Еволюция на ПЕРИОДИЧНАТА МАСА: от нейното създаване до днес

Периодичната таблица е една от най-емблематичните икони на науката. Въпреки че 2019 г. беше 150-годишнината от създаването му, това в никакъв случай не е завършен документ. В този урок от УЧИТЕЛ ще видим какво еволюция на периодичната система от създаването му до наши дни и какъв напредък в познаването на атомите и техните свойства са го направили възможно.

Индекс

1. Какво представлява периодичната таблица?
2. Първа периодична таблица: произходът
3. История на периодичната система и еволюция

The периодичната таблица Периодичната система от елементи е научният документ, който концентрира повече информация в по-малко пространство и представлява една от най-мощните икони на науката. Съдържа добра част от знанията, които имаме за химията. Няма подобен документ в никоя друга научна дисциплина.

Периодичната таблица на елементите е a система за класификация на химичните елементи Започна преди повече от 200 години. Тази система за класификация се разраства и променя с течение на времето, с напредването на науката и откриването на нови.

Периодичната таблица е наречена така, защото изразява графично начинът, по който се повтарят на равни интервали, определен химични свойства. Това е вид двумерно представяне или, в по-модерните си представи, триизмерно.

В класическа периодична система (двуизмерен) химичните елементи са подредени в групи или семейства и са представени в текущата периодична таблица във вертикални колони. Подреденото подреждане на тези групи в колони поражда поредица от редове, които се наричат ​​периоди, където елементите са подредени според атомното им тегло. Периодичната таблица се състои от седем периода, които се различават по дължина.

Преди Менделеев други учени са разработили системи за класификация на химичните елементи. Но за разлика от периодичната таблица на елементите те бяха обикновени списъци на известните елементи; докато периодичната таблица има особеността, че е система за класификация в две измерения (редове и колони) или три измерения, в най-модерните му версии, където химичните елементи са подредени последователно слоеве.

По тази причина историците датират раждането на съвременната периодична система 17 февруари 1869 г., кога Димитри Иванович Менделеев довърши първа периодична таблица от многото, които той направи. Тази таблица се състоеше от 63 елемента, подредени в семейства и оставени празни места за елементи, които все още не са открит, но от който той беше извел тяхното атомно тегло (както в случая на галий, германий и Скандий)

Ключовите данни за откриването на периодичната система са предишните познания за атомно тегло на всеки елемент.

Какво е атомно тегло и атомно число?

Този номер представлява теглото на атома и това беше единствената измерима стойност на атоми. Но това не беше в никакъв случай директни измервания (няма измервателни устройства, които позволяват претегляне на изолирани атоми), а по-скоро те бяха система, която установи стандарт, при който на водородния атом е дадена произволна стойност 1 и стойността на атомното тегло на останалите елементи е изчислена по отношение на това Модел.

Първите изчисления на атомно число от елементите са извършени от английския химик Джон Далтън, и породи голям научен дебат през първата половина на 19 век. През втората половина на 19 век обаче вече има забележителен консенсус относно системата за изчисляване на атомните тегла на елементите. Атомното тегло става от Менделеев нататък, ключов критерий за правилното подреждане на елементите в периодичната таблица.

Когато Менделеев нарежда известните елементи според техните увеличаване на атомното тегло, наблюдава появата на повтарящи се свойства, които позволяват елементите да бъдат групирани в групи или семейства от елементи, които са подобни един на друг. В някои случаи обаче подреждането на елементите според атомното им тегло не отговаря на приликите между наблюдаваните елементи и Менделеев се променя позицията на 17 елемента в подреждането на периодичната таблица въпреки техните атомни тегла, за да могат да ги групират с онези елементи, с които са представили аналогии.

Тези промени ясно показаха, че някои от приетите атомни тегла не са верни и са преизчислени. Въпреки корекциите в атомните тегла, все още имаше елементи, които трябваше да бъдат поставени в позиции, различни от посочените от техните атомни тегла.

Изображение: BBC.com

Въпреки несъмнения принос на Менделеев, периодичната система от елементи не е резултат от работата на нито един изследовател. В допълнение към Менделеев, през втората половина на деветнадесети век и през двадесети век много Химиците продължиха да разследват най-добрия начин за организиране на информация за химичните елементи известни. Още повече, като се има предвид, че през това време откритието на нови химични елементи или прости вещества, благодарение на спектрометрията (която изучава взаимодействията между атомите и електромагнитното излъчване).

The класификация на елементите в периодичната таблица се основава първоначално на началните изчисления на атомни тегла на елементите и разкри аналогии, които позволиха елементите да бъдат групирани в аналогични семейства. Въпреки това причината за появата на тези периодични свойства не може да бъде обяснена. През целия 20-ти век, с откриването на електронната структура, беше разбрана причината за тази периодичност в свойствата на елементите.

Атомният номер като ред на сортиране

В началото на 20 век Глоувър и Ръдърфорд, наблюдава, че заредените частици в ядрото представляват около половината от атомното тегло. Тази стойност съответства на концепцията за атомно число което се определя като броя на протоните в атомното ядро ​​и което съвпада с броя на електроните в неутрален атом. Тази нова стойност оправдава промените в позицията на някои елементи, които са били извършени дотогава. Например промяната на позицията между Телур и Йод.

През 1913 г. Хенри Моузли потвърди подреждането на таблицата като функция от атомния номер чрез рентгенова спектрометрия. Подреждането според атомния номер е в сила и до днес.

В същото време, през 20-ти век, нови химични елементи продължават да бъдат откривани благодарение на квантовата механика и развитието на техниката на бомбардиране на атоми с частици, от втората половина на века. С тази нова техника беше възможно да се създаде изкуствени елементи които не присъстват в природата.

Въпреки че е постигнат напредък в правилното подреждане на елементите в периодичната таблица, все пак причината за повтарящата се поява на определени свойства (свойствата периодичен). Развитието на квантова механика (клон на физиката, който изучава поведението на светлината и атомите в микроскопичен мащаб) от 1920 г. е решаващ за обяснение на причината за тези свойства.

Електронна конфигурация като обяснение на периодичните свойства

През първата половина на 20 век физици Нилс Бор Y. Волфганг Паули те предложиха атомен модел, при който електроните могат да заемат само определени орбити и където електроните са подредени, образувайки слоеве от различни енергийни нива. Начинът, по който електроните се разпределят в орбиталите в различните обвивки или енергийни нива, е известен като електронна конфигурация.

Откриването на подреждането на електроните в електронни конфигурации е от основно значение за разбирането на периодичността на свойствата. периодично, тъй като беше забелязано, че тези свойства са тясно свързани с най-външната електронна конфигурация на атомите (слой от Валенсия).

Редът, по който електроните запълват атомните орбитали е установен през 1930 г. от физика Ервин Маделунг, който установява числово правило за реда на запълване. Това правило е известно като Правило на Madelung и това е емпирично правило, което не може да бъде обяснено с помощта на квантовата механика.

Последователността на попълване е проста за първите три реда на периодичната таблица, но в четвърти ред, където са разположени преходните елементи, редът на попълване се подлага на поредица от промени. Има общо 20 аномални елемента, които не спазват това правило.

Еволюцията на таблицата продължава и днес

През 2006 г. теоретичният химик Ойген Шаурц Той успя да обясни аномалиите на правилото на Маделунг, като взе предвид, че атомите могат да имат различни електронни конфигурации в зависимост от енергийното ниво. Изчислявайки средните стойности, електронните конфигурации на повечето елементи отговарят на правилото на Madelung.

Периодичната таблица продължава да бъде предмет на дебат през 21-ви век, въпреки че устройството или електронната конфигурация на елементите, все още е валидно да се обясни това подреждане и аномалиите, наблюдавани в електронните конфигурации с помощта на теория.

Ако искате да прочетете повече статии, подобни на Еволюция на периодичната система - резюме, препоръчваме да въведете нашата категория на Атомът.

Различни автори. (2019)Специално: периодичната таблица. Изследвания и наука. Барселона: Scientific Press S.A.