En la primera mitad del siglo XIX, hubo varios intentos de sistematizar los elementos y combinar metales en el sistema periódico. Fue durante este período histórico que surgió un método de investigación como el análisis químico.
De la historia del descubrimiento de la Tabla Periódica de los Elementos
Usando una técnica similar para determinar propiedades químicas específicas, los científicos de esa época intentaron combinar elementos en grupos, guiados por sus características cuantitativas, así como por el peso atómico.
Usando el peso atómico
Entonces, I. V. Dubereiner en 1817 determinó que el estroncio tiene un peso atómico similar al del bario y el calcio. También logró descubrir que hay mucho en común entre las propiedades del bario, el estroncio y el calcio. Sobre la base de estas observaciones, el famoso químico compiló la llamada tríada de elementos. Otras sustancias se combinaron en grupos similares:
- azufre, selenio, telurio;
- cloro, bromo, yodo;
- litio, sodio, potasio.
Clasificación por propiedades químicas
L. Gmelin en 1843 propuso una mesa en la que dispuso similareselementos en un estricto orden de acuerdo con sus propiedades químicas. Nitrógeno, hidrógeno, oxígeno él consideraba los elementos principales, este químico los colocó fuera de su mesa.
Debajo del oxígeno colocó tétradas (4 signos cada una) y pentadas (5 signos cada una) de los elementos. Los metales en el sistema periódico se colocaron según la terminología de Berzelius. Tal como lo concibió Gmelin, todos los elementos se determinaron mediante propiedades de electronegatividad decreciente dentro de cada subgrupo del sistema periódico.
Combinar elementos verticalmente
Alexander Emile de Chancourtois en 1863 colocó todos los elementos en pesos atómicos ascendentes en un cilindro, dividiéndolo en varias franjas verticales. Como resultado de esta división, los elementos con propiedades físicas y químicas similares se ubican en las verticales.
Ley de las octavas
D. Newlands descubrió en 1864 un patrón bastante interesante. Cuando los elementos químicos se ordenan en orden ascendente de sus pesos atómicos, cada octavo elemento muestra similitudes con el primero. Newlands llamó a un hecho similar la ley de las octavas (ocho notas).
Su sistema periódico era muy arbitrario, por lo que la idea de un científico observador se denominó versión "octava", asociándola con la música. Era la versión de Newlands la que más se acercaba a la estructura PS moderna. Pero según la mencionada ley de las octavas, sólo 17 elementos conservaron sus propiedades periódicas, mientras que el resto de los signos no mostraron tal regularidad.
Mesas Odling
U. Odling presentó varias variantes de tablas de elementos a la vez. En el primeroversión, creada en 1857, propuso dividirlos en 9 grupos. En 1861, el químico hizo algunos ajustes a la versión original de la tabla, agrupando signos con propiedades químicas similares.
Una variante de la tabla de Odling, propuesta en 1868, asumía la disposición de 45 elementos en pesos atómicos ascendentes. Por cierto, fue esta tabla la que más tarde se convirtió en el prototipo del sistema periódico de D. I. Mendeleev.
División de valencia
L. Meyer en 1864 propuso una tabla que incluía 44 elementos. Se colocaron en 6 columnas, según la valencia del hidrógeno. La mesa tenía dos partes a la vez. El principal unía seis grupos, incluía 28 signos en pesos atómicos ascendentes. En su estructura se observaron pentadas y tétradas a partir de signos similares a las propiedades químicas. Meyer colocó los elementos restantes en la segunda mesa.
La contribución de D. I. Mendeleev a la creación de la tabla de elementos
El moderno sistema periódico de elementos de D. I. Mendeleev apareció sobre la base de las tablas de Mayer compiladas en 1869. En la segunda versión, Mayer dispuso los signos en 16 grupos, colocó los elementos en pentadas y tétradas, teniendo en cuenta las propiedades químicas conocidas. Y en lugar de valencia, usó una numeración simple para grupos. No contenía boro, torio, hidrógeno, niobio ni uranio.
La estructura del sistema periódico en la forma en que se presenta en las ediciones modernas no apareció de inmediato. Puede ser distinguidotres etapas principales durante las cuales se creó el sistema periódico:
- La primera versión de la mesa se presentó en bloques de construcción. Se trazó el carácter periódico de la relación entre las propiedades de los elementos y los valores de sus pesos atómicos. Mendeleev propuso esta versión de la clasificación de los signos en 1868-1869
- El científico abandona el sistema original, ya que no reflejaba los criterios por los cuales los elementos caerían en una determinada columna. Propone colocar signos según la similitud de las propiedades químicas (febrero de 1869)
- En 1870, Dmitri Mendeleev introdujo el moderno sistema periódico de elementos en el mundo científico.
La versión del químico ruso tenía en cuenta tanto la posición de los metales en el sistema periódico como las propiedades de los no metales. A lo largo de los años transcurridos desde la primera edición del genial invento de Mendeleev, la mesa no ha sufrido grandes cambios. Y en aquellos lugares que quedaron vacíos durante la época de Dmitry Ivanovich, aparecieron nuevos elementos, descubiertos después de su muerte.
Características de la tabla periódica
¿Por qué se considera que el sistema descrito es periódico? Esto se debe a la estructura de la tabla.
En total, contiene 8 grupos, y cada uno tiene dos subgrupos: el principal (principal) y el secundario. Resulta que hay 16 subgrupos en total, están ubicados verticalmente, es decir, de arriba hacia abajo.
Además, la tabla también tiene filas horizontales llamadas períodos. Ellos también tienen sudivisión adicional en pequeños y grandes. La característica del sistema periódico implica tener en cuenta la ubicación del elemento: su grupo, subgrupo y periodo.
Cómo cambian las propiedades en los subgrupos principales
Todos los subgrupos principales de la tabla periódica comienzan con elementos del segundo período. Para los signos que pertenecen al mismo subgrupo principal, el número de electrones exteriores es el mismo, pero la distancia entre los últimos electrones y el núcleo positivo varía.
Además, en ellos se produce un aumento del peso atómico (masa atómica relativa) del elemento desde arriba. Este indicador es el factor determinante para identificar patrones de cambios en las propiedades dentro de los principales subgrupos.
Dado que el radio (la distancia entre el núcleo positivo y los electrones negativos externos) en el subgrupo principal aumenta, las propiedades no metálicas (la capacidad de aceptar electrones durante las transformaciones químicas) disminuyen. En cuanto al cambio en las propiedades metálicas (donar electrones a otros átomos), aumentará.
Usando el sistema periódico, puedes comparar las propiedades de diferentes representantes del mismo subgrupo principal. En el momento en que Mendeleev creó el sistema periódico, todavía no había información sobre la estructura de la materia. Sorprendente es el hecho de que después de que surgió la teoría de la estructura del átomo, estudiada en escuelas de educación y universidades químicas especializadas y en la actualidad, confirmó la hipótesis de Mendeleev, y no refutó sus suposiciones sobre la disposición de los átomos dentro de la mesa.
Electronegatividad enlos subgrupos principales disminuyen hasta el fondo, es decir, cuanto más bajo se encuentra el elemento en el grupo, menor será su capacidad para unir átomos.
Cambiar las propiedades de los átomos en los subgrupos laterales
Dado que el sistema de Mendeleev es periódico, el cambio de propiedades en tales subgrupos ocurre en orden inverso. Dichos subgrupos incluyen elementos a partir del período 4 (representantes de las familias d y f). Hacia abajo en estos subgrupos, las propiedades metálicas disminuyen, pero el número de electrones externos es el mismo para todos los representantes de un subgrupo.
Características de la estructura de períodos en PS
Cada nuevo período, a excepción del primero, en la tabla del químico ruso comienza con un metal alcalino activo. Luego están los metales anfóteros, que exhiben propiedades duales en las transformaciones químicas. Luego hay varios elementos con propiedades no metálicas. El período termina con un gas inerte (no metálico, práctico, que no muestra actividad química).
Dado que el sistema es periódico, hay un cambio de actividad en periodos. De izquierda a derecha, la actividad reductora (propiedades metálicas) disminuirá, la actividad oxidante (propiedades no metálicas) aumentará. Así, los metales más brillantes del período están a la izquierda y los no metales a la derecha.
En períodos grandes, que constan de dos filas (4-7), también aparece un carácter periódico, pero debido a la presencia de representantes de la familia d o f, hay muchos más elementos metálicos en la fila.
Nombres de los principales subgrupos
Parte de los grupos de elementos presentes en la tabla periódica ha recibido nombres propios. Los representantes del primer grupo A del subgrupo se denominan metales alcalinos. Los metales deben este nombre a su actividad con el agua, lo que resulta en la formación de álcalis cáusticos.
El segundo subgrupo del grupo A se considera metales alcalinotérreos. Cuando interactúan con el agua, estos metales forman óxidos, que alguna vez se llamaron tierras. Fue a partir de ese momento que se asignó un nombre similar a los representantes de este subgrupo.
Los no metales del subgrupo del oxígeno se llaman calcógenos, y los representantes del grupo 7A se llaman halógenos. 8 Un subgrupo se denomina gases inertes debido a su mínima actividad química.
PD en el curso escolar
Para los escolares, se suele ofrecer una variante de la tabla periódica, en la que, además de grupos, subgrupos, períodos, también se indican las fórmulas de compuestos volátiles superiores y óxidos superiores. Tal truco permite a los estudiantes desarrollar habilidades para compilar óxidos superiores. Basta sustituir el signo del representante del subgrupo en lugar del elemento para obtener el óxido más alto terminado.
Si observa detenidamente la apariencia general de los compuestos de hidrógeno volátiles, puede ver que son característicos solo de los no metales. Hay guiones en los grupos 1-3, ya que los metales son representantes típicos de estos grupos.
Además, en algunos libros de texto escolares de química, cada signo indica la distribución de electrones a lo largoniveles de energía. Esta información no existía durante el período del trabajo de Mendeleev, hechos científicos similares aparecieron mucho más tarde.
También puedes ver la fórmula del nivel electrónico externo, por la cual es fácil adivinar a qué familia pertenece este elemento. Dichos consejos son inaceptables en las sesiones de examen, por lo tanto, los graduados de los grados 9 y 11, que deciden demostrar sus conocimientos químicos en el OGE o el Examen de Estado Unificado, reciben versiones clásicas en blanco y negro de tablas periódicas que no contienen información adicional sobre la estructura del átomo, las fórmulas de los óxidos superiores, la composición de los compuestos volátiles de hidrógeno.
Tal decisión es bastante lógica y comprensible, porque para aquellos escolares que decidieron seguir los pasos de Mendeleev y Lomonosov, no será difícil usar la versión clásica del sistema, simplemente no necesitan indicaciones..
Fue la ley periódica y el sistema de D. I. Mendeleev lo que desempeñó el papel más importante en el desarrollo posterior de la teoría atómica y molecular. Después de la creación del sistema, los científicos comenzaron a prestar más atención al estudio de la composición del elemento. La tabla ayudó a aclarar cierta información sobre las sustancias simples, así como sobre la naturaleza y las propiedades de los elementos que forman.
El propio Mendeleev asumió que pronto se descubrirían nuevos elementos y estableció la posición de los metales en el sistema periódico. Fue tras la aparición de este último cuando se inició una nueva era en la química. Además, se dio un comienzo serio a la formación de muchas ciencias afines que están relacionadas con la estructura del átomo ytransformaciones de elementos.
