1869-ben Dmitrij Mendelejev publikált egy cikket "Az elemek tulajdonságainak az atomtömegükhöz való viszonyáról" címmel. Abban az írásban ő előállította az elemek rendezett elrendezését, a súly növekedése sorrendjében és hasonló vegyi anyag alapján csoportokba rendezve tulajdonságait. Bár hosszú évtizedek voltak hátra, mire az atomszerkezet részleteit felfedezték, Mendelejev táblázata már elemeket szervezett a vegyértékeik szempontjából.
Elemek és atomtömeg
Mendelejev idején az atomokat oszthatatlan, egyedi entitásoknak gondolták. Egyesek nehezebbek voltak, mint mások, ésszerűnek tűnt az elemek súlyának növelésével történő megrendelése. Ennek a megközelítésnek két problémája van. Először is, a súlymérés trükkös feladat, és Mendelejev napjának elfogadott súlyai közül sok nem volt helyes. Másodszor kiderült, hogy az atomtömeg nem igazán a releváns paraméter. A mai periódusos táblázatok az elemeket atomszámuk szerinti sorrendbe helyezik, amely a protonok száma a magban. Mendelejev idejében még nem fedezték fel a protonokat.
Elemek és kémiai tulajdonságok
Mendelejev azt írta, hogy "az atomtömeg szerinti elrendezés megfelel az elem vegyértékének és bizonyos mértékben a különbségnek a vegyi viselkedésben. "A vegyérték Mendelejev megértése szerint annak jelzésére szolgál, hogy egy elem képes másokkal kombinálódni. elemek. Mendelejev az atomtömeg sorrendjét a közös vegyértékekkel kombinálta, hogy az elemeket egy táblázatba rendezze. Vagyis csoportosította az elemeket kémiai jellemzőik szerint. Mivel ezek a tulajdonságok olyan gyakran megismétlődnek, az eredmény egy periódusos rendszer lett, amelyben minden függőleges oszlop, az úgynevezett csoport, elemeket tartalmaz hasonló jellemzőkkel, és minden vízszintes sor, amelyet periódusnak nevezünk, súly szerint rendezi az elemeket, balról jobbra és felülről növekszik alsó.
Atomszerkezet
Körülbelül 50 évvel Mendelejev első periódusos rendszere után a tudósok felfedezték az atom építését a pozitív töltésű protonokkal és semleges neutronokkal rendelkező sejtmag körül - mindkettő viszonylag nehéz. A pozitív töltésű magot negatív töltésű elektronfelhő veszi körül. A protonok száma - más néven atomszám - általában megegyezik az elektronok számával. Kiderült, hogy egy elem elektronok száma nagymértékben meghatározza kémiai tulajdonságait. Tehát a periódusos rendszer megfelelő sorrendjét az elektronok száma határozza meg, nem a súly, mint Mendelejev eredetileg javasolta.
Vegyérték elektronok
Az elem magját körülvevő felhőben lévő elektronok rétegekben vannak elrendezve, úgynevezett héjak. Minden héjnak van egy meghatározott számú elektronja, amelyet be tud tartani. Minden héj kitöltésekor új héjat adunk hozzá, amíg az összes elektron nem lesz elszámolva. A legkülső héjon lévő elektronokat valencia elektronoknak nevezzük, mert kölcsönhatásaik határozzák meg az elem kémiai tulajdonságait. Azok az oszlopok, amelyeket hasonló kémiai tulajdonságok alapján csoportosítottak elemekre, kiderül, hogy pontosan ugyanazok az oszlopok, amelyeket a vegyérték elektronok száma határoz meg. Az 1A csoport elemei csak egy vegyértékelektronnal rendelkeznek, és a jobb oldali A csoport minden oszlopa még egy vegyértékelektront ad hozzá. A szervezés kissé homályos a B csoport elemeivel, de mindegyiket csoportosítja a vegyérték elektronok száma is.
