несколько напоминала таблицу Менделеева. Но научные деятели ее также не приняли, так как сам автор пытался найти в ней мистическую музыкальную гармонию. В это же время были предприняты еще несколько попыток систематизации, но они также успехом не увенчались.

Лишь в 1869 году Д. И. Менделеев в журнале Русского химического общества опубликовал свою первую схему периодической системы. Сущность открытия заключалась в том, что с ростом атомной массы элементов их свойства меняются не хаотично и монотонно, а периодически. После некоторого числа элементов с одинаковыми свойствами, расположенными по возрастанию атомного веса, свойства вновь начинают повторятся. В 1871 году Менделеев на основе всех этих данных смог сформулировать свой Периодический закон. Научную достоверность его подтвердили в 1875-1886 годах.

Существует легенда, что свою таблицу ученый увидел во сне. А проснувшись, просто ее записал и представил как открытие. На это сам химик сказал, что:«Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово». На самом деле открытие заняло у него очень много времени.

Сам Дмитрий Иванович Менделеев был не только химиком, как предполагают многие люди. Он был еще и физиком, экологом, геологом, экономистом, приборостроителем и даже педагогом. За всю свою жизнь от провел во многих областях науки. Но именно открытие одного из фундаментальных законов природы принесло ему известность не только в научных кругах, но и среди обычных людей.

Смелости мысли Менделеева можно только позавидовать. Ученый решился опубликовать свой труд, чтобы представить его общественности. Если смотреть на это с одной стороны, то первоначальная таблица содержала много пустых клеток, так как еще не были открыты элементы, известные людям сейчас. Но с другой стороны, ученый предположил, что атомный вес некоторых элементов измерили неправильно, так как в противном случае они бы не вписались в созданную систему. И здесь от оказался прав

Первоначальный вариант был более прост и отражал то, что существует в природе. То есть она никаким образом не объясняла, почему все должно быть так, как предположил ученый. И только позже, когда появилась квантовая механика и принцип запрета Паули, науке стал понятен смысл расположения элементов в представленной системе.

Элементы включая уран существуют в природе. Можно назвать их натуральными. Все последующие, начиная с 93 номера – это искусственные, которые ученые создали в лаборатории. Самый большой номер на сегодняшний день – 118.

Периодическая система Менделеева

Периодическая таблица элементов была составлена Д. И. Менделеевым во второй половине XIX века. Система объединяет все элементы по возрастанию атомного веса, причем, все они расставлены так, что их свойства изменяются периодическим образом.

Периодическая система в химии свела в единую систему все существующие элементы, прежде считавшиеся отдельными веществами.

На основании изучения периодической системы были предсказаны, а впоследствии — синтезированы новые вещества. Значение этого открытия для науки невозможно переоценить, оно опередило свое время и дало толчок к развитию химии.

Существует три распространенных варианта системы, которые условно именуются «короткая», «длинная» и «сверхдлинная». Основной считается длинная, она утверждена официально.

Что такое период

Периодическая система содержит 7 периодов. Они представлены графически в виде горизонтальных строк. При этом, период имеет одну или две строки, называемые рядами. Каждый последующий элемент отличается от предыдущего возрастанием заряда ядра (количества электронов) на единицу.

Если не усложнять, период — это горизонтальная строка. Каждый из них начинается металлом и заканчивается инертным газом. Собственно, это и создает периодичность. Первый, второй и третий периоды — неполные, они называются малыми и содержат соответственно 2, 8 и 8 элементов. Остальные — полные, они имеют по 18.

Что такое группа

Группа — это вертикальный столбец в периодической системе Менделеева, содержащий элементы с одинаковым электронным строением или, говоря проще, с одинаковой высшей валентностью. Официально утвержденная длинная таблица содержит 18 групп, которые начинаются со щелочных металлов и заканчиваются инертными газами.

Каждая группа имеет название, облегчающее поиск или классификацию. Усиливаются металлические свойства по направлению сверху-вниз. Это связано с увеличением количества атомных орбит — чем их больше, тем слабее электронные связи, что делает выраженной кристаллическую решетку.

Металлы в периодической системе Менделеева

Металлы в периодической системе Менделеева имеют преобладающее количество, список их обширен. Они характеризуются общими признаками, по свойствам неоднородны и делятся на группы. Некоторые из них имеют мало общего с металлами в физическом смысле, а иные существуют только доли секунды и в природе не встречаются (на планете Земля), поскольку созданы, точнее, вычислены и подтверждены в лабораторных условиях, искусственно. Каждая группа в системе Менделеева имеет собственные признаки, название и заметно отличается от других. Особенно это различие выражено у первой группы.

Положение металлов

Элементы в системе Менделеева расположены по увеличению атомной массы или количества электронов и протонов. Их свойства изменяются периодически, поэтому аккуратного размещения по принципу «один к одному» в таблице нет. Чтобы определить металлы по периодической системе Менделеева придуман специальный прием: условно по местам соединения элементов проводится диагональная линия от Бора до Полония (или до Астата). Те, что слева — металлы, справа — неметаллы. Но есть исключения — Германий и Сурьма.

[stop] Это работает только в длинной системе, на коротком варианте периодической таблицы Менделеева многие металлы оказываются справа.[/stop]

Такая «методика» — своего рода шпаргалка, она придумана для упрощения процесса запоминания.

Читайте также: Каково содержание кислорода в воздухе: процентный состав и норма

Общие физические свойства

Существуют общие физические свойства металлов. К ним относятся:

• Пластичность.
• Характерный блеск.
• Электропроводность.
• Теплопроводность.
• Все, кроме ртути, находятся в твердом состоянии.

Их свойства различаются. Например, ртуть занимает особенное положение. Она при обычных условиях находится в жидком состоянии, не имеет кристаллической решетки, наличию которой обязаны особенностями другие металлы. Свойства последних в этом случае условны, с ними ртуть роднят в большей степени химические характеристики.

[warning] Элементы первой группы системы Менделеева, щелочные металлы, в чистом виде не встречаются, находясь в составе различных соединений.[/warning]

Самый мягкий металл в природе — цезий — относится к этой группе. Некоторые источники утверждают, что на самом деле, самым мягким является калий. Это сложно оспорить или подтвердить, поскольку ни тот, ни другой элемент не существует сам по себе — будучи выделенным в результате химической реакции они быстро окисляются или вступают в реакцию.

Вторая группа — щелочноземельные — намного ближе к основным группам. Название «щелочноземельные» происходит из древних времен, когда окислы назывались «землями», поскольку имеют рыхлую рассыпчатую структуру. Более-менее привычными (в обиходном смысле) свойствами обладают металлы начиная с 3 группы. С увеличением номера группы количество металлов убывает, замещаясь неметаллами. Последняя состоит из инертных (или благородных) газов.

Определение металлов и неметаллов в таблице Менделеева. Простые и сложные вещества:

 Простые вещества:

Соотношение металлов и неметаллов в периодической системе Менделеева перевешивает в пользу первых. Такое положение свидетельствует о том, что они объединены слишком широко и требуют подробной классификации, что признается научным сообществом.

Читайте также: Основной закон Гесса и следствия из него