Предсказание Д.И. Менделеева

Глубокое знание химических свойств различных элементов позволило Менделееву не только указать на еще не открытые элементы, но и предсказать их свойства. Д. И. Менделеев точно предсказал свойства элемента, названного им "эка-силицием. Спустя 16 лет предсказание Д. И. Менделеева блестяще подтвердилось.

После этого ученым всего мира стало ясно, что Периодическая таблица Д. И. Менделеева не просто систематизирует элементы, а является графическим выражением фундаментального закона природы - Периодического закона.

Этот закон обладает предсказательной силой. Он позволил вести целенаправленный поиск новых, еще не открытых элементов. Атомные веса многих элементов, определенные до этого недостаточно точно, подверглись проверке и уточнению именно потому, что их ошибочные значения вступали в противоречие с Периодическим законом.

Варианты периодической системы

Первая попытка создания системы элементов, точнее - системы простых тел, имеющая большое историко-химическое значение, принадлежит А.Л. Лавуазье. Таблица простых тел Лавуазье основана на классификации их по химическим свойствам (элементы, неметаллы и не известные еще радикалы кислот, металлы и земли). Классификация Лавуазье в целом отобразила сложившееся в эпоху флогистона представление об основных, сходных по химическим свойствам, группах простых тел. Однако эта таблица по форме и содержанию, конечно, очень далека от Периодической системы. Важно, тем не менее, что таблица Лавуазье - первый пример классификации по группам «элементов» со сходными химическими свойствами. Она оказала существенное влияние на все дальнейшие попытки классификации и систематизации элементов.

Наиболее интересной была попытка француза Шанкуртуа (1862 г.), получившая в литературе название «винтовой линии Шанкуртуа». Он воспользовался «винтовой линией», т. е. линией, нанесенной на образующую поверхность цилиндра под углом 45 ° к его основанию. Поверхность цилиндра разделена на 16 частей (16- атомный вес кислорода), т. е. на части в 22,5 ° окружности. Атомные веса элементов отделены на кривой в соответствующем масштабе (за единицу принят атомный вес кислорода). Если теперь развернуть цилиндр, то на плоскости из «винтовой линии» получится ряд отрезков прямых, параллельных друг другу. Первый сверху отрезок прямой (от 0 до 16) фиксирует характерные точки для элементов с атомными весами от 1 до 16, второй - от 16 до 32, третий - от 32 до 48 и т. д.

Среди многочисленных вариантов изображения Периодической системы особое место занимают спиральные формы. Впервые такую необычную форму, содержащую все известные на то время элементы, предложил в 1870 г. Баумгауэр. Спираль Баумгауэра появилась после первых сообщений Д.И. Менделеева, на которые Баумгауэр и ссылается.

Спиральная периодическая таблица Т. Бенфи (1960 г.) Её отличительная особенность состоит в том, что в ней нашли своё место как d-элементы (переходные металлы), так и f-элементы (лантаноиды и актиноиды), кроме того, оставлены места для еще неоткрытых элементов.

Н.А. Морозов создает свою таблицу, состоящую из восьми вертикальных рядов - классов углеводородов, их радикалов и семи горизонтальных рядов.

10. Структура периодической системы и ее связь с электронной структурой атомов. Периодичность в изменении электронной конфигурации атомов. Периоды и группы. Коротко- и длиннопериодный варианты периодической таблицы. Периодичность в изменении величин радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности атомов. Периодичность в изменении свойств простых веществ и основных химических соединений (оксиды, гидроксиды, галогениды). Вертикальные, горизонтальные и диагональные аналогии в периодической системе. Переходные и непереходные элементы. Элементы-металлы и элементы-неметаллы.

Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году.

В группе сверху вниз радиус атома увеличивается. Число электронов остается постоянным равным номеру группы. Чем меньше электронов на внешнем уровне и чем дальше эти электроны находятся от ядра, тем слабее электростатические силы между ядром и электронами, атом легче отдает электроны. Элементы, легко отдающие электроны, проявляют металлические и восстановительные свойства.

В периоде слева направо радиус атома уменьшается, т.к. число энергетических уровней в пределах одного периода постоянно, но увеличивается число электронов на внешнем электронном уровне. Следовательно, электростатическое взаимодействие между ядром и электронами усиливается, а радиус уменьшается. В связи с этим элементы конца периода будут легче принимать электроны. Такое элементы проявляют неметаллические и окислительные свойства.

Переходные металлы (переходные элементы) — химические элементы побочных подгрупп I — VIII групп Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (3 — 12 групп в длиннопериодном варианте таблицы). Переходные металлы выделяют на основании незавершённости внутренних электронных оболочек их атомов или ионов. Термин «переходные» связан с тем, что в периодах эти элементы располагаются между s- и р-элементами. Переходные металлы, в свою очередь, подразделяют на d-элементы, у которых происходит заполнение 3d-, 4d-, 5d- и 6d-подоболочек, и f-элементы, у которых заполняется 4f- (лантаноиды) либо 5f-подоболочка (актиноиды).

11. Простые вещества. Аллотропия. Аллотропные модификации. Металлы и неметаллы. Бинарные соединения. Принцип номенклатуры бинарных соединений. Оксиды. Оксиды солеобразующие и несолеобразующие. Основные, кислотные и амфотерные оксиды. Солеобразующие оксиды, пероксиды

Простые вещества – вещества, состоящие из атомов одного химического элемента.

Аллотропия – существование химического элемента в виде нескольких веществ, различных по строению и свойствам.

Аллотропные модификации – вещества, сходные по составу, но различающиеся химическим строением, соответственно, обладающие различными физическими свойствами.

Металлы – группа элементов в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами (высокие тепло- и электропроводность, пластичность, металлический блеск).

Неметаллы – химические элементы с типично неметаллическими свойствами, занимают правый верхний угол в периодической системе.

Бинарные соединения – химические вещества, образованные двумя химическими элементами.

Бинарные соединения — это собирательная группа веществ, которые имеют различное химическое строение. Поэтому их номенклатура может варьироваться в зависимости от генетической принадлежности.

Названия простых бинарных веществ, как правило, образуются добавлением к названию более электроотрицательного элемента суффикса -ид. При необходимости к названиям элементов добавляют кратные приставки или указывают в скобках степень окисления электроположительного элемента без пробела:

· SiC — карби́д кре́мния

· KBr — броми́д ка́лия

· CS₂ — дисульфи́д углеро́да или сульфид углерода(IV)

В сложных бинарных соединениях суффикс -ид добавляется к названиям элементов, находящихся в низших степенях окисления:

· PCl₃O — окси́д-трихлори́д фо́сфора

· CrO₂Cl₂ — диокси́д-дихлори́д хро́ма

· СCl₂O — окси́д-дихлори́д углеро́да или хлорангидрид угольной кислоты, больше известный как фосген.

Многие широко известные бинарные соединения носят тривиальные названия, среди них уже приведенный выше фосген, вода H₂O аммиак NH₃, веселящий газ N₂O и другие.

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород, со степенью окисления -2. Лишь один химический элемент - фтор, соединяясь с кислородом, образует не оксид, а фторид кислорода OF₂.
Называются они просто - "оксид + название элемента"(см. ниже).Если валентность химического элемента переменная, то указывается римской цифрой, заключённой в круглые скобки, после названия химического элемента.