Mendeleyev cədvəli

Kimyəvi elementlərin dövri sistemi — elmə məlum olan bütün elementləri müəyyən bir nizama görə təsnifləşdirən və araşdırmağı asanlaşdıran bir sistemdir. İlk olaraq 1867-ci ildə Con Nyuland elementləri artan atom kütlələrinə görə sıralamış və bir elementin özündən sonrakı səkkizinci elementlə bənzər xüsusiyyətlərə malik olduğunu göstərən Oktavalar qanununu ortaya qoymuşdu.

Daha sonra 1869-cu ildə Dmitri Mendeleyev, bənzər xüsusiyyətlər daşıyan elementləri arxa-arxaya düzdüyündə, atom kütləsinə dayanan bir cədvəl əldə etmiş və o zamanlar bilinməyən bəzi elementlərin (skandium, qallium və germanium kimi) varlığını, hətta xüsusiyyətlərini təxmin edə bilmişdi.

Lotar Meyer adlı tədqiqatçı da, 1886-cı ildə, Mendeleyevdən müstəqil olaraq, atom kütlələrinə görə bir dövri cədvəl meydana gətirmiş və valentlik anlayışını ortaya atmışdı. İndiki vaxtda istifadə etdiyimiz cədvəl, yeni elementlərin də yerləşdirilə bilməsinə imkan tanıyan Mendeleyevin Kimyəvi elementlərin dövri cədvəlidir. Ancaq ilk halından fərqli olaraq, elementlər atom kütləsinə deyil, atom nömrəsinə görə sıralanmışdır. Buna görə dövri cədvəldə, soldan sağa və yuxarıdan aşağıya doğru atom nömrəsi artır. Sıxlıqla, buna paralel olaraq nisbi atom kütləsi də artım göstərir. Cədvəldəki üfüqi sıralar dövri cədvəl olaraq adlandırılır. Bir elementin dövri  cədvəl nömrəsi, o elementin sahib olduğu elektronların olduğu ən yüksək enerji səviyyəsini göstərir.

Dövri cədvəl indi kimya elminin (təbiət elmləri də demək olar) hüdudlarında hər yerdə işlədilir. Müasir standart cədvəl 117 elementdən ibarətdir (16 oktyabr 2006-cı ildə təsdiq edilmişdir). Lakin 116-cı elementdən sonra 118-ci element tapılmışdır. 117-ci elementin yeri boş qalıb. Kimyəvi elementlərin dövri cədvəlindən istifadə edərək, hər element haqqında müəyyən məlumatlar əldə edə bilərik. Məsələn, 1 kiloqramlıq bir karbon blokunda neçə karbon atomuolduğunu təyin etmək üçün, karbon atomunun nisbi atom kütləsini istifadə etməmiz kifayətdir.

Nisbi Atom Kütləsi: Bir elementin atom kütlə vahidi (Atomic Mass Units: amu) cinsindən ortalama kütləsini ifadə edir. Bu rəqəm, sıxlıqla elementin izotopların da ortalama kütləsini ifadə etdiyi üçün, onluqlu bir sayıdır. Bir elementin nisbi atom kütləsindən atom nömrəsinin (proton sayının) çıxarılması ilə, o elementin neytron sayı tapıla bilər.

Atom Nömrəsi: Bir atomda olan proton sayı, elementi müəyyənləşdirir və atom nömrəsi olaraq adlandırılar. Atomda olan proton sayı eyni zamanda, elementin kimyəvi xarakteri haqqında da məlumat verir.

Elektron Düzülüşü: Xəbərdar edilməmiş bir atomdakı elektronların mövqelərini göstərir. Kimyaçılar, təməl fizika məlumatlarına əsaslanaraq, atomların elektron düzülüşlərinə görə necə hərəkət edə biləcəkləri mövzusunda fikir söyləyə bilərlər. Elektron düzülüşü, bir atomun dayanıqlılıq, qaynama nöqtəsi və keçiricilik kimi xüsusiyyətləri haqqında məlumat verir. Atomların son enerji səviyyələrinə (ən xarici orbitlərinə) "valentlik səviyyəsi", burada olan elektronlara da "valent elektronlar" adı verilir. Kimyəvi reaksiyalarda birinci dərəcədə əhəmiyyət daşıyan elektronlar, valent elektronlardır.

Bir elementin dövri cədvəldəki yerinə baxaraq, o elementin elektron düzülüşü də müəyyən oluna bilər. Eyni qrupda (şaquli sırada) olan elementlərin elektron düzülüşləri böyük bənzərlik göstərir və bu səbəblə də kimyəvi reaksiyalarda bənzər şəkildə davranırlar.

Yerləşdirmə

Kimyəvi elementlərin qohumluğunu göstərmək üçün atılmış ilk cəhdlər elementlərin atom kütləsi sırası ilə düzülməsinə görə qəlizləşdirilmişdir. Mendeleyevin uzaqgörənliyi elementlərin kimyəvi xassələrinin dəyişməsini tapmaqda oldu və o, bundan istifadə edib elementləri kimyəvi xassələrinə görə düzüb ilk sadə cədvəli yaratdı. Burada bəzi hallarda atom kütlələrinin artması sırası pozulmuşdu. Mendeleyev kimyəvi xassələrinə görə elementlərin dövri cədvəlini yaradanda bir çox elementlər məlum deyildi. Buna görə də o, tapılmayan elementlər üçün boş yer də buraxmışdı. Sonradan bu elementlər tapılmış və dövri sistemdə öz yerini tutmuşdur. Henri Mozli atom quruluşu haqqındakı nəzəriyyəsini inkişaf etdirməklə Mendeleyevin elementləri atom kütləsinin artması sırası ilə də düzdüyünü aşkar etmişdir.

Mendeleyev öz cədvəlində dövrlər və qruplar yaratmaqla cədvəlin istifadəsini asanlaşdırdı. Kvant mexanikasının inkişafı dövrlərdə elektronların artması və energetik səviyyələrin ardıcıl dolmasını üzə çıxartdı. Mendeleyevin öz cədvəlində hər dövr eyni uzunluqda idi. Lakin müasir cədvəllərdə elementlər həmçinin s-, p-, d- və f-qruplarına görə qruplaşdırılmışdır. Ona görə dövrlər müxtəlif uzunluqda olur.

Dövri cədvəl adətən elementin simvolu və atom kütləsi nömrəsi informasiyaları özündə əks etdirir. Lakin indi bunlarla yanaşı elementin atom kütləsi, elektron konfiqurasiyası və valentliyi yazılır. Elementlərin 117-dən 90-ı Yerdə təbii halda tapılıb (əksərən birləşmə şəklində), qalanları isə süni üsullarla alınıb. Lakin onların arasında Yerdə az da olsa olan elementlər də var.

Kimyəvi xassələrin dövriliyi

Dövri cədvəlin əsas üstünlüyü elementin yerləşməsinə görə onun xassələrinin təyin edliməsidir. Qeyd olunmalıdır ki, xassələr dövrlər və qruplar üzrə hərəkət etdikcə dəyişir.

Dövrlər və qruplar

Qrup elementlərin şaquli sütunda yerləşməsidir. Qruplar elementlərin sistemləşdirilməsində çox böyük rol oynayır. Bir çox qruplarda elementlərin oxşar xassələri var. Qruplara qeyri-elmi adlar da verilib; qələvi metallar, qələvi-torpaq metallar, hallogenlər, xalkogenlər, təsirsiz qazlar.

Standart dövri cədvəldə 18 qrup var.

Elelementlərin qruplarda yerləşmələrinin müasir izahı onların xarici energetik səviyyələrində eyni sayda atomun olmasıdır. Qrupların nömrələnməsində ərəb və rum rəqəmlərindən istifadə edirlər.

Dövri cədvəlin qrupları aşağıdakılardır:

·         Qrup 1-Qələvi metallar və ya Litium ailəsi

·         Qrup 2-Qələvi torpaq metallar və ya Berillium ailəsi

·         Qrup 3-Skandium ailəsi

·         Qrup 4-Titan ailəs

·         Qrup 5-Vanadium ailəsi

·         Qrup 6-Xrom ailəsi

·         Qrup 7-Manqan ailəsi

·         Qrup 8-Dəmir ailəsi

·         Qrup 9-Kobalt ailəsi

·         Qrup 10-Nikel ailəsi

·         Qrup 11-Mis ailəsi

·         Qrup 12-Sink ailəsi

·         Qrup 13-Bor ailəsi

·         Qrup 14-Karbon ailəsi

·         Qrup 15-Azot ailəsi

·         Qrup 16-Xalkogenlər və ya Oksigen ailəsi

·         Qrup 17-Hallogenlər və ya Flüor ailəsi

·         Qrup 18-Təsirsiz qazlar və ya Neon ailəsi

Dövr elementlərin üfüqi istiqamətdə dövri sistemdə yerləşməsidir.

Baxmayaraq ki, qrup - elementləri sistemləşdirməyin ən yaxşı üsuludur, bəzi hallarda dövrlərdə sistemləşdirmə də istifadə oluna bilər; xüsusilə d-, f- qrup elementlərin və aktinoid və lantanoidlərin sistemləşdirilməsində istifadə olunur.

Təsirsiz qazlar

VIII qrup elementləri təsirsiz qaz adlanır. Bu o deməkdir ki, onlar digər elementlərlə energetik səviyyələrini elektronla doldurmaq üçün reaksiyaya girmirlər. Buna görə də onlar digər qruplara nibətən daha zəifdirlər. Helium təsirsiz qazlara misal göstərilə bilər.

Halogenlər

VII qrup elementləri (energetik səviyyələrini doldurmaq üçün 1 elektronları çatmayanlar) halogenlər adlanır. Buna görə də onlar reaksiya zamanı daha çox elektron alırlar. Bu xassə daha çox flüora aiddir.

Dövri cədvəlin strukturu

Elementin kimyəvi xassələrinin əsas təyinedicisi onun elektron konfiqurasiyasıdır (əsasən valent elektronları). Misal üçün, istənilən 4 valent elektronu olan atomun kimyəvi xassələri digər p- elementlərin kimyəvi xassələrinə müəyyən qədər oxşayacaq. Energetik səviyyələrin sayı elementin mənsub olduğu qrupun nömrəsini göstərir.

Hər energetik səviyyə atom kütlələri artdıqca aşağıdakı kimi dolan yarımsəviyyələrə bölünür:

Yarımsəviyyə:	S	G	F	D	P
Dövr
1	1s
2	2s				2p
3	3s				3p
4	4s			3d	4p
5	5s			4d	5p
6	6s		4f	5d	6p
7	7s		5f	6d	7p
8	8s	5g	6f	7d	8p

Xarici energetik səviyyədə olan elektronların sayının elementin kimyəvi xassələrini təyin etdiyi kəşf edildikdən sonra eyni elektron sayına (xarici energetik səviyyədə) malik olan elementləri qruplaşdırmağa başladılar. Elementlərin belə qruplaşması s-, p-, d-, f- qruplarını yaratdı.

Dövri cədvəlin tarixi

Qədim Yunanıstanda əsas 4 elementin mövcudluğuna inam var idi: hava, od, torpaq, su. Bütün elementlər isə bu 4 elementin birləşməsindən yaranır; məsələn, torpaq və od birləşib lavanı əmələ gətirir. Lakin bu inam ilk kimyəvi elementlərin kəşfindən sonra itdi.

Artıq XVI-XVIII əsrlərdə əksər elementlər tapılmışdı. Buna görə də elementlərlə işləməni sadələşdirmək üçün cədvələ ehtiyac var idi. Belə cədvəllər Kvant fizikasının inkişafı, atomun quruluşunun izahından sonra yaradılmağa başladı. 1829-cu ildə alman alimi İohan Volfanq Dobereyner triadalardan (üçlüklərdən) təşkil olunmuş dövri cədvəli qurdu.

Bəzi üçlüklər aşağıdakı kimidir:

Bəzi triadalar
Element	Molyar kütlə (q/mol)	Sıxlığı (g/cm³)	Quotient (cm³/mol)
Xlor	35.453	0.0032	11100
Brom	79.904	3.1028	25.8
Yod	126.90447	4.933	25.7
Kalsium	40.078	1.55	26.0
Stronsium	87.62	2.54	33.2
Barium	137.327	3.594	38.2

Bu cədvələ əsasən Dobereyner triadalar qanununu təklif etdi: Triadanın ortasında yerləşən elementin atom kütləsi digər iki elementin atom kütlələrinin cəminin yarısına bərabərdir.

Bu qanun təkmilləşdirən ingilis kimyaçısı Con Nyuland 1865-ci ildə oktavalar qanununu kəşf etdi.

Nəhayət, 1869-cu ildə rus kimyaçısı Dmitri İvanoviç Mendeleyev və ondan 4 ay sonra Yulius Lotar Meyer elementlırin dövri cədvəlini qurdular. Bu cədvəldəki qanunauyğunluqlara əsasən, gələcəkdə tapılacaq elementlərin atom kütlələrini, elektronların sayını və s. parametrlərini tapmaq olar.

Periyodik cədvəl yalnız elementləri deyil, onların ən müxtəlif xüsusiyyətlərini sistemləşdirir. Bir çox sualları doğru cavablandırmaq üçün bir kimyaçıya bir gözləmə müddəti cədvəlinə malik olmaq kifayətdir (təkcə imtahan kağızları deyil, həmçinin elmi).

Dəyişik cədvəldə yenidən baxaq. Elementlər arasındakı dərin fundamental əlaqədən əlavə, kimya tədqiqatı üçün bir sıra faydalı qanunları əks etdirir. Onların ən vacibliyini düşünün.

Elementlərin elektrikselliyi, metal və oksidləşmə-azaldılması xüsusiyyətləri ilə bağlı dövri cədvəlin müntəzəmliyi.
a) Elementlərin metal və qeyri-metal xüsusiyyətləri ilə əlaqəli nümunələr.

1. RIGHT LEFT dövrü boyunca hərəkət edərkən, elementlərin metal xüsusiyyətləri AŞAĞIDIR. Ters istiqamətdə qeyri-metal olanlar artır.

Bu hüququ elektron mərciləri sekktəyə yaxın olan elementlərdir. Dövrün sağ tərəfindəki elementlər elektronların metal əlaqəsini formalaşdırmaqdan və ümumiyyətlə kimyəvi reaksiyalardan imtina etmək ehtimalı azdır.

Misal üçün, karbon boru dövründə qonşusundan daha dəqiq olmayan metaldır və azot karbondan daha parlaq olmayan qeyri-metal xassələrə malikdir.

Soldan sağa, nüvə yükü dövrdə də artar. Nəticədə, valentlik elektronlarının cazibəsi artır və onların geri çəkilməsi maneə törədir.



Əksinə, masa sol tərəfində s-elementləri xarici shell bir neçə elektron və formalaşması metal bağı təbliğ nüvə kiçik ittiham var. Hidrojen və heliumun istisna edilməməsi ilə (onların qabıqları başa çatdıqda və ya başa çatdıqda!) Bütün s elementləri metallardır;p elementləri masanın sol və ya sağ tərəfində olub-olmamasına asılı olaraq metal və ya qeyri-metal ola bilər.

Bildiyimiz kimi, d və f elementləri s və p elementlərinin tipik sadə görünüşünü çətinləşdirən "qabaqcıl" qabıqlardan "geri qaldırılan" elektronlara malikdirlər.Ümumiyyətlə, d- və f-elementləri metal xüsusiyyətləri nümayiş etdirmək ehtimalı daha çoxdur.

elementlərin geniş sayı metal element 22 və yalnız qeyri-metallar müraciət H, B, C, Si, N, P, kimi, O, S, Se, Te, və halogens və nəcib qazlar bütün.

Bəzi elementlər, zəif metal xüsusiyyətlərini sergileyebildikləri üçün, yarımetal olaraq adlandırılır.

Yarımetal nədir? Dövri Cədvəldən p elementləri seçsəniz və onları ayrı bir "blok "a yazarsanız (bu," uzun "formasındakı tabloda verilirsə), daha sonra Fig. 4-7. Blokun sol alt hissəsi tipik metallardan ibarətdir, sağ üst hissəsi tipik olmayan metallardan ibarətdir. Metallar və nonmetaller arasında sərhəd yerlərini tutan elementlər bəzən semimetal adlanır.



Şəkil. 4-7. Semimetallar təxminən diaqonal boyunca yerləşdirilib, yuxarı soldan p-elementlərin blokunun sağ alt köşesine qədər, Periyodik Cədvəldə keçir.

Semimetallərdə metal keçiriciliyində (elektrik keçiriciliyi) varlığında kovalent kristal qəfəs var. Valence Elektronlar (bor kimi) tam hüquqlu "octet" kovalent bond yaratmaq üçün kifayət qədər və ya yoxdur, ya da onlar atom böyük ölçüsü (tellure ya polonyum kimi) möhkəm kifayət qədər keçirilmir. Buna görə, bu elementlərin kovalent kristallarının içərisindəki bağ qismən metal xarakter daşıyır.

Bəzi semimetallar (silikon, germanium) yarımkeçiricilərdir. Bu elementlərin yarımkeçirici xüsusiyyətləri bir çox kompleks səbəblərlə izah olunur, lakin onlardan biri zəif metal bağı ilə izah edilən əhəmiyyətli dərəcədə daha az (hətta qeyri-zero) elektrik keçiriciliyidir. Elektron texnologiyalarda yarımkeçiricilərin rolu son dərəcə vacibdir.

2. Qruplar boyunca yuxarıdan aşağı hərəkət etdikdə elementlərin METAL xüsusiyyətləri güclənir. Bu, aşağıdakı qrupların olduqca çox elektron doldurulmuş qabıqları olan elementlər olması ilə bağlıdır. Onların xarici kabukları yaddan uzaqdır. Alt elektron qabığından qalın bir "palto" ilə ayrılırlar və xarici səviyyələrin elektronları zəif saxlanılır.

b) Oksidləşmə-azaldılması xüsusiyyətləri ilə bağlı nümunələr. Elementlərin elektrikselliyində dəyişikliklər.

3. Yuxarıda göstərilən səbəblər SOL QEYD OLUNAN xüsusiyyətlərin gücləndirildiyini və yuxarıda hərəkət edildikdə elementlərin RESTORE xüsusiyyətlərini izah edir.

Sonuncu nağdsız hətta qeyri-adi elementlərə də təsirsiz qazlar kimi uzanır. qrup altında yerləşir Y "ağır" nəcib qazlar kripton və ksenon, bir elektron "seçin" və güclü oksidant mənbəyidir (flüor və oksigen) ilə birləşmələr almaq və helium, neon və arqon "ağciyər" üçün uğursuz həyata keçirə bilər.

masa hava sezyum yuxarı sağ küncündə Auto-alovlanma ən fəal nonmetal fluoro-oksidan (F), və aşağı sol küncündə edir - fəal azaldılması metal sezyum (Cs). Sezyum havada özünü alovlandırdıqları qədər aktivdir ("Birləşdirilmiş Rəqəmsal Təhsil Təşkilatlarının Kolleksiyası" nın təcrübəsinə baxın). Fransanın elementi (Fr) daha aktiv şəkildə azaldıcı maddə olmalıdır, amma onun kimyəvi xassələri sürətli radioaktiv çürük səbəbindən öyrənmək çox çətindir.

Elementlərin oksidləşdirici xüsusiyyətləri ilə eyni səbəbdən, onların ELECTRO-GİRİŞİ də soldan maksimuma çatır və halojenlərdə maksimuma çatır. Bu da ən azı bir rol deyil, valentlik qabığının tamlığı, sekktəyə olan yaxınlığıdır.

5. TOP DOWN'i qruplara daşıyırsan, ELEKTRİK effektivliyi azalır. Bu elektron bütün zəif və zəif nüvə cəlb son olan elektron mərmi sayının artması ilə bağlıdır.

c) Atomların həcminə dair normativlər.

6. SOL QEYDİYYATININ DECREASE dövrü boyunca hərəkət edərkən atomların ölçüləri (atom radiusi). Bu, elektronların nüvə yükünün artması kimi nüvəyə daha da cəlb edildiyi ilə izah olunur. (Oksigen ilə müqayisədə, məsələn, flüor) xarici shell elektron sayının belə artım bir atom ölçüsünü artırmaq deyil. Bunun əksinə flüor atomunun ölçüsü oksigen atomundan daha kiçikdir (Şek. 4-8).

Şəkil. 4-8. 2-ci dövrün elementləri və Dövri cədvəlin 1-ci qrupu nümunəsi ilə atom radiusunun dəyişməsi. Atom radiusları angstromlarda verilir (1 A = 10-8 sm).

7. elektron mərmi ilə dolu, çünki atom radii elementləri artır TOP-aşağı hərəkət zaman.

d) Elementlərin valentliyi ilə əlaqəli müntəzəmliklər.

8. ya qrup (uzun) (qısa formada cədvəl) eyni alt elementləri eyni digər elementləri ilə eyni valence birləşmələri səbəbdən xarici elektron mərmi konfiqurasiya, və.

9. S-Elementlər qruplarının sayına uyğun olan valentlərə malikdirlər (hər hansı bir formada).

10. P-Elementlər, dövri cədvəlin qısa şəklində qrup sayına bərabər olanlar üçün ən böyük valentə malikdirlər. Bundan əlavə, onlar sayı 8 (octet) arasındakı fərqə bərabər bir valent və qısa formada cədvəldə qrupların sayı (xarici shell elektron sayı eyni sayda) ola bilər.

11. d-Elements, adətən, qrup nömrəsi ilə doğru bir şəkildə proqnozlaşdırıla bilən bir neçə fərqli valences nümayiş etdirir.

12. Yalnız elementləri, lakin onların birləşmələri bir çox - oksidləri, hidridləri, halogen birləşmələri - eksponat dövriliyi. Elementlərin hər bir qrupu üçün dövri olan əlaqələrin formulunu yaza bilərik