Entwicklung des PERIODISCHEN TABELLE: von seiner Entstehung bis heute

Das Periodensystem ist eines der ikonischste Symbole der Wissenschaft. Obwohl 2019 das 150-jährige Jubiläum seiner Entstehung war, ist es noch lange kein fertiges Dokument. In dieser Lektion von einem LEHRER werden wir sehen, was die Entwicklung des Periodensystems von seiner Entstehung bis heute und welche Fortschritte in der Kenntnis der Atome und ihrer Eigenschaften dies möglich gemacht haben.

Index

1. Was ist das Periodensystem?
2. Erstes Periodensystem: der Ursprung
3. Geschichte des Periodensystems und Evolution

Das Periodensystem Das Periodensystem der Elemente ist das wissenschaftliche Dokument, das mehr Informationen auf weniger Raum konzentriert und eine der mächtigsten Ikonen der Wissenschaft darstellt. Es enthält einen guten Teil der Wissen, das wir über Chemie haben. In keiner anderen wissenschaftlichen Disziplin gibt es ein vergleichbares Dokument.

Das Periodensystem der Elemente ist a

Das Periodensystem heißt so, weil drückt sich grafisch aus die Art und Weise, wie sie sich in regelmäßigen Abständen wiederholen, ist sicher chemische Eigenschaften. Es ist eine Art der zweidimensionalen Darstellung oder, in seinen moderneren Darstellungen, dreidimensional.

In dem klassisches periodensystem (zweidimensional) sind die chemischen Elemente angeordnet in Gruppen oder Familien und werden im aktuellen Periodensystem in vertikalen Spalten dargestellt. Die geordnete Anordnung dieser Gruppen in Spalten führt zu einer Reihe von Reihen, die als Perioden bezeichnet werden, in denen die Elemente nach ihrem Atomgewicht geordnet sind. Das Periodensystem besteht aus sieben unterschiedlich langen Perioden.

Vor Mendelejew hatten andere Wissenschaftler Klassifikationssysteme für chemische Elemente entwickelt. Aber im Gegensatz zum Periodensystem der Elemente waren sie bloße Listen der bekannten Elemente; während das Periodensystem die Besonderheit hat, dass es ein Klassifikationssystem in zwei Dimensionen (Zeilen und Säulen) oder dreidimensional, in seinen modernsten Versionen, in denen die chemischen Elemente nacheinander angeordnet sind Schichten.

Aus diesem Grund datieren Historiker die Geburt des modernen Periodensystems mit dem 17. Februar 1869, wann Dimitri Iwanowitsch Mendelejew beende das erstes periodensystem von den vielen, die er gemacht hat. Diese Tabelle besteht aus 63 Elementen, die in Familien angeordnet sind und Leerräume für noch nicht vorhandene Elemente gelassen haben entdeckt, aus denen er aber ihr Atomgewicht abgeleitet hatte (wie bei Gallium, Germanium undium Scandium)

Die Schlüsseldaten für die Entdeckung des Periodensystems waren die Vorkenntnisse der atomares Gewicht jedes Elements.

Was ist Atomgewicht und Ordnungszahl?

Diese Nummer repräsentiert das Gewicht des Atoms und es war der einzige messbare Wert der Atome. Aber es waren jedenfalls keine direkten Messungen (es gibt keine Messgeräte, die es erlauben, isolierte Atome zu wiegen), sondern es war ein System, das etablierte ein Standard, in dem dem Wasserstoffatom ein willkürlicher Wert von 1 gegeben wurde und der Wert des Atomgewichts der restlichen Elemente in Relation dazu berechnet wurde Muster.

Die ersten Berechnungen der Ordnungszahl der Elemente wurden von dem englischen Chemiker durchgeführt John Daltonund löste in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts eine große wissenschaftliche Debatte aus. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts gab es jedoch bereits einen bemerkenswerten Konsens über das System zur Berechnung der Atomgewichte der Elemente. Das Atomgewicht wurde ab Mendelejew zu einem Schlüsselkriterium für die richtige Anordnung der Elemente im Periodensystem.

Als Mendelejew die bekannten Elemente nach ihrer zunehmendes Atomgewicht, beobachtete das Auftreten von wiederkehrenden Eigenschaften, die es ermöglichten, die Elemente in Gruppen oder Familien von Elementen zu gruppieren, die einander ähnlich waren. In einigen Fällen reagierte die Anordnung der Elemente nach ihrem Atomgewicht jedoch nicht auf die Ähnlichkeiten zwischen den beobachteten Elementen und Mendelejew änderte sich die Position von 17 Elementen in der Anordnung des Periodensystems trotz ihrer Atomgewichte, um sie mit den Elementen gruppieren zu können, mit denen sie Analogien aufwiesen.

Diese Änderungen zeigten, dass einige der akzeptierten Atomgewichte nicht korrekt waren und neu berechnet wurden. Trotz der Korrekturen bei den Atomgewichten gab es immer noch Elemente, die an anderen Positionen platziert werden mussten, als durch ihre Atomgewichte angegeben.

Bild: BBC.com

Trotz Mendelejews unbestrittenem Beitrag ist das Periodensystem der Elemente nicht das Ergebnis der Arbeit eines einzelnen Forschers. Außer Mendelejew gab es in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts und im Laufe des 20. Jahrhunderts viele Chemiker untersuchten weiterhin, wie Informationen über chemische Elemente am besten organisiert werden können bekannt. Umso mehr, wenn man bedenkt, dass in dieser Zeit die Entdeckung von neue chemische Elemente oder einfache Stoffe, dank Spektrometrie (die die Wechselwirkungen zwischen Atomen und elektromagnetischer Strahlung untersucht).

Das Klassifizierung der Elemente im Periodensystem basierte zunächst auf den beginnenden Berechnungen der Atomgewichte der Elemente und offenbarte Analogien, die es ermöglichten, die Elemente in analoge Familien zu gruppieren. Trotzdem konnte der Grund für das Auftreten dieser periodischen Eigenschaften nicht erklärt werden. Im Laufe des 20. Jahrhunderts, mit der Entdeckung der elektronischen Struktur, wurde der Grund für diese Periodizität der Eigenschaften der Elemente verstanden.

Die Ordnungszahl als Sortierreihenfolge

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts Glover und Rutherford, beobachteten, dass die geladenen Teilchen des Kerns etwa die Hälfte des Atomgewichts ausmachten. Dieser Wert entspricht dem Konzept von Ordnungszahl die als die Zahl der Protonen im Atomkern definiert ist und mit der Zahl der Elektronen in einem neutralen Atom übereinstimmt. Dieser neue Wert rechtfertigte die bis dahin vorgenommenen Positionsänderungen bestimmter Elemente. Zum Beispiel der Positionswechsel zwischen Tellur und Jod.

1913, Henry Moseley bestätigte die Anordnung der Tabelle als Funktion der Ordnungszahl durch Röntgenspektrometrie. Die Ordnung nach der Ordnungszahl gilt auch heute noch.

Gleichzeitig wurden im 20. Jahrhundert dank der Quantenmechanik und der Entwicklung der Technik der Beschuss von Atomen durch Teilchen, aus der zweiten Hälfte des Jahrhunderts. Mit dieser neuen Technik war es möglich, künstliche Elemente die in der Natur nicht vorkommen.

Obwohl Fortschritte bei der korrekten Anordnung der Elemente im Periodensystem gemacht wurden, der Grund für das wiederkehrende Auftreten bestimmter Eigenschaften (die Eigenschaften periodisch). Die Entwicklung der Quantenmechanik (Zweig der Physik, der das Verhalten von Licht und Atomen im mikroskopischen Maßstab untersucht) aus dem Jahr 1920 war ausschlaggebend, um den Grund für diese Eigenschaften zu erklären.

Elektronische Konfiguration als Erklärung periodischer Eigenschaften

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts haben Physiker Niels Bohr Ja Wolfgang Pauli Sie schlugen ein Atommodell vor, in dem Elektronen nur bestimmte Bahnen besetzen können und in dem die Elektronen in Schichten unterschiedlicher Energieniveaus angeordnet sind. Die Verteilung der Elektronen in den Orbitalen auf die verschiedenen Schalen bzw. Energieniveaus nennt man elektronische Konfiguration.

Die Entdeckung der Anordnung von Elektronen in Elektronenkonfigurationen war grundlegend für das Verständnis der Periodizität der Eigenschaften periodisch, da beobachtet wurde, dass diese Eigenschaften eng mit der äußersten elektronischen Konfiguration der Atome (Schicht aus Valencia).

Die Reihenfolge, in der Elektronen Atomorbitale füllen, wurde 1930 vom Physiker Erwin Madelung festgelegt, der eine numerische Regel für die Füllungsreihenfolge aufstellte. Diese Regel ist bekannt als Madelung-Regel und es ist eine empirische Regel, die mit der Quantenmechanik nicht erklärt werden konnte.

Die Füllreihenfolge ist für die ersten drei Zeilen des Periodensystems einfach, aber in der vierte Reihe, in der sich die Übergangselemente befinden, erfährt die Füllreihenfolge eine Reihe von Änderungen. Es gibt insgesamt 20 anomale Gegenstände, die dieser Regel nicht entsprechen.

Die Entwicklung des Tisches geht heute weiter

2006 hat der Theoretische Chemiker Eugen Schawrz Es gelang ihm, die Anomalien der Madelung-Regel zu erklären, indem er berücksichtigte, dass Atome je nach Energieniveau unterschiedliche elektronische Konfigurationen haben können. Bei der Berechnung der Mittelwerte entsprechen die Elektronenkonfigurationen der meisten Elemente der Madelung-Regel.

Das Periodensystem ist auch im 21. Jahrhundert umstritten, obwohl die Anordnung oder elektronische Konfiguration von der Elemente, ist es noch immer gültig, diese Ordnung und die beobachteten Anomalien in den elektronischen Konfigurationen mit Hilfe von a. zu erklären Theorie.

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Verschiedene Autoren. (2019)Besonderes: das Periodensystem. Forschung und Wissenschaft. Barcelona: Scientific Press S.A.