Підготовка до ЗНО з хімії

Усі розглянуті вище класифікації не давали відповіді на найважливіше запитання – у чому причина періодичної зміни властивостей хімічних елементів та їх сполук? Це спробував зробити Д.І. Менделєєв.

Основною характеристикою атома, яку вибрав Д.І. Менделєєв при побудові Періодичної системи була атомна маса.

Розмістивши усі відомі на той час елементи в порядку зростання їх атомних мас (табл. 5.1) він помітив, що схожі за властивостями сполуки зустрічаються через правильні інтервали, тобто властивості періодично повторюються.

Таблиця 5.1

Розміщення елементів за заростанням їх атомних мас

 

Це стало основою Періодичного закону (1869 р.): властивості простих тіл та властивості сполук елементів перебувають у періодичній залежності від величини атомних ваг.

Розглянемо зміну властивостей наведених елементів. Кожна трійка починається одновалентним елементом, який у сполуці з Гідрогеном утворює сильну кислоту. Далі ідуть одновалентні елементи – активні метали, які взаємодіють з водою з утворенням лугів. За ними розміщені двовалентні метали, які у хімічному відношенні є менш активними. У такій послідовності змінюються і форми сполук.

Якщо елементи зі схожими властивостями розмістити один над одним, так, щоб зверху був елемент з меншою атомною масою, одержуємо таку картину:

F	Na	Mg
Cl	K	Ca
Br	Rb	Ca
I	Cs	Ba

Горизонтальний ряд елементів, розміщених в порядку зростання атомних мас (від галогену до лужноземельного металу), було названо періодом (F – Mg, Cl – Ca тощо).

Вертикальний ряд елементів, зі схожими властивостями, розміщених в порядку зростання атомних мас, Д.І. Менделєєв назвав групою (F – I, Mg – Ba тощо).

Таке розміщення елементів називається Періодична система – графічне зображення Періодичного закону.

Однак, чітку класифікацію утруднювало те, що не всі хімічні елементи були відомі на той час, а для багатьох з них атомні маси були встановлені неточно.

Д.І. Менделєєв справився з цією проблемою: у своїй Періодичній системі він залишив місця для ще не відкритих елементів, існування і властивості яких передбачив, виходячи із структури Періодичної системи. Усі ці елементи (Екабор, Екаалюміній, Екасиліцій) були відкриті ще за життя вченого (відповідно Галій, Скандій, Германій).

На основі Періодичної системи, Д.І. Менделєєв виправив невірно визначені атомні маси елементів та їх валентність (наприклад, у Be: атомну масу з 13 на 9, валентність – з ІІІ на ІІ).

Це підтвердило правильність передбачення Д.І. Менделєєва, що фізичні і хімічні властивості простих речовин та їх сполук є періодичною функцією атомної маси елементів.

Так 1 березня 1869 року російським вченим Дмитром Івановичем Менделєєвим був відкритий Періодичний закон – новий закон природи.

Подальші дослідження будови атома та ізотопів показали, що головною характеристикою елемента є не атомна маса, а заряд ядра, який рівний порядковому номеру елемента у Періодичній системі. Тому сучасне формулювання Періодичного закону звучить так: властивості хімічних елементів, а також форми і властивості їх сполук перебувають у періодичній залежності від заряду ядра атома.