ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Сучасна форма таблиці Менделєєва
         

     

    Біологія і хімія

    Сучасна форма таблиці Менделєєва

    Доктор технічних наук Р. Сайфуллін, кандидат хімічних наук А. Сайфуллін

    В Цього року виповнюється 170 років з дня народження видатного російського хіміка Дмитра Івановича Менделєєва і 135 років з дня створення ним періодичної системи елементів. За що минув час таблиця, що наочно демонструє періодичний закон, неодноразово доповнювалася і розширювалася. До останнього часу в науковій і навчальній літературі наводилася так звана коротка форма таблиці. Сучасний, розширений варіант таблиці Менделєєва складений авторами статті на підставі останніх рішень ІЮПАК - Междунаpодного союзу теоpетіческой і прикладні хімії (International Union of Pure and Applied Chemistry - IUPAC). Ця Організацію, створена в 1919 році, кооpдініpует дослідження, тpебующіе междунаpодного узгодження, контpоля і стандаpтізаціі, радимо і затверджує хімічну теpмінологію, включаючи назви елементів. Росія, будучи повноправним членом союзу, виконує його рішення і рекомендації. Нова форма таблиці була схвалена XVII менделєєвськая з'їздом у вересні 2003 року. В таблицю внесені найостанніші характеристики всіх відомих на сьогоднішній день елементів. Вона буде корисна всім, хто вивчає хімію і фізику чи просто цікавиться сучасною наукою.

    З історію створення і розвитку періодичної системи

    Першого Березень 1869 Д.І. Менделєєв оприлюднив періодичний закон і його наслідок -- таблицю елементів. У 1870 році він назвав систему "природною", а через рік -- "Періодичної". Таблиця (далекий прообраз сучасної), що демонструє закон, була представлена Менделєєвим під назвою "Досвід системи елементів, заснований на їх же атомній вазі і хімічній схожості ". Їм же була дана формулювання закону: "Властивості елементів, а тому і властивості утворених ними простих і складних тел, перебувають у періодичній залежності від їх же атомної ваги ". Таблиця складалася з шести вертикальних груп, попередниць майбутніх періодів. По горизонталі простежувалися ще не повні ряди елементів, прообразів майбутніх підгруп (сьогодні - груп) елементів. Вона містила 67 елементів (зараз їх близько 120), в тому числі три передбачених, згодом відкритих і названих "зміцнювач періодичного закону ".

    Природно, перша таблиця була недосконалою, і в наступні роки Менделєєв багато разів доповнював її і вносив до її структури зміни. У момент подання першого варіанти таблиці (березень 1869 року) не були ще відомі шляхетні ( "інертні") гази (Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) і були відсутні відомості про внутрішню будову атомів.

    Лише в двадцятих роках минулого століття, після революційних відкриттів у фізиці, застосування рентгенівських променів і виявлення благородних газів, стало можливим дати сучасне визначення закону про періодичній залежності властивостей елементів від порядкового номера елемента, а не від атомної ваги, як було спочатку зазначено Д. Менделєєвим. Іншими словами, в трактуванні поняття закону "Атомна вага" елемента було замінено словами "порядковий (або атомний) номер", що відповідає числу протонів у ядрі атома і, відповідно, числу електронів у нейтрального атома. Визначення стало відповідати даними про електронний будову атома, диктує періодичну повторюваність властивостей атомів через 2 (s-елементи), 6 (р-елементи), 10 (d-елементи) і 14 (f-елементи) елементів. Ці цифри відповідають максимально можливого числа електронів на певному енергетичному рівні атома. Вони ж відповідають і числа можливих елементів у відповідному періоді. На першій енергетичному рівні дозволено бути лише двом електронам (на s-рівні). Вони призвели до наявності в першому періоді двох елементів: водню й гелію. На другому енергетичному рівні вісім різних електронів відповідають появи восьми нових елементів - від літію до неону.

    Аналогічна картина спостерігається і в третьому періоді. У ньому, замість очікуваних вісімнадцяти, також вісім елементів - від натрію до аргону. Тут відбулася затримка з утворенням десяти d-елементів з-за того, що 3d-електрони опинилися на більш високому енергетичному рівні, ніж 4s-електрони. З цієї причини 3d-елементи (скандій, титан та ін) з'являються лише в четвертому періоді після двох 4s-елементів (калій і кальцій). Вони передують 4р-елементів (від галію до криптону). Цим пояснюється виникнення узагальнюючого терміну - "перехідні елементи", "вставна декада". У п'ятому періоді спостерігається аналогічна картина, в нього із запізненням приходять 4d-елементи; вони також виявляються перехідними. Описані природні явища були однією з причин створення таблиці з восьми груп. Проте "запізнюються" також по чотирнадцять 4f-і 5f-елементів вже на два періоди. Через їх більшого числа і розташування цих електронів у третьому зовні шарі (близькість властивостей) в обох обговорюваних тут формах таблиць вони виділені поза груп. Загальне правило при утворенні періодів системи - всі вони починаються з лужних металів з перших ns1-електроном, що утворить n-період (n - номер періоду системи). Завершує кожний період "інертний" газ з останнім np6-електроном. Виняток - перша період системи, він завжди перебуває на особливому положенні.

    Таким чином, число елементів в семи відомих періодах становить 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Відповідно до зазначених числами будуть наповнюватися елементами всі періоди у порядку зростання їх порядкових номерів. При цьому один і той же елемент може виявитися в різних за номером групах, що помітно при порівнянні двох таблиць.

    Розглянуті цифри дозволяють створити таблиці, що складаються з 2, 8, 18 або 32 груп елементів у трьох варіантах - з (2 +6), (2 +6 +10) або (2 +6 +10 +14) груп. Історично, як найбільш зручні, розповсюдження отримали в першу чергу таблиці, що складаються з 8 або 18 вертикальних груп:

    а) Коротка форма таблиці. Вона, на жаль, досі наводиться в більшості російських довідників та навчальних посібників, хоча офіційно скасовано ІЮПАК в 1989 році. Таблиця складалася з VIII (0) груп "типових" елементів, підгруп (іноді і рядів) та періодів елементів. У сучасній зарубіжній літературі ця форма таблиці замінена довгою формою.

    б) Довга (рідше звана длінноперіодной або напівдовгому) форма таблиці. Вона була затверджена ІЮПАК в 1989 році, складається з 18 груп, позначених арабськими (замість римських) цифрами, і не містить "типових" елементів, підгруп, рядів і сімейств. Її спрощені варіанти з'являлися набагато раніше, але частіше за все з одним відзнакою - груп, позначених римськими цифрами, було вісім (з їх розтяжкою до вісімнадцяти за рахунок приставок а і b і штучним створенням тріад елементів).

    в) Наддовгих (рідше іменована довгою) форма таблиці складалася б з 32 груп елементів. Офіційно вона навряд чи буде прийнята до передбачуваної майбутньому, так як кожна з 14 додаткових груп (понад 18) містила б лише два елементи (один лантаноїди і один Актиноїди), близькі за властивостями до всіх інших тринадцяти елементів періоду.

    Нова форма таблиці

    До 80-90-х років минулого століття були поширені два перші форми таблиці. Перша - архаїчна коротка форма з "насильницької" упаковкою елементів у вісім (I-VIII), іноді дев'ять (0) груп, підрозділених додатково ще на ряди (8 або 10) і підгрупи, що містили два або три "типових" елемента, попередніх, у свою чергу, двом суперечливим за назвами (A, B або a, b, "Головна" чи "побічна ").

    При виборі і затвердженні довгого варіанти таблиці були дотримані "інтереси" більшості елементів і принцип "золотої середини" без порушення основи закону Менделєєва - періодичності у властивостях елементів. Сорок елементів (по 10 d-елементів в кожному з періодів з 4 по 7), що відносяться раніше до "перехідним", або "вставним" (між s-і p-елементами), і звані "побічними", після 1989 року перестали бути такими. Вони стали повноправними компонентами своїх нових десяти груп.

    З офіційним прийняттям нової форми таблиці зникли, ставши зайвими, надумані або прийняті вимушено терміни: "типові елементи", "підгрупа" (головна і побічна), "Тріада", "ряди", "сімейства" (заліза або платинових металів). Всі елементи однієї групи (крім водню та гелію - вони завжди на особливому положенні), розташовані вертикально в один ряд, мають в принципі однакові дві зовнішні (визначають ступінь окислення) s-+ p-або s-+ d-орбіталі електронів. Лантаноїди і Актиноїди (f-елементи), як і раніше, залишаються в третій групі відповідно з наявністю в їх же електронних орбіталях умовно s2d1-електронів. Відмінності в електронній структурі атомів актиноїдів тут не обговорюються.

    Довга форма таблиці позбавлена невідповідностей, недоліків і очевидних протиріч, властивих її короткій формі, помітних при першому ж погляді на властивості елементів, штучно зібраних в одну і ту ж групу. Так, наприклад, в I групу короткій таблиці потрапили і метали Cu, Ag, Au, і протилежні за активністю лужні метали Na, K, Rb, Cs. Несумісність властивостей "одногруппових" елементів простежується і по всіх інших групах. Звернемо увагу лише на колишні кінцеві (VI-VIII) групи. Це - сусідство в VI групі двох "типових" елементів - O і S і їх же аналогів Se, Te, Po з тугоплавкими металами - Cr, Mo, W; у VII групі - елементів, що відповідають агресивним летючим галогеном F, Cl, Br, I, з не менш тугоплавкими металами Mn, Tc, Re.

    Максимально суперечлива структура VIII групи. До неї включені підгрупа VIIIb з "тріадою" ( "Сімейство заліза" - Fe, Co, Ni) і "сімейство платинових металів" (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), куди, природно, повинні входити у вигляді трьох вертикальних рядів і тільки що отримані елементи 108-110, які ніколи не ставилися до платиновим. У цю ж групу входить, всупереч здоровому глузду, і підгрупа VIIIa, куди віднесені благородні гази (He, Ne та інші). З упевненістю можна стверджувати, що історично ці тріади-сімейства були "втиснуті" в прокрустове ложі останньої (VIII) групи вимушено, всупереч логіці, тому що ця група, згідно електронної структурі атомів, призначена природою тільки для зазначених газових елементів. Причина утворення такого "Ноєвого ковчега" проста: чотирьом тріадах з 3 (4) декад в кожному періоді під час компонування таблиці з восьми груп не вистачило місця в її попередніх семи групах.

    В офіційно прийнятої довгій формі таблиці поняття "сімейство заліза" і "сімейство платинових металів "зникають логічно, тому що до них, згідно з їх властивостями, спільному поширенню в природі, ізоморфізму і послідовному зміни електронної структури, можна було б приєднати сусідів по таблиці і праворуч і ліворуч. Іншими словами, перше сімейство можна розширити, наприклад, до ванадію і цинку включно, а по друге - помістити інші благородні метали - Срібло, золото, ртуть; старі поняття надумані штучно, будучи прив'язані до структури колишньої VIII групи.

    В запропоновану таблицю для кожного елемента введені також дві альтернативні величини відносної електронегативності (ОЕО) атомів (їх здібності в молекулі притягати електрони, що беруть участь в утворенні хімічних зв'язків) і основні фізичні параметри відповідних простих речовин. Використовувати значення ОЕО важливо, зокрема, для виключення та виправлення застарілих помилкових назв і написання хімічних формул бінарних сполук. Наприклад, водневі з'єднання елементів другого періоду Н4С, Н3N, H2О, НF згідно значень ОЕО (для водню близько 2,0, для інших елементів - від 2,5 для вуглецю до 4,0 для фтору) називаються відповідно карбідом, нітридом, оксидом і фторидом водню. Відповідно до цього наведені написання формул аміаку й метану більш справедливі, ніж традиційні (NH3 і СН4).

    Однак, незважаючи на справедливе розв'язання ІЮПАК давно назрілої проблеми і прийняття нової системи в усьому світі, її використання в російському освіті та науці невиправдано запізнюється. Разом з тим є й втішні виключення з цього. Крім ряду видань нового варіанту таблиці, запропонованого авторами цієї статті, можна відзначити публікації простих варіантів довгої форми таблиці поруч передових російських видавництв, а сучасною таблиці на двох мовах - у новому семитомної довідковому виданні. На відміну від російських, зарубіжна освіта і наука прийняли до виконання рішення ІЮПАК 1989 негайно. Інтернет також повідомляє тільки про наявність довгої форми таблиці.

    Сучасний варіант періодичної системи, першим в російських публікаціях, був створений у 1999 році. Нова форма таблиці Менделєєва навчально-довідкового призначення відповідає міжнародним стандартам. Крім російських і латинських назв елементів в ній наводяться англійські та американські форми їх написання. Щоб зберегти спадкоємність таблиць і спростити використання її довгої форми, нові номери груп в ній узгоджені зі старими (римськими) номерами груп (I - VIII) і підгруп (a, b), хоча закордонні джерела колишні позначення вже не вказують. Спрощені варіанти раціональної довгої таблиці були поширені ще задовго до 1989 року, у тому числі в СРСР, з однією відмінністю - номерів груп було вісім (вони були позначені римськими цифрами), але вони "розтягувалися" до вісімнадцяти за рахунок приставок а і b і штучного створення тріад елементів. У новій таблиці наведено виправлені атомні маси елементів, затверджені ІЮПАК в 1995 році, і нові назви десяти останніх елементів, остаточно затверджені, також цією організацією, в 1997-му. Аналоги такої системи, в основному англомовні, широко поширені в зарубіжній літературі.

    Список літератури

    Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://wsyachina.narod.ru

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !