Arti tabel periodik. Pengertian hukum periodik Tanda-tanda sistem periodik dan hukum periodik

Penemuan oleh D.I. Hukum periodik Mendeleev sangat penting bagi perkembangan ilmu kimia. Hukum tersebut merupakan landasan ilmiah ilmu kimia. Penulis berhasil mensistematisasikan materi yang kaya namun tersebar yang dikumpulkan dari generasi ke generasi oleh ahli kimia tentang sifat-sifat unsur dan senyawanya, serta memperjelas banyak konsep, misalnya konsep “unsur kimia” dan “zat sederhana”. Selain itu, D.I. Mendeleev meramalkan keberadaannya dan dengan sangat akurat menggambarkan sifat-sifat banyak unsur yang tidak diketahui pada waktu itu, misalnya skandium (eca-boron), galium (eka-aluminium), germanium (eca-silikon). Dalam beberapa kasus, berdasarkan hukum periodik, ilmuwan mengubah massa atom unsur-unsur yang diterima pada saat itu ( Zn, La, SAYA, Eh, Ce, Th,kamu), yang sebelumnya ditentukan berdasarkan gagasan yang salah tentang valensi unsur dan komposisi senyawanya. Dalam beberapa kasus, Mendeleev menyusun unsur-unsur sesuai dengan perubahan sifat alaminya, menunjukkan kemungkinan ketidakakuratan dalam nilai massa atomnya ( Os, Ir, Pt, Au, Te, SAYA, Tidak, Bersama) dan untuk beberapa di antaranya, sebagai hasil penyempurnaan berikutnya, massa atomnya dikoreksi.

Hukum periodik dan tabel periodik unsur berfungsi sebagai dasar ilmiah untuk prediksi dalam kimia. Sejak diterbitkannya tabel periodik, lebih dari 40 unsur baru telah muncul di dalamnya. Berdasarkan hukum periodik, diperoleh unsur transuranium secara artifisial, termasuk No. 101 yang disebut mendelevium.

Hukum periodik memainkan peran penting dalam menjelaskan struktur kompleks atom. Kita tidak boleh lupa bahwa undang-undang tersebut dirumuskan oleh penulisnya pada tahun 1869, yaitu. hampir 60 tahun sebelum teori modern tentang struktur atom akhirnya terbentuk. Dan semua penemuan ilmuwan setelah penerbitan hukum dan sistem periodik unsur (kita membicarakannya di awal presentasi materi) berfungsi sebagai konfirmasi atas penemuan brilian ahli kimia besar Rusia, pengetahuannya yang luar biasa. dan intuisi.

LITERATUR

1. Glinka N. A. Kimia umum / N. A. Glinka. L.: Kimia, 1984. 702 hal.

2. Mata kuliah kimia umum / ed. N.V.Korovina. M.: Sekolah Tinggi, 1990. 446 hal.

3. Akhmetov N.S. kimia umum dan anorganik / N.S. Akhmetov. M.: Sekolah Tinggi, 1988. 639 hal.

4.Pavlov N.N. Kimia anorganik / N.N. Pavlov. M.: Sekolah Tinggi, 1986. 336 hal.

5. Ramsden E.N. Awal mula kimia modern / E.N. Ramsden. L.: Kimia, 1989. 784 hal.

Struktur atom

Pedoman

dalam mata kuliah "Kimia Umum"

Disusun oleh: STANKEVICH Margarita Efimovna

Efanova Vera Vasilievna

Mikhailova Antonina Mikhailovna

Pengulas E.V. Tretyachenko

Editor O.A.Panina

Ditandatangani untuk dicetak Format 60x84 1/16

Ledakan. mengimbangi. Kondisi-panggang aku. Akademisi-ed.l.

Sirkulasi Pesan Gratis

Universitas Teknik Negeri Saratov

410054 Saratov, st. Politekniknicheskaya, 77

Dicetak di RIC SSTU, 410054 Saratov, st. Politekniknicheskaya, 77

Hukum periodik dan sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev didasarkan pada gagasan tentang struktur atom. Pentingnya hukum periodik bagi perkembangan ilmu pengetahuan

Tiket kimia untuk kursus kelas 10.

Tiket No.1

Hukum periodik dan sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev didasarkan pada gagasan tentang struktur atom. Pentingnya hukum periodik bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Pada tahun 1869, D.I.Mendeleev, berdasarkan analisis sifat-sifat zat dan senyawa sederhana, merumuskan Hukum Periodik:

Sifat-sifat benda sederhana... dan senyawa unsur secara periodik bergantung pada besarnya massa atom unsur.

Berdasarkan hukum periodik, disusunlah sistem periodik unsur. Di dalamnya, unsur-unsur dengan sifat serupa digabungkan menjadi kolom - kelompok vertikal. Dalam beberapa kasus, ketika menempatkan unsur-unsur dalam Tabel Periodik, urutan kenaikan massa atom perlu diganggu untuk menjaga periodisitas pengulangan sifat-sifatnya. Misalnya, kami harus “menukar” telurium dan yodium, serta argon dan kalium.

Alasannya adalah Mendeleev mengajukan hukum periodik pada saat belum ada yang diketahui tentang struktur atom.

Setelah model atom planet diusulkan pada abad ke-20, hukum periodik dirumuskan sebagai berikut:

Sifat-sifat unsur dan senyawa kimia secara periodik bergantung pada muatan inti atom.

Muatan inti sama dengan jumlah unsur dalam tabel periodik dan jumlah elektron pada kulit elektron atom.

Rumusan ini menjelaskan “pelanggaran” terhadap Undang-Undang Periodik.

Dalam Tabel Periodik, nomor periode sama dengan jumlah tingkat elektronik dalam atom, nomor golongan unsur-unsur subkelompok utama sama dengan jumlah elektron pada tingkat terluar.

Alasan perubahan periodik sifat-sifat unsur kimia adalah pengisian kulit elektron secara berkala. Setelah mengisi cangkang berikutnya, periode baru dimulai. Perubahan periodik unsur terlihat jelas pada perubahan komposisi dan sifat oksida.

Signifikansi ilmiah dari hukum periodik. Hukum periodik memungkinkan untuk mensistematisasikan sifat-sifat unsur kimia dan senyawanya. Saat menyusun tabel periodik, Mendeleev meramalkan keberadaan banyak unsur yang belum ditemukan, menyisakan sel kosong untuk unsur tersebut, dan meramalkan banyak sifat unsur yang belum ditemukan, yang memfasilitasi penemuannya.

6. ???

7. Hukum periodik dan sistem periodik D.I. Mendeleev Struktur sistem periodik (periode, golongan, subgrup). Pengertian hukum periodik dan sistem periodik.

Hukum periodik D.I.Mendeleev Sifat-sifat benda sederhana, serta bentuk dan sifat senyawa unsur, bergantung secara periodik. nilai berat atom unsur

Tabel periodik unsur. Rangkaian unsur yang sifat-sifatnya berubah secara berurutan, seperti rangkaian delapan unsur dari litium menjadi neon atau dari natrium menjadi argon, disebut Mendeleev sebagai periode. Jika kita menuliskan kedua periode ini satu di bawah yang lain sehingga natrium berada di bawah litium dan argon di bawah neon, kita mendapatkan susunan unsur-unsur berikut:

Dengan susunan ini, kolom vertikal mengandung unsur-unsur yang sifat-sifatnya serupa dan mempunyai valensi yang sama, misalnya litium dan natrium, berilium dan magnesium, dll.

Setelah membagi semua unsur ke dalam periode-periode dan menempatkan satu periode di bawah periode lainnya sehingga unsur-unsur yang sifat dan jenis senyawanya serupa letaknya di bawah satu sama lain, Mendeleev menyusun tabel yang disebutnya sistem periodik unsur menurut golongan dan deret.

Arti tabel periodik. Tabel periodik unsur mempunyai pengaruh yang besar terhadap perkembangan ilmu kimia selanjutnya. Ini tidak hanya merupakan klasifikasi alami pertama dari unsur-unsur kimia, yang menunjukkan bahwa mereka membentuk sistem yang harmonis dan berhubungan erat satu sama lain, tetapi juga merupakan alat yang ampuh untuk penelitian lebih lanjut.

8. Perubahan periodik sifat-sifat unsur kimia. Jari-jari atom dan ionik. Energi ionisasi. Afinitas elektron. Keelektronegatifan.

Ketergantungan jari-jari atom pada muatan inti atom Z bersifat periodik. Dalam satu periode, dengan meningkatnya Z, ada kecenderungan ukuran atom mengecil, yang terutama terlihat jelas dalam periode pendek.

Dengan dimulainya pembangunan lapisan elektronik baru, lebih jauh dari inti, yaitu selama transisi ke periode berikutnya, jari-jari atom meningkat (bandingkan, misalnya, jari-jari atom fluor dan natrium). Akibatnya, dalam suatu subkelompok, dengan bertambahnya muatan inti, ukuran atom pun bertambah.

Hilangnya atom elektron menyebabkan penurunan ukuran efektifnya^ dan penambahan kelebihan elektron menyebabkan peningkatan. Oleh karena itu, jari-jari ion (kation) yang bermuatan positif selalu lebih kecil, dan jari-jari ion non (anion) yang bermuatan negatif selalu lebih besar daripada jari-jari atom yang netral secara listrik.

Dalam satu subkelompok, jari-jari ion yang bermuatan sama bertambah seiring bertambahnya muatan inti.Pola ini dijelaskan oleh bertambahnya jumlah lapisan elektronik dan semakin jauhnya elektron terluar dari inti.

Sifat kimia yang paling khas dari logam adalah kemampuan atomnya untuk dengan mudah melepaskan elektron terluarnya dan berubah menjadi ion bermuatan positif, sedangkan nonlogam, sebaliknya, dicirikan oleh kemampuannya untuk menambahkan elektron untuk membentuk ion negatif. Untuk melepaskan elektron dari atom dan mengubahnya menjadi ion positif, perlu mengeluarkan sejumlah energi, yang disebut energi ionisasi.

Energi ionisasi dapat ditentukan dengan membombardir atom dengan elektron yang dipercepat dalam medan listrik. Tegangan medan terendah di mana kecepatan elektron menjadi cukup untuk mengionisasi atom disebut potensial ionisasi atom suatu unsur dan dinyatakan dalam volt.

Dengan pengeluaran energi yang cukup, dua, tiga atau lebih elektron dapat dikeluarkan dari sebuah atom. Oleh karena itu, mereka berbicara tentang potensial ionisasi pertama (energi pelepasan elektron pertama dari atom) dan potensial ionisasi kedua (energi pelepasan elektron kedua)

Seperti disebutkan di atas, atom tidak hanya dapat menyumbangkan, tetapi juga memperoleh elektron. Energi yang dilepaskan ketika sebuah elektron menempel pada atom bebas disebut afinitas elektron atom. Afinitas elektron, seperti energi ionisasi, biasanya dinyatakan dalam volt elektron. Jadi, afinitas elektron atom hidrogen adalah 0,75 eV, oksigen - 1,47 eV, fluor - 3,52 eV.

Afinitas elektron atom logam biasanya mendekati nol atau negatif; Oleh karena itu, bagi atom-atom pada sebagian besar logam, penambahan elektron secara energetik tidak menguntungkan. Afinitas elektron atom bukan logam selalu positif dan semakin besar, semakin dekat letak nonlogam tersebut dengan gas mulia dalam tabel periodik; hal ini menunjukkan adanya peningkatan sifat non-logam seiring dengan semakin dekatnya akhir periode.

(?)9. Ikatan kimia. Jenis dasar dan ciri-ciri ikatan kimia. Kondisi dan mekanisme pembentukannya. Metode ikatan valensi. Valensi. Konsep metode orbital molekul

Ketika atom berinteraksi, ikatan kimia dapat muncul di antara mereka, yang mengarah pada pembentukan sistem poliatomik yang stabil - molekul, non molekul, kristal. syarat terbentuknya ikatan kimia adalah berkurangnya energi potensial sistem atom-atom yang berinteraksi.

Teori struktur kimia. Landasan teori yang dikembangkan oleh A.M. Butlerov adalah sebagai berikut:

Atom-atom dalam molekul terhubung satu sama lain dalam urutan tertentu. Mengubah urutan ini mengarah pada pembentukan zat baru dengan sifat baru.

Penggabungan atom terjadi sesuai dengan valensinya.

Sifat-sifat suatu zat tidak hanya bergantung pada komposisinya, tetapi juga pada “struktur kimianya”, yaitu urutan hubungan atom-atom dalam molekul dan sifat pengaruh timbal baliknya. Atom-atom yang terhubung langsung satu sama lain memiliki pengaruh paling kuat satu sama lain.

Gagasan tentang mekanisme pembentukan ikatan kimia, yang dikembangkan oleh Heitler dan London dengan menggunakan contoh molekul hidrogen, diperluas ke molekul yang lebih kompleks. Teori ikatan kimia yang dikembangkan atas dasar ini disebut metode ikatan valensi (metode BC). Metode BC memberikan penjelasan teoritis tentang sifat-sifat terpenting ikatan kovalen dan memungkinkan untuk memahami struktur sejumlah besar molekul. Meskipun, seperti yang akan kita lihat di bawah, metode ini ternyata tidak bersifat universal dan dalam beberapa kasus tidak mampu menggambarkan dengan tepat struktur dan sifat molekul, metode ini masih memainkan peran besar dalam pengembangan teori kimia mekanika kuantum. mengikat dan tidak kehilangan pentingnya hingga hari ini. Valensi adalah konsep yang kompleks. Oleh karena itu, ada beberapa definisi valensi yang mengungkapkan berbagai aspek konsep ini. Definisi yang paling umum dapat dianggap sebagai berikut: valensi suatu unsur adalah kemampuan atom-atomnya untuk bergabung dengan atom lain dalam perbandingan tertentu.

Awalnya, valensi atom hidrogen diambil sebagai satuan valensi. Valensi suatu unsur lain dapat dinyatakan dengan jumlah atom hidrogen yang menambah atau menggantikan satu atom unsur lain tersebut.

Kita telah mengetahui bahwa keadaan elektroda dalam suatu atom dijelaskan oleh mekanika kuantum sebagai sekumpulan orbital elektron atom (awan elektron atom); Setiap orbital tersebut dicirikan oleh serangkaian nomor kuantum atom tertentu. Metode MO didasarkan pada asumsi bahwa keadaan elektron dalam suatu molekul juga dapat digambarkan sebagai sekumpulan orbital elektron molekul (awan elektron molekul), dengan setiap orbital molekul (MO) berhubungan dengan kumpulan bilangan kuantum molekul tertentu. Seperti dalam sistem multielektron lainnya, prinsip Pauli tetap berlaku dalam molekul (lihat § 32), sehingga setiap MO tidak boleh mengandung lebih dari dua elektron, yang harus memiliki putaran yang berlawanan arah.

Pentingnya hukum periodik bagi perkembangan ilmu pengetahuan

Berdasarkan Hukum Periodik, Mendeleev menyusun klasifikasi unsur kimia – sistem periodik. Terdiri dari 7 periode dan 8 grup.
Hukum periodik menandai dimulainya tahap perkembangan kimia saat ini. Dengan penemuannya, dimungkinkan untuk memprediksi unsur-unsur baru dan mendeskripsikan sifat-sifatnya.
Dengan bantuan Hukum Periodik, massa atom dikoreksi dan valensi beberapa unsur diklarifikasi; hukum mencerminkan keterkaitan unsur-unsur dan saling ketergantungan sifat-sifatnya. Hukum periodik menegaskan hukum paling umum perkembangan alam dan membuka jalan menuju pengetahuan tentang struktur atom.

Tabel periodik unsur mempunyai pengaruh yang besar terhadap perkembangan ilmu kimia selanjutnya.

Dmitry Ivanovich Mendeleev (1834-1907)

Ini bukan hanya klasifikasi alami pertama dari unsur-unsur kimia yang menunjukkan bahwa mereka membentuk sistem yang harmonis dan berhubungan erat satu sama lain, tetapi juga menjadi alat yang ampuh untuk penelitian lebih lanjut.

Pada saat Mendeleev menyusun tabelnya berdasarkan hukum periodik yang ditemukannya, banyak unsur yang masih belum diketahui. Dengan demikian, unsur skandium periode keempat belum diketahui. Dalam hal massa atom, titanium berada setelah kalsium, tetapi titanium tidak dapat ditempatkan segera setelah kalsium, karena ia akan termasuk dalam kelompok ketiga, sedangkan titanium membentuk oksida yang lebih tinggi, dan menurut sifat lain ia harus diklasifikasikan dalam kelompok keempat. . Oleh karena itu, Mendeleev melewatkan satu sel, yaitu meninggalkan ruang kosong antara kalsium dan titanium. Dengan dasar yang sama, pada periode keempat, tersisa dua sel bebas antara seng dan arsenik, yang kini ditempati oleh unsur galium dan germanium. Masih ada kursi kosong di baris lainnya. Mendeleev tidak hanya yakin bahwa pasti ada unsur-unsur yang belum diketahui yang akan mengisi ruang-ruang ini, namun ia juga meramalkan sifat-sifat unsur tersebut terlebih dahulu berdasarkan posisinya di antara unsur-unsur lain dalam tabel periodik. Dia memberi nama ekabor pada salah satunya, yang di masa depan akan menempati posisi antara kalsium dan titanium (karena sifat-sifatnya dianggap menyerupai boron); dua lainnya, yang masih ada ruang tersisa di tabel antara seng dan arsenik, diberi nama eka-aluminium dan eca-silikon.

Selama 15 tahun berikutnya, prediksi Mendeleev terkonfirmasi dengan cemerlang: ketiga elemen yang diharapkan ditemukan. Pertama, ahli kimia Perancis Lecoq de Boisbaudran menemukan galium, yang memiliki semua sifat eka-aluminium; kemudian di Swedia, L. F. Nilsson menemukan skandium yang memiliki sifat ekaboron, dan terakhir beberapa tahun kemudian di Jerman, K. A. Winkler menemukan unsur yang disebutnya germanium, yang ternyata identik dengan ekasilicon.

Untuk menilai keakuratan luar biasa dari pandangan Mendeleev ke depan, mari kita bandingkan sifat-sifat eca-silikon yang diprediksikannya pada tahun 1871 dengan sifat-sifat germanium yang ditemukan pada tahun 1886:

Penemuan galium, skandium, dan germanium merupakan kemenangan terbesar hukum periodik.

Sistem periodik juga sangat penting dalam menentukan valensi dan massa atom beberapa unsur. Dengan demikian, unsur berilium telah lama dianggap sebagai analog aluminium dan oksidanya diberi rumus. Berdasarkan persentase komposisi dan formula berilium oksida yang diharapkan, massa atomnya dianggap 13,5. Tabel periodik menunjukkan bahwa berilium hanya memiliki satu tempat dalam tabel, yaitu di atas magnesium, sehingga oksidanya harus mempunyai rumus , sehingga massa atom berilium sama dengan sepuluh. Kesimpulan ini segera dikonfirmasi dengan penentuan massa atom berilium dari kepadatan uap kloridanya.

Tepatnya Dan saat ini, hukum periodik tetap menjadi benang penuntun dan prinsip penuntun ilmu kimia. Atas dasar itulah unsur-unsur transuranium yang terletak di tabel periodik setelah uranium diciptakan secara artifisial dalam beberapa dekade terakhir. Salah satunya - unsur No. 101, pertama kali diperoleh pada tahun 1955 - diberi nama mendelevium untuk menghormati ilmuwan besar Rusia.

Penemuan hukum periodik dan penciptaan sistem unsur kimia sangat penting tidak hanya bagi ilmu kimia, tetapi juga bagi filsafat, bagi seluruh pemahaman kita tentang dunia. Mendeleev menunjukkan bahwa unsur-unsur kimia membentuk suatu sistem yang harmonis, yang didasarkan pada hukum dasar alam. Hal ini merupakan ekspresi posisi dialektika materialis tentang interkoneksi dan saling ketergantungan fenomena alam. Mengungkap hubungan antara sifat-sifat unsur kimia dan massa atomnya, hukum periodik merupakan konfirmasi cemerlang dari salah satu hukum universal perkembangan alam - hukum transisi kuantitas menjadi kualitas.

Perkembangan ilmu pengetahuan selanjutnya memungkinkan, berdasarkan hukum periodik, untuk memahami struktur materi jauh lebih dalam daripada yang mungkin dilakukan selama masa hidup Mendeleev.

Teori struktur atom yang dikembangkan pada abad ke-20, pada gilirannya, memberikan pencerahan baru yang lebih mendalam pada hukum periodik dan sistem periodik unsur. Kata-kata kenabian Mendeleev ditegaskan dengan cemerlang: “Hukum periodik tidak terancam kehancuran, tetapi hanya suprastruktur dan pembangunan yang dijanjikan.”

Hukum periodik dan sistem periodik unsur kimia ditinjau dari teori struktur atom

1 Maret 1869Rumusan hukum periodik oleh D.I. Mendeleev.

Sifat-sifat zat sederhana, serta bentuk dan sifat senyawa unsur, secara periodik bergantung pada berat atom unsur.

Kembali ke akhir abad ke-19, D.I. Mendeleev menulis bahwa, tampaknya, atom terdiri dari partikel-partikel lain yang lebih kecil, dan hukum periodik menegaskan hal ini.

Rumusan modern dari hukum periodik.

Sifat-sifat unsur kimia dan senyawanya secara periodik bergantung pada besarnya muatan inti atomnya, yang dinyatakan dalam pengulangan periodik struktur kulit elektron valensi terluar.

Hukum periodik berdasarkan teori struktur atom

Tabel periodik berdasarkan teori struktur atom

Kesimpulan:

1. Semakin sedikit elektron pada tingkat terluar dan semakin besar jari-jari atom, semakin rendah keelektronegatifan dan semakin mudah melepaskan elektron terluar, sehingga sifat logamnya semakin jelas.

Semakin banyak elektron pada tingkat terluar dan semakin kecil jari-jari atom, semakin besar keelektronegatifan dan semakin mudah menerima elektron, sehingga semakin kuat sifat nonlogamnya.

2. Logam dicirikan dengan melepaskan elektron, sedangkan nonlogam dicirikan dengan menerima elektron.

Posisi khusus hidrogen dalam tabel periodik

Hidrogen dalam tabel periodik menempati dua sel (salah satunya diapit tanda kurung) - di golongan 1 dan di golongan 7.

Hidrogen termasuk golongan pertama karena, seperti unsur-unsur golongan pertama, ia mempunyai satu elektron di tingkat terluar.

Hidrogen termasuk dalam golongan ketujuh karena, seperti unsur-unsur golongan ketujuh, sebelum energinya habis

MAKNA HUKUM BERKALA

Tabel periodik unsur telah menjadi salah satu generalisasi paling berharga dalam kimia. Ini seperti ringkasan kimia semua unsur, grafik yang dengannya Anda dapat membaca sifat-sifat unsur dan senyawanya. Sistem ini memungkinkan untuk memperjelas posisi, massa atom, dan nilai valensi beberapa unsur. Berdasarkan tabel tersebut, keberadaan dan sifat-sifat unsur yang belum ditemukan dapat diprediksi. Mendeleev merumuskan hukum periodik dan mengusulkan representasi grafisnya, tetapi pada saat itu sifat periodisitas tidak dapat ditentukan. Arti hukum periodik terungkap kemudian, sehubungan dengan penemuan struktur atom.

1. Pada tahun berapa hukum periodik ditemukan?

2. Apa yang dijadikan dasar sistematisasi unsur oleh Mendeleev?

3. Apa isi hukum yang ditemukan Mendeleev?

4. Apa bedanya dengan formulasi modern?

5. Apa yang disebut orbital atom?

6. Bagaimana sifat berubah seiring waktu?

7. Bagaimana pembagian periodenya?

8. Apa yang disebut dengan kelompok?

9. Bagaimana pembagian kelompok?

10. Jenis elektron apa yang kamu ketahui?

11. Bagaimana tingkat energi terisi?

Kuliah No. 4: Valensi dan bilangan oksidasi. Frekuensi perubahan properti.

Asal usul konsep valensi. Valensi unsur kimia adalah salah satu sifat terpentingnya. Konsep valensi diperkenalkan ke dalam sains oleh E. Frankland pada tahun 1852. Pada awalnya, konsep tersebut hanya bersifat stoikiometri dan berasal dari hukum ekuivalen. Arti konsep valensi berasal dari perbandingan nilai massa atom dan unsur-unsur kimia yang setara.

Dengan terbentuknya konsep atom-molekul, konsep valensi memperoleh makna struktural dan teoritis tertentu. Valensi mulai dipahami sebagai kemampuan satu atom suatu unsur tertentu untuk mengikat sejumlah atom unsur kimia lain ke dirinya sendiri. Kapasitas atom hidrogen yang sesuai diambil sebagai satuan valensi, karena rasio massa atom hidrogen terhadap ekuivalennya sama dengan satu. Dengan demikian, valensi suatu unsur kimia didefinisikan sebagai kemampuan atomnya untuk mengikat sejumlah atom hidrogen tertentu. Jika suatu unsur tidak membentuk senyawa dengan hidrogen, maka valensinya ditentukan sebagai kemampuan atomnya untuk menggantikan sejumlah atom hidrogen dalam senyawanya.

Gagasan tentang valensi ini dikonfirmasi untuk senyawa paling sederhana.

Berdasarkan gagasan tentang valensi unsur, muncullah gagasan tentang valensi seluruh golongan. Jadi, misalnya, gugus OH, karena ia menambahkan satu atom hidrogen atau mengganti satu atom hidrogen dalam senyawanya yang lain, diberi valensi satu. Namun, gagasan tentang valensi kehilangan kejelasannya ketika menyangkut senyawa yang lebih kompleks. Jadi, misalnya, dalam hidrogen peroksida H 2 O 2 valensi oksigen harus dianggap sama dengan satu, karena dalam senyawa ini terdapat satu atom hidrogen untuk setiap atom oksigen. Namun diketahui bahwa setiap atom oksigen dalam H 2 O 2 terikat pada satu atom hidrogen dan satu gugus OH monovalen, yaitu oksigen bersifat divalen. Demikian pula, valensi karbon dalam etana C 2 H 6 harus dianggap sama dengan tiga, karena dalam senyawa ini terdapat tiga atom hidrogen untuk setiap atom karbon, tetapi karena setiap atom karbon terikat pada tiga atom hidrogen dan satu gugus monovalen CH. 3, valensi karbon dalam C 2 H 6 sama dengan empat.

Perlu dicatat bahwa ketika membentuk gagasan tentang valensi unsur-unsur individu, keadaan rumit ini tidak diperhitungkan, dan hanya komposisi senyawa paling sederhana yang diperhitungkan. Namun pada saat yang sama, ternyata banyak unsur yang valensinya pada senyawa yang berbeda tidak sama. Hal ini terutama terlihat pada senyawa beberapa unsur dengan hidrogen dan oksigen, yang memiliki valensi berbeda. Jadi, dalam kombinasi dengan hidrogen, valensi belerang ternyata sama dengan dua, dan dengan oksigen – enam. Oleh karena itu, mereka mulai membedakan antara valensi hidrogen dan valensi oksigen.

Selanjutnya, sehubungan dengan gagasan bahwa dalam senyawa beberapa atom terpolarisasi positif dan yang lainnya negatif, konsep valensi dalam senyawa oksigen dan hidrogen digantikan oleh konsep valensi positif dan negatif.

Nilai valensi yang berbeda untuk unsur yang sama juga terlihat pada senyawanya yang berbeda dengan oksigen. Dengan kata lain, unsur-unsur yang sama mampu menunjukkan valensi positif yang berbeda. Dari sinilah muncul gagasan tentang valensi positif variabel dari beberapa unsur. Adapun valensi negatif unsur nonlogam, pada umumnya, ternyata konstan untuk unsur yang sama.

Mayoritas unsur menunjukkan valensi positif variabel. Namun, masing-masing elemen ini dicirikan oleh valensi maksimumnya. Valensi maksimum ini disebut ciri.

Belakangan, sehubungan dengan munculnya dan berkembangnya teori elektronik tentang struktur atom dan ikatan kimia, valensi mulai dikaitkan dengan jumlah elektron yang berpindah dari satu atom ke atom lainnya, atau dengan jumlah ikatan kimia yang timbul antar atom dalam atom. proses pembentukan suatu senyawa kimia.

Elektrovalensi dan kovalen. Valensi positif atau negatif suatu unsur paling mudah ditentukan jika dua unsur membentuk senyawa ionik: unsur yang atomnya menjadi ion bermuatan positif dianggap mempunyai valensi positif, dan unsur yang atomnya menjadi ion bermuatan negatif dianggap mempunyai valensi negatif. valensi. Nilai numerik valensi dianggap sama dengan besarnya muatan ion. Karena ion-ion dalam senyawa terbentuk melalui sumbangan dan perolehan elektron oleh atom, jumlah muatan ion ditentukan oleh jumlah elektron yang dilepaskan (positif) dan ditambahkan (negatif) oleh atom. Sesuai dengan ini, valensi positif suatu unsur diukur dengan jumlah elektron yang disumbangkan oleh atomnya, dan valensi negatif - dengan jumlah elektron yang diikatkan oleh atom tertentu. Jadi, karena valensi diukur dengan besarnya muatan listrik atom, maka valensi disebut elektrovalensi. Ini juga disebut valensi ionik.

Di antara senyawa kimia ada senyawa yang molekul atomnya tidak terpolarisasi. Jelas bagi mereka konsep elektrovalensi positif dan negatif tidak berlaku. Jika suatu molekul tersusun dari atom-atom dari satu unsur (zat unsur), konsep valensi stoikiometri yang biasa kehilangan maknanya. Namun, untuk mengevaluasi kemampuan atom untuk mengikat sejumlah atom lain, mereka mulai menggunakan jumlah ikatan kimia yang muncul antara atom tertentu dan atom lain selama pembentukan suatu senyawa kimia. Karena ikatan kimia ini, yang merupakan pasangan elektron yang dimiliki secara bersamaan oleh kedua atom yang terhubung, disebut kovalen, maka kemampuan suatu atom untuk membentuk sejumlah ikatan kimia dengan atom lain disebut kovalen. Untuk menetapkan kovalen, rumus struktur digunakan di mana ikatan kimia diwakili oleh tanda hubung.

Bilangan oksidasi dan bilangan oksidasi. Dalam reaksi pembentukan senyawa ionik, transisi elektron dari satu atom atau ion yang bereaksi ke atom atau ion lain disertai dengan perubahan nilai atau tanda elektrovalensinya. Ketika senyawa yang bersifat kovalen terbentuk, perubahan keadaan elektrovalen atom sebenarnya tidak terjadi, tetapi hanya terjadi redistribusi ikatan elektronik, dan valensi zat yang bereaksi asli tidak berubah. Saat ini, untuk mengkarakterisasi keadaan suatu elemen dalam senyawa, konsep kondisional telah diperkenalkan keadaan oksidasi. Ekspresi numerik bilangan oksidasi disebut bilangan oksidasi.

Bilangan oksidasi atom dapat bernilai positif, nol, dan negatif. Bilangan oksidasi positif ditentukan oleh jumlah elektron yang ditarik dari suatu atom, dan bilangan oksidasi negatif ditentukan oleh jumlah elektron yang ditarik oleh atom tertentu. Bilangan oksidasi dapat ditetapkan untuk setiap atom dalam zat apa pun, dan untuk itu Anda perlu dipandu oleh aturan sederhana berikut:

1. Bilangan oksidasi atom-atom dalam suatu zat elementer adalah nol.

2. Bilangan oksidasi ion-ion elementer pada zat yang bersifat ionik sama dengan nilai muatan listrik ion-ion tersebut.

3. Bilangan oksidasi atom dalam senyawa yang bersifat kovalen ditentukan dengan perhitungan konvensional bahwa setiap elektron yang ditarik dari suatu atom memberikan muatan sebesar +1, dan setiap elektron yang ditarik memberikan muatan sebesar –1.

4. Jumlah aljabar bilangan oksidasi semua atom suatu senyawa adalah nol.

5. Atom fluor pada semua senyawanya dengan unsur lain mempunyai bilangan oksidasi –1.

Penentuan bilangan oksidasi dikaitkan dengan konsep keelektronegatifan unsur. Dengan menggunakan konsep ini, aturan lain dirumuskan.

6. Dalam senyawa, bilangan oksidasi bernilai negatif untuk atom unsur dengan keelektronegatifan lebih tinggi dan positif untuk atom unsur dengan keelektronegatifan lebih rendah.

Konsep bilangan oksidasi telah menggantikan konsep elektrovalensi. Dalam hal ini, nampaknya tidak tepat menggunakan konsep kovalensi. Untuk mengkarakterisasi unsur-unsur, lebih baik menggunakan konsep valensi, mendefinisikannya dengan jumlah elektron yang digunakan oleh atom tertentu untuk membentuk pasangan elektron, terlepas dari apakah mereka tertarik ke atom tertentu atau, sebaliknya, ditarik darinya. Maka valensinya akan dinyatakan sebagai bilangan tak bertanda. Berbeda dengan valensi, bilangan oksidasi ditentukan oleh jumlah elektron yang ditarik dari suatu atom (positif), atau tertarik padanya (negatif). Dalam banyak kasus, nilai aritmatika valensi dan bilangan oksidasi bertepatan - ini wajar saja. Dalam beberapa kasus, nilai numerik valensi dan bilangan oksidasi berbeda satu sama lain. Misalnya, dalam molekul halogen bebas, valensi kedua atom sama dengan satu, dan bilangan oksidasinya nol. Dalam molekul oksigen dan hidrogen peroksida, valensi kedua atom oksigen adalah dua, dan bilangan oksidasinya dalam molekul oksigen adalah nol, dan dalam molekul hidrogen peroksida adalah minus satu. Dalam molekul nitrogen dan hidrazin - N 4 H 2 - valensi kedua atom nitrogen adalah tiga, dan bilangan oksidasi dalam molekul unsur nitrogen adalah nol, dan dalam molekul hidrazin minus dua.

Jelaslah bahwa valensi mencirikan atom-atom yang hanya merupakan bagian dari suatu senyawa, bahkan senyawa homonuklir, yaitu terdiri dari atom-atom dari satu unsur; Tidak masuk akal membicarakan valensi atom individu. Keadaan oksidasi mencirikan keadaan atom-atom baik yang termasuk dalam suatu senyawa maupun yang ada secara terpisah.

Pertanyaan untuk memperkuat topik:

1. Siapa yang memperkenalkan konsep “valensi”?

2. Apa yang disebut dengan valensi?

3. Apa perbedaan antara valensi dan bilangan oksidasi?

4. Berapakah valensinya?

5. Bagaimana cara menentukan bilangan oksidasi?

6. Apakah valensi dan bilangan oksidasi suatu unsur selalu sama?

7. Berdasarkan unsur manakah valensi suatu unsur ditentukan?

8. Apa yang menjadi ciri valensi suatu unsur, dan apa yang dimaksud dengan bilangan oksidasi?

9. Bisakah valensi suatu unsur bernilai negatif?

Kuliah No. 5: Laju reaksi kimia.

Reaksi kimia dapat sangat bervariasi dalam waktu terjadinya. Campuran hidrogen dan oksigen pada suhu kamar dapat tetap tidak berubah untuk waktu yang lama, namun jika terkena atau tersulut, ledakan akan terjadi. Pelat besinya perlahan berkarat, dan sepotong fosfor putih secara spontan terbakar di udara. Penting untuk mengetahui seberapa cepat reaksi tertentu terjadi agar dapat mengontrol kemajuannya.

Signifikansi ilmiah dari hukum periodik. Kehidupan dan karya D.I.Mendeleev

Penemuan hukum periodik dan penciptaan Tabel Periodik Unsur Kimia merupakan pencapaian terbesar ilmu pengetahuan abad ke-19. Konfirmasi eksperimental tentang massa atom relatif yang diubah oleh DI Mendeleev, penemuan unsur-unsur dengan sifat-sifat yang dibayangkan olehnya, dan lokasi gas inert terbuka dalam tabel periodik menyebabkan pengakuan universal terhadap hukum periodik.

Penemuan hukum periodik menyebabkan perkembangan kimia yang pesat: selama tiga puluh tahun berikutnya, 20 unsur kimia baru ditemukan. Hukum periodik berkontribusi pada pengembangan lebih lanjut penelitian tentang struktur atom, sebagai akibatnya hubungan antara struktur atom dan perubahan periodik sifat-sifatnya ditetapkan. Berdasarkan hukum periodik, para ilmuwan mampu mengekstraksi zat dengan sifat tertentu dan mensintesis unsur kimia baru. Hukum periodik memungkinkan para ilmuwan membangun hipotesis tentang evolusi unsur-unsur kimia di Alam Semesta.

Hukum periodik D.I.Mendeleev memiliki makna ilmiah umum dan merupakan hukum alam yang mendasar.

Dmitry Ivanovich Mendeleev lahir pada tahun 1834 di Tobolsk. Setelah lulus dari gimnasium Tobolsk, ia belajar di Institut Pedagogis St. Petersburg, dan lulus dengan medali emas. Sebagai mahasiswa, D.I.Mendeleev mulai terlibat dalam penelitian ilmiah. Setelah belajar, ia menghabiskan dua tahun di luar negeri di laboratorium ahli kimia terkenal Robert Bunsen. Pada tahun 1863, ia terpilih sebagai profesor, pertama di Institut Teknologi St. Petersburg, dan kemudian di Universitas St.

Mendeleev melakukan penelitian di bidang sifat kimia larutan, keadaan gas, dan panas pembakaran bahan bakar. Ia tertarik pada berbagai masalah pertanian, pertambangan, masalah metalurgi, menangani masalah gasifikasi bahan bakar bawah tanah, dan mempelajari teknik perminyakan. Hasil paling signifikan dari aktivitas kreatif, yang membuat D. I. Mendeleev terkenal di seluruh dunia, adalah penemuan Hukum Periodik dan Tabel Periodik Unsur Kimia pada tahun 1869. Ia menulis sekitar 500 artikel tentang kimia, fisika, teknologi, ekonomi, dan geodesi. Dia mengorganisir dan menjadi direktur Kamar Berat dan Ukuran Rusia yang pertama, dan mengakhiri permulaan metrologi modern. Menemukan persamaan umum keadaan gas ideal, menggeneralisasi persamaan Clapeyron (persamaan Clapeyron-Mendeleev).

Mendeleev hidup sampai usia 73 tahun. Atas prestasinya, ia terpilih menjadi anggota 90 akademi sains asing dan gelar doktor kehormatan di banyak universitas. Unsur kimia ke-101 (Mendelevium) dinamai untuk menghormatinya.