मेंडलीफ की आवर्त प्रणाली का निरूपण। दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव द्वारा रासायनिक तत्वों का आवधिक नियम। आवर्त नियम का आधुनिक निरूपण इस प्रकार है

आवधिक कानून रासायनिक तत्व- प्रकृति का एक मौलिक नियम जो रासायनिक तत्वों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता को स्थापित करता है क्योंकि उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश बढ़ते हैं। कानून के उद्घाटन की तारीख 1 मार्च (17 फरवरी, पुरानी शैली), 1869 मानी जाती है, जब डी। आई। मेंडेलीव ने "उनके परमाणु भार और रासायनिक समानता के आधार पर तत्वों की एक प्रणाली का अनुभव" का विकास पूरा किया। शब्द "आवधिक नियम" ("आवधिकता का नियम") का प्रयोग वैज्ञानिक द्वारा पहली बार 1870 के अंत में किया गया था। मेंडेलीव के अनुसार, "तीन प्रकार के डेटा" ने आवधिक कानून की खोज में योगदान दिया। सबसे पहले, पर्याप्त रूप से बड़ी संख्या में ज्ञात तत्वों की उपस्थिति (63); दूसरे, उनमें से अधिकांश के गुणों का संतोषजनक ज्ञान; तीसरा, तथ्य यह है कि कई तत्वों के परमाणु भार अच्छी सटीकता के साथ निर्धारित किए गए थे, जिसके कारण रासायनिक तत्वों को उनके परमाणु भार में वृद्धि के अनुसार एक प्राकृतिक पंक्ति में व्यवस्थित किया जा सकता था। मेंडेलीव का मानना ​​​​था कि कानून की खोज के लिए निर्णायक शर्त परमाणु भार के संदर्भ में सभी तत्वों की तुलना थी (पहले केवल रासायनिक रूप से समान तत्वों की तुलना की जाती थी)।

जुलाई १८७१ में मेंडेलीव द्वारा दिए गए आवधिक कानून का शास्त्रीय सूत्रीकरण पढ़ा: "तत्वों के गुण, और इसलिए उनके द्वारा गठित सरल और जटिल निकायों के गुण, समय-समय पर उनके परमाणु भार पर निर्भर होते हैं।" यह सूत्रीकरण ४० वर्षों से अधिक समय तक लागू रहा, लेकिन आवधिक कानून केवल तथ्यों का बयान बनकर रह गया और इसका कोई भौतिक औचित्य नहीं था। यह १९१० के दशक के मध्य में ही संभव हुआ, जब परमाणु का परमाणु-ग्रहीय मॉडल विकसित किया गया था (एटम देखें) और यह स्थापित किया गया था कि आवर्त सारणी में एक तत्व की क्रम संख्या संख्यात्मक रूप से नाभिक के आवेश के बराबर होती है। इसका परमाणु। नतीजतन, आवधिक कानून का भौतिक निर्माण संभव हो गया: "तत्वों के गुण और सरल और जटिल पदार्थसमय-समय पर अपने परमाणुओं के नाभिक (Z) के आवेशों के मूल्यों पर निर्भर होते हैं ”। यह आज भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आवधिक कानून का सार दूसरे शब्दों में व्यक्त किया जा सकता है: "परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोशों के विन्यास को समय-समय पर दोहराया जाता है क्योंकि Z बढ़ता है"; यह कानून का एक प्रकार का "इलेक्ट्रॉनिक" सूत्रीकरण है।

आवर्त नियम की एक अनिवार्य विशेषता यह है कि, प्रकृति के कुछ अन्य मूलभूत नियमों (उदाहरण के लिए, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम या द्रव्यमान और ऊर्जा की तुल्यता का नियम) के विपरीत, इसकी कोई मात्रात्मक अभिव्यक्ति नहीं है, अर्थात यह नहीं हो सकता है किसी गणितीय सूत्र या समीकरण के रूप में लिखा जा सकता है। इस बीच, स्वयं मेंडेलीव और अन्य वैज्ञानिकों ने कानून की गणितीय अभिव्यक्ति की तलाश करने की कोशिश की। सूत्रों और समीकरणों के रूप में, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के निर्माण में विभिन्न नियमितताओं को प्रमुख और कक्षीय क्वांटम संख्याओं के मूल्यों के आधार पर मात्रात्मक रूप से व्यक्त किया जा सकता है। जहां तक ​​आवर्त नियम का संबंध है, इसका स्पष्ट चित्रमय प्रतिबिंब रूप में है आवधिक प्रणालीरासायनिक तत्व, मुख्य रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं विभिन्न प्रकारटेबल।

आवधिक कानून पूरे ब्रह्मांड के लिए एक सार्वभौमिक कानून है, जहां कहीं भी परमाणु प्रकार की भौतिक संरचनाएं होती हैं। हालाँकि, Z के बढ़ने पर न केवल परमाणु विन्यास समय-समय पर बदलते रहते हैं। यह पता चला कि परमाणु नाभिक की संरचना और गुण भी समय-समय पर बदलते हैं, हालांकि आवधिक परिवर्तन की प्रकृति परमाणुओं के मामले की तुलना में यहां बहुत अधिक जटिल है: नाभिक में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गोले का नियमित निर्माण होता है। जिस नाभिक में ये गोले भरे होते हैं (उनमें 2, 8, 20, 50, 82, 126 प्रोटॉन या न्यूट्रॉन होते हैं) को "जादू" कहा जाता है और उन्हें परमाणु नाभिक की आवधिक प्रणाली की अवधि की एक प्रकार की सीमा के रूप में माना जाता है।

पाठ ५ १० वीं कक्षा(अध्ययन का पहला वर्ष)

आवधिक कानून और रासायनिक तत्वों की प्रणाली डी। आई। मेंडेलीव योजना

1. डी मेंडेलीव द्वारा आवधिक कानून और रासायनिक तत्वों की प्रणाली की खोज का इतिहास।

2. डीआई मेंडेलीव के निर्माण में आवधिक कानून।

3. आवर्त नियम का आधुनिक निरूपण।

4. डीआई मेंडेलीव के आवधिक कानून और रासायनिक तत्वों की प्रणाली का मूल्य।

5. रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी आवर्त नियम का ग्राफिक प्रतिबिंब है। आवधिक प्रणाली की संरचना: अवधि, समूह, उपसमूह।

6. रासायनिक तत्वों के गुणों की उनके परमाणुओं की संरचना पर निर्भरता।

1 मार्च (नई शैली) 1869 को रसायन विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण कानूनों में से एक की खोज की तारीख माना जाता है - आवधिक कानून। XIX सदी के मध्य में। 63 रासायनिक तत्व ज्ञात थे, और उनके वर्गीकरण की आवश्यकता उत्पन्न हुई। इस तरह के वर्गीकरण के प्रयास कई वैज्ञानिकों (डब्ल्यू। ओडलिंग और जे.ए.आर. न्यूलैंड्स, जे.बी.ए. डुमास और ए.ई. चानकोर्टोइस, आई.वी. डेबेरिनर और एल.यू. मेयर) द्वारा किए गए थे, लेकिन केवल डी। आई। मेंडेलीव तत्वों की व्यवस्था करते हुए एक निश्चित पैटर्न को देखने में कामयाब रहे। उनके परमाणु द्रव्यमान को बढ़ाने के क्रम में। यह पैटर्न प्रकृति में आवधिक है, इसलिए मेंडेलीव ने इस तरह से खोजा गया कानून तैयार किया: तत्वों के गुण, साथ ही उनके यौगिकों के रूप और गुण, समय-समय पर तत्व के परमाणु द्रव्यमान के मूल्य पर निर्भर होते हैं।

मेंडेलीव द्वारा प्रस्तावित रासायनिक तत्वों की प्रणाली में, कई विरोधाभास थे जिन्हें आवधिक कानून के लेखक स्वयं समाप्त नहीं कर सकते थे (आर्गन - पोटेशियम, टेल्यूरियम - आयोडीन, कोबाल्ट - निकल)। केवल २०वीं शताब्दी की शुरुआत में, परमाणु की संरचना की खोज के बाद, आवधिक कानून का भौतिक अर्थ समझाया गया और इसका आधुनिक सूत्रीकरण सामने आया: तत्वों के गुण, साथ ही उनके यौगिकों के रूप और गुण, समय-समय पर उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश के परिमाण पर निर्भर होते हैं।

इस सूत्रीकरण की पुष्टि आइसोटोप की उपस्थिति से होती है, रासायनिक गुणजो समान हैं, हालांकि परमाणु द्रव्यमान भिन्न हैं।

आवर्त नियम प्रकृति के मूलभूत नियमों में से एक है और रसायन शास्त्र का सबसे महत्वपूर्ण नियम है। इस नियम की खोज के साथ ही रासायनिक विज्ञान के विकास का आधुनिक चरण शुरू होता है। यद्यपि आवर्त नियम का भौतिक अर्थ परमाणु की संरचना के सिद्धांत के निर्माण के बाद ही स्पष्ट हुआ, यह सिद्धांत स्वयं आवधिक नियम और रासायनिक तत्वों की प्रणाली के आधार पर विकसित हुआ। कानून वैज्ञानिकों को वांछित गुणों वाले पदार्थ प्राप्त करने के लिए नए रासायनिक तत्वों और तत्वों के नए यौगिकों को बनाने में मदद करता है। मेंडेलीव ने स्वयं 12 तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जो उस समय तक खोजे नहीं गए थे, और आवधिक प्रणाली में उनकी स्थिति निर्धारित की। उन्होंने इनमें से तीन तत्वों के गुणों का विस्तार से वर्णन किया, और वैज्ञानिक के जीवन के दौरान इन तत्वों की खोज की गई ("एकबोर" - गैलियम, "एकालुमिनियम" - स्कैंडियम, "एकासिलिकॉन" - जर्मेनियम)। इसके अलावा, प्रकृति के विकास के सबसे सामान्य कानूनों की पुष्टि करते हुए, आवधिक कानून महान दार्शनिक महत्व का है।

आवर्त नियम का एक ग्राफिक प्रतिबिंब मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी है। आवधिक प्रणाली के कई रूप हैं (लघु, लंबी, सीढ़ी (एन। बोहर द्वारा प्रस्तावित), सर्पिल)। रूस में, संक्षिप्त रूप सबसे व्यापक है। आधुनिक आवधिक प्रणाली में आज तक खोजे गए 110 रासायनिक तत्व शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक एक निश्चित स्थान पर है, इसकी अपनी क्रम संख्या और नाम है। तालिका में, क्षैतिज पंक्तियों को प्रतिष्ठित किया जाता है - अवधि (1–3 - छोटी, एक पंक्ति से मिलकर; 4–6 - बड़ी, दो पंक्तियों से मिलकर; 7 वीं अवधि - अधूरी)। अवधियों के अलावा, ऊर्ध्वाधर पंक्तियों को प्रतिष्ठित किया जाता है - समूह, जिनमें से प्रत्येक को दो उपसमूहों (मुख्य - ए और माध्यमिक - बी) में विभाजित किया जाता है। पार्श्व उपसमूहों में केवल बड़े आवर्त के तत्व होते हैं; वे सभी धात्विक गुण प्रदर्शित करते हैं। एक उपसमूह के तत्वों में बाहरी इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना समान होती है, जो उनके समान रासायनिक गुणों को निर्धारित करती है।

अवधितत्वों का एक क्रम है (एक क्षार धातु से एक अक्रिय गैस तक), जिसके परमाणुओं की संख्या समान होती है उर्जा स्तरअवधि की संख्या के बराबर।

मुख्य उपसमूहतत्वों की एक ऊर्ध्वाधर पंक्ति है, जिसके परमाणुओं में बाह्य ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है। यह संख्या समूह संख्या (हाइड्रोजन और हीलियम को छोड़कर) के बराबर है।

आवर्त सारणी के सभी तत्वों को 4 इलेक्ट्रॉनिक परिवारों में बांटा गया है ( एस-, पी-, डी-,एफ-तत्व) इस पर निर्भर करता है कि तत्व के परमाणु में कौन सा उप-स्तर सबसे अंत में भरा जाता है।

पार्श्व उपसमूहएक लंबवत पंक्ति है डी- तत्वों में प्रति इलेक्ट्रानों की कुल संख्या समान होती है डी- पूर्व-बाहरी परत का उप-स्तर और एस-बाहरी परत का उप-स्तर। यह संख्या आमतौर पर समूह संख्या के बराबर होती है।

रासायनिक तत्वों के सबसे महत्वपूर्ण गुण धात्विकता और अधातु हैं।

धात्विकताएक रासायनिक तत्व के परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनों को दान करने की क्षमता है। धात्विकता की मात्रात्मक विशेषता आयनीकरण ऊर्जा है।

एक परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा- यह ऊर्जा की वह मात्रा है जो किसी तत्व के परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को अलग करने के लिए आवश्यक होती है, अर्थात एक परमाणु को एक धनायन में बदलने के लिए। आयनीकरण ऊर्जा जितनी कम होगी, परमाणु इलेक्ट्रॉन को जितना आसान छोड़ेगा, तत्व के धात्विक गुण उतने ही मजबूत होंगे।

अधातुएक रासायनिक तत्व के परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने की क्षमता है। गैर-धातु की मात्रात्मक विशेषता इलेक्ट्रॉन आत्मीयता है।

इलेक्ट्रान बन्धुता- यह वह ऊर्जा है जो तब निकलती है जब एक इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ परमाणु से जुड़ा होता है, यानी जब एक परमाणु एक आयन में परिवर्तित हो जाता है। इलेक्ट्रॉन के लिए आत्मीयता जितनी अधिक होती है, परमाणु उतना ही आसान इलेक्ट्रॉन को जोड़ता है, तत्व के गैर-धातु गुण उतने ही मजबूत होते हैं।

धात्विकता और अधातुता की सार्वभौमिक विशेषता एक तत्व की इलेक्ट्रोनगेटिविटी (ईओ) है।

एक तत्व का ईओ अपने परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करने की क्षमता को दर्शाता है, जो अणु में अन्य परमाणुओं के साथ रासायनिक बंधन बनाने में शामिल होते हैं।

अधिक धात्विक, कम ईओ।

जितना अधिक गैर-धातु, उतना ही अधिक ईओ।

पॉलिंग पैमाने पर सापेक्ष ईओ के मूल्यों का निर्धारण करते समय, लिथियम परमाणु के ईओ को एक इकाई (ईओ (ली) = 1) के रूप में लिया जाता है; सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व फ्लोरीन (ईओ (एफ) = 4) है।

क्षार धातु से अक्रिय गैस तक कम समय में:

परमाणुओं के नाभिक का आवेश बढ़ता है;

ऊर्जा स्तरों की संख्या नहीं बदलती है;

बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या 1 से बढ़कर 8 हो जाती है;

परमाणुओं की त्रिज्या घट जाती है;

नाभिक के साथ बाहरी परत के इलेक्ट्रॉनों की बंधन शक्ति बढ़ जाती है;

आयनीकरण ऊर्जा बढ़ जाती है;

इलेक्ट्रॉन आत्मीयता बढ़ जाती है;

ईओ बढ़ता है;

तत्वों की धात्विकता घट जाती है;

तत्वों की अधात्विकता बढ़ जाती है।

हर चीज़ डी-इस अवधि के तत्व उनके गुणों में समान हैं - वे सभी धातु हैं, थोड़ा अलग परमाणु त्रिज्या और ईओ मान हैं, क्योंकि उनमें बाहरी स्तर पर समान संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं (उदाहरण के लिए, चौथी अवधि में - सीआर को छोड़कर और क्यू)।

मुख्य उपसमूहों में ऊपर से नीचे तक:

परमाणु में ऊर्जा स्तरों की संख्या बढ़ जाती है;

बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है;

परमाणुओं की त्रिज्या बढ़ जाती है;

नाभिक के साथ बाहरी स्तर के इलेक्ट्रॉनों की बंधन शक्ति कम हो जाती है;

आयनीकरण ऊर्जा घट जाती है;

इलेक्ट्रॉन आत्मीयता कम हो जाती है;

ईओ घटता है;

तत्वों की धात्विकता बढ़ जाती है;

तत्वों की अधात्विकता कम हो जाती है।

रसायन विज्ञान के पहले पाठ से, आपने DI मेंडेलीव तालिका का उपयोग किया। यह स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है कि हमारे चारों ओर की दुनिया के पदार्थों को बनाने वाले सभी रासायनिक तत्व परस्पर जुड़े हुए हैं और सामान्य कानूनों का पालन करते हैं, अर्थात वे एक पूरे का प्रतिनिधित्व करते हैं - रासायनिक तत्वों की एक प्रणाली। इसलिए, में आधुनिक विज्ञान DI मेंडलीफ की तालिका को रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी कहा जाता है।

क्यों "आवधिक", आप भी समझते हैं, क्योंकि सामान्य पैटर्नपरमाणुओं के गुणों में परिवर्तन, रासायनिक तत्वों द्वारा निर्मित सरल और जटिल पदार्थ, इस प्रणाली में निश्चित अंतराल - अवधियों पर दोहराए जाते हैं। तालिका 1 में दिखाए गए इनमें से कुछ पैटर्न आपको पहले से ही ज्ञात हैं।

इस प्रकार, दुनिया में मौजूद सभी रासायनिक तत्व एक एकल, उद्देश्यपूर्ण रूप से प्रकृति के आवर्त नियम का पालन करते हैं, जिसका ग्राफिक प्रतिनिधित्व तत्वों की आवर्त सारणी है। इस कानून और प्रणाली का नाम महान रूसी रसायनज्ञ डी मेंडेलीव के नाम पर रखा गया है।

डीआई मेंडेलीव ने रासायनिक तत्वों के गुणों और सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की तुलना करके आवधिक कानून की खोज की। ऐसा करने के लिए, DI मेंडेलीव ने कार्ड पर प्रत्येक रासायनिक तत्व के लिए लिखा: तत्व का प्रतीक, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का मान (DI मेंडेलीव के समय, इस मान को परमाणु भार कहा जाता था), सूत्र और प्रकृति उच्च ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड। उन्होंने उस समय तक ज्ञात 63 रासायनिक तत्वों को उनके सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (चित्र 1) को बढ़ाने के क्रम में एक श्रृंखला में व्यवस्थित किया और तत्वों के इस सेट का विश्लेषण किया, इसमें कुछ पैटर्न खोजने की कोशिश की। गहन रचनात्मक कार्य के परिणामस्वरूप, उन्होंने पाया कि इस श्रृंखला में अंतराल हैं - अवधि जिसमें तत्वों के गुण और उनके द्वारा गठित पदार्थ एक समान तरीके से बदलते हैं (चित्र 2)।

चावल। 1.
तत्वों के कार्ड, उनके सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को बढ़ाने के क्रम में व्यवस्थित

चावल। 2.
तत्वों और उनके द्वारा गठित पदार्थों के गुणों में आवधिक परिवर्तन के क्रम में व्यवस्थित तत्वों के कार्ड

प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 2
डी. आई. मेंडेलीफ की आवर्त सारणी के निर्माण की मॉडलिंग

डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के निर्माण का अनुकरण करें। ऐसा करने के लिए, 1 से 20 तक सीरियल नंबर वाले तत्वों के लिए 6 x 10 सेमी मापने वाले 20 कार्ड तैयार करें। प्रत्येक कार्ड पर, निम्नलिखित आइटम विवरण शामिल करें: रासायनिक प्रतीक, नाम, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान, उच्च ऑक्साइड का सूत्र, हाइड्रॉक्साइड (कोष्ठकों में उनकी प्रकृति - मूल, अम्लीय या उभयचर), एक वाष्पशील हाइड्रोजन यौगिक (गैर-धातुओं के लिए) का सूत्र। कार्डों को फेरबदल करें, और फिर तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को बढ़ाने में उन्हें एक पंक्ति में व्यवस्थित करें। 1 से 18 तक समान तत्वों को एक दूसरे के नीचे रखें: लिथियम के ऊपर हाइड्रोजन और सोडियम के तहत पोटेशियम, मैग्नीशियम के तहत कैल्शियम, नियॉन के तहत हीलियम। कानून के रूप में आपके द्वारा पहचाने गए पैटर्न को तैयार करें। तत्वों के सामान्य गुणों के संदर्भ में आर्गन और पोटेशियम के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान और उनके स्थान के बीच विसंगति पर ध्यान दें। इस घटना का कारण बताएं।

आइए हम फिर से सूचीबद्ध करें, आधुनिक शब्दों का उपयोग करते हुए, अवधियों के भीतर प्रकट होने वाले गुणों में नियमित परिवर्तन:

• धातु गुण कमजोर;
• गैर-धातु गुणों को बढ़ाया जाता है;
• उच्च ऑक्साइड में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था +1 से +8 तक बढ़ जाती है;
• वाष्पशील हाइड्रोजन यौगिकों में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था -4 से बढ़कर -1 हो जाती है;
• क्षारक से उभयधर्मी के माध्यम से ऑक्साइड अम्लीय द्वारा प्रतिस्थापित किए जाते हैं;
• क्षार से हाइड्रॉक्साइड के माध्यम से उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड्सऑक्सीजन युक्त एसिड द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

इन टिप्पणियों के आधार पर, 1869 में डी.आई. मेंडेलीव ने एक निष्कर्ष निकाला - उन्होंने आवधिक कानून तैयार किया, जो आधुनिक शब्दों का उपयोग करते हुए, इस तरह लगता है:

रासायनिक तत्वों को उनके सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के आधार पर व्यवस्थित करते हुए, DI मेंडेलीव ने उनके द्वारा निर्मित तत्वों और पदार्थों के गुणों पर भी बहुत ध्यान दिया, समान गुणों वाले तत्वों को ऊर्ध्वाधर स्तंभों - समूहों में वितरित किया। कभी-कभी, अपने द्वारा प्रकट किए गए पैटर्न का उल्लंघन करते हुए, उन्होंने सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के निम्न मूल्यों वाले तत्वों के सामने भारी तत्व रख दिए। उदाहरण के लिए, उन्होंने अपनी टेबल में निकल से पहले कोबाल्ट, आयोडीन से पहले टेल्यूरियम, और जब अक्रिय (महान) गैसों की खोज की, तो पोटेशियम से पहले आर्गन लिखा। डी.आई.मेंडेलीफ ने इस तरह की व्यवस्था को आवश्यक माना क्योंकि अन्यथा ये तत्व गुणों में उनसे भिन्न तत्वों के समूह में आ जाएंगे। तो, विशेष रूप से, क्षार धातु पोटेशियम अक्रिय गैसों के समूह में गिर जाएगा, और अक्रिय गैस आर्गन - क्षार धातुओं के समूह में।

डी.आई. मेंडेलीव इन अपवादों की व्याख्या नहीं कर सके सामान्य नियम, साथ ही तत्वों और उनके द्वारा निर्मित पदार्थों के गुणों में परिवर्तन में आवधिकता का कारण। हालाँकि, उन्होंने पूर्वाभास किया कि यह कारण निहित है जटिल संरचनापरमाणु। यह डीआई मेंडेलीव का वैज्ञानिक अंतर्ज्ञान था जिसने उन्हें रासायनिक तत्वों की एक प्रणाली का निर्माण करने की अनुमति दी, जो उनके सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को बढ़ाने के क्रम में नहीं, बल्कि उनके परमाणु नाभिक के बढ़ते आरोपों के क्रम में थी। यह तथ्य कि तत्वों के गुण उनके परमाणु नाभिक के आवेशों द्वारा सटीक रूप से निर्धारित किए जाते हैं, उन समस्थानिकों के अस्तित्व से स्पष्ट रूप से संकेत मिलता है जो आप पिछले साल मिले थे (याद रखें कि यह क्या है, आपको ज्ञात समस्थानिकों के उदाहरण दें)।

परमाणु की संरचना के बारे में आधुनिक विचारों के अनुसार, रासायनिक तत्वों के वर्गीकरण का आधार उनके परमाणु नाभिक के आवेश हैं, और आवर्त नियम का आधुनिक सूत्रीकरण इस प्रकार है:

तत्वों और उनके यौगिकों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता को उनके परमाणुओं के बाहरी ऊर्जा स्तरों की संरचना में आवधिक पुनरावृत्ति द्वारा समझाया गया है। यह ऊर्जा स्तरों की संख्या, उन पर स्थित इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या और बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या है जो आवर्त सारणी में अपनाए गए प्रतीकवाद को दर्शाते हैं, अर्थात वे तत्व की क्रमिक संख्या का भौतिक अर्थ प्रकट करते हैं। , अवधि की संख्या और समूह की संख्या (इसमें क्या शामिल है?)

परमाणु की संरचना से आवर्त और समूहों में तत्वों के धात्विक और अधात्विक गुणों में परिवर्तन के कारणों की व्याख्या करना संभव हो जाता है।

नतीजतन, आवर्त कानून और डी.आई. की आवर्त सारणी।

आवर्त नियम के ये दो सबसे महत्वपूर्ण अर्थ और डी.आई. की आवर्त सारणी। पहले से ही आवर्त सारणी के निर्माण के चरण में, डी.आई. उनके द्वारा बनाई गई तालिका में, DI मेंडेलीव ने इन तत्वों के लिए खाली सेल छोड़े (चित्र 3)।

चावल। 3.
डी.आई.मेंडेलीफ द्वारा प्रस्तावित तत्वों की आवर्त सारणी

आवधिक कानून की भविष्य कहनेवाला शक्ति के ज्वलंत उदाहरण तत्वों की बाद की खोज थे: 1875 में, फ्रांसीसी लेकोक डी बोइसबौड्रन ने गैलियम की खोज की, जिसकी भविष्यवाणी डी। आई। मेंडेलीव ने पांच साल पहले "एकालुमिनियम" (ईका - निम्नलिखित) नामक एक तत्व के रूप में की थी; १८७९ में स्वेड एल. निल्सन ने डीआई मेंडेलीव के अनुसार एक "एकबोर" खोला; 1886 में जर्मन के। विंकलर द्वारा - डीआई मेंडेलीव के अनुसार "एकासिलिट्सी" (डीआई मेंडेलीव की तालिका के अनुसार इन तत्वों के आधुनिक नाम निर्धारित करें)। डीआई मेंडेलीव अपनी भविष्यवाणियों में कितने सटीक थे, यह तालिका 2 के आंकड़ों से स्पष्ट होता है।

तालिका 2
जर्मेनियम के अनुमानित और प्रयोगात्मक रूप से खोजे गए गुण

1871 में डी.आई. मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी की गई	1886 में के. विंकलर द्वारा स्थापित।
सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 72 . के करीब है	सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 72.6
ग्रे अपवर्तक धातु	ग्रे अपवर्तक धातु
धातु का घनत्व लगभग 5.5 ग्राम / सेमी 3 . है	धातु का घनत्व 5.35 ग्राम / सेमी 3
ऑक्साइड E0 2 . का सूत्र	ऑक्साइड फॉर्मूला Ge0 2
ऑक्साइड का घनत्व लगभग 4.7 ग्राम / सेमी 3 . है	ऑक्साइड का घनत्व 4.7 ग्राम / सेमी 3 . है
ऑक्साइड आसानी से धातु में अपचयित हो जाएगा।	हाइड्रोजन की धारा में गर्म करने पर Ge0 2 ऑक्साइड धातु में अपचित हो जाता है
क्लोराइड ES1 4 लगभग 90 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक और लगभग 1.9 ग्राम / सेमी 3 के घनत्व वाला तरल होना चाहिए।	जर्मेनियम (IV) क्लोराइड GeCl 4 एक तरल है जिसका क्वथनांक 83 ° C और घनत्व 1.887 g / cm 3 है

नए तत्वों के वैज्ञानिकों-खोजकर्ताओं ने रूसी वैज्ञानिक की खोज की बहुत सराहना की: "तत्वों की आवधिकता के सिद्धांत की वैधता का अब तक एक काल्पनिक एकसिलिसिया की खोज की तुलना में शायद ही कोई स्पष्ट प्रमाण हो सकता है; यह, निश्चित रूप से, एक साहसिक सिद्धांत की एक साधारण पुष्टि से अधिक है - यह दृष्टि के रासायनिक क्षेत्र का एक उत्कृष्ट विस्तार, ज्ञान के क्षेत्र में एक विशाल कदम है ”(के। विंकलर)।

तत्व संख्या 101 की खोज करने वाले अमेरिकी वैज्ञानिकों ने महान रूसी रसायनज्ञ दिमित्री मेंडेलीव के गुणों की मान्यता में इसे "मेंडेलीवियम" नाम दिया, जो तत्वों की आवर्त सारणी का उपयोग करने वाले पहले-अनदेखे तत्वों के गुणों की भविष्यवाणी करने वाले थे।

आप कक्षा 8 में मिले थे और इस वर्ष आवर्त सारणी के रूप का प्रयोग कर रहे होंगे, जिसे लघु-अवधि कहा जाता है। हालांकि, विशेष कक्षाओं में और में उच्च विद्यालयमुख्य रूप से एक अन्य रूप का उपयोग किया जाता है - लंबी अवधि का संस्करण। उनकी तुलना करो। आवर्त सारणी के इन दो रूपों में क्या सामान्य है और क्या भिन्न है?

नए शब्द और अवधारणाएं

1. DI मेंडलीफ का आवर्त नियम।
2. डीआई मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी - आवर्त नियम का ग्राफिक प्रदर्शन।
3. तत्व संख्या, आवर्त संख्या और समूह संख्या का भौतिक अर्थ।
4. आवर्त और समूहों में तत्वों के गुणों में परिवर्तन की नियमितता।
5. डीआई मेंडेलीव द्वारा आवधिक कानून और रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी का महत्व।

स्व-अध्ययन कार्य

1. सिद्ध कीजिए कि डीआई मेंडलीफ का आवर्त नियम, प्रकृति के किसी भी अन्य नियम की तरह, व्याख्यात्मक, सामान्यीकरण और भविष्य कहनेवाला कार्य करता है। इन कार्यों को अन्य कानूनों में स्पष्ट करने के लिए उदाहरण दें जिन्हें आप रसायन विज्ञान, भौतिकी और जीव विज्ञान के पाठ्यक्रमों से जानते हैं।
2. एक रासायनिक तत्व का नाम बताइए, जिसके परमाणु में इलेक्ट्रॉनों को संख्याओं की एक श्रृंखला के अनुसार स्तरों में व्यवस्थित किया जाता है: 2, 5. यह तत्व किस साधारण पदार्थ से बनता है? इसके हाइड्रोजन यौगिक का सूत्र क्या है और इसे क्या कहते हैं? इस तत्व के उच्चतम ऑक्साइड का सूत्र क्या है, इसकी प्रकृति क्या है? इस ऑक्साइड के गुणों को दर्शाने वाले अभिक्रिया समीकरण लिखिए।
3. बेरिलियम को पहले समूह III तत्व के रूप में वर्गीकृत किया गया था, और इसका सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 13.5 माना जाता था। DI मेंडेलीव ने इसे समूह II में क्यों स्थानांतरित किया और बेरिलियम के परमाणु द्रव्यमान को 13.5 से 9 तक सही किया?
4. एक रासायनिक तत्व द्वारा गठित एक साधारण पदार्थ के बीच प्रतिक्रियाओं के समीकरण लिखें, जिसके परमाणु में संख्याओं की एक श्रृंखला के अनुसार ऊर्जा स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों को वितरित किया जाता है: 2, 8, 8, 2, और तत्व संख्या 7 द्वारा गठित सरल पदार्थ। और आवर्त सारणी में नंबर 8। प्रकार क्या है रसायनिक बंधप्रतिक्रिया उत्पादों में? मूल की क्रिस्टल संरचना क्या है सरल पदार्थऔर उनकी बातचीत के उत्पाद?
5. धातु के गुणों को मजबूत करने के क्रम में निम्नलिखित तत्वों को व्यवस्थित करें: जैसे, एसबी, एन, पी, बीआई। इन तत्वों के परमाणुओं की संरचना के आधार पर परिणामी श्रेणी का औचित्य सिद्ध कीजिए।
6. अधात्विक गुणों के सुदृढ़ीकरण के क्रम में निम्नलिखित तत्वों को व्यवस्थित करें: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na। इन तत्वों के परमाणुओं की संरचना के आधार पर परिणामी श्रेणी का औचित्य सिद्ध कीजिए।
7. ऑक्साइड के अम्लीय गुणों के कमजोर होने के क्रम में व्यवस्थित करें, जिसके सूत्र हैं: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7। परिणामी श्रृंखला का औचित्य सिद्ध कीजिए। इन ऑक्साइडों के संगत हाइड्रॉक्साइड्स के सूत्र लिखिए। आपके द्वारा प्रस्तावित सीमा में उनका अम्लीय चरित्र कैसे बदलता है?
8. बोरॉन, बेरिलियम और लिथियम ऑक्साइड के सूत्र लिखिए और उन्हें मुख्य गुणों के आरोही क्रम में व्यवस्थित कीजिए। इन ऑक्साइडों के संगत हाइड्रॉक्साइड्स के सूत्र लिखिए। उनकी रासायनिक प्रकृति क्या है?
9. आइसोटोप क्या हैं? समस्थानिकों की खोज ने आवर्त नियम के निर्माण में किस प्रकार योगदान दिया?
10. D.I की आवर्त सारणी में तत्वों के परमाणु नाभिक के आवेश क्यों होते हैं?
11. आवर्त नियम के तीन सूत्र दीजिए जिनमें सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान, परमाणु नाभिक का आवेश तथा बाह्य ऊर्जा स्तरों की संरचना इलेक्ट्रॉनिक खोलपरमाणु।

प्रसिद्ध रूसी वैज्ञानिक दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने 19 वीं शताब्दी में आवधिक कानून तैयार किया, जिसका सामान्य रूप से भौतिकी, रसायन विज्ञान और विज्ञान के विकास पर असाधारण प्रभाव पड़ा। लेकिन तब से, इसी अवधारणा में कई बदलाव आए हैं। वे क्या हैं?

आवधिक मेंडेलीव का नियम: प्रारंभिक निरूपण

1871 में डिमेंडेलीव ने वैज्ञानिक समुदाय को एक मौलिक सूत्रीकरण का प्रस्ताव दिया, जिसके अनुसार सरल निकायों के गुण, तत्वों के यौगिक (साथ ही उनके रूप), और उनके द्वारा गठित निकायों के गुण (सरल और जटिल) , को उनके परमाणु भार के संकेतकों पर आवधिक निर्भरता के रूप में माना जाना चाहिए।

यह सूत्रीकरण डीआई मेंडेलीव द्वारा लेखक के लेख "रासायनिक तत्वों की आवधिक वैधता" में प्रकाशित हुआ था। संबंधित प्रकाशन भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के अनुसंधान के क्षेत्र में वैज्ञानिक के एक महान कार्य से पहले किया गया था। 1869 में, रासायनिक तत्वों के आवधिक कानून के डी मेंडेलीव द्वारा खोज के बारे में रूसी वैज्ञानिक समुदाय में समाचार सामने आया। जल्द ही एक पाठ्यपुस्तक प्रकाशित हुई, जिसमें प्रसिद्ध आवर्त सारणी के पहले संस्करणों में से एक प्रकाशित किया गया था।

डीआई मेंडेलीव ने 1870 में अपने एक वैज्ञानिक लेख में "आवधिक कानून" शब्द को आम जनता के लिए पेश किया था। इस सामग्री में, वैज्ञानिक ने इस तथ्य की ओर इशारा किया कि अभी तक खोजे गए रासायनिक तत्व नहीं हैं। मेंडेलीफ ने इसे इस तथ्य से उचित ठहराया कि प्रत्येक व्यक्तिगत रासायनिक तत्व के गुण उन लोगों की विशेषताओं के बीच मध्यवर्ती होते हैं जो इसके निकट होते हैं आवर्त सारणी... इसके अलावा, समूह और अवधि दोनों में। अर्थात्, किसी तत्व के गुण उसके सापेक्ष तालिका के ऊपर और नीचे स्थित तत्वों की विशेषताओं के साथ-साथ दाएं और बाएं स्थित तत्वों के बीच मध्यवर्ती होते हैं।

आवर्त सारणी वैज्ञानिक कार्यों का एक अनूठा परिणाम बन गई है। इसके अलावा, मेंडेलीव की अवधारणा की मौलिक नवीनता यह थी कि, सबसे पहले, उन्होंने रासायनिक तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के अनुपात में नियमितता की व्याख्या की, और दूसरी बात, उन्होंने शोधकर्ताओं के समुदाय को इन नियमितताओं को प्रकृति के नियम के रूप में मानने के लिए आमंत्रित किया।

मेंडेलीव के आवधिक कानून के प्रकाशन के कई वर्षों के भीतर, रासायनिक तत्व जो संबंधित अवधारणा के प्रकाशन के समय ज्ञात नहीं थे, लेकिन वैज्ञानिकों द्वारा भविष्यवाणी की गई थी, की खोज की गई थी। गैलियम की खोज 1875 में हुई थी। 1879 में - स्कैंडियम, 1886 में - जर्मेनियम। मेंडलीफ का आवर्त नियम निर्विवाद हो गया है सैद्धांतिक आधाररसायन विज्ञान।

आवर्त नियम का आधुनिक निरूपण

रसायन विज्ञान और भौतिकी के विकास के साथ, डी.आई. मेंडेलीव की अवधारणा विकसित हुई। इसलिए, 19वीं सदी के अंत में - 20वीं शताब्दी की शुरुआत में, वैज्ञानिक किसी रासायनिक तत्व की एक विशेष परमाणु संख्या के भौतिक अर्थ की व्याख्या करने में सक्षम थे। बाद में, शोधकर्ताओं ने संबंधित परमाणुओं के नाभिक के आवेशों की वृद्धि के साथ सहसंबंध में परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना में परिवर्तन का एक मॉडल विकसित किया।

अब आवधिक कानून का निर्माण - उपरोक्त और वैज्ञानिकों की अन्य खोजों को ध्यान में रखते हुए - डी.आई. मेंडेलीव द्वारा प्रस्तावित एक से कुछ अलग है। इसके अनुसार, तत्वों के गुण, साथ ही उनके द्वारा बनाए गए पदार्थ (साथ ही उनके रूप) को संबंधित तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के आरोपों पर आवधिक निर्भरता की विशेषता है।

तुलना

मेंडेलीव के आवर्त नियम के शास्त्रीय सूत्रीकरण और आधुनिक के बीच मुख्य अंतर यह है कि संबंधित वैज्ञानिक कानून की प्रारंभिक व्याख्या तत्वों के गुणों और उनके द्वारा बनाए गए यौगिकों की निर्भरता को उनके परमाणु भार के सूचकांकों पर निर्धारित करती है। आधुनिक व्याख्या भी एक समान निर्भरता की उपस्थिति मानती है - लेकिन रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के प्रभार से पूर्व निर्धारित होती है। एक तरह से या किसी अन्य, वैज्ञानिक दूसरे सूत्रीकरण पर आए, समय के साथ श्रमसाध्य कार्य के माध्यम से पहले को विकसित किया।

यह निर्धारित करने के बाद कि मेंडेलीव के आवर्त नियम के शास्त्रीय और आधुनिक योगों में क्या अंतर है, हम तालिका में निष्कर्षों को प्रतिबिंबित करेंगे।

किसी पदार्थ के अंशों, भिन्नों और मात्राओं के भौतिक और रासायनिक व्यंजक। परमाणु द्रव्यमान इकाई, अमु पदार्थ का मोल, अवोगाद्रो नियतांक। दाढ़ जन। किसी पदार्थ के सापेक्ष परमाणु और आणविक भार। एक रासायनिक तत्व का द्रव्यमान अंश

पदार्थ की संरचना। परमाणु की संरचना का परमाणु मॉडल। एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति। कक्षाओं को इलेक्ट्रॉनों से भरना, कम से कम ऊर्जा का सिद्धांत, क्लेचकोवस्की का नियम, पाउली का सिद्धांत, हुंड का नियम

तुम अभी यहां हो:आधुनिक रूप में आवधिक कानून। आवर्त सारणी। आवधिक कानून का भौतिक अर्थ। आवर्त सारणी की संरचना। मुख्य उपसमूहों के रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के गुणों में परिवर्तन। रासायनिक तत्व लक्षण वर्णन योजना।

मेंडेलीव की आवर्त सारणी। उच्च ऑक्साइड। वाष्पशील हाइड्रोजन यौगिक। घुलनशीलता, लवण, अम्ल, क्षार, ऑक्साइड, कार्बनिक पदार्थों के सापेक्ष आणविक भार। धातुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी, आयनों, गतिविधियों और वोल्टेज की श्रृंखला

धातुओं और हाइड्रोजन तालिका की गतिविधि की विद्युत रासायनिक श्रृंखला, धातुओं और हाइड्रोजन के वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला, रासायनिक तत्वों की विद्युतीयता की श्रृंखला, आयनों की श्रृंखला

रसायनिक बंध। अवधारणाएं। ओकटेट नियम। धातु और अधातु। इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स का संकरण। वैलेंस इलेक्ट्रॉन, वैलेंस अवधारणा, इलेक्ट्रोनगेटिविटी अवधारणा

रासायनिक बंधों के प्रकार। सहसंयोजक बंधन ध्रुवीय, गैर-ध्रुवीय है। लक्षण, गठन के तंत्र और सहसंयोजक बंधों के प्रकार। आयोनिक बंध। ऑक्सीकरण अवस्था। धात्विक बंधन। हाइड्रोजन बंध।

रसायनिक प्रतिक्रिया। अवधारणाएं और संकेत, द्रव्यमान के संरक्षण का कानून, प्रकार (यौगिक, अपघटन, प्रतिस्थापन, विनिमय)। वर्गीकरण: प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय, एक्ज़ोथिर्मिक और एंडोथर्मिक, रेडॉक्स, सजातीय और विषम

अकार्बनिक पदार्थों का सबसे महत्वपूर्ण वर्ग। ऑक्साइड। हाइड्रॉक्साइड्स। नमक। अम्ल, क्षार, उभयधर्मी पदार्थ। सबसे महत्वपूर्ण अम्ल और उनके लवण। अकार्बनिक पदार्थों के सबसे महत्वपूर्ण वर्गों का आनुवंशिक संबंध।

अधातुओं का रसायन। हलोजन। सल्फर। नाइट्रोजन। कार्बन। अक्रिय गैसें

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इलेक्ट्रोलाइट समाधान में प्रतिक्रियाएं + रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं। (आयन एक्सचेंज की प्रतिक्रियाएं। खराब घुलनशील, गैसीय, खराब रूप से अलग करने वाले पदार्थ का निर्माण। लवण के जलीय घोल का हाइड्रोलिसिस। ऑक्सीकरण एजेंट। कम करने वाला एजेंट।)

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