таблица менделеева какой урок
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Пояснительная записка
Данный урок проводится в основном курсе средней школы для обучающихся 8 класса в 1 полугодии.
Актуальность разработки урока на основе использования ресурса web-сайта «Самая необычная Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» продиктована требованием ФГОС нового поколения, применением ИКТ-технологий, предусмотренных профессиональным стандартом педагога, включающим информационные умения учителя.
Практическая значимость разработки данной модели урока заключается в развитии ряда ключевых компетентностей, необходимых для целостности изучаемого курса химии.
Используемый web-сайт «Самая необычная Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» является образовательным продуктом, разработанным моими учениками в 2013 году. Основной педагогической задачей данного ресурса является создание простой для пользователя интерактивной модели Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
На данном уроке используются разнообразные формы и методы работы, цель которых развивать у обучающихся умения анализировать, сравнивать, наблюдать, делать выводы. В процессе урока учитель задает вопросы, возможные ответы на них выделяются в тексте курсивом. Материал урока соответствует программе, органично связан с предыдущими занятиями.
Эмоциональную окраску урока усиливает не только применение интерактивной Периодической системы, но и использование презентации с различными иллюстрациями, выполненной обучающимся, а также демонстрация собственных вариантов проекта «Моя таблица Менделеева», включение забавной песенки Тома Лерера.
У меня современный кабинет химии, в котором есть мультимедийный компьютерный класс. При наличии такой лаборатории на каждом рабочем столе есть ноутбук. Это позволяет максимально упростить работу на уроке для учеников, а для учителя – отследить ход выполнения заданий в парах на каждом рабочем месте.
Оценивание деятельности обучающихся. Количество оценок за описанный урок минимально: оцениваются только выступление ученика об открытии Периодического закона и отдельные участники урока, правильно ответившие на вопросы викторины, участвующие в оформлении таблицы в конце урока.
Проверить эффективность усвоенных знаний можно будет на следующем уроке, когда учащиеся сдадут домашнее задание – проект «Моя таблица Менделеева». Основная цель создания проекта: показать обучающимся, как фактически могло произойти открытие Периодического закона (вопреки сложившемуся мнению о том, что таблица Дмитрию Ивановичу приснилась), прочувствовать сложность классификации объектов.
Основные критерии оценивания таблиц могут быть такие:
Оценку периодической системе учащихся даю не только я. К обсуждению работ привлекаются старшеклассники, а также мои выпускники, которые могут оказывать практическую помощь восьмиклассникам при оформлении своей работы.
Предложенный вид творческой работы предусматривает предварительную подготовку, поэтому учащиеся заранее получают задание на «создание своей системы». В этом случае я не объясняю принцип построения системы-оригинала, ребятам предстоит самостоятельно разобраться, как Дмитрий Иванович располагал известные в то время элементы, какими принципами руководствовался.
Урок №57. Периодический закон Д. И. Менделеева
КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
К 70-м гг. XIX в. было уже известно более 60 химических элементов. Возникла необходимость в их классификации.
1. Вначале учёные попытались все химические элементы разделить на две группы – металлы и неметаллы:
Еще алхимики пытались найти закон природы, на основе которого можно было бы систематизировать химические элементы. Но им недоставало надежных и подробных сведений об элементах. К середине XIX в. знаний о химических элементах стало достаточно, а число элементов возросло настолько, что в науке возникла естественная потребность в их классификации. Первые попытки классификации элементов на металлы и неметаллы оказались несостоятельными. Предшественники Д.И.Менделеева (И. В. Деберейнер, Дж. А. Ньюлендс, Л. Ю. Мейер) многое сделали для подготовки открытия периодического закона, но не смогли постичь истину. Дмитрий Иванович установил связь между массой элементов и их свойствами.
Дмитрий Иванович родился в г. Тобольске. Он был семнадцатым ребенком в семье. Закончив в родном городе гимназию, Дмитрий Иванович поступил в Санкт-Петербурге в Главный педагогический институт, после окончания которого с золотой медалью уехал на два года в научную командировку за границу. После возвращения его пригласили в Петербургский университет. Приступая к чтению лекций по химии, Менделеев не нашел ничего, что можно было бы рекомендовать студентам в качестве учебного пособия. И он решил написать новую книгу – «Основы химии».
Открытию периодического закона предшествовало 15 лет напряженной работы. 1 марта 1869 г. Дмитрий Иванович предполагал выехать из Петербурга в губернии по делам.
Периодический закон был открыт на основе характеристики атома – относительной атомной массы.
Менделеев расположил химические элементы в порядке возрастания их атомных масс и заметил, что свойства элементов повторяются через определенный промежуток – период, Дмитрий Иванович расположил периоды друг под другом, так, чтобы сходные элементы располагались друг под другом – на одной вертикали, так была построена периодическая система элементов.
1 марта 1869 г. Формулировка периодического закона Д.И. Менделеева
Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.
К сожалению, сторонников периодического закона сначала было очень мало, даже среди русских ученых. Противников – много, особенно в Германии и Англии.
Открытие периодического закона – это блестящий образец научного предвидения: в 1870 г. Дмитрий Иванович предсказал существование трех еще неизвестных тогда элементов, которые назвал экасилицием, экаалюминием и экабором. Он сумел правильно предсказать и важнейшие свойства новых элементов. И вот через 5 лет, в 1875 г., французский ученый П.Э. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о работах Дмитрия Ивановича, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду свойств и способу открытия галлий совпадал с экаалюминием, предсказанным Менделеевым. Но его вес оказался меньше предсказанного. Несмотря на это, Дмитрий Иванович послал во Францию письмо, настаивая на своем предсказании.
Ученый мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминия оказалось таким точным. С этого момента периодический закон начинает утверждаться в химии.
В 1879 г. Л. Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился предсказанный Дмитрием Ивановичем экабор.
В 1886 г. К. Винклер в Германии открыл германий, который оказался экасилицием.
Но гениальность Дмитрия Ивановича Менделеева и его открытия — не только эти предсказания!
В четырёх местах периодической системы Д. И. Менделеев расположил элементы не в порядке возрастания атомных масс:
Ещё в конце 19 века Д.И. Менделеев писал, что, по-видимому, атом состоит из других более мелких частиц. После его смерти в 1907 г. было доказано, что атом состоит из элементарных частиц. Теория строения атома подтвердила правоту Менделеева, перестановки данных элементов не в соответствии с ростом атомных масс полностью оправданы.
Современная формулировка периодического закона:
Свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов, выражающейся в периодической повторяемости структуры внешней валентной электронной оболочки.
И вот спустя более 130 лет после открытия периодического закона мы можем вернуться к словам Дмитрия Ивановича, взятым в качестве девиза нашего урока: «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются». Сколько химических элементов открыто на данный момент? И это далеко не предел.
Графическим изображением периодического закона является периодическая система химических элементов. Это краткий конспект всей химии элементов и их соединений.
Сценарий урока «Периодическая система Д. И. Менделеева»
Сценарий урока по химии для 8 класса по теме «Периодическая система Д.И.Менделеева»
В занимательной форме провести опрос учащихся (проверить у них теоретические знания о Периодической системе Д.И.Менделеева);
продолжить закреплять основные понятия: знаки химических элементов, происхождение названий химических элементов и со структурой Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева.продолжать развитие познавательных способностей учащихся, навыков анализа и обобщения а также логику, продолжить развитие внимания, воспитание информационной культуры учащихся; аргументировано отстаивать свои взгляды, продолжать побуждать интерес к новому предмету,
Просмотр содержимого документа
«Сценарий урока «Периодическая система Д. И. Менделеева»»
Сценарий урока «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева»
Преподаватель: Сгибнева Ирина Алексеевна, учитель химии и биологии
Образовательное учреждение: МАОУ «Спасская СОШ» Томского района Томской области
Тема: «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева»
Продолжительность занятия: 45 минут
Учебно-методическое обеспечение: О.С.Габриелян «Химия», 8 класс, Издательский дом «Дрофа», 2002 год; О.С.Габриелян «Настольная книга учителя химии», 8 класс, Москва, 2002 год, «Блик и Ко»
Необходимое оборудование: Сказка – загадка (на каждую парту), карточки с заданиями и вопросами, Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.
Тип урока: урок закрепления изученного материала.
в занимательной форме провести опрос учащихся (проверить у них теоретические знания о Периодической системе Д.И.Менделеева);
продолжить закреплять основные понятия: знаки химических элементов, происхождение названий химических элементов и со структурой Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева.
продолжать развитие познавательных способностей учащихся, навыков анализа и обобщения а также логику, продолжить развитие внимания,
воспитание информационной культуры учащихся; аргументировано отстаивать свои взгляды, продолжать побуждать интерес к новому предмету,
(краткое содержание деятельности учителя и учащихся)
Подготовка к выполнению задания
Прослушивание сказки и работа по ней
Выполнение письменного задания
Подготовка к проверке полученных знаний
Учитель: Добрый день, дорогие ребята! Мы начинаем наш урок. Я вам напоминаю, что на прошлом уроке мы с вами познакомились со структурой периодической системы, узнали о знаках химических элементах и познакомились с происхождением названий химических элементов. Сегодня наш урок мы посвятим закреплению полученных знаний.
С детства мы все любим сказки,
В них добро срывает маски,
Побеждает в них краса.
Любим сказочных героев,
Мудрость, честность и любовь,
Былью сказочных миров.
Иногда мы в старой сказке
Жизнь свою увидим вдруг
И по ней, как по подсказке,
Вмиг поймем, кто враг, кто друг.
Начнем повторение со сказки-загадки, которую сочинила ученица. Внимательно прослушайте текст, так как в них есть подсказки, которые помогут вам ответить на поставленные вопросы.
Дом, который построил М.
В некотором царстве, в тридевятом государстве был построен огромный дом. Дом, в котором живет дядюшка Одор, построен по проекту величайшего архитектора всех времен и народов, жившего в XIX веке. Собственно, это не дом, а большой семиэтажный дворец, в котором проживают друзья, коллеги и просто знакомые.
Нельзя сказать, что у всех жильцов добрый, ровный и покладистый характер. Кто-то с кем-то дружит, а иной стремится избежать этой дружбы; некоторых водой не разольешь, а других никогда вместе не увидишь. Тем не менее все прекрасно уживаются в этом замечательном доме.
На первом этаже – большой холл и всего три жилые квартиры. Каждая квартира имеет свой номер. В одной из них живет сэр Лий, а две другие занимает дядюшка Одор.
Всего по восемь квартир на втором и третьем этажах, поэтому их, вместе с первым, называют малыми этажами. На верхних, больших этажах квартир гораздо больше. На четвертом и пятом – по восемнадцать, на шестом – тридцать две.
Седьмой этаж еще не достроен, но по проекту там тоже планируется тридцать две квартиры.
Так что ожидаются впереди радостные и интереснейшие новоселья. Ведь каждый жилец этого дома – яркая индивидуальность. Правда, члены двух фамилий с первого взгляда удивительно похожи, есть даже близнецы, однако следует присмотреться повнимательней, и станет видно, какие они разные.
Нужно сказать об особенностях этого дома. Во-первых, переходы от одного этажа к другому устроены в виде спирали. Чтобы подняться на верхние этажи, надо пройти по лестнице, а затем по длинному коридору следующего этажа. Из каждого такого коридора отдельные двери ведут в квартиры жильцов.
Глубоко продуманно в доме расположение квартир по этажам, и распределены они с учетом родственных связей между жильцами. Родичи по прямой и боковой линиями могут ходить друг к другу в гости, минуя коридоры на этажах, потому что квартиры по всей высоте дома находятся строго одна над другой, а между ними имеются переходные главные и «черные» лесенки.
Только две большие фамилии живут вместе. Учитывая семейные традиции, для них сделали исключение и выделили этим семьям отдельные флигеля, одной – на шестом, другой – на седьмом этаже.
Здесь нужно еще раз обратить внимание на прозорливость архитектора. Ведь на первом этапе планирования дворца поступило всего шестьдесят три заявки на место жительства в нем. Однако архитектор учел возможности демографические изменения и заложил дополнительно в проекте около тридцати квартир в расчете на перспективу. И он не ошибся: сейчас в этом доме прописано сто тринадцать жильцов.
(Сказка и вопросы к ней раздаются ребятам на парты)
О каком царстве говорится в сказке?
Кто автор проекта необыкновенного дома?
Что вы знаете о этажах дома?
Что вы узнали о переходных лесенках?
Что вы знаете о жильцах на каждом этаже?
Сколько квартир предстоит еще заселить на седьмом этаже?
Для каких жильцов архитектор предусмотрел пустые или запасные квартиры в своем проекте?
Учитель: (дополнение к ответу)
У химиков переполох!
Ведь галлий был одним из трех,
Предсказанных заранее открытий!
И, следом, как из-под земли,
Вдруг скандий в Щвеции нашли,
На свет германий извлекли
(естественно в Германии).
Потом дополнилась таблица,
В ней появились новые частицы.
Прославят, подтвердят Закон
Открытья будущих времен.
О каких двух фамилиях говориться в сказке, и каковы их семейные традиции?
Кто такие родичи по прямой и боковой линиям?
Учитель: Молодцы ребята! Очень хорошо вы ответили на поставленные вопросы, так как внимательно слушали.
Я предлагаю вам следующее задание.
Когда вы пишите письма и хотите его отправить, то вы на конверте пишите адрес отправителя и получателя.
Определите координаты – «адрес» следующих химических элементов:
номер периода с указанием его типа (большой или малый),
указать подгруппу с указанием типа (главная или побочная).
Учитель: Зная «адрес» жильцов, можно определить, кто там проживает. Задание:
Определите химический элемент и порядковый номер:
А) третий малый период, третья группа главная подгруппа.
Б) второй малый период, шестая группа, главная подгруппа.
В) четвертый большой период, первая группа, побочная подгруппа.
Г) пятый большой период, седьмая группа главная подгруппа.
Д) четвертый большой период, пятая группа, главная подгруппа.
Учитель: Следующее задание называется «Мои соседи»
Задание: Запишите родичей по прямой и боковой линиям для Mg, Ca, Al.
Задание на дом: Параграф 4, упр. 5 стр. 18
Учитель: Урок подходит к завершению, и мне бы хотелось подвести итог. Законы природы, открытые человеком, различны. Их трудно сравнивать между собой. Но законы сравнимы по самому главному – по возможности предсказания нового, предвидение неизвестного. Периодический закон в этом отношении не имеет себе равных в истории науки.
Да, мы не раз географа помянем,
Что шел тайгой в былые времена,
Давал названья рекам безымянным,
Придумывал для сопок имена.
Но во ста крат открыл закон важней
Тот химик, что немалый труд вложил
И имена планет, богов, стран и людей
В одной таблице навсегда объединил.
Многие ученые предсказывали существование и описывали неизвестные химические элементы и их свойства, основываясь на периодическом законе, открытым одним из величайших людей нашей планеты Д.И.Менделеевым. И никто не может сказать, будет ли когда-нибудь исчерпано до конца все содержимое одного из величайших в науке обобщений – периодического закона Д.И.Менделеева.
Я очень рада, что на все вопросы вы смогли дать правильные ответы. Мы с вами повторили и закрепили материал предыдущего урока. Мы еще не раз будем обращаться, и учиться пользоваться Периодической системой Д.И.Менделеева. Я благодарю вас за работу на уроке.
Урок на тему: «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева»
Урок-путешествие на остров Элементариум
Тема. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.
Учебная: обобщить и систематизировать знания учащихся по теме, формировать умение использовать периодическую систему для поиска информации о химических элементы и их свойствах.
Развивающая: развивать познавательную активность учащихся, внимание, память, умение работать в команде.
Воспитательная: формировать интерес к предмету, ценностное отношение к окружающему миру.
Тип урока: обобщение и систематизация знаний
Форма проведения: урок-путешествие
Формы работы: работа в группах, самостоятельная работа
Оборудование: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, мультимедийная презентация, золотые монеты « аурумчики»( можно использовать шоколадные монетки в золотистой обёртке), мешочек для монет, портреты Д.И Менделеева, картинки маршрута путешествия, « бортовые журналы» для каждого ученика.
I. Организационный этап, формирование рабочего настроя. ( 3-4 мин)
Завтра во всём мире будут отмечать день святого Валентина. Любовь может быть в разных проявлениях – это любовь к ближнему, к делу, которым занимаетесь, доброжелательное отношение к окружающим. Именно любовь к труду делает человека счастливым. А когда человек счастлив, она довольна собой, уверена в себе.
Сегодня на уроке я желаю вам быть успешными, уверенными в себе. Улыбнитесь, и к вам придет радостное настроение.
II Объявление темы, цели урока, мотивация учебной деятельности (слайд 1)
Учитель:- Кто же этот известный ученый? ( Ответы учащихся: Д.И.Менделеев) Итак, давайте отправимся к острову Элементариум! А во время нашего плавания мы обобщим наши знания о периодическом законе и периодической систему химических элементов, научимся использовать периодическую систему для поиска информации о химических элементах и их свойствах, умение работать в команде. Итак, эпиграфом нашего урока будет отрывок из стихотворения русского поэта:
Эпиграф урока: (на доске)
Природа имеет лишь один секрет:
или здесь, или там, в глубинах космоса.
Все: от маленьких песчинок до планет –
из элементов составленное единых.
Учитель:-А поможет нам совершить это путешествие вот эта карта – периодическая система химических элементов. Каждый из вас будет иметь свой бортовой журнал, который будет заполнять во время путешествия., подпишите его, поставьте сегодняшнюю дату.
( Команды объявляют свое название и девиз)
III. Обобщение знаний
И за каждое правильно выполненное задание команда будет получать золотые монеты « аурумчики».
1 задача ( Упражнение «Незаконченное предложение ») по 5 вопросов к каждой команде. ( 5 мин.)
— Периодический закон сформулировал русский ученый. ( Д.И. Менделеев)
— Периоды бывают. ( Большие и малые)
— Группы бывают. ( Главные и побочные)
— Менделеев в периодической системе расположил элементы по возрастанию. ( атомной массы)
— Щелочные металлы расположены в. ( 1 группе )
— Галогены расположены в. ( 7 группе)
— Инертные элементы расположены в. (8 группе)
-Сформулируйте периодический закон.
2 задание ( «Координаты химических элементов») 3-4 мин.
Учитель:- Внимание! Наши корабли приближаются к острову « Сокровищ» ( Слайд 4)
Соберите в сундуки монеты « Щелочные металлы»( 1 команда )и монеты « Галогены» ( 2 команда) Ученики объявляют какие химические элементы они выбрали и делают запись в бортовых журналах ( физические и химические свойства).Награждение.
Учитель:- А наше путешествие продолжается. И на пути остров «Загадочный», на котором Джек Воробей подготовил нам интересные загадки про химические элементы ( Слайды 5-14 )
Отгадать загадки про химические элементы.
Награждение за правильные ответы.
( Слайд 15 )Расположите химические элементы в ряд по возрастанию их металлических свойств) Капитаны записывают ряд на магнитных досках, а сам ряд на магнитах на доске, а сверху надпись « Рифы»
1 команда:Li B O Ne Be F N C
2 команда :Mg Si S Ar P Na Cl Al
Команды из этих элементов составляют формулы высших оксидов и делают запись в бортовых журналах. Награждение
Учитель: Наше плавание продолжается и прямо по курсу – остров
Итак, вашим домашним заданием было подготовить интересные факты о жизни и научной деятельности Д.И. Менделеева. Зачитайте их. Но есть условие: « изюминки» не должны повторяться, если команда другого корабля слышит факт, который уже имеет, то она его вычеркивает. Награждение.
Учитель:- А следующая наша остановка это остров «Сказочный»
Вы знаете, что команда – это дружная семья, поэтому следующий конкурс коллективный Я прочитаю сказку « Из жизни химический элементов» Ваша задача: внимательно слушать и считать количество химических элементов названия которых вы услышите. Команда, которая даст более точный ответ получит золотой аурумчик. Чтение сказки. ( 48 химических элементов). Награждение.
IV. Подведение итогов урока, оценивание работы учащихся. (3мин)
Учитель оценивает работу учеников и собирает бортовые журналы.
V. Домашнее задание (Слайд 18)
-Спасибо за урок! ( Слайд 19)
Путешествие на остров Элементариум
Бортовой журнал от _________ ученика _________________________
2 задача. Описать физические и химические свойства химических элементов, которые ваша команда собрала в сундук.
3 задача. Составить формулы высших оксидов для элементов, которые капитан вашей команды расположил в ряд по возрастанию металлических свойств.
Химия
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Классификация химических элементов
Начнём с истории создания ПСХЭ. В определённый момент XIX века, когда наука значительно шагнула вперёд и достаточно быстрыми темпами открывались новые химические элементы, возникла необходимость рассортировать их. Несмотря на то, чтои все они отличались по своим свойствам, в процессе изучения можно было выделить общие их свойства.
Год открытия периодической системы считается 1869. Она была колоссальным успехом того времени, а так же не теряет актуальность и на данный момент.
Но давайте всё рассмотрим по порядку, ведь над проблемой систематизации на протяжении многих лет работало много учёных, которые внесли большой вклад в развитие науки. В силу разных причин, они не смогли в полной мере классифицировать элементы.
Так, самая первая попытка была разделить на металлы и неметаллы, автором которой был шведский учёный Йёнс Якоб Берцелиус.
Что характерно для металлов?
Представим перед собой, предметы с железа, золота, алюминия. Что первое мы можем сказать о свойствах этих металлов? Все они имеют металлический блеск.
Также они (за исключением ртути) при нормальных условиях находятся в твёрдом виде. Имеют хорошую электропроводность и теплопроводность, высокую плотность. Эти признаки объединяют группу металлов.
Как мы можем описать неметаллические вещества?
Какие они будут иметь общие характеристики? В простых соединениях неметаллы могут быть как газы (кислород О2, хлор Cl2, азот N2), жидкости (бром Br2), так и твёрдые вещества (алмаз – самоё твёрдое вещество, образован Углеродом С, также сера S, кремний Si, фосфор Р, йод I2).Они могут быть не только разного агрегатного состояния, но и иметь разнообразную окраску.
Но, не смотря на такие резкие отличия между ними, возможно выделить общие черты: они диэлектрики и не пластичны. Большинство неметаллов имеют молекулярное строение. Данная классификация актуальна и в наше время.
Над классификацией элементов трудилось много учёных разных стран. Работая независимо друг от друга, они обнаружили интересный факт, что свойства элементов зависят от их атомной массы.
Немецкий химик И.В. Деберейнер отметил, что некоторые элементы сходны свойствами, и их можно объединить в группы, название которым дал – триады. Масса одного из элементов является средним арифметическим элементов с максимальной и минимальной массой в группе.
Недостатком данной систематизации является то, что данным способом удалось получить всего 5 триад. Не трудно подсчитать, что систематизировано было всего 15 элементов, а остальные 56 элементов не вписывались в его классификацию. Однако Деберейнер один из немногих заметил связь между свойствами и атомной массой элемента.
Ещё один необычный способ предложил французский химик А.Э. Шанкартуа. За основу он взял спираль и на её витках разместил элементы в порядке возрастания их атомных масс. Другое название она получила «Теллуровый винт», потому что заканчивалась Теллуром. Заслугой «спирали-винта» было обращение внимания на подобные свойства Водорода и галогенов (Cl, Br, I). Таким образом удалось систематизировать 50 элементов.
Как совершенству нет предела, так и фантазиям учёных. Так английский учёный Джон Ньюлендс связал элементы с музыкой, он предоставил их в виде нот и заострил своё внимание на том, что каждый восьмой повторяет свойства первого.
Как оказалось, и эта классификация имеет недочёты, во-первых, она не располагала местом для новых элементов, а, во-вторых, в одно семейство попадали элементы с разными свойствами, которые не имели ничего общего: Cl и Pt, S, Fe и Au. Однако данная систематизация имела и положительные моменты, учёные заметили, что периодичность возникает на 8 элементе по счёту, также появилось понятие порядковый номер.
Отдельно хочется выделить немецкого учёного Лотара Мейера. Он разместил 28 элементов в виде таблицы. В принцип создания таблицы он заложил атомную массу, её увеличение, а также выделил столбцы элементов с одинаковой валентностью.
Ему понадобилось почти шесть лет, чтобы усовершенствовать свою таблицу и расположить остальные элементы, которые он не учёл в версии таблицы, выданной в 1864 году. Ошибка Мейера заключалась в том, что не было никаких обобщений и выводов, но как видно, он был близок к открытию не только периодической системы, но и закона.
Схема показывает, что учёные не одно десятилетие работали над созданием упорядоченной таблицы для элементов. Необходим был фундаментальный закон, который будет применим в естествознании.
В 1869 году русский учёный Дмитрий Менделеев создаёт периодическую систему. Об истории написания таблицы существует множество легенд, как и самом учёном. Менделеев был достаточно многогранной личностью, он трудился в разных сферах науки. Открыл секрет изготовления бездымного пороха, придумал способ передачи нефти, используя трубопровод. К нефти он особенно относился, считая сжигание нефти кощунством, так как она служит источником для получения множества вещества. «Человек-чемодан» можно также услышать о нём, потому что любимым его делом было изготавливать чемоданы. Но самой значимой его заслугой было создание периодической системы, которую, поговаривают, создал он во сне.
Строение периодической системы
Для начала рассмотрим понятия таблица и система. Вы не один раз видели таблицу, она состоит из строк и столбцов. Но почему творение Менделеева имеет названия как таблица, так система да еще и с добавлением периодическая.
В таблице содержится упорядоченная информация в определённом порядке. Система указывает, что сведения связаны между собой. Периодичность означает, что через какой-то промежуток или отрезок происходит повторение свойств.
В таблице имеются строки – это периоды, и столбцы – группы.
Существует несколько вариантов ПСХЭ, так называемый короткий и длинный вариант.
Короткий вариант имеет 8 групп, номера которых указаны римскими цифрами I, II…VIII, содержит главную (А) и побочную (В) группы. Длинный формат вмещает 18 групп, нумерация осуществляется арабскими цифрами I, II…XVIII,
Если посмотреть на таблицу, то видим закономерность, так как абсолютно каждый период будет начинаться активным металлом и заканчиваться инертным газом. Такая периодичность сохраняется 7 раз.
Как видно из таблицы, I период включает 2 элемента, II и III состоят из 8, IV и V содержат 18, самые большие – это VI и VII вмещают 32 элемента (VII период незаконченный).
В периоде с ростом атомной массы металлические свойства уменьшаются, неметаллические – увеличиваются.
Вертикальные столбцы образуют группы. Это условно компании, где собираются единомышленники. Точнее, располагаются элементы, подобные по своим свойствам.
Обратите внимание, что подобие характерно только в пределах подгруппы. Так, натрий и медь принадлежат одной I группе, но располагаются в разных подгруппах. Натрий – элемент главной подгруппы, медь – побочной. Именно по этой причине они будут иметь разные физические и химические свойства.
В пределах группы с ростом атомной массы металлические свойства увеличиваются, неметаллические – уменьшаются.
Таким образом, периодическую систему можно условно назвать домом химических элементов, где каждый из них занимает своё определённое место (порядковый номер) согласно его свойствам.
Рассмотрим подробнее на примере 2 и 3 периода. Что показывает сравнение: оба периода начинаются с активных металлов Li и Na, для которых характерно существование в виде соединений, в свободном виде могут находиться только под слоем керосина. Они относятся к группе щелочных металлов. Анализируя схему, мы видим, что первые три группы образованны металлами. С IV – VII находятся неметаллы. «Закрывают период» инертные газы.
Особое внимание располагают к себе элементы VI и VII периоды, которые образуют «семейство» лантаноидов (Лантан № 57) и актиноидов (Актиний 89), они формально близки к скандию. Но из-за их количества они вынесены за пределы системы.
Периодический закон Д. И. Менделеева
Проанализировав изменения свойств элементов II и III периода, можно сделать выводы, которые Д. И. Менделеев записал в виде периодического закона.
Благодаря периодическому закону, зная расположение элемента в периодической системе, мы можем прогнозировать свойства веществ. Элементы входят в состав как простых, так и сложных веществ, влияя при этом на их свойства. Обобщить данные тезисы можно в виде таблицы.
Таблица 1. Изменение свойств химических элементов в ПСХЭ
Рассмотрим на примере I группы. Li, Na, K, Cs, Fr собрались в компанию одновалентных металлов, которые образуют основные оксиды состава Ме2О. При взаимодействии с водой образуют щёлочь. Эти характеристики их объединяют. Теперь рассмотрим отличия. Вам уже известно, что в пределах группы с ростом атомной массы металлические свойства увеличиваются.
Как это сказывается на реакционной способности данных металлов?
Интенсивность и скорость реакции калия и лития с водой будет отличаться. Реакция калия будет сопровождаться бурным выделением водорода, в то время как литий будет спокойно реагировать с водой.
Зная формулу и состав высшего оксида, можем предположить его характер. Например, марганец образует оксиды MnO, MnO2, Mn2O7. Таблица поможет нам предположить их свойства.
MnO – будет основным оксидом (ищем аналогию со II группой), ему будет отвечать основание Mn(OH)2. Не трудно догадаться, что MnO2 и Mn2O7 будут кислотными (подобно IV и VII группе), они образуют кислоты H2MnO3 и HMnO4.
Свинец образует два оксида PbO и PbO2. Оксид свинца (II) PbO будет основной, оксид свинца (IV)PbO2– кислотный.
Характеристика элемента по его положению в периодической системе
Зная «прописку» элементов в таблице, мы можем прогнозировать их свойства. Составим план, согласно которому сможем описать свойства элементов, рассматривать будем на примере серы.
Уточняем «прописку». III период, VI группа, главная подгруппа. Зная эти элементарные сведения, мы предполагаем, что это неметалл (принадлежность к VI группе и нахождение в малом ряду даёт нам основание для предположения).
Формула высшего оксида и его свойства. Поскольку сера элемент VI группы, высшая валентность будет равна VI. Формула оксида SO3. Пользуясь таблицей-шпаргалкой, определяем характер – кислотный. С курса физики известно, что противоположности притягиваются. Как плюс притягивает минус, так и кислотные оксиды взаимодействуют с основными, которые образованы элементами-металлами с валентностью I или II. Возьмём, например, барий, который образует оксид и гидроксид, соответственно ВаO и Вa(OH)2.
Формула высшего гидроксида и его свойства. Снова обратимся к нашей шпаргалке, высшие гидроксиды VI группы имеют формулу H2ЭO4, а именно H2SO4. Образованный гидроксид имеет кислотные свойства, для которого свойственны реакции с основными оксидами и основаниями. К примеру, возьмём двухвалентный стронций, формула оксида и гидроксида соответственно SrO и Sr(OH)2.
Как элемент-неметалл образует летучее водородное соединение состава H2S.
На данном примере убеждаемся, что зная расположение элемента в ПСХЭ, можно прогнозировать его свойства, а также свойства веществ, в состав которых он входит.