आवर्त सारणी का समूह. समूह IV के तत्वों की सामान्य विशेषताएँ, डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी का मुख्य उपसमूह समूह IV के तत्वों की प्रतिक्रियाशीलता

रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली का एक समूह बढ़ते परमाणु आवेश में परमाणुओं का एक क्रम है जिनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना समान होती है। समूह संख्या परमाणु के बाहरी आवरण (वैलेंस इलेक्ट्रॉन) पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होती है ... विकिपीडिया

आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि में रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी पंक्ति (या चौथी अवधि) के तत्व शामिल हैं। आवर्त सारणी की संरचना दोहराई जाने वाली (आवधिक) ... विकिपीडिया को दर्शाने के लिए पंक्तियों पर आधारित है

आवर्त प्रणाली की पहली अवधि में रासायनिक तत्वों की आवर्त प्रणाली की पहली पंक्ति (या पहली अवधि) के तत्व शामिल होते हैं। आवर्त सारणी की संरचना... विकिपीडिया में दोहराई जाने वाली (आवधिक) प्रवृत्तियों को दर्शाने के लिए पंक्तियों पर आधारित है

आवर्त प्रणाली की दूसरी अवधि में रासायनिक तत्वों की आवर्त प्रणाली की दूसरी पंक्ति (या दूसरी अवधि) के तत्व शामिल होते हैं। आवर्त सारणी की संरचना विकिपीडिया में दोहराई जाने वाली (आवधिक) प्रवृत्तियों को दर्शाने के लिए पंक्तियों पर आधारित है

आवर्त प्रणाली की पाँचवीं अवधि में रासायनिक तत्वों की आवर्त प्रणाली की पाँचवीं पंक्ति (या पाँचवीं अवधि) के तत्व शामिल हैं। आवर्त सारणी की संरचना... विकिपीडिया में दोहराई जाने वाली (आवधिक) प्रवृत्तियों को दर्शाने के लिए पंक्तियों पर आधारित है

आवर्त प्रणाली की तीसरी अवधि में रासायनिक तत्वों की आवर्त प्रणाली की तीसरी पंक्ति (या तीसरी अवधि) के तत्व शामिल होते हैं। आवर्त सारणी की संरचना दोहराई जाने वाली (आवधिक) प्रवृत्तियों को दर्शाने के लिए पंक्तियों पर आधारित है... विकिपीडिया

आवधिक प्रणाली की सातवीं अवधि में रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की सातवीं पंक्ति (या सातवीं अवधि) के तत्व शामिल हैं। आवर्त सारणी की संरचना दोहराई जाने वाली (आवधिक) प्रवृत्तियों को दर्शाने के लिए पंक्तियों पर आधारित है... विकिपीडिया

आवधिक प्रणाली की छठी अवधि में रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की छठी पंक्ति (या छठी अवधि) के तत्व शामिल हैं। आवर्त सारणी की संरचना... विकिपीडिया में दोहराई जाने वाली (आवधिक) प्रवृत्तियों को दर्शाने के लिए पंक्तियों पर आधारित है

आवर्त सारणी का संक्षिप्त रूप मुख्य और लघु उपसमूहों के तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं की समानता पर आधारित है: उदाहरण के लिए, वैनेडियम की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था +5 है, फॉस्फोरस और आर्सेनिक की तरह, क्रोमियम की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था + है 6...विकिपीडिया

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आवधिक प्रणाली रासायनिक तत्वों का एक क्रमबद्ध सेट है, उनका प्राकृतिक वर्गीकरण, जो रासायनिक तत्वों के आवधिक कानून की एक ग्राफिक (सारणीबद्ध) अभिव्यक्ति है। इसकी संरचना, कई मायनों में आधुनिक के समान, 1869-1871 में आवधिक कानून के आधार पर डी. आई. मेंडेलीव द्वारा विकसित की गई थी।

आवधिक प्रणाली का प्रोटोटाइप 1 मार्च, 1869 को डी. आई. मेंडेलीव द्वारा संकलित "परमाणु भार और रासायनिक समानता के आधार पर तत्वों की एक प्रणाली का अनुभव" था। ढाई साल के दौरान, वैज्ञानिक ने लगातार सुधार किया "एक सिस्टम का अनुभव", ने तत्वों के समूहों, श्रृंखलाओं और अवधियों का विचार पेश किया। परिणामस्वरूप, आवर्त सारणी की संरचना ने बड़े पैमाने पर आधुनिक रूपरेखा प्राप्त कर ली।

समूह और अवधि की संख्याओं द्वारा निर्धारित प्रणाली में किसी तत्व के स्थान की अवधारणा, इसके विकास के लिए महत्वपूर्ण हो गई। इस अवधारणा के आधार पर, मेंडेलीव इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि कुछ तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को बदलना आवश्यक था: यूरेनियम, इंडियम, सेरियम और इसके उपग्रह। यह आवर्त सारणी का पहला व्यावहारिक अनुप्रयोग था। मेंडेलीव ने पहली बार कई अज्ञात तत्वों के अस्तित्व और गुणों की भी भविष्यवाणी की। वैज्ञानिक ने ईका-एल्यूमीनियम (गैलियम का भविष्य), ईका-बोरॉन (स्कैंडियम) और ईका-सिलिकॉन (जर्मेनियम) के सबसे महत्वपूर्ण गुणों का विस्तार से वर्णन किया। इसके अलावा, उन्होंने मैंगनीज (भविष्य के टेक्नेटियम और रेनियम), टेल्यूरियम (पोलोनियम), आयोडीन (एस्टैटिन), सीज़ियम (फ्रांस), बेरियम (रेडियम), टैंटलम (प्रोटैक्टीनियम) के एनालॉग्स के अस्तित्व की भविष्यवाणी की। इन तत्वों के संबंध में वैज्ञानिकों की भविष्यवाणियाँ सामान्य प्रकृति की थीं, क्योंकि ये तत्व आवर्त सारणी के कम अध्ययन वाले क्षेत्रों में स्थित थे।

आवधिक प्रणाली के पहले संस्करण बड़े पैमाने पर केवल अनुभवजन्य सामान्यीकरण का प्रतिनिधित्व करते थे। आख़िरकार, आवर्त नियम का भौतिक अर्थ अस्पष्ट था, परमाणु द्रव्यमान में वृद्धि के आधार पर तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन के कारणों का कोई स्पष्टीकरण नहीं था; इस संबंध में, कई समस्याएं अनसुलझी रह गईं। क्या आवर्त सारणी की कोई सीमाएँ हैं? क्या मौजूदा तत्वों की सटीक संख्या निर्धारित करना संभव है? छठी अवधि की संरचना अस्पष्ट रही - दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की सटीक मात्रा क्या थी? यह अज्ञात था कि क्या हाइड्रोजन और लिथियम के बीच के तत्व अभी भी मौजूद हैं, पहली अवधि की संरचना क्या थी। इसलिए, आवधिक कानून की भौतिक पुष्टि और आवधिक प्रणाली के सिद्धांत के विकास तक, गंभीर कठिनाइयाँ एक से अधिक बार उत्पन्न हुईं। 1894-1898 में यह खोज अप्रत्याशित थी। पाँच अक्रिय गैसें जिनका आवर्त सारणी में कोई स्थान नहीं है। आवर्त सारणी की संरचना में एक स्वतंत्र शून्य समूह को शामिल करने के विचार से यह कठिनाई समाप्त हो गई। 19वीं और 20वीं सदी के अंत में रेडियो तत्वों की बड़े पैमाने पर खोज। (1910 तक उनकी संख्या लगभग 40 थी) जिससे उन्हें आवर्त सारणी में रखने की आवश्यकता और इसकी मौजूदा संरचना के बीच तीव्र विरोधाभास पैदा हो गया। छठे और सातवें पीरियड में उनके लिए केवल 7 रिक्तियां थीं। शिफ्ट नियमों की स्थापना और आइसोटोप की खोज से इस समस्या का समाधान हो गया।

आवधिक कानून के भौतिक अर्थ और आवधिक प्रणाली की संरचना को समझाने की असंभवता का एक मुख्य कारण यह था कि यह अज्ञात था कि परमाणु की संरचना कैसे की गई थी (परमाणु देखें)। आवर्त सारणी के विकास में सबसे महत्वपूर्ण मील का पत्थर ई. रदरफोर्ड (1911) द्वारा परमाणु मॉडल का निर्माण था। इसके आधार पर, डच वैज्ञानिक ए. वान डेन ब्रोक (1913) ने सुझाव दिया कि आवर्त सारणी में किसी तत्व की क्रम संख्या संख्यात्मक रूप से उसके परमाणु (Z) के नाभिक के आवेश के बराबर होती है। इसकी प्रायोगिक पुष्टि अंग्रेजी वैज्ञानिक जी. मोसले (1913) ने की थी। आवधिक कानून को एक भौतिक औचित्य प्राप्त हुआ: तत्वों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता को तत्व के परमाणु के नाभिक के Z - आवेश के आधार पर माना जाने लगा, न कि परमाणु द्रव्यमान पर (रासायनिक तत्वों का आवधिक नियम देखें)।

परिणामस्वरूप, आवर्त सारणी की संरचना काफी मजबूत हो गई। सिस्टम की निचली सीमा निर्धारित कर दी गई है. यह हाइड्रोजन है - न्यूनतम Z = 1 वाला तत्व। हाइड्रोजन और यूरेनियम के बीच तत्वों की संख्या का सटीक अनुमान लगाना संभव हो गया है। आवर्त सारणी में "अंतराल" की पहचान की गई, जो Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87 के साथ अज्ञात तत्वों के अनुरूप है। हालांकि, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की सटीक संख्या के बारे में प्रश्न अस्पष्ट रहे और, सबसे महत्वपूर्ण बात, इसके कारण Z के आधार पर तत्वों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता प्रकट नहीं की गई।

आवधिक प्रणाली की स्थापित संरचना और परमाणु स्पेक्ट्रा के अध्ययन के परिणामों के आधार पर, 1918-1921 में डेनिश वैज्ञानिक एन. बोहर ने। परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनिक कोशों और उपकोशों के निर्माण के क्रम के बारे में विचार विकसित किए। वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि परमाणुओं के बाहरी कोश के समान प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समय-समय पर दोहराए जाते हैं। इस प्रकार, यह दिखाया गया कि रासायनिक तत्वों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता को परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक कोशों और उपकोशों के निर्माण में आवधिकता के अस्तित्व द्वारा समझाया गया है।

आवर्त सारणी में 100 से अधिक तत्व शामिल हैं। इनमें से, सभी ट्रांसयूरेनियम तत्व (जेड = 93-110), साथ ही जेड = 43 (टेक्नेटियम), 61 (प्रोमेथियम), 85 (एस्टैटिन), 87 (फ्रांस) वाले तत्व कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए थे। आवधिक प्रणाली के अस्तित्व के पूरे इतिहास में, इसके ग्राफिक प्रतिनिधित्व के वेरिएंट की एक बहुत बड़ी संख्या (>500) प्रस्तावित की गई है, मुख्य रूप से तालिकाओं के रूप में, लेकिन विभिन्न ज्यामितीय आकृतियों (स्थानिक और समतल) के रूप में भी ), विश्लेषणात्मक वक्र (सर्पिल, आदि), आदि। तालिकाओं के छोटे, अर्ध-लंबे, लंबे और सीढ़ी रूप सबसे आम हैं। वर्तमान में, संक्षिप्त रूप को प्राथमिकता दी जाती है।

आवर्त सारणी के निर्माण का मूल सिद्धांत इसका समूहों और आवर्तों में विभाजन है। मेंडेलीव की तत्वों की श्रृंखला की अवधारणा का आज उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि यह भौतिक अर्थ से रहित है। बदले में, समूहों को मुख्य (ए) और माध्यमिक (बी) उपसमूहों में विभाजित किया गया है। प्रत्येक उपसमूह में तत्व - रासायनिक एनालॉग होते हैं। अधिकांश समूहों में ए- और बी-उपसमूहों के तत्व भी एक-दूसरे के साथ एक निश्चित समानता दिखाते हैं, मुख्य रूप से उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में, जो एक नियम के रूप में, समूह संख्या के बराबर होते हैं। आवर्त तत्वों का एक संग्रह है जो क्षार धातु से शुरू होता है और अक्रिय गैस पर समाप्त होता है (एक विशेष मामला पहला आवर्त है)। प्रत्येक अवधि में तत्वों की एक कड़ाई से परिभाषित संख्या होती है। आवर्त सारणी में आठ समूह और सात आवर्त हैं, सातवाँ आवर्त अभी पूरा नहीं हुआ है।

विशिष्टता पहलाअवधि यह है कि इसमें मुक्त रूप में केवल 2 गैसीय तत्व होते हैं: हाइड्रोजन और हीलियम। प्रणाली में हाइड्रोजन का स्थान अस्पष्ट है। चूँकि यह क्षार धातुओं और हैलोजन के लिए सामान्य गुणों को प्रदर्शित करता है, इसलिए इसे या तो 1a-, या Vlla-उपसमूह में, या एक ही समय में दोनों में, उपसमूहों में से एक में कोष्ठक में प्रतीक को संलग्न करते हुए रखा जाता है। हीलियम VIIIa-उपसमूह का पहला प्रतिनिधि है। लंबे समय तक, हीलियम और सभी अक्रिय गैसों को एक स्वतंत्र शून्य समूह में विभाजित किया गया था। रासायनिक यौगिकों क्रिप्टन, क्सीनन और रेडॉन के संश्लेषण के बाद इस स्थिति में संशोधन की आवश्यकता थी। परिणामस्वरूप, पूर्व समूह VIII (लोहा, कोबाल्ट, निकल और प्लैटिनम धातु) की उत्कृष्ट गैसों और तत्वों को एक समूह में मिला दिया गया।

दूसराआवर्त में 8 तत्व शामिल हैं। इसकी शुरुआत क्षार धातु लिथियम से होती है, जिसकी एकमात्र ऑक्सीकरण अवस्था +1 है। इसके बाद बेरिलियम (धातु, ऑक्सीकरण अवस्था +2) आता है। बोरॉन पहले से ही कमजोर रूप से व्यक्त धात्विक चरित्र प्रदर्शित करता है और एक गैर-धातु (ऑक्सीकरण अवस्था +3) है। बोरान के बाद, कार्बन एक विशिष्ट अधातु है जो +4 और -4 दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है। नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोरीन और नियॉन सभी गैर-धातु हैं, नाइट्रोजन में समूह संख्या के अनुरूप +5 की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था होती है। ऑक्सीजन और फ्लोरीन सबसे सक्रिय अधातुओं में से हैं। अक्रिय गैस नियॉन अवधि समाप्त करता है।

तीसराआवर्त (सोडियम-आर्गन) में भी 8 तत्व होते हैं। उनके गुणों में परिवर्तन की प्रकृति काफी हद तक दूसरी अवधि के तत्वों के समान है। लेकिन यहां कुछ विशिष्टता भी है. इस प्रकार, बेरिलियम के विपरीत, मैग्नीशियम, बोरॉन की तुलना में एल्यूमीनियम की तरह, अधिक धात्विक है। सिलिकॉन, फॉस्फोरस, सल्फर, क्लोरीन, आर्गन सभी विशिष्ट अधातुएँ हैं। और उनमें से सभी, आर्गन को छोड़कर, समूह संख्या के बराबर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं।

जैसा कि हम देख सकते हैं, दोनों अवधियों में, जैसे-जैसे Z बढ़ता है, तत्वों के धात्विक गुणों में स्पष्ट रूप से कमज़ोरी और गैर-धातु गुणों में वृद्धि होती है। डी.आई. मेंडेलीव ने दूसरे और तीसरे कालों के तत्वों को (उनके शब्दों में, छोटा) विशिष्ट कहा। छोटी अवधि के तत्व प्रकृति में सबसे आम हैं। कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन (हाइड्रोजन के साथ) ऑर्गेनोजेन हैं, यानी कार्बनिक पदार्थ के मुख्य तत्व।

पहले-तीसरे आवर्त के सभी तत्वों को ए-उपसमूहों में रखा गया है।

चौथीआवर्त (पोटैशियम-क्रिप्टन) में 18 तत्व होते हैं। मेंडेलीव के अनुसार यह पहला बड़ा काल है। क्षार धातु पोटेशियम और क्षारीय पृथ्वी धातु कैल्शियम के बाद 10 तथाकथित संक्रमण धातुओं (स्कैंडियम - जिंक) से युक्त तत्वों की एक श्रृंखला आती है। ये सभी बी-उपसमूहों में शामिल हैं। लोहा, कोबाल्ट और निकल को छोड़कर अधिकांश संक्रमण धातुएँ समूह संख्या के बराबर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती हैं। गैलियम से लेकर क्रिप्टन तक के तत्व ए-उपसमूह से संबंधित हैं। क्रिप्टन के लिए कई रासायनिक यौगिक ज्ञात हैं।

पांचवांअवधि (रुबिडियम - क्सीनन) संरचना में चौथे के समान है। इसमें 10 संक्रमण धातुओं (येट्रियम - कैडमियम) का मिश्रण भी शामिल है। इस काल के तत्वों की अपनी-अपनी विशेषताएँ हैं। ट्रायड रूथेनियम - रोडियम - पैलेडियम में, यौगिकों को रूथेनियम के लिए जाना जाता है जहां यह +8 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है। ए-उपसमूह के सभी तत्व समूह संख्या के बराबर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। Z बढ़ने पर चौथे और पांचवें आवर्त के तत्वों के गुणों में परिवर्तन की विशेषताएं दूसरे और तीसरे आवर्त की तुलना में अधिक जटिल हैं।

छठाअवधि (सीज़ियम-रेडॉन) में 32 तत्व शामिल हैं। इस अवधि में, 10 संक्रमण धातुओं (लैंथेनम, हेफ़नियम - पारा) के अलावा, 14 लैंथेनाइड्स का एक सेट भी शामिल है - सेरियम से ल्यूटेटियम तक। सेरियम से ल्यूटेटियम तक के तत्व रासायनिक रूप से बहुत समान हैं, और इस कारण से उन्हें लंबे समय से दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के परिवार में शामिल किया गया है। आवर्त सारणी के संक्षिप्त रूप में, लैंथेनाइड्स की एक श्रृंखला लैंथेनम कोशिका में शामिल होती है, और इस श्रृंखला की डिकोडिंग तालिका के नीचे दी गई है (लैंथेनाइड्स देखें)।

छठे आवर्त के तत्वों की विशिष्टता क्या है? त्रिक ऑस्मियम - इरिडियम - प्लैटिनम में, +8 की ऑक्सीकरण अवस्था ऑस्मियम के लिए जानी जाती है। एस्टैटिन में काफी स्पष्ट धात्विक गुण होते हैं। रेडॉन में सभी उत्कृष्ट गैसों की तुलना में सबसे अधिक प्रतिक्रियाशीलता होती है। दुर्भाग्य से, इस तथ्य के कारण कि यह अत्यधिक रेडियोधर्मी है, इसके रसायन विज्ञान का बहुत कम अध्ययन किया गया है (रेडियोधर्मी तत्व देखें)।

सातवींकाल की शुरुआत फ़्रांस से होती है. छठे की तरह, इसमें भी 32 तत्व होने चाहिए, लेकिन उनमें से 24 अभी भी ज्ञात हैं, फ्रांसियम और रेडियम क्रमशः Ia और IIa उपसमूह के तत्व हैं, एक्टिनियम IIIb उपसमूह के अंतर्गत आता है। इसके बाद एक्टिनाइड परिवार आता है, जिसमें थोरियम से लेकर लॉरेन्सियम तक के तत्व शामिल हैं और इसे लैंथेनाइड्स के समान रखा गया है। तत्वों की इस श्रृंखला की डिकोडिंग भी तालिका के नीचे दी गई है।

अब देखते हैं कि रासायनिक तत्वों के गुण कैसे बदलते हैं उपसमूहोंआवधिक प्रणाली. इस परिवर्तन का मुख्य पैटर्न Z बढ़ने पर तत्वों के धात्विक चरित्र का मजबूत होना है। यह पैटर्न विशेष रूप से IIIa-VIIa उपसमूहों में स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। Ia-IIIa उपसमूहों की धातुओं के लिए, रासायनिक गतिविधि में वृद्धि देखी गई है। IVa-VIIa उपसमूहों के तत्वों के लिए, जैसे-जैसे Z बढ़ता है, तत्वों की रासायनिक गतिविधि में कमजोरी देखी जाती है। बी-उपसमूह तत्वों के लिए, रासायनिक गतिविधि में परिवर्तन की प्रकृति अधिक जटिल है।

आवधिक प्रणाली का सिद्धांत 20 के दशक में एन. बोह्र और अन्य वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया था। XX सदी और यह परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (परमाणु देखें) के निर्माण की एक वास्तविक योजना पर आधारित है। इस सिद्धांत के अनुसार, जैसे-जैसे Z बढ़ता है, आवर्त सारणी के आवर्तों में शामिल तत्वों के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन कोशों और उपकोशों का भरना निम्नलिखित क्रम में होता है:

अवधि संख्याएँ
1	2	3	4	5	6	7
1s	2s2p	3एस3पी	4s3d4p	5s4d5p	6s4f5d6p	7s5f6d7p

आवधिक प्रणाली के सिद्धांत के आधार पर, हम एक अवधि की निम्नलिखित परिभाषा दे सकते हैं: एक अवधि तत्वों का एक समूह है जो एक तत्व से शुरू होती है जिसका मान n अवधि संख्या के बराबर होता है और l = 0 (s-तत्व) होता है और समाप्त होता है समान मान n और l = 1 वाले तत्व के साथ (पी-तत्व तत्व) (एटम देखें)। अपवाद पहला आवर्त है, जिसमें केवल 1s तत्व शामिल हैं। आवर्त प्रणाली के सिद्धांत से, आवर्तों में तत्वों की संख्या इस प्रकार है: 2, 8, 8, 18, 18, 32...

तालिका में, प्रत्येक प्रकार के तत्वों (एस-, पी-, डी- और एफ-तत्व) के प्रतीकों को एक विशिष्ट रंग पृष्ठभूमि पर दर्शाया गया है: एस-तत्व - लाल पर, पी-तत्व - नारंगी पर, डी-तत्व - नीले पर, एफ-तत्व - हरे पर। प्रत्येक कोशिका तत्वों की परमाणु संख्या और परमाणु द्रव्यमान, साथ ही बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को दर्शाती है।

आवधिक प्रणाली के सिद्धांत से यह पता चलता है कि ए-उपसमूहों में अवधि संख्या के बराबर एन वाले तत्व शामिल हैं, और एल = 0 और 1. बी-उपसमूहों में उन तत्वों को शामिल किया गया है जिनके परमाणुओं में पहले से बने कोश का पूरा होना शामिल है अधूरा होता है. इसीलिए पहले, दूसरे और तीसरे आवर्त में बी-उपसमूह के तत्व शामिल नहीं हैं।

तत्वों की आवर्त सारणी की संरचना का रासायनिक तत्वों के परमाणुओं की संरचना से गहरा संबंध है। जैसे-जैसे Z बढ़ता है, बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश का समान प्रकार का विन्यास समय-समय पर दोहराया जाता है। अर्थात्, वे तत्वों के रासायनिक व्यवहार की मुख्य विशेषताएं निर्धारित करते हैं। ये विशेषताएं ए-उपसमूहों (एस- और पी-तत्वों) के तत्वों के लिए, बी-उपसमूहों (संक्रमण डी-तत्वों) के तत्वों और एफ-परिवारों के तत्वों - लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के लिए अलग-अलग तरह से प्रकट होती हैं। एक विशेष मामले को पहली अवधि के तत्वों - हाइड्रोजन और हीलियम द्वारा दर्शाया गया है। हाइड्रोजन को उच्च रासायनिक गतिविधि की विशेषता है क्योंकि इसका केवल 1s इलेक्ट्रॉन आसानी से हटा दिया जाता है। वहीं, हीलियम (1s 2) का विन्यास बहुत स्थिर है, जो इसकी रासायनिक निष्क्रियता को निर्धारित करता है।

ए-उपसमूहों के तत्वों के लिए, परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश भरे होते हैं (आवर्त संख्या के बराबर n के साथ), इसलिए Z बढ़ने पर इन तत्वों के गुण स्पष्ट रूप से बदल जाते हैं, इस प्रकार, दूसरी अवधि में, लिथियम (2s विन्यास)। ) एक सक्रिय धातु है जो आसानी से अपना एकमात्र वैलेंस इलेक्ट्रॉन खो देता है; बेरिलियम (2s 2) भी एक धातु है, लेकिन इस तथ्य के कारण कम सक्रिय है कि इसके बाहरी इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक मजबूती से बंधे होते हैं। इसके अलावा, बोरॉन (2एस 2 पी) में कमजोर रूप से व्यक्त धात्विक चरित्र है, और दूसरी अवधि के सभी बाद के तत्व, जिसमें 2पी उपकोश बनाया गया है, पहले से ही गैर-धातु हैं। नियॉन (2s 2 p 6) - एक अक्रिय गैस - के बाहरी इलेक्ट्रॉन आवरण का आठ-इलेक्ट्रॉन विन्यास बहुत मजबूत है।

दूसरी अवधि के तत्वों के रासायनिक गुणों को उनके परमाणुओं की निकटतम अक्रिय गैस के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (लिथियम से कार्बन तक के तत्वों के लिए हीलियम विन्यास या कार्बन से फ्लोरीन तक के तत्वों के लिए नियॉन विन्यास) प्राप्त करने की इच्छा से समझाया गया है। यही कारण है कि, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन अपने समूह संख्या के बराबर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित नहीं कर सकता है: इसके लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके नियॉन कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त करना आसान होता है। गुणों में परिवर्तन की वही प्रकृति तीसरी अवधि के तत्वों और उसके बाद के सभी अवधियों के एस- और पी-तत्वों में प्रकट होती है। साथ ही, जैसे-जैसे Z बढ़ता है, a-उपसमूहों में बाहरी इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के बीच बंधन की ताकत का कमजोर होना संबंधित तत्वों के गुणों में प्रकट होता है। इस प्रकार, जैसे-जैसे Z बढ़ता है, s-तत्वों के लिए रासायनिक गतिविधि में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, और p-तत्वों के लिए धात्विक गुणों में वृद्धि होती है।

संक्रमण डी-तत्वों के परमाणुओं में, पहले से अधूरे कोश मुख्य क्वांटम संख्या n के मान के साथ पूरे होते हैं, जो कि अवधि संख्या से एक कम है। कुछ अपवादों के साथ, संक्रमण तत्वों के परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश का विन्यास ns 2 है। इसलिए, सभी डी-तत्व धातु हैं, और यही कारण है कि जेड बढ़ने पर डी-तत्वों के गुणों में परिवर्तन उतने तीव्र नहीं होते जितने कि एस- और पी-तत्वों के लिए देखे गए हैं। उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं में, डी-तत्व आवर्त सारणी के संबंधित समूहों के पी-तत्वों के साथ एक निश्चित समानता दिखाते हैं।

त्रिक (VIIIb-उपसमूह) के तत्वों के गुणों की ख़ासियत को इस तथ्य से समझाया गया है कि b-उपकोश पूरा होने के करीब हैं। यही कारण है कि लोहा, कोबाल्ट, निकल और प्लैटिनम धातुएं, एक नियम के रूप में, उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में यौगिकों का उत्पादन नहीं करती हैं। एकमात्र अपवाद रूथेनियम और ऑस्मियम हैं, जो ऑक्साइड RuO 4 और OsO 4 देते हैं। उपसमूह Ib और IIb के तत्वों के लिए, d-उपकोश वास्तव में पूर्ण है। इसलिए, वे समूह संख्या के बराबर ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं।

लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स (ये सभी धातुएं हैं) के परमाणुओं में, पहले से अधूरे इलेक्ट्रॉन कोश मुख्य क्वांटम संख्या n के मान के साथ पूर्ण हो जाते हैं, जो कि आवर्त संख्या से दो इकाई कम है। इन तत्वों के परमाणुओं में, बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश (ns 2) का विन्यास अपरिवर्तित रहता है, और तीसरा बाहरी N-कोश 4f-इलेक्ट्रॉन से भरा होता है। यही कारण है कि लैंथेनाइड्स इतने समान हैं।

एक्टिनाइड्स के लिए स्थिति अधिक जटिल है। Z = 90-95 वाले तत्वों के परमाणुओं में, 6d और 5f इलेक्ट्रॉन रासायनिक अंतःक्रिया में भाग ले सकते हैं। इसलिए, एक्टिनाइड्स में कई अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं। उदाहरण के लिए, नेप्च्यूनियम, प्लूटोनियम और अमेरिकियम के लिए, ऐसे यौगिकों को जाना जाता है जहां ये तत्व हेप्टावेलेंट अवस्था में दिखाई देते हैं। केवल क्यूरियम (जेड = 96) से शुरू होने वाले तत्वों के लिए, त्रिसंयोजक अवस्था स्थिर हो जाती है, लेकिन इसकी अपनी विशेषताएं भी होती हैं। इस प्रकार, एक्टिनाइड्स के गुण लैंथेनाइड्स के गुणों से काफी भिन्न होते हैं, और इसलिए दोनों परिवारों को समान नहीं माना जा सकता है।

एक्टिनाइड परिवार Z = 103 (लॉरेन्सियम) वाले तत्व के साथ समाप्त होता है। कुरचाटोवियम (जेड = 104) और निल्सबोरियम (जेड = 105) के रासायनिक गुणों के आकलन से पता चलता है कि ये तत्व क्रमशः हेफ़नियम और टैंटलम के अनुरूप होने चाहिए। इसलिए, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि परमाणुओं में एक्टिनाइड परिवार के बाद, 6d उपकोश का व्यवस्थित भरना शुरू होता है। Z = 106-110 वाले तत्वों की रासायनिक प्रकृति का प्रयोगात्मक रूप से मूल्यांकन नहीं किया गया है।

आवर्त सारणी में शामिल तत्वों की अंतिम संख्या अज्ञात है। इसकी ऊपरी सीमा की समस्या शायद आवर्त सारणी का मुख्य रहस्य है। प्रकृति में खोजा गया सबसे भारी तत्व प्लूटोनियम (Z=94) है। कृत्रिम परमाणु संलयन की सीमा समाप्त हो गई है - परमाणु क्रमांक 110 वाला एक तत्व। प्रश्न खुला रहता है: क्या बड़े परमाणु क्रमांक वाले तत्व प्राप्त करना संभव होगा, कौन से और कितने? इसका उत्तर अभी तक निश्चितता के साथ नहीं दिया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों पर की गई जटिल गणनाओं का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने परमाणुओं की संरचना निर्धारित करने और "सुपरलेमेंट्स" के सबसे महत्वपूर्ण गुणों का मूल्यांकन करने की कोशिश की, सीधे विशाल क्रमांक संख्या (जेड = 172 और यहां तक ​​कि जेड = 184) तक। प्राप्त परिणाम काफी अप्रत्याशित थे. उदाहरण के लिए, Z = 121 वाले किसी तत्व के परमाणु में, एक 8p इलेक्ट्रॉन प्रकट होने की उम्मीद है; यह Z = 119 और 120 वाले परमाणुओं में 8s उपकोश का निर्माण पूरा होने के बाद है। लेकिन एस-इलेक्ट्रॉनों के बाद पी-इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति केवल दूसरे और तीसरे आवर्त के तत्वों के परमाणुओं में देखी जाती है। गणना से यह भी पता चलता है कि काल्पनिक आठवें आवर्त के तत्वों में, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों और उप-कोशों का भरना बहुत ही जटिल और अद्वितीय क्रम में होता है। इसलिए, संबंधित तत्वों के गुणों का आकलन करना एक बहुत कठिन समस्या है। ऐसा प्रतीत होता है कि आठवीं अवधि में 50 तत्व (Z = 119-168) होने चाहिए, लेकिन, गणना के अनुसार, इसे Z = 164 वाले तत्व पर समाप्त होना चाहिए, यानी 4 क्रमांक पहले। और "विदेशी" नौवीं अवधि, यह पता चला है, इसमें 8 तत्व शामिल होने चाहिए। यहां उनकी "इलेक्ट्रॉनिक" प्रविष्टि है: 9एस 2 8पी 4 9पी 2। दूसरे शब्दों में, इसमें दूसरे और तीसरे आवर्त की तरह केवल 8 तत्व होंगे।

कंप्यूटर का उपयोग करके की गई गणना कितनी सही होगी, यह कहना मुश्किल है। हालाँकि, यदि उनकी पुष्टि हो गई, तो तत्वों की आवर्त सारणी और इसकी संरचना के अंतर्निहित पैटर्न पर गंभीरता से पुनर्विचार करना आवश्यक होगा।

आवर्त सारणी ने प्राकृतिक विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों के विकास में बहुत बड़ी भूमिका निभाई है और निभा रही है। यह परमाणु-आणविक विज्ञान की सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धि थी, जिसने "रासायनिक तत्व" की आधुनिक अवधारणा के उद्भव और सरल पदार्थों और यौगिकों के बारे में अवधारणाओं के स्पष्टीकरण में योगदान दिया।

आवधिक प्रणाली द्वारा प्रकट नियमितताओं का परमाणु संरचना के सिद्धांत के विकास, आइसोटोप की खोज और परमाणु आवधिकता के बारे में विचारों के उद्भव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा। आवधिक प्रणाली रसायन विज्ञान में पूर्वानुमान की समस्या के कड़ाई से वैज्ञानिक सूत्रीकरण से जुड़ी है। यह अज्ञात तत्वों के अस्तित्व और गुणों की भविष्यवाणी और पहले से खोजे गए तत्वों के रासायनिक व्यवहार की नई विशेषताओं में प्रकट हुआ था। आजकल, आवधिक प्रणाली रसायन विज्ञान की नींव का प्रतिनिधित्व करती है, मुख्य रूप से अकार्बनिक, पूर्व निर्धारित गुणों वाले पदार्थों के रासायनिक संश्लेषण की समस्या को हल करने, नए अर्धचालक पदार्थों के विकास, विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए विशिष्ट उत्प्रेरक के चयन आदि की समस्या को हल करने में महत्वपूर्ण रूप से मदद करती है। , आवर्त प्रणाली रसायन शास्त्र पढ़ाने का आधार है।

VOUD 2o13, कम से कम कुछ चीजों की मदद की वास्तव में जरूरत है1। अक्रिय तत्वों की विशेषता निम्नलिखित गुणों से होती है: ए) पानी के साथ बातचीत करते समय, वे क्षार बनाते हैं; ग) निष्क्रिय

सक्रिय निष्क्रिय; बी) धातुओं के साथ बातचीत करते समय, वे लवण बनाते हैं; घ) विशिष्ट धातुएँ; 2. धातु जिसका उपयोग हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है (एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके): ए) जेएन; बी) पीटी; ग) औ; घ) एचजी; ई) क्यू; 3. मूल ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड इसके साथ परस्पर क्रिया करते हैं: ए) एसिड; बी) कारण; ग) अम्ल और क्षार दोनों; 4. मुख्य उपसमूहों में ऊपर से नीचे तक, गैर-धातु गुण: ए) वृद्धि बी) कमजोर सी) अपरिवर्तित रहते हैं 5. समूह IV के मुख्य उपसमूह के तत्व: ए) सल्फर बी) टाइटेनियम सी) सिलिकॉन डी) क्रोमियम 6 अंतिम ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या निम्न द्वारा निर्धारित की जाती है: a) क्रम संख्या द्वारा b) अवधि संख्या द्वारा c) समूह संख्या 7 द्वारा। क्रम संख्या 19 और 32 वाले तत्वों के परमाणुओं की संरचना समान है: a) कुल। इलेक्ट्रॉनों की संख्या; ग) इलेक्ट्रॉनिक स्तरों की संख्या; घ) अंतिम ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या; बी) न्यूट्रॉन की संख्या; 8. इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1s22s22p6 वाला तत्व: a) नियॉन; बी) ब्रोमीन; ग) कैल्शियम; घ) बेरिलियम; 9. सोडियम परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र है: a) 1s22s22р1 b) 1s22s22p63s1 c) 1s22s22p63s2 10. किस तत्व के परमाणु में अंतिम ऊर्जा स्तर की संरचना निम्नलिखित है...3s23p2: a) कार्बन; बी) ब्रोमीन; ग) सिलिकॉन; घ) फास्फोरस; 11. अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में तत्व संख्या 16 (सल्फर) का इलेक्ट्रॉन आवरण शामिल है: ए) 1; बी) 2; तीन बजे; घ) 4; 12. एक तत्व की क्रमिक संख्या जिसके परमाणु आरओ प्रकार के उच्च ऑक्साइड बनाने में सक्षम हैं: ए) संख्या 11 (सोडियम); बी) नंबर 12 (मैग्नीशियम); ग) नंबर 14 (सिलिकॉन); 13. इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1s22s22p3 वाला एक तत्व इस प्रकार का एक वाष्पशील हाइड्रोजन यौगिक बनाता है: a) RH4; बी) आरएच3; ग) आरएच2; घ) आरएच; 14. सामान्य परिस्थितियों में 4 मोल हाइड्रोजन का आयतन: बी) 44.8 एल; ग) 67.2 लीटर; घ) 89.6 एल; ई) 112 एल; 15. तत्व द्वितीय आवर्त में स्थित है। उच्च ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड में संयोजकता I है। यौगिक मूल गुण प्रदर्शित करता है। यह तत्व... a) बेरिलियम b) मैग्नीशियम c) लिथियम d) फ्लोरीन 16. क्लोरीन की अधिकतम संयोजकता (संख्या 17): a) IV b) V c) VII d) VIII 17. आर्सेनिक की न्यूनतम संयोजकता (संख्या 17) 33): a) IV b) III c) V d) VII 18. परमाणु विन्यास वाले तत्वों के दो उच्च ऑक्साइडों की परस्पर क्रिया से प्राप्त नमक का आणविक भार क्रमशः 1s22s22p3 और 1s22s22p63s1 है: a) 85; बी) 111; ग) 63; घ) 101; ई) 164; 19. पदार्थ "X" का सूत्र निर्धारित करें, जो परिवर्तनों के परिणामस्वरूप बनता है: N2 → N2O5 A; बा → बाओ बी; ए + बी → एक्स + डी; a) HNO3 b) Ba(OH)2 c) Ba (NO3)2 d) BaSO4 e) BaOHNO3 20. प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांकों का योग, जिसकी योजना KMnO4 है → K2MnO4 + MnO2 + O2 a) 2 ; बी) 3; 4 पर; घ) 5; ई) 6; 21. पोटेशियम ऑक्साइड का मोलर द्रव्यमान (जी/मोल में): ए) 55; बी) 56; ग) 74; घ) 94; ई) 112; 22. इस यौगिक के 204 ग्राम बनाने वाले एल्यूमीनियम ऑक्साइड के मोलों की संख्या: ए) 1; बी) 2; तीन बजे; घ) 4; ई) 5; 23. 2 ग्राम कोयले के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा (प्रतिक्रिया का थर्मोकेमिकल समीकरण C + O2 = CO2 + 402.24 kJ): a) 67.04 kJ; बी) 134.08 केजे; ग) 200 केजे; घ) 201.12 केजे; ई) 301.68 केजे; 24. सामान्य परिस्थितियों में, 44.8 लीटर ऑक्सीजन का द्रव्यमान होता है: a) 8 ग्राम; बी) 16 ग्राम; ग) 32 ग्राम; घ) 64 ग्राम; ई) 128 ग्राम; 25. PH3 यौगिक में हाइड्रोजन का द्रव्यमान अंश है: a) 5.4%; बी) 7.42%; ग) 8.82%; घ) 78.5%; ई) 82.2%; 26. EO3 यौगिक में ऑक्सीजन का द्रव्यमान अंश 60% है। यौगिक में तत्व ई का नाम: ए) नाइट्रोजन; बी) फास्फोरस; ग) सल्फर; घ) सिलिकॉन; ई) सेलेनियम; 27. जब सोडियम 72 ग्राम पानी के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो हाइड्रोजन आयतन (n.s.) में निकलता है: a) 11.2 l; बी) 22.4 एल; ग) 44.8 एल; घ) 67.2 एल; ई) 112 एल; 28. 224 लीटर हाइड्रोजन (एनएस) प्राप्त करने के लिए आवश्यक हाइड्रोक्लोरिक एसिड का द्रव्यमान: (बीए + 2एचसीएल = बीएसीएल2 + एच2): ए) 219 ग्राम; बी) 109.5 ग्राम; ग) 730 ग्राम; घ) 64 ग्राम; ई) 365 ग्राम; 29. 30% घोल के 200 ग्राम में निहित सोडियम हाइड्रॉक्साइड का द्रव्यमान: ए) 146 ग्राम; बी) 196 ग्राम; ग) 60 ग्राम; घ) 6 ग्राम; ई) 200 ग्राम; 30. सल्फ्यूरिक एसिड के 75% घोल के 400 ग्राम के साथ सोडियम हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया से बनने वाला नमक का द्रव्यमान: ए) 146 ग्राम; बी) 196 ग्राम; ग) 360 ग्राम; घ) 435 ग्राम; ई) 200 ग्राम;

) डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में लिथियम तत्व की स्थिति

1) डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में एल्युमीनियम तत्व की स्थिति और उसके परमाणुओं की संरचना 2) एक साधारण पदार्थ (धातु, अधातु) की प्रकृति 3) एक साधारण पदार्थ के गुणों की तुलना उसके गुणों से उपसमूह में पड़ोसी तत्वों द्वारा निर्मित सरल पदार्थ 4) अवधि में पड़ोसी तत्वों द्वारा निर्मित सरल पदार्थों के गुणों के साथ एक साधारण पदार्थ के गुणों की तुलना 5) उच्च ऑक्साइड की संरचना, इसका चरित्र (क्षारीय, अम्लीय, उभयधर्मी) 6) उच्च हाइड्रॉक्साइड की संरचना और इसकी प्रकृति (ऑक्सीजन युक्त एसिड, बेस, एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड) 7) वाष्पशील हाइड्रोजन यौगिक की संरचना (गैर-धातुओं के लिए)

1. समूह II के तत्वों के धात्विक गुण बढ़ते क्रमांक के साथ 1) घटते हैं 2) बढ़ते हैं 3) नहीं बदलते 4) समय-समय पर बदलते रहते हैं 2.

फास्फोरस प्रतिक्रिया में एक ऑक्सीकरण एजेंट है: 1) 3Mg+2H3PO4=Mg3(PO4)2+3H2 2) P2O3+O2=P2O5 3) 3Mg+2P=Mg3P2 4) 2P+3Cl2=2PCl3 3. कमरे के तापमान पर, दोनों जल धातु के साथ परस्पर क्रिया न करें: 1) जस्ता और लोहा 2) तांबा और सोना 3) सोडियम और पारा 4) पोटेशियम और कैल्शियम 4. 1) सोडियम ऑक्साइड और की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप Na+ आयन बनते हैं और हाइड्रोजन गैस निकलती है। पानी 2) हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ सोडियम ऑक्साइड 3) पानी के साथ क्लोराइड सोडियम 4) हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ सोडियम। 5. ऑक्सीजन के साथ बातचीत करते समय, समूह की सभी धातुएं 1) लिथियम, सोडियम 2) कैल्शियम, स्ट्रोंटियम 3) बेरियम, पोटेशियम 4) पोटेशियम, मैग्नीशियम ऑक्साइड बनाते हैं 6. सोडियम के समीकरण में ऑक्सीकरण सूत्र के सामने गुणांक क्लोरीन 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 7. यदि प्रतिक्रिया उत्पाद आयरन (II) सल्फेट और पानी हैं, तो अभिकारक 1) आयरन (II) ऑक्साइड और सल्फर (IV) ऑक्साइड 2) कॉपर (II) हैं ) सल्फेट और आयरन (II) क्लोराइड 3) आयरन और सल्फ्यूरिक एसिड 4) आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड 8. लिथियम का उपयोग सोडियम को उसके नमक के जलीय घोल से विस्थापित करने के लिए नहीं किया जाता है, क्योंकि यह 1) पानी के साथ परस्पर क्रिया करता है 2) तांबे के बाईं ओर गतिविधि श्रृंखला में है 3) सोडियम की तुलना में कम शक्तिशाली कम करने वाला एजेंट है 4) हवा में आसानी से ऑक्सीकरण होता है।

समूह IV के तत्वों की सामान्य विशेषताएँ, डी. आई. मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली का मुख्य उपसमूह

समूह IV के मुख्य उपसमूह के तत्वों में कार्बन, सिलिकॉन, जर्मेनियम, टिन और सीसा शामिल हैं। धात्विक गुण बढ़ जाते हैं, अधात्विक गुण कम हो जाते हैं। बाहरी परत पर 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं।

रासायनिक गुण(कार्बन आधारित)

· धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करें

4Al+3C = Al 4 C 3 (प्रतिक्रिया उच्च तापमान पर होती है)

· गैर-धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करें

2एच 2 +सी = सीएच 4

· ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करें

· पानी के साथ परस्पर क्रिया करें

C+H2O = CO+H2

· ऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया करें

2Fe 2 O 3 +3C = 3CO 2 +4Fe

· अम्लों के साथ परस्पर क्रिया करें

3C+4HNO3 = 3CO2 +4NO+2H2O

कार्बन. आवर्त सारणी में उसकी स्थिति के आधार पर कार्बन के लक्षण, कार्बन की अपरूपता, अधिशोषण, प्रकृति में वितरण, उत्पादन, गुण। सबसे महत्वपूर्ण कार्बन यौगिक

कार्बन (रासायनिक प्रतीक - सी, लैट। कार्बोनियम) चौदहवें समूह का एक रासायनिक तत्व है (पुराने वर्गीकरण के अनुसार - चौथे समूह का मुख्य उपसमूह), रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की दूसरी अवधि। क्रमांक 6, परमाणु द्रव्यमान - 12.0107। कार्बन विभिन्न प्रकार के अपरूपों में व्यापक रूप से भिन्न भौतिक गुणों के साथ मौजूद है। संशोधनों की विविधता कार्बन की विभिन्न प्रकार के रासायनिक बंधन बनाने की क्षमता के कारण होती है।

प्राकृतिक कार्बन में दो स्थिर समस्थानिक होते हैं - 12C (98.93%) और 13C (1.07%) और एक रेडियोधर्मी समस्थानिक 14C (β-उत्सर्जक, T½ = 5730 वर्ष), जो वायुमंडल और पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी भाग में केंद्रित है।

कार्बन के मुख्य और अच्छी तरह से अध्ययन किए गए एलोट्रोपिक संशोधन हीरे और ग्रेफाइट हैं। सामान्य परिस्थितियों में, केवल ग्रेफाइट थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर होता है, जबकि हीरा और अन्य रूप मेटास्टेबल होते हैं। तरल कार्बन केवल एक निश्चित बाहरी दबाव पर ही मौजूद रहता है।

60 GPa से ऊपर के दबाव पर, एक बहुत घने संशोधन C III (हीरे के घनत्व से 15-20% अधिक घनत्व) का निर्माण माना जाता है, जिसमें धात्विक चालकता होती है।

अणुओं की एक श्रृंखला संरचना के साथ हेक्सागोनल प्रणाली के कार्बन के क्रिस्टलीय संशोधन को आमतौर पर कार्बाइन कहा जाता है। कार्बाइन के कई रूप ज्ञात हैं, जो इकाई कोशिका में परमाणुओं की संख्या में भिन्न होते हैं।

कार्बाइन एक महीन-क्रिस्टलीय काला पाउडर (घनत्व 1.9-2 ग्राम/सेमी³) है और इसमें अर्धचालक गुण हैं। एक दूसरे के समानांतर रखी कार्बन परमाणुओं की लंबी श्रृंखलाओं से कृत्रिम परिस्थितियों में प्राप्त किया गया।

कार्बाइन कार्बन का एक रैखिक बहुलक है। कार्बाइन अणु में, कार्बन परमाणु श्रृंखलाओं में बारी-बारी से या तो ट्रिपल और सिंगल बॉन्ड (पॉलीन संरचना) या स्थायी रूप से डबल बॉन्ड (पॉलीक्यूमुलीन संरचना) द्वारा जुड़े होते हैं। कार्बाइन में अर्धचालक गुण होते हैं और प्रकाश के प्रभाव में इसकी चालकता बहुत बढ़ जाती है। पहला व्यावहारिक अनुप्रयोग इस संपत्ति पर आधारित है - फोटोकल्स में।

ग्राफीन कार्बन का एक द्वि-आयामी एलोट्रोपिक संशोधन है, जो कार्बन परमाणुओं की एक परमाणु मोटी परत से बनता है, जो एक हेक्सागोनल दो-आयामी क्रिस्टल जाली में एसपी² बांड के माध्यम से जुड़ा होता है।

सामान्य तापमान पर, कार्बन रासायनिक रूप से निष्क्रिय होता है; पर्याप्त उच्च तापमान पर यह कई तत्वों के साथ जुड़ता है और मजबूत अपचायक गुण प्रदर्शित करता है। कार्बन के विभिन्न रूपों की रासायनिक गतिविधि निम्नलिखित क्रम में घटती है: अनाकार कार्बन, ग्रेफाइट, हीरा; हवा में वे क्रमशः 300-500 डिग्री सेल्सियस, 600-700 डिग्री सेल्सियस और 850-1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर प्रज्वलित होते हैं।

कार्बन के दहन उत्पाद CO और CO2 (क्रमशः कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड) हैं। अस्थिर कार्बन सबऑक्साइड C3O2 (गलनांक -111 °C, क्वथनांक 7 °C) और कुछ अन्य ऑक्साइड (उदाहरण के लिए, C12O9, C5O2, C12O12) भी जाने जाते हैं। ग्रेफाइट और अनाकार कार्बन 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हाइड्रोजन के साथ, 900 डिग्री सेल्सियस पर फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करना शुरू करते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कमजोर कार्बोनिक एसिड - H2CO3 बनाता है, जो लवण - कार्बोनेट बनाता है। पृथ्वी पर सबसे व्यापक कैल्शियम कार्बोनेट (खनिज रूप - चाक, संगमरमर, कैल्साइट, चूना पत्थर, आदि) और मैग्नीशियम (खनिज रूप डोलोमाइट) हैं।

हैलोजन, क्षार धातु आदि के साथ ग्रेफाइट।
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पदार्थ समावेशन यौगिक बनाते हैं। जब नाइट्रोजन वायुमंडल में कार्बन इलेक्ट्रोड के बीच एक विद्युत निर्वहन पारित किया जाता है, तो सायनोजेन बनता है। उच्च तापमान पर, H2 और N2 के मिश्रण के साथ कार्बन की प्रतिक्रिया से हाइड्रोसायनिक एसिड बनता है:

सल्फर के साथ कार्बन की प्रतिक्रिया से कार्बन डाइसल्फ़ाइड CS2 CS और C3S2 भी ज्ञात होते हैं। अधिकांश धातुओं के साथ, कार्बन कार्बाइड बनाता है, उदाहरण के लिए:

जलवाष्प के साथ कार्बन की प्रतिक्रिया उद्योग में महत्वपूर्ण है:

गर्म होने पर, कार्बन धातु ऑक्साइड को धातुओं में बदल देता है। इस संपत्ति का व्यापक रूप से धातुकर्म उद्योग में उपयोग किया जाता है।

ग्रेफाइट का उपयोग पेंसिल उद्योग में किया जाता है, लेकिन इसकी कोमलता को कम करने के लिए इसे मिट्टी के साथ मिलाया जाता है। हीरा, अपनी असाधारण कठोरता के कारण, एक अपरिहार्य अपघर्षक पदार्थ है। औषध विज्ञान और चिकित्सा में, विभिन्न कार्बन यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - कार्बोनिक एसिड और कार्बोक्जिलिक एसिड के व्युत्पन्न, विभिन्न हेटरोसायकल, पॉलिमर और अन्य यौगिक। कार्बन मानव जीवन में बहुत बड़ी भूमिका निभाता है। इसके अनुप्रयोग भी इस बहुआयामी तत्व की तरह ही विविध हैं। विशेष रूप से, कार्बन स्टील (2.14% भार तक) और कच्चा लोहा (2.14% भार से अधिक) का एक अभिन्न घटक है।

कार्बन वायुमंडलीय एरोसोल का हिस्सा है, जिसके कारण क्षेत्रीय जलवायु बदल सकती है और धूप वाले दिनों की संख्या घट सकती है। ताप विद्युत संयंत्रों में कोयला जलाने, खुली कोयला खदानों, भूमिगत गैसीकरण, कोयला सांद्रता के उत्पादन आदि के दौरान कार्बन वाहनों की निकास गैसों में कालिख के रूप में पर्यावरण में प्रवेश करता है।
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दहन स्रोतों के ऊपर कार्बन सांद्रता 100-400 µg/m³ है, बड़े शहरों में 2.4-15.9 µg/m³, ग्रामीण क्षेत्रों में 0.5 - 0.8 µg/m³ है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से गैस एरोसोल उत्सर्जन के साथ, (6-15)·109 बीक्यू/दिन 14СО2 वायुमंडल में प्रवेश करता है।

वायुमंडलीय एरोसोल में उच्च कार्बन सामग्री से आबादी में रुग्णता बढ़ जाती है, खासकर ऊपरी श्वसन पथ और फेफड़ों में। व्यावसायिक रोग - मुख्य रूप से एन्थ्रेकोसिस और धूल ब्रोंकाइटिस। कार्य क्षेत्र की हवा में, एमपीसी, एमजी/एम³: हीरा 8.0, एन्थ्रेसाइट और कोक 6.0, कोयला 10.0, कार्बन ब्लैक और कार्बन धूल 4.0; वायुमंडलीय हवा में अधिकतम एक बार 0.15 है, औसत दैनिक 0.05 मिलीग्राम/घन मीटर है।

सबसे महत्वपूर्ण कनेक्शन. कार्बन (II) मोनोऑक्साइड (कार्बन मोनोऑक्साइड) CO. सामान्य परिस्थितियों में, यह रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है। विषाक्तता को इस तथ्य से समझाया जाता है कि यह आसानी से रक्त हीमोग्लोबिन कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) CO2 के साथ मिल जाता है। सामान्य परिस्थितियों में, यह थोड़ी खट्टी गंध और स्वाद वाली रंगहीन गैस है, जो हवा से डेढ़ गुना भारी है, जलती नहीं है और दहन का समर्थन नहीं करती है। कार्बोनिक एसिड H2CO3. कमजोर अम्ल। कार्बोनिक एसिड अणु केवल घोल में मौजूद होते हैं। फॉस्जीन COCl2. विशिष्ट गंध वाली रंगहीन गैस, क्वथनांक = 8°C, गलनांक = -118°C। बहुत जहरीला. पानी में थोड़ा घुलनशील. प्रतिक्रियाशील. कार्बनिक संश्लेषण में उपयोग किया जाता है।

समूह IV के तत्वों की सामान्य विशेषताएँ, डी.आई. मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली का मुख्य उपसमूह - अवधारणा और प्रकार। श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं "समूह IV के तत्वों की सामान्य विशेषताएं, डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी का मुख्य उपसमूह" 2017, 2018।

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चित्र में. चित्र 15.4 आवर्त सारणी में समूह IV के पाँच तत्वों का स्थान दर्शाता है। समूह III के तत्वों की तरह, वे पी-तत्वों की संख्या से संबंधित हैं। समूह IV के सभी तत्वों के परमाणुओं के बाहरी आवरण का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान है: तालिका में 15.4 परमाणुओं के विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और समूह IV तत्वों के कुछ गुणों को दर्शाता है। समूह IV तत्वों के ये और अन्य भौतिक और रासायनिक गुण उनकी संरचना से जुड़े हैं, अर्थात्: कार्बन (हीरे के रूप में), सिलिकॉन और जर्मेनियम में एक ढांचागत क्रिस्टलीय हीरे जैसी संरचना होती है (धारा 3.2 देखें); टिन और सीसे की संरचना धात्विक होती है (चेहरा-केन्द्रित घन, धारा 3.2 भी देखें)।

चावल। 15.4. आवर्त सारणी में समूह IV के तत्वों की स्थिति।

जैसे-जैसे आप समूह में नीचे जाते हैं, तत्वों की परमाणु त्रिज्या बढ़ती है और परमाणुओं के बीच के बंधन कमजोर होते जाते हैं। बाहरी परमाणु कोश के इलेक्ट्रॉनों के एक ही दिशा में लगातार बढ़ते विस्थानीकरण के कारण समूह IV तत्वों की विद्युत चालकता में वृद्धि होती है। उनके गुण

तालिका 15.4. समूह IV तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और भौतिक गुण

धीरे-धीरे गैर-धात्विक से धात्विक में परिवर्तन: कार्बन एक गैर-धातु तत्व है और हीरे के रूप में एक इन्सुलेटर (ढांकता हुआ) है; सिलिकॉन और जर्मेनियम - अर्धचालक; टिन और सीसा धातु और अच्छे चालक हैं।

समूह के ऊपरी भाग के तत्वों से उसके निचले भाग के तत्वों में संक्रमण के दौरान परमाणुओं के आकार में वृद्धि के कारण, परमाणुओं के बीच के बंधन लगातार कमजोर हो रहे हैं और तदनुसार, पिघलने में कमी आ रही है। बिंदु और क्वथनांक, साथ ही तत्वों की कठोरता।

अपररूपता

सिलिकॉन, जर्मेनियम और सीसा प्रत्येक केवल एक ही संरचनात्मक रूप में मौजूद हैं। हालाँकि, कार्बन और टिन कई संरचनात्मक रूपों में मौजूद हैं। एक तत्व के विभिन्न संरचनात्मक रूपों को एलोट्रोप कहा जाता है (धारा 3.2 देखें)।

कार्बन के दो अपररूप हैं: हीरा और ग्रेफाइट। उनकी संरचना अनुभाग में वर्णित है। 3.2. कार्बन की एलोट्रॉपी मोनोट्रॉपी का एक उदाहरण है, जो निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है: 1) एलोट्रोप तापमान और दबाव की एक निश्चित सीमा में मौजूद हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, हीरा और ग्रेफाइट दोनों कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर मौजूद होते हैं); 2) कोई संक्रमण तापमान नहीं है जिस पर एक एलोट्रोप दूसरे में बदल जाता है; 3) एक अपररूप दूसरे की तुलना में अधिक स्थिर होता है। उदाहरण के लिए, ग्रेफाइट हीरे की तुलना में अधिक प्रतिरोधी है। कम स्थिर रूपों को मेटास्टेबल कहा जाता है। इसलिए हीरा कार्बन का एक मेटास्टेबल एलोट्रोप (या मोनोट्रोप) है।

कार्बन अभी भी अन्य रूपों में मौजूद हो सकता है, जिसमें चारकोल, कोक और कार्बन ब्लैक शामिल हैं। वे सभी कार्बन के अपरिष्कृत रूप हैं। कभी-कभी अनाकार रूप कहा जाता है, पहले उन्हें कार्बन के तीसरे एलोट्रोपिक रूप का प्रतिनिधित्व करने के लिए सोचा गया था। अनाकार शब्द का अर्थ है आकारहीन। अब यह स्थापित हो गया है कि "अनाकार" कार्बन माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेफाइट से ज्यादा कुछ नहीं है।

टिन तीन एलोट्रोपिक रूपों में मौजूद है। उन्हें कहा जाता है: ग्रे टिन (ए-टिन), सफेद टिन (पी-टिन) और रोम्बिक टिन (यू-टिन)। टिन में पाए जाने वाले प्रकार की एलोट्रॉपी को एनैन्टियोट्रॉपी कहा जाता है। इसकी विशेषता निम्नलिखित विशेषताएं हैं: 1) एक एलोट्रोप का दूसरे में परिवर्तन एक निश्चित तापमान पर होता है, जिसे संक्रमण तापमान कहा जाता है; उदाहरण के लिए

Vlmaz संरचना धातु (अर्धचालक) संरचना 2) प्रत्येक एलोट्रोप केवल एक निश्चित तापमान सीमा में स्थिर होता है।

समूह IV तत्वों की प्रतिक्रियाशीलता

समूह IV के तत्वों की प्रतिक्रियाशीलता आम तौर पर बढ़ जाती है क्योंकि कोई व्यक्ति समूह के निचले भाग में, कार्बन से लेड की ओर बढ़ता है। इलेक्ट्रोकेमिकल वोल्टेज श्रृंखला में, केवल टिन और सीसा हाइड्रोजन के ऊपर स्थित होते हैं (धारा 10.3 देखें)। सीसा तनु अम्लों के साथ बहुत धीमी गति से प्रतिक्रिया करता है, जिससे हाइड्रोजन निकलता है। टिन और तनु अम्लों के बीच प्रतिक्रिया मध्यम दर से होती है।

कार्बन गर्म सांद्र अम्लों, जैसे सांद्र नाइट्रिक एसिड और सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा ऑक्सीकृत होता है।