PERIODIC TABLE의 진화: 생성부터 오늘날까지

주기율표는 다음 중 하나입니다. 가장 상징적인 아이콘 과학의. 2019년은 창간 150주년이 되는 해지만, 결코 완성된 문서는 아니다. 교사의 이 수업에서 우리는 무엇을 볼 것입니다 주기율표의 진화 원자의 창조에서 현재까지, 그리고 원자와 원자의 속성에 대한 지식의 발전이 그것을 가능하게 한 것.

인덱스

1. 주기율표는 무엇입니까?
2. 첫 번째 주기율표: 기원
3. 주기율표와 진화의 역사

그만큼 주기율표 원소 주기율표는 더 적은 공간에 더 많은 정보를 집중시키는 과학 문서이며 과학의 가장 강력한 아이콘 중 하나입니다. 의 좋은 부분을 포함하고 있습니다. 화학에 대한 지식. 다른 과학 분야에는 유사한 문서가 없습니다.

원소 주기율표는 화학 원소의 분류 체계 시작한지 200년이 넘었습니다. 이 분류 체계는 과학이 발전하고 새로운 것이 발견됨에 따라 시간이 지남에 따라 성장하고 변화해 왔습니다. 화학 원소. 그러나 기본 구조를 그대로 유지하면서 다양한 수정 사항이 통합되었습니다.

주기율표라는 이름이 붙은 이유는 그래픽으로 표현 일정한 간격으로 반복하는 방식 화학적 특성. 이것은 2차원 표현의 한 유형이거나 보다 현대적인 표현에서는 3차원입니다.

에서 고전 주기율표 (2차원) 화학 원소는 그룹 또는 가족 현재 주기율표에서 세로 열로 표시됩니다. 열에서 이러한 그룹의 정렬된 배열은 일련의 행을 생성하며, 이를 마침표라고 하며, 여기서 원소는 원자량에 따라 정렬됩니다. 주기율표는 길이가 다른 7개의 기간으로 구성됩니다.

Mendeleev 이전에 다른 과학자들은 화학 원소에 대한 분류 시스템을 개발했습니다. 그러나 원소 주기율표와 달리 알려진 요소의 단순한 목록; 주기율표는 2차원(행 및 기둥) 또는 가장 현대적인 버전의 3차원으로, 화학 원소가 연속적으로 배열되어 있습니다. 레이어.

이러한 이유로 역사가들은 현대 주기율표의 탄생 날짜를 1869년 2월 17일, 언제 디미트리 이바노비치 멘델레예프

주기율표 발견의 핵심 데이터는 원자량 각 요소의.

원자량과 원자 번호는 무엇입니까?

이 번호 원자의 무게를 나타냅니다 그리고 그것은 유일하게 측정 가능한 가치였다. 원자. 그러나 그것은 직접적인 측정의 경우가 아니라(분리된 원자의 무게를 측정할 수 있는 측정 장치가 없음) 오히려 확립된 시스템이었습니다. 수소 원자에 임의의 값 1을 부여하고 이에 대한 나머지 원소의 원자량 값을 계산하는 표준 무늬.

의 첫 번째 계산 원자 번호 요소 중 영국 화학자가 수행했습니다. 존 달튼, 그리고 19세기 전반부에 큰 과학적 논쟁을 불러일으켰습니다. 그러나 19세기 후반에 이미 원소의 원자량을 계산하는 시스템에 대한 놀라운 합의가 있었습니다. 원자량은 멘델레예프 이후부터 주기율표 내에서 원소의 올바른 순서를 위한 핵심 기준이 되었습니다.

Mendeleev가 알려진 요소를 순서대로 정렬했을 때 원자량 증가, 요소를 서로 유사한 요소의 그룹 또는 패밀리로 그룹화할 수 있는 반복 속성의 모양을 관찰했습니다. 그러나 어떤 경우에는 원자량에 따른 원소의 순서가 관찰된 원소 사이의 유사성에 반응하지 않아 멘델레예프가 변경되었습니다. 원자량에도 불구하고 주기율표의 배열에서 17개 원소의 위치는 유사성을 나타내는 원소와 그룹화할 수 있습니다.

이러한 변경은 허용된 원자량 중 일부가 정확하지 않고 다시 계산되었음을 보여줍니다. 원자량의 수정에도 불구하고 원자량으로 표시된 위치 이외의 위치에 배치해야 하는 원소가 여전히 있었습니다.

이미지: BBC.com

Mendeleev의 의심할 여지 없는 공헌에도 불구하고, 원소 주기율표는 단일 연구원의 작업 결과가 아닙니다. Mendeleev 외에도 19세기 후반과 20세기 전반에 걸쳐 많은 화학자들은 화학 원소에 대한 정보를 구성하는 가장 좋은 방법을 계속 조사했습니다. 모두 다 아는. 이 기간 동안의 발견을 고려하면 더욱 그렇습니다. 새로운 화학 원소 또는 단순 물질, 분광법(원자와 전자기 복사 사이의 상호 작용을 연구함) 덕분입니다.

그만큼 요소의 분류 주기율표에서 처음에는 초기 계산을 기반으로 했습니다. 원자량 요소의 유사성과 요소를 유사한 패밀리로 그룹화할 수 있는 유추를 드러냈습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 주기적 특성이 나타나는 이유는 설명할 수 없습니다. 전자 구조의 발견과 함께 20세기 전반에 걸쳐 원소의 속성에서 이러한 주기성의 이유가 이해되었습니다.

정렬 순서로서의 원자 번호

20세기 초에 글로버와 러더퍼드, 핵의 하전 입자가 원자량의 약 절반을 차지한다는 것을 관찰했습니다. 이 값은 의 개념에 해당합니다. 원자 번호 이는 원자핵의 양성자 수로 정의되며 중성 원자의 전자 수와 일치합니다. 이 새로운 값은 그때까지 수행되었던 특정 요소의 위치 변경을 정당화했습니다. 예를 들어 텔루륨과 요오드 사이의 위치 변경.

1913년, 헨리 모즐리 X선 분광법으로 원자 번호의 함수로 표의 순서를 확인했습니다. 원자 번호에 따른 주문은 오늘날에도 여전히 유효합니다.

동시에 20세기에는 양자역학과 양자역학의 발달로 새로운 화학원소가 계속해서 발견되었다. 입자에 의한 원자의 충격, 세기 후반부터. 이 새로운 기술로 인공 요소 자연에 존재하지 않는 것.

주기율표 내에서 원소의 올바른 배열에 진전이 있었지만 여전히 특정 속성(속성 주기적). 의 발전 양자 역학 1920년 (미시적 규모에서 빛과 원자의 거동을 연구하는 물리학의 한 분야)는 이러한 특성의 이유를 설명하는 데 결정적이었습니다.

주기적 특성에 대한 설명으로서의 전자 구성

20세기 전반기에 물리학자들은 닐스 보어 와이 볼프강 파울리 그들은 전자가 특정 궤도만을 차지할 수 있고 전자가 배열되어 다른 에너지 준위의 층을 형성하는 원자 모델을 제안했습니다. 전자가 다른 껍질 또는 에너지 준위의 궤도에 분포하는 방식은 다음과 같이 알려져 있습니다. 전자 구성.

전자 배열에서 전자 배열의 발견은 특성의 주기성을 이해하는 데 기본이 되었습니다. 이러한 특성은 원자의 가장 바깥쪽 전자 구성(층 발렌시아).

전자가 원자 궤도를 채우는 순서는 1930년 물리학자 Erwin Madelung에 의해 확립되었습니다. 이 규칙은 다음과 같이 알려져 있습니다. 마들룽 규칙 양자역학으로는 설명할 수 없는 경험적 법칙이다.

채우기 순서는 주기율표의 처음 세 행에 대해 간단하지만 네 번째 행, 전환 요소가 있는 곳에서 채우기 순서는 일련의 과정을 거칩니다. 변경. 이 규칙을 따르지 않는 변칙 아이템이 총 20개 있습니다.

오늘도 계속되는 테이블의 진화

2006년에 이론 화학자는 유겐 샤우르츠 그는 원자가 에너지 준위에 따라 다른 전자 구성을 가질 수 있다는 점을 고려하여 Madelung의 법칙의 이상을 설명할 수 있었습니다. 평균을 계산하면 대부분의 원소의 전자 구성이 Madelung의 규칙을 따릅니다.

주기율표는 21세기에도 계속해서 논쟁거리가 되고 있습니다. 요소, 이 순서와 전자 구성에서 관찰된 이상을 설명하는 것은 여전히 ​​유효합니다. 이론.

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다양한 작가들. (2019)특별: 주기율표. 연구 및 과학. 바르셀로나: Scientific Press S.A.