Періодичний закон Д. І. Менделєєва

Матеріал параграфа допоможе вам:

• дізнатися про існування природного ряду хімічних елементів;

• уявити, як Менделєєвим був відкритий періодичний закон;

• зрозуміти зміст періодичного закону.

Проблема класифікації хімічних елементів захопила в 60-ті роки XIX ст. Д. І. Менделєєва (мал. 6). Він шукав закономірності та взаємозв’язки, які б охоплювали всі елементи, а не лише їх частину.

На той час було відомо 63 хімічні елементи. На кожний із них учений заЕЇв картку, в яку записав відносну атомну масу елемента, значення його валентності, відомості про просту речовину і сполуки. Менделєєв, як і його попередники, вважав найважливішою характеристикою елемента масу його атома. Розмістивши елементи в ряд за зростанням відносних атомних мас (мат. 7)¹, учений (як і раніше Дж. Ньюлендс) помітив, що через певні інтервачи в ньому трапляються елементи, які утворюють схожі прості речовини і сполуки.

Ряд починався з неметалічного елемента Гідрогену, атом якого мав найменшу масу. За ним розміщуватися металічні елементи Літій

¹ Інертні елементи було відкрито пізніше.

і Берилій, потім — неметал Ічні елементи від Бору до Флуору, далі — знову металічні елементи і т. д. Отже, хімічний характер елементів у ряду періодично повторювався.

Менделєєв поділив складений ряд на кілька фрагментів (це — відомі вам періоди). Кожний фрагмент починався з типового металічного елемента (лужного) і закінчувався типовим немета-лічним елементом (галогеном):

Учений виявив, що у фрагментах характер елементів, властивості простих речовин, склад і властивості аналогічних сполук змінюються поступово. Переконаємося в цьому й розглянемо один із фрагментів ряду елементів (мал. 8).

На першому місці в обраному фрагменті перебуває лужний елемент Натрій. Він є одновалентним, утворює дуже активні метал натрій, оксид Na₂O і луг NaOH. За Натрієм розміщений двовалентний Магній, від якого походять речовини з меншою хімічною активністю — метал магній, оксид MgO і малорозчинна основа Mg(OH)₂. Третє місце посідає тривалентний Алюміній. Його оксид і гідроксид за деякими хімічними властивостями відрізняються від аналогічних сполук Магнію. Наступні елементи — немета-лічні: Силіцій, Фосфор, Сульфур і Хлор. Максимальні значення валентності цих елементів зростають від 4 до 7. Хімічна активність відповідних неметалів, а також кислот, які відповідають вищим оксидам елементів, підвищується; найактивнішими є хлор і кислота НСЮ*.

Викладене дає змогу зробити такий висновок: металічний характер елементів у фрагменті

їхнього ряду посилюється справа наліво, а неме-талічний характер — зліва направо:

Ряд хімічних елементів, складений за зростанням атомних мас, Д. І. Менделєєв назвав природним рядом, тобто таким, що існує незалежно від людини в самій природі.

Закономірності, виявлені в природному ряду елементів, привели вченого до відкриття у 1869 р. періодичного закону, або закону періодичності:

властивості хімічних елементів, простих речовин, а також склад і властивості сполук перебувають у періодичній залежності від значень атомних мас.

Періодичність у хімії — це повторення (але не копіювання) хімічного характеру елементів, особливостей будови атомів, складу, будови і властивостей речовин через певну кількість елементів у їх природному ряду.

У часи Менделєєва рівень розвитку науки був не досить високим. Тому вченому не вдалося розкрити причину виявленої періодичності. Однак він вірив, що згодом це обов’язково станеться. Нині загальновідомо, що періодичність у світі хімічних елементів зумовлена електронною будовою атомів.

Менделєєв не обмежувався фактичним матеріалом, який мала хімічна наука. У разі порушення елементом загальної закономірності у природному ряду він радив хімікам перевірити значення його атомної маси. Учений передбачив не лише відкриття нових елементів, а й значення їх відносних атомних мас, властивості простих речовин, існування сполук у природі тощо.

Розташування деяких хімічних елементів у природному ряду не відповідає зростанню відносних атомних мас. Менделєєв розмістив, наприклад, Телур перед Йодом, хоча відносна атомна

маса Телуру трохи більша. Учений VpaxoBj_r^rBaB, що проста речовина йод є активнішим неметалом, ніж проста речовина телур, теж неметал. Отже, неметалічний характер сильніше виражений в елемента Йоду, і його місце — після Tenj_r^rPy.

Періодичний закон — один з основних законів природи. Він розкриває єдність хімічних елементів і взаємозв’язок між HHNm. Вивчаючи хімію, ви часто звертатиметеся до цього закону, знайдете нові факти, що підтверджують його; користуючись ним, зможете передбачати хімічні властивості простих і складних речовин, імовірність перебігу реакцій за їх участю.

Розмістивши хімічні елементи в рад за зростанням відносних атомних мас, Д. І. Менделєєв відкрив періодичний закон. Учений сформулював його так: властивості хімічних елементів, простих речовин, а також склад і властивості сполук перебувають у періодичній залежності від значень атомних мас.

Періодичний закон є одним з основних законів природи. Він становить фундамент хімічної науки.

6. Скориставшись періодичною системою, скажіть, наскільки більше елементів відомо сьогодні, ніж було відомо Д. І. Менделєєву.

7.  Як ви розумієте значення слова -періодичність”? Які зміни у природі можна охарактеризувати цим словом? Зіставте за змістом слово -періодичність» зі словами -неперервність», «поступовість».

8. Розмістіть елементи F_i С, В, О, N у порядку послаблення їх немета-лічного характеру.

9.  У якого з елементів — Берилію чи Літію — металічний характер виражений яскравіше? Який із відповідних металів має бути активнішим у хімічних реакціях?

10. Періодичною чи поступовою є зміна максимальних значень валентності елементів у їх природному ряду? Відповідь проілюструйте прикладами.

11. Знайдіть у періодичній системі кілька пар елементів (крім згаданих у параграфі), у кожній з яких елемент із більшим порядковим номером має меншу відносну атомну масу.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель