Периодическая таблица химических элементов д.и.менделеева

Содержание

«Спокойная» эволюция звезд

Реакции термоядерного синтеза — не единственные процессы изменения ядерного состава. Одновременно с ними в массивных звездах и (в несколько меньшей степени) в звездах промежуточных масс происходит еще один важнейший процесс — захват ядрами свободных нейтронов. Появление свободных нейтронов становится возможным благодаря CNO-циклу, точнее, ядрам 13C и 14N, которые синтезируются в ходе этого цикла и также вольны захватывать альфа-частицы. Ядро углерода-13, захватив альфа-частицу, превращается в ядро кислорода-16 и свободный нейтрон; ядро азота-14 через чуть более длинную цепочку нескольких захватов альфа-частицы превращается в магний-25 и свободный нейтрон. Далее эти свободные нейтроны могут поглощаться другими ядрами.

Процесс захвата нейтронов, происходящий во время «спокойной» эволюции звезд промежуточных и больших масс, называется медленным (slow), или просто s-процессом []. Суть его состоит в том, что ядро последовательно захватывает один или несколько нейтронов, превращаясь во все более тяжелые изотопы того же химического элемента. Захват продолжается до тех пор, пока в этой цепочке не встретится нестабильное ядро. Процесс называется медленным, потому что ядро успевает испытать бета-распад, прежде чем поглотит следующий нейтрон. Испускание электрона увеличивает заряд ядра на единицу, и оно перемещается в следующую ячейку таблицы Менделеева — образуется ядро следующего химического элемента. Хотя s-процесс вносит определенный вклад и в синтез элементов легче железа, за пределами железного пика он становится основным производителем стабильных ядер (рис. 5).

Медленный захват нейтронов, очевидно, способен производить только стабильные ядра, и потому его вклад в заполнение Периодической таблицы ограничен висмутом-209 (209Bi) — самым массивным стабильным ядром. Точнее, это ядро уже обладает радиоактивностью, но время его жизни на много порядков превышает возраст Вселенной. Альтернативой s-процессу является быстрый (rapid) захват нейтронов, или просто r-процесс. При высокой плотности вещества вообще (и нейтронов в частности) ядро успевает поглотить несколько нейтронов, даже если промежуточные ядра оказываются неустойчивыми. Исключительно благодаря r-процессу появляются на свет тяжелые ядра, богатые нейтронами и населяющие Периодическую таблицу за висмутом. Относительная роль медленного и быстрого захвата нейтронов в синтезе более легких, чем висмут, элементов остается предметом дискуссий.

Не вполне ясно также, где именно происходит r-процесс. Долгое время основным плацдармом для него считались взрывы, сопровождающие финальный коллапс массивных звезд (рис. 6). Спокойная эволюция массивной звезды закачивается, когда в ее центре образуется железо-никелевое ядро. В нем выделения энергии уже не происходит, давление перестает противостоять гравитации, и звезда начинает схлопываться под собственным весом. Каким-то образом (каким, окончательно пока не ясно) энергия падения вещества преобразуется в энергию его разлета — происходит вспышка сверхновой. Разрушение звезды сопровождается новым всплеском ядерных реакций, среди которых есть и захват альфа-частиц, и захват нейтронов. Все продукты ядерного и термоядерного нуклеосинтеза, возникшие как в ходе эволюции звезды, так и в ходе самого взрыва, разбрасываются вспышкой сверхновой на большие расстояния, становясь частью межзвездного вещества и попадая впоследствии во вновь формирующиеся звезды и планеты (рис. 7). Источником нейтронов в этом случае становится процесс «вдавливания» электронов в протоны, возможный благодаря высокой плотности и температуре в миллиарды градусов. Из этих нейтронов формируется и остающаяся после вспышки нейтронная звезда.

Помимо сверхновых с коллапсом ядра имеется явление, стимулирующее протекание реакций быстрого захвата нейтронов (возможно, более перспективное, чем сверхновые), — слияние нейтронных звезд. Такие события могут происходить в случае, когда две нейтронные звезды образуют двойную систему. Излучение гравитационных волн в такой системе приводит к постепенному сближению компонентов, заканчивающемуся их слиянием. Места во Вселенной с большим содержанием нейтронов, чем в паре нейтронных звезд, не найти, и потому логично предположить, что эффективный r-процесс будет важным компонентом этого события []. В 2017 г. эта версия получила первую наблюдательную проверку. Всплеск гравитационных волн 17 августа 2017 г. предположительно был порожден именно слиянием нейтронных звезд, и в его спектре удалось зафиксировать признаки линий теллура и цезия — элементов, преимущественно синтезируемых именно в r-процессе [].

Короткие и длинные периоды.

Свойства таблицы Менделеева

Напомним, что группами называют вертикальные ряды в периодической системе и химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются сверху вниз:

  • усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические;
  • возрастает атомный радиус;
  • возрастает сила образованных элементом оснований и бескислородных кислот;
  • электроотрицательность падает.

Все элементы, кроме гелия, неона и аргона, образуют кислородные соединения, существует всего восемь форм кислородных соединений. В периодической системе их часто изображают общими формулами, расположенными под каждой группой в порядке возрастания степени окисления элементов: R2O, RO, R2O3, RO2, R2O5, RO3, R2O7, RO4, где символом R обозначают элемент данной группы. Формулы высших оксидов относятся ко всем элементам группы, кроме исключительных случаев, когда элементы не проявляют степени окисления, равной номеру группы (например, фтор).

Оксиды состава R2O проявляют сильные основные свойства, причём их основность возрастает с увеличением порядкового номера, оксиды состава RO (за исключением BeO) проявляют основные свойства. Оксиды состава RO2, R2O5, RO3, R2O7 проявляют кислотные свойства, причём их кислотность возрастает с увеличением порядкового номера.

Элементы главных подгрупп, начиная с IV группы, образуют газообразные водородные соединения. Существуют четыре формы таких соединений. Их располагают под элементами главных подгрупп и изображают общими формулами в последовательности RH4, RH3, RH2, RH.

Соединения RH4 имеют нейтральный характер; RH3 — слабоосновный; RH2 — слабокислый; RH — сильнокислый характер.

Напомним, что периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров.

В пределах периода с увеличением порядкового номера элемента:

  • электроотрицательность возрастает;
  • металлические свойства убывают, неметаллические возрастают;
  • атомный радиус падает.

Тренировочные задания

1. Общее число s-электронов в атоме кальция равно

1) 20 2) 40 3) 8 4) 6

2. Число спаренных p-электронов в атоме азота равно

1) 7 2) 14 3) 3 4) 4

3. Число неспаренных s-электронов в атоме азота равно

1) 7 2) 14 3) 3 4) 4

4. Число электронов на внешнем энергетическом уровне атома аргона равно

1) 18 2) 6 3) 4 4) 8

5. Число протонов, нейтронов и электронов в атоме 94Be равно

1) 9, 4, 5 2) 4, 5, 4 3) 4, 4, 5 4) 9, 5, 9

6. Распределение электронов по электронным слоям 2; 8; 4 — соответствует атому, расположенному в(во)

1) 3-м периоде, IА группе 2) 2-м периоде, IVА группе 3) 3-м периоде, IVА группе 4) 3-м периоде, VА группе

7. Химическому элементу, расположенному в 3-м периоде VA группе соответствует схема электронного строения атома

1) 2, 8, 6 2) 2, 6, 4 3) 2, 8, 5 4) 2, 8, 2

8. Химический элемент с электронной конфигурацией 1s22s22p4 образует летучее водородное соединение, формула которого

1) ЭН 2) ЭН2 3) ЭН3 4) ЭН4

9. Число электронных слоёв в атоме химического элемента равно

1) его порядковому номеру 2) номеру группы 3) числу нейтронов в ядре 4) номеру периода

10. Число внешних электронов в атомах химических элементов главных подгрупп равно

1) порядковому номеру элемента 2) номеру группы 3) числу нейтронов в ядре 4) номеру периода

11. Два электрона находятся во внешнем электронном слое атомов каждого из химических элементов в ряду

1) He, Be, Ba 2) Mg, Si, O 3) C, Mg, Ca 4) Ba, Sr, B

12. Химический элемент, электронная формула которого 1s22s22p63s23p64s1, образует оксид состава

1) Li2O 2) MgO 3) K2O 4) Na2O

13. Число электронных слоев и число p-электронов в атоме серы равно

1) 2, 6 2) 3, 4 3) 3, 16 4) 3, 10

14. Электронная конфигурация ns2np4 соответствует атому

1) хлора 2) серы 3) магния 4) кремния

15. Валентные электроны атома натрия в основном состоянии находятся на энергетическом подуровне

1) 2s 2) 2p 3) 3s 4) 3p

16. Атомы азота и фосфора имеют

1) одинаковое число нейтронов 2) одинаковое число протонов 3) одинаковую конфигурацию внешнего электронного слоя 4) одинаковое число электронов

17. Одинаковое число валентных электронов имеют атомы кальция и

1) калия 2) алюминия 3) бериллия 4) бора

18. Атомы углерода и фтора имеют

1) одинаковое число нейтронов 2) одинаковое число протонов 3) одинаковое число электронных слоёв 4) одинаковое число электронов

19. У атома углерода в основном состоянии число неспаренных электронов равно

1) 1 3) 3 2) 2 4) 4

20. В атоме кислорода в основном состоянии число спаренных электронов равно

1) 2 3) 4 2) 8 4) 6

История открытия Периодического закона.

Валентность.

Создание периодической таблицы

Названия популярных элементов

В классической периодической таблице указано 118 элементов.

Расположены они по атомным номерам. Но вместе с этим существует и расширенный свод. Он является логическим продолжением труда русского химика и включает возможные, ещё не выявленные вещества. С учётом расширенной таблицы всего предполагается существование 218 веществ. Вот самые распространённые химические элементы таблицы Менделеева с произношением:

Азо́т эн N Nitrogenium
Алюми́ний алюми́ний Al Aluminium
Ба́рий Barium Ba ба́рий
Бери́ллий Beryllium Be бери́ллий
Бор Borum B бор
Бром Bromium Br бром
Вана́дий Vanadium V вана́дий
Ви́смут Bismuthum Bi ви́смут
Водород Hydrogenium H аш
Вольфра́м Wolframium W вольфра́м
Ге́лий Helium He ге́лий
Герма́ний Germanium Ge герма́ний
Желе́зо Ferrum Fe фе́ррум
Зо́лото Aurum Au а́урум
Индий Indium In и́ндий
Йод Iodium I йод
Ири́дий Iridium Ir ири́дий
Ка́дмий Cadmium Cd ка́дмий
Ка́лий Kalium K ка́лий
Ка́льций Calcium Ca ка́льций
Кислоро́д Oxygenium O о
Ко́бальт Cobaltum Co ко́бальт
Кре́мний Silicium Si сили́циум
Крипто́н Krypton Kr крипто́н
Ксено́н Xenon Xe ксено́н
Литий Lithium Li ли́тий
Ма́гний Magnesium Mg ма́гний
Ма́рганец Manganum Mn ма́рганец
Медь Cuprum Cu ку́прум
Молибде́н Molybdaenum Mo молибде́н
Мышьяк Arsenicum As арсе́никум
На́трий Natrium Na на́трий
Неоди́м Neodymium Nd неоди́м
Нео́н Neon Ne нео́н
Ни́кель Niccolum Ni ни́кель
Олово Stannum Sn ста́ннум
Осмий Osmium Os о́смий
Палла́дий Palladium Pd палла́дий
Платина Platinum Pt пла́тина
Плуто́ний Plutonium Pu плуто́ний
Ра́дий Radium Ra ра́дий
Радо́н Radon Rn радо́н
Резерфо́рдий Rutherfordium Rf резерфо́рдий
Ре́ний Rhenium Re ре́ний
Ртуть Hydrargyrum Hg гидра́ргирум
Руби́дий Rubidium Rb руби́дий
Свине́ц Plumbum Pb плю́мбум
Селе́н Selenium Se селе́н
Се́ра Sulfur S эс
Серебро́ Argentum Ag арге́нтум
Стро́нций Strontium Sr стро́нций
Сурьма́ Stibium Sb сти́биум
Танта́л Tantalum Ta танта́л
Тита́н Titanium Ti тита́н
То́рий Thorium Th то́рий
Углеро́д Carboneum C цэ
Ура́н Uranium U ура́н
Фо́сфор Phosphorus P пэ
Фтор Fluorum F фтор
Хлор Chlorum Cl хлор
Хром Chromium Cr хром
Це́зий Caesium Cs це́зий
Цинк Zincum Zn цинк
Цирко́ний Zirconium Zr цирко́ний

Следует отметить, что знаковое обозначение элементов принято Международным союзом теоретической и прикладной химии. Его членами являются академии наук, химические общества, и научные организации 57 стран мира.

Небольшая предыстория

В далёком 1668 году выдающимся ирландским химиком, физиком и богословом Робертом Бойлем была опубликована книга, в которой было развенчано немало мифов об алхимии, и в которой он рассуждал о необходимости поиска неразложимых химических элементов. Учёный также привёл их список, состоящий всего из 15 элементов, но допускал мысль о том, что могут быть ещё элементы. Это стало отправной точкой не только в поиске новых элементов, но и в их систематизации.

Сто лет спустя французским химиком Антуаном Лавуазье был составлен новый перечень, в который входили уже 35 элементов. 23 из них позже были признаны неразложимыми. Но поиск новых элементов продолжался учёными по всему миру. И главную роль в этом процессе сыграл знаменитый русский химик Дмитрий Иванович Менделеев – он впервые выдвинул гипотезу о том, что между атомной массой элементов и их расположением в системе может быть взаимосвязь.

Благодаря кропотливому труду и сопоставлению химических элементов Менделеев смог обнаружить связь между элементами, в которой они могут быть одним целым, а их свойства являются не чем-то само собой разумеющимся, а представляют собой периодически повторяющееся явление. В итоге, в феврале 1869 года Менделеев сформулировал первый периодический закон, а уже в марте его доклад «Соотношение свойств с атомным весом элементов» был представлен на рассмотрение Русского химического общества историком химии Н. А. Меншуткиным. Затем в том же году публикация Менделеева была напечатана в журнале «Zeitschrift fur Chemie» в Германии, а в 1871 году новую обширную публикацию учёного, посвящённую его открытию, опубликовал другой немецкий журнал «Annalen der Chemie».

Легенда о сне Менделеева

Организация периодической системы

Как таблицу Менделеева пополнили ядерные элементы

Строение и свойства таблицы Менделеева

Замечание 2

Периодический закон Менделеева:

Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов.

Из этого закона можно получить исчерпывающий ответ на вопрос, почему таблица называется периодической. Дело в том, что характеристика каждого элемента таблицы Менделеева зависит от его местоположения в таблице, а все химические свойства, характерные для этого элемента, будут повторяться с определённой периодичностью и будут похожи на свойства других элементов, находящихся в этой же группе.

Таблица Менделеева имеет двумерную форму, по вертикали изменяются периоды, а по горизонтали – группы элементов.

Определение 2

Группы — это колонки таблицы, в которой представлены элементы с похожими химико-физическими свойствами.

Это сходство обусловлено одинаковым количеством электронов, находящихся на внешней электронной оболочке. Некоторые из групп имеют свои собственные названия, ниже самые известные из них:

  • I группа — щелочные металлы;
  • II группа — щелочноземельные металлы;
  • VII группа подгруппа а — галогены;
  • VIIII группа подгруппа а — благородные металлы.

В пределах одной группы сверху вниз происходит увеличение числа атома, и соответственно, увеличение количества заполненных электронных оболочек. В связи с этим происходит и некоторое изменение физических и химических свойств, например, йод обладает менее выраженными свойствами галогенов по сравнению с хлором. Это связано с увеличением атомного радиуса и уменьшение энергии ионизации сверху вниз внутри подгруппы.

Определение 3

Периоды — это строки в периодической таблице элементов.

На протяжении одного периода происходит возрастание количества электронов на внешнем электронном слое, поэтому у элементов одного периода наблюдаются следующие закономерности слева направо: происходит возрастание неметаллических свойств, уменьшение атомного радиуса (чем больше электронов на внешнем уровне, тем ближе они притягиваются к ядру) и увеличение энергии ионизации (энергии, которую нужно приложить, чтобы оторвать электрон от атома).

Закономерности внутри периода не всегда также хорошо прослеживаются, как внутри групп, в то же время, для некоторых элементов изменение свойств по периоду является более важным, чем в группе. Эти элементы называются лантаноидами и актиноидами, свои названия они получили от первых открытых элементов из этих групп.

Определение 4

Блоки — это способ объединения элементов в специальные группы, учитывающий, на какой электронной оболочке расположены валентные электроны атома.

У элементов, объединённых в один блок, валентные электроны расположены на одинаковой внешней электронной оболочке. В таблице Менделеева с подуровнями можно узнать расположение электронов на различных электронных уровнях, например, для неона оно будет выглядеть так: $1s^22s^22p^6$.

Литература

Классификация химических веществ

Вещество состоит из различных частиц. В его состав входят электроны, нейтроны и протоны. Взаимосвязи элементарных зарядов образуют атомы. В свою очередь, из них формируются молекулы и кристаллы. Из-за особенностей строения кристаллической решётки — основы вещества — тела могут находиться в твёрдом, жидком или газообразном состоянии. При этом они могут переходить из одной фазы в другую.

Каждому состоянию тела присущ набор свойств. Это характеристики, определяющие индивидуальность вещества, позволяя их отличать друг от друга.

Из наиболее интересных можно отметить: температуру плавления и кипения, строение кристаллической решётки, плотность, термодинамические и фазовые характеристики.

Его периодическая таблица, составленная им с 1869 года по 1871 год, строилась на отличии атомного веса (массы). В современном варианте его система видоизменилась. Так было выполнено сведение веществ в двумерную таблицу, в которой столбцы определяют главные физико-химические свойства, а строки являются периодами, в определённой мере подобными друг другу.

Каждый элемент, внесённый в таблицу, имеет свою историю открытия. Учёные, исследуя то или иное вещество, выделяли в нём индивидуальные особенности, что позволяло им давать названия, ассоциирующиеся с какими-то либо личными убеждениями и сравнениями.

Но перед этим в учёном мире были приняты важные термины:

  1. Элемент — слово произошло от латинского elementum, обозначающего какую-либо часть. Ученые античного времени говорили: «Как слова состоят из букв, так и тела — из элементов». Слово образовано из отрицательной приставки «а» и «томе» — рассечение.
  2. Атом — в переводе с греческого языка слово обозначает целое (неделимое).
  3. Молекула — термин происходит от латинского moles. На русский язык это слово можно перевести как «массив», «глыба».

Как видно из названия, химические совокупности ассоциируются с их свойствами. По этому же принципу давались названия и открытым веществам. Так как исследованиями занимались в основном Европейские учёные, то их названия записывались на латыни.

Группы элементов с похожими свойствами

Список химических элементов таблицы Менделеева

  • 1 H Водород (а.м. 1,00794)
  • 2 He Гелий (а.м. 4,002602)
  • 3 Li Литий (а.м. 6,9412)
  • 4 Be Бериллий (а.м. 9,0122)
  • 5 B Бор (а.м. 10,812)
  • 6 С Углерод (а.м. 12,011)
  • 7 N Азот (а.м. 14,0067)
  • 8 О Кислород (а.м. 15,9994)
  • 9 F Фтор (а.м. 18,9984)
  • 10 Ne Неон (а.м. 20,179)
  • 11 Na Натрий (а.м. 22,98977)
  • 12 Mg Магний (а.м. 24,305)
  • 13 Al Алюминий (а.м. 26,98154)
  • 14 Si Кремний (а.м. 28,086)
  • 15 P Фосфор (а.м. 30,97376)
  • 16 S Сера (а.м. 32,06)
  • 17 Cl Хлор (а.м. 35,453)
  • 18 Ar Аргон (а.м. 39,948)
  • 19 К Калий (а.м. 39,0983)
  • 20 Ca Кальций (а.м. 40,08)
  • 21 Sc Скандий (а.м. 44,9559)
  • 22 Ti Титан (а.м. 47,9)
  • 23 V Ванадий (а.м. 50,9415)
  • 24 Cr Хром (а.м. 51,996)
  • 25 Mn Марганец (а.м. 54,938)
  • 26 Fe Железо (а.м. 55,847)
  • 27 Со Кобальт (а.м. 58,9332)
  • 28 Ni Никель (а.м. 58,7)
  • 29 Cu Медь (а.м. 63,546)
  • 30 Zn Цинк (а.м. 65,38)
  • 31 Ga Галлий (а.м. 69,72)
  • 32 Ge Германий (а.м. 72,59)
  • 33 As Мышьяк (а.м. 74,9216)
  • 34 Se Селен (а.м. 78,96)
  • 35 Br Бром (а.м. 79,904)
  • 36 Kr Криптон (а.м. 83,8)
  • 37 Rb Рубидий (а.м. 85,4678)
  • 38 Sr Стронций (а.м. 87,62)
  • 39 Y Иттрий (а.м. 88,9059)
  • 40 Zr Цирконий (а.м. 91,20)
  • 41 Nb Ниобий (а.м. 92,9064)
  • 42 Mo Молибден (а.м. 95,94)
  • 43 Tc Технеций (а.м. 98,9062)
  • 44 Ru Рутений (а.м. 101,07)
  • 45 Rh Родий (а.м. 102,9055)
  • 46 Pd Палладий (а.м. 106,4)
  • 47 Ag Серебро (а.м. 107,868)
  • 48 Cd Кадмий (а.м. 112,41)
  • 49 In Индий (а.м. 114,82)
  • 50 Sn Олово (а.м. 118,69)
  • 51 Sb Сурьма (а.м. 121,75)
  • 52 Те Теллур (а.м. 127,6)
  • 53 I Йод (а.м. 126,9045)
  • 54 Xe Ксенон (а.м. 131,3)
  • 55 Cs Цезий (а.м. 132,9054)
  • 56 Ba Барий (а.м. 137,33)
  • 57 La Лантан (а.м. 138,9)
  • 58 Ce Церий (а.м. 140,12)
  • 59 Pr Празеодим (а.м. 140,9)
  • 60 Nd Неодим (а.м. 144,24)
  • 61 Pm Прометий (а.м. 145)
  • 62 Sm Самарий (а.м. 150,35)
  • 63 Eu Европий (а.м. 151,96)
  • 64 Gd Гадолиний (а.м. 157,25)
  • 65 Tb Тербий (а.м. 158,92)
  • 66 Dy Диспрозий (а.м. 162,5)
  • 67 Ho Гольмий (а.м. 164,93)
  • 68 Er Эрбий (а.м. 167,26)
  • 69 Tm Тулий (а.м. 168,93)
  • 70 Yb Иттербий (а.м. 173,04)
  • 71 Lu Лютеций (а.м. 174,97)
  • 72 Hf Гафний (а.м. 178,49)
  • 73 Ta Тантал (а.м. 180,9479)
  • 74 W Вольфрам (а.м. 183,85)
  • 75 Re Рений (а.м. 186,207)
  • 76 Os Осмий (а.м. 190,2)
  • 77 Ir Иридий (а.м. 192,22)
  • 78 Pt Платина (а.м. 195,09)
  • 79 Au Золото (а.м. 196,9665)
  • 80 Hg Ртуть (а.м. 200,59)
  • 81 Tl Таллий (а.м. 204,37)
  • 82 Pb Свинец (а.м. 207,2)
  • 83 Bi Висмут (а.м. 208,9)
  • 84 Po Полоний (а.м. 209)
  • 85 At Астат (а.м. 210)
  • 86 Rn Радон (а.м. 222)
  • 87 Fr Франций (а.м. 223)
  • 88 Ra Радий (а.м. 226)
  • 89 Ac Актиний (а.м. 227)
  • 90 Th Торий (а.м. 232,03)
  • 91 Pa Протактиний (а.м. 231,03)
  • 92 U Уран (а.м. 238,02)
  • 93 Np Нептуний (а.м. 237,04)
  • 94 Pu Плутоний (а.м. 244,06)
  • 95 Am Америций (а.м. 243,06)
  • 96 Cm Кюрий (а.м. 247,07)
  • 97 Bk Берклий (а.м. 247,07)
  • 98 Cf Калифорний (а.м. 251,07)
  • 99 Es Эйнштейний (а.м. 252,08)
  • 100 Fm Фермий (а.м. 257,08)
  • 101 Md Менделевий (а.м. 258,09)
  • 102 No Нобелий (а.м. 259,1)
  • 103 Lr Лоуренсий (а.м. 260,1)
  • 104 Rf Резерфордий (а.м. 261)
  • 105 Db Дубний (а.м. 262)
  • 106 Sg Сиборгий (а.м. 266)
  • 107 Bh Борий (а.м. 267)
  • 108 Hs Хассий (а.м. 269)
  • 109 Mt Мейтнерий (а.м. 276)
  • 110 Ds Дармштадтий (а.м. 227)
  • 111 Rg Ренгений (а.м. 280)
  • 112 Cn Коперниций (а.м. 285)
  • 113 Uut Унунтрий (а.м. 284)
  • 114 Uuq Унунквадий (а.м. 289)
  • 115 Uup Унунпентий (а.м. 288)
  • 116 Uuh Унунгексий (а.м. 293)
  • 117 Uus Унунсептий (а.м. 294)
  • 118 Uuo Унуноктий (а.м. 294)
  • 119 Uuе Унуненний (а.м. 316)
  • 120 Ubn Унбинилий (а.м. 320)
  • 121 Ubu Унбиуний (а.м. 320)
  • 122 Ubb Унбибий
  • 123 Ubt Унбитрий
  • 124 Ubq Унбиквадий
  • 125 Ubp Унбипентий (а.м. 332)
  • 126 Ubn Унбигексий (а.м. 322)

Другие заметки по химии

Избранное

Классический вариант таблицы Менделеева

Галлий

Галлий был предсказан Дмитрием Менделеевым до его открытия. При создании периодической таблицы химических элементов Менделеев на основе ранеее открытого периодического закона оставил в таблице вакантные места для третьей группы неизвестных элементов. 

Галлий же был открыт, выделен и изучен в виде простого вещества французским химиком Полем Эмилем Лекоком де Буабодраном. Это произошло 20 сентября 1875 года. 

Этот элемент является постпереходным металлом, перекрывающим промежуток между переходными металлами и металлоидами, и поэтому имеет тенденцию быть мягче с низкой электропроводностью, чем переходные металлы.

Галлий имеет температуру плавления в 29,7 ° С, в то время как его температура кипения находится на уровне около 2204 ° С, что делает этот металл элементом с самым высоким соотношением температуры кипения и температуры плавления.

Он менее токсичен, чем ртуть, поэтому является более экологически чистым выбором для высокотемпературного термометра.

Жидкий галлий расширяется на 3,1 процента при затвердевании.

Жидкий галлий очень легко охлаждается.

Валентные элементы в группах

Уроки творческого процесса

Цезий как эталон самого точного времени в мире

Цезий – прекрасный пример управляемого хаоса. Этот элемент известен как радиоактивный отход от ядерных взрывов. Цезий является одним из пяти элементов, которые находятся в жидком состоянии при комнатной температуре.

Но самое удивительное изменение состояния цезия происходит, когда вы помещаете его в воду. Вот что при этом происходит:

Также у цезия электронные переходы настолько точны, что он стал использоваться в качестве основного стандарта для определения самого точного в мире времени.

Так, секунда – это время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Цезий применяется в атомных часах. Вот как они выглядят:

hodinkee.com

Эти атомные часы настолько точны, что не потеряют ни секунды за 20 миллионов лет. Это безумие, как такой нестабильный элемент может быть использован, чтобы стать нашим точным определением времени.

Периодическая таблица.

Вспышки сверхновых и дело рук человеческих

Следует упомянуть еще одно явление, важное с точки зрения нуклеосинтеза, — вспышки термоядерных сверхновых. Считается, что эти взрывы (в отличие от сверхновых с коллапсом ядра) происходят не на одиночных массивных звездах, а в двойных системах, в которых по крайней мере один из компонентов — белый карлик

Как уже говорилось, белый карлик представляет собой компактный остаток звезды малой или промежуточной массы. Он удерживается от коллапса давлением вырожденного электронного газа. Как показывают расчеты, равновесие между гравитацией и давлением в этом случае возможно лишь при условии, что масса карлика не превышает 1,4M☉. Естественно, в момент образования масса белого карлика не превосходит критического значения, однако, если позже она по каким-то причинам увеличится, равновесие будет утрачено и карлик разрушится колоссальным термоядерным взрывом.

Увеличение массы может вызываться как минимум двумя причинами, и обе требуют, чтобы белый карлик был членом двойной системы. Во-первых, он может нарастить массу за счет перетекания на него вещества со второго компонента системы — нормальной звезды, которая все еще проходит завершающие этапы эволюции. Во-вторых, объект с массой больше критической может сформироваться в результате слияния двух белых карликов. В этом случае нужна состоящая из них двойная система. Она так же, как и пара нейтронных звезд, излучает гравитационные волны, что приводит к сближению компонентов. И в том, и в другом случае происходит взрыв, стимулирующий быстрое протекание термоядерных реакций, также заканчивающихся синтезом железа. Однако если в массивной звезде большая часть железа остается в ядре, то при взрыве белого карлика все синтезированные элементы разлетаются по ближайшим галактическим окрестностям. Поэтому главным источником элементов железного пика служат, вероятно, не массивные звезды, а взрывающиеся белые карлики.

Итак, за появление практически всех элементов Периодической таблицы Д. И. Менделеева отвечают различные этапы звездной эволюции, в финале которой эти элементы либо посредством спокойного сброса оболочки звездами промежуточных масс, либо в результате взрыва массивных звезд попадают в межзвездную среду (рис. 8). Из легких элементов нам осталось разобраться только с бериллием и бором. Эти элементы формируются в межзвездной среде в реакциях скалывания, т.е. при разрушении более крупных ядер (преимущественно кислорода и углерода) в результате столкновений с частицами космических лучей. Такие реакции порождают и ядра других элементов, но только для бериллия, бора, а также легкого изотопа лития 6Li они являются основным источником.

Известные нам естественные процессы синтеза атомных ядер заканчиваются, вероятно, плутонием-239, который образуется в урановых рудах в результате захвата нейтрона ядром урана-238 и последующего бета-распада. Нельзя исключить наличия там же нескольких атомов и более тяжелых элементов, однако в целом история природного синтеза значимых количеств атомных ядер заканчивается ураном. Чтобы создать условия для появления еще более массивных атомных ядер, Природе пришлось пойти наиболее замысловатым путем, а именно породить цивилизацию на ничем не примечательной планете у ничем не примечательной звезды.

Литература . Asplund M., Grevesse N., Sauval A. J., Scott P. The Chemical Composition of the Sun // Ann. Rev. Astron. Astrophys. 2009; 47: 481–522. DOI: org/10.1146/annurev.astro.46.060407.145222.. Alpher R. A., Bethe H., Gamow G. The Origin of Chemical Elements // Phys. Rev. 1948; 73: 803.. Cyburt R. H., Fields B. D., Olive K. A., Yeh T.-H. Big bang nucleosynthesis: Present status // Rev. Mod. Phys. 2016; 88(1): 015004-1. DOI: org/10.1103/RevModPhys.88.015004.. Burbidge E. M., Burbidge G. R., Fowler W. A., Hoyle F. Synthesis of the Elements in Stars // Rev. Mod. Phys. 1957; 29: 547.. Käppeler F., Gallino R., Bisterzo S., Aoki W. The s-process: Nuclear physics, stellar models, and observations // Rev. Mod. Phys. 2011; 83(1): 157.. Thielemann F. K., Eichler M., Panov I. V., Wehmeyer B. Neutron Star Mergers and Nucleosynthesis of Heavy Elements // Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 2017; 67(1): 253–274. DOI: 10.1146/annurev-nucl-101916-123246.. Smartt S. J., Chen T.-W., Jerkstrand A. et al. A kilonova as the electromagnetic counterpart to a gravitational-wave source // Nature. 2017; 551: 75. DOI: 10.1038/nature24303.

Фотосфера — видимый слой Солнца, глубиной 200–300 км. — Примеч. ред.

Обозначение элементов

Каждый элемент в периодической системе Менделеева имеет несколько обозначений:

  • название;
  • буквенное выражение;
  • атомный номер;
  • массовое число.

Буквенное, название

В таблице может быть указано полное название вещества (например, Carbon), в таких случаях его располагают под химическим символом.

Символ — это сокращенное название элемента (например, гелий — He).

Иногда в таблице не указываются названия вещества и приводится лишь его химический символ. Обозначения, как правило, состоят из одной или двух латинских букв. Символ элемента расположен в центре соответствующей ячейки в таблице. 

Атомный номер

Атомный номер элемента обычно располагается вверху соответствующей ячейки, посередине или в углу. Все элементы имеют атомные номера от 1 до 118. Атомный номер — это всегда целое число.

Массовое число

Массовое число — это общее количество протонов и нейтронов в ядре. Его легко определить по атомной массе элемента, округляя ее до ближайшего целого числа.

Атомная масса указывается внизу ячейки, под символом элемента. Атомная масса — это сумма масс частиц, которые составляют ядро атома (протоны и нейтроны), представляет собой среднюю величину, для большинства элементов записывается в виде десятичной дроби.

Например, фосфор (P) имеет атомную массу равную 30,97376, следовательно, массовое число (количество протонов и нейтронов в ядре) составит 31.

Валентность

Валентность — это свойство элементов образовывать химические связи.

Валентность бывает:

  • постоянная;
  • переменная (зависит от состава вещества, в которое входит элемент).

Определить валентность по таблице Менделеева несложно:

  1. Постоянная валентность идентична номеру группы главной подгруппы. Номера групп в таблице изображаются римскими цифрами.
  2. Переменная валентность (часто бывает у неметаллов) определяется по формуле: 8 (всего 8 групп в таблице) вычесть № группы, в которой находится вещество.

Например, вещества, находящиеся в первой группе главной подгруппы (Li, К) имеют валентность, равную I; элементы, которые располагаются во второй группе главной подгруппы (Mg, Ca) обладают II валентностью. Мышьяк (As) находится в V группе главной подгруппы, следовательно, значение его валентности также будет равняться V. Помимо этого, у вещества есть еще одно значение валентности. Определяется оно по приведенной выше формуле и равняется III.

Открытие

Первым успешным синтезом 115 элемента таблицы Менделеева была совместная работа российских и американских ученых в августе 2003 года в ОИЯИ в Дубне. В команду во главе с физиком-ядерщиком Юрием Оганесяном, помимо отечественных специалистов, вошли коллеги из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса. Исследователи 2 февраля 2004 года опубликовали в издании Physical Review информацию, что они бомбардировали америций-243 ионами кальция-48 на циклотроне У-400 и получили четыре атома нового вещества (одно ядро 287Mc и три ядра 288Mc). Эти атомы затухают (распадаются) за счет эмиссии альфа-частиц до элемента нихония примерно за 100 миллисекунд. Два более тяжелых изотопа московия, 289Mc и 290Mc, были обнаружены в 2009-2010 годах.

Первоначально IUPAC не могла утвердить открытие нового элемента. Требовалось подтверждение из других источников. В течение следующих нескольких лет была проведена еще одна оценка более поздних экспериментов, и еще раз выдвинуто заявление дубненской команды об открытии 115-го элемента.

В августе 2013 года группа исследователей из Университета Лунда и Института тяжелых ионов в Дармштадте (Германия) объявили, что они повторили эксперимент 2004 года, подтвердив результаты, полученные в Дубне. Еще одно подтверждение было опубликовано командой ученых, работавших в Беркли в 2015 году. В декабре 2015 года совместная рабочая группа IUPAC/IUPAP признала обнаружение этого элемента и отдала приоритет в открытии российско-американской команде исследователей.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий