Элементы периодической таблицы: Новый элемент таблицы Менделеева синтезируют не раньше 2021 года – академик Оганесян / Интерфакс

Содержание

Российские ученые готовятся заполнить новую клетку таблицы Менделеева — Российская газета

На очереди еще один новый обитатель периодической системы Менделеева. Уже 119-й! Руководит работами академик Юрий Оганесян. Кстати, его имя носит 118-й элемент. По решению Международного союза чистой и прикладной химии он назван “оганесон”. Российский ученый стал вторым (после Г. Сиборга), при жизни которого его именем был назван химический элемент.

Надо подчеркнуть, что в этом году среди кандидатов на Нобелевскую премию многие авторитетные ученые особо выделяли исследователей, которые совершили настоящий научный прорыв, существенно пополнив таблицу Менделеева сразу несколькими новыми элементами. Они считались наиболее вероятными претендентами еще и потому, что по решению ООН в этом году во всем мире отмечалось 150-летие таблицы Менделеева. Но Нобелевский комитет решил иначе…

Юрий Оганесян стал вторым ученым, при жизни которого его именем назван химический элемент

Напомним, что, когда наш великий ученый Дмитрий Иванович Менделеев обнародовал свой знаменитый Периодический закон, было известно лишь 63 элемента. В начале ХХ века был открыт последний из существующих в природе химических элементов. Правда, ряд ученых утверждали, что картина неполная, так как на заре Вселенной элементов было намного больше, но часть не дотянула до наших дней, поскольку период их полного распада меньше, чем возраст Земли. Но даже великий Нильс Бор считал невозможным существование элементов с порядковым номером больше 100. Дело в том, что более тяжелые элементы были крайне неустойчивы. Если переходить от элемента с порядковым номером 92 – урана – к элементу номер 102, нобелию, период полураспада их ядер стремительно уменьшается – от 4,5 миллиарда лет до считанных секунд. Поэтому физики полагали, что продвижение в сторону еще более тяжелых элементов приведет очень быстро к пределу их существования и фактически обозначит границу существования материального мира.

Но в конце 1960-х годов теоретики выдвинули гипотезу о возможном существовании сверхтяжелых элементов. Более того, по их расчетам, время жизни атомных ядер элементов с номерами 110-120 должно было существенно возрастать. Эти “долгожители” создают целую область гипотетических элементов, которую назвали “островом Стабильности” и которая значительно отодвигает ранее обозначенные пределы существования химических элементов. Эта идея захватила ведущие научные центры мира, но осуществить ее оказалось непросто.

В центре внимания всех экспериментов – атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов. Его требовалось “слепить” сверхтяжелым, но чтобы оно прожило как можно дольше, а не распалось уже при рождении. Способ создания таких тяжеловесов был очевиден: бомбардировать ядра тяжелых элементов тяжелыми ионами, которые содержат много нейтронов. А разгонять снаряды надо на мощных ускорителях, чтобы частицы могли преодолеть силы кулоновского отталкивания и слиться с ядрами мишени.

– С 1970-го по 1985 г. во всех ведущих лабораториях мирах, в том числе и у нас в Дубне, пытались получить сверхтяжелые элементы, но это никому не удалось, – рассказывает академик Оганесян. – В итоге сформировалось мнение, что такие попытки обречены на неудачу. Анализируя ситуацию, мы пришли к выводу, что все существующие методы синтеза сверхтяжелых ядер себя исчерпали и следует искать новые подходы к решению трудной задачи.

Такой метод учеными из Дубны был предложен и применен в Германии, в США, Франции, Японии. С его помощью были синтезированы новые элементы с атомными номерами 107, 108, 109, 110, 111 и 112.

– Меня часто спрашивали: “Вот вы придумали новый метод синтеза. Почему сами его не используете?” – рассказывает Юрий Оганесян. – Дело в том, что он не ведет туда, где находится “остров Стабильности”. В ядрах, полученных таким способом, большой дефицит нейтронов. Поэтому поняли, что надо усложнить схему эксперимента, где-то добыть недостающие нейтроны.

И тогда ученые Дубны решили использовать в мишени элементы, в которых содержится максимальный избыток нейтронов, например, самый тяжелый изотоп – плутоний-244, который может быть накоплен в реакторах с высоким потоком нейтронов. А снарядом стали тяжелые ионы кальция-48. В итоге этим методом мы за 15 лет получили шесть новых элементов таблицы Менделеева – 113-й, 114-й, 115-й, 116-й, 117-й, 118-й, – говорит академик Оганесян. – Время их жизни на порядки больше, чем соседей, скажем, 114-й сохраняется не миллисекунды, как 110-й, а десятки и даже сотни секунд.

По его мнению, пока наука только приблизилась к “острову Стабильности”, находится у самого его подножия, а уже 120-й и следующие за ним окажутся очень устойчивыми, будут жить долгие годы, а может, и миллионы лет. Но чтобы добраться до таких долгожителей, надо искать новые методы.

Путешествие к “острову Стабильности” ученый намерен продолжить на первой в мире Фабрике сверхтяжелых элементов, которая недавно заработала в Дубне. Уже осенью этого года российские ученые вместе с зарубежными коллегами начнут эксперименты по получению нового 119-го элемента. В планах 120-й и 121-й. И подъем к вершине острова Стабильности.

Между тем

ЮНЕСКО учредило международную премию ЮНЕСКО-России им. Д.И. Менделеева за достижения в области фундаментальных наук. Первое вручение премии состоится уже в 2020 году. Эта награда “призвана подчеркнуть ведущую роль России в области фундаментальных наук”. Размер премии составит 500 тыс. долларов и будет вручаться ежегодно двум отдельным лауреатам в размере 250 тыс. долларов каждому за прорывные открытия, выдающиеся инновации и активное содействие развитию фундаментальных наук. Это единственная и самая крупная премия в области фундаментальных наук в интересах устойчивого развития под эгидой ЮНЕСКО.

Элементы нулевого периода Периодической системы. О природе Ньютония и Корония – статья

Элементы нулевого периода Периодической системы. О природе Ньютония и Корония – статья | ИСТИНА – Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных

Элементы нулевого периода Периодической системы. О природе Ньютония и Корониястатья

  • Автор: Рязанцев Г.Б.
  • Журнал: Инновационный ресурс Донбасса.2014 http://innov.donbass.name/main/593-elementy-nulevogo.html
  • Год издания: 2014
  • Аннотация: В январе 1904 г. в «Петербургском листке» № 5 по случаю 70-летия Д.И.Менделеева опубликован его портрет и интервью. На вопрос, какими научными исследованиями он занят в настоящее время, ученый ответил: «Они направлены исключительно к подтверждению выставленной мною в прошедшем году теории, или, вернее, попытки, химического понимания мирового эфира». Что это за теория, о которой мы так мало знаем и к которой были прикованы исключительно все последние исследования ученого? Статью “Попытка химического понимания мирового эфира” Д.И. Менделеев окончил в октябре 1902 г., а опубликовал в январе 1903 г. в №1-4 “ Вестника и библиотеки самообразования” и часто о ней говорил, так в мае 1904 г. написал письма известному ученому С. Ньюкомбу, в котором ссылается на свою работу о мировом эфире, где касается вопроса о природе эфира. Сообщает, что в ближайшее время собирается написать статью «по поводу современных представлений о сложности химических элементов и об электронах…». О сложности химических элементов и об электронах – это понятно современному читателю, но …мировой эфир…?! Сейчас даже школьники знают, что эта идея отброшена современной наукой. К тому же химическое понимание по отношению к мировому эфиру! Странно? Да! Поэтому, наверное, одна из последних работ ученого очень редко комментируется, практически нигде не упоминается, да ее вообще трудно найти! Во многих научных и учебных библиотеках в многотомных «Сочинениях» Д.И. Менделеева отсутствует т.2 , где находится «Попытка химического понимания мирового эфира». Иногда даже создается впечатление, что как-то стыдливо стараются вымарать эту «курьезную» работу из наследия ученого! Похоже, многие снисходительно думают, что великий Менделеев на старости лет, возможно, превысил уровень своей компетентности. Но, давайте не будем спешить с выводами! Причем здесь старость? Эту «конфузную» теорию Д.И.Менделеев вынашивал почти всю свою творческую жизнь. Ему не было еще 40 лет, когда на периодической системе через два года после ее открытия (оттиск из «Основ химии», хранящийся в архиве ученого) его рукой около символа водорода сделана надпись, которую можно расшифровать так: « легче всех эфир, в миллионы раз». По-видимому, «эфир» представлялся Менделееву наилегчайшим химическим элементом! Еще раз повторим: химический элемент эфира – элемент эфира – атомарность эфира – дискретность эфира. О каком классическом понимании эфира здесь идет речь? Это не тот эфир, который отбросила как ненужный костыль современная физика. Откройте словари и энциклопедии. Эфир (греч. Aither – гипотетическая материальная среда, заполняющая пространство). Понятие об Э. было принято еще у античных философов, рассматривавших его как некую «праматерию» и отождествлявших его с пространством. В классической физике под Э. понималась однородная, механическая, упругая среда, наполняющая абсолютное ньютоновское пространство. Возможно, найдете несколько иное определение, но обратите внимание, что везде акцент будет на однородности или непрерывности. Разве такой эфир у Менделеева? Это не классический эфир! Эфир, о котором говорит Менделеев, состоит из элементов, он атомарен, он неоднородный, он прерывен и дискретен. Он имеет структуру! Изучаем дальше словари и энциклопедии. Эта механистическая концепция (классический эфир) не выдержала экспериментальной проверки и была отброшена в теории относительности. Представление об Э. в современной физике заменено представлением о материальном поле или обладающей структурой вакууме, не сводимых к механической среде. Разве не видно, что эфир, химическую структуру которого пытается рассмотреть Д.И.Менделеев это скорее современный вакуум Дирака, чем классический эфир древних греков! Уже интереснее? Дальше, еще больше! Давайте вернемся к работам Менделеева, как говорится, к первоисточнику! Интерес к этой проблеме появился у Менделеева уже в 70-е годы: он тесно связан с периодической системой («ею и возбудился во мне»), и последовавшими затем работами по исследованию газов. Именно открытие химически инертных газов и логическое размещение их в нулевой группе периодической системы делали для ученого реальной возможность оценки химизма мирового эфира. В открытом им законе ученый пытается с физической стороны выяснить природу массы как основной характеристики вещества. Выясняя физические основы тяготения, тесно связанные с понятием мирового эфира как передающей среды, он ищет легчайший элемент (намного легче водорода). Однако результаты опытов 70-х годов, сводившиеся к тому, чтобы доказать, что «эфир есть сумма разреженнейших газов», не удовлетворили Менделеева. В конце жизни в поисках ответа на вопросы, касающиеся глубинных свойств материи, он вновь обращается к «мировому эфиру», с помощью которого пытается проникнуть в природу основного понятия естествознания XIX в.- массы, а также дать объяснения новым открытиям и прежде всего радиоактивности. Основная мысль ученого заключается в следующем: «Реального понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и не считая его элементарным веществом; элементарные же вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической законности». Характеризуя мировой эфир, Менделеев считает его « во-первых, наилегчайшим из всех элементов как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицами определенных сколь-либо прочных соединений и, в-четвертых, элементом, всюду распространенным и всепроникающим». Вес атома этого гипотетического элемента X , по расчетам ученого, может колебаться в пределах 9.6 *10-7 до 5.3*10-11 (если атомный вес Н равен 1). Элемент X (Менделеев называет его «Ньютонием») получал свое место в периодической системе – в нулевом периоде нулевой группы, как легчайший аналог инертных газов. Кроме того, Менделеев допускал существование еще одного элемента легче водорода – элемента Y, «Корония» (линии «Корония» были зафиксированы при солнечном затмении в 1869 г. в спектре короны; открытие гелия на земле давало основание считать реальным и существование «Корония»). Вместе с тем Менделеев не раз подчеркивал гипотетичность элементов X и Y и не включал их в таблицы элементов 7-го и 8-го изданий «Основ химии». Научная требовательность и ответственность в работах Менделеева не нуждается в комментариях! Но, как мы видим, если это требует логика поиска, он смело выдвигал самые необычные гипотезы, основанные на глубокой интуиции. Следует напомнить, что в своих предсказаниях новых элементов до этого Менделеев не ошибался! Все предсказания, сделанные им на основе периодического закона (существование 12 неизвестных в то время элементов), а также исправления атомных масс элементов блестяще подтвердились! Так что же, это первая крупная ошибка, может даже глубокое заблуждение великого ученого или всего лишь прискорбное недопонимание гения его малоспособными учениками? Давайте попробуем разобраться! В начале XX века не только Менделеев, но и многие физики и химики верили в существование «эфира». Однако после создания Альбертом Эйнштейном специальной и общей теории относительности эта вера стала угасать. Принято считать, что к 1930-м годам проблема «эфира» уже не существовала в науке, а вопрос об элементах легче водорода сам собой отпал. Но, опять же, следует напомнить, что проблема классического эфира отпала, эфира однородного, а вот эфир структурный (эфир Менделеева) вполне жив, только называется он сейчас структурным вакуумом или вакуумом Дирака! Так что, вопрос только в терминологии! Вернемся к элементам легче водорода. Говорят, что их не нашли! А может, просто не искали? Или лучше сказать, когда нашли, просто не узнали! Любому химику известны гомологические ряды, и хорошо известно, как ведут себя первые члены, особенно первый. Как известно первый всегда особенный. Он всегда сильно выделяется из общего ряда. Водород размещают и в I и в VII группах. Так вот водород вовсе и не первый! Так как же должны отличаться настоящие первые элементы, элементы нулевого периода, от всех остальных, обычных элементов?! Будут ли они вообще похожи на привычные нам и хорошо известные, так и хочется сказать «родные» химические элементы? Тут пробирает сильное сомнение! Похоже, мы попадем совсем в другой «мир» и, похоже, что это мир элементарных частиц! Мы часто говорим о фундаментальности Периодического закона, но кажется, что по-настоящему этого все-таки не понимаем! Повторим Менделеева: «… элементарные же вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической законности» или «сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-химическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы», еще « по-видимому, периодическому закону – будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает». Ну, кажется, вдохновились и пора заглянуть, что там все же перед Водородом! Смелее! Вперед! Или, вернее, назад? Дмитрий Иванович верит в нас! «…тут я надеюсь на будущее. Поймут же, что найденное мной и общо и важно для понимания всей природы и бесконечно малого…» Менделеев в последние годы жизни Последуем же логике Дмитрия Ивановича, но учтем современные сведения, которые в его время просто еще не существовали. Во-первых, за основу возьмем порядковый номер элемента, который соответствует заряду ядра, истина известная всем школьникам старших классов. Тогда, если водород имеет порядковый номер 1, то элемент перед ним, естественно, 0! Этот элемент окажется в нулевом периоде в группе инертных газов. Формальный аналог благородных газов, инертный с формальным зарядом ядра 0. Рассмотрим возможных кандидатов на это место в Периодической системе. Выбор-то и не очень большой, но главное он есть! Из известных ныне физических объектов микромира это: либо нейтрон, либо нейтрино (фотон как не имеющий массы покоя и короткоживущие частицы выведем пока за скобки). Кому отдавать предпочтение пока воздержимся. Формально нас удовлетворяет и нейтрон и нейтрино! Перейдем пока к следующему элементу перед водородом, тоже элементу нулевого периода, но уже попадающему в первую группу и аналогу водороду. Но формальный порядковый номер его -1! И такой же заряд ядра! Суммарный же заряд как и у всех элементов должен быть нулевым. И на это место в Периодической системе есть законный кандидат! Это хорошо известный физикам и радиохимикам Позитроний! Кстати, он вообще–то очень здорово смахивает на предсказанный Менделеевым «Короний», и вполне может наблюдаться на Звездах типа Солнца и других, особенно более горячих! Итак, Позитроний (Ps), напомним, что это система состоящая из электрона и позитрона, удовлетворяет формальным требованиям элемента нулевого периода. То, что здесь трудно выделить где ядро, а где оболочка, пусть нас не смущает, так как мы ожидали ведь, что элементы нулевого периода будут необычными! Кроме того, как раз из-за симметричности Позитрония в дальнейшем раскроются совершенно новые перспективы Периодической системы! Но не будем забегать вперед! Вернемся, к элементу с нулевым порядковым номером. Кто же это Нейтроний или Нейтриний? Кто же больше соответствует Ньютонию Менделеева? Прежде чем сделать выбор, давайте остановимся на одном факте, который не следует игнорировать. Для простоты рассмотрения мы предложили в качестве кандидатов на нулевое положение нейтрон и нейтрино, но это просто элементарные частицы, а все другие химические элементы это сложные системы, где присутствуют противоположные заряды, как кулоновские, так и другие (частицы и античастицы – электрон и позитрон). Поэтому, подчиняясь закону сохранения зарядов, под Нейтринием будем понимать пару нейтрино и антинейтрино, а под Нейтронием- пару нейтрон и антинейтрон! Отсюда видно, что ничего не надо выбирать! Они оба нам подходят, и более того у них изотопическое соотношение, они отличаются только на единицы барионного заряда! Просто они изотопы! Также как, например, водород, дейтерий и тритий. Но о каком же из этих изотопов все-таки говорил Менделеев? Тут все ясно, конечно же, Ньютоний это Нейтриний! Надо вспомнить свойства Ньютония: чрезвычайно малая масса и практически полная инертность во взаимодействии с другими веществами! «Чрезвычайно малая плотность газа, т.е. чрезвычайная быстрота собственного движения его частиц – при ничтожном весе их, должны влиять на то, что газ этот везде проникнет, будет наполнять вселенную, но ни к чему прочно не примкнет – для согласованного движения в химическом соединении, т.е. он ни с чем не соединится» Все это отвечает паре нейтрино и антинейтрино, Нейтринию(00 Nn)! И чрезвычайная быстрота собственного движения – близкая скорости света, и ничтожный вес – около 10-9 ,что соответствует предсказанию Менделеева (10-7 – 10-11), везде проникает, практически ни с чем не взаимодействует (Земля и даже Солнце для него прозрачны), и наполняет всю Вселенную (масса нейтрино во Вселенной, по крайней мере, в 30 раз больше плотности обычного вещества)! Вообще, не понятно как могло наше миропонимание простых веществ, элементов Вселенной обходиться без Нейтриния-Ньютония! Нейтроний ( n 0 Nn) также один из самых распространенных во Вселенной ( это вещество нейтронных звезд и черных дыр)! На долю же классических химических элементов приходится лишь малая часть массы Вселенной! Все классическое химическое вещество по отношению к Нейтринию и Нейтронию это все равно, что пена на берегу морей к самим морям! Нейтриний, Нейтроний и Позитроний, а вслед за ними и другие доводородные элементы необходимо должны найти свое место в Периодической системе! Только с элементами нулевого периода Периодическая система получает свое логическое завершение, если конечно не считать ее зеркального отражения по отношению опять же к нулевому периоду, где проглядываются все прочие Антиэлементы, т.е. химические элементы Антимира! Следует заметить, что и «Цветок Менделеева» существует всегда в двух асимметричных формах, «левой» и «правой».
  • Добавил в систему: Рязанцев Георгий Борисович

Истории, скрытые в периодической таблице

Краткое введение

Прошлый, 2019 год, войдет в историю науки, как объявленный ООН и ЮНЕСКО Международный Год Периодической Таблицы (IYPT2019). С тех дальних пор, когда 35-летний профессор по кафедре химии Санкт-Петербургского университета Д. И. Менделеев сдал свою рукопись «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» в набор (1 марта 1869 г.) прошло 150 лет. По сути, это был первый вариант Периодической таблицы элементов. Окончательная формулировка Периодического закона, фундаментального закона природы, была дана им в июле 1871 г.

IYPT2019

Начав свое открытие 29 января, церемонией в ЮНЕСКО и закончив его 5 декабря в Токио, юбилейный Год был встречен повсюду с невероятным энтузиастом не только научным миром, но и широкой общественностью («Периодическая Таблица через 150 лет»). Всплеск интересных работ в области ядерной физики, химии, атомной физики, астрофизики, истории науки — все посвященные 150-летию открытия Периодической Таблицы; научные съезды, конференции, симпозиумы, собрания научных обществ, Академий Наук разных стран, везде по-разному, но всегда одухотворенно и очень интересно. В их числе также огромное количество статей в научно-популярных и совсем не научных изданиях. Видимо есть нечто, что притягивает к себе внимание, возбуждает и объединяет людей. Быть может, в этом нечто и любовь к науке, к ее великим открытиям и к странным людям их творящих.

NEW YORKER

В этом потоке информации, 27 декабря 2019 на сайте журнала NEW YORKER появилась статья журналиста Нейма Джахроми (Neima Jahromi) с названием:

«Истории, скрытые в периодической таблице»

Здесь следовало бы сказать, что еженедельник NEW YORKER один из старейших (основан 95 лет тому назад), несколько старомодный по нынешним понятиям, но очень популярный журнал в Нью-Йорке и во всех США. В нем работают прекрасные иллюстраторы (поверьте мне) и талантливые журналисты (оцените сами). Журнал публикует все, что актуально прямо сейчас (на этой неделе) для жителя Нью-Йорка, знает и чувствует своих читателей, преподносит свой материал так, чтобы он был для них понятным и привлекательным. В вышеупомянутой статье автор ссылается на других, приводя их высказывания и даже ссылки. Но это, как правило, не ученые — естествоиспытатели, а тоже журналисты. И поскольку читатель NEW YORKER-а представляет самые широкие круги общества, теперь уже нам было бы интересно знать, как этому обществу преподносят научную тематику и как оно чувствует большую науку. В этом отношении IYPT2019 хороший повод (все говорят об этом), а опубликованная статья в NEW YORKER – хороший пример.

Пояснения нашему читателю

Оригинальную cтатью Нейма Джахроми в журнале NEW YORKER можно найти на сайте:

Ознакомиться со статьей на сайте журнала NewYorker

Мне показалось, однако, что она не проста в чтении на английском, и я попытался ее сначала перевести на русский, а потом получить впечатление о ее содержании. В моем переводе, как и в любом, к тому же не профессиональном, статья, конечно, что-то теряет. Некоторые ситуации, описанные в «историях», и мне неясны. В каких-то случаях я догадался, о чем хотел рассказать автор и дал пояснение. Но в целом, мне кажется, что это не столь важно для общего впечатления.

Впрочем, судите сами.

Юрий Оганесян


NEW YORKER

ИСТОРИИ, СКРЫТЫЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЕ

От отравленных монахов и ядерных бомб до «трансфермиевых войн».
Картография атомного мира было нелегкой.

Нейма Джахроми
27 декабря 2019 г.

Иллюстрация Ильи Милштейна / Illustration by Ilya Milstein

Поскольку искатели элементов стали создателями элементов, сам смысл таблицы Менделеева изменился. Теперь он описывает, что возможно, в дополнение к тому, что просто существует.

История пятнадцатого элемента началась в Гамбурге в 1669 году. Стеклодув-неудачник, алхимик Хенниг Брандт, пытался найти философский камень, мифическое вещество, которое могло бы превратить основные металлы в золото. Вместо этого он выделил что-то новое. Это «что-то» было пенистым и, в зависимости от используемого препарата, желтого или черного цвета. Брандт назвал его «холодным огнем», потому что он светился в темноте. Окружающие смотрели с большим интересом; некоторые чувствовали, что они присутствуют при каком-то чуде. «Если бы кто-то потер себя этим, — заметил один из наблюдателей, — вся его фигура сияла бы, как когда-то Моисей, когда он спустился с горы Синай». Роберт Бойл, отец современной химии, положил немного этого вещества на свою руку и отметил, насколько «мягким и невинным» оно казалось. Другой ученый видел частицы в нем, мерцающие «как маленькие звезды».

Сначала никто не мог понять, что похитил Прометей Гамбургский. После того, как один из доверенных Брандту лиц подсказал ему, что основным ингредиентом было «что-то, что принадлежало человеческому телу», — Бойл пришел к выводу, что он и его собратья смазывали себя обработанной мочой. Как объясняет кембриджский химик Питер Уотерс (Peter Wothers) в своей новой истории об элементах «Сурьма, золото и Волк Юпитера» (издательство – Оксфорд-пресс), рецепт Брандта требовал тонны мочи. Ее оставляли в ведрах достаточно долго, чтобы привлечь личинок, затем перегоняли в горячих печах, собирая сто двадцать граммов «холодного огня». Брандт полагал, что, если он сможет собрать достаточное количество этого вещества, то сможет создать философский камень.

В 1678 году герцог Саксонский просил его собрать сто тонн мочи гарнизона солдат и перевести ее в то, что Бойл и другие вскоре стали называть фосфором — по-латыни «носитель-света».

Мыльный фосфор, который приготовил Брандт, был любопытным материалом. Но в Англии Бойль начал производить его в более чистой, более твердой форме, которая оказалась легко воспламеняемой. Другой ученый, играющий с фосфором Бойля, обнаружил, что «под действием Тайных Сил, он будет воспламеняться и некоторое время гореть». Бойл, со своей стороны, задавался вопросом, можно ли использовать его как стартер для пороха, (его помощник, аптекарь Амброуз Годфри, подпалил голову и прожег «две или три большие дыры в своих штанах», исследуя это вещество.) Фосфорная промышленность в восемнадцатом веке быстро развивалась, отчасти благодаря тому, что врачи ошибочно полагали, что фосфор лекарственная ценность. Вместе с тем, тысяча восемьсот производителей спичек обнаружили, что деревянные палочки с фосфором были менее опасны, чем их предшественники с серным покрытием. Вскоре, открытия того, что электрические печи могут извлекать фосфор из руды в больших масштабах, привело к разработке взрывчатых веществ. Во время Второй мировой войны, по выражению Уотерса «трагического поворота судьбы», Гамбург, родной город Брандта, был разрушен бомбардировщиками союзников, сбрасывавшими фосфорные боеприпасы.

Уотерс находит много таких поворотов в историях, скрытых за квадратиками Периодической таблицы. Сурьма (элемент № 51) — блестящий минерал; четыре тысячи лет назад люди вырезали из него вазы, они появляются в украшениях, описанных в Ветхом Завете. Согласно отчету, представленному аптекарем и алхимиком XVII века Пьером Пометом (возможно, сомнительному, по мнению Уотерса) сурьма получила свое название от истории немецкого монаха, который скармливал ею своих собратьев. Монах давал сурьму нескольким свиньям, которых сначала рвало, но потом они выздоравливали и толстели. К сожалению, каждый принявший сурьму монах умер. «Именно по этой причине минерал был назван Сурьмой, — писал Помет, — как истребитель Монахов». (В менее фатальных эпизодах, доктор XIX века и его друзья потребляли по пятнадцать миллиграммов теллура каждый: они выдыхали чесночным запахом в течение восьми месяцев).

Названия элементов уже давно являются источником раздоров и непонимания. Водород, как указывает Уотерс, в переводе с греческого означает «образующий воду», а кислород в переводе с греческого означает «образующий кислоту»; на самом деле, водород, который связывается вместе с другими элементами, образует кислоты, а кислород, который связывает водород, образует воду. «Алюминий», — писал Чарльз Диккенс в 1856 году, — «окаменелая часть латинской речи, примерно столь же подходящая для людских уст, как котлета ихтиозавров или костный мозг динорниса». (В латыни корень такой же как «горькая соль», из которой был извлечен некогда драгоценный металл; предложения Диккенса — «суглинок-серебро» и «глеб-золото» — не намного лучше). Французский химик Маргарита Перей, протеже Марии Кюри, открыла свой собственный элемент в 1939 году. Она хотела назвать его «катиум», чтобы отметить сильное притяжение частицы к катодам, устройствам, используемым для передачи электричества через химическое вещество. А дочь Марии Кюри, Ирен Жолио-Кюри, была обеспокоена тем, что носители английского языка ассоциируют этот элемент с домашними кошками. Перей, будучи француженкой, решила вместо этого назвать его францием.

Многие историки датируют изобретение периодической таблицы публикацией сто пятьдесят лет тому назад учебника русского химика Дмитрия И. Менделеева. Но автор книги «Периодическая Таблицы: ее история и ее значение» (Оксфорд-пресс) философ химии Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе, Эрик Шерри (Eric Scerri) который изучает историю таких вопросов, как «Что такое элемент, на самом деле?» считает, что Менделеев произвел революцию в науке, когда привел химическую периодичность в ясную форму.

Периодичность – идея о том, что более крупные атомы чередуются с меньшими атомами в определенном порядке, как ноты на клавиатуре. Что периодичность не возникла как гром среди ясного неба, утверждает Шерри. Это стало предметом внимания благодаря работе множества ученых; при этом идеи, которые к тому времени были, долгое время забыты, такие как алхимия, оказались в некоторых отношениях правильными, а по существу неправильные идеи, такие как несовместимость элементов, оказались все-таки полезными для размышлений. Некоторые из химиков восемнадцатого и девятнадцатого веков, которые начали замечать закономерности среди определенных элементов, фактически прослеживали пути древнегреческих атомщиков, таких как Демокрит и Левкипп, которые в пятом веке до нашей эры утверждали, что невидимые и неделимые частицы составляют все, что мы можем видеть и трогать. Атомисты полагали, что эти частицы были несметным числом по форме и размеру, и что их ощутимые свойства проистекали из структур, которые они образовывали, когда они соединялись вместе.

В средние века атомистические идеи в основном затмевались теорией Аристотеля о том, что четыре основных элемента — огонь, земля, вода и воздух — объединяются, образуя различные объекты во Вселенной. Но атомизм никогда не исчезал полностью. Ученые эпохи Возрождения верили во множество элементарных схем. Книга Уотерса перепечатывает некоторые диаграммы до периодической таблицы, как смесь этих идей. Гравюра семнадцатого века «семи металлов» изображает семь римских богов, размахивающих древними химическими символами (божества напомнили зрителям, что железо было с Марса, а медь с Венеры) другой показывает семь металлов и четыре элемента Аристотеля в треугольном расположении. На всей схеме изображен латинский девиз: «Хотя я невидимка, тем не менее, я отец и мать всех видимых земных тел».

Конечно, вам не нужно быть ученым, чтобы верить в мир, состоящий из более чем четырех элементов. Шахтеры семнадцатого века, пишет Уотерс, различают разные виды воздуха: они называли более легкий воздух, который кружился наверху пещер, «влажным от огня», потому что он легко загорался, и тяжелые облака, нависавшие у земли «удушье», потому что им было трудно дышать. В восемнадцатом веке местные жители окрестили пещеру возле Неаполя, как Грот-дель-Кане: собаки, которые забредали в пещеру, не в силах были поднять головы над газом, просачивающимся из Земли. Они вскоре начинали задыхаться; однако, вернувшись на открытый воздух, животные оживали.

По мере распространения этих наблюдений росло и убеждение в том, что должно быть много разных элементов. К концу восемнадцатого века ученые, комбинируя вещества, начали понимать, что определенные материалы всегда реагировали в одинаковых пропорциях, что указывало на то, что они имели в основе разные массы. (Казалось, что для нейтрализации того же количества серной кислоты аммиаком всегда требовалось немного больше аммиака, чем магния) В 1803 году английский ученый Джон Дальтон предположил, что в таких реакциях работают атомы; он призвал своих сотрудников помочь ему определить, сколько весят эти невидимые существа. Началось то, что Шерри называет «увлечением поиска численных закономерностей». Вскоре химики заметили закономерности, когда сгруппировали элементы в наборы по три атомных веса. (Литий, натрий и калий, например, все шипят или взрываются в воде; оказалось, что атомный вес натрия является средним от лития и калия.) Такие эксперименты показали проблески порядка в элементарной Вселенной. Но работа была разочаровывающей. В 1836 году химик Жан Батист Андре Дюма, ученик Дальтона, в отчаянии вскинул руки. «Что осталось от амбициозной экскурсии, когда мы позволили себе войти в область атомов?» — писал он. «Если бы я был мастером, я бы вычеркнул слово «атом» из науки».

Другие химики, наоборот, настаивали. По мере того, как атомные веса становились все более точными, появлялись новые закономерности. В 1864 году немецкий химик Юлиус Лотар Мейер опубликовал таблицу из двадцати восьми элементов. Элементы Мейера, расположенные, в основном, в порядке увеличения веса, также были выстроены в соответствии с их общими химическими свойствами, которые повторялись через равные интервалы. Пять лет спустя Менделеев опубликовал свою собственную периодическую таблицу, которая постоянно развивалась в версию, которую мы используем сегодня. Подобно Мейеру, Менделеев поместил свои частицы в грубую сетку, в ряды которой входили элементы со схожими свойствами. Но он также украсил свою таблицу многими заманчивыми вопросительными знаками и пустыми местами и сделал явные элементарные пророчества. Менделеев точно предсказал существование тогда еще не открытых элементов, таких как галлий и германий, и предсказал их взаимодействие с другими элементами.

Предсказания Менделеева были неверны столь же часто, как и были правильными. Но, объясняет Шерри, русский химик был главным толкователем и, по сравнению с Мейером и другими конкурентами, более эффективным евангелистом для периодической системы. Менделеев пользовался любой возможностью, чтобы время от времени настойчиво утверждать, что характеристики элементов повторяются упорядоченным и предсказуемым образом. Он был неутомим и негибок, по крайней мере, до тех пор, пока волна научного мнения не повернулась против него. В конце пятидесятых годов девятнадцатого века ученые обнаружили, что элементный состав данного вещества может быть определен из света, который он испускает, когда горит. В 1868 году французский астроном Жюль Янссен использовал эту технику для обнаружения гелия (элемент № 2) на поверхности Солнца во время полного солнечного затмения. Сначала Менделеев утверждал, что гелий не может существовать; это не находило места в периодической таблице. Но на рубеже двадцатого века, после того, как были обнаружены другие благородные газы и они продемонстрировали свойства схожие с гелием, и другие ученые создали колонку именно для них, Менделеев встал в очередь. (Колонна проходит по правой стороне, гелий выскакивает сверху).

Способность Таблицы к адаптации помогла ей выстоять. В двадцатом веке ученые поняли, что периодичность не определяется атомным весом; вместо этого важным было число протонов, которые каждый атом содержал в своем ядре. Но это открытие не сломало Таблицу, она, после нескольких перестановок, стала точнее. За последние полтора столетия наши представления о вселенной радикально изменились. Но основной формат периодической таблицы сохранился.

Но это вовсе не означает, что никто не пытался ее пересмотреть: Шерри отмечает, что, начиная с 1860-х годов, было предложено более тысячу альтернативных периодических таблиц, часто с целью охвата других периодических моделей, оставленных вне оригинала. Они включают с 1990 года трехмерную рождественскую елку Фернандо Дюфура; с 1964 года спиральный узор Теодора Бенфея, напоминающий голову утки; скульптуру в форме кренделя XIX века Уильяма Крукса, сейчас она находится в Музее науки в Лондоне. Эта последняя модель поместила уран в его основу, предполагая, что химия никогда не столкнется с более тяжелым атомом. Но потолок элементов продолжал расти. Истории о тридцати или около того элементах, обнаруженных в прошлом столетии — некоторые из которых Менделеев и Мейер не могли себе представить, — составляют основную часть книги «Сверхтяжелые: создание и разрушение периодической таблицы» (Блумсбери-пресс) научного журналиста Кита Чапмена (Kit Chapman).

Древние охотники за новыми элементами использовали огонь для выделения своих элементов или смешивали минералы с кипящей кислотой. Эти методы были заменены в двадцатом веке технологиями, которые использовали электричество для дробления атомов на части. Более того, ученые поняли, что атомы имеют структуры, состоящие из протонов, нейтронов и электронов; эти структуры могут развалиться или, наоборот, расти. Подобные события в корне изменили наши отношения к материи. Обнаружение элемента было похоже на нахождение доктора Ливингстона в Восточной Африке: вы знали, что он где-то там был. Теперь грань между открытием и созданием размыта.

А элементы, созданные в лаборатории, могут не существовать больше нигде.

Современная эра охоты на элементы началась в тридцатых годах, когда физик Эрнест Лоуренс поручил ученым из Калифорнийского университета в Беркли разработать серию устройств, называемых циклотронами. Они используют электричество для вбивания протонов в мишень – фольгу, установленную внутри металлической камеры. Вскоре исследователи обнаружили, что некоторые из заряженных ядерных частиц будут попадать на атомы (лучше сказать, на атомные ядра. Ю.О) в мишенях и создавать более крупные и тяжелые элементы. Частицы были бесконечно малы, и их вероятность столкновения была незначительной. «Это похоже на стрельбу по птицам в темноте в стране, где есть только несколько птиц», — сказал Альберт Эйнштейн в 1934 году. Тем не менее, циклотроны Лоуренса позволили охотникам за элементами делать триллионы выстрелов, и к 1937 году одно из его устройств создало технеций (элемент № 43), атом, предсказанный Менделеевым. Как и все элементы, впервые родившиеся в циклотронах, технеций был радиоактивным. Лоуренс получил Нобелевскую премию за свое изобретение в 1939 году; В том же году Эйнштейн рекомендовал президенту Рузвельту начать работу над ядерным оружием.

Взрывы этих бомб еще больше заполняли периодическую таблицу. Начиная с 1952 года, Соединенные Штаты взрывали водородные бомбы около Маршалловых островов. Затем исследователи отправили летчиков-истребителей F-84, в облако взрывов. (Огненные шары, отмечает Чапмен, были столь горячими, что «имитировали сильное пекло Солнца».) Ученые оснастили концы крыльев F-84 фильтрами, способными улавливать атомы, возникшими в результате взрыва. Пробиваясь сквозь ножки грибовидных облаков, пытаясь удержать самолеты от грохота, пилоты, пишет Чапмен, собрали «элементы, обычно присутствующие только в сливающихся нейтронных звездах». (Один пилот, Джимми Робинсон, убегающий от ядерной пыльной бури, обнаружил, что его двигатели заглохли; он погиб при попытке приземления на воду.) Позже в лаборатории в Беркли химик Гленн Сиборг и его коллеги обнаружили в фильтре, извлеченном из одного из самолетов, двести атомов того, что станет элементом № 99,. Потребовались годы споров, чтобы рассекретить их открытие, но ученые Беркли публично описали этот элемент в 1954 году. Они выпили «много коктейлей» прежде чем назвать, в конце концов, свою новую частицу эйнштейниумом в честь человека, который предложил бомбу.

Даже в лабораторных условиях охота на новые элементы может быть опасной. В 1959 году Ал Гиорсо, физик из Беркли с железными нервами, как известно, бил теннисные мячи, наполненные радиоактивным материалом в поисках элемента № 102 (непонятно, зачем он это делал? Ю.О.). Однажды, около обеда, он перегружал камеру гелием через фильтр во время облучения мишени из кюрия. Чапмен пишет, что фильтр набух, а потом лопнул как «воздушный шар, наполненный радиоактивным блеском». Гиорсо нырнул под облако, но здание было эвакуировано. И все-таки, несмотря на трудности, Гиорсо, возможно, не первым обнаружил этот элемент. Шведская команда, используя элементарное оборудование, утверждала, что нашла его первым; они хотели назвать это нобелием, в честь шведского изобретателя динамита.

Между тем советские ученые поставили под сомнение результаты, полученные как из Стокгольма, так и из Беркли. Наименование элементов № 100 и № 101, фермия и менделевия, вызвало слабое волнение. Но это относительное спокойствие вскоре нарушилось. В период, который теперь называется «трансфермиевыми войнами», цикл открытий и сомнений стал лейтмотивом исследований элементов во времена холодной войны. (В конце концов, Международный союз чистой и прикладной химии признал заслуги Советов в открытии этого элемента, оставив при этом название «нобелиум»).

К 1970 году в периодической таблице было, как минимум, два основных варианта. Американцы назвали элемент № 104 в честь Эрнеста Резерфорда, отца ядерной науки; Советы назвали его в честь Игоря Курчатова, отца советского ядерного оружия.

Трансфермиевые войны продолжались, но возникла ироническая ситуация: исследователи атомщики искали стабильные (бессмертные) элементы, а обнаружили те, которые быстро исчезали. Для производства «сверхтяжелых» требовалось огромное количество энергии; но, затем, они имели тенденцию распадаться, превращаясь в более легкие элементы, часто в течение наносекунд. Ученые в Соединенных Штатах и Советском Союзе пытались выяснить, как продлить их жизнь. Экспериментируя с элементами, созданными в рамках Манхэттенского проекта, исследователи поняли, что они могут создать две разные версии или два изотопа прометия, шестьдесят первого атома в периодической таблице. Один изотоп прометия, имеющий восемьдесят восемь нейтронов, имеет период полураспада в несколько дней; другой, имеющий восемьдесят шесть нейтронов, имеет период полураспада в несколько лет. По-видимому, правильное «магическое» число нейтронов и протонов могло бы удерживать гиперзаряженное ядро сверхтяжелого элемента как целое. Исследователи начали задаваться вопросом, могут ли эти более длительные гигантские атомы встречаться в природе. Чапмен представляет эскиз 1978 года одного ученого, под названием «Карта изотопов». Он показывает «море нестабильности», в котором простирается полуостров. На конце полуострова маленькая фигура покоится в гигантской рогатке. Рогатка направлена на «Волшебный остров», охраняемый грозной птицей «ядерной вязкости» с распростертыми крыльями.

Мечта о волшебном острове стабильных атомов, спрятанном во многих рядах периодической таблицей, положила начало тому, что Чапмен называет сверхтяжелой «золотой лихорадкой». Вместо создания сверхтяжелых элементов в ускорителях частиц исследователи начали искать их в природе. Одна теория заключалась в том, что, если бы существовали стабильные сверхтяжелые элементы, их было бы легче обнаружить дальше от поверхности Земли, которая бомбардируется радиоактивными космическими лучами, они могут создавать сильный фон чувствительным детекторам. Другая теория состояла в том, что сверхтяжелые элементы (или свидетельства их) могут быть найдены внутри материалов, изготовленных из элементов в том же периодическом столбце. Ученые путешествовали вглубь океана, копали соляные шахты, изучали золотые самородки, высылали воздушные шары для наблюдений, путешествовали пешком по туннелям метро, собирали рассол из Каспийского моря, собирали зубы акул, шестидесяти миллионов летней давности и входили в соборы для анализа витражей. (Они надеялись, что свинцовая прокладка между стеклами могла бы на этих стеклах сохранить свидетельство древней ядерной реакции спонтанного деления в виде латентных треков осколков). Но после двух десятилетий поисков в природе не было обнаружено никаких сверхтяжелых элементов. Казалось, это могут сделать только ускорители частиц и ничто другое.

В последние годы, вместо того, чтобы открыть остров стабильности, ученые, кажется, сделали нечто противоположное: они создали сверхтяжелые элементы, которые угрожают разрушить периодическую таблицу. В 1998 году российские ученые создали новый элемент, который исчез из жизни спустя чуть больше секунды. Главный русский охотник за стихиями Юрий Оганесян назвал его в честь своего покойного наставника Георгия Флерова. В 2016 году Оганесян получил свое имя на атоме другого элемента. Его элемент, который в настоящее время является последним в таблице Менделеева, был также вспышкой в машине. Чапмен считает, что такие элементы, как флеровий и оганессон (элементы № 114 и № 118 соответственно) могут означать «конец химии, какой мы ее знаем». Оганессон сидит в нижней части колонны благородных газов, но некоторые статьи от 2017 года предполагают, что он может не принадлежать им. Скорости его внутренних электронов, вероятно, приближаются настолько к скорости света, что химическое поведение элемента может отличаться от благородных газов, с которыми он сгруппирован. Вместо этого оганессон и его соседи могут следовать теории относительности; время и пространство могут оказаться искривленными внутри них, и их свойства могут последовать их примеру.

Шерри не верит, что периодической таблице серьезно угрожают такие элементы, как оганессон. Он указывает, что некоторые электроны в атомах золота вращаются со скоростями, которые также чувствуют, хотя и слабее, приближение к скорости света. Вполне возможно, что даже относительность соответствует шаблону — «еще одно свидетельство», пишет он, «фундаментальной природе периодического закона». («Коперниум», № 112, стоит ниже уровня золота и, похоже, также содержит релятивистский эффект) И все же Шерри утверждает, что такие элементы дестабилизируют периодическую таблицу по-другому. Первоначально предполагалось, что таблица описывает строительные блоки природы.

Но поскольку охотники за элементами стали создателями элементов, значение таблицы изменилось. Теперь она описывает, что возможно, а также то, что просто существует.

Даже если существует остров атомной стабильности, сверхтяжелые элементы, которые живут на нем, вероятно, будут чрезвычайно редки. Атомы водорода, сгорающие в одной звезде, имеют тенденцию становиться столь тяжелыми, как железо (элемент № 26 из ста семидесяти двух или ста семидесяти трех возможных элементов, которые, по мнению некоторых ученых, могут существовать). Астрофизики полагают, что более крупные атомы, которые возникают в коллапсирующих звездах, могут, преодолев огромные расстояния в космосе, приземлиться в котлах других солнц и продолжать расти. Но Земле четыре с половиной миллиарда лет — намного больше, чем период полураспада даже самых стабильных предсказанных сверхтяжелых элементов — и здесь обнаружено мало их следов. (Поскольку сверхтяжелые элементы могут быстро распадаться, охотники за элементами исследуют метеориты, которые могли возникнуть в результате более недавних звездных взрывов.) В ближайшие несколько лет ученые-атомщики с ускорителями частиц легко создадут элементы № 119 и № 120. Они никогда не могут быть видны за пределами лаборатории.

Похоже, что в США стихийная лихорадка остыла, но в других странах она продолжает кипеть. В 2004 году Япония обнаружила свой первый элемент, нихоний № 113, и Чапмен сообщает, что японские дети читают мангу, драматизируя работу главного физика-ядерщика страны Косуке Мориты. Когда нихониум был официально добавлен в периодическую таблицу, в 2016 году наследный принц Нарухито был глубоко взволнован: На специальной церемонии он вспомнил о том, как копировал эту таблицу вручную, когда был мальчиком. Тем временем в Женеве ученые в ЦЕРНе расширили охоту на другие части космоса. «Некоторые люди считают, что могут быть разные формы темной материи», — сказал мне Ин Вун Ивонн Нг, физик элементарных частиц. «Кто знает», — сказала она. «Это может потенциально заполнить большую периодическую таблицу».

Технеций, первый искусственный элемент, все еще используется в лечении рака во всем мире. Теоретически, более новые элементы могут быть аналогичным образом полезными: согласно Чапмену, ученые предположили, что образец флеровия размером с горошину «мог бы обеспечить город энергией», если бы его можно было стабилизировать. По правде говоря, похоже, что упорные охотники за стихиями охотятся по причинам, превосходящим даже научную славу. В своих «Сверхтяжелых» Чапмен посещает Оганесяна в его лаборатории в России, чтобы спросить его, почему он все еще охотится, особенно теперь, когда у него есть элемент, который носит его имя. «Если у вас есть способ и устройство, которые могут это сотворить, — отвечает Оганесян, — почему бы и нет? Вы строите машину, чтобы найти новые атомы; и вы можете делать атомы, потому что у вас есть такая машина. «Это как ящик Пандоры», — говорит Оганесян, поглаживая компонент циклотрона, который в настоящее время строится (уже построен и запущен Ю.О.). «Новый объект. Новый ускоритель». Находите элементы, и повесть об этом никогда не закончится.

периодическая таблица химических элементов началась не с гениального Менделеева — ИноТВ

В 1869 год российский учёный Дмитрий Менделеев выписал известные химические элементы на карточки, а затем расположил их по столбцам и строкам в соответствии с их химическими и физическими свойствами, в результате чего появилась периодическая таблица химических элементов. Однако, как пишет Newsweek, началась таблица не с гениального Менделеева, расположить химические элементы в определённом порядке до него пытались многие.

Создание периодической таблицы химических элементов ставят в заслугу русскому химику Дмитрию Менделееву, который в 1869 году выписал известные элементы  на карточки, а затем расположил их по столбцам и строкам в соответствии с их химическими и физическими свойствами. В ознаменование 150-летия этого поворотного момента в науке ООН провозгласила 2019 год Международным годом периодической таблицы химических элементов. Однако, как пишет Newsweek, на самом деле периодическая таблица началась не с Менделеева. 

 

Как продолжает издание, расположить химические элементы в определённом порядке пытались многие. За несколько десятков лет до этого химик Джон Далтон попытался упорядочить элементы в таблицу, а также придумать для них некоторые довольно интересные символы, которые не «прижились». А всего за несколько лет до того, как Менделеев взялся за дело со своей колодой самодельных карточек, Джон Ньюлендс также создал таблицу, распределив элементы в соответствии с их свойствами. 

 

Но гениальность Менделеева заключалась в том, что кое-какие элементы он просто не включил в свою таблицу. Он понимал, что некоторых элементов не хватает, но они будут открыты. Поэтому там, где Далтон, Ньюлендс и другие включили в таблицы то, что было известно, Менделеев оставил место для неизвестного. Ещё более удивительно то, что он точно предсказал свойства недостающих элементов. 

 

Например, рядом с символом Al есть пустая клетка для неизвестного металла. Менделеев предсказал, что у него будет атомная масса 68, плотность шесть граммов на кубический сантиметр и очень низкая температура плавления. Шесть лет спустя Поль Эмиль Лекок де Буабодран открыл галлий и, конечно же, вписал его в таблицу прямо в свободную клетку с атомной массой 69,7, плотностью 5,9 г/см3 и температурой плавления настолько низкой, что он становится жидким в руке. Такие же пустые клетки в таблице Менделеев оставил для скандия, германия и технеция, который был открыт лишь в 1937 году, через 30 лет после его смерти. 

 

Однако, отмечает автор статьи, на первый взгляд таблица Менделеева не очень похожа на ту, с которой мы знакомы. Во-первых, в современной таблице есть множество элементов, которые Менделеев упустил из виду и не смог оставить для них пустые клетки. Кроме того, таблица устроена не так, как наш современный вариант этой системы, элементы в которой мы теперь располагаем в виде двухмерной таблицы — столбцов и строк. Но как только вы развернете таблицу Менделеева на 90 градусов, становится очевидным ее сходство с современным вариантом. Например, галогены — фтор, хлор, бром и йод — все оказываются рядом друг с другом. 

 

К началу XX века таблица приняла знакомую нам горизонтальную форму, и её вариант, предложенный в 1905 году Генрихом Вернером, выглядел на удивление современно. Впервые инертные газы оказались в своем знакомом сегодня положении на правом краю таблицы. Вернер также попытался последовать примеру Менделеева, оставив пробелы, хотя он довольно переусердствовал с предположениями об элементах легче водорода и ещё одном элементе, который должен был занять место между водородом и гелием.

 

Несмотря на этот довольно современный вид таблицы, предпринимались дальнейшие попытки изменить её конфигурацию. Особенно авторитетным был вариант, предложенный Шарлем Жанетом. К составлению таблицы он подошел с точки зрения физики и, используя недавно открытую квантовую теорию, создал вариант расположения элементов, основанный на электронных конфигурациях. Многие физики по-прежнему предпочитают созданную им «левостороннюю» таблицу. Интересно, что Жанет тоже оставил свободные клетки для элементов — вплоть до 120, несмотря на то, что в то время было известно только 92 элемента. 

 

Современная таблица фактически представляет собой непосредственную доработку варианта, предложенного Жанетом. Щелочные металлы (группа, на первом месте в которой находится литий) и щелочноземельные металлы (группа, начинающаяся с бериллия) были перенесены с крайней правой стороны на левый край таблицы, в результате чего получилась периодическая таблица очень широкая по виду. Проблема с таблицей такой конфигурации заключается в том, что она не помещается на странице или плакате, поэтому — в основном по эстетическим причинам — элементы f-блока обычно выносятся за пределы основной таблицы и помещаются под ней. Именно так и появился вариант признаваемой сегодня периодической таблицы. 

 

Однако, как заключает автор статьи, это не значит, что люди не пытаются создать другие конфигурации таблицы, зачастую пытаясь продемонстрировать взаимосвязи между элементами, которые не являются очевидными в обычной таблице. Существуют буквально сотни вариантов таблицы, среди которых особенно популярны спиральные и трехмерные конфигурации, не говоря уже о более шутливых вариантах. Всё это показывает, как периодическая таблица элементов стала традиционным, культовым символом науки.   

Таблица Менделеева – универсальный и безграничный язык общения ученых

АМ: Это инициатива, которая поддержана ЮНЕСКО и ООН. Изначально год Периодического закона, год 150-летия открытия Периодического закона, это инициатива, с которой выступила Российская академия наук при поддержке Министерства иностранных дел Российской Федерации. 

Таблица Менделеева – универсальный язык общения ученых, прежде всего химиков. Хотя, если мы посмотрим шире, Менделеев был не только химиком. И открытие Периодического закона – это открытие, которое связывает очень многих ученых. Это и химики, и биологи, и медики, геологи, геохимики…

Для чего нужен этот год? Для того, чтобы еще раз напомнить всему миру, поскольку это международное событие, что мир наш развивается за счет открытий ученых, и что наука — это двигатель, драйвер прогресса человечества.

Во Франции, в ЮНЕСКО, 29 января будет торжественное открытие празднования Международного года Периодического закона. В России такое открытие пройдет 6 февраля в здании Российской академии наук.

Фото РХТУ

Александр Мажуга, ректор Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева

АУ: Химия – наука, которая постоянно развивается. Какие ее направления сегодня наиболее востребованы в мире? В чем будущее химических технологий?

АМ: Сегодня, как и многие другие науки, химия выходит на междисциплинарный уровень. И все больше востребованных направлений находятся на стыке наук. Это химия, биология и медицина, биомедицина, биохимия, биоорганическая химия. Надо понимать, что химия — это вообще все, что есть вокруг нас: то, чем мы дышим, что мы едим, к чему мы прикасаемся. Но наиболее востребованные направления сейчас, это – биомедицина, использование новых материалов в медицине; все, что связано с созданием новых конструкционных материалов – это, естественно, тоже химия. А конструкционные материалы – это различные аппараты новые, это различные строительные материалы, материалы для сельского хозяйства. Конечно же химия – это основа наших лекарств. Фармацевтическая химия – синтез новых терапевтических, диагностических агентов. Если химия – все, что вокруг нас, то химическая технология – это то, что позволяет получать те или иные продукты.

АУ: Что интересует молодежь, на какие факультеты и специальности самый высокий конкурс? Куда хотят пойти учиться абитуриенты?

АМ: Самый высокий конкурс в нашем университете на следующих направлениях: химико-фармацевтический факультет – это все, что связано с разработкой фармацевтических субстанций; биотехнологический факультет – наш университет специализируется в области биотехнологий применительно к пищевым добавкам, различным кормам, а также к селекции микроорганизмов, которые используются применительно к утилизации тех или иных техногенных отходов. И факультет нефтегазохимии и полимеров – все, что связано с созданием новых конструкционных материалов, прежде всего полимерного строения.

АУ: Вы упомянули сейчас переработку отходов при помощи различных новых соединений. Это направление, которое очень востребовано, потому что загрязнение окружающей среды – тема, которая постоянно на повестке дня и ООН, и всего мира. Такая научная работа идет обычно закрыто – в институтах и университетах – или же она предполагает международное сотрудничество и есть  какие-то крупные проекты?

Такие работы ведутся в рамках международного сотрудничества и, конечно же, вместе с нашими партнерами из химической и биотехнологической промышленности. И тут нужен не только биотехнологический подход, чтобы решить техногенные проблемы, но и направление, связанное с созданием новых «зеленых» химических производств, производств, которые экологичны, требуют небольшого количества ресурсов – например, замкнутые циклы. Такие химические фабрики будущего – тоже важное направление работы нашего университета.

АУ: Зачастую образование бывает очень академичным, научным… Есть ли практика связи образования с навыками и работой в отрасли, с работой на практический результат?

Основной залог успеха образования в нашей области, в области химической технологии, это непосредственный контакт с предприятиями, с конечными потребителями наших технологий, с компаниями, куда идут работать наши выпускники. Мы стараемся максимально изменять образовательные «траектории» наших студентов так, чтобы они были синхронизированы с предприятиями отрасли.

Фото РХТУ

Новый учебный комлекс РХТУ

АУ: Участвуют ли студенты в каких-то научных разработках, которые потом  претворяются в жизнь?

АМ: Да, конечно. Студенты во время обучения в нашем университете занимаются наукой, как и во многих других университетах в нашей стране. Мы рассматриваем сейчас возможность так называемого «проектного» обучения, когда начиная с первого курса студенты – мы можем также готовить проектные группы – выполняют тот или иной проект, связанный с отраслью химической технологии, и на выходе они получают технологию, которую можно реализовать. И подход, когда дипломный проект – это некий стартап, также реализуется в нашем университете.

АУ: Возвращаясь к теме таблицы Менделеева… Говорят,  оформляя свой Периодический закон в таблицу, Менделеев предусмотрительно оставил свободные места – «на будущее». Как происходит открытие новых элементов, как часто приходится обновлять таблицу?

АМ: Периодическая таблица – это не просто графическое представление элементов. До Менделеева были более ранние варианты, когда элементы располагались по мере увеличения их атомного номера или веса (те элементы, что были открыты на момент той или иной таблицы). Но только Менделеев увидел в расположении элементов периодичность. Так появился Периодический закон: свойства элементов изменяются в рядах, и они повторяются. То есть самое его главное открытие – не просто расположение элементов в ячейках в таблице, а закон периодичности.

Сейчас элементы, которые были совсем недавно открыты – три новых элемента, –  являются сверхтяжелыми, радиоактивными и короткоживущими. На момент открытия таблицы такого количества элементов как сейчас известно не было. Что самое главное, Менделеев своим законом предсказывал существование элементов. В его первоначальной таблице были пустые ячейки – он показывал, что в этой ячейке должен появиться новый элемент. Само доказательство закона происходило позднее, когда эти новые элементы открывались и попадали уже в ячеечку Периодической таблицы. Мало того, Менделеев мог предсказывать и массу этого элемента, причем совпадения были порой с точностью до десятой в атомной массе!

Что касается новых элементов и пустых ячеек, то, как говорят, таблица Менделеева не окончена и, на самом деле, бесконечна. Сейчас мы находимся на таком «минимуме стабильности» химических элементов, но благодаря предсказаниям физиков мы должны будем выйти на элементы, которые будут опять же стабильны. То есть, чем тяжелее элемент, чем больше у него масса, тем менее стабильным он становится. Часто такие элементы – короткоживущие и радиоактивные. Но через какой-то период мы должны выйти опять на более стабильные элементы.

АУ: Есть ли страны-лидеры в открытии новых элементов, которые открыли их больше всего?

АМ: Нельзя сказать, что какая-то одна страна имеет лидерство. И в России было открыто шесть элементов, и в США было открыто достаточно большое количество. Достаточно сложно сказать, в какой стране больше или меньше было открыто. Чаще всего сейчас открытие новых элементов – как последних трех – происходит в коллаборации. Так, последние три были открыты при сотрудничестве России и США вместе: кто-то делает мишень, кто-то ее облучает, кто-то выделяет. И, соответственно, и один из элементов был назван в честь известного российского ученого, академика Юрия Оганесяна. Кстати, это единственный пример в Периодической таблице, когда элемент назван в честь живущего сейчас ученого.

АУ: То есть выдающийся ученый получил таким образом  «памятник при жизни»?

АМ: Да, при жизни. Есть еще ряд элементов, которые названы «московий» – в честь Москвы, «дубний» – в честь г. Дубны, где находится Объединенный институт ядерных исследований, и конечно же «рутений», названный в честь России. Поэтому, ждем новых элементов – в коллаборации с другими странами, другими научными и учебными организациями.

 

2019 год – Международный год Периодической таблицы химических элементов

Информация о материале
Категория: Праздники и знаменательные даты

2019 год провозглашен Генеральной ассамблеей ООН Международным годом Периодической таблицы химических элементов, торжественная церемония открытия которого проходит 29 января в штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже (Франция). Это масштабное событие посвящено 150-летию открытия Периодического закона химических элементов великим русским ученым Д. И. Менделеевым.

Периодическая таблица химических элементов – одно из наиболее важных научных достижений, отражающее суть не только химии, но также физики, биологии и других дисциплин. Она представляет собой уникальный инструмент, дающий ученым возможность предсказывать появление и свойства элементов на Земле и во Вселенной в целом.

Открытие периодической таблицы элементов было не случайно, это явилось результатом огромного труда, длительной и кропотливой работы Д. И. Менделеева. «Когда я стал окончательно оформлять мою классификацию элементов, я написал на отдельных карточках каждый элемент с его атомным весом и коренными свойствами, сходные элементы и близкие атомные веса, и затем, расположив их в порядке групп и рядов, получил первую наглядную таблицу периодического закона. Но это был лишь заключительный аккорд, итог всего предыдущего труда…», – говорил ученый. Менделеев подчеркивал, что его открытие было итогом, завершившим собой двадцатилетнее размышление о связях между элементами, обдумывание со всех сторон взаимоотношений элементов. По определению самого ученого, открытый им периодический закон заключается в том, что «свойства элементов (а следовательно, и образованных ими простых и сложных тел) находятся в периодической зависимости от их атомных весов».

Ко времени открытия закона было известно лишь 63 элемента, на сегодняшний день в периодической таблице – 118 химических элементов. В настоящее время используются длинный и короткий варианты Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. В длинном варианте каждый период составляет отдельный ряд, в коротком – каждый большой период разбит на два ряда, а лантаноиды и актиноиды помещены за рамки системы. Короткий вариант таблицы отличается большей компактностью.

Каждое число в периодической системе характеризует определенную особенность в строении атома химического элемента: порядковый номер указывает на заряд атомного ядра; номер периода соответствует числу энергетических уровней в атомах элементов данного периода; номер группы соответствует числу электронов на внешнем уровне для элементов главных подгрупп и максимальному числу валентных электронов для элементов побочных подгрупп.

НИО

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ представляет собой классификацию химических элементов в соответствии с периодическим законом, устанавливающим периодическое изменение свойств химических элементов по мере увеличения их атомной массы, связанного с увеличением заряда ядра их атомов; поэтому заряд ядра атома совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе и называется атомным номером элемента. Периодическая система элементов оформляется в виде таблицы (периодическая таблица элементов), в горизонтальных рядах которой – периодах – происходит постепенное изменение свойств элементов, а при переходе от одного периода к другому – периодическое повторение общих свойств; вертикальные столбцы – группы – объединяют элементы со сходными свойствами. Периодическая система позволяет без специальных исследований узнать о свойствах элемента только на основании известных свойств соседних по группе или периоду элементов. Физические и химические свойства (агрегатное состояние, твердость, цвет, валентность, ионизация, стабильность, металличность или неметалличность и т.д.) можно предсказывать для элемента на основании периодической таблицы.

В конце 18 и начале 19 вв. химики пытались создавать классификации химических элементов в соответствии с их физическими и химическими свойствами, в частности на основе агрегатного состояния элемента, удельного веса (плотности), электропроводности, металличности – неметалличности, основности – кислотности и т.д.

Классификации по «атомному весу»

(т.е. по относительной атомной массе).

Гипотеза Праута.

В 1805 Дж.Дальтон определил атомные веса нескольких элементов, приняв за единицу атомную массу водорода, а Й.Берцелиус в 1815 значительно уточнил величины атомных весов. Ученые пытались установить простые (целочисленные) соотношения между атомными весами элементов. У.Праут в 1815 предположил, что атомные веса всех элементов связаны простыми кратными отношениями с атомным весом водорода. Но более точные определения атомных весов, выполненные Ж.Дюма и особенно Берцелиусом, а впоследствии и Ж.Стасом, разрушили гипотезу Праута, так как были получены дробные величины атомных весов. И только в начале 20 в., когда стало известно строение атома, идеи Праута возродились.

Триады Доберейнера.

И.Доберейнер в 1816–1829 установил, что для триад сходных элементов, таких, как Cl, Br, I и Ca, Sr, Ba, атомные массы и величины некоторых физических свойств находятся в арифметической прогрессии и для каждого второго элемента свойство можно предсказать как среднее между свойствами двух крайних. Существование такой прямой взаимосвязи для всех элементов казалось вероятным, но количественная оценка была невозможна из-за путаницы между атомными и эквивалентными весами до тех пор, пока С.Канниццаро в 1858 не пересмотрел величины атомных весов.

Октавы Ньюлендса.

Дж.Ньюлендс в 1864, анализируя все известные триады и расширяя по возможности их в семейства по 4–5 элементов, получил общую таблицу, что позволило ему предположить существование одного или двух неоткрытых элементов. Затем он перестроил классификацию элементов в порядке увеличения атомного веса и обнаружил периодическую повторяемость свойств у каждого восьмого элемента. К сожалению, Ньюлендс не оставил свободные места в таблице для неоткрытых элементов, а его предложение назвать новую таблицу законом октав встретило холодный прием.

Периодический закон.

Два других химика, русский ученый Д.И.Менделеев и немецкий ученый Л.Мейер независимо друг от друга предложили классификацию элементов в виде семейств, в которых периодически повторяются сходные свойства, когда элементы расположены в порядке увеличения атомного веса. Оба опубликовали свои таблицы (Менделеев – в 1869, а Мейер – в 1870) и дали формулировку нового открытого периодического закона. Уверенность Менделеева в правильности периодического закона была так велика, что он не колеблясь исправил известные значения атомных весов на основании открытого закона. Он предсказал существование и довольно точно описал свойства трех новых, еще неизвестных тогда элементов, которые были открыты через несколько лет: галлия (1875), скандия (1879) и германия (1886).

Периодическая таблица.

Менделеев расположил элементы в порядке увеличения их атомного веса и в 1869 предложил таблицу размещения семейств элементов (табл. 1). Модифицированная форма таблицы (табл. 2), в которой семейства (группы) элементов расположены в колонках, была предложена им в 1871 и существует до настоящего времени. Наряду с ней получила распространение развернутая форма таблицы. См. также ХИМИЯ; ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ.

Таблица 1. Периодическая таблица элементов, опубликованная Менделеевым в 1869
Таблица 1. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ЭЛЕМЕНТОВ, ОПУБЛИКОВАННАЯ МЕНДЕЛЕЕВЫМ В 1869
(первая версия)
      Ti = 50 Zr = 90 ? = 180
      V = 51 Nb = 94 Ta = 182
      Cr = 52 Mo = 96 W = 186
      Mn = 55 Rh = 104,4 Pt = 197,4
      Fe = 56 Ru = 104,4 Ir = 198
    Ni = Co = 59 Pd = 106,6 Os = 199
H = 1     Cu = 63,4 Ag = 108 Hg = 200
  Be = 9,4 Mg = 24 Zn = 65,2 Cd = 112  
  B = 11 Al = 27,4 ? = 68 Ur = 116 Au = 197?
  C = 12 Si = 28 ? = 70 Sn = 118  
  N = 14 P = 31 As = 75 Sb = 122 Bi = 210?
  O = 16 S = 32 Se = 79,4 Te = 128?  
  F = 19 Cl = 35,5 Br = 80 I = 127  
Li = 7 Na = 23 K = 39 Rb = 85,4 Cs = 133 Tl = 204
    Ca = 40 Sr = 87,6 Ba = 137 Pb = 207
    ? = 45 Ce = 92    
    ?Er = 56 La = 94    
    ?Yt = 60 Di = 95    
    ?In = 75,6 Th = 118    
Таблица 2. Модифицированная Таблица Менделеева
Таблица 2. МОДИФИЦИРОВАННАЯ ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА
Группа I II III IV V VI VII   VIII   0
Формула оксида или гидрида
Подгруппа
R2O

А В

RO

А В

R2O3

В А

RH4
RO2

В А

RH3
R2O5

В А

RH2
RO3

В А

RH
R2O7

В А

       
Период 1 1
H
Водород
1,0079
                  2
He
Гелий
4,0026
Период 2 3
Li
Литий
6,941
4
Be
Бериллий
9,0122
5
B
Бор
10,81
6
C
Углерод
12,011
7
N
Азот
14,0067
8
O
Кислород
15,9994
9
F
Фтор
18,9984
      10
Ne
Неон
20,179
Период 3 11
Na
Натрий
22,9898
12
Mg
Магний
24,305
13
Al
Алюминий
26,9815
14
Si
Кремний
28,0855
15
P
Фосфор
30,9738
16
S
Сера
32,06
17
Cl
Хлор
35,453
      18
Ar
Аргон
39,948
Период 4 19
K
Калий
39,0983
29
Cu
Медь
63,546
20
Ca
Кальций
40,08
30
Zn
Цинк
65,39
21
Sc
Скандий
44,9559
31
Ga
Галлий
69,72
22
Ti
Титан
47,88
32
Ge
Германий
72,59
23
V
Ванадий
50,9415
33
As
Мышьяк
74,9216
24
Cr
Хром
51,996
34
Se
Селен
78,96
25
Mn
Марганец
54,9380
35
Br
Бром
79,904
26
Fe
Железо
55,847
27
Co
Кобальт
58,9332
28
Ni
Никель
58,69

36
Kr
Криптон
83,80

Период 5 37
Rb
Рубидий
85,4678
47
Ag
Серебро
107,868
38
Sr
Стронций
87,62
48
Cd
Кадмий
112,41
39
Y
Иттрий
88,9059
49
In
Индий
114,82
40
Zr
Цирконий
91,22
50
Sn
Олово
118,69
41
Nb
Ниобий
92,9064
51
Sb
Сурьма
121,75
42
Mo
Молибден
95,94
52
Te
Теллур
127,60
43
Tc
Технеций
[97]
53
I
Иод
126,9044
44
Ru
Рутений
101,07
45
Rh
Родий
102,9055
46
Pd
Палладий
106,4

54
Xe
Ксенон
131,29

Период 6 55
Cs
Цезий
132,9054
79
Au
Золото
196,9665
56
Ba
Барий
137,33
80
Hg
Ртуть
200,59
57*
La
Лантан
138,9055
81
Tl
Таллий
204,38
72
Hf
Гафний
178,49
82
Pb
Свинец
207,21
73
Ta
Тантал
180,9479
83
Bi
Висмут
208,9804
74
W
Вольфрам
183,85
84
Po
Полоний
[209]
75
Re
Рений
186,207
85
At
Астат
[210]
76
Os
Осмий
190,2
77
Ir
Иридий
192,2
78
Pt
Платина
195,08

86
Rn
Радон
[222]

Период 7 87
Fr
Франций
[223]
88
Ra
Радий
226,0254
89**
Ac
Актиний
227,028
104

[261]

105

[258]

106

[260]

107

[262]

108

[265]

109

[266]

 

 
* 58
Ce
140,12
59
Pr
140,9077
60
Nd
144,24
61
Pm
[145]
62
Sm
150,36
63
Eu
151,96
64
Gd
157,25
65
Tb
158,9254
66
Dy
162,50
67
Ho
164,9304
68
Er
167,26
69
Tm
168,9342
70
Yb
173,04
71
Lu
174,967
** 90
Th
232,0381
91
Pa
231,0359
92
U
238,0289
93
Np
237,0482
94
Pu
[244]
95
Am
[243]
96
Cm
[247]
97
Bk
[247]
98
Cf
[251]
99
Es
[252]
100
Fm
[257]
101
Md
[258]
102
No
[259]
103
Lr
[260]
*Лантаноиды: церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций.
**Актиноиды: торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий.
Примечание. Атомный номер указан над символом элемента, атомная масса указана под символом элемента. Величина в скобках – массовое число наиболее долгоживущего изотопа.

Периоды.

В этой таблице Менделеев расположил элементы в горизонтальных рядах – периодах. Таблица начинается с очень короткого периода, содержащего только водород и гелий. Следующие два коротких периода содержат по 8 элементов. Затем располагаются четыре длинных периода. Все периоды, кроме первого, начинаются со щелочного металла (Li, Na, K, Rb, Cs), и все периоды заканчиваются благородным газом. В 6-м периоде находится серия из 14 элементов – лантаноиды, которой формально нет места в таблице и ее обычно располагают под таблицей. Другая аналогичная серия – актиноиды – находится в 7-м периоде. Эта серия включает элементы, полученные в лаборатории, например бомбардировкой урана субатомными частицами, и также размещается под таблицей ниже лантаноидов.

Группы и подгруппы.

При расположении периодов друг под другом элементы располагаются в колонки, образуя группы, нумеруемые цифрами 0, I, II,…, VIII. Предполагается, что элементы внутри каждой группы проявляют сходные общие химические свойства. Еще бóльшее сходство наблюдается у элементов в подгруппах (A и B), которые образуются из элементов всех групп, кроме 0 и VIII. Подгруппа А называется главной, а В – побочной. Некоторые семейства имеют названия, например, щелочные металлы (группа IA), щелочноземельные металлы (группа IIA), галогены (группа VIIA) и благородные газы (группа 0). В группе VIII находятся переходные металлы: Fe, Co и Ni; Ru, Rh и Pd; Os, Ir и Pt. Находящиеся в середине длинных периодов, эти элементы более сходны друг с другом, чем с элементами, стоящими до и после них. В нескольких случаях порядок увеличения атомных весов (точнее, атомных масс) нарушается, например, в пáрах теллур и иод, аргон и калий. Это «нарушение» необходимо для сохранения сходства элементов в подгруппах.

Металлы, неметаллы.

Диагональ от водорода к радону примерно делит все элементы на металлы и неметаллы, при этом неметаллы находятся выше диагонали. (К неметаллам относят 22 элемента – H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, галогены и инертные газы, к металлам – все остальные элементы.) Вдоль этой линии располагаются элементы, которые обладают некоторыми свойствами металлов и неметаллов (металлоиды – устаревшее название таких элементов). При рассмотрении свойств по подгруппам сверху вниз наблюдается увеличение металлических свойств и ослабление неметаллических свойств.

Валентность.

Наиболее общее определение валентности элемента – это способность его атомов соединяться с другими атомами в определенных соотношениях. Иногда валентность элемента заменяют близким ему понятием степени окисления (с.о.). Степень окисления соответствует заряду, который приобрел бы атом, если бы все электронные пары его химических связей сместились в сторону более электроотрицательных атомов. В любом периоде слева направо происходит увеличение положительной степени окисления элементов. Элементы I группы имеют с.о., равную +1 и формулу оксида R2O, элементы II группы – соответственно +2 и RO и т.д. Элементы с отрицательной с.о. находятся в V, VI и VII группах; считается, что углерод и кремний, находящиеся в IV группе, не имеют отрицательной степени окисления. Галогены, имеющие степень окисления –1, образуют соединения с водородом состава RH. В целом положительная степень окисления элементов соответствует номеру группы, а отрицательная равна разности восемь минус номер группы. Из таблицы нельзя определить наличие или отсутствие других степеней окисления.

Физический смысл атомного номера.

Истинное понимание периодической таблицы возможно только на основе современных представлений о строении атома. Порядковый номер элемента в периодической таблице – его атомный номер – значительно важнее величины его атомного веса (т.е. относительной атомной массы) для понимания химических свойств.

Строение атома.

В 1913 Н.Бор использовал ядерную модель строения атома для объяснения спектра атома водорода, наиболее легкого и поэтому наиболее простого атома. Бор предположил, что атом водорода состоит из одного протона, составляющего ядро атома, и одного электрона, вращающегося вокруг ядра.

Определение понятия атомного номера.

В 1913 А.ван ден Брук предположил, что порядковый номер элемента – его атомный номер – должен идентифицироваться с числом электронов, вращающихся вокруг ядра нейтрального атома, и с положительным зарядом ядра атома в единицах заряда электрона. Однако необходимо было экспериментальное подтверждение идентичности заряда атома и атомного номера. Бор далее постулировал, что характеристическое рентгеновское излучение элемента должно подчиняться такому же закону, что и спектр водорода. Так, если атомный номер Z идентифицируется с зарядом ядра в единицах заряда электрона, то частоты (длины волн) соответствующих линий в рентгеновских спектрах различных элементов должны быть пропорциональны Z2, квадрату атомного номера элемента.

В 1913–1914 Г.Мозли, изучая характеристическое рентгеновское излучение атомов различных элементов, получил блестящее подтверждение гипотезы Бора. Работа Мозли таким образом подтвердила предположение ван ден Брука об идентичности атомного номера элемента с зарядом его ядра; атомный номер, а не атомная масса, является истинной основой для определения химических свойств элемента.

Периодичность и атомная структура.

Квантовая теория Бора строения атома развивалась в течение двух десятилетий после 1913. Предложенное Бором «квантовое число» стало одним из четырех квантовых чисел, необходимых для характеристики энергетического состояния электрона. В 1925 В.Паули сформулировал свой знаменитый «принцип запрета» (принцип Паули), согласно которому в атоме не может быть двух электронов, у которых бы все квантовые числа были одинаковые. Когда этот принцип применили к электронным конфигурациям атомов, периодическая таблица приобрела физическое обоснование. Так как атомный номер Z, т.е. положительный заряд ядра атома, возрастает, то и количество электронов должно возрастать для сохранения электронейтральности атома. Эти электроны определяют химическое «поведение» атома. Согласно принципу Паули, по мере увеличения значения квантового числа электроны заполняют электронные слои (оболочки) начиная с ближайших к ядру. Завершенный слой, который заполнен всеми электронами в соответствии с принципом Паули, является наиболее стабильным. Поэтому благородные газы, такие, как гелий и аргон, имеющие полностью завершенные электронные структуры, устойчивы к любому химическому воздействию.

Электронные конфигурации.

В следующей таблице приведены возможные количества электронов для различных энергетических состояний. Главное квантовое число n = 1, 2, 3,… характеризует энергетический уровень электронов (1-й уровень располагается ближе к ядру). Орбитальное квантовое число l = 0, 1, 2,…, n – 1 характеризует орбитальный момент импульса. Орбитальное квантовое число всегда меньше главного квантового числа, а максимальное его значение равно главному минус 1. Каждому значению l отвечает определенный тип орбитали – s, p, d, f … (это обозначение происходит от спектроскопической номенклатуры 18 в., когда различные серии наблюдаемых спектральных линий назывались sharp, principal, diffuse и fundamental).

Таблица 3. Число электронов в различных энергетических состояниях атома
Таблица 3. ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ В РАЗЛИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ АТОМА
Главное квантовое число Орбитальное квантовое число Количество электронов на оболочке Обозначение энергетического состояния (тип орбитали)
1 0 2 1s
2 0 2 2s
  1 6 2p
3 0 2 3s
  1 6 3p
  2 10 3d
4 0 2 4s
  1 6 4p
  2 10 4d
  3 14 4f
5 0 2 5s
  1 6 5p
  2 10 5d
  5 14 5f
  4 18 5g
6 0 2 6s
  1 6 6p
  2 10 6d
7 0 2 7s

Короткие и длинные периоды.

Низшая полностью завершенная электронная оболочка (орбиталь) обозначается 1s и реализуется у гелия. Следующие уровни – 2s и 2p – соответствуют застройке оболочек атомов элементов 2-го периода и при полной застройке, у неона, содержат в сумме 8 электронов. С увеличением значений главного квантового числа энергетическое состояние низшего орбитального числа для большего главного может оказаться ниже энергетического состояния наиболее высокого орбитального квантового числа, соответствующего меньшему главному. Так, энергетическое состояние 3d выше, чем 4s, поэтому у элементов 3-го периода происходит застройка 3s– и 3p-орбиталей, заканчиваясь формированием устойчивой структуры благородного газа аргона. Далее происходит последовательная застройка 4s-, 3d– и 4p-орбиталей у элементов 4-го периода, вплоть до завершения внешней устойчивой электронной оболочки из 18 электронов у криптона. Это и приводит к появлению первого длинного периода. Аналогично происходит застройка 5s-, 4d– и 5p-орбиталей атомов элементов 5-го (т.е. второго длинного) периода, завершаясь электронной структурой ксенона.

Лантаноиды и актиноиды.

Последовательное заполнение электронами 6s-, 4f-, 5d– и 6p-орбиталей у элементов 6-го (т.е. третьего длинного) периода приводит к появлению новых 32 электронов, которые формируют структуру последнего элемента этого периода – радона. Начиная с 57 элемента, лантана, последовательно располагаются 14 элементов, мало отличающихся по химическим свойствам. Они образуют серию лантаноидов, или редкоземельных элементов, у которых застраивается 4f-оболочка, содержащая 14 электронов.

Серия актиноидов, которая располагается за актинием (атомный номер 89), характеризуется застройкой 5f-оболочки; она также включает 14 элементов, весьма близких по химическим свойствам. Элемент с атомным номером 104 (резерфордий), следующий за последним из актиноидов, уже отличается по химическим свойствам: он является аналогом гафния. Для элементов за резерфордием приняты названия: 105 – дубний (Db), 106 – сиборгий (Sg), 107 – борий (Bh), 108 – хассий (Hs), 109 – мейтнерий (Mt).

Применение периодической таблицы.

Знание периодической таблицы позволяет химику предсказывать с определенной степенью точности свойства любого элемента, прежде чем он приступит к работе с ним. Металлурги, например, считают периодическую таблицу полезной для создания новых сплавов, так как, используя периодическую таблицу, можно заменить один из металлов сплава, подобрав ему замену среди его соседей по таблице так, что с определенной степенью вероятности не произойдет значительного изменения свойств образующегося из них сплава.

Периодическая таблица элементов

Результаты обучения

  • Понять периодическую таблицу элементов и как использовать ее для понимания элементов

Различные элементы организованы и отображены в периодической таблице. В таблице, разработанной русским химиком Дмитрием Менделеевым (1834–1907) в 1869 году, сгруппированы элементы, которые, хотя и являются уникальными, имеют общие химические свойства с другими элементами. Свойства элементов определяют их физическое состояние при комнатной температуре: они могут быть газами, твердыми телами или жидкостями.Элементы также обладают определенной химической реакционной способностью, способностью объединяться и химически связываться друг с другом.

В периодической таблице, показанной на рисунке 1, элементы организованы и отображаются в соответствии с их атомными номерами и расположены в серии строк и столбцов на основе общих химических и физических свойств. В периодической таблице Менделеева указывается не только атомный номер каждого элемента, но и его атомная масса. Например, глядя на углерод, появляются его символ (C) и название, а также его атомный номер шесть (в верхнем левом углу) и его атомная масса 12.11.

Рис. 1. В периодической таблице указаны атомная масса и атомный номер каждого элемента. Атомный номер отображается над символом элемента, а приблизительная атомная масса – под ним.

В периодической таблице элементы сгруппированы по химическим свойствам. Различия в химической активности между элементами основаны на количестве и пространственном распределении электронов в атоме. Атомы, которые химически реагируют и связываются друг с другом, образуют молекулы. Молекулы – это просто два или более атомов, химически связанных вместе.По логике вещей, когда два атома химически связываются, образуя молекулу, их электроны, которые образуют крайнюю область каждого атома, сначала объединяются, поскольку атомы образуют химическую связь.

Посмотрите это видео, чтобы получить более подробное представление о таблице Менделеева:

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Как элементы сгруппированы в Периодической таблице?

В конце 19 века русский химик Дмитрий Менделеев опубликовал свою первую попытку сгруппировать химические элементы по их атомному весу.В то время было известно только около 60 элементов, но Менделеев понял, что, когда элементы были организованы по весу, определенные типы элементов возникали через равные промежутки времени или периоды.

Сегодня, 150 лет спустя, химики официально признают 118 элементов (после добавления четырех новичков в 2016 году) и до сих пор используют периодическую таблицу элементов Менделеева для их организации. Таблица начинается с простейшего атома, водорода, а затем сгруппированы остальные элементы по атомному номеру, который представляет собой количество протонов, содержащихся в каждом.За некоторыми исключениями порядок элементов соответствует увеличению массы каждого атома.

В таблице семь строк и 18 столбцов. Каждая строка представляет один период; номер периода элемента показывает, сколько из его энергетических уровней содержат электроны. Например, натрий находится в третьем периоде, что означает, что атом натрия обычно имеет электроны на первых трех энергетических уровнях. Двигаясь вниз по таблице, периоды становятся длиннее, потому что для заполнения более крупных и сложных внешних уровней требуется больше электронов.

Столбцы таблицы представляют группы или семейства элементов. Элементы в группе часто выглядят и ведут себя одинаково, потому что у них одинаковое количество электронов во внешней оболочке – лице, которое они показывают миру. Элементы группы 18, например, в крайней правой части таблицы, имеют полностью сплошные внешние оболочки и редко участвуют в химических реакциях.

Элементы обычно классифицируются как металлические или неметаллические, но разделительная линия между ними нечеткая.Металлические элементы обычно являются хорошими проводниками электричества и тепла. Подгруппы металлов основаны на схожих характеристиках и химических свойствах этих коллекций. Согласно данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, в нашем описании периодической таблицы используются общепринятые группы элементов.

Щелочные металлы: Щелочные металлы составляют большую часть Группы 1, первого столбца таблицы. Эти блестящие и достаточно мягкие, чтобы разрезать ножом, эти металлы начинаются с лития (Li) и заканчиваются францием (Fr).Они также чрезвычайно реактивны и воспламеняются или даже взрываются при контакте с водой, поэтому химики хранят их в маслах или инертных газах. Водород с одним электроном также находится в группе 1, но газ считается неметаллом.

Щелочноземельные металлы: Щелочноземельные металлы составляют группу 2 периодической таблицы, от бериллия (Be) до радия (Ra). Каждый из этих элементов имеет два электрона на внешнем энергетическом уровне, что делает щелочноземельные земли достаточно реактивными, поэтому их редко можно встретить в природе в одиночку.Но они не так реактивны, как щелочные металлы. Их химические реакции обычно протекают медленнее и выделяют меньше тепла по сравнению с щелочными металлами.

Lanthanides: Третья группа слишком длинна, чтобы поместиться в третий столбец, поэтому она вырывается и переворачивается боком, чтобы стать верхней строкой острова, плавающего в нижней части таблицы. Это лантаноиды, элементы с 57 по 71 – от лантана (La) до лютеция (Lu). Элементы этой группы имеют серебристо-белый цвет и тускнеют при контакте с воздухом.

Актиниды: Актиниды выстилают нижний ряд острова и включают элементы от 89, актиний (Ac) до 103, лоуренсий (Lr). Из этих элементов только торий (Th) и уран (U) встречаются на Земле в значительных количествах. Все радиоактивны. Актиниды и лантаноиды вместе образуют группу, называемую внутренними переходными металлами.

Переходные металлы: Возвращаясь к основной части таблицы, остатки групп с 3 по 12 представляют остальные переходные металлы.Твердые, но податливые, блестящие и обладающие хорошей проводимостью, эти элементы – это то, о чем вы обычно думаете, когда слышите слово «металл». Здесь живут многие из лучших хитов металлического мира, включая золото, серебро, железо и платину.

Металлы после перехода: Перед прыжком в мир неметаллов общие характеристики не были четко разделены по вертикальным групповым линиям. Постпереходными металлами являются алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In), таллий (Tl), олово (Sn), свинец (Pb) и висмут (Bi), и они охватывают группы с 13 по 17.Эти элементы обладают некоторыми из классических характеристик переходных металлов, но они, как правило, более мягкие и проводят хуже, чем другие переходные металлы. Во многих периодических таблицах жирным шрифтом будет выделена линия «лестницы» под диагональю, соединяющей бор с астатом. Металлы постпереходного типа расположены в нижнем левом углу этой линии.

Металлоиды: Металлоиды: бор (B), кремний (Si), германий (Ge), мышьяк (As), сурьма (Sb), теллур (Te) и полоний (Po).Они образуют лестницу, символизирующую постепенный переход от металлов к неметаллам. Эти элементы иногда ведут себя как полупроводники (B, Si, Ge), а не как проводники. Металлоиды также называют «полуметаллами» или «бедными металлами».

Неметаллы: Все остальное в правом верхнем углу лестницы – плюс водород (H), скрученный назад в Группе 1 – является неметаллом. К ним относятся углерод (C), азот (N), фосфор (P), кислород (O), сера (S) и селен (Se).

Галогены: Четыре верхних элемента Группы 17, от фтора (F) до астата (At), представляют собой одно из двух подмножеств неметаллов.Галогены довольно химически реактивны и имеют тенденцию образовывать пары со щелочными металлами с образованием различных типов солей. Например, поваренная соль на вашей кухне – это смесь щелочного металла натрия и галогенового хлора.

Благородные газы: Бесцветные, без запаха и почти полностью инертные, инертные или благородные газы завершают список в Группе 18. Многие химики ожидают, что оганессон, один из четырех недавно названных элементов, будет обладать этими характеристиками; однако, поскольку этот элемент имеет период полураспада, измеряемый в миллисекундах, никто не смог проверить его напрямую.Оганессон завершает седьмой период периодической таблицы, поэтому, если кому-то удастся синтезировать элемент 119 (а гонка за это уже ведется), он перейдет в цикл, чтобы начать восьмую строку в столбце щелочного металла.

Из-за цикличности, создаваемой периодичностью, дающей название таблице, некоторые химики предпочитают визуализировать таблицу Менделеева в виде круга.

Дополнительные ресурсы :

Список элементов периодической таблицы

Щелкните заголовок столбца, например «Имя», чтобы отсортировать таблицу по этому элементу.
СМОТРИ сноски внизу таблицы.

Группа 900 He 2S137 9011 9011 9011 9011 9011 599 9011 3 Ne 12.97 9011 7 9011 7 [Ar] 9011 411 9011 9011 9011 411 9011 411 9011 411 9011 4 18 9011 6 9011 9011 9013 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 4 900 8,3 9011 9011 9011 9011 9011 9011 511 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 2 9011 9011 547 9011 9011 9011 2 9011 2 9011 8118 9011 8118 9011 8118 9011 2 9011 9011 5118 9011 9011 5118 9011 9011 5118 9011 8 148 9011 9011 2 9011 7 9011 7 9011 6 9011 9011 9011 9011 9011 9011 6с 2 6п 3 147 9011e 9011e 9011e 9011e 9011e 9011e 9011e 9011e 2 6p 6 9013 9013 9013 9013 9013 00 Группа
* Atomic
вес
Имя Sym. М.П. (° С) Б.П. (° С) Плотность *
(г / см 3 )
Земля
кора (%) *
Discovery
(год)
* Электронная конфигурация Ионизация
Энергия (эВ)
1 1.008 Водород H -259 -253 0,09 0,14 1776 1 1s 1 13,60
-272 -269 0,18 1895 18 1s 2 24,59
3 6.941 6.941 0.53 1817 1 [He] 2s 1 5,39
4 9,012 Бериллий Be 2 [He] 2s 2 9,32
5 10,811 Бор B 2,300 2,550 2,34 2,34 2 2 2п 1 8.30
6 12,011 Углерод C 3,500 4,827 2,26 0,09 древний 14 9011 211 211 211 2112
7 14.007 Азот N -210 -196 1,25 1772 15 [He] 2 9011 9011 9011 9011 3 He 253
8 15,999 Кислород O -218 -183 1,43 46,71 1774 16 2 13,62
9 18,998 Фтор F -220 -188 1,70 0,03 1886 9011 2 9011 9011 9011 2 17.42
10 20,180 Неон Ne -249 -246 0,90 1898 18
9011 6116
2s
11 22,990 Натрий Na 98 883 0,97 2,75 1807 1 [Ne] 3s14
12 24,305 Магний Mg 639 1,090 1,74 2,08 1755 2 13 26,982 Алюминий Al 660 2,467 2,70 8,07 1825 13 [Ne] 3s 2
14 28,086 Кремний Si 1,410 2,355 2,33 27,69 1824 14 9011 2 Ne] 8,1
15 30,974 Фосфор P 44 280 1,82 0,13 1669 15 9011 3118 9011 9011 9011 311 311 311 311 [Ne.49
16 32,065 Сера S 113 445 2,07 0,05 древний 16 9011 9011 311 311 9011 411 3s
17 35,453 Хлор Cl -101 -35 3,21 0,05 1774 17
18 39.948 Аргон Ar -189 -186 1,78 1894 18 9011 611 611 611 9011 7
19 39,098 Калий K 64 774 0,86 2,58 1807 1 [Ar] 4s34
20 40,078 Кальций Ca 839 1,484 1,55 3,65 1808 2 9001 21 44.956 Скандий Sc 1539 2,832 2,99 1879 3 [Ar] 3d 1 4s .56
22 47,867 Титан Ti 1,660 3,287 4,54 0,62 1791 4 4 9011 6 Ar 2
23 50,942 Ванадий V 1,890 3,380 6,11 1830 5 [Ar] 3d8 4117 [Ar] 3d8 4118 375
24 51,996 Хром Cr 1,857 2,672 7,19 0,04 1797 6
25 54,938 Марганец Mn 1,245 1,962 7,43 0,09 1774 7 9011 743
26 55,845 Железо Fe 1,535 2,750 7,87 5,05 древний 8 9011 7 9011 411 9011 9011 9011 9011 9011 9011
27 58,933 Кобальт Co 1,495 2,870 8,90 1735 9 [Ar] 9011 9011 788
28 58,693 Никель Ni 1,453 2,732 8,90 0,02 1751 10
29 63,546 Медь Cu 1,083 2,567 8,96 древний 11 [Ar] 3d8 73
30 65,390 Цинк Zn 420 907 7,13 древний 12 [Ar] 3d8
31 69.723 Галлий Ga 30 2,403 5,91 1875 13 [Ar] 3d 10 9011 800
32 72.640 Германий Ge 937 2,830 5,32 1886 14 [Ar] 2 9011 411 9011 9011 4 7.90
33 74.922 Мышьяк As 81 613 5.72 древний 15 9011 2 9011 9011 2 9011 9011 9011 9011 9011 4 9.79
34 78.960 Селен Se 217 685 4,79 1817 16 [Ar] 9011 9011 4 9,75
35 79,904 Бром Br -7 59 3,12 1826 17 11.81
36 83.800 Криптон Kr -157 -153 3,75 1898 18 9011 4 9011 4 9011 4 14,00
37 85,468 Рубидий Rb 39 688 1,63 1861 1 1
38 87.620 Стронций Sr 769 1,384 2,54 1790 2 9013 9013 9013 9013 9013 9013 9013 9013 9013 9013 9013 9 9013 9 9013 88,906 Иттрий Y 1,523 3,337 4,47 1794 3 [Kr] 4d 1 5s 2 22
40 91,224 Цирконий Zr 1,852 4,377 6,51 0,03 1789 4 9011 4
41 92.906 Ниобий Nb 2,468 4,927 8,57 1801 5 9013 4d 4d 4d.76
42 95.940 Молибден Mo 2,617 4,612 10,22 1781 6
43 * 98,000 Технеций Tc 2,200 4,877 11,50 1937 7 [Kr] 4d 511828
44 101,070 Рутений Ru 2,250 3,900 12,37 1844 8 9011 9011 9011 9011 4138 9011 4
45 102,906 Родий Rh 1,966 3,727 12,41 1803 9 [кр.46
46 106,420 Палладий Pd 1,552 2,927 12,02 1803 10 9013 9013 107,868 Серебро Ag 962 2,212 10,50 древний 11 [Kr] 4d 10 5s 1 7 58
48 112.411 Кадмий Cd 321 765 8,65 1817 12 9013 9013 9011 9013 9011 8 9013 2 9011 9011 9011 9011 8 9011 9011 9011
49 114,818 Индий In 157 2,000 7,31 1863 13 [Kr] 4d 10 5s79
50 118.710 Олово Sn 232 2,270 7,31 древний 14 [Kr] 48 9011 9011 9011 7,34
51 121,760 Сурьма Sb 630 1,750 6,68 древний 15 древний 15 8.61
52 127.600 Теллур Te 449 990 6,24 1783 16 [Kr] 11 9011 9011 4d 9,01
53 126,905 Йод I 114 184 4,93 1811 17 9011 9011 511 9011 9011 9011 9011 4 10.45
54 131,293 Ксенон Xe -112 -108 5,90 1898 18 511 9011 7 9011 2 9011 7 9011 7 9011 4d 12,13
55 132,906 Цезий Cs 29 678 1,87 1860 1 1 89
56 137,327 Барий Ba 725 1,140 3,59 0,05 1808 2 57 138.906 Лантан La 920 3469 6,15 1839 3 [Xe] 5d 1 8
58 140.116 Церий Ce 795 3,257 6,77 1803 101 [Xe] 1 9011 9011 9011 9011 9011 9011 811 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 5,54
59 140,908 Празеодим Pr 935 3,127 6,77 1885 101
60 144.240 Неодим Nd 1,010 3,127 7,01 1885 101 9011 9011 9011 9011 411 411 411 411 411 411 411 411 411
61 * 145,000 Прометий Pm 1,100 3,000 7,30 1945 101 [Xe] 4f 6138 558
62 150.360 Самарий Sm 1,072 1,900 7,52 1879 101 9013 9013 9011 9013 611 9011 9011 611 9011 611
63 151,964 Европий Eu 822 1,597 5,24 1901 101 [Xe] 4f 67
64 157,250 Гадолиний Gd 1,311 3,233 7,90 1880 101 9011 811 9011 9011 9011 811 79011 9011 8118 9011 8118 9011 8117 9011 811 8 6,15
65 158,925 Тербий Tb 1,360 3,041 8,23 1843 101 9011 6 911 8 86
66 162,500 Диспрозий Dy 1,412 2,562 8,55 1886 101
67 164,930 Гольмий Ho 1,470 2,720 8,80 1867 101 [Xe] 4f 11 02
68 167,259 Эрбий Er 1,522 2,510 9,07 1842 101 [Xe] 9013 9013 9013 9013 9011 9011 9011 9011 9011 9011
69 168,934 Тулий Tm 1,545 1,727 9,32 1879 101 [Xe] 4f 18
70 173,040 Иттербий Yb 824 1,466 6,90 1878 101
71 174.967 Лютеций Lu 1,656 3,315 9,84 1907 101 [Xe] 4f 1 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 43
72 178,490 Гафний Hf 2,150 5,400 13,31 1923 4 1923 4 6,83
73 180,948 Тантал Ta 2,996 5,425 16,65 1802 9011 611 9011 9011 9011 6 9011 9011 9011 6 7.55
74 183,840 Вольфрам W 3,410 5,660 19,35 1783 6 9011 8 9011 4 X 11 9011 4 X 11 9011 8 7,86
75 186.207 Рений Re 3,180 5,627 21,04 1925 7 1925 7 7.83
76 190,230 Осмий Os 3,045 5,027 22.60 1803 8 [Xe] 4f11 9011 9011 9011 9011 9011 9011 6 8,44
77 192,217 Иридий Ir 2,410 4,527 22,40 1803 9 8.97
78 195.078 Платина Pt 1,772 3,827 21,45 1735 10 911 611 9011 411 9011 9011 9011 411 9011 9011 9011 9011 9011 9011 4 8,96
79 196,967 Золото Au 1,064 2,807 19,32 древний 11 10118 9011 9011 611 811 9011 9011 611 811 9011 9011 6118 9.23
80 200,590 Ртуть Hg -39 357 13,55 древний 12 [Xe 14811 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 10,44
81 204,383 Таллий Tl 303 1,457 11,85 1861 9011 2 9011 9011 9011 X 6 6п 1 6.11
82 207.200 Свинец Pb 327 1,740 11,35 древний 14 [Xe 14811 9011 9011 9011 9011 611 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 6 2 7,42
83 208,980 Висмут Bi 271 1,560 9,75 7.29
84 * 209,000 Полоний Po 254 962 9.30 1898 16 10118 9011 8118 9011 8118 9011 8118 6p 4 8,42
85 * 210,000 Астатин При 302 337 0,00 5d 10 6s 2 6p 5 9.30
86 * 222,000 Радон Rn -71 -62 9,73 1900 18 10,75
87 * 223,000 Франций Fr 27 677 0,00 1 4.07
88 * 226,000 Радий Ra 700 1,737 5,50 1898 2 9011 9011 89 * 227,000 Актиний Ac 1,050 3,200 10.07 1899 3 [Rn] 6d 717
90 232,038 Торий Th 1,750 4,790 11,72 1829 102 9011 9011 9011 6,37 9011 6,37
91 231,036 Протактиний Па 1,568 0 15.40 1913 102 [Rn] 58 6138 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 89
92 238,029 Уран U 1,132 3,818 18,95 1789 102 9011 79011 9011 9011 79011 9011 711 811 711 811 711 811 711 811 711 811 811 7 6,19
93 * 237,000 Нептуний Np 640 3,902 20.20 1940 9011 9011 9011 4 2 6.27
94 * 244,000 Плутоний Pu 640 3,235 19,84 1940 102 9011 9011 611 9011 9011 9011 611 9011 9011 6
95 * 243,000 Америций Am 994 2,607 13,67 1944 102 97
96 * 247,000 Кюриум См 1,340 0 13,50 1944 102 Berkelium Bk 986 0 14,78 1949 102 6,20
98 * 251.000 Калифорний Cf 900 0 15,10 1950 102 6,28
99 * Es 0,00 1952 102 6,42
100 * 257,000 Фермий Fm 1,527 0 0 0 000 1952 102 6,50
101 * 258,000 Менделевий Md 0 0,00 0 0,00
102 * 259,000 Nobelium 827 0 0,00 1958 102 6.65
103 * 262,000 Лоуренсий Lr 1,627 0 0,00 1961 102 Резерфордий Rf 0 0 0,00 1964 4 0,00
105 * 262.000 Дубний Db 0 0 0,00 1967 5 0,00
106 * 0,00 1974 6 0,00
107 * 264,000 Bohrium Bh 0 0 1981 7 0,00
108 * 277,000 Калий Hs 0 0 0
109 * 268,000 Meitnerium Mt 0 0 0,00 1982 9 0.00
Atomic
вес
Имя Sym. М.П.
(° С)
Б.П.
(° С)
Плотность *
(г / см 3 )
Земная кора
(%) *
Discovery
(год)
* Электронная конфигурация Ионизация
Энергия (эВ)

Сноски:

  • Плотность элементов с температурой кипения ниже 0 ° C дана в г / л.В отсортированном списке эти элементы отображаются перед другими элементами с температурой кипения> 0 ° C.
  • Средние значения состава земной коры взяты из отчета Ф. В. Кларка и Х. С. Вашингтона, 1924 г. Элементный состав горных пород земной коры различается в зависимости от местонахождения (см. Статью).
  • Группа : В периодической таблице всего 18 групп, которые составляют ее столбцы. Лантаноиды и актиноиды пронумерованы как 101 и 102, чтобы разделить их при сортировке по группам.
  • Элементы, отмеченные звездочкой (во 2-м столбце), не содержат стабильных нуклидов. Для этих элементов значение веса представляет собой массовое число наиболее долгоживущего изотопа элемента.

Сокращения и определения:

№ – атомный номер; М.П. – температура плавления; Б.П. – точка кипения

Атомный номер: Число протонов в атоме. Каждый элемент однозначно определяется своим атомным номером.

Атомная масса: Масса атома в первую очередь определяется количеством протонов и нейтронов в его ядре.Атомная масса измеряется в единицах атомной массы (а.е.м.), которые масштабируются относительно углерода, 12 C, что считается стандартным элементом с атомной массой 12. Этот изотоп углерода имеет 6 протонов и 6 нейтронов. Таким образом, каждый протон и нейтрон имеют массу около 1 а.е.м.

Изотоп: Атомы одного и того же элемента с тем же атомным номером, но с другим числом нейтронов. Изотоп элемента определяется суммой количества протонов и нейтронов в его ядре.Элементы имеют более одного изотопа с различным числом нейтронов. Например, два общих изотопа углерода, 12 C и 13 C, имеют 6 и 7 нейтронов соответственно. Содержание каждого изотопа зависит от источника материалов. Относительное содержание изотопов в природе см. В справочнике по атомным весам и изотопным составам.

Атомный вес: Значения атомного веса представляют собой средневзвешенных масс всех встречающихся в природе изотопов элемента.Показанные здесь значения основаны на определениях Комиссии ИЮПАК (Pure Appl. Chem. 73: 667-683, 2001). Элементы, отмеченные звездочкой, не содержат стабильных нуклидов. Для этих элементов значение веса представляет собой массовое число наиболее долгоживущего изотопа элемента.

Электронная конфигурация: См. Следующую страницу для объяснения электронной конфигурации атомов.

Энергия ионизации (IE): Энергия, необходимая для удаления наиболее удаленного электрона от атома или положительного иона на его основном уровне.В таблице перечислены только первые IE в единицах эВ. Чтобы преобразовать в кДж / моль, умножьте на 96,4869. Ссылка: Справочная таблица NIST по основным состояниям и энергиям ионизации нейтральных атомов. IE уменьшается при движении вниз по столбцу периодической таблицы и увеличивается слева направо подряд. Таким образом, щелочные металлы имеют самый низкий IE за период, а редкие газы – самый высокий.

Другие ресурсы, связанные с Периодической таблицей

Цитата для страницы

Израильский справочник химии.(2021 г., 10 августа). «Сортируемый список элементов Периодической таблицы». Получено с https://www.science.co.il/elements/

.

Понимание таблицы Менделеева через призму летучих металлов I группы

Поступила новость о том, что железнодорожный вагон, груженый чистым натрием, только что сошел с рельсов и разлил его содержимое. Репортер с телевидения позвонил мне, чтобы объяснить, почему пожарным не разрешалось использовать воду для тушения пламени, выходящего из искореженной машины. Находясь в воздухе, я добавил немного натрия в немного воды в чашке Петри, и мы наблюдали ужасную реакцию.Для дальнейшего драматического эффекта я также добавил немного калия в воду и поразил всех взрывным голубоватым пламенем.

Поскольку металлы группы I, также известные как щелочные металлы, очень реактивны, как натрий из железнодорожного вагона или калий, они не встречаются в природе в чистом виде, а только в виде солей. Они не только очень реактивны, они мягкие и блестящие, их можно легко разрезать даже тупым ножом, и они являются наиболее металлическими из всех известных элементов.

Я химик, который всю свою карьеру построил новые молекулы, иногда используя элементы группы I.Изучая поведение и тенденции элементов Группы I, мы можем получить представление о том, как устроена таблица Менделеева и как ее интерпретировать.

Периодическая таблица элементов. Металлы группы I окрашены в красный цвет слева. Хумдан / Shutterstock.com

Основы

Устройство периодической таблицы и свойства каждого элемента в ней основаны на атомном номере и расположении электронов, вращающихся вокруг ядра. Атомный номер описывает количество протонов в ядре элемента.Атомный номер водорода 1, гелия 2, лития 3 и так далее.

Каждый из 18 столбцов в таблице называется группой или семьей. Элементы в одной группе обладают схожими свойствами. И свойства можно предполагать в зависимости от местоположения в группе. Например, переходя от вершины группы I к низу, атомные радиусы – расстояние от ядра до внешних электронов – увеличиваются. Но количество энергии, необходимое для отрыва внешнего электрона, уменьшается при движении сверху вниз, потому что электроны находятся дальше от ядра и не удерживаются так сильно.

Это важно, потому что то, как элементы взаимодействуют и реагируют друг с другом, зависит от их способности терять и приобретать электроны для создания новых соединений.

Горизонтальные строки таблицы называются периодами. Двигаясь от левой части периода к правой, атомный радиус становится меньше, потому что каждый элемент имеет один дополнительный протон и один дополнительный электрон. Больше протонов означает, что электроны сильнее притягиваются к ядру. По той же причине электроотрицательность – степень, в которой элемент имеет тенденцию получать электроны – увеличивается слева направо.

Сила, необходимая для удаления самого удаленного электрона, известная как потенциал ионизации, также увеличивается от левой части таблицы, которая имеет элементы с металлическим характером, к правой стороне, которые являются неметаллами.

Электроотрицательность уменьшается от верха столбца к низу. Точка плавления элементов в группе также уменьшается сверху вниз по группе.

Тенденции периодической таблицы. Sandbh / Википедия, CC BY-SA

Применение основ к элементам группы I

Крайний электрон, окружающий атом цезия, находится далеко от ядра и поэтому его легко удалить.Это делает цезий очень реактивным. gstraub / Shutterstock.com

Как следует из названия, элементы Группы I занимают первый столбец в периодической таблице. Каждый элемент начинает новый период. Литий находится в верхней части группы, за ним следует натрий, Na; калий, К; рубидий, Rb; цезий, Cs и оканчивается радиоактивным францием, о. Поскольку он очень радиоактивен, с этим элементом практически не ведется химия.

Поскольку каждый элемент в этом столбце имеет единственный внешний электрон в новой оболочке, объемы этих элементов велики и резко увеличиваются при перемещении сверху вниз по группе.

Из всех элементов группы I цезий имеет наибольшие объемы, потому что крайний одиночный электрон удерживается слабо.

Несмотря на эти тенденции, свойства элементов Группы I более похожи друг на друга, чем свойства элементов любой другой группы.

История щелочных металлов

Используя химические свойства в качестве ориентира, русский химик Дмитрий Менделеев правильно упорядочил первые элементы группы I в своей периодической таблице 1869 года. Он называется периодическим, потому что каждый восьмой элемент повторяет свойства элемента, расположенного над ним в таблице.Расположив все известные тогда элементы, Менделеев предпринял смелый шаг, оставив пробелы там, где его экстраполяция химических свойств показала, что элемент должен существовать. Последующее открытие этих новых элементов подтвердило его предсказание.

Яркие цвета фейерверки обязаны металлам группы I. elena_prosvirova / Shutterstock.com

Некоторые щелочные металлы были известны и нашли хорошее применение задолго до того, как Менделеев создал таблицу Менделеева. Например, Ветхий Завет упоминает соль – комбинацию щелочного металла натрия с хлором – 31 раз.В Новом Завете он упоминается 10 раз и называет карбонат натрия «нетер», а нитрат калия – «селитрой».

Люди знали с древних времен, что из древесной золы образуется калиевая соль, которая в сочетании с животным жиром дает мыло. Сэмюэл Хопкинс получил первый патент США на мыло 31 июля 1790 года в соответствии с новым законом о патентах, подписанным президентом Джорджем Вашингтоном за несколько месяцев до этого.

Пиротехническая промышленность любит эти элементы Группы I за их яркие цвета и взрывной характер.Горящий литий дает ярко-малиновый красный цвет; натрий желтый; калиевая сирень; рубидий красный; и цезий фиолетовый. Эти цвета появляются, когда электроны выпрыгивают из своей домашней среды, вращаясь вокруг ядра, и возвращаются обратно.

Атомные часы цезия, самые точные часы из когда-либо разработанных, работают, измеряя частоту электронов цезия, прыгающих вперед и назад между энергетическими состояниями. Часы, основанные на прыжках электронов, обеспечивают чрезвычайно точный способ отсчета секунд.

Металлический натрий реагирует с водой с образованием гидроксида натрия, газообразного водорода и энергии.

Другие области применения включают натриевые лампы и литиевые батареи.

В моем собственном исследовании я использовал металлы группы I в качестве инструментов для других химических процессов. Однажды мне понадобился абсолютно сухой спирт, и самый сухой, который я мог купить, все еще содержал мельчайшие следы воды. Единственный способ избавиться от последних остатков воды – это обработать водосодержащий спирт натрием – довольно радикальный способ удалить воду.

Щелочные элементы не только занимают первый столбец в периодической таблице, но они также показывают наибольшую реакционную способность из всех групп во всей таблице и имеют самые драматические тенденции в объеме и потенциале ионизации, сохраняя при этом большое сходство между собой.

Приложение A. Список геологически важных элементов и Периодическая таблица – Физическая геология, Первый университет Саскачевана, издание

Следующая таблица включает 36 геологически важных элементов, перечисленных в алфавитном порядке по названию элемента, а также их атомный номер и атомную массу их наиболее стабильного изотопа.

Наиболее важные с геологической точки зрения элементы выделены жирным шрифтом, а восемь основных элементов силикатных минералов отмечены звездочкой (*).

Символ Имя Атомный номер Атомная масса
Al * Алюминий 13 27
Как Мышьяк 33 75
Ba Барий 56 137
Be Бериллий 4 9
B Бор 5 11
КД Кадмий 48 112
Ca * Кальций 20 40
С Углерод 6 12
Класс Хлор 17 35
Cr Хром 24 52
Co Кобальт 27 59
Cu Медь 29 64
Ф Мука 9 19
Au Золото 79 197
He Гелий 2 4
H Водород 1 1
Fe * Утюг 26 56
Pb Свинец 82 207
мг * Магний 12 24
Mn Марганец 25 55
Пн молибден 42 96
Ne Неон 10 20
Ni Никель 28 59
N Нитрогрен 7 14
О * Кислород 8 16
п. фосфор 15 31
Pt Платина 78 195
К * Калий 19 39
Si * Кремний 14 28
Ag Серебро 47 108
Na * Натрий 11 23
Sr Стронций 38 88
S Сера 16 32
Ti Титан 22 48
U Уран 92 238
Zn цинк 30 65

Периодическая таблица представляет собой список всех элементов, расположенных в группы в соответствии с их атомной конфигурацией.В этой таблице элементы имеют цветовую кодировку в соответствии с их химическими и физическими свойствами.

Для доступной версии таблицы Менделеева см. Таблицу элементов периода Syngenta (http://www.syngentaperiodictable.co.uk/periodic-table.php?keyStage=5)

Периодическая таблица элементов | TDI International, Inc.

Элемент Описание Использование или возникновение
1 H Водород взрывоопасный газ, легчайший элемент 90% атомов Вселенной, Солнца и звезд, органические молекулы жизни h3O
2 He Гелий инертный газ, второй по легкости элемент ядерный синтез на солнце и звездах, воздушные шары, лазеры, сверххолодный хладагент
3 Li Литий металл самый легкий, мягкий, реактивный легкие алюминиевые сплавы, батарейки, ударопрочная керамическая посуда, стабилизатор настроения
4 Be Бериллий легкий металл неискрящие инструменты из медного сплава, аэрокосмическая промышленность, рентгеновские окна, драгоценные камни берилла: изумруд и аквамарины
5 B Бор твердый черный твердый Бура удобрение, жесткие волокна, спортивный инвентарь (клюшки для гольфа, теннисные ракетки, лыжи), термостойкое боросиликатное стекло (Pyrex ©), полупроводники.
6 С Углерод твердый алмаз, мягкий графит основа органических молекул жизни, животных, растений, CO2, дерева, бумаги, ткани, пластика, угля, масла
7 N Азот газ бесцветный 78% воздуха, органических молекул, белка, мышц, ДНК, аммиака, удобрений, взрывчатых веществ (TNT), хладагентов
8 O Кислород безохлажденный газ 21% воздуха, h30, 65% человеческого тела, органические молекулы, кровь, дыхание, огонь, половина земной коры, минералы, оксиды
9 F Мука желтоватый ядовитый газ, наиболее реактивный элемент светящийся флюорит, зубная паста, посуда с антипригарным покрытием (тефлон ©), хладагенты CFC (фреон ©)
10 Ne Неон интерт газ оранжево-красные неоновые трубки для рекламных вывесок, лазеры, сверххолодный хладагент
11 Na Натрий (Натрий) мягкий металл, реактивный соль (NaCI), нервы, пищевая сода, антациды, щелочь, мыло, кальцинированная сода, стекло, производство бумаги, уличные фонари
12 мг Магний легкий металл хлорфилл в зеленых растениях, тальк, базальт, алюминиевые сплавы, автомобили, самолеты, велосипеды, ракеты, бенгальские огни, антациды
13 Al Алюминий легкий нержавеющий металл обычный металл, посуда, банки, фольга, машины, автомобили, самолеты, велосипеды, полевой шпат, гранит, глина, керамика, корунд, драгоценные камни
14 Si Кремний твердый металлоид кварц, гранит, песок, почва, глина, керамика, стекло, водоросли, диатомовые водоросли, полупроводники, компьютерные чипы, силиконовый каучук
15 фосфор светящееся белое восковое твердое тело (также красная и черная формы) кости, ДНК, энергоаккумулирующие фосфаты (АТФ), удобрения, гипс, каучук, кислоты, производство бумаги
16 S Сера желтый твердый хрупкий кожа, волосы, яйца, лук, чеснок, скунсы, горячие источники, вулканы, гипс, каучук, кислоты, производство бумаги
17 Класс Хлор зеленоватый ядовитый газ соль (NaCl), отбеливатель, желудочная кислота, дезинфицирующее средство, питьевая вода, бассейны, пластиковые трубы и бутылки из ПВХ
18 Ar Аргон инертный газ 1% воздуха, самый распространенный инертный газ на Земле, лампочки, лазеры на «неоновых» трубках, сварочный газ
19 К Калий (Kalium) мягкий металл, реактивный соли, нервы, питательные вещества во фруктах и ​​овощах, мыло, удобрения, калий, спички, порох
20 Ca Кальций мягкий металл кости, зубы, молоко, листья, овощи, ракушки, коралл, известняк, мел, гипс, гипс, раствор, цемент, мрамор, антациды
21 SC Скандий мягкий легкий металл алюминиевые сплавы, гоночные велосипеды, лампы для стадионов, печной кирпич, аквамарины
22 Ti Титан прочный легкий металл, жаропрочный аэрокосмическая промышленность, гоночные велосипеды, искусственные суставы, белая краска, синие сапфиры
23 В Ванадий твердый металл твердая прочная упругая сталь, конструкции, транспортные средства, пружины, карданные валы, инструменты, авиакосмическая промышленность, фиолетовые сапфиры
24 Cr Хром твердый блестящий металл нержавеющая сталь (Fe-Cr-Ni), посуда, нихромовые обогреватели, отделка автомобилей, краски, магнитофонная лента, изумруды и рубины
25 Mn Марганец твердый металл твердая вязкая сталь, землеройные машины, камнедробилки, рельсы, плуги, топоры, аккумуляторы, удобрения, аметисты
26 Fe Железо (Ferrum) металл средней твердости, магнитный стальные сплавы – это в основном железо, конструкции, транспортные средства, магниты, ядро ​​Земли, красные скалы, кровь
27 Co Кобальт твердый металл, магнитный твердая прочная сталь, режущие инструменты, турбины, магниты (Al-Ni-Co), синее стекло и керамика, витамин B-12
28 Ni Никель металл средней твердости, магнитный нержавеющая сталь (Fe-Cr-Ni), посуда, нихромовые обогреватели, монеты, никадовые батареи, ядро ​​Земли
29 Cu Медь (Cuprum) цветной металл, хорошо проводит тепло и электричество проволока, посуда, латунь (Cu-Zn), бронза (Cu-Sn), монеты, трубки, кровь синего краба
30 Zn Цинк нержавеющий металл оцинкованная сталь, латунь (Cu-Zn), батарейки, белая краска, люминофор в телевизорах и лампах, удобрения
31 Ga Галлий мягкий металл, плавится в жаркий день полупроводники, светодиоды (светодиоды) (GaAs), сигнальные лампы, миниатюрные лазеры
32 Ge Германий металлоид хрупкий полупроводники, транзисторы, выпрямители, диоды, фотоэлементы, линзы, инфракрасные окна
33 как Мышьяк металлоид хрупкий яды, полупроводники, светодиоды (светодиоды) (GaAs), сигнальные лампы, миниатюрные лазеры
34 SE Селен серый твердый хрупкий полупроводники, копировальные аппараты, лазерные принтеры, фотоэлементы, красное стекло, шампунь от перхоти, резина
35 Br Бром темно-красная жидкость дезинфицирующее средство, бассейны и спа, фотопленка, антипирен, этилированный газ, седативные средства
36 Кр Криптон инертный газ лампы высокой интенсивности, фары, фонари, фонари, «неоновые» лампы, лазеры
37 руб. Рубидий мягкий металл, реактивный атомные часы, глобальная навигация (GPS), мусорщик на электронных трубках
38 улица Стронций мягкий металл красный фейерверк, ракеты, люминофор, ядерные батареи, медицинский диагностический индикатор, радиоактивные осадки
39 Y Иттрий мягкий металл люминофоры в цветных телевизорах, лазерах (YAG, YLF), печных кирпичах, высокотемпературных сверхпроводниках
40 Zr Цирконий нержавеющий нейтроностойкий металл химические трубопроводы, ядерные реакторы, печной кирпич, абразивы, драгоценные камни циркония
41 Nb Ниобий металл с высокой температурой плавления, не подверженный коррозии химические трубопроводы, сверхпроводники, поезда на магнитной подушке, магниты для МРТ
42 Пн молибден металл тугоплавкий твердая сталь, режущий инструмент, сверла, бронеплита, стволы орудий, удобрения
43 TC Технеций радиоактивные, долгоживущие Первый искусственно созданный элемент, только следы на Земле, но обнаруженный в звездах, медицинский диагностический индикатор
44 Ру Рутений твердый нержавеющий металл электрические контакты, листовые переключатели, наконечники пера, катализатор, производство водорода
45 Rh Родий нержавеющий твердый блестящий металл лабораторное оборудование, отражатели, электрические контакты, термопары, катализатор, контроль загрязнения
46 Pd Палладий твердый нержавеющий металл, поглощает водород лабораторное оборудование, электрические контакты, стоматология, катализатор, контроль загрязнения
47 Ag Серебро (Аргентум) мягкий блестящий металл, лучше всего проводит электричество из всех элементов украшения, столовое серебро, монеты, стоматология, фотопленка
48 Cd Кадмий нержавеющий мягкий металл, токсичный гальваническая сталь, никадовые батареи, красная и желтая краски, пожарные спринклеры
49 В Индий мягкий металл припои, стеклянные уплотнения, стеклянные покрытия, жидкокристаллические дисплеи (ЖКД), полупроводники, диоды, фотоэлементы
50 Sn Олово (Stanum) нержавеющий мягкий металл припои, металлические банки для пищевых продуктов, бронза (Cu-Sn), оловянные чашки, производство стекла, пожарные разбрызгиватели
51 Сб Сурьма (Stibium) металлоид хрупкий припои, отвердитель свинец, батареи, пули, полупроводники, фотоэлементы, спички, огнестойкие
52 Te Теллур металлоид хрупкий сплавы, полупроводники, копировальные аппараты, компьютерные диски, термоэлектрические охладители и генераторы
53 I Йод фиолетово-черный однотонный дезинфицирующее средство для ран и питьевая вода с добавлением соли для профилактики заболеваний щитовидной железы, фотопленка
54 Xe Ксенон инертный газ лампы высокой интенсивности, фары, стадионные лампы, проекторы, стробоскопы, лазеры, ионные двигатели космических аппаратов
55 CS Цезий мягкий металл, плавится в жаркий день, реакционноспособен, самые большие стабильные атомы атомные часы, глобальная навигация (GPS), мусорщик на электронных трубках
56 Ba Барий мягкий металл, поглощающий рентгеновские лучи усилитель рентгеновского контрастирования желудка, зеленый фейерверк, отбеливатель и наполнитель для бумаги
57 La Лантан мягкий металл стекло оптическое, окуляры телескопов, линзы фотоаппаратов, зажигалки, дуговые лампы
58 CE Церий мягкий металл самый распространенный редкоземельный металл, кремни для зажигалок, дуговые лампы, кожухи газовых ламп, самоочищающиеся печи, полировка стекла
59 Pr празеодим мягкий металл Очки из дидима для фонарей, кремни для зажигалок, дуговые лампы, магниты, желтое стекло
60 Nd Неодим мягкий металл сильные магниты (Nd-Fe-B), электродвигатели, динамики и наушники, лазеры, кремни для зажигалок
61 вечера Прометий радиоактивные, долгоживущие рукотворные, небольшие следы в природе, светящиеся циферблаты, измерители толщины листа
62 См Самарий мягкий металл магниты (Sm-Co), электродвигатели, динамики и наушники, инфракрасные датчики, инфракрасное поглощающее стекло
63 Eu Европий мягкий металл люминофоры в цветных телевизорах и трехцветных люминесцентных лампах, светящаяся краска, лазеры
64 Gd Гадолиний мягкий металл, лучший поглотитель нейтронов, магнитный усилитель контраста для магнитно-резонансной томографии (МРТ), люминофоры, нейтронная радиография
65 Tb Тербий мягкий металл люминофоры в цветных телевизорах и трехцветных люминесцентных лампах, компьютерных дисках, магнитострикционных «умных» материалах (Fe-Dy-Tb) (Терфенол-D ©)
66 Dy Диспрозий мягкий металл стержни ядерного управления, МРТ люминофоры, компьютерные диски, магнитострикционные «умные» материалы (Fe-Dy-Tb) (Терфенол-D ©)
67 Ho Гольмий мягкий металл инфракрасные лазеры, лазерная хирургия, безопасные для глаз лазерные дальномеры, компьютерные диски, желтые стеклянные фильтры
68 Er Эрбий мягкий металл волоконно-оптические усилители сигнала, инфракрасные лазеры, лазерная хирургия, розовое стекло, солнцезащитные очки, ванадиевые сплавы
69 ТМ Тулий мягкий металл редчайший стабильный редкоземельный металл, инфракрасные лазеры, лазерная хирургия, люминофоры
70 Yb Иттербий мягкий металл волоконно-оптические усилители сигнала, инфракрасные волоконные лазеры, сплавы нержавеющей стали
71 Лю Лютеций мягкий металл Самый плотный и самый твердый редкоземельный металл, фотодинамическое (активируемое светом) лекарство для борьбы с раком
72 Hf Гафний металл нержавеющий, поглощает нейтроны стержни управления ядерными реакторами подводных лодок, электроды плазменных горелок
73 Ta Тантал металл с высокой температурой плавления, некорродирующий лабораторное оборудование, хирургические инструменты, искусственные суставы, конденсаторы, мобильные телефоны
74 Вт Вольфрам (Вольфрам) металл с самой высокой температурой плавления, плотный нити в лампах и телевизорах, режущий инструмент, абразивы, термопары
75 Re Renium тугоплавкий плотный металл ракетные двигатели, змеевики нагревателя, лабораторные нити, электрические контакты, термопары, катализатор
76 Ос Осмий нержавеющий, высокотемпературный твердый металл, самый плотный элемент (такой же, как Ir) электрические контакты, наконечники пера, иглы, порошок для отпечатков пальцев
77 Ir Иридий нержавеющий твердый металл, самый плотный элемент (такой же, как Os) посуда, свечи зажигания, наконечники ручек, иглы
78 Pt Платина нержавеющий плотный металл лабораторное оборудование, свечи зажигания, катализатор, борьба с загрязнением, крекинг нефти, технологические жиры
79 Au Золото (Aurum) самый ковкий элемент, плотный, не тускнеющий цветной металл украшения, монеты, ультратонкое сусальное золото, электрические контакты
80 Hg Меркурий жидкий металл токсичный термометры, барометры, термостаты, уличные фонари, люминесцентные лампы, стоматология
81 Тл Таллий мягкий металл, токсичный сплавы ртути низкоплавкие, термометры низкотемпературные, лампы udersea, фотоэлементы
82 Пб Свинец (отвес) плотный, мягкий, нержавеющий металл, токсичный грузы, припои, батарейки, патроны, хрустальное стекло, старая сантехника, радиационная защита
83 Bi Висмут низкая температура плавления, хрупкий металл припои, предохранители, пожарные спринклеры (свечи плавятся в горячем состоянии), косметический пигмент
84 Po Полоний радиоактивный, долгоживущий обнаружен первый радиоактивный элемент, небольшие следы в природе, антистатические щетки, табак
85 по адресу Астатин радиоактивные, короткоживущие мелкие следы в природе, лекарство от рака
86 Rn Радон газ радиоактивный короткоживущий экологическая опасность, хирургические имплантаты для лечения рака
87 Fr Франций радиоактивные, короткоживущие, атомы крупнее цезия мелких следов в природе, исследованных в лазерных ловушках для атомов
88 Ra Радий радиоактивный, долгоживущий светящиеся часы (сейчас запрещены), производство медицинского радона, радиография, радиоактивные отходы
89 Ac Актиний радиоактивные, долгоживущие небольшие следы в природе, лекарство от рака, источник нейтронов, радиоактивные отходы
90 Чт Торий радиоактивный, долгоживущий наиболее распространенный радиоактивный элемент, топливо ядерных реакторов, кожухи газовых ламп, вольфрамовые нити, радиоактивные отходы
91 Па Протактиний радиоактивные, долгоживущие мелкие следы в природе, без использования, радиоактивные отходы
92 U Уран радиоактивный, долгоживущий, плотный Топливо ядерного реактора, ядерное оружие, противовесы, бронебойные пули
93 Np Нептуний радиоактивные, долгоживущие мелкие следы в природе, нейтронные детекторы, дозиметры, возможно ядерное оружие, радиоактивные отходы
94 Pu Плутоний радиоактивный, долгоживущий небольшие следы в природе, топливо ядерного реактора, мощность космического корабля, ядерное оружие
95 Am Америций радиоактивные, долгоживущие , никогда не встречавшиеся в природе, детекторы дыма, толщиномеры листов, радиоактивные отходы
96 см Кюрий радиоактивный, долгоживущий никогда не встречались в природе, научные приборы, анализаторы минералов, радиоактивные отходы
97 Bk Берклий радиоактивные, долгоживущие в природе не обнаружены, не используются, радиоактивные отходы
98 Cf Калифорний радиоактивный, долгоживущий никогда не встречались в природе, научные приборы, анализаторы минералов, радиоактивные отходы
99 Es Эйнштейний радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
100 FM Фермий радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
101 Md Менделевий радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
102 Нобелий радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
103 Lr Лоуренсий радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
104 Rf Резерфордий радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
105 Db Дубний радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
106 Sg Сиборгий радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
107 Bh Бориум радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
108 HS Калий радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
109 Mt Мейтнерий радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
110 DS Darmstadtium радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
111 Rg Рентген радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
112 Cn Copernicium радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
113 Nh Нихоний радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
114 Fl Флеровий радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
115 Mc Московий радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
116 Уровень Ливерморий радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется
117 Ц Теннессин радиоактивные, короткоживущие В природе не встречается, не используется
118 Og Оганессан радиоактивный, короткоживущий В природе не встречается, не используется

Почему некоторые элементы Периодической таблицы представлены буквами, которые не имеют четкой связи с их названиями?

Ответ

Некоторые элементы были известны в древности и поэтому имеют латинские названия.

Периодическая таблица. 2019. Фото Н. Ханачека. Национальный институт стандартов и технологий (NIST).


В периодической таблице одиннадцать элементов представлены буквами, не совпадающими с их названиями:

  • Натрий (Na – Natrium)
  • Калий (K – Kalium)
  • Железо (Fe – Ferrum)
  • Медь (Cu – Медь)
  • Серебро (Ag – Аргентум)
  • Олово (Sn – Stannum)
  • Сурьма (Sb – Stibium)
  • Вольфрам (W – Вольфрам)
  • Золото (Au – Aurum)
  • Ртуть (Hg – Гидрум) )
  • Свинец (Pb – Plumbum)

Почти все эти элементы были известны в древние времена и поэтому имеют латинские названия.Некоторые из названий также привели к другим словам, которые распространены в английском языке. Например, от слова «plumbum», что по-латыни означает «свинец» (Pb), мы получили слова «сантехник» и «водопроводчик», потому что свинец веками использовался в водопроводных трубах.

Другие имена имеют разное происхождение. Например, гидраргирум, латинское название Меркурия (Hg), произошло от греческого слова гидраргирос, что означало «водное серебро». Элементарная ртуть, также исторически известная как «ртуть», представляет собой блестящий серебряный металл, находящийся в жидком состоянии при комнатной температуре.

Таблица типов элементов и объяснение пластин с указанием различных химических элементов и их атомного веса. Между 1808-1827 гг. В г. появилась новая система химической философии Джона Далтона. Отдел эстампов и фотографий, Библиотека Конгресса.

Вольфрам получил свой символ W от немецкого названия Wolfram. Вольфрам происходит из вольфрамита, который был одной из руд, в которой чаще всего находили вольфрам. Само название Tungsten на самом деле шведское и переводится на английский как «тяжелый камень».

Слово «калий» происходит от английского «pot ash», которое использовалось для выделения солей калия. Мы получили K от названия калиум, данного немецким химиком Мартином Генрихом Клапротом, которое произошло от щелочи, происходящей от арабского al-qalyah, или «растительный пепел».

Этимология названий элементов может увести вас в фантастическое приключение, и вы можете быть удивлены тем, где вы оказались. В разделе для дальнейшего чтения можно найти книги по истории химических элементов.

Периодическая таблица элементов.PubChem, Национальная медицинская библиотека США (NLM), Национальный центр биотехнологической информации, Национальные институты здравоохранения.

Опубликовано: 05.05.2020. Автор: Справочная секция по науке, Библиотека Конгресса

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *