Тогтмол хүснэгтийн утга. Тогтмол хуулийн утга Үелэх системийн шинж тэмдэг ба үечилсэн хуулийн

Д.И. Менделеевийн үечилсэн хууль нь химийн шинжлэх ухааны хөгжилд чухал ач холбогдолтой юм. Хууль нь химийн шинжлэх ухааны үндэс суурь болсон. Зохиогч нь элементүүд болон тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанарын талаархи химичүүдийн үе үеийн хуримтлуулсан баялаг боловч тархай бутархай материалыг системчилж, "химийн элемент", "энгийн бодис" гэх мэт олон ойлголтыг тодруулж чадсан. Үүнээс гадна Д.И. Менделеев оршин тогтнохыг урьдчилан таамаглаж, скандий (эка-бор), галли (эка-хөнгөн цагаан), германий (эка-цахиур) гэх мэт тухайн үед үл мэдэгдэх олон элементийн шинж чанарыг гайхалтай нарийвчлалтайгаар дүрсэлсэн. Хэд хэдэн тохиолдолд үечилсэн хуульд үндэслэн эрдэмтэн тухайн үед хүлээн зөвшөөрөгдсөн элементүүдийн атомын массыг өөрчилсөн ( Zn, Ла, I, Эр, Ce, Th,У), элементүүдийн валент болон тэдгээрийн нэгдлүүдийн найрлагын талаархи алдаатай санаан дээр үндэслэн урьд өмнө тодорхойлсон. Зарим тохиолдолд Менделеев элементүүдийг байгалийн шинж чанарын өөрчлөлтийн дагуу байрлуулж, тэдгээрийн атомын массын утгын алдаатай байж болзошгүйг харуулж байна ( Os, Ир, Pt, Au, Тэ, I, Ни, Co) ба тэдгээрийн заримын хувьд дараагийн сайжруулалтын үр дүнд атомын массыг зассан.

Тогтмол хууль ба элементүүдийн үелэх систем нь химийн чиглэлээр урьдчилан таамаглах шинжлэх ухааны үндэслэл болдог. Үелэх систем хэвлэгдсэнээс хойш 40 гаруй шинэ элемент гарч ирэв. Тогтмол хуулинд үндэслэн трансуран элементүүдийг зохиомлоор гаргаж авсан бөгөөд үүнд №101-ийг менделеви гэж нэрлэдэг.

Атомын цогц бүтцийг тодруулахад үечилсэн хууль шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэсэн. Уг хуулийг зохиогч 1869 онд боловсруулсан гэдгийг бид мартаж болохгүй, өөрөөр хэлбэл. Атомын бүтцийн орчин үеийн онол үүсэхээс бараг 60 жилийн өмнө. Хууль, элементүүдийн үечилсэн тогтолцоог нийтэлсний дараа эрдэмтдийн хийсэн бүх нээлтүүд (бид материалын танилцуулгын эхэнд ярьсан) Оросын агуу химичийн гайхалтай нээлт, түүний ер бусын мэдлэгийн баталгаа болсон юм. болон зөн совин.

Уран зохиол

1. Глинка Н.А. Ерөнхий хими / Н.А.Глинка. Л.: Хими, 1984. 702 х.

2. Ерөнхий химийн курс / ред. Коровина Н.В. М.: Дээд сургууль, 1990. 446 х.

3. Ахметов Н.С. ерөнхий ба органик бус хими / N.S. Ахметов. М.: Дээд сургууль, 1988. 639 х.

4. Павлов Н.Н. Органик бус хими / N.N. Павлов. М.: Дээд сургууль, 1986. 336 х.

5. Рамсден Э.Н. Орчин үеийн химийн эхлэл / E.N. Рамсден. Л.: Хими, 1989. 784 х.

Атомын бүтэц

Удирдамж

"Ерөнхий хими" хичээл дээр

Эмхэтгэсэн: СТАНКЕВИЧ Маргарита Ефимовна

Ефанова Вера Васильевна

Михайлова Антонина Михайловна

Шүүмжлэгч Е.В.Третяченко

Редактор О.А.Панина

Формат 60x84 1/16 хэвлэхээр гарын үсэг зурсан

Өсөлт. офсет. Нөхцөл байдал-жигнэх л. Академич-ред.л.

Цусны эргэлт Үнэгүй захиалах

Саратов улсын техникийн их сургууль

410054 Саратов, гудамж. Политехническая, 77

RIC SSTU-д хэвлэгдсэн, 410054 Саратов, st. Политехническая, 77

Д.И.Менделеевийн үечилсэн хууль ба химийн элементүүдийн үечилсэн систем нь атомын бүтцийн талаархи санаан дээр үндэслэсэн. Шинжлэх ухааны хөгжилд үечилсэн хуулийн ач холбогдол

10-р ангийн химийн хичээлийн тасалбар.

Тасалбар №1

Д.И.Менделеевийн үечилсэн хууль ба химийн элементүүдийн үечилсэн систем нь атомын бүтцийн талаархи санаан дээр үндэслэсэн. Шинжлэх ухааны хөгжилд үечилсэн хуулийн ач холбогдол.

1869 онд Д.И.Менделеев энгийн бодис, нэгдлүүдийн шинж чанарын шинжилгээнд үндэслэн Үелэх хуулийг томъёолжээ.

Энгийн биеийн шинж чанарууд ... ба элементийн нэгдлүүд нь элементүүдийн атомын массын хэмжээнээс үе үе хамааралтай байдаг.

Тогтмол хуулинд үндэслэн элементүүдийн үечилсэн системийг эмхэтгэсэн. Үүнд ижил төстэй шинж чанартай элементүүдийг босоо багана - бүлгүүдэд нэгтгэсэн. Зарим тохиолдолд элементүүдийг үечилсэн системд байрлуулахдаа шинж чанаруудын давталтын давтамжийг хадгалахын тулд атомын массын өсөлтийн дарааллыг зөрчих шаардлагатай байв. Жишээлбэл, бид теллур, иод, түүнчлэн аргон, кали хоёрыг "солилцох" хэрэгтэй болсон.

Учир нь атомын бүтцийн талаар юу ч мэдэгдээгүй үед Менделеев үелэх хуулийг санаачилсан.

20-р зуунд атомын гаригийн загварыг санал болгосны дараа үечилсэн хуулийг дараах байдлаар томъёолсон.

Химийн элемент ба нэгдлүүдийн шинж чанар нь атомын цөмийн цэнэгээс үе үе хамаардаг.

Цөмийн цэнэг нь үелэх систем дэх элементийн тоо болон атомын электрон бүрхүүл дэх электронуудын тоотой тэнцүү байна.

Энэхүү томъёолол нь Тогтмол хуулийн "зөрчил"-ийг тайлбарлав.

Үелэх системд хугацааны дугаар нь атом дахь электрон түвшний тоотой, үндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн бүлгийн дугаар нь гаднах түвшний электронуудын тоотой тэнцүү байна.

Химийн элементүүдийн шинж чанарыг үе үе өөрчлөх шалтгаан нь электрон бүрхүүлийг үе үе дүүргэх явдал юм. Дараагийн бүрхүүлийг дүүргэсний дараа шинэ үе эхэлнэ. Элементүүдийн үе үе өөрчлөгдөх нь ислийн найрлага, шинж чанарын өөрчлөлтөөс тодорхой харагдаж байна.

Тогтмол хуулийн шинжлэх ухааны ач холбогдол. Тогтмол хууль нь химийн элементүүд болон тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг системчлэх боломжийг олгосон. Менделеев үелэх хүснэгтийг эмхэтгэхдээ нээгдээгүй олон элемент байгааг урьдчилан таамаглаж, тэдэнд хоосон эс үлдээж, нээгдээгүй элементүүдийн олон шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж байсан нь тэдгээрийг нээхэд дөхөм болсон.

6. ???

7. Үелэх хууль ба үечилсэн систем Д.И. Менделеев Үелэх системийн бүтэц (үе, бүлэг, дэд бүлэг). Үелэх хууль ба үечилсэн системийн утга.

Д.И.Менделеевийн үечилсэн хууль Энгийн биеийн шинж чанар, түүнчлэн элементүүдийн нэгдлүүдийн хэлбэр, шинж чанарууд нь үе үе хамааралтай байдаг. элементүүдийн атомын жингийн утгууд

Элементүүдийн үечилсэн систем. Шинж чанар нь дараалан өөрчлөгддөг элементүүдийн цуваа, тухайлбал литийн неон, натриас аргон хүртэлх найман элементийн цувааг Менделеев үе гэж нэрлэсэн. Хэрэв бид натри литийн доор, аргон нь неон доор байхаар эдгээр хоёр үеийг нэг нэгээр нь бичвэл дараах элементүүдийн зохион байгуулалтыг олж авна.

Ийм зохион байгуулалттайгаар босоо баганууд нь шинж чанараараа ижил төстэй, ижил валенттай элементүүдийг агуулдаг, жишээлбэл, лити ба натри, берилли ба магни гэх мэт.

Бүх элементүүдийг үе болгон хувааж, нэг үеийг нөгөө доор байрлуулснаар шинж чанар, үүссэн нэгдлүүдийн төрлөөр ижил төстэй элементүүд бие биенийхээ доор байрладаг тул Менделеев элементүүдийн үечилсэн систем гэж нэрлэсэн хүснэгтийг бүлэг, цуваагаар нэрлэсэн.

Тогтмол хүснэгтийн утга. Элементүүдийн үечилсэн систем нь химийн дараагийн хөгжилд ихээхэн нөлөө үзүүлсэн. Энэ нь химийн элементүүдийн анхны байгалийн ангилал бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо уялдаатай систем бүрдүүлдэг, хоорондоо нягт холбоотой байдаг гэдгийг харуулсан төдийгүй цаашдын судалгаа шинжилгээний хүчирхэг хэрэгсэл болсон юм.

8. Химийн элементүүдийн шинж чанарын үечилсэн өөрчлөлт. Атом ба ионы радиусууд. Ионжуулалтын энерги. Электрон хамаарал. Цахилгаан сөрөг чанар.

Атомын радиусын Z атомын цөмийн цэнэгээс хамаарах хамаарал нь үе үе юм. Нэг хугацааны дотор Z нэмэгдэх тусам атомын хэмжээ буурах хандлагатай байдаг нь ялангуяа богино хугацаанд тод ажиглагддаг.

Цөмөөс илүү алслагдсан шинэ электрон давхарга баригдаж эхэлснээр, тухайлбал, дараагийн үе рүү шилжих үед атомын радиус нэмэгддэг (жишээлбэл, фтор ба натрийн атомын радиусыг харьцуулах). Үүний үр дүнд дэд бүлгийн дотор цөмийн цэнэг нэмэгдэхийн хэрээр атомын хэмжээ нэмэгддэг.

Электрон атомын алдагдал нь түүний үр дүнтэй хэмжээ багасч, илүүдэл электронууд нэмэгдэхэд хүргэдэг. Тиймээс эерэг цэнэгтэй ионы (катион) радиус үргэлж бага, сөрөг цэнэггүй (анионы) радиус нь харгалзах цахилгаан саармаг атомын радиусаас үргэлж их байдаг.

Нэг дэд бүлгийн дотор цөмийн цэнэг нэмэгдэхийн хэрээр ижил цэнэгийн ионуудын радиус нэмэгддэг.Энэ зүй тогтол нь электрон давхаргын тоо ихсэх, гаднах электронуудын цөмөөс хол зайд орсноор тайлбарлагддаг.

Металлын хамгийн онцлог химийн шинж чанар нь атомууд нь гадаад электронуудаа хялбархан өгч эерэг цэнэгтэй ион болгон хувиргах чадвартай байдаг бол металл бус нь эсрэгээрээ сөрөг ион үүсгэхийн тулд электрон нэмэх чадвартай байдаг. Атомоос электроныг салгаж, эерэг ион болгон хувиргахын тулд иончлолын энерги гэж нэрлэгддэг зарим энерги зарцуулах шаардлагатай.

Иончлолын энергийг атомуудыг цахилгаан талбарт хурдасгасан электроноор бөмбөгдөх замаар тодорхойлж болно. Электрон хурд атомыг ионжуулахад хүрэлцэхүйц талбайн хамгийн бага хүчдэлийг тухайн элементийн атомын иончлох потенциал гэж нэрлэдэг ба вольтоор илэрхийлнэ.

Хангалттай энерги зарцуулснаар атомаас хоёр, гурав ба түүнээс дээш электроныг салгаж болно. Тиймээс тэд эхний иончлолын потенциал (эхний электроныг атомаас зайлуулах энерги) ба хоёр дахь иончлолын потенциал (хоёр дахь электроныг зайлуулах энерги) тухай ярьдаг.

Дээр дурдсанчлан атомууд зөвхөн хандивлахаас гадна электрон олж авах боломжтой. Чөлөөт атомд электрон нэгдэх үед ялгарах энергийг атомын электроны хамаарал гэнэ. Иончлолын энергитэй адил электрон хамаарлыг ихэвчлэн электрон вольтоор илэрхийлдэг. Тиймээс устөрөгчийн атомын электрон хамаарал нь 0.75 эВ, хүчилтөрөгч - 1.47 эВ, фтор - 3.52 эВ байна.

Металлын атомуудын электрон хамаарал нь ихэвчлэн тэгтэй ойролцоо эсвэл сөрөг байдаг; Үүнээс үзэхэд ихэнх металлын атомын хувьд электрон нэмэх нь энергийн хувьд тааламжгүй байдаг. Төмөр бус атомуудын электрон хамаарал нь үргэлж эерэг байдаг бөгөөд их байх тусам металл бус нь үелэх систем дэх язгуур хийтэй ойрхон байрладаг; Энэ нь хугацааны төгсгөл ойртох тусам металл бус шинж чанар нэмэгдэж байгааг харуулж байна.

(?) 9. Химийн холбоо. Химийн бондын үндсэн төрөл, шинж чанар. Түүний үүсэх нөхцөл, механизм. Валент холболтын арга. Валент. Молекулын тойрог замын аргын тухай ойлголт

Атомууд харилцан үйлчлэх үед тэдгээрийн хооронд химийн холбоо үүсч, тогтвортой олон атомт систем үүсэхэд хүргэдэг - молекул, молекул бус, талст. химийн холбоо үүсэх нөхцөл нь харилцан үйлчлэлцдэг атомуудын системийн боломжит энергийн бууралт юм.

Химийн бүтцийн онол. Бутлеровын боловсруулсан онолын үндэс нь дараахь зүйл юм.

Молекул дахь атомууд хоорондоо тодорхой дарааллаар холбогддог. Энэ дарааллыг өөрчлөх нь шинэ шинж чанартай шинэ бодис үүсэхэд хүргэдэг.

Атомуудын нэгдэл нь тэдгээрийн валентийн дагуу үүсдэг.

Бодисын шинж чанар нь зөвхөн найрлагаас нь төдийгүй "химийн бүтэц" -ээс, өөрөөр хэлбэл молекул дахь атомуудын холболтын дараалал, харилцан үйлчлэх шинж чанараас хамаардаг. Өөр хоорондоо шууд холбогддог атомууд бие биедээ хамгийн хүчтэй нөлөөлдөг.

Устөрөгчийн молекулын жишээг ашиглан Хайтлер, Лондон хоёрын боловсруулсан химийн холбоо үүсэх механизмын талаархи санааг илүү нарийн төвөгтэй молекулуудад өргөжүүлсэн. Үүний үндсэн дээр боловсруулсан химийн бондын онолыг валентийн холбоо (BC арга) гэж нэрлэдэг. МЭӨ арга нь ковалент бондын хамгийн чухал шинж чанаруудын онолын тайлбарыг өгч, олон тооны молекулуудын бүтцийг ойлгох боломжтой болгосон. Доор харж байгаачлан энэ арга нь бүх нийтийнх биш, зарим тохиолдолд молекулын бүтэц, шинж чанарыг зөв тайлбарлах боломжгүй байсан ч химийн квант механик онолыг хөгжүүлэхэд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэсэн хэвээр байна. холбож, өнөөг хүртэл ач холбогдлоо алдаагүй байна. Валент бол нарийн төвөгтэй ойлголт юм. Тиймээс энэ ойлголтын янз бүрийн талыг илэрхийлсэн валент байдлын хэд хэдэн тодорхойлолт байдаг. Дараах тодорхойлолтыг хамгийн ерөнхий гэж үзэж болно: элементийн валент нь түүний атомууд нь бусад атомуудтай тодорхой харьцаатай нэгдэх чадвар юм.

Эхэндээ устөрөгчийн атомын валентыг валентын нэгж болгон авсан. Өөр элементийн валентыг өөрт нь нэмдэг эсвэл энэ элементийн нэг атомыг орлуулж буй устөрөгчийн атомын тоогоор илэрхийлж болно.

Атом дахь электродын төлөвийг квант механикаар атомын электрон орбиталуудын багц (атомын электрон үүл) гэж тодорхойлсон гэдгийг бид аль хэдийн мэдсэн; Ийм орбитал бүр нь атомын квант тоонуудын тодорхой багцаар тодорхойлогддог. MO арга нь молекул дахь электронуудын төлөвийг молекулын электрон орбитал (молекулын электрон үүл) гэж тодорхойлж болох бөгөөд молекул орбитал (МО) бүр нь молекулын квант тооны тодорхой багцад харгалздаг гэсэн таамаглал дээр суурилдаг. Бусад олон электрон системүүдийн нэгэн адил Паули зарчим нь молекулд хүчинтэй хэвээр байна (§ 32-ыг үзнэ үү), ингэснээр MO бүр хоёроос илүүгүй электрон агуулж болох бөгөөд тэдгээр нь эсрэгээр чиглэсэн спинтэй байх ёстой.

Шинжлэх ухааны хөгжилд үечилсэн хуулийн ач холбогдол

Үелэх хуулинд үндэслэн Менделеев химийн элементүүдийн ангиллыг эмхэтгэсэн - үечилсэн систем. Энэ нь 7 үе, 8 бүлгээс бүрдэнэ.
Тогтмол хууль нь химийн орчин үеийн хөгжлийн эхлэлийг тавьсан юм. Түүний нээлтийн ачаар шинэ элементүүдийг урьдчилан таамаглах, тэдгээрийн шинж чанарыг тодорхойлох боломжтой болсон.
Тогтмол хуулийн тусламжтайгаар атомын массыг засч, зарим элементийн валентыг тодруулсан; Хууль нь элементүүдийн харилцан хамаарал, тэдгээрийн шинж чанарын харилцан хамаарлыг тусгасан болно. Тогтмол хууль нь байгалийн хөгжлийн хамгийн ерөнхий хуулиудыг баталж, атомын бүтцийг мэдэх замыг нээсэн.

Элементүүдийн үечилсэн систем нь химийн дараагийн хөгжилд ихээхэн нөлөө үзүүлсэн.

Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907)

Энэ нь химийн элементүүдийн анхны байгалийн ангилал бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо уялдаатай систем үүсгэж, хоорондоо нягт холбоотой болохыг харуулсан төдийгүй цаашдын судалгааны хүчирхэг хэрэгсэл болсон юм.

Менделеев өөрийн нээсэн үелэх хуулинд үндэслэн хүснэгтээ зохиож байх үед олон элемент тодорхойгүй хэвээр байв. Тиймээс дөрөв дэх үеийн элементийн скандиум тодорхойгүй байв. Атомын массын хувьд титан нь кальцийн дараа орж ирсэн боловч титан нь кальцийн дараа шууд тавигдах боломжгүй, учир нь энэ нь гуравдугаар бүлэгт багтах бөгөөд титан нь илүү өндөр исэл үүсгэдэг бөгөөд бусад шинж чанараараа үүнийг дөрөвдүгээр бүлэгт ангилах ёстой. . Тиймээс Менделеев нэг эсийг алгасаж, өөрөөр хэлбэл кальци ба титан хоёрын хооронд чөлөөт зай үлдээжээ. Үүний үндсэн дээр дөрөв дэх үед цайр ба хүнцлийн хооронд хоёр чөлөөт эс ​​үлдсэн бөгөөд одоо галли, германий элементүүд эзэлдэг. Бусад эгнээнд хоосон суудал байсаар байна. Менделеев эдгээр орон зайг дүүргэх хараахан үл мэдэгдэх элементүүд байх ёстой гэдэгт итгэлтэй байсан төдийгүй үелэх системийн бусад элементүүдийн дунд байр сууриа үндэслэн эдгээр элементүүдийн шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж байсан. Ирээдүйд кальци ба титан хоёрын хооронд байрших ёстой байсан (түүний шинж чанар нь бортой төстэй байх ёстой байсан тул) тэдний нэгэнд тэрээр экабор хэмээх нэрийг өгсөн; Цайр ба хүнцэл хоёрын хоорондох зай үлдсэн хоёрыг эка-хөнгөн цагаан ба эка-цахиур гэж нэрлэсэн.

Дараагийн 15 жилийн хугацаанд Менделеевийн таамаглал гайхалтай батлагдсан: хүлээгдэж буй гурван элемент бүгд нээгдэв. Нэгдүгээрт, Францын химич Лекок де Бойсбаудран эка-хөнгөн цагааны бүх шинж чанарыг агуулсан галийг нээсэн; дараа нь Шведэд Л.Ф.Нилсон экабороны шинж чанартай скандийг нээсэн бөгөөд эцэст нь Германд хэдэн жилийн дараа К.А.Винклер германий гэж нэрлэсэн элементээ нээсэн нь эказиликонтой ижил болсон.

Менделеевийн зөгнөлийн гайхалтай үнэн зөвийг үнэлэхийн тулд 1871 онд түүний таамаглаж байсан эко-цахиурын шинж чанарыг 1886 онд нээсэн германий шинж чанаруудтай харьцуулж үзье.

Галли, скандий, германий нээлт нь үечилсэн хуулийн хамгийн том ялалт байв.

Үелэх систем нь зарим элементийн валент ба атомын массыг тогтооход чухал ач холбогдолтой байв. Тиймээс бериллий элементийг эрт дээр үеэс хөнгөн цагааны аналог гэж үздэг байсан бөгөөд түүний исэл нь томьёог өгсөн. Бериллий оксидын эзлэх хувийн жин, хүлээгдэж буй томьёог үндэслэн түүний атомын массыг 13.5 гэж үзсэн. Тогтмол хүснэгтээс харахад бериллийн хувьд хүснэгтэд магнийн дээгүүр зөвхөн нэг газар байдаг тул түүний исэл нь бериллийн атомын массыг аравтай тэнцүүлэх томъёотой байх ёстой. Энэхүү дүгнэлтийг удалгүй бериллийн атомын массыг хлоридын уурын нягтаас тодорхойлох замаар батлав.

Яг одоогийн байдлаар үечилсэн хууль нь химийн үндсэн чиглэл, чиглүүлэгч зарчим хэвээр байна. Үүний үндсэн дээр ураны дараа үелэх системд байрлах трансуран элементүүдийг сүүлийн хэдэн арван жилд зохиомлоор бий болгосон. Тэдний нэг болох 1955 онд анх олж авсан №101 элементийг Оросын агуу эрдэмтний нэрэмжит менделеви гэж нэрлэжээ.

Тогтмол хуулийг нээж, химийн элементүүдийн системийг бий болгох нь зөвхөн хими төдийгүй философи, ертөнцийг бүхэлд нь ойлгоход чухал ач холбогдолтой байв. Менделеев химийн элементүүд нь байгалийн үндсэн хуульд үндэслэсэн эв нэгдэлтэй системийг бүрдүүлдэг болохыг харуулсан. Энэ бол байгалийн үзэгдлүүдийн харилцан уялдаа холбоо, харилцан хамаарлын талаархи материалист диалектикийн байр суурийг илэрхийлдэг. Химийн элементүүдийн шинж чанар ба тэдгээрийн атомын массын хоорондын хамаарлыг харуулсан үечилсэн хууль нь байгалийн хөгжлийн бүх нийтийн хуулиудын нэг болох тоо хэмжээг чанарт шилжүүлэх хуулийн гайхалтай баталгаа байв.

Шинжлэх ухааны дараагийн хөгжил нь үечилсэн хуульд үндэслэн Материйн бүтцийг Менделеевийн амьдралын үеийнхээс хамаагүй илүү гүнзгий ойлгох боломжийг олгосон.

20-р зуунд бий болсон атомын бүтцийн онол нь эргээд үечилсэн хууль, элементүүдийн үечилсэн системд шинэ, илүү гүнзгий гэрэлтүүлгийг өгсөн. Менделеевийн эш үзүүллэгийн үгс гайхалтай батлагдсан: "Тогтмол хуулийг устгах аюул заналхийлдэггүй, харин зөвхөн дээд бүтэц, хөгжлийг амлаж байна."

Атомын бүтцийн онолын үүднээс химийн элементүүдийн үечилсэн хууль ба үечилсэн систем

1869 оны гуравдугаар сарын 1Тогтмол хуулийг боловсруулах нь Д.И. Менделеев.

Энгийн бодисын шинж чанар, түүнчлэн элементийн нэгдлүүдийн хэлбэр, шинж чанар нь элементүүдийн атомын жингээс үе үе хамааралтай байдаг.

19-р зууны төгсгөлд Д.И. Атом нь бусад жижиг хэсгүүдээс бүрддэг бололтой гэж Менделеев бичсэн бөгөөд үечилсэн хууль үүнийг баталж байна.

Тогтмол хуулийн орчин үеийн томъёолол.

Химийн элементүүд ба тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанарууд нь тэдгээрийн атомын цөмийн цэнэгийн хэмжээнээс үе үе хамаардаг бөгөөд энэ нь гадаад валентын электрон бүрхүүлийн бүтцийн үечилсэн давтагдах чадвараар илэрхийлэгддэг.

Атомын бүтцийн онолын үүднээс үечилсэн хууль

Атомын бүтцийн онолын үүднээс үелэх систем

Дүгнэлт:

1. Гаднах түвшинд электрон цөөн, атомын радиус том байх тусам цахилгаан сөрөг чанар багасч, гаднах электроныг өгөхөд хялбар байдаг тул металлын шинж чанар нь илүү тод илэрдэг.

Гаднах түвшинд илүү олон электрон, атомын радиус бага байх тусам электрон сөрөг чанар ихсэх ба электроныг хүлээн авахад хялбар байдаг тул металл бус шинж чанар нь илүү хүчтэй байдаг.

2. Металл нь электроноо өгөх, харин металл бус нь электрон хүлээн авах онцлогтой.

Үелэх систем дэх устөрөгчийн онцгой байрлал

Үелэх систем дэх устөрөгч нь хоёр эсийг эзэлдэг (тэдгээрийн аль нэгэнд нь хаалтанд орсон байдаг) - 1-р бүлэг ба 7-р бүлэгт.

Устөрөгч нь эхний бүлэгт багтдаг, учир нь эхний бүлгийн элементүүдийн нэгэн адил гаднах түвшинд нэг электрон байдаг.

Устөрөгч нь долоо дахь бүлэгт ордог, учир нь долоо дахь бүлгийн элементүүдтэй адил эрчим хүч дуусахаас өмнө.

ҮЕИЙН ХУУЛИЙН УТГА

Элементүүдийн үелэх систем нь химийн хамгийн үнэ цэнэтэй ерөнхий ойлголтуудын нэг болжээ. Энэ нь бүх элементүүдийн химийн хураангуй, элементүүд болон тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг уншиж болох графиктай адил юм. Систем нь зарим элементийн байрлал, атомын масс, валентийн утгыг тодруулах боломжийг олгосон. Хүснэгтэд үндэслэн хараахан нээгдээгүй элементүүдийн оршин тогтнол, шинж чанарыг урьдчилан таамаглах боломжтой байв. Менделеев үечилсэн хуулийг томьёолж, график дүрслэлийг санал болгосон боловч тухайн үед үечилсэн байдлын мөн чанарыг тодорхойлох боломжгүй байв. Атомын бүтцийн талаархи нээлтүүдтэй холбоотойгоор үечилсэн хуулийн утга учрыг хожим нээсэн.

1. Тогтмол хууль хэдэн онд нээгдсэн бэ?

2. Менделеев элементүүдийг системчлэхдээ юуг үндэслэсэн бэ?

3. Менделеевийн нээсэн хууль юу гэж заасан бэ?

4. Орчин үеийн найрлагаас юугаараа ялгаатай вэ?

5. Атомын орбитал гэж юу вэ?

6. Хугацааны явцад шинж чанарууд хэрхэн өөрчлөгддөг вэ?

7. Хугацааг хэрхэн хуваадаг вэ?

8. Бүлгийг юу гэж нэрлэдэг вэ?

9. Бүлгүүдийг хэрхэн хуваадаг вэ?

10. Та ямар төрлийн электронуудыг мэдэх вэ?

11. Эрчим хүчний түвшин хэрхэн дүүрдэг вэ?

Лекц No4: Валент ба исэлдэлтийн төлөв. Үл хөдлөх хөрөнгийн өөрчлөлтийн давтамж.

Валент байдлын тухай ойлголтын гарал үүсэл.Химийн элементүүдийн валент нь тэдний хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг юм. Валент байдлын тухай ойлголтыг 1852 онд Э.Франкланд шинжлэх ухаанд нэвтрүүлсэн.Эхэндээ уг ойлголт нь зөвхөн стехиометрийн шинж чанартай байсан бөгөөд эквивалентийн хуулиас үүдэлтэй. Валент байдлын тухай ойлголтын утга нь атомын масс ба химийн элементүүдийн эквивалентийн утгыг харьцуулж үзсэний үндсэн дээр гарч ирдэг.

Атом-молекулын ойлголт бий болсноор валентийн тухай ойлголт нь тодорхой бүтэц, онолын утгыг олж авсан. Валентийг тухайн элементийн нэг атом өөр химийн элементийн тодорхой тооны атомыг өөртөө наах чадвар гэж ойлгож эхэлсэн. Устөрөгчийн атомын массын эквиваленттай харьцуулсан харьцаа нь нэгдмэл байдалтай тэнцүү тул устөрөгчийн атомын харгалзах хүчин чадлыг валентын нэгж болгон авсан. Тиймээс химийн элементийн валентыг түүний атомын тодорхой тооны устөрөгчийн атомыг холбох чадвар гэж тодорхойлсон. Хэрэв тухайн элемент нь устөрөгчтэй нэгдлүүдийг үүсгээгүй бол түүний атомын нэгдэл дэх тодорхой тооны устөрөгчийн атомыг орлуулах чадвараар түүний валентыг тодорхойлсон.

Энэ валентийн санааг хамгийн энгийн нэгдлүүдийн хувьд баталсан.

Элементүүдийн валентын тухай санаан дээр үндэслэн бүхэл бүтэн бүлгүүдийн валентын тухай санаа гарч ирэв. Жишээлбэл, OH бүлэг нь нэг устөрөгчийн атомыг нэмсэн эсвэл бусад нэгдлүүддээ нэг устөрөгчийн атомыг сольсон тул нэг валентыг өгсөн. Гэсэн хэдий ч илүү нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийн талаар ярихад валентийн санаа нь хоёрдмол утгагүй байдлаа алдсан. Жишээлбэл, устөрөгчийн хэт исэл H 2 O 2-д хүчилтөрөгчийн валент нь нэгтэй тэнцүү байх ёстой, учир нь энэ нэгдэлд хүчилтөрөгчийн атом бүрт нэг устөрөгчийн атом байдаг. Гэсэн хэдий ч H 2 O 2 дахь хүчилтөрөгчийн атом бүр нэг устөрөгчийн атом ба нэг моновалент OH бүлэгтэй холбогддог, өөрөөр хэлбэл хүчилтөрөгч нь хоёр валенттай байдаг. Үүний нэгэн адил этан C 2 H 6 дахь нүүрстөрөгчийн валентыг гуравтай тэнцүү гэж хүлээн зөвшөөрөх ёстой, учир нь энэ нэгдэлд нүүрстөрөгчийн атом бүрт гурван устөрөгчийн атом байдаг боловч нүүрстөрөгчийн атом бүр гурван устөрөгчийн атом, нэг моновалент бүлэг CH-тэй холбогдсон байдаг. 3, C 2 H 6 дахь валент нүүрстөрөгч нь дөрөвтэй тэнцүү байна.

Бие даасан элементүүдийн валент байдлын талаархи санаа бодлыг бий болгохдоо эдгээр төвөгтэй нөхцөл байдлыг харгалзан үзээгүй бөгөөд зөвхөн хамгийн энгийн нэгдлүүдийн найрлагыг харгалзан үзсэн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэхдээ нэгэн зэрэг олон элементийн хувьд өөр өөр нэгдлүүдийн валент байдал ижил биш байгаа нь тогтоогджээ. Энэ нь ялангуяа устөрөгч ба хүчилтөрөгчтэй зарим элементийн нэгдлүүдийн хувьд мэдэгдэхүйц байсан бөгөөд тэдгээрийн дотор янз бүрийн валент үүсдэг. Ийнхүү устөрөгчтэй хослуулан хүхрийн валент нь хоёр, хүчилтөрөгчтэй хамт зургаатай тэнцүү болжээ. Тиймээс тэд устөрөгчийн валент, хүчилтөрөгчийн валентыг ялгаж эхлэв.

Дараа нь нэгдлүүдийн зарим атом эерэг, зарим нь сөрөг туйлширдаг гэсэн санаатай холбогдуулан хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн нэгдлүүдийн валентийн тухай ойлголтыг эерэг ба сөрөг валентийн ойлголтоор сольсон.

Ижил элементүүдийн өөр өөр валентын утгууд нь хүчилтөрөгчтэй өөр өөр нэгдлүүдээр илэрч байв. Өөрөөр хэлбэл, ижил элементүүд өөр өөр эерэг валентыг харуулах боломжтой байв. Зарим элементийн хувьсах эерэг валентын тухай санаа ингэж гарч ирэв. Металл бус элементүүдийн сөрөг валентын хувьд энэ нь дүрмээр бол ижил элементүүдийн хувьд тогтмол байдаг.

Ихэнх элементүүд хувьсах эерэг валентыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч эдгээр элемент бүр нь хамгийн их валентаараа тодорхойлогддог. Энэ хамгийн их валентыг гэж нэрлэдэг онцлог.

Хожим нь атомын бүтэц, химийн бондын электрон онол үүсч хөгжсөнтэй холбогдуулан валент нь нэг атомаас нөгөө атом руу шилжих электронуудын тоо, эсвэл атомын хооронд үүссэн химийн бондын тоотой холбоотой болж эхэлсэн. химийн нэгдэл үүсэх үйл явц.

Цахилгаан болон ковалент байдал.Хэрэв хоёр элемент ионы нэгдэл үүсгэсэн бол элементийн эерэг эсвэл сөрөг валентыг тодорхойлоход хялбар байдаг: атом нь эерэг цэнэгтэй ион болсон элемент эерэг валенттай, атом нь сөрөг цэнэгтэй ион болсон элемент сөрөг байна. валент. Валентын тоон утгыг ионы цэнэгийн хэмжээтэй тэнцүү гэж үзсэн. Нэгдлүүдийн ионууд нь атомууд электрон өгөх, олж авах замаар үүсдэг тул ионуудын цэнэгийн хэмжээг атомуудын өгсөн (эерэг) ба нэмсэн (сөрөг) электронуудын тоогоор тодорхойлно. Үүний дагуу элементийн эерэг валентыг түүний атомаас өгсөн электронуудын тоогоор, сөрөг валентийг өгөгдсөн атомын хавсаргасан электронуудын тоогоор хэмждэг. Тиймээс валентыг атомын цахилгаан цэнэгийн хэмжээгээр хэмждэг байсан тул цахилгаан валент гэж нэрлэжээ. Үүнийг мөн ионы валент гэж нэрлэдэг.

Химийн нэгдлүүдийн дунд атомууд нь туйлшралгүй молекулууд байдаг. Мэдээжийн хэрэг, тэдний хувьд эерэг ба сөрөг цахилгаан валентын тухай ойлголт хамаарахгүй. Хэрэв молекул нь нэг элементийн (элемент бодис) атомуудаас бүрддэг бол стехиометрийн валентийн тухай ердийн ойлголт утгаа алддаг. Гэсэн хэдий ч атомуудын өгөгдсөн тооны бусад атомыг холбох чадварыг үнэлэхийн тулд тэд химийн нэгдэл үүсэх явцад өгөгдсөн атом болон бусад атомуудын хооронд үүссэн химийн бондын тоог ашиглаж эхэлсэн. Холбогдсон хоёр атомд нэгэн зэрэг хамаарах электрон хосууд болох эдгээр химийн холбоог ковалент гэж нэрлэдэг тул атомын бусад атомуудтай тодорхой тооны химийн холбоо үүсгэх чадварыг ковалент гэж нэрлэдэг. Ковалент байдлыг тогтоохын тулд химийн холбоог зураасаар дүрсэлсэн бүтцийн томъёог ашигладаг.

Исэлдэлтийн төлөв ба исэлдэлтийн тоо.Ионы нэгдлүүд үүсэх урвалд электронууд нэг урвалд орж буй атом эсвэл ионуудаас бусад руу шилжих нь тэдгээрийн цахилгаан валентын утга эсвэл тэмдгийн зохих өөрчлөлт дагалддаг. Ковалентын шинж чанартай нэгдлүүд үүсэх үед атомуудын цахилгаан валентын төлөвт ийм өөрчлөлт гарахгүй, харин зөвхөн электрон холбоог дахин хуваарилах ба анхны урвалж буй бодисын валент өөрчлөгдөхгүй. Одоогийн байдлаар холболт дахь элементийн төлөвийг тодорхойлохын тулд нөхцөлт ойлголтыг нэвтрүүлсэн исэлдэлтийн төлөв. Исэлдэлтийн төлөвийн тоон илэрхийлэл гэж нэрлэдэг исэлдэлтийн тоо.

Атомуудын исэлдэлтийн тоо эерэг, тэг, сөрөг утгатай байж болно. Эерэг исэлдэлтийн тоог тухайн атомаас авсан электронуудын тоогоор, сөрөг исэлдэлтийн тоог тухайн атомын татсан электронуудын тоогоор тодорхойлно. Исэлдэлтийн дугаарыг аливаа бодисын атом бүрт өгч болох бөгөөд үүний тулд та дараах энгийн дүрмийг баримтлах хэрэгтэй.

1. Аливаа энгийн бодис дахь атомуудын исэлдэлтийн тоо тэг байна.

2. Ионы шинж чанартай бодис дахь энгийн ионуудын исэлдэлтийн тоо нь эдгээр ионуудын цахилгаан цэнэгийн утгатай тэнцүү байна.

3. Ковалентын шинж чанартай нэгдлүүдийн атомын исэлдэлтийн тоог атомаас авсан электрон бүр нь +1 цэнэгтэй, татагдсан электрон бүр нь –1тэй тэнцэх цэнэгийг өгдөг уламжлалт тооцоогоор тодорхойлогддог.

4. Аливаа нэгдлийн бүх атомын исэлдэлтийн тооны алгебрийн нийлбэр тэг байна.

5. Фторын атом нь бусад элементүүдтэй бүх нэгдлүүдийн исэлдэлтийн тоо нь –1 байна.

Исэлдэлтийн төлөвийг тодорхойлох нь элементүүдийн электрон сөрөг байдлын тухай ойлголттой холбоотой юм. Энэ үзэл баримтлалыг ашиглан өөр нэг дүрмийг боловсруулсан болно.

6. Нэгдлүүдийн хувьд исэлдэлтийн тоо нь өндөр цахилгаан сөрөг нөлөөтэй элементийн атомуудад сөрөг, бага цахилгаан сөрөг утгатай элементийн атомуудад эерэг байна.

Ийнхүү исэлдэлтийн төлөвийн тухай ойлголт нь цахилгаан валентын тухай ойлголтыг орлуулсан. Үүнтэй холбогдуулан ковалент гэдэг ойлголтыг ашиглах нь зохисгүй юм шиг санагддаг. Элементүүдийг тодорхойлохын тулд валентийн тухай ойлголтыг ашиглах нь зүйтэй бөгөөд үүнийг тухайн атомд татагдсан эсвэл эсрэгээр нь татан авсан эсэхээс үл хамааран тухайн атомын электрон хос үүсгэхэд ашигладаг электронуудын тоогоор тодорхойлох нь дээр. Дараа нь валент нь тэмдэггүй тоогоор илэрхийлэгдэх болно. Валентээс ялгаатай нь исэлдэлтийн төлөвийг өгөгдсөн атомаас авсан электронуудын тоогоор (эерэг) эсвэл түүнд татагдсан (сөрөг) тодорхойлдог. Ихэнх тохиолдолд валент ба исэлдэлтийн төлөвийн арифметик утгууд давхцдаг - энэ нь байгалийн юм. Зарим тохиолдолд валент ба исэлдэлтийн төлөвийн тоон утга нь өөр хоорондоо ялгаатай байдаг. Жишээлбэл, чөлөөт галогенийн молекулуудад хоёр атомын валент нь нэгтэй тэнцүү, исэлдэлтийн төлөв нь тэг байна. Хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн хэт ислийн молекулуудад хүчилтөрөгчийн атомын хоёр валент нь хоёр, хүчилтөрөгчийн молекул дахь исэлдэлтийн төлөв нь тэг, устөрөгчийн хэт ислийн молекулд хасах нэг байна. Азот ба гидразины молекулуудад - N 4 H 2 - азотын атомын хоёулангийнх нь валент нь гурав, элементийн азотын молекул дахь исэлдэлтийн төлөв нь тэг, гидразины молекулд хасах хоёр байна.

Валент нь аливаа нэгдлүүдийн зөвхөн нэг хэсэг болох, тэр ч байтугай нэгэн төрлийн атом, өөрөөр хэлбэл нэг элементийн атомуудаас бүрдэх атомуудыг тодорхойлдог нь ойлгомжтой. Хувь хүний ​​атомын валентийн талаар ярих нь утгагүй юм. Исэлдэлтийн зэрэг нь нэгдэлд орсон болон тусад нь байгаа атомуудын төлөв байдлыг тодорхойлдог.

Сэдвийг бататгах асуултууд:

1. “Валент” гэсэн ойлголтыг хэн гаргасан бэ?

2. Валент чанарыг юу гэж нэрлэдэг вэ?

3. Валент ба исэлдэлтийн төлөвийн ялгаа нь юу вэ?

4. Валент гэж юу вэ?

5. Исэлдэлтийн төлөвийг хэрхэн тодорхойлох вэ?

6. Элементийн валент ба исэлдэлтийн төлөв үргэлж тэнцүү байдаг уу?

7. Элементийн валентыг ямар элементээр тодорхойлох вэ?

8. Элементийн валентыг юу тодорхойлдог, исэлдэлтийн төлөв гэж юу вэ?

9. Элементийн валент сөрөг байж болох уу?

Лекц No5: Химийн урвалын хурд.

Химийн урвал явагдах хугацаандаа ихээхэн ялгаатай байж болно. Өрөөний температурт устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн холимог нь удаан хугацааны туршид бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байх боловч цохиулах эсвэл гал авалцвал дэлбэрэлт үүснэ. Төмөр хавтан аажмаар зэвэрч, цагаан фосфорын хэсэг агаарт аяндаа дүрэлзэнэ. Явцыг нь хянахын тулд тодорхой урвал хэр хурдан явагддагийг мэдэх нь чухал юм.

Тогтмол хуулийн шинжлэх ухааны ач холбогдол. Д.И.Менделеевийн амьдрал, уран бүтээл

Үелэх хуулийг нээж, химийн элементүүдийн үечилсэн системийг бий болгосон нь 19-р зууны шинжлэх ухааны хамгийн том ололт юм. Д.И.Менделеевийн өөрчилсөн атомын харьцангуй массыг туршилтаар баталгаажуулж, түүний төсөөлж байсан шинж чанартай элементүүдийг нээсэн, үелэх систем дэх нээлттэй инертийн хийн байршлыг тогтоосон нь үелэх хуулийг бүх нийтээр хүлээн зөвшөөрөхөд хүргэсэн.

Тогтмол хуулийг нээсэн нь химийн цаашдын хурдацтай хөгжилд хүргэсэн: дараагийн гучин жилийн хугацаанд 20 шинэ химийн элемент нээгдэв. Тогтмол хууль нь атомын бүтцийг судлах ажлыг цаашид хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулсан бөгөөд үүний үр дүнд атомын бүтэц, тэдгээрийн шинж чанарын үе үе өөрчлөгдөх хоорондын хамаарлыг тогтоосон. Эрдэмтэд үечилсэн хуулинд үндэслэн өгөгдсөн шинж чанартай бодисыг гаргаж авч, шинэ химийн элементүүдийг нэгтгэж чадсан. Тогтмол хууль нь эрдэмтэд орчлон дахь химийн элементүүдийн хувьслын талаар таамаглал дэвшүүлэх боломжийг олгосон.

Д.И.Менделеевийн үечилсэн хууль нь шинжлэх ухааны ерөнхий ач холбогдолтой бөгөөд байгалийн үндсэн хууль юм.

Дмитрий Иванович Менделеев 1834 онд Тобольск хотод төржээ. Тобольскийн гимназийг төгсөөд Санкт-Петербургийн сурган хүмүүжүүлэх дээд сургуульд суралцаж, түүнийг алтан медальтай төгссөн. Оюутан байхдаа Д.И.Менделеев шинжлэх ухааны судалгаа хийж эхэлсэн. Сурсны дараа тэрээр гадаадад нэрт химич Роберт Бунсений лабораторид хоёр жил ажилласан. 1863 онд тэрээр эхлээд Санкт-Петербургийн Технологийн дээд сургууль, дараа нь Санкт-Петербургийн Их Сургуулийн профессороор сонгогджээ.

Менделеев уусмалын химийн шинж чанар, хийн төлөв байдал, түлшний шаталтын дулааны чиглэлээр судалгаа хийсэн. Тэрээр хөдөө аж ахуй, уул уурхай, металлургийн янз бүрийн асуудлыг сонирхож, газрын доорхи түлшийг хийжүүлж, газрын тосны инженерчлэлийн чиглэлээр суралцжээ. Д.И.Менделеевийг дэлхий дахинд алдаршуулсан бүтээлч үйл ажиллагааны хамгийн чухал үр дүн бол 1869 онд Химийн элементүүдийн үелэх хууль ба үечилсэн системийг нээсэн явдал юм. Тэрээр хими, физик, технологи, эдийн засаг, геодезийн чиглэлээр 500 орчим өгүүлэл бичсэн. Тэрээр Оросын анхны жин хэмжүүрийн танхимыг зохион байгуулж, захирал байсан бөгөөд орчин үеийн хэмжилзүйн эхлэлийг тавьсан. Идеал хийн төлөв байдлын ерөнхий тэгшитгэлийг зохион бүтээж, Клапейроны тэгшитгэлийг (Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэл) ерөнхийлсөн.

Менделеев 73 насалсан. Түүний амжилтын төлөө тэрээр гадаадын 90 шинжлэх ухааны академийн гишүүнээр сонгогдож, олон их дээд сургуулийн хүндэт доктороор сонгогджээ. 101 дэх химийн элемент (Mendelevium) нь түүний хүндэтгэлд нэрлэгдсэн.