В 1869 году Дмитрий Менделеев опубликовал статью «О связи свойств элементов с их атомным весом». В этой статье он произвел упорядоченное расположение элементов, перечислив их в порядке увеличения веса и расположив их в группы на основе аналогичных химических веществ. характеристики. Хотя до открытия деталей атомной структуры оставалось еще много десятилетий, таблица Менделеева уже организовала элементы с точки зрения их валентности.
Элементы и атомный вес
Во времена Менделеева атомы считались неделимыми, уникальными объектами. Некоторые из них были тяжелее других, и казалось разумным упорядочить элементы, увеличивая вес. У этого подхода есть две проблемы. Во-первых, измерение веса - непростая задача, и многие из принятых во времена Менделеева гирь не были правильными. Во-вторых, оказывается, что атомный вес на самом деле не является важным параметром. В современной периодической таблице элементы расположены в порядке их атомного номера, который равен числу протонов в ядре. Во времена Менделеева протоны еще не были открыты.
Элементы и химические свойства
Менделеев писал, что «расположение по атомному весу соответствует валентности элемента и, в некоторой степени, разнице. в химическом поведении ». Валентность, в понимании Менделеева, была показателем способности элемента соединяться с другими элементы. Менделеев объединил порядок атомного веса с общими валентностями, чтобы организовать элементы в таблице. То есть он организовал элементы в группы в соответствии с их химическими характеристиками. Поскольку эти свойства повторяются время от времени, результатом стала периодическая таблица, в которой каждый вертикальный столбец, называемый группой, содержит элементы. с аналогичными характеристиками, и каждая горизонтальная строка, называемая периодом, упорядочивает элементы по весу, увеличиваясь слева направо и сверху до Нижний.
Атомная структура
Примерно через 50 лет после создания первой таблицы Менделеева ученые обнаружили, что атом был построен. вокруг ядра с положительно заряженными протонами и нейтральными нейтронами - оба относительно тяжелый. Положительно заряженное ядро окружено облаком отрицательно заряженных электронов. Число протонов - также называемое атомным номером - обычно совпадает с числом электронов. Оказывается, количество электронов в элементе во многом определяет его химические свойства. Таким образом, правильный порядок в периодической таблице определяется числом электронов, а не весом, как первоначально предполагал Менделеев.
Валентные электроны
Электроны в облаке, окружающем ядро элемента, расположены слоями, называемыми оболочками. Каждая оболочка может удерживать определенное количество электронов. Когда каждая оболочка заполнена, добавляется новая оболочка, пока не будут учтены все электроны. Электроны во внешней оболочке называются валентными электронами, потому что именно их взаимодействия определяют химические свойства элемента. Столбцы, которые были настроены для группировки элементов по схожим химическим свойствам, оказались точно такими же столбцами, определяемыми числом валентных электронов. Элементы в группе 1A имеют только один валентный электрон, и каждый столбец группы A справа добавляет еще один валентный электрон. Организация становится немного туманной с элементами группы B, но каждый из них также сгруппирован по количеству валентных электронов.