테이블의 Y 요소. D.I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표

주기율표 사용법 초심자에게 주기율표를 읽는 것은 드워프를 위해 고대 엘프의 룬 문자를 보는 것과 같습니다. 그런데 주기율표를 올바르게 사용하면 세상에 대해 많은 것을 알 수 있습니다. 시험에서 당신을 돕는 것 외에도 수많은 화학적 및 물리적 문제를 해결하는 데 없어서는 안될 필수 요소입니다. 그러나 그것을 읽는 방법? 다행히 오늘날 모든 사람이 이 기술을 배울 수 있습니다. 이 기사에서는 주기율표를 이해하는 방법에 대해 설명합니다.

화학 원소의 주기율표(Mendeleev의 표)는 원자핵의 전하에 대한 원소의 다양한 특성의 의존성을 설정하는 화학 원소의 분류입니다.

테이블 생성의 역사

Dmitri Ivanovich Mendeleev는 누군가 그렇게 생각한다면 단순한 화학자가 아닙니다. 그는 화학자, 물리학자, 지질학자, 도량형 학자, 생태학자, 경제학자, 오일맨, 비행기 비행사, 악기 제작자 및 교사였습니다. 그의 생애 동안 과학자는 다양한 지식 분야에서 많은 기초 연구를 수행했습니다. 예를 들어 보드카의 이상적인 강도인 40도를 계산한 사람은 멘델레예프라고 널리 알려져 있습니다. 우리는 Mendeleev가 보드카를 어떻게 취급했는지 ​​모르지만 "알코올과 물의 조합에 관한 담론"이라는 주제에 대한 그의 논문은 보드카와 관련이 없으며 알코올 농도를 70도에서 고려한 것으로 알려져 있습니다. 과학자의 모든 장점으로 자연의 기본 법칙 중 하나 인 화학 원소의주기적인 법칙을 발견하여 가장 큰 명성을 얻었습니다.

과학자가 주기율표를 꿈꾸고 나타난 아이디어를 마무리하기 만하면된다는 전설이 있습니다. 그러나 모든 것이 그렇게 단순하다면 .. 주기율표 생성의이 버전은 분명히 전설에 지나지 않습니다. 테이블이 어떻게 열렸는지 물었을 때 Dmitry Ivanovich 자신이 다음과 같이 대답했습니다. 나는 아마 20년 동안 그것에 대해 생각해 왔고 당신은 생각합니다: 내가 앉았고 갑자기 ... 준비되었습니다.”

19세기 중반에 알려진 화학 원소(63개의 원소가 알려짐)를 간소화하려는 시도가 여러 과학자에 의해 동시에 수행되었습니다. 예를 들어, 1862년 Alexandre Émile Chancourtois는 나선을 따라 원소를 배치하고 화학적 특성의 주기적 반복에 주목했습니다. 화학자이자 음악가인 John Alexander Newlands는 1866년에 자신의 주기율표 버전을 제안했습니다. 흥미로운 사실은 요소의 배열에서 과학자가 신비한 음악적 조화를 발견하려고 시도했다는 것입니다. 다른 시도 중에는 성공한 Mendeleev의 시도가 있습니다.

1869년에 표의 첫 번째 계획이 발표되었고 1869년 3월 1일은 주기율표가 발견된 날로 간주됩니다. Mendeleev 발견의 본질은 원자량이 증가하는 원소의 특성이 단조롭게 변화하지 않고 주기적으로 변화한다는 것입니다. 테이블의 첫 번째 버전에는 63개의 요소만 포함되어 있었지만 Mendeleev는 매우 비표준적인 결정을 많이 내렸습니다. 그래서 그는 아직 발견되지 않은 원소에 대한 자리를 테이블에 남겨두고 일부 원소의 원자 질량도 변경했다고 추측했습니다. Mendeleev가 도출한 법칙의 근본적인 정확성은 과학자들이 그 존재를 예측한 갈륨, 스칸듐 및 게르마늄의 발견 직후에 확인되었습니다.

주기율표의 현대적 관점

아래는 테이블 자체입니다.

오늘날에는 원자량(원자질량) 대신 원자번호(핵 속의 양성자 수) 개념을 원소의 순서로 사용한다. 이 표에는 원자 번호(양성자 수)의 오름차순으로 왼쪽에서 오른쪽으로 배열된 120개의 원소가 포함되어 있습니다.

테이블의 열은 소위 그룹이고 행은 마침표입니다. 테이블에는 18개의 그룹과 8개의 기간이 있습니다.

• 요소의 금속 특성은 주기를 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면 감소하고 반대 방향으로 증가합니다.
• 주기를 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 이동함에 따라 원자의 크기가 감소합니다.
• 그룹의 위에서 아래로 이동하면 환원성 금속 특성이 증가합니다.
• 산화 및 비금속 특성은 왼쪽에서 오른쪽으로 기간에 따라 증가합니다.나.

테이블에서 요소에 대해 무엇을 알 수 있습니까? 예를 들어 표의 세 번째 요소 인 리튬을 자세히 살펴 보겠습니다.

우선 요소 자체의 기호와 그 이름 아래에 표시됩니다. 왼쪽 상단 모서리에는 요소가 테이블에 있는 순서대로 요소의 원자 번호가 있습니다. 이미 언급했듯이 원자 번호는 핵의 양성자 수와 같습니다. 양성자 수는 일반적으로 원자의 음수 전자 수와 같습니다(동위원소 제외).

원자 질량은 원자 번호 아래에 표시됩니다(이 표 버전에서는). 원자 질량을 가장 가까운 정수로 반올림하면 소위 질량수를 얻습니다. 질량수와 원자번호의 차이는 핵의 중성자 수를 나타냅니다. 따라서 헬륨 핵의 중성자 수는 2이고 리튬은 4입니다.

그래서 "Mendeleev의 Dummies 테이블"과정이 끝났습니다. 결론적으로 주제별 비디오를 시청하도록 초대하고 Mendeleev의 주기율표를 사용하는 방법에 대한 질문이 명확해지기를 바랍니다. 새로운 주제를 배우는 것은 항상 혼자가 아니라 경험 많은 멘토의 도움을 받으면 더 효과적이라는 것을 상기시켜드립니다. 그렇기 때문에 자신의 지식과 경험을 기꺼이 공유할 사람들을 잊지 말아야 합니다.

모든 것이 어떻게 시작 되었습니까?

XIX-XX 세기의 전환기에 잘 알려진 많은 저명한 화학자들은 많은 화학 원소의 물리적 및 화학적 특성이 서로 매우 유사하다는 사실을 오랫동안 알아 차 렸습니다. 예를 들어, 칼륨, 리튬 및 나트륨은 모두 활성 금속이며 물과 상호 작용할 때 이러한 금속의 활성 수산화물을 형성합니다. 염소, 불소, 브롬은 그들의 화합물에서 수소와 동일한 원자가를 나타내었고 이 모든 화합물은 강산입니다. 이러한 유사성으로부터 알려진 모든 화학 원소가 그룹으로 결합될 수 있고 각 그룹의 요소가 특정 세트의 물리화학적 특성을 갖는다는 결론이 오랫동안 제안되었습니다. 그러나 그러한 그룹은 종종 다양한 과학자들에 의해 다른 요소에서 잘못 편집되었으며 오랫동안 요소의 주요 특성 중 하나가 많은 사람들에 의해 무시되었습니다. 이것이 원자 질량입니다. 다른 요소에 대해 다르고 다르기 때문에 무시되었습니다. 즉, 그룹화를 위한 매개변수로 사용할 수 없습니다. 유일한 예외는 프랑스 화학자 Alexander Emile Chancourtua였습니다. 그는 나선을 따라 3차원 모델의 모든 요소를 ​​배열하려고 시도했지만 그의 작업은 과학계에서 인정되지 않았고 모델이 번거롭고 불편한 것으로 판명되었습니다.

많은 과학자들과 달리 D.I. 멘델레예프는 원자량(당시에는 여전히 "원자량")을 원소 분류의 핵심 매개변수로 삼았습니다. 그의 버전에서 Dmitry Ivanovich는 원자량의 오름차순으로 요소를 배열했으며 여기에서 요소의 특정 간격에서 속성이 주기적으로 반복되는 패턴이 나타났습니다. 사실, 예외가 있어야했습니다. 일부 요소가 교체되었고 원자 질량의 증가 (예 : 텔루륨 및 요오드)에 해당하지 않았지만 요소의 속성에 해당했습니다. 원자 및 분자 이론의 추가 발전은 그러한 발전을 정당화하고 이 배열의 타당성을 보여주었습니다. 이에 대한 자세한 내용은 "멘델레예프의 발견은 무엇입니까" 기사에서 확인할 수 있습니다.

보시다시피 이 버전의 요소 레이아웃은 현대 형식에서 보는 것과 전혀 다릅니다. 첫째, 그룹과 마침표가 뒤바뀐 것입니다. 그룹은 수평으로, 마침표는 수직으로 그리고 두 번째로 그룹에 너무 많은 그룹이 있습니다. 오늘날 허용되는 18개 대신 19개입니다.

그러나 불과 1년 후인 1870년에 Mendeleev는 새로운 버전의 표를 만들었습니다. 이 표는 이미 우리에게 더 잘 알려져 있습니다. 유사한 요소가 세로로 정렬되어 그룹을 형성하고 6개의 주기가 가로로 배열됩니다. 표의 첫 번째 버전과 두 번째 버전 모두에서 볼 수 있는 것이 특히 주목할 만합니다. 그의 전임자들이 가지지 못한 중요한 업적 : Mendeleev에 따르면 아직 발견되지 않은 요소에 대한 장소가 테이블에 조심스럽게 남겨졌습니다. 해당 공석은 물음표로 표시되며 위 그림에서 볼 수 있습니다. 그 후 갈륨, 게르마늄, 스칸듐과 같은 해당 원소가 실제로 발견되었습니다. 따라서 Dmitry Ivanovich는 요소를 그룹과 기간으로 체계화했을뿐만 아니라 아직 알려지지 않은 새로운 요소의 발견을 예측했습니다.

나중에 그 당시 화학의 많은 미스테리를 해결한 후 - 새로운 원소의 발견, William Ramsay의 참여와 함께 비활성 가스 그룹의 분리, Didymium이 전혀 독립적인 원소가 아니라는 사실의 확립, 그러나 다른 두 가지의 혼합물입니다 - 점점 더 많은 새로운 버전의 표가 출판되었으며, 때로는 표 형식이 전혀 없는 경우도 있습니다. 그러나 우리는 여기에 모든 것을 제공하지는 않지만 위대한 과학자의 생애 동안 형성된 최종 버전만을 제공할 것입니다.

원자량에서 핵 전하로 전환.

불행히도 Dmitry Ivanovich는 원자 구조에 대한 행성 이론을보기 위해 살지 않았고 Rutherford 실험의 승리를 보지 못했지만 그의 발견과 함께주기 법칙과 전체주기 체계의 발전에서 새로운 시대가 시작되었습니다. Ernest Rutherford가 수행한 실험에서 원소의 원자는 양전하를 띤 원자핵과 그 핵 주위를 도는 음전하를 띤 전자로 구성된다는 사실을 상기시켜 드리겠습니다. 당시 알려진 모든 원소의 원자핵 전하를 결정한 후 주기율표에서 핵 전하에 따라 위치한다는 것이 밝혀졌습니다. 그리고 정기법은 새로운 의미를 얻었고 이제 다음과 같이 들리기 시작했습니다.

"화학 원소의 특성과 이들이 형성하는 단순한 물질 및 화합물의 형태와 특성은 원자핵의 전하 크기에 주기적으로 의존합니다."

이제 가벼운 요소 중 일부가 Mendeleev에 의해 더 무거운 전임자 뒤에 배치 된 이유가 분명해졌습니다. 요점은 이것이 핵 요금 순서대로 서있는 방식이라는 것입니다. 예를 들어, 텔루륨은 요오드보다 무겁지만 원자핵의 전하와 전자의 수가 52개인 반면 요오드는 53개이기 때문에 표의 앞부분에 있습니다. 표를 보고 직접 확인할 수 있습니다.

원자와 원자핵의 구조가 발견된 후, 주기율표는 몇 가지 더 많은 변화를 겪었고, 마침내 주기율표의 단기 버전인 학교에서 우리에게 이미 친숙한 형태에 이르렀습니다.

이 표에서 우리는 이미 7개 기간, 10개 시리즈, 사이드 및 메인 하위 그룹 등 모든 것을 알고 있습니다. 또한 새로운 원소를 발견하고 표를 채우면서 악티늄과 란타넘과 같은 원소를 별도의 행에 배치해야 했고 모두 각각 악티니드와 란타넘이라고 명명했습니다. 이 버전의 시스템은 세계 과학계에서 거의 80년대 말, 90년대 초까지, 그리고 우리나라에서는 훨씬 더 오랫동안 금세기 10년대까지 존재했습니다.

주기율표의 현대판.

그러나 우리 중 많은 사람들이 학교에서 겪었던 옵션은 실제로 매우 혼란스럽고 혼란은 하위 그룹을 주 그룹과 보조 그룹으로 나누는 것으로 표현되며 요소의 속성을 표시하는 논리를 기억하는 것이 상당히 어려워집니다. 물론 이것에도 불구하고 많은 사람들이 그것을 연구하고 화학 과학 박사가되었지만 여전히 현대에는 그것을 대체하기 위해 새로운 버전이 왔습니다. 이 특정 옵션은 IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)의 승인을 받았습니다. 한번 살펴보겠습니다.

8개의 그룹이 18개로 대체되었으며 그 중 더 이상 주 그룹과 보조 그룹으로 구분되지 않으며 모든 그룹은 원자 껍질의 전자 배열에 의해 결정됩니다. 동시에 두 행 및 단일 행 마침표를 제거했으며 이제 모든 마침표에는 한 행만 포함됩니다. 이 옵션은 얼마나 편리합니까? 이제 요소 속성의 주기성이 보다 명확하게 표시됩니다. 실제로 그룹 번호는 외부 레벨의 전자 수를 나타내므로 이전 버전의 모든 주요 하위 그룹은 첫 번째, 두 번째 및 13 ~ 18 번째 그룹에 있으며 모든 "이전 측면"그룹은 테이블 중앙에 있습니다. 따라서 이제 테이블에서 이것이 첫 번째 그룹인 경우 이들은 알칼리 금속이고 구리나 은이 아니라는 것을 분명히 알 수 있으며 모든 통과 금속은 d-하위 레벨의 채우기로 인해 속성의 유사성을 잘 보여줍니다. 란탄족과 악티나이드가 f-하위 레벨만 다르기 때문에 유사한 특성을 나타내는 것처럼 외부 특성에 덜 영향을 미칩니다. 따라서 전체 테이블은 s-전자가 채워진 s-블록, d-블록, p-블록 및 f-블록으로 각각 d, p 및 f-전자로 채워진 블록으로 나뉩니다.

불행히도 우리나라에서는이 옵션이 지난 2 ~ 3 년 동안 만 학교 교과서에 포함되었으며 그 이후에도 전혀 포함되지 않았습니다. 그리고 매우 잘못되었습니다. 그것은 무엇과 관련이 있습니까? 글쎄요, 첫째, 교육 부문, 즉 90 년대에 국가에서 전혀 발전이 없었던 90 년대의 정체기, 즉 90 년대에 세계 화학 커뮤니티가이 옵션으로 전환했습니다. 둘째, 화학을 공부할 때 훨씬 더 어렵고 덜 편리하다는 사실에도 불구하고 교사는 테이블의 오래된 단기 버전에 익숙하기 때문에 약간의 관성과 새로운 모든 것을 인식하는 데 어려움이 있습니다.

주기적 시스템의 확장 버전.

그러나 시간은 멈추지 않고 과학과 기술도 마찬가지입니다. 주기율표의 118번째 원소가 이미 발견되었습니다. 즉, 표의 다음인 8번째 주기가 곧 발견되어야 합니다. 또한 새로운 에너지 하위 수준인 g 하위 수준이 나타납니다. 란타넘족이나 악티늄족과 같은 구성 요소를 테이블 아래로 이동해야 합니다. 그렇지 않으면 이 테이블이 두 번 더 확장되어 더 이상 A4 용지에 맞지 않습니다. 여기에서는 Wikipedia(Extended Periodic System 참조)에 대한 링크만 제공하고 이 옵션에 대한 설명은 다시 반복하지 않습니다. 관심 있는 사람은 링크를 따라가서 볼 수 있습니다.

이 버전에서는 f-요소(란탄족 및 악티늄족)와 g-요소(121-128번의 "미래의 요소")가 별도로 나열되지 않지만 표를 32개 셀로 더 넓게 만듭니다. 또한 헬륨 원소는 s-블록에 포함되어 있으므로 두 번째 그룹에 배치됩니다.

일반적으로 미래의 화학자들이 이 옵션을 사용할 가능성은 거의 없으며, 주기율표는 용감한 과학자들이 이미 제시한 대안 중 하나인 Benfey 시스템, Stewart의 "Chemical Galaxy" 또는 다른 옵션으로 대체될 가능성이 높습니다. 그러나 이것은 화학 원소의 두 번째 안정성 섬을 달성 한 후에야 가능하며 화학보다 핵 물리학의 명확성을 위해 더 필요할 것 같지만 지금은 좋은 오래된 Dmitry Ivanovich의주기 시스템으로 충분할 것입니다.

학교에 다닌 사람이라면 공부해야 할 필수 과목 중 하나가 화학이었다는 것을 기억할 것입니다. 그녀는 그것을 좋아할 수도 있고 좋아하지 않을 수도 있습니다. 그것은 중요하지 않습니다. 그리고 이 분야의 많은 지식은 이미 잊혀져 삶에 적용되지 않을 가능성이 높습니다. 그러나 모든 사람들은 D. I. Mendeleev의 화학 원소 표를 기억할 것입니다. 많은 사람들에게 화학 원소의 이름을 나타내는 특정 문자가 각 사각형에 새겨 져있는 다색 테이블로 남아 있습니다. 그러나 여기서 우리는 화학에 대해 이야기하지 않고 수백 가지의 화학 반응과 과정을 설명하지만 일반적으로 주기율표가 어떻게 나타나는지에 대해 이야기 할 것입니다. 이 이야기는 모든 사람과 실제로 흥미롭고 유용한 정보를 원하는 모든 사람들에게 흥미로울 것입니다.

약간의 배경

1668년에 아일랜드의 뛰어난 화학자이자 물리학자이자 신학자인 로버트 보일은 연금술에 대한 많은 신화를 폭로하고 분해할 수 없는 화학 원소를 찾아야 할 필요성에 대해 이야기한 책을 출판했습니다. 과학자는 또한 단지 15개의 원소로 구성된 목록을 제공했지만 더 많은 원소가 있을 수 있다는 생각을 허용했습니다. 이것은 새로운 요소를 찾는 것뿐만 아니라 체계화의 출발점이 되었습니다.

100년 후, 프랑스 화학자 Antoine Lavoisier는 이미 35개의 원소를 포함하는 새로운 목록을 작성했습니다. 그 중 23개는 나중에 분해할 수 없는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 전 세계 과학자들은 새로운 원소에 대한 탐색을 계속했습니다. 그리고이 과정의 주요 역할은 유명한 러시아 화학자 Dmitry Ivanovich Mendeleev가 담당했습니다. 그는 원소의 원자 질량과 시스템의 위치 사이에 관계가있을 수 있다는 가설을 처음으로 제시했습니다.

고된 작업과 화학 원소의 비교 덕분에 멘델레예프는 원소 간의 관계를 발견할 수 있었고, 그 속성은 당연하게 여겨지는 것이 아니라 주기적으로 반복되는 현상입니다. 그 결과 1869년 2월 멘델레예프는 최초의 정기법을 제정했고, 이미 3월에 화학사학자 N.A. 그 후 같은 해에 멘델레예프의 출판물은 독일의 Zeitschrift fur Chemie 저널에 게재되었고, 1871년에는 그의 발견에 전념한 과학자의 새로운 광범위한 출판물이 또 다른 독일 저널 Annalen der Chemie에 게재되었습니다.

주기율표 만들기

1869년까지 주요 아이디어는 이미 멘델레예프에 의해 형성되었고 상당히 짧은 시간에 형성되었지만 그는 오랫동안 그가 할 수 없었던 것이 무엇인지 명확하게 표시하는 어떤 종류의 정렬된 시스템으로 공식화할 수 없었습니다. 그의 동료 A. A. Inostrantsev와의 대화 중 하나에서 그는 모든 것이 이미 머리에서 해결되었지만 모든 것을 테이블에 가져올 수는 없다고 말했습니다. 그 후 Mendeleev의 전기 작가에 따르면 그는 잠을 자지 않고 3 일 동안 테이블에서 힘든 작업을 시작했습니다. 표에서 원소를 구성하는 모든 종류의 방법이 분류되었고 그 당시 과학이 아직 모든 화학 원소에 대해 알지 못했다는 사실로 인해 작업이 복잡해졌습니다. 그러나 이것에도 불구하고 테이블은 여전히 ​​생성되었고 요소는 체계화되었습니다.

멘델레예프의 꿈의 전설

많은 사람들이 D. I. Mendeleev가 그의 테이블을 꿈꾸는 이야기를 들었습니다. 이 버전은 앞서 언급한 Mendeleev의 동료 A. A. Inostrantsev가 학생들을 즐겁게 한 재미있는 이야기로 적극적으로 배포했습니다. 그는 Dmitry Ivanovich가 잠자리에 들었고 꿈에서 모든 화학 원소가 올바른 순서로 배열 된 테이블을 분명히 보았다고 말했습니다. 이후 학생들은 40도 보드카도 같은 방식으로 발견됐다는 농담까지 했다. 그러나 수면 이야기에 대한 실제 전제 조건은 여전히 ​​존재했습니다. 이미 언급했듯이 Mendeleev는 수면과 휴식없이 테이블에서 작업했으며 Inostrantsev는 한때 그가 피곤하고 지친 것을 발견했습니다. 오후에 Mendeleev는 휴식을 취하기로 결정했고 얼마 후 갑자기 깨어나 즉시 종이 한 장을 가져다가 그 위에 기성품 테이블을 그렸습니다. 그러나 과학자 자신은이 모든 이야기를 꿈으로 반박했습니다. 그래서 꿈의 전설은 매우 매력적일 수 있지만 테이블의 생성은 노력을 통해서만 가능했습니다.

추가 작업

1869년에서 1871년 사이에 멘델레예프는 주기성에 대한 아이디어를 발전시켰고, 과학계는 이를 선호했습니다. 그리고 이 과정의 중요한 단계 중 하나는 시스템의 모든 요소가 다른 요소의 속성과 비교하여 해당 속성의 총체성을 기반으로 배치되어야 한다는 것을 이해하는 것입니다. 이를 바탕으로 유리 형성 산화물의 변화에 ​​대한 연구 결과를 바탕으로 화학자는 우라늄, 인듐, 베릴륨 등 일부 원소의 원자 질량 값을 수정했습니다.

물론 Mendeleev는 가능한 한 빨리 테이블에 남아있는 빈 셀을 채우고 싶었고 1870 년에 그는 과학에 알려지지 않은 화학 원소, 그가 계산할 수 있었던 원자 질량 및 특성이 곧 발견 될 것이라고 예측했습니다. 이들 중 첫 번째는 갈륨(1875년 발견), 스칸듐(1879년 발견) 및 게르마늄(1885년 발견)이었습니다. 그런 다음 예측이 계속 실현되었고 폴로늄(1898), 레늄(1925), 테크네튬(1937), 프랑슘(1939) 및 아스타틴(1942-1943)과 같은 8개의 새로운 원소가 더 발견되었습니다. 그건 그렇고, 1900 년 D. I. Mendeleev와 스코틀랜드 화학자 William Ramsay는 제로 그룹의 요소도 테이블에 포함되어야한다는 결론에 도달했습니다.

정기 시스템의 구성

D. I. Mendeleev 표의 화학 원소는 질량 증가에 따라 행으로 배열되며 행의 길이는 원소가 유사한 특성을 갖도록 선택됩니다. 예를 들어, 라돈, 크세논, 크립톤, 아르곤, 네온, 헬륨과 같은 비활성 기체는 다른 원소와 쉽게 반응하지 않고 화학 활성도도 낮아 맨 오른쪽 기둥에 위치합니다. 그리고 왼쪽 열의 원소(칼륨, 나트륨, 리튬 등)는 다른 원소와 완벽하게 반응하며 반응 자체가 폭발적입니다. 간단히 말해서 각 열 내에서 요소는 유사한 속성을 가지며 열마다 다릅니다. 92번까지의 모든 원소는 자연에서 발견되며, 93번부터는 실험실에서만 만들 수 있는 인공적인 요소가 시작됩니다.

원래 버전에서 주기율표는 자연에 존재하는 질서의 반영으로만 이해되었으며 모든 것이 왜 그렇게 되어야 하는지에 대한 설명이 없었습니다. 그리고 양자역학이 등장했을 때만이 표의 요소 순서의 진정한 의미가 분명해졌습니다.

창작 과정 수업

D. I. Mendeleev의 주기율표 작성 역사 전체에서 창작 과정의 교훈을 얻을 수 있다고 말하면서 창의적 사고 분야의 영국 연구원 Graham Wallace와 프랑스 과학자 Henri Poincaré의 아이디어를 예로 들 수 있습니다. 간단히 살펴보겠습니다.

Poincaré(1908)와 Graham Wallace(1926)에 따르면 창의적 사고에는 네 가지 주요 단계가 있습니다.

• 준비- 주요 작업을 공식화하는 단계와 이를 해결하기 위한 첫 번째 시도
• 잠복- 프로세스에서 일시적인 산만함이 있지만 문제에 대한 해결책을 찾는 작업이 잠재 의식 수준에서 수행되는 단계입니다.
• 통찰력- 직관적인 해결책을 찾는 단계. 더욱이 이 솔루션은 작업과 전혀 관련이 없는 상황에서 찾을 수 있습니다.
• 시험- 이 솔루션의 검증 및 가능한 추가 개발이 이루어지는 솔루션의 테스트 및 구현 단계.

보시다시피 그의 테이블을 만드는 과정에서 Mendeleev는 직관적으로 이 네 단계를 따랐습니다. 이것이 얼마나 효과적인지는 결과로 판단할 수 있습니다. 테이블이 생성되었기 때문입니다. 그리고 그것의 생성이 화학 과학뿐만 아니라 인류 전체를 위한 큰 진전이라는 점을 감안할 때 위의 네 단계는 소규모 프로젝트의 구현과 글로벌 계획의 구현 모두에 적용될 수 있습니다. 기억해야 할 가장 중요한 것은 우리가 꿈에서 아무리보고 싶어하고 아무리 잠을 자더라도 단일 발견이 아니라 문제에 대한 단일 해결책을 스스로 찾을 수 없다는 것입니다. 성공하기 위해서는 화학 원소 표 작성이든 새로운 마케팅 계획 개발이든 특정 지식과 기술이 필요하며 잠재력을 능숙하게 사용하고 열심히 노력해야 합니다.

귀하의 노력과 계획의 성공적인 구현을 기원합니다!

주기율표를 이해하기 어렵다면 혼자가 아닙니다! 그 원리를 이해하기 어려울 수 있지만, 그것으로 작업하는 법을 배우는 것은 자연 과학 연구에 도움이 될 것입니다. 시작하려면 표의 구조와 각 화학 원소에 대해 배울 수 있는 정보를 연구하십시오. 그런 다음 각 요소의 속성 탐색을 시작할 수 있습니다. 마지막으로 주기율표를 사용하여 특정 화학 원소 원자의 중성자 수를 결정할 수 있습니다.

단계

1 부

주기율표 또는 화학 원소 주기율표는 왼쪽 상단에서 시작하여 표의 마지막 줄 끝(오른쪽 하단)에서 끝납니다. 표의 원소는 원자 번호의 오름차순으로 왼쪽에서 오른쪽으로 정렬됩니다. 원자 번호는 하나의 원자에 몇 개의 양성자가 있는지 알려줍니다. 또한 원자 번호가 증가하면 원자 질량도 증가합니다. 따라서 주기율표에서 원소의 위치에 따라 원자 질량을 결정할 수 있습니다.

보시다시피 각 다음 요소에는 이전 요소보다 하나 더 많은 양성자가 포함되어 있습니다.이것은 원자 번호를 볼 때 분명합니다. 원자번호는 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 1씩 증가합니다. 요소가 그룹으로 정렬되기 때문에 일부 테이블 셀은 비어 있습니다.

• 예를 들어, 표의 첫 번째 행에는 원자 번호가 1인 수소와 원자 번호가 2인 헬륨이 포함되어 있습니다. 그러나 이들은 서로 다른 그룹에 속하기 때문에 반대편에 있습니다.

1. 유사한 물리적 및 화학적 특성을 가진 원소를 포함하는 그룹에 대해 알아보십시오.각 그룹의 요소는 해당 세로 열에 있습니다. 원칙적으로 동일한 색상으로 표시되어 유사한 물리적 및 화학적 특성을 가진 요소를 식별하고 해당 동작을 예측하는 데 도움이 됩니다. 특정 그룹의 모든 요소는 외부 껍질에 같은 수의 전자를 가지고 있습니다.

   • 수소는 알칼리 금속 그룹과 할로겐 그룹 모두에 속할 수 있습니다. 일부 표에서는 두 그룹 모두에 표시됩니다.
   • 대부분의 경우 그룹은 1에서 18까지 번호가 매겨져 있으며 번호는 테이블의 상단 또는 하단에 배치됩니다. 숫자는 로마(예: IA) 또는 아라비아 숫자(예: 1A 또는 1)로 제공될 수 있습니다.
   • 열을 따라 위에서 아래로 이동할 때 "그룹 탐색 중"이라고 표시됩니다.

2. 테이블에 빈 셀이 있는 이유를 알아보십시오.원소는 원자 번호뿐만 아니라 그룹(같은 그룹의 요소는 유사한 물리적 및 화학적 특성을 가짐)에 따라 정렬됩니다. 이렇게 하면 요소의 작동 방식을 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 그러나 원자 번호가 증가함에 따라 해당 족에 속하는 원소가 항상 발견되는 것은 아니므로 테이블에 빈 셀이 있습니다.

   • 예를 들어, 전이 금속은 원자 번호 21에서만 발견되기 때문에 처음 3개 행에는 빈 셀이 있습니다.
   • 57에서 102까지의 원자 번호를 가진 원소는 희토류 원소에 속하며 일반적으로 표의 오른쪽 하단에 별도의 하위 그룹에 배치됩니다.

3. 테이블의 각 행은 기간을 나타냅니다.같은 주기의 모든 원소는 전자가 원자에 위치한 동일한 수의 원자 오비탈을 가집니다. 궤도의 수는 주기 번호에 해당합니다. 테이블에는 7개의 행, 즉 7개의 기간이 있습니다.

   • 예를 들어, 1주기 원소의 원자는 1개의 궤도를 갖고, 7주기 원소의 원자는 7개의 궤도를 갖는다.
   • 원칙적으로 기간은 표 왼쪽에 1에서 7까지의 숫자로 표시됩니다.
   • 왼쪽에서 오른쪽으로 선을 따라 이동할 때 "마침표를 통해 스캔"한다고 합니다.

4. 금속, 반금속 및 비금속을 구별하는 방법을 배웁니다.요소가 속한 유형을 결정할 수 있으면 요소의 속성을 더 잘 이해할 수 있습니다. 편의상 대부분의 표에서 금속, 준금속 및 비금속은 다른 색상으로 표시됩니다. 금속은 테이블의 왼쪽에 있고 비금속은 테이블의 오른쪽에 있습니다. 준금속은 그들 사이에 있습니다.

   2 부

   요소 지정

   1. 각 요소는 하나 또는 두 개의 라틴 문자로 지정됩니다.원칙적으로 요소 기호는 해당 셀의 중앙에 큰 글자로 표시됩니다. 기호는 대부분의 언어에서 동일한 요소의 축약된 이름입니다. 실험을 하거나 화학 반응식을 다룰 때 원소의 기호를 많이 사용하므로 기억해 두는 것이 유용합니다.

      • 일반적으로 요소 기호는 라틴 이름의 줄임말이지만 일부, 특히 최근에 발견된 요소의 경우 일반 이름에서 파생됩니다. 예를 들어, 헬륨은 기호 He로 표시되며 대부분의 언어에서 일반적인 이름에 가깝습니다. 동시에 철은 라틴어 이름의 약자인 Fe로 지정됩니다.

   2. 테이블에 제공된 경우 요소의 전체 이름에 주의하십시오.요소의 이 "이름"은 일반 텍스트에서 사용됩니다. 예를 들어 "헬륨"과 "탄소"는 원소의 이름입니다. 항상 그런 것은 아니지만 일반적으로 원소의 전체 이름은 화학 기호 아래에 표시됩니다.

      • 때로는 원소의 이름이 표에 표시되지 않고 화학 기호만 표시됩니다.

   3. 원자 번호를 찾으십시오.일반적으로 원소의 원자 번호는 해당 셀의 상단, 중간 또는 모서리에 있습니다. 기호 또는 요소 이름 아래에 나타날 수도 있습니다. 원소는 1에서 118까지의 원자 번호를 가집니다.

      • 원자 번호는 항상 정수입니다.

   4. 원자 번호는 원자의 양성자 수에 해당함을 기억하십시오.원소의 모든 원자는 같은 수의 양성자를 포함합니다. 전자와 달리 원소 원자의 양성자 수는 일정하게 유지됩니다. 그렇지 않으면 다른 화학 원소가 나왔을 것입니다!

학교에서 화학 수업에 앉아 있어도 우리 모두는 교실이나 화학 실험실 벽에 걸린 테이블을 기억합니다. 이 표에는 지구와 전체 우주를 구성하는 기본 구성 요소인 인류에게 알려진 모든 화학 원소의 분류가 포함되어 있습니다. 그럼 우리는 생각조차 할 수 없었습니다 멘델레예프 표의심 할 여지없이 가장 위대한 과학적 발견 중 하나이며 현대 화학 지식의 기초입니다.

D. I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표

언뜻 보기에 그녀의 아이디어는 믿을 수 없을 정도로 단순해 보입니다. 화학 원소원자 무게의 오름차순으로. 또한 대부분의 경우 각 원소의 화학적, 물리적 특성은 표에서 앞의 원소와 유사하다는 것이 밝혀졌습니다. 이 패턴은 첫 번째 원소 중 몇 개를 제외한 모든 원소에 나타납니다. 단순히 원자량이 비슷한 원소가 원소 앞에 없기 때문입니다. 이 속성의 발견 덕분에 우리는 벽걸이 달력을 매우 연상시키는 테이블에 요소의 선형 시퀀스를 배치할 수 있고 따라서 수많은 유형의 화학 요소를 명확하고 일관된 형태로 결합할 수 있습니다. 물론 오늘날 우리는 원소 체계의 순서를 정하기 위해 원자 번호(양성자의 수)라는 개념을 사용합니다. 이것은 "순열 쌍"의 소위 기술적 문제를 해결하는 데 도움이되었지만 주기율표 모양의 근본적인 변화로 이어지지는 않았습니다.

안에 멘델레예프의 주기율표모든 요소는 원자 번호, 전자 구성 및 반복되는 화학적 특성에 따라 정렬됩니다. 테이블의 행을 기간이라고 하고 열을 그룹이라고 합니다. 1869년에 작성된 첫 번째 테이블에는 60개의 요소만 포함되어 있었지만 이제 오늘날 우리에게 알려진 118개의 요소를 수용하기 위해 테이블을 확장해야 했습니다.

멘델레예프의 주기율표요소뿐만 아니라 가장 다양한 속성도 체계화합니다. 화학자는 많은 질문(시험뿐만 아니라 과학적인 질문)에 정확하게 답하기 위해 주기율표를 눈앞에 두는 것으로 충분합니다.

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정기법

두 가지 제형이 있습니다 정기법화학 원소: 고전과 현대.

발견자 D.I. 멘델레예프: 원소 화합물의 형태와 특성뿐만 아니라 단순체의 특성은 원소의 원자량 값에 주기적으로 의존합니다.

현대: 단순 물질의 특성과 원소 화합물의 특성 및 형태는 원소 원자의 핵 전하(일련 번호)에 주기적으로 의존합니다.

주기율표의 그래픽 표현은 주기율표입니다. 이것은 원자의 전하로부터 원소 특성의 규칙적인 변화를 기반으로 화학 원소를 자연적으로 분류하는 것입니다. 주기율표의 가장 일반적인 이미지 D.I. Mendeleev는 짧은 형식과 긴 형식입니다.

주기율표의 그룹 및 기간

여러 떼주기율표에서 세로줄이라고 합니다. 그룹에서 원소는 산화물에서 가장 높은 산화 상태에 따라 결합됩니다. 각 그룹은 기본 및 보조 하위 그룹으로 구성됩니다. 주요 하위 그룹에는 속성에서 동일한 작은 주기 요소와 큰 주기 요소가 포함됩니다. 측면 하위 그룹은 큰 기간의 요소로만 구성됩니다. 주 및 보조 하위 그룹 요소의 화학적 특성은 크게 다릅니다.

기간서수(원자) 번호의 오름차순으로 배열된 요소의 수평 행을 호출합니다. 주기율표에는 7개의 주기가 있습니다. 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 주기는 소주기라고 하며 각각 2, 8 및 8개의 요소를 포함합니다. 나머지 기간은 큰 것으로 불립니다. 네 번째와 다섯 번째 기간에는 각각 18개의 요소가 있고, 여섯 번째에는 32개, 일곱 번째(아직 불완전한)에는 31개의 요소가 있습니다. 첫 번째 기간을 제외한 각 기간은 알칼리 금속으로 시작하여 희가스로 끝납니다.

일련 번호의 물리적 의미화학 원소: 원자핵의 양성자 수와 원자핵 주위를 도는 전자의 수는 원소의 서수와 같습니다.

주기율표의 속성

기억해 여러 떼주기율표에서 수직 행을 호출하고 주 및 보조 하위 그룹 요소의 화학적 특성이 크게 다릅니다.

하위 그룹의 요소 속성은 자연스럽게 위에서 아래로 변경됩니다.

• 금속 특성이 향상되고 비금속 특성이 약화됩니다.
• 원자 반경이 증가합니다.
• 요소에 의해 형성된 염기 및 무산소산의 강도가 증가합니다.
• 전기 음성도가 떨어집니다.

헬륨, 네온, 아르곤을 제외한 모든 원소는 산소 화합물을 형성하며 산소 화합물에는 8가지 형태만 있습니다. 주기율표에서 그들은 종종 R 2 O, RO, R 2 O 3, RO 2, R 2 O 5, RO 3, R 2 O 7, RO 4와 같은 요소의 산화 상태의 오름차순으로 각 그룹 아래에 위치한 일반 공식으로 표시됩니다. 여기서 기호 R은이 그룹의 요소를 나타냅니다. 고급 산화물에 대한 공식은 원소가 족 번호와 동일한 산화 상태를 나타내지 않는 예외적인 경우(예: 불소)를 제외하고 족의 모든 원소에 적용됩니다.

조성 R 2 O의 산화물은 강한 기본 특성을 나타내며 일련 번호가 증가함에 따라 염기도가 증가하고 조성 RO의 산화물(BeO 제외)은 기본 특성을 나타냅니다. 조성 RO 2 , R 2 O 5 , RO 3 , R 2 O 7 의 산화물은 산성 특성을 나타내고 일련 번호가 증가함에 따라 산도가 증가합니다.

그룹 IV에서 시작하는 주요 하위 그룹의 요소는 기체 수소 화합물을 형성합니다. 이러한 화합물에는 네 가지 형태가 있습니다. 그것들은 주요 하위 그룹의 요소 아래에 배치되며 순서 RH 4 , RH 3 , RH 2 , RH의 일반 공식으로 표시됩니다.

RH 4 화합물은 중성입니다. RH 3 - 약한 염기성; RH 2 - 약산성; RH는 강산성입니다.

기억해 기간서수(원자) 번호의 오름차순으로 배열된 요소의 수평 행을 호출합니다.

요소의 일련 번호가 증가하는 기간 내:

• 전기 음성도가 증가합니다.
• 금속 특성이 감소하고 비금속 특성이 증가합니다.
• 원자 반경이 떨어집니다.

주기율표의 요소

알칼리 및 알칼리 토류 원소

여기에는 주기율표의 첫 번째 및 두 번째 그룹의 요소가 포함됩니다. 알칼리 금속첫 번째 그룹에서-연질 금속, 은빛, 칼로 잘 자릅니다. 그들 모두는 외부 껍질에 단일 전자를 가지고 있으며 완벽하게 반응합니다. 알칼리 토금속두 번째 그룹의 은색 색조도 있습니다. 두 개의 전자가 외부 수준에 배치되므로 이러한 금속은 다른 요소와 상호 작용할 의향이 적습니다. 알칼리 금속에 비해 알칼리 토금속은 더 높은 온도에서 녹고 끓습니다.

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란탄족(희토류 원소) 및 악티늄족

란탄계열희귀 광물에서 원래 발견되는 원소 그룹입니다. 따라서 그들의 이름은 "희토류" 요소입니다. 결과적으로 이러한 요소는 처음에 생각했던 것만 큼 드물지 않으므로 희토류 요소에 란탄 족이라는 이름이 부여되었습니다. 란타나이드 및 악티늄족기본 요소 테이블 아래에 있는 두 개의 블록을 차지합니다. 두 그룹 모두 금속을 포함합니다. 모든 란타나이드(프로메튬 제외)는 비방사성입니다. 반면에 악티늄족은 방사성입니다.

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할로겐 및 희가스

할로겐과 비활성 기체는 주기율표의 17족과 18족으로 분류됩니다. 할로겐비금속 원소이며 모두 외부 껍질에 7개의 전자를 가지고 있습니다. 안에 희가스모든 전자는 외부 껍질에 있으므로 화합물 형성에 거의 참여하지 않습니다. 이러한 가스는 다른 원소와 거의 반응하지 않기 때문에 "귀족"이라고 합니다. 즉, 전통적으로 사회에서 다른 사람들을 기피해온 귀족 계급의 구성원을 말합니다.

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전이 금속

전이 금속주기율표에서 그룹 3-12를 차지합니다. 대부분은 밀도가 높고 견고하며 전기 및 열 전도성이 좋습니다. 그들의 원자가 전자(이를 통해 다른 원소와 연결됨)는 여러 전자 껍질에 있습니다.

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준금속

준금속주기율표의 13~16족을 차지한다. 붕소, 게르마늄, 실리콘과 같은 준금속은 반도체이며 컴퓨터 칩과 회로 기판을 만드는 데 사용됩니다.

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후전이 금속

라는 요소 후전이 금속, 주기율표의 그룹 13-15에 속합니다. 금속과 달리 광택이 없지만 무광택 마감 처리가되어 있습니다. 전이 금속과 비교하여 전이 후 금속은 더 부드럽고 녹는점과 끓는점이 낮으며 전기 음성도가 높습니다. 다른 요소를 부착하는 원자가 전자는 외부 전자 껍질에만 있습니다. 전이 후 금속 그룹의 원소는 준금속보다 끓는점이 훨씬 높습니다.

그리고 이제 주기율표 등에 대한 비디오를 시청하여 지식을 강화하십시오.

좋습니다. 지식으로 가는 길의 첫 번째 단계를 밟았습니다. 이제 여러분은 어느 정도 주기율표에 의해 인도되며 이것은 여러분에게 매우 유용할 것입니다. 왜냐하면 주기율표는 이 놀라운 과학이 서 있는 기초이기 때문입니다.