1869 m. Dmitrijus Mendelejevas paskelbė straipsnį „Apie elementų savybių santykį su jų atomine mase“. Tame dokumente jis pagamino užsakytą elementų išdėstymą, surašydamas juos pagal didėjantį svorį ir išdėstydamas juos grupėmis pagal panašią cheminę medžiagą savybes. Nors iki atominės struktūros detalių atradimo liko daug dešimtmečių, Mendelejevo lentelė jau organizavo elementus pagal jų valentingumą.
Elementai ir atominis svoris
Mendelejevo laikais buvo manoma, kad atomai yra nedalomi, unikalūs dariniai. Kai kurie buvo sunkesni už kitus, ir atrodė pagrįsta užsisakyti elementus didinant svorį. Yra dvi šio požiūrio problemos. Pirma, svorio matavimas yra kebli užduotis, ir daugelis priimtų Mendelejevo dienos svorių nebuvo teisingi. Antra, paaiškėja, kad atominė masė iš tikrųjų nėra svarbus parametras. Šiandienos periodinėse lentelėse elementai išdėstomi pagal jų atominį skaičių, ty protonų skaičių branduolyje. Mendelejevo laikais protonai dar nebuvo atrasti.
Elementai ir cheminės savybės
Mendelejevas rašė, kad „išdėstymas pagal atominę masę atitinka elemento valentingumą ir tam tikru mastu skirtumą cheminis elgesys. "Mendelejevo supratimu, valentingumas rodė elemento sugebėjimą derinti su kitais elementai. Mendelejevas sujungė atominio svorio tvarką su bendrais valentais, kad elementai būtų sutvarkyti lentelėje. Tai yra, jis organizavo elementus grupėmis pagal jų chemines savybes. Kadangi šios savybės kartojasi taip dažnai, rezultatas buvo periodinė lentelė, kurioje kiekviename vertikaliame stulpelyje, vadinamame grupe, yra elementų su panašiomis savybėmis, o kiekviena horizontali eilutė, vadinama tašku, išdėsto elementus pagal svorį, didindama iš kairės į dešinę ir iš viršaus į viršų dugnas.
Atominė struktūra
Praėjus maždaug 50 metų po pirmosios periodinės Mendelejevo lentelės, mokslininkai atrado atomą aplink branduolį su teigiamai įkrautais protonais ir neutraliais neutronais - abu jie yra santykinai sunkus. Teigiamai įkrautą branduolį supa neigiamai įkrautų elektronų debesis. Protonų skaičius, dar vadinamas atominiu skaičiumi, paprastai sutampa su elektronų skaičiumi. Pasirodo, kad elementų elektronų skaičius daugiausia lemia jo chemines savybes. Taigi tinkamą periodinės lentelės tvarką lemia elektronų skaičius, o ne svoris, kaip iš pradžių siūlė Mendelejevas.
Valence Electrons
Elemento branduolį supantys debesyje esantys elektronai yra išdėstyti sluoksniais, vadinamais apvalkalais. Kiekvienas apvalkalas turi tam tikrą elektronų skaičių, kurį jis gali laikyti. Užpildžius kiekvieną apvalkalą, pridedamas naujas apvalkalas, kol bus apskaityti visi elektronai. Elektronai išoriniame apvalkale vadinami valentiniais elektronais, nes būtent jų sąveika lemia elemento chemines savybes. Kolonos, kurios buvo sudarytos grupuojant elementus pagal panašias chemines savybes, pasirodo esančios visiškai tos pačios kolonos, apibrėžtos valentinių elektronų skaičiumi. 1A grupės elementai turi tik vieną valentinį elektroną, o kiekviena A grupės kolona dešinėje prideda dar vieną valentinį elektroną. Organizacija šiek tiek sumaišoma su B grupės elementais, tačiau kiekvienas iš jų taip pat yra sugrupuotas pagal jų valentinių elektronų skaičių.