Vývoj PRAVIDELNEJ TABUĽKY: od jej vzniku po dnešok

Periodická tabuľka je jedným z najikonickejšie ikony vedy. Aj keď bol rok 2019 150. výročím jeho vzniku, nejde v žiadnom prípade o hotový dokument. V tejto lekcii od UČITEĽA uvidíme, čo vývoj periodickej tabuľky od jeho vzniku po súčasnosť a to, čo umožnil pokrok v poznaní atómov a ich vlastnostiach.

Register

1. Čo je to periodická tabuľka?
2. Prvá periodická tabuľka: pôvod
3. História periodickej tabuľky a vývoj

The periodická tabuľka Periodický systém prvkov je vedecký dokument, ktorý sústreďuje viac informácií do menšieho priestoru a predstavuje jednu z najsilnejších ikon vedy. Obsahuje značnú časť súboru vedomosti, ktoré máme o chémii. Podobný dokument neexistuje v žiadnej inej vednej disciplíne.

Periodická tabuľka prvkov je a klasifikačný systém chemických prvkov Začalo sa to pred viac ako 200 rokmi. Tento klasifikačný systém časom rástol a menil sa, pretože veda postupovala a boli objavované nové.

Periodická tabuľka je tak pomenovaná, pretože vyjadruje graficky spôsobom, akým sa opakujú v pravidelných intervaloch chemické vlastnosti. Je to typ dvojrozmerného zobrazenia alebo vo svojich modernejších znázorneniach trojrozmerný.

V klasická periodická tabuľka (dvojrozmerný) sú chemické prvky usporiadané v skupiny alebo rodiny a sú v aktuálnej periodickej tabuľke zastúpené vo zvislých stĺpcoch. Z usporiadaného usporiadania týchto skupín v stĺpcoch vzniká rad riadkov, ktoré sa nazývajú periódy, kde sú prvky zoradené podľa ich atómovej hmotnosti. Periodická tabuľka pozostáva zo siedmich období, ktoré sa líšia svojou dĺžkou.

Pred Mendelejevom vyvinuli ďalší vedci klasifikačné systémy pre chemické prvky. Ale na rozdiel od periodickej tabuľky prvkov to boli iba zoznamy známych prvkov; zatiaľ čo periodická tabuľka má tú zvláštnosť, že ide o klasifikačný systém v dvoch dimenziách (riadky a stĺpy) alebo trojrozmerné, v jeho najmodernejších verziách, kde sú chemické prvky usporiadané postupne vrstiev.

Z tohto dôvodu historici datujú zrod modernej periodickej tabuľky 17. februára 1869, kedy Dimitrij Ivanovič Mendelejev dokončiť prvá periodická tabuľka z mnohých, ktoré vytvoril. Táto tabuľka pozostávala zo 63 prvkov usporiadaných v rodinách a ponechala prázdne miesta pre prvky, ktoré ešte nie sú objavil, ale z čoho odvodil ich atómovú hmotnosť (ako v prípade Gália, Germánia a Scandium)

Kľúčovými údajmi pre objav periodickej tabuľky boli predchádzajúce poznatky o atómová hmotnosť každého prvku.

Čo je to atómová hmotnosť a atómové číslo?

Toto číslo predstavovala hmotnosť atómu a bola to jediná merateľná hodnota atómy. Nebolo to však v žiadnom prípade priamych meraní (neexistujú žiadne meracie prístroje, ktoré by umožňovali váženie izolovaných atómov), ale skôr išlo o systém, ktorý stanovil štandard, v ktorom bola atómu vodíka daná arbitrárna hodnota 1 a hodnota atómovej hmotnosti zvyšných prvkov bola vypočítaná vo vzťahu k tomuto Vzor.

Prvé výpočty atómové číslo prvkov vykonal anglický chemik John Daltona vyvolali veľkú vedeckú debatu v priebehu prvej polovice 19. storočia. V druhej polovici 19. storočia však už existoval pozoruhodný konsenzus o systéme výpočtu atómových hmotností prvkov. Atómová hmotnosť sa stala od Mendelejeva ďalej, kľúčovým kritériom pre správne usporiadanie prvkov v periodickej tabuľke.

Keď Mendelejev objednal známe prvky podľa ich zvýšenie atómovej hmotnosti, pozoroval výskyt opakujúcich sa vlastností, ktoré umožňovali zoskupovanie prvkov do skupín alebo skupín prvkov, ktoré si navzájom boli podobné. V niektorých prípadoch však usporiadanie prvkov podľa ich atómovej hmotnosti nereagovalo na podobnosti medzi prvkami, ktoré boli pozorované, a Mendelejev sa zmenil pozíciu 17 prvkov v usporiadaní periodickej tabuľky napriek ich atómovým váham, aby ich bolo možné zoskupiť s prvkami, s ktorými predstavovali analógie.

Tieto zmeny ukázali, že niektoré z prijatých atómových hmotností neboli správne a boli prepočítané. Napriek korekciám atómových hmotností stále existovali prvky, ktoré bolo treba umiestniť do iných pozícií, ako sú tie, ktoré naznačujú ich atómové hmotnosti.

Obrázok: BBC.com

Napriek nepochybnému prínosu Mendelejeva nie je periodická sústava prvkov výsledkom práce jediného výskumníka. Okrem Mendeleev, v priebehu druhej polovice devätnásteho storočia a v priebehu dvadsiateho storočia mnoho Chemici pokračovali vo výskume najlepšieho spôsobu organizácie informácií o chemických prvkoch známe. Ešte viac vzhľadom na to, že počas tejto doby bol objav nové chemické prvky alebo jednoduché látky, vďaka spektrometrii (ktorá študuje interakcie medzi atómami a elektromagnetickým žiarením).

The klasifikácia prvkov v periodickej tabuľke bol pôvodne založený na počiatočných výpočtoch atómové hmotnosti prvkov a odhalila analógie, ktoré umožňovali zoskupenie prvkov do analogických skupín. Aj tak nebolo možné vysvetliť dôvod vzniku týchto periodických vlastností. Bolo to počas 20. storočia, kedy sa zistila elektronická štruktúra, keď sa pochopil dôvod tejto periodicity vo vlastnostiach prvkov.

Atómové číslo ako radenie

Na začiatku 20. storočia Glover a Rutherford, pozorovali, že nabité častice v jadre predstavovali asi polovicu atómovej hmotnosti. Táto hodnota zodpovedá konceptu atómové číslo ktorý je definovaný ako počet protónov v atómovom jadre a ktorý sa zhoduje s počtom elektrónov v neutrálnom atóme. Táto nová hodnota odôvodňovala zmeny polohy určitých prvkov, ktoré sa dovtedy vykonali. Napríklad zmena polohy medzi telurom a jódom.

V roku 1913 Henry Moseley röntgenovou spektrometriou potvrdilo usporiadanie tabuľky ako funkciu atómového čísla. Poradie podľa atómového čísla platí dodnes.

Zároveň sa v priebehu 20. storočia vďaka kvantovej mechanike a vývoju techniky bombardovanie atómov časticami, z druhej polovice storočia. Pomocou tejto novej techniky bolo možné vytvoriť umelé prvky ktoré sa v prírode nenachádzajú.

Aj napriek tomu sa dosiahol pokrok v správnom usporiadaní prvkov v periodickej tabuľke dôvod opakovaného výskytu určitých vlastností (vlastnosti periodicky). Rozvoj kvantová mechanika (odbor fyziky, ktorý skúma správanie svetla a atómov v mikroskopickom meradle) z roku 1920 bol rozhodujúci pre vysvetlenie dôvodu týchto vlastností.

Elektronická konfigurácia ako vysvetlenie periodických vlastností

V priebehu prvej polovice 20. storočia fyzici Niels Bohr Y. Wolfgang Pauli navrhli atómový model, v ktorom môžu elektróny obsadzovať iba určité obežné dráhy a kde sú elektróny usporiadané a vytvárajú vrstvy s rôznymi energetickými úrovňami. Spôsob, akým sú elektróny distribuované na orbitáloch v rôznych škrupinách alebo energetických úrovniach, je známy ako elektronická konfigurácia.

Objav usporiadania elektrónov v elektrónových konfiguráciách bol základom pre pochopenie periodicity vlastností periodické, pretože sa pozorovalo, že tieto vlastnosti úzko súviseli s najvzdialenejšou elektronickou konfiguráciou atómov (vrstva Valencia).

Poradie, v ktorom elektróny plnia atómové orbitaly, ustanovil v roku 1930 fyzik Erwin Madelung, ktorý stanovil numerické pravidlo pre poradie plnenia. Toto pravidlo je známe ako Madelungovo pravidlo a je to empirické pravidlo, ktoré nebolo možné vysvetliť pomocou kvantovej mechaniky.

Postupnosť plnenia je pre prvé tri riadky periodickej tabuľky jednoduchá, ale v štvrtý riadok, kde sú umiestnené prechodové prvky, prechádza poradie plnenia sériou zmeny. Existuje celkovo 20 anomálnych položiek, ktoré nedodržiavajú toto pravidlo.

Vývoj tabuľky pokračuje aj dnes

V roku 2006 teoretický chemik Eugen Schawrz Podarilo sa mu vysvetliť anomálie Madelungovej vlády s prihliadnutím na to, že atómy môžu mať rôzne elektronické konfigurácie v závislosti od úrovne energie. Pri výpočte priemerov sú elektrónové konfigurácie väčšiny prvkov v súlade s Madelungovým pravidlom.

Periodická tabuľka je aj v 21. storočí predmetom diskusií, aj keď ide o usporiadanie alebo elektronickú konfiguráciu prvkov je stále platné vysvetlenie tohto usporiadania a anomálií pozorovaných v elektronických konfiguráciách pomocou a teória.

Ak si chcete prečítať viac podobných článkov Vývoj periodickej tabuľky - súhrn, odporúčame vám vstúpiť do našej kategórie Atóm.

Rôzni autori. (2019)Špeciálne: periodická tabuľka. Výskum a veda. Barcelona: Scientific Press S.A.