10. Периодическая система злементов

Было замечено, что некоторые элементы весьма схожи с другими элементами, особенно тем, что имеют одинаковую валентность и образуют аналогичные соединения. Так напр. обнаружилось химическое сходство между F, Cl, Вr и J, а также между Ва, Са и Sr; Li, Na, К; N, Р, As и Sb и т. д. Позже сравнивали и определяли соотношения между атомными весами элементов и их химическими особенностями, искали пути к классификации элементов.

Периодическая система элементов Менделеева

Огромного успеха в этой области достиг гениальный русский химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834 до 1907), который, размещая элементы по их возрастающим атомным весам, нашел, что свойства элементов регулярно, т. е. периодически, повторяются, иначе говоря, если исходить от какого-либо элемента в ряду, то мы придем к элементу, обладающему теми же свойствами, что и этот исходный элемент. Поэтому Менделеев составил для всех в то время известных элементов таблицу, в которой все элементы расположены согласно возрастающим атомным весам в нескольких рядах таким образом, что элементы химически сходные составляют несколько столбцов.

Современная Менделеевская периодическая система элементов представлена в таблице 3 и по ней видно, что все элементы образуют семь периодов (горизонтальных рядов, обозначенных арабскими цифрами) и восемь групп (вертикальных столбцов, обозначенных римскими цифрами).

Каждый столбец (группа) содержит элементы сходных свойств (одинаковой валентности) и делится на две подгруппы (символы одной написаны слева, символы другой - справа). Так напр., к первой группе относятся Li. Na, К, Rb, Cs и Сu, Ag и Аu; к седьмой группе Н, F, Cl, Br, J и т. д. и к последней группе, так наз. нулевой, относятся элементы Не, Ne, Аr, Кr, Хе и Rn (так наз. редкие или инертные газы), элементы несоединяемые или элементы нулевой валентности, т. е. такие, которые с другими элементами вообще не соединяются.

Каждый период начинается с элементов электроположительных и кончается элементами электроотрицательными. В конце каждого периода всегда находится какой-нибудь элемент нулевой валентности. Валентность по отношению к водороду возрастает в каждом периоде до четвертой группы, а затем снова падает: ВН₃, СН₄, NH₃, ОН₂ и FH (валентность отрицательная). Валентности по отношению к кислороду возрастают до самого конца: Na₂O, MgO, Al₂О₃, SiО₂, P₂O₅, SО₃ и С₂О₇ (валентность положительная).

По Менделееву свойства элементов зависят от их атомных весов, т. е. определяются местом, занимаемым элементом в периодической системе.

Открытие периодической системы привело к объяснению некоторых до того времени необъяснимых проблем (напр. к определению атомных весов элементов по их месту в системе). Менделеев предсказал, что места, в то время еще не занятые в системе, принадлежат элементам, тогда еще не открытым. На основании закономерностей периодической системы и на основе размещения свободных мест ему удалось даже высчитать, какие физические и химические свойства будут иметь эти элементы. Его предсказания были подтверждены дальнейшими открытиями. Таким образом, периодическая система стала основой в развитии химии.

Открытия последнего времени принесли некоторые изменения во взглядах на периодическую систему элементов, однако гениальный принцип Менделеева в ней остался. Теперь мы размещаем элементы по так наз. атомным числам, которые можно установить путем опыта.

В настоящее время периодическая система элементов является основой их классификации, а также основой новых взглядов на строение вещества.