Все металлы в таблице менделеева

Периодическая таблица химических элементов Д.И.Менделеева

В природе существует очень много повторяющихся последовательностей:

  • времена года;
  • время суток;
  • дни недели…

В середине 19 века Д.И.Менделеев заметил, что химические свойства элементов также имеют определенную последовательность (говорят, что эта идея пришла ему во сне). Итогом чудесных сновидений ученого стала Периодическая таблица химических элементов, в которой Д.И. Менделеев выстроил химические элементы по возрастанию атомной массы. В современной таблице химические элементы выстроены по возрастанию атомного номера элемента (количество протонов в ядре атома).

Атомный номер изображен над символом химического элемента, под символом — его атомная масса (сумма протонов и нейтронов). Обратите внимание, что атомная масса у некоторых элементов является нецелым числом! Помните об изотопах! Атомная масса — это средневзвешенное от всех изотопов элемента, встречающихся в природе в естественных условиях.

Под таблицей расположены лантаноиды и актиноиды.

Горизонтальные строки Периодической таблицы называют периодами.
Периоды имеют номера от 1 до 7.
Вертикальные столбцы Периодической таблицы называют группами (семействами).
Для нумерации групп изначально применялись римские цифры и буквы (IA, IIA, IIIB…). Ныне для обозначения групп используют номера от 1 до 18.

Металлы, неметаллы, металлоиды

Металлы

Металлы расположены в Периодической таблице слева от ступенчатой диагональной линии, которая начинается с Бора (В) и заканчивается полонием (Po) (исключение составляют германий (Ge) и сурьма (Sb). Нетрудно заметить, что металлы занимают бОльшую часть Периодической таблицы. Основные свойства металлов: твердые (кроме ртути); блестят; хорошие электро- и теплопроводники; пластичные; ковкие; легко отдают электроны.

Неметаллы

Элементы, расположенные справа от ступенчатой диагонали B-Po, называются неметаллами. Свойства неметаллов прямо противоположны свойствам металлов: плохие проводники тепла и электричества; хрупкие; нековкие; непластичные; обычно принимают электроны.

Металлоиды

Между металлами и неметаллами находятся полуметаллы (металлоиды). Для них характерны свойства как металлов, так и неметаллов. Основное применение в промышленности полуметаллы нашли в производстве полупроводников, без которых немыслима ни одна современная микросхема или микропроцессор.

Периоды и группы

Как уже говорилось выше, периодическая таблица состоит из семи периодов. В каждом периоде атомные номера элементов увеличиваются слева направо.

Свойства элементов в периодах изменяются последовательно: так натрий (Na) и магний (Mg), находящиеся в начале третьего периода, отдают электроны (Na отдает один электрон: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg отдает два электрона: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ). А вот хлор (Cl), расположенный в конце периода, принимает один элемент: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

Свойства химических элементов в пределах одного периода различаются.

В группах же, наоборот, все элементы обладают одинаковыми свойствами. Например, в группе IA(1) все элементы, начиная с лития (Li) и заканчивая францием (Fr), отдают один электрон. А все элементы группы VIIA(17), принимают один элемент.

Некоторые группы настолько важны, что получили особые названия. Эти группы рассмотрены ниже.

Щелочные металлы

Группа IA(1). Атомы элементов этой группы имеют во внешнем электронном слое всего по одному электрону, поэтому легко отдают один электрон.

Наиболее важные щелочные металлы — натрий (Na) и калий (K), поскольку играют важную роль в процессе жизнедеятельности человека и входят в состав солей.

  • Li — 1s 2 2s 1 ;
  • Na — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
  • K — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Щелочноземельные металлы

Группа IIA(2). Атомы элементов этой группы имеют во внешнем электронном слое по два электрона, которые также отдают во время химических реакций. Наиболее важный элемент — кальций (Ca) — основа костей и зубов.

  • Be — 1s 2 2s 2 ;
  • Mg — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
  • Ca — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Галогены

Группа VIIA(17). Атомы элементов этой группы обычно получают по одному электрону, т.к. на внешнем электронном слое находится по пять элементов и до «полного комплекта» как раз не хватает одного электрона.

Наиболее известные элементы этой группы: хлор (Cl) — входит в состав соли и хлорной извести; йод (I) — элемент, играющий важную роль в деятельности щитовидной железы человека.

  • F — 1s 2 2s 2 2p 5 ;
  • Cl — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
  • Br — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Инертные (благородные) газы

Группа VIII(18). Атомы элементов этой группы имеют полностью «укомплектованный» внешний электронный слой. Поэтому им «не надо» принимать электроны. И отдавать их они «не хотят». Отсюда — элементы этой группы очень «неохотно» вступают в химические реакции. Долгое время считалось, что они вообще не вступают в реакции (отсюда и название «инертный», т.е. «бездействующий»). Но химик Нейл Барлетт открыл, что некоторые из этих газов при определенных условиях все же могут вступать в реакции с другими элементами.

  • Ne — 1s 2 2s 2 2p 6 ;
  • Ar — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
  • Kr — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Валентные элементы в группах

Нетрудно заметить, что внутри каждой группы элементы похожи друг на друга своими валентными электронами (электроны s и p-орбиталей, расположенных на внешнем энергетическом уровне).

У щелочных металлов — по 1 валентному электрону:

  • Li — 1s 2 2 s 1 ;
  • Na — 1s 2 2s 2 2p 6 3 s 1 ;
  • K — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 s 1

У щелочноземельных металлов — по 2 валентных электрона:

  • Be — 1s 2 2 s 2 ;
  • Mg — 1s 2 2s 2 2p 6 3 s 2 ;
  • Ca — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 s 2

У галогенов — по 7 валентных электронов:

  • F — 1s 2 2 s 2 2 p 5 ;
  • Cl — 1s 2 2s 2 2p 6 3 s 2 3 p 5 ;
  • Br — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 s 2 3d 10 4 p 5

У инертных газов — по 8 валентных электронов:

  • Ne — 1s 2 2 s 2 2 p 6 ;
  • Ar — 1s 2 2s 2 2p 6 3 s 2 3 p 6 ;
  • Kr — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 s 2 3d 10 4 p 6
Римский номер столбца группы — это количество валентных электронов у всех элементов данной группы.

Обратим теперь свое внимание на элементы, расположенные в группах с символов В. Они расположены в центре периодической таблицы и называются переходными металлами.

Отличительной особенностью этих элементов является присутствие в атомах электронов, заполняющих d-орбитали:

  1. Sc — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
  2. Ti — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Отдельно от основной таблицы расположены лантаноиды и актиноиды — это, так называемые, внутренние переходные металлы. В атомах этих элементов электроны заполняют f-орбитали:

  1. Ce — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
  2. Th — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

Глоссарий. Химия

Периодическая система химических элементов (табли́ца Менделе́ева) — 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. Её первоначальный вариант был разработан Д. И. Менделеевым в 1869—1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса (по-современному, от атомной массы). В современном варианте системы предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

Классический вид таблицы Менделеева

История открытия Периодического закона.

К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно. В 1829 году Дёберейнер опубликовал найденный им «закон триад»: атомный вес многих элементов близок к среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам (стронций, кальций и барий; хлор, бром и йод и др.). Первую попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа (1862), который разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил частое циклическое повторение химических свойств по вертикали. Обе указанные модели не привлекли внимания научной общественности. В 1866 году свой вариант периодической системы предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, модель которого («закон октав») внешне немного напоминала менделеевскую, но была скомпрометирована настойчивыми попытками автора найти в таблице мистическую музыкальную гармонию. В этом же десятилетии появились ещё несколько попыток систематизации химических элементов; ближе всего к окончательному варианту подошёл Юлиус Лотар Мейер (1864). Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (в журнале Русского химического общества); ещё ранее (февраль 1869 г.) научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира. По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово». Написав на карточках основные свойства каждого элемента (их в то время было известно 63, из которых один — дидим Di — оказался в дальнейшем смесью двух вновь открытых элементов празеодима и неодима), Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим. Итогом работы стал отправленный в 1869 году в научные учреждения России и других стран первый вариант системы («Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве»), в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам (рядам сходных элементов, ставших прообразами групп современной системы) и по шести вертикальным столбцам (прообразам будущих периодов). В 1870 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант системы («Естественную систему элементов»), имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы. Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото похоже на серебро и медь. Разумеется, свойства не повторяются в точности, к ним добавляются и изменения. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две — атомная масса и химическое сходство. Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеевым были предприняты очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов (например, бериллия, индия, урана, тория, церия, титана, иттрия), несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими (например, таллий, считавшийся щелочным металлом, он поместил в третью группу согласно его фактической максимальной валентности), оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы. В 1871 году на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма которого со временем была несколько усовершенствована. Научная достоверность Периодического закона получила подтверждение очень скоро: в 1875—1886 годах были открыты галлий (экаалюминий), скандий (экабор) и германий (экасилиций), для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и, с поразительной точностью, целый ряд физических и химических свойств.

Читайте также  Как сделать розу из металла

Список химических элементов таблицы Менделеева

  • 1 HВодород (а.м. 1,00794)
  • 2 HeГелий (а.м. 4,002602)
  • 3 LiЛитий (а.м. 6,9412)
  • 4 BeБериллий (а.м. 9,0122)
  • 5 BБор (а.м. 10,812)
  • 6 СУглерод (а.м. 12,011)
  • 7 NАзот (а.м. 14,0067)
  • 8 ОКислород (а.м. 15,9994)
  • 9 FФтор (а.м. 18,9984)
  • 10 NeНеон (а.м. 20,179)
  • 11 NaНатрий (а.м. 22,98977)
  • 12 MgМагний (а.м. 24,305)
  • 13 AlАлюминий (а.м. 26,98154)
  • 14 SiКремний (а.м. 28,086)
  • 15 PФосфор (а.м. 30,97376)
  • 16 SСера (а.м. 32,06)
  • 17 ClХлор (а.м. 35,453)
  • 18 ArАргон (а.м. 39,948)
  • 19 ККалий (а.м. 39,0983)
  • 20 CaКальций (а.м. 40,08)
  • 21 ScСкандий (а.м. 44,9559)
  • 22 TiТитан (а.м. 47,9)
  • 23 VВанадий (а.м. 50,9415)
  • 24 CrХром (а.м. 51,996)
  • 25 MnМарганец (а.м. 54,938)
  • 26 FeЖелезо (а.м. 55,847)
  • 27 СоКобальт (а.м. 58,9332)
  • 28 NiНикель (а.м. 58,7)
  • 29 CuМедь (а.м. 63,546)
  • 30 ZnЦинк (а.м. 65,38)
  • 31 GaГаллий (а.м. 69,72)
  • 32 GeГерманий (а.м. 72,59)
  • 33 AsМышьяк (а.м. 74,9216)
  • 34 SeСелен (а.м. 78,96)
  • 35 BrБром (а.м. 79,904)
  • 36 KrКриптон (а.м. 83,8)
  • 37 RbРубидий (а.м. 85,4678)
  • 38 SrСтронций (а.м. 87,62)
  • 39 YИттрий (а.м. 88,9059)
  • 40 ZrЦирконий (а.м. 91,20)
  • 41 NbНиобий (а.м. 92,9064)
  • 42 MoМолибден (а.м. 95,94)
  • 43 TcТехнеций (а.м. 98,9062)
  • 44 RuРутений (а.м. 101,07)
  • 45 RhРодий (а.м. 102,9055)
  • 46 PdПалладий (а.м. 106,4)
  • 47 AgСеребро (а.м. 107,868)
  • 48 CdКадмий (а.м. 112,41)
  • 49 InИндий (а.м. 114,82)
  • 50 SnОлово (а.м. 118,69)
  • 51 SbСурьма (а.м. 121,75)
  • 52 ТеТеллур (а.м. 127,6)
  • 53 IЙод (а.м. 126,9045)
  • 54 XeКсенон (а.м. 131,3)
  • 55 CsЦезий (а.м. 132,9054)
  • 56 BaБарий (а.м. 137,33)
  • 57 LaЛантан (а.м. 138,9)
  • 58 CeЦерий (а.м. 140,12)
  • 59 PrПразеодим (а.м. 140,9)
  • 60 NdНеодим (а.м. 144,24)
  • 61 PmПрометий (а.м. 145)
  • 62 SmСамарий (а.м. 150,35)
  • 63 EuЕвропий (а.м. 151,96)
  • 64 GdГадолиний (а.м. 157,25)
  • 65 TbТербий (а.м. 158,92)
  • 66 DyДиспрозий (а.м. 162,5)
  • 67 HoГольмий (а.м. 164,93)
  • 68 ErЭрбий (а.м. 167,26)
  • 69 TmТулий (а.м. 168,93)
  • 70 YbИттербий (а.м. 173,04)
  • 71 LuЛютеций (а.м. 174,97)
  • 72 HfГафний (а.м. 178,49)
  • 73 TaТантал (а.м. 180,9479)
  • 74 WВольфрам (а.м. 183,85)
  • 75 ReРений (а.м. 186,207)
  • 76 OsОсмий (а.м. 190,2)
  • 77 IrИридий (а.м. 192,22)
  • 78 PtПлатина (а.м. 195,09)
  • 79 AuЗолото (а.м. 196,9665)
  • 80 HgРтуть (а.м. 200,59)
  • 81 TlТаллий (а.м. 204,37)
  • 82 PbСвинец (а.м. 207,2)
  • 83 BiВисмут (а.м. 208,9)
  • 84 PoПолоний (а.м. 209)
  • 85 AtАстат (а.м. 210)
  • 86 RnРадон (а.м. 222)
  • 87 FrФранций (а.м. 223)
  • 88 RaРадий (а.м. 226)
  • 89 AcАктиний (а.м. 227)
  • 90 ThТорий (а.м. 232,03)
  • 91 PaПротактиний (а.м. 231,03)
  • 92 UУран (а.м. 238,02)
  • 93 NpНептуний (а.м. 237,04)
  • 94 PuПлутоний (а.м. 244,06)
  • 95 AmАмериций (а.м. 243,06)
  • 96 CmКюрий (а.м. 247,07)
  • 97 BkБерклий (а.м. 247,07)
  • 98 CfКалифорний (а.м. 251,07)
  • 99 EsЭйнштейний (а.м. 252,08)
  • 100 FmФермий (а.м. 257,08)
  • 101 MdМенделевий (а.м. 258,09)
  • 102 NoНобелий (а.м. 259,1)
  • 103 LrЛоуренсий (а.м. 260,1)
  • 104 RfРезерфордий (а.м. 261)
  • 105 DbДубний (а.м. 262)
  • 106 SgСиборгий (а.м. 266)
  • 107 BhБорий (а.м. 267)
  • 108 HsХассий (а.м. 269)
  • 109 MtМейтнерий (а.м. 276)
  • 110 DsДармштадтий (а.м. 227)
  • 111 RgРенгений (а.м. 280)
  • 112 CnКоперниций (а.м. 285)
  • 113 UutУнунтрий (а.м. 284)
  • 114 UuqУнунквадий (а.м. 289)
  • 115 UupУнунпентий (а.м. 288)
  • 116 UuhУнунгексий (а.м. 293)
  • 117 UusУнунсептий (а.м. 294)
  • 118 UuoУнуноктий (а.м. 294)
  • 119 UuеУнуненний (а.м. 316)
  • 120 UbnУнбинилий (а.м. 320)
  • 121 UbuУнбиуний (а.м. 320)
  • 122 UbbУнбибий
  • 123 UbtУнбитрий
  • 124 UbqУнбиквадий
  • 125 UbpУнбипентий (а.м. 332)
  • 126 UbnУнбигексий (а.м. 322)

ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА — периодическая система химических элементов

Таблица Менделеева (периодическая система химических элементов) — это такая таблица, в которой классифицируются химические элементы по различным свойствам в зависимости от заряда их атомного ядра. Таблица является графическим изображением периодического закона, который открыл Дмитрий Иванович Менделеев в 1869 году. Изначальный вариант этой таблицы 1869 — 1871 гг. и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомной массы. На данный момент элементы сводятся в двумерную таблицу, в которой каждый столбец — это группа, определяющая основные физико-химические свойства, а строки — это периоды, схожие друг с другом. Наиболее распространены 2 формы таблицы: короткая и длинная.

ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА

Периодическая таблица Менделеева в классическом варианте (или короткая форма), основана на параллелизме степеней окисления химических элементов главных и побочных подгрупп. В каждой ячейке таблицы указан символ элемента, порядковый номер, относительная атомная масса, и название элемента.

Порядковый номер элемента — это число равное числу протонов в ядре атома и числу электронов, которые вращаются вокруг него.

Чтобы посмотреть все свойства конкретного химического элемента нужно перейти по ссылке нажав на символ элемента в таблице.

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

Расшифровка периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева:

Число элементов в периоде – максимальная емкость соответствующего энергетического уровня:

2 элемента (1s 2 )

18 элементов (5s 2 4d 10 5p 6 )

8 элементов (2s 2 2p 6 )

32 элемента (6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 )

8 элементов (3s 2 3p 6 )

32 элемента (6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 )

18 элементов (4s 2 3d 10 4p 6 )

Построение периодов – в начале: два s-элемента, в конце: шесть р- элементов. В четвертом и пятом периодах между ними помещается по десять d-элементов, а в шестом и седьмом к ним добавляются четырнадцать f-элементов (формы электронных орбиталей).

В периоде – свойства химических элементов различаются между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов различны.

В подгруппе – свойства элементов сходны между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов сходны.

Причина периодичности свойств химических элементов заключается в периодической повторяемости сходных электронных конфигураций внешних энергетических уровней.

Формы электронных орбиталей (электронные семейства)

Классификация химических элементов по электронным конфигура­циям их атомов (электронные орбитали)

внешний (n) s-подуровень

внешний (n) р-подуровень

предвнешний (n–1 ) d-подуровень

(n-2)f 1–14 (n-1)d 1–10 ns 1–2

третий снаружи (n–2) f-подуровень

Графическое изображение орбиталей

Свойства элементов таблицы Менделеева

Металлы – элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 1 до 3 (подгруппы IA, IIA, IIIА, кроме элемента бора), а также германий, олово, свинец, сурьма, висмут и полоний.

Неметаллы – бор и элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 4 до 7 (подгруппы IVA, VA, VIA, VIIA) кроме германия, олова, свинца, сурьмы, висмута и полония.

Переходные элементы – элементы побочных подгрупп (IB-VIIB); в виде простых веществ ведут себя как металлы.

Благородные газы – элементы подгруппы VIIIA, полностью застро­енные энергетические подуровни s 2 p 6 , для гелия s 2 .

Читайте также  Изделия из тугоплавких металлов

Галогены – элементы подгруппы VII(a) таблицы Менделеева, реагируют со всеми простыми веществами, кроме некот. неметаллов, являются энергичными окислителями, к ним относят F, Cl, Br, I, At, Ts.

Лантанойды – 15 элементов III группы 6-го периода, металлы с атомными номерами 57–71. Все они имеют стабильные изотопы, кроме прометия.

Актинойды – 15 радиоактивных элементов III группы 7-го периода с атомными номерами 89–103.

Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются сверху вниз:

В периодах с увеличением порядкового номера элемента прослеживается следующая закономерность:

Все элементы таблицы Менделеева, исключая гелий, неон и аргон, образуют кислородные соединения, которые изображены общими формулами под каждой группой в порядке возрастания степени окисления элементов: R2O, RO, R2O3, RO2, R2O5, RO3, R2O7, RO4, где R — обозначает элемент группы.

Элементы главных подгрупп, начиная с IV группы, образуют газообразные водородные соединения: RH4, RH3, RH2, RH. Соединения RH4 имеют нейтральный характер; RH3 – слабоосновной; RH2 – слабокислый; RH – сильнокислый характер.

История открытия периодического закона Менделеевым Д.И.

Самый важный вклад в систематизацию химических элементов внёс русский выдающийся химик Дмитрий Иванович Менделеев, автор труда «Основы химии», который в марте 1869 года представил Русскому химическому обществу (РХО) периодический закон химических элементов, изложенный в нескольких основных положениях.

В 1871 году Менделеев в итоговой статье «Периодическая законность химических элементов» дал формулировку Периодического закона: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от атомного веса». Тогда же Менделеев придал своей периодической таблице классический вид (короткая таблица, смотрите ниже).

В современном изложении периодический закон химических элементов звучит так: «Свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов (порядкового номера).»

Периодическая таблица элементов Менделеева длинная форма

Длинная форма таблицы Менделеева (или длиннопериодная форма) состоит из 18 групп с лева на право от щелочных металов до благородных газов. считается официальной версией с 1989 года.

Таблица Менделеева для печати в хорошем качестве скачать

Вы можете скачать таблицу Менделеева на выбор короткую или длинную форму в цветном и черно-белом цвете, для этого откройте по ссылке ниже изображение и сохраните его себе на компьютер.

____________

Источник информации:

1. Большой химический справочник / А.И.Волков, — М.: 2005.

2. Большая энциклопедия химических элементов. Периодическая таблица Менделеева / И.А.Леенсон. — Москва : 2014.

Таблица Менделеева β

Предисловие

Таблица Менделеева или периодическая таблица химических элементов — это представленный в виде таблицы свод химических элементов, которые расположены по возрастанию атомного номера. В каждой ячейке таблицы Менделеева так же есть обозначение элемента, его атомная масса, принадлежность к определенной группе обозначенная цветом, а так же иногда указывается электронная конфигурация. Структура таблицы показывает периодических характер химических свойств элементов. Она имеет 7 строк, которые называются периодами, и столбцы, которые называются группами. Именно столбцы объединяют элементы со схожими химическими свойствами. Например, щелочные металлы, щелочно-земельные металлы, галогениды, благородные газы и т.д. Так же имеется четыре прямоугольные области, которые объединяют элементы со схожим электронным строением их атомов.

На данный момент открыто 118 химических элементов, которые завершили заполнение семи строк таблицы. Первые 94 элемента были найдены в природе, хотя некоторые в очень маленьких количествах, а вот остальные синтезированы искусственно в физических лабораториях или вообще при ядерных взрывах. В настоящее время ученые-физики продолжают попытки синтезировать 119 элемент и более тяжелые, теоретически возможность этих элементов была доказана ранее — они начнут восьмой ряд периодической таблицы Менделеева. Кроме того, все элементы имеют так называемые изотопы, которые так же в большом количестве были синтезированы в лабораториях и обнаружены в природе. Наиболее известный пример — тяжелая вода, где водород с атомным весом 1 заменяет его изотоп дейтерий (вес 2) или тритий (вес 3).

Структура периодической таблицы используется для нахождения взаимосвязи между свойствами различных элементов и их соединений, а так же для прогноза этих свойств в том числе еще не открытых соединений.

Первую известную таблицу Менделеев опубликовал в 1869 году, которая демонстрировала периодический характер свойств известных на тот момент элементов. Так же Менделеев дал предсказания по свойствам не открытых на тот момент элементов и большинство его предсказания оказались близки к верным. В последующем с открытием других элементов расширялись и теоретические знания, стали появляться всё более точные теоретические математические модели для объяснения и предсказания свойств элементов.

Современная таблица Менделеева теперь широко используется для анализа химических реакций и вообще широко используется как в химии так и физике. Однако, много споров ведется относительно того на сколько оптимален тот или иной вид таблицы (их несколько десятков), а так же размещения некоторых элементов.

Введение

Каждый химический элемент в таблице Менделеева имеет свой уникальный атомный номер (Z), который равен числу протонов в его атомном ядре. У каждого атома в ядре может быть разное число нейтронов и поэтому атом одного элемента может иметь разную массу — такие «варианты» одного атома отличающиеся по массе называют изотопами. Например, самые распространенные изотопы урана U 235 и U 238 , но на самом деле изотопов известно восемь на данный момент с атомными массам от 233 до 240. Изотопы в таблице не разделяются, в ней указывается самый распространенный природный изотоп или для атомов, которые стабильных изотопов не имеют, указывается наиболее стабильный (долгоживущий).

В общепринятой периодической таблице (см. выше) химические элементы указываются в порядке возрастания атомного номера Z. Новая строка (период) начинается тогда, когда начинает заполняться новая электронная оболочка атома.

Столбцы (группы) определяются электронной конфигурацией атома. Элементы с одинаковым чистом электронов на валентном электронном уровне попадают в одни и те же группы. Элементы находящиеся в одной группе как правило имеют схожие химические свойства.

Первые 94 элемента встречаются в природе в свободном и связанном виде либо только в виде составе соединений, остальные же синтезированы в лабораториях. Некоторые элементы, например, франций (Fr) был зафиксирован только в виде излучения (получено всего 300 тыс. атомов). Другие элементы выше 94 получены так же в очень малых количествах.

Металлы, металлоиды и неметаллы

По своим физико-химическим свойствам все элементы можно разделить на три основные категории — металлы, металлоиды и неметаллы.

Металлы — это как правило блестящие высоко теплопроводные твёрдые вещества способные плавиться при нагревании и образовывать друг с другом сплавы, а так же образовывать ионные и ковалентные соединения с неметаллами.

Неметаллы — это как правило бесцветные либо цветные твёрдые, жидкие или газообразные вещества. Неметаллые образуют соединения друг с другом при помощи ковалентных связей.

Металлоиды — это вещества, которые могут проявлять в определенных условиях как металлические свойства, так и неметаллические.

Металлы и неметаллы могут быть дополнительно классифицированы на подкатегории, которые видны в таблице в строках слева направо. Так металлы подразделяются на химически очень активные щелочные металлы, чуть менее активные щелочно-земельные, характерные переходные металлы и химически достаточно инертные постпереходные металлы.

Неметаллы подразделяются на многоатомные неметаллы, при этом они ближе к металлоидам т.к. иногда проявляют металлические свойства, на галогениды и инертные газы. Доля неметаллов среди всех элементов небольшая — их 19 из 118 известных элементов.

На самом же деле такое подразделение даже внутри каждой категории весьма условно и на этих условных границах есть большое «перекрытие». Например, бериллий относится к щелочно-земельным элементам, но его амфотерность и склонность образовывать ковалентные соединения позволяют относить его к постпереходным металлам. Радон относится к благородным газам, но образует ряд ионных соединений характерных для металлов. Поэтому существуют и другие типы разделения элементов на группы, например, по минералогическим признакам или кристаллическим структурам соединений.

Щелочные и щелочно-земельные металлы

Эти две категории очень похожи друг на друга, но щелочно-земельные металлы менее химически активны. Все они образуют основные оксиды. Для них характерна низкая механическая прочность, все щелочные металлы легко режутся ножом, очень высокая химическая активность (например, калий, и тем более рубидий могут воспламеняться прямо на воздухе, а с водой реагировать со «взрывом» — реакиция идет настолько быстро, что раздаётся хлопок). Магний и бериллий более твёрдые и гораздо менее реакционно способные, поэтому они используются иногда в чистом виде или в виде сплавов (магний-алюминиевый сплав очень важен в авиационной отрасли, например).

Переходные металлы

У этой группы очень широкий спектр физических и химических свойств. Например, температура плавления у ртути -38,8 ºC, а у иттрия 1795 ºC. Так же в очень широком диапазоне находится твёрдость, плотность, химическая активность (например, благородный металл золото очень химически инертен, а цинк наоборот весьма реакционно способен и по этому показателю ближе к щелочно-земельным элементам). Металлы этой группы — основа всех промышленных производств и сфер жизни. Они применяются во всех отраслях промышленности — от конструкционных материалов до микроэлектронной промышленности.

Лантаноиды

По своим свойствам они похожи так же на щелочно-земельные металлы, но менее активны. Лантаноиды и их соединения очень похожи друг на друга, поэтому трудно поддаются разделению. В природе они очень рассеяны и их добыча весьма сложна. Однако благодаря свойствам их соединений они крайне важны в современной промышленности.

Читайте также  Как пользоваться холодной сваркой для металла инструкция

Актиноиды

Почти все актиноиды мягкие, плотные и достаточно реакционно способные металлы. Металлы от актиния до плутона встречаются в природе, остальные получают только в лабораториях.

Постпереходные металлы

Мягкие или хрупкие металлы с низкой механической прочностью и температурой плавления ниже температур плавления переходных металлов (например, ртуть -38,8 ºC, индий 156,6 ºC, олово 231,9 ºC, алюминий 660 ºC). С неметаллами образуют как правило ковалентные соединения, кислотно-основные соли, для их оксидов характерна амфотерность.

Металлоиды

Это промежуточный тип элементов между металлами и неметаллами. Кремний, например, внешне выглядит как металл (серый блестящий), но при этом совершенно непластичный (хрупкий) и является полупроводником. Химически они в основном ведут себя как неметаллы. Образуют кислотные или амфотерные оксиды.

Неметаллы (реакционные)

При нормальных условиях бор, углерод, фосфор, сера, селен — твёрдые вещества различных цветов. Каждое их них имеет различные формы кристаллической решетки (аллотропные модификации), например красный, желтый, черный, белый фосфор, которая очень сильно влияет на их химическую активность (например, графит гораздо менее активен обычного угля) и физические свойства (алмаз самое твердое вещество в природе и это прозрачный материал, а графит хрупкий, мягкий, непрозрачный).

Азот и кислород — газы. При этом азот достаточно химически инертен, кислород напротив является очень активным окислителем.

Галогениды имеют разные физические свойства (фтор, хлор — газы, бром — жидкость, иод — твердое вещество). Астат получен только в крайне малых количествах как и теннессин, их свойства изучены плохо. Химически галогениды — очень сильные окислители (фтор самый сильный в Таблице Менделеева). С металлами образуют как правило соли с ионной решеткой, а с водородом очень сильные кислоты. С неметаллами так же образуют множество многоатомных соединений как правило с ковалентными связями.

Неметаллы (инертные газы)

Крайне химически пассивные вещества. Первое соединение ксенона XePtF6 было синтезировано в 1962 году, а соединения неона и гелия до сих пор неизвестны. Тем не менее инертные газы играют огромную роль в различных отраслях промышленности, медицине, при подводных погружениях и т.д.

Металлы

Общая характеристика

Металлами называют группу элементов, в виде простых веществ, которые обладают металлическими свойствами (пластичность, ковкость, блеск, электронная проводимость и т. д.)

Основное отличие элементов-металлов – они обладают только восстановительными свойствами, а в реакциях могут только окисляться. В соединениях они могут иметь только положительные степени окисления как в элементарных положительно заряженных ионах, так и в сложных ионах, где они образуют положительные центры.

Рис. 1. Список металлов.

Как правило, на внешнем уровне элементов металлов находится небольшое число электронов (1-3), значения электроотрицательности невысокие. К металлам относятся все s-элементы (кроме водорода и гелия), d- и f-элементы, а также p-элементы под чертой бор-астат. Для типичных металлов характерен большой размер атомов, что способствует легкости отдачи валентных электронов. Образующиеся положительные ионы устойчивы, так как имеют завершенную внешнюю электронную оболочку.

Физические и химические свойства

Все металлы, кроме ртути, при нормальных условиях в виде простых веществ находятся в твердом агрегатном состоянии и образуют металлическую кристаллическую решетку.

Рис. 2. Металлы в таблице Д.И. Менделеева.

Таблица «Металлы»

В следующей таблицы представлены группы основных металлов:

Группа металлов Металл
Щелочные литий, натрий, калий и т.д.
Щелочноземельные кальций, стронций, барий и т.д.
Переходные уран, титан, железо, платина и т.д.
постпереходные алюминий, свинец, олово и т.д.
Тугоплавкие молибден, вольфрам
Цветные медь, титан, магний и т.д.
Благородные золото, серебро и т.д.

Металлы пластичны и ковки, особенно если на внешнем электронном уровне атомов по одному электрону: слои атомов перемещаются относительно друг друга без разрушения кристаллической решетки (щелочные металлы, медь, серебро, золото). В атомах непластичных хрупких металлов хрома и марганца – большое число валентных электронов.

Плотность, твердость, температура плавления металлов изменяются в широком диапазоне и зависят от атомной массы, строения атома и геометрии кристаллической решетки. Самый легкий металл – литий (плотность 0,53 г/см 3 ), самый тяжелый – осмий (плотность 22,5 г/см 3 ). Металлы с плотностью больше 5 г/см 3 относят к тяжелым, меньше 5 г/см 3 – к легким металлам.

Самая низкая температура плавления у ртути (-39 градусов по Цельсию), самый тугоплавкий металл – вольфрам (температура плавления 3410 градусов по Цельсию.) Энергия атомизации вольфрама составляет 836 кДж/моль, а температура кипения его 5930 градусов.

Металлы вступают в реакцию как с простыми, так и со сложными веществами. Как типичные восстановители металлы реагируют почти со всеми неметаллами-окислителями (кислород, сера, азот и т. д.):

Также металлы реагируют с такими сложными веществами, как оксиды и гидроксиды, разбавленные растворы кислот, с растворенными в воде щелочами.

В пределах одного и того же периода металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются; в пределах одной и той же группы (в главной подгруппе) металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают

Рис. 3. Металлы главных подгрупп.

Нахождение металлов и способы их получения

Самый распространенный на земле элемент-металл – алюминий. За ним следуют железо, кальций, натрий.

Некоторые металлы встречаются в природе в самородном состоянии (золото, ртуть, платина), но в основном они находятся в природе в виде оксидов и солей.

Получение металлов происходит с помощью металлургии (получение из руд), пирометаллургии (получение с помощью реакции восстановления при высокой температуре), гидрометаллургии (извлечение из руд в виде растворимых соединений), электрометаллургии (получение металлов электролизом расплавов и растворов их соединений).

Что мы узнали?

Металлы – вещества, которые обладают высокой электро- и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и металлическим блеском. В данной статье по химии 9 класса рассматриваются их физические и химические свойства, формулы класса металлов, а также способы получения.

Периодическая таблица Менделеева

Кликнув на любой элемент таблицы Менделеева — вы перейдете на страницу с описанием выбранного химического элемента.

Щелочно земельные металлы

Периодической системой химических элементов принято называть таблицу, в которой химические элементы классифицируются по разным свойствам, определяемым зарядом атомного ядра. Называют ее периодической таблицей Менделеева, в честь российского ученого-химика Д.И. Менделеева. Именно он в 1869 году открыл периодический закон химических элементов.

В 1869-1871 был разработан самый первый вариант таблицы, в котором определялась зависимость свойств химических элементов от атомной массы. Было выдвинуто множество предложений относительно того, как изображать свойства элементов. Это были различные геометрические фигуры, графики с аналитическими кривыми.

Но ученые приняли решение, что удобнее всего двухмерная химическая таблица, где каждый столбик указывает на физико-химические свойства определенного элемента, а в строках определяются периоды элементов, максимально близких один к другому.

Значение таблицы Менделеева для науки

Развитие химии в значительной степени обязано открытию, сделанному Менделеевым, в частности, оно способствовало развитию учения про атомы и молекулы.

Благодаря этому было получено понятное представление про простые и сложные химические соединения. Человек может понять, что такое элементы, которые используются сегодня. В ХХ веке периодическая система начала играть прогнозирующую роль, когда оцениваются химические свойства трансурановых элементов, которую показал еще сам Менделеев.

Периодическая таблица позволила систематизировать типы атомов, что имела большое значение для развития физики (атом и его ядро) в ХХ веке. Так, в начале века ученые проводили исследования, в ходе которых было установлено, что порядковый номер элемента является мерой электронного заряда его атомного ядра.

Номер же периода в таблице указывает на число электронных оболочек, которыми обладает атом. На фото было установлено, что номером вертикального ряда таблицы определяется квантовая структура внешней оболочки элемента (этим обусловлен тот факт, что химические свойства у элементов, которые находятся в одном ряду, схожи между собой).

Сделанное Менделеевым открытие положило начало новой эры в мировой науке, что позволило сделать огромный прорыв в химии и ряде других направлениях науки. Таблица Менделеева в хорошем качестве стала основой сведений про элементы, ее использование позволило делать важные выводы в науке, прогнозировать открытия.

В чем особенность периодической таблицы Менделеева?

Одним из важных свойств таблицы можно назвать то, что у группы элементов (колонка) более выражена периодическая тенденция, если сравнивать с периодами или блоками.

Также можно увидеть, что по мере того, как возрастает атомная масса, стабильно изменяются свойства. Так, к примеру, фотография таблицы дает возможность увидеть, что в блоках D и F более явно выражены горизонтальные свойства, а не вертикальные.

Группам таблицы Менделеева с лева на право присвоено номера 1-18, в соответствии с международной системой названия групп. Ранее использовались римские цифры.

Вступление в силу новой системы нотации ИЮПАК (1988 г.), которой пользуются и сегодня, привело к тому, что прежние идентификаторы групп перестали существовать.

У многих групп появились травиальные несистематические названия, к примеру, «галогены», «щелочноземельные металлы» и др.

Химические элементы из одной группы периодической таблицы Менделеева проявляют тенденции по таким параметрам:электроотрицательность, атомный радиус, энергия ионизации.

Так, картинка химической таблицы показывает, что в одной группе сверху в низ возрастает радиус атома, валентные электроны элемента удаляются от ядра по мере того, как заполняются энергетические уровни. Энергия ионизации при этом снижается, связи в атоме слабеют, в результате чего изымать электроны проще. Сверху вниз у элементов снижается электроотрицательность, что объясняется увеличением расстояния между ядром и валентными электронами. Но в таблице есть и исключения из таких закономерностей, к примеру, в 11 группе данный показатель растет сверху вниз.