周期表の進化：その作成から今日まで

周期表はの1つです 最も象徴的なアイコン 科学の。 2019年は創立150周年でしたが、完成した文書ではありません。 教師からのこのレッスンでは、 周期表の進化 その作成から現在まで、そして原子とその特性の知識の進歩がそれを可能にしたのです。

インデックス

1. 周期表とは何ですか？
2. 最初の周期表：起源
3. 周期表の歴史と進化

ザ・ 周期表 元素の周期表は、より多くの情報をより少ないスペースに集中させ、科学の最も強力なアイコンの1つを構成する科学文書です。 それはのかなりの部分が含まれています 私たちが化学について持っている知識。 他の科学分野には同様の文書はありません。

元素の周期表は 化学元素の分類システム それは200年以上前に始まりました。 この分類システムは、科学が進歩し、新しいものが発見されるにつれて、時間とともに成長し、変化してきました。 化学元素. ただし、基本的な構造を維持したまま、さまざまな変更が組み込まれています。

周期表はそのように名付けられています グラフィカルに表現します 特定の一定の間隔で繰り返す方法 化学的特性. これは一種の2次元表現であり、より現代的な表現では3次元です。

の中に 古典的な周期表 (二次元）化学元素はに配置されています グループまたは家族 とは、現在の周期表の縦の列に表示されます。 これらのグループを列に順序付けて配置すると、周期と呼ばれる一連の行が生成され、要素は原子量に従って順序付けられます。 周期表は、長さが異なる7つの周期で構成されています。

メンデレーエフ以前は、他の科学者が化学元素の分類システムを開発していました。 しかし、元素の周期表とは異なり、それらは 既知の要素の単なるリスト。 一方、周期表は、2次元の分類システム（行）であるという特殊性があります。 および列）または3次元、最新バージョンでは、化学元素が連続して配置されています レイヤー。

このため、歴史家は現代の周期表の誕生を日付付けします 1869年2月17日、 いつ ディミトリ・イワノビッチ・メンデレーエフ 終了します 最初の周期表 彼が作った多くの。 このテーブルは、ファミリーに配置された63の要素で構成され、まだ要素のために空のスペースが残されています 発見されたが、そこから彼はそれらの原子質量を推定した（ガリウム、ゲルマニウム、および スカンジウム）

周期表の発見のための重要なデータは、 原子量 各要素の。

原子量と原子番号とは何ですか？

この番号 原子の重さを表す そしてそれはの唯一の測定可能な値でした 原子. しかし、それは直接測定の場合ではなく（孤立した原子の計量を可能にする測定装置はありません）、むしろそれらは確立されたシステムでした 水素原子に任意の値1を与え、これに関連して残りの元素の原子量の値を計算する基準 パターン。

の最初の計算 原子番号 要素の一部は英国の化学者によって実行されました ジョン・ドルトン、そして19世紀の前半に大きな科学的議論を引き起こしました。 しかし、19世紀の後半には、元素の原子質量を計算するためのシステムについて、すでに注目に値するコンセンサスがありました。 原子量はメンデレーエフ以降になりました。これは、周期表内の元素の正しい順序付けの重要な基準です。

メンデレーエフが既知の要素を彼らに従って注文したとき 原子量の増加は、要素を互いに類似した要素のグループまたはファミリにグループ化できるようにする繰り返しプロパティの外観を観察しました。 ただし、場合によっては、原子重量に応じた元素の順序が、観察された元素間の類似性に応答せず、メンデレーエフが変更されました。 それらが類似性を示した元素とそれらをグループ化できるようにするために、それらの原子重量にもかかわらず周期表の配置における17の元素の位置。

これらの変更により、受け入れられた原子重量の一部が正しくなく、再計算されたことが明らかになりました。 原子質量の修正にもかかわらず、原子質量で示される位置以外の位置に配置する必要のある元素がまだありました。

画像：BBC.com

メンデレーエフの疑いのない貢献にもかかわらず、元素の周期表は一人の研究者の仕事の結果ではありません。 メンデレーエフに加えて、19世紀の後半から20世紀を通して多くの人が 化学者は、化学元素に関する情報を整理するための最良の方法を調査し続けました 知られています。 この時期に発見されたことを考えると、さらにそうです 新しい化学元素または単純な物質、分光法（原子と電磁放射の間の相互作用を研究する）のおかげで。

ザ・ 要素の分類 周期表の最初の計算に基づいていた 原子質量 要素の、そして要素が類似の家族にグループ化されることを可能にした類似性を明らかにしました。 それでも、これらの周期特性が現れる理由は説明できませんでした。 元素の特性におけるこの周期性の理由が理解されたのは、電子構造の発見とともに20世紀を通してでした。

ソート順としての原子番号

20世紀の初めに グローバーとラザフォード、核内の荷電粒子が原子量の約半分を占めることを観察した。 この値は、の概念に対応しています。 原子番号 これは、原子核内の陽子の数として定義され、中性原子内の電子の数と一致します。 この新しい値は、それまで実行されていた特定の要素の位置の変更を正当化しました。 たとえば、テルルとヨウ素の間の位置の変更。

1913年、 ヘンリーモーズリー X線分光法により、原子番号の関数としての表の順序を確認しました。 原子番号による順序付けは、現在も有効です。

同時に、20世紀の間、量子力学とその技術の開発のおかげで、新しい化学元素が発見され続けました。 粒子による原子の衝撃、 世紀の後半から。 この新しい技術で作成することが可能でした 人工元素 自然界には存在しません。

周期表内の元素の正しい配置は進んでいますが、それでも 特定のプロパティ（プロパティ）が繰り返し発生する理由 定期的）。 の開発 量子力学 1920年から（微視的スケールで光と原子の振る舞いを研究する物理学の分野）は、これらの特性の理由を説明するために決定的でした。

周期特性の説明としての電子配置

20世紀の前半、物理学者 ニールス・ボーア Y ヴォルフガングパウリ 彼らは、電子が特定の軌道のみを占めることができ、電子が配置されて異なるエネルギー準位の層を形成する原子モデルを提案しました。 電子が異なる殻またはエネルギー準位の軌道に分布する方法は、次のように知られています。 電子配置.

電子配置における電子の配置の発見は、特性の周期性を理解するための基本でした。 これらの特性は原子の最も外側の電子配置（ バレンシア）。

電子が原子軌道を埋める順序は、1930年に物理学者のErwin Madelungによって確立されました。彼は、埋める順序の数値規則を確立しました。 このルールは、 マデルングの法則 そしてそれは量子力学では説明できなかった経験則です。

周期表の最初の3行の充填シーケンスは単純ですが、 遷移要素が配置されている4行目では、充填の順序は一連の 変更。 このルールに従わない異常アイテムは全部で20個あります。

テーブルの進化は今日も続いています

2006年、理論化学者 Eugen Schawrz 彼は、原子がエネルギー準位に応じて異なる電子配置を持つ可能性があることを考慮に入れて、マーデルングの法則の異常を説明することができました。 平均を計算すると、ほとんどの元素の電子配置はマーデルングの法則に準拠しています。

周期表は21世紀も議論の的となっていますが、 要素、この順序と電子配置で観察された異常を説明することはまだ有効です 理論。

に似た記事をもっと読みたい場合 周期表の進化-まとめ、次のカテゴリに入力することをお勧めします 原子.

様々な作家。 (2019)スペシャル：周期表. 研究と科学。 バルセロナ：Scientific Press S.A.