Таблица менделеева ch: Таблица Менделеева online

Швейцарский вклад в периодическую таблицу Менделеева

Ровно 150 лет назад 6 марта 1869 года на заседании Русского химического общества был зачитан знаменитый доклад Д. И. Менделеева «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (прочтён Н. А. Меншуткиным). Вскоре тезисы доклада были опубликованы в «Журнале Русского физико-химического общества», в том же году материалы доклада на немецком языке появилось в журнале Zeitschrift für Chemie.

Именно там была сформулирована «die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente», или «Периодическая закономерность химических элементов» — закон, в соответствии с которым «свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Данная закономерность позволила не только объяснить и

С тех пор каждое из вновь открытых веществ только подтверждало правильность сформулированной Менделеевым закономерности, а три элемента — гадолиний, гольмий и иттербий — были открыты швейцарскими учеными. Одним из них был Жан Шарль Галиссар де МариньякВнешняя ссылка (Jean Charles Galissard de Marignac). Он родился 24 апреля 1817 года в Женеве, умер там же 15 апреля 1894 года, был химиком, член-корреспондентом Парижской академии наук (1866 год), профессором химии в Женевской академии (с 1873 года в Женевском университете). Именно он в 1878 году открыл элемент иттербий (Yb), а в 1880 году гадолиний (Gd). 

Он также точно рассчитал атомный вес этих и многих иных химических элементов. За вклад в науку он был в 1886 году награждён престижной Медалью ДэвиВнешняя ссылка, которая была вручена Дм. Менделееву четырьмя годами ранее. В 1878 году двое учеников Ж. Ш. де Мариньяка, а именно Жак-Луи СореВнешняя ссылка (Jacques-Louis Soret, 1827—1890), швейцарский химик и физик, член Французской академии наук, и

Но давайте рассмотрим «швейцарские» элементы гадолиний, гольмий и иттербий поближе:

Лидерами по добыче этих элементов на данный момент являются Китай, Россия и Малайзия, а в тройку стран, обладающих наибольшими резервами этих металлов, входят Китай, страны СНГ (включая Россию) и США.

Статья в этом материале

Эта статья была автоматически перенесена со старого сайта на новый. Если вы увидели ошибки или искажения, не сочтите за труд, сообщите по адресу [email protected] Приносим извинения за доставленные неудобства.

«Все имеет начало, и все имеет конец. Атомы тоже». Юрий Оганесян о том, как получают короткоживущие изотопы, соблюдении предсказанных Менделеевым закономерностей и о прикладном значении элементов с «острова стабильности»

Элементы, и почему их сложно собрать в таблицу

Химический элемент — это множество атомов с одинаковым числом протонов в ядре (а вот число нейтронов может отличаться). Число протонов определяет число электронов, которые расположены вокруг ядра, а число электронов, в свою очередь, задает свойства атома и то, как он будет взаимодействовать с другими атомами. С точки зрения квантовой механики, которая описывает поведение электронов в атоме, периодическая таблица устроена очень просто и логично, вот только во времена Менделеева об электронах и квантовой механике еще никто даже не слышал.

Сложности, которые стояли перед ученым, были не только в отсутствии теоретической базы. Сегодня можно было бы сказать, что закономерности в свойствах элементов очевидны. Так, щелочные металлы — литий, натрий и калий, к примеру, — все как один реагируют с водой и легко вступают в химические реакции. Инертные газы столь же дружно отказываются реагировать с чем-либо, по крайней мере, в нормальных условиях. Фтор, хлор и прочие галогены — все окислители, а идущие подряд лантаноиды и актиноиды (две нижние строчки в стандартной школьной таблице) — металлы. Заметить это кажется несложным, но вот только в 1869 году половина мест в таблице пустовала. Впрочем, и самой-то таблицы не было: первый известный экземпляр изготовили в 1876 году. Сейчас она находится в Большой химической аудитории СПбГУ.

Самая старая в мире таблица Менделеева, висящая на стене Большой химической аудитории СПбГУ. Пресс-служба СПбГУ

Не было ни информации об инертных газах, ни даже понятного метода определения порядкового номера элемента (это сейчас мы знаем, что он равен числу протонов). Существовала путаница с лантаноидами, редкоземельными металлами: их часто путали, не могли разделить за неимением должных технологий. Даже сам лантан, благодаря которому вся эта группа элементов получила свое название, в чистом виде получили лишь в 1923 году.

Работа в условиях неполной информации и отсутствия атомной теории была гораздо сложнее, так что открытие Менделеевым периодического закона стало настоящей сенсацией.

Дальше и больше

Сейчас ученым известно 118 идущих подряд элементов — от водорода до оганесона. На тему расширения таблицы «Чердак» поговорил с исследователем, который непосредственно связан даже не с одним, а сразу со многими новыми элементами. Юрий Цолакович Оганесян, научный руководитель Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н. Флёрова в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, человек, в честь которого назван 118-й элемент, рассказал о том, зачем нужно расширять таблицу Менделеева.

Профессор Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), академик Юрий Оганесян перед началом заседания организационного комитета по проведению в 2019 году Международного года Периодической таблицы химических элементов в здании Президиума РАН. Фото: Сергей Бобылев / ТАСС

[Ch.]: Вряд ли в позапрошлом столетии кто-то себе представлял, на что будут похожи новые элементы в нижней части таблицы. А они всё появляются и появляются. Есть ли вообще теоретический верхний предел для размера атома?

[ЮО]: Все имеет начало, и все имеет конец.  Атомы тоже. Согласно строгой теории квантовой электродинамики, мир атомов (элементов) кончается на атомных номерах 172-174. На самом деле, из-за релятивистского эффекта «роста массы» электрона при скорости, близкой скорости света, предел может наступить гораздо раньше. Сейчас этот вопрос исследуют теоретики. Потом последуют эксперименты.

[Ch.]: Обычному человеку сложно себе представить, как получают и изучают короткоживущие изотопы, ведь иногда они живут крохотные доли секунды. А существует ли теоретическая вероятность, что когда-нибудь будут получены более стабильные изотопы тяжелых элементов?

[ЮО]: Изотопы новых элементов получают в ядерных реакциях, посредством слияния их ядер. Изучают новые нуклиды с помощью экспрессных методик, способных выделить новое сверхтяжелое ядро из триллиона других ядер — побочных продуктов реакции. Современная техника эксперимента применима к изотопам, время жизни которых — не более микросекунды.

По всей вероятности, новые элементы получены будут. Синтезированные в последние годы сверхтяжелые элементы от 114-го до 118-го находятся на берегу так называемого острова стабильности. В вершине этого острова изотопы, обогащенные нейтронами, могут жить, согласно теории, сотни тысяч и даже миллионы лет. Путь к вершине будет знаменоваться резким подъемом стабильности. Не исключено, что «долгожители» будут найдены в космосе. Сейчас на эту тему много дискуссий.

[Ch.]: Мы легко можем себе представить железо или кремний, потому что они существуют в привычном нам большом количестве и потому тоже кажутся «представимыми». Но как представить себе тяжелые элементы, если они не образуют вещество в привычном нам виде?

[ЮО]: Под «привычным видом» подразумевается, видимо, большое количество вещества. На самом деле, в этом нет острой необходимости. И хотя представить себе эти элементы в очень большом количестве нельзя, штучные атомы уже дают нам такие характеристики, как температура плавления или температура кипения. Для этого не нужны миллиарды (а если говорить про видимые количества, то это даже не миллиарды, а триллионы) атомов. Принятые в макромире критерии прямо в микромире, основе основ, не работают. Но в современной науке субатомных количеств вполне достаточно для определения физических и химических свойств вещества. Электронная структура самого атома, соединение атомов в молекулы и далее — все это происходит под действием электромагнитных сил и описывается квантовой электродинамикой. Это строгая теория, с ее помощью можно рассчитать и большую электростанцию, и крошечный микрочип, и она позволяет сначала рассчитать, а потом сделать. К сожалению, в ядерной физике, где работают ядерные силы, нам пока неизвестные, мы вынуждены использовать различные модели. Области их применения ограничены, а предсказания иногда противоречивы.

[Ch.]: Соблюдаются ли закономерности, обнаруженные Менделеевым, в последних элементах? Что вообще будет дальше, как вы думаете? Как будет заполняться знаменитая таблица?

[ЮО]: Химические свойства вещества определяются характеристиками последнего электрона в атоме, характер взаимодействия которого с другими атомами, или химическое поведение элемента, можно отнести, согласно  Менделееву, к одной из восьми групп. Насколько выполняется это правило, когда число элементов со времен Менделеева возросло с 63 до 118? Этим по сей день занимаются исследователи во многих лабораториях мира.

Менделееву были известны только природные элементы. Все элементы тяжелее 92-го, урана, рукотворны, созданы человеком. Химическое поведение всех последующих 20 искусственных элементов до 112-го включительно следует их легким гомологам, полученным в природном синтезе. Некоторые отличия начинают наблюдаются у 112-го и сильнее — у 114-го элемента. Эти отличия связывают с влиянием так называемого релятивистского эффекта, обусловленного релятивистским ростом массы электрона в сильном электрическом поле тяжелейших атомов. С ростом атомного номера релятивистский эффект быстро возрастает. Согласно теории, это обстоятельство приведет к размытию периодичности в этих элементах, а потом и к исчезновению групповых различий.

[Ch.]: Можно ли будет говорить о прикладном значении элементов с острова стабильности?

[ЮО]: Нет, к счастью или к сожалению. Для прямого применения наших результатов может быть важно не то, что искали, а то, что мы находим по пути к заветной цели. Сами элементы в своих штучных количествах не имеют практического применения. Но они непредсказуемо меняют наши представления, наше мировоззрение, если угодно, и это их основное назначение.

 Редакция «Чердака»

Бастардий из пандемониума

В феврале таблица Менделеева отмечает свой 150-летний юбилей, и этот год объявлен Организацией объединенных наций годом Периодической таблицы элементов. Если посмотреть в эту таблицу сейчас, то невольно создается ощущение, что никак иначе она выглядеть и не могла, и уж точно как неотъемлемые свойства элементов воспринимаются их названия. Однако вопрос об именах даже относительно легких элементов, открытых сто или даже двести-триста лет назад, часто вставал довольно остро. Далеко не все из изначально предлагаемых вариантов названий были приняты или устоялись с течением времени. В нашем тесте мы предлагаем вам угадать элемент по тому названию, которое по тем или иным причинам сейчас не используется.

1. Этот элемент был открыт в конце XIX века, его получили после сжижения всех более тяжелых компонентов воздуха. По легенде, изначальное имя для открытого газа придумал тринадцатилетний Вилли, предложивший назвать элемент новум — «новый». Такого названия сегодня в таблице Менделеева не найти. Какое же имя носит этот газ?

2. Растворы солей этого металла, открытого еще в XVIII веке, обладали сладким вкусом, поэтому сначала его предложили называть глюцинием (или глюцином — от древнегреческого γλυκυς, то есть «сладкий»). Как он называется теперь?

1. Литий
2. Бериллий
3. Кальций
4. Цезий

Правильно!

Это бериллий, его утвержденное название происходит от имени минерала берилла (это смешанный силикат алюминия и бериллия), а оно, в свою очередь, восходит к названию южноиндийского города Белур, около которого было известно большое количество месторождений берилла.

Неправильно!

Это бериллий, его утвержденное название происходит от имени минерала берилла (это смешанный силикат алюминия и бериллия), а оно, в свою очередь, восходит к названию южноиндийского города Белур, около которого было известно большое количество месторождений берилла.

3. Именно этот элемент (а не открытый в 1940 году металл) мог в итоге стать нептунием. По мнению ученого, впервые обнаружившего этот элемент в одном из минералов, история его открытия была похожа на историю открытия Нептуна: сначала существование химического элемента, как и планеты, было предсказано математической моделью, а только потом он был обнаружен в природе. Что это за элемент?

4. Этот металл был открыт англичанином Чарльзом Хэтчетом в 1801 году: впервые его обнаружили вместе с еще одним элементом в минерале колумбит, найденном в Колумбии. Назвали его сначала, конечно, колумбием. Через год после этого второй элемент распознали — это был тантал, обладавший очень близкими к колумбию химическими свойствами, поэтому довольно долго все считали, что колумбий и тантал — это один и тот же элемент. Лишь в 1844 году было установлено, что это два разных элемента, но в этот раз колумбий получил другое название. Какое?

5. Редкоземельный металл филиппий был обнаружен швейцарским химиком Марком Делафонтеном в 1878 году в качестве одного из компонентов минерала самарскита, добывавшегося в Северной Каролине. Делафонтен предложил назвать элемент в честь своего учителя Филиппа Плантамура. Однако приоритет швейцарского ученого в открытии нового элемента был подтвержден уже после того, как прижилось другое его название, которое дал шведский химик Пер Теодор Клеве, переоткрывший металл на год позже швейцарца. Под каким названием мы знаем этот элемент сейчас?

6. Этот элемент был синтезирован в ходе Манхэттенского проекта. В 1944 году группа Гленна Сиборга получила его на циклотроне Калифорнийского университета в Беркли. Выделить его из смеси с другим радиоактивным металлом оказалось крайне непростой задачей, поэтому одним из первых вариантов названия для нового трансуранового элемента стал пандемоний (от английского

7. Для второго элемента из этой трудноразделимой смеси американские ученые изначально также предложили несколько вариантов названий с древнегреческими отсылками. Среди них, в частности, был бастардий (в таком варианте подразумевалась отсылка к мифу о похищении Аидом Персефоны и намек на родство с плутонием). Другим вариантом названия элемента был делирий (от

8. Через двадцать с лишним лет между США и СССР развернулись многочисленные споры о приоритете при открытии еще более тяжелых элементов. Эти споры получили название «трансфермиевых войн»: американские ученые предлагали для элементов свои варианты названий, советские ученые настаивали на своем приоритете и своих названиях. Особенно жаркие споры касались трех элементов, синтезированных с 1964 по 1974 годы, а окончательное решение об их именах было утверждено только в 1997 году. В итоге одному из элементов было присвоено имя, предложенное американской стороной — резерфордий, второму элементу — название дубний в качестве признания заслуг советских ученых, а третий элемент (который мог быть назван в честь Эрнеста Резерфорда или Луиса Альвареса) в итоге получил имя в честь этого химика. Какого?

1. Игорь Курчатов
2. Гленн Сиборг
3. Нильс Бор
4. Лиза Мейтнер

Правильно!

Речь идет о 104, 105 и 106 элементах. Сейчас в таблице Менделеева их можно найти под названиями резерфордий, дубний и сиборгий соответственно. Сто шестой элемент был назван в честь Гленна Сиборга, впервые синтезировавшего множество трансурановых элементов. Этот элемент, кстати, стал первым названным в честь еще живущего человека.

Неправильно!

Речь идет о 104, 105 и 106 элементах. Сейчас в таблице Менделеева их можно найти под названиями резерфордий, дубний и сиборгий соответственно. Сто шестой элемент был назван в честь Гленна Сиборга, впервые синтезировавшего множество трансурановых элементов. Этот элемент, кстати, стал первым названным в честь еще живущего человека.

Поздравляем, ваш результат:

Вы уже можете отличить висмут от цинка, но для большего ваших знаний пока маловато — до открытия секрета философского камня еще далеко.

Поделиться результатами

Поздравляем, ваш результат:

Вам известно достаточно, чтобы расставить самые легкие элементы по атомным массам, но слишком многие из элементов вы пока не знаете.

Поделиться результатами

Поздравляем, ваш результат:

Вы можете придумать, как правильно расставить элементы по группам и периодам, но некоторые элементы вам пока неизвестны, поэтому приходится лишь предполагать их существование.

Поделиться результатами

Поздравляем, ваш результат:

Вы не только хорошо знаете свойства тех элементов, которые можно найти в природе, но и сами способны синтезировать новые, многие из которых весьма неустойчивы.

Поделиться результатами

Периодическая таблица Менделеева

Определение 1

Периодическая таблица Менделеева – это таблица, в которой все химические элементы расположены с учётом зависимости между их химическими свойствами и значением заряда их атомных ядер.

Периодическая таблица Менделеева состоит из групп и периодов, внутри которых происходят изменения свойств элементов. Существует несколько наиболее известных вариантов таблицы: так называемая короткая периодическая таблица Менделеева, представленная в большинстве российских пособий и учебников и длинная новая периодическая таблица химических элементов, рекомендованная для использования ИЮПАК с 1989 года.

Рисунок 1. Короткая периодическая таблица Менделеева

История создания таблицы Менделеева

Первый вариант периодической таблицы состоял всего из 63 элементов и был представлен Менделеевым научному обществу в 1869 году. В этой таблице все открытые на тот момент элементы были расположены с учётом возрастания их атомной массы и известной периодичности повторения их химических и физических свойств.

На её основе Менделеев сформировал периодический закон, а также предположил о существовании некоторых других элементов, которые были открыты в последствии. В начале ХХ века с открытием строения атома было установлено, что свойства элементов изменяются не вследствие возрастания массы атомного ядра, а вследствие увеличения ядерного заряда, равного порядковому номеру элемента.

Замечание 1

Значение заряда ядра было заслуженно названо числом Менделеева.

“Длиннопериодная” новая периодическая система химических элементов, одобренная ИЮПАК, состоит из 8 периодов и 18 групп и на сегодняшний день содержит в себе 118 элементов.

Готовые работы на аналогичную тему

Рисунок 2. Полудлинная таблица Менделеева

Строение и свойства таблицы Менделеева

Замечание 2

Периодический закон Менделеева:

Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов.

Из этого закона можно получить исчерпывающий ответ на вопрос, почему таблица называется периодической. Дело в том, что характеристика каждого элемента таблицы Менделеева зависит от его местоположения в таблице, а все химические свойства, характерные для этого элемента, будут повторяться с определённой периодичностью и будут похожи на свойства других элементов, находящихся в этой же группе.

Таблица Менделеева имеет двумерную форму, по вертикали изменяются периоды, а по горизонтали – группы элементов.

Определение 2

Группы — это колонки таблицы, в которой представлены элементы с похожими химико-физическими свойствами.

Это сходство обусловлено одинаковым количеством электронов, находящихся на внешней электронной оболочке. Некоторые из групп имеют свои собственные названия, ниже самые известные из них:

• I группа — щелочные металлы;
• II группа — щелочноземельные металлы;
• VII группа подгруппа а — галогены;
• VIIII группа подгруппа а — благородные металлы.

В пределах одной группы сверху вниз происходит увеличение числа атома, и соответственно, увеличение количества заполненных электронных оболочек. В связи с этим происходит и некоторое изменение физических и химических свойств, например, йод обладает менее выраженными свойствами галогенов по сравнению с хлором. Это связано с увеличением атомного радиуса и уменьшение энергии ионизации сверху вниз внутри подгруппы.

Определение 3

Периоды — это строки в периодической таблице элементов.

На протяжении одного периода происходит возрастание количества электронов на внешнем электронном слое, поэтому у элементов одного периода наблюдаются следующие закономерности слева направо: происходит возрастание неметаллических свойств, уменьшение атомного радиуса (чем больше электронов на внешнем уровне, тем ближе они притягиваются к ядру) и увеличение энергии ионизации (энергии, которую нужно приложить, чтобы оторвать электрон от атома).

Закономерности внутри периода не всегда также хорошо прослеживаются, как внутри групп, в то же время, для некоторых элементов изменение свойств по периоду является более важным, чем в группе.6$.

Список химических элементов таблицы Менделеева

I группа

• 1 $\mathrm{H}$ Водород;
• 3 $\mathrm{Li}$ Литий;
• 11 $\mathrm{Na}$ Натрий;
• 19 $\mathrm{K}$ Калий;
• 29 $\mathrm{Cu}$ Медь;
• 37 $\mathrm{Rb}$ Рубидий;
• 47 $\mathrm{Ag}$ Серебро;
• 55 $\mathrm{Cs}$ Цезий;
• 79 $\mathrm{Au}$ Золото;
• 87 $\mathrm{Fr}$ Франций.

II группа

• 4 $\mathrm{Be}$ Бериллий;
• 12 $\mathrm{Mg}$ Магний;
• 20 $\mathrm{Ca}$ Кальций;
• 30 $\mathrm{Zn}$ Цинк;
• 38 $\mathrm{Sr}$ Стронций;
• 48 $\mathrm{Cd}$ Кадмий;
• 56 $\mathrm{Ba}$ Барий;
• 80 $\mathrm{Hg}$ Ртуть;
• 88 $\mathrm{Ra}$ Радий.

III группа

• 5 $\mathrm{B}$ Бор;
• 13 $\mathrm{Al}$ Алюминий;
• 21 $\mathrm{Sc}$ Скандий;
• 31 $\mathrm{Ga}$ Галлий;
• 39 $\mathrm{Y}$ Иттрий;
• 49 $\mathrm{In}$ Индий;
• 81 $\mathrm{Tl}$ Таллий.

IV группа

• 6 $\mathrm{C}$ Углерод;
• 14 $\mathrm{Si}$ Кремний;
• 22 $\mathrm{Ti}$ Титан;
• 32 $\mathrm{Ge}$ Германий;
• 40 $\mathrm{Zr}$ Цирконий;
• 50 $\mathrm{Sn}$ Олово;
• 72 $\mathrm{Hf}$ Гафний;
• 82 $\mathrm{Pb}$ Свинец;
• 104 $\mathrm{Rf}$ Резерфордий.

V группа

• 7 $\mathrm{N}$ Азот;
• 15 $\mathrm{P}$ Фосфор;
• 23 $\mathrm{V}$ Ванадий;
• 33 $\mathrm{As}$ Мышьяк;
• 41 $\mathrm{Nb}$ Ниобий;
• 51 $\mathrm{Sb}$ Сурьма;
• 73 $\mathrm{Ta}$ Тантал;
• 83 $\mathrm{Bi}$ Висмут;
• 105 $\mathrm{Db}$ Дубний.

VI группа

• 8 $\mathrm{O}$ Кислород;
• 16 $\mathrm{S}$ Сера;
• 24 $\mathrm{Cr}$ Хром;
• 34 $\mathrm{Se}$ Селен;
• 42 $\mathrm{Mo}$ Молибден;
• 52 $\mathrm{Te}$ Теллур;
• 74 $\mathrm{W}$ Вольфрам;
• 84 $\mathrm{Po}$ Полоний;
• 106 $\mathrm{Sg}$ Сиборгий.

VII группа

• 9 $\mathrm{F}$ Фтор;
• 17 $\mathrm{Cl}$ Хлор;
• 25 $\mathrm{Mn}$ Марганец;
• 35 $\mathrm{Br}$ Бром;
• 43 $\mathrm{Tc}$ Технеций;
• 53 $\mathrm{I}$ Йод;
• 75 $\mathrm{Re}$ Рений;
• 85 $\mathrm{At}$ Астат;
• 107 $\mathrm{Bh}$ Борий.

VIII группа, подгруппа а

• 2 $\mathrm{He}$ Гелий;
• 10 $\mathrm{Ne}$ Неон;
• 18 $\mathrm{Ar}$ Аргон;
• 36 $\mathrm{Kr}$ Криптон;
• 54 $\mathrm{Xe}$ Ксенон;
• 86 $\mathrm{Rn}$ Радон.

VIII группа, подгруппа б

• 26 $\mathrm{Fe}$ Железо;
• 27 $\mathrm{Co}$ Кобальт;
• 28 $\mathrm{Ni}$ Никель;
• 44 $\mathrm{Ru}$ Рутений;
• 45 $\mathrm{Rh}$ Родий;
• 46 $\mathrm{Pd}$ Палладий;
• 76 $\mathrm{Os}$ Осмий;
• 77 $\mathrm{Ir}$ Иридий;
• 78 $\mathrm{Pt}$ Платина;
• 108 $\mathrm{Hn}$ Ханий;
• 109 $\mathrm{Mt}$ Мейтнерий;
• 110 $\mathrm{Ds}$ Дармштадтий.

Лантаноиды

• 57 $\mathrm{La}$ Лантан;
• 58 $\mathrm{Ce}$ Церий;
• 59 $\mathrm{Pr}$ Празеодим;
• 60 $\mathrm{Nd}$ Неодим;
• 61 $\mathrm{Pm}$ Прометий;
• 62 $\mathrm{Sm}$ Самарий;
• 63 $\mathrm{Eu}$ Европий;
• 64 $\mathrm{Gd}$ Гадолиний;
• 65 $\mathrm{Tb}$ Тербий;
• 66 $\mathrm{Dy}$ Диспрозий;
• 67 $\mathrm{Ho}$ Гольмий;
• 68 $\mathrm{Er}$ Эрбий;
• 69 $\mathrm{Tm}$ Тулий;
• 70 $\mathrm{Yb}$ Итербий;
• 71 $\mathrm{Lu}$ Лютеций.

Актиноиды

• 89 $\mathrm{Ac}$ Актиний;
• 90 $\mathrm{Th}$ Торий;
• 91 $\mathrm{Pa}$ Протактиний;
• 92 $\mathrm{U}$ Уран;
• 93 $\mathrm{Np}$ Нептуний;
• 94 $\mathrm{Pu}$ Плутоний;
• 95 $\mathrm{Am}$ Америций;
• 96 $\mathrm{Cm}$ Кюрий;
• 97 $\mathrm{Bk}$ Берклий;
• 98 $\mathrm{Cf}$ Калифорний;
• 99 $\mathrm{Es}$ Эйнштейний;
• 100 $\mathrm{Fm}$ Фермий;
• 101 $\mathrm{Md}$ Менделевий;
• 102 $\mathrm{No}$ Нобелий;
• 103 $\mathrm{Lr}$ Лоуренсий.

названия, символы и произношение символов

В таблице содержатся русские и латинские названия химических элементов, символы химических элементов и произношение символов. Для правильного произношения названий и символов в русских названиях и произношениях проставлены ударения.

Плотность веществ

Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.

Плотность газов и паров: таблица при различных температурах

Плотность газов и паров при нормальных условиях

В таблице приведена плотность газов и паров при нормальных условиях – температуре 0°С и нормальном атмосферном давлении (760 мм. рт. ст.). Для некоторых газов, например газа стибина, плотность дана при температуре 15°С и давлении 754 мм. рт. ст.

Значение плотности газов в таблице указано в размерности кг/м³ для следующих газов и паров: азот N₂, аммиак NH₃, аргон Ar, ацетилен C₂H₂, бор фтористый BF₃, бутан C₄H₁₀, водород: бромистый HBr, йодистый HI, мышьяковистый H₃As, селенистый H₂Se, сернистый H₂S, теллуристый H₂Te, фосфористый H₃P, хлористый HCl, воздух, гелий He, германия тетрагидрид GeH₄, диметиламин (CH₃)₂NH, дифтордихлорметан CF₂Cl₂, дициан C₂N₂, закись азота N₂O, кислород O₂, кремний фтористый SiF₄, гексагидрид Si₂H₆, тетрагидрид SiH₄, криптон Kr, ксенон Xe, метан CH₄, метиленхлорид CH₃Cl, метиламин CH₅N, метиловый эфир C₂H₆O, метилфторид CH₃F, метилхлорид CH₃Cl, мышьяк фтористый AsF₅, неон Ne, нитрозил фтористый NOF и хлористый NOCl, озон O₃, окись азота NO, пропан C₃H₈, пропилен C₃H₆, радон Rn, двуокись серы SO₂ и гексафторид серы SF₂, силан диметил SiH₂(CH₃)₂, метил SiH₃CH₃, хлористый SIH₃Cl, трифтористый SiHF₃, стибин SbH₃, сульфурил фтористый SO₂F₂, триметиламин (CH₃)₃N, триметилбор (CH₃)₃B, двуокись углерода CO₂, окись углерода CO, сероокись COS, фосфор фтористый PF₂, оксифторид POF₃, пентафторид PF₅, фтор F₂, фторокись азота NO₂, двуокись хлора ClO₂, окись хлора Cl₂O, хлорокись азота NO₂Cl, этан C₂H₆, этилен C₂H₄, окись азота NO.

Плотность газов вычисляется, как отношение молярной массы газа к его молярному объему, который при 0°С и давлении 1 атм. равен 22,4 л/моль.

Следует отметить, что самым легким газом является водород — плотность этого газа при нормальных условиях равна 0,0899 кг/м³. Для удобства восприятия плотность газов приводят именно к плотности водорода, используя при этом относительную плотность по водороду. Например, относительная плотность газа азота N2 по водороду равна 13,9.

Наибольшую плотность имеет газ радон.  Этот радиоактивный газ имеет плотность при нормальных условиях 9,73 кг/м³, а его относительная плотность по водороду составляет величину 108,2.

Необходимо отметить, что при увеличении давления газов и паров, их плотность увеличивается пропорционально.

Примечание: Для газов и паров, рядом со значением плотности которых, присутствует символ *, ее величина в таблице приведена при температуре 20°С.

Из анализа данных, представленных в таблице, видно, что плотность рассмотренных газов находится в диапазоне от 0,089 до 9,73 кг/м³.

Плотность газов в жидком и твердом состояниях при различных температурах

Значения плотности газов и паров в жидком и твердом состояниях приведены в таблице в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении. Величина плотности газов указана в основном при низких температурах (в интервале от -268 до 20°С), при которых они находятся в жидком, или твердом состояниях.

При низких температурах плотность некоторых газов сравнима с плотностью металлов. К плотным (тяжелым) газам в жидком состоянии можно отнести такие газы, как этилен, криптон (плотность 2371 кг/м³) и ксенон (плотность 3060 кг/м³). Например, плотность газа этилена при температуре -102°С имеет значение 5566 кг/м³, что почти в полтора раза больше плотности алюминия. При этом этилен находится в жидком состоянии.

Газы в твердом состоянии имеют плотность немногим больше, чем в жидком. Твердое состояние газа достигается при более низкой температуре.
Например, углекислый газ находится в виде жидкости при температуре -60°С (при атмосферном давлении), но уже при -79°С становиться твердым и имеет плотность 1530 кг/м³.

Плотность газов в таблице дана в т/м³и приведена для следующих газов: азот N₂, окись азота NO, аммиак NH₃, аргон Ar, ацетилен C₂H₂, водород: сернистый H₂S, фосфористый H₃P, фтористый HF, хлористый HCl, воздух, гелий He, криптон Kr, ксенон Xe, кислород O₂, метан CH₄, метилхлорид CH₃Cl, неон Ne, озон O3, сера двуокись SO₂, углерод: двуокись CO₂, окись CO, фтор F₂, хлор Cl₂, этан C₂H₆, этилен C₂H₄.

Источник:
Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.

Периодическая таблица элементов

В этой главе мы приводим некоторые данные о химических элементах. В периодической таблице, представленной в главе 3 «Атомы, молекулы и ионы», перечислены все известные химические элементы, упорядоченные по атомному номеру (то есть количеству протонов в ядре). Периодическая таблица Менделеева, возможно, лучший инструмент во всей науке; никакая другая отрасль науки не может резюмировать свои фундаментальные составляющие таким кратким и полезным образом. Многие физические и химические свойства элементов известны или понятны в зависимости от их положения в периодической таблице.Доступны периодические таблицы с различными химическими и физическими свойствами, указанными в поле каждого элемента. Далее следует более сложная версия таблицы Менделеева, чем та, что была представлена ​​в главе 3 «Атомы, молекулы и ионы». Интернет – отличное место для поиска периодических таблиц, содержащих дополнительную информацию.

Одним из пунктов большинства периодических таблиц является атомная масса каждого элемента. Для многих приложений для атомной массы необходимы только один или два десятичных знака.Однако в некоторых приложениях (особенно в ядерной химии; см. Главу 15 «Ядерная химия») требуется больше десятичных знаков. Атомные массы в Таблице 17.1 «Основы элементов Периодической таблицы» представляют количество десятичных знаков, признанное Международным союзом чистой и прикладной химии, всемирной организацией, которая разрабатывает стандарты для химии. Атомные массы некоторых элементов известны очень точно с точностью до большого числа десятичных знаков. Атомные массы других элементов, особенно радиоактивных, точно не известны.Некоторые элементы, такие как литий, могут иметь различные атомные массы в зависимости от того, как изолированы их изотопы.

Интернет предлагает множество интерактивных ресурсов по периодической таблице. Например, см. Http://www.ptable.com.

Таблица 17.1 Основы элементов Периодической таблицы

Источник: по материалам Pure and Applied Chemistry 78, no. 11 (2005): 2051–66.© IUPAC (Международный союз теоретической и прикладной химии).

Глава 2 – Атомы, элементы и Периодическая таблица – Химия

Это содержимое также можно загрузить в виде PDF-файла для печати или интерактивного PDF-файла. Для интерактивного PDF-файла требуется Adobe Reader для полной функциональности.

Этот текст опубликован под лицензией Creative Commons, для ссылки и адаптации нажмите здесь.

Вы когда-нибудь задумывались, почему одни растения можно использовать для изготовления лекарств, а другие токсичны и могут убить вас? Или почему одни продукты считаются полезными для здоровья, а другие – вредными? Или как производятся такие напитки, как пиво, сидр и вино? Этот курс предназначен для ознакомления читателя с фундаментальными концепциями органической химии с использованием потребительских товаров, технологий и услуг в качестве модельных систем для обучения этим основным концепциям и демонстрации того, как органическая химия является неотъемлемой частью повседневной жизни.

Органическая химия – это растущая подгруппа химии. Проще говоря, это исследование всех углеродных соединений; их структура, свойства и реакции и их использование в синтезе. Это химия жизни, включающая все вещества, полученные из живых систем. Применение органической химии сегодня можно увидеть повсюду, от пластиковых компонентов вашего компьютера до нейлона, из которого сделана ваша одежда, до макромолекул и клеток, из которых состоит само ваше тело! Органическая химия расширила наш мир знаний и является неотъемлемой частью областей медицины, биохимии, биологии, промышленности, нанотехнологий, ракетостроения и многих других!

Чтобы начать обсуждение органической химии, нам нужно сначала взглянуть на химические элементы и понять, как они взаимодействуют с образованием химических соединений.

(Вернуться к началу)

Элемент – это вещество, которое не может быть разложено на более простые химические вещества. На Земле известно около 90 природных элементов. Используя технологии, ученые смогли создать около 30 дополнительных элементов, которые нелегко найти в природе. Сегодня химия распознает в общей сложности 118 элементов, которые все представлены на стандартной таблице элементов, называемой Периодической таблицей элементов (рис.2.1). Каждый элемент представлен одно- или двухбуквенным кодом, где первая буква всегда пишется с заглавной буквы, а если присутствует вторая буква, она пишется строчными буквами. Например, символ водорода – H, а символ углерода – C. Некоторые элементы имеют, казалось бы, странные буквенные коды, например, натрий – это Na. Эти буквенные коды получены из латинской терминологии. Например, символ натрия (Na) происходит от латинского слова natrium, что означает карбонат натрия.

Рисунок 2.1: Элементы. Некоторые примеры чистых элементов включают (A) висмут, Bi, тяжелый металл, используемый в качестве замены свинца и в некоторых лекарствах, таких как пептобисмол, противодиарейное средство и (B) стронций, Sr, основной компонент фейерверков. (C) Все обнаруженные элементы представлены в Периодической таблице элементов, которая обеспечивает элегантный механизм не только для отображения элементов, но и для описания многих их характеристик.

Эти элементы сильно различаются по содержанию.Во Вселенной в целом наиболее распространенным элементом является водород (около 90%), за ним следует гелий (большая часть оставшихся 10%). Все остальные элементы присутствуют в относительно незначительных количествах, насколько мы можем обнаружить. Однако на планете Земля ситуация несколько иная. Кислород составляет 46,1% массы земной коры (относительно тонкий слой горных пород, образующих поверхность Земли), в основном в сочетании с другими элементами, в то время как кремний составляет 28,5%. Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, составляет всего 0.14% земной коры. В таблице 2.1 «Элементный состав Земли» перечислены относительные содержания элементов на Земле в целом и в земной коре. Таблица 2.2 «Элементный состав человеческого тела» перечисляет относительное содержание элементов в человеческом теле. Если вы сравните Таблицу 2.1 «Элементный состав Земли» и Таблицу 2.2 «Элементный состав человеческого тела», вы обнаружите несоответствия между процентным содержанием каждого элемента в человеческом теле и на Земле. Кислород имеет самый высокий процент в обоих случаях, но углерод, элемент со вторым по величине процентным содержанием в организме, относительно редко встречается на Земле и даже не фигурирует как отдельная запись в таблице 2.1 «Элементный состав Земли»; углерод входит в 0,174% «других» элементов. Как человеческое тело концентрирует столько, казалось бы, редких элементов?

Относительное количество элементов в теле меньше связано с их изобилием на Земле, чем с их доступностью в форме, которую мы можем усвоить. Мы получаем кислород из воздуха, которым дышим, и воды, которую пьем. Мы также получаем водород из воды. С другой стороны, хотя углерод присутствует в атмосфере в виде углекислого газа, и около 80% атмосферы составляет азот, мы получаем эти два элемента из пищи, которую мы едим, а не из воздуха, которым мы дышим.

(Вернуться к началу)

Современная атомная теория, предложенная около 1803 года английским химиком Джоном Дальтоном, представляет собой фундаментальную концепцию, согласно которой все элементы состоят из атомов. Атом – это наименьшая часть элемента, которая поддерживает идентичность этого элемента. Отдельные атомы чрезвычайно малы; даже самый большой атом имеет приблизительный диаметр всего 5,4 × 10 ^-10 м.При таком размере требуется более 18 миллионов этих атомов, выстроенных бок о бок, чтобы равняться ширине вашего мизинца (около 1 см).

Большинство элементов в чистом виде существуют в виде отдельных атомов. Например, макроскопический кусок металлического железа состоит из отдельных атомов железа. Однако некоторые элементы существуют в виде групп атомов, называемых молекулами. Некоторые важные элементы существуют в виде двухатомных комбинаций и называются двухатомными молекулами. При представлении двухатомной молекулы мы используем символ элемента и включаем нижний индекс 2, чтобы указать, что два атома этого элемента соединены вместе.Элементами, которые существуют в виде двухатомных молекул, являются водород (H ₂ ), кислород (O ₂ ), азот (N ₂ ), фтор (F ₂ ), хлор (Cl ₂ ), бром ( Br ₂ ) и йод (I ₂ ).

(Вернуться к началу)

В атомную теорию Дальтона внесено несколько незначительных, но важных изменений.Во-первых, Дальтон считал атомы неделимыми. Теперь мы знаем, что атомы не только могут быть разделены, но также состоят из трех различных типов частиц со своими собственными свойствами, отличными от химических свойств атомов.

Первая субатомная частица была идентифицирована в 1897 году и названа электроном. Это чрезвычайно крошечная частица с массой около 9,109 · 10 ⁻³¹ кг. Эксперименты с магнитными полями показали, что электрон имеет отрицательный электрический заряд.

К 1920 году экспериментальные данные указали на существование второй частицы. Протон имеет такой же заряд, что и электрон, но его заряд положительный, а не отрицательный. Еще одно важное различие между протоном и электроном – это масса. Хотя масса протона все еще невероятно мала, она составляет 1,673 × 10 ⁻²⁷ кг, что почти в 2000 раз больше массы электрона. Поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу (в то время как «одинаковые» заряды отталкиваются), протоны притягивают электроны (и наоборот).

Наконец, дополнительные эксперименты указали на существование третьей частицы, называемой нейтроном. Доказательства, полученные в 1932 году, установили существование нейтрона, частицы с массой примерно такой же, как у протона, но без электрического заряда.

Теперь мы понимаем, что все атомы можно разбить на субатомные частицы: протоны, нейтроны и электроны. В таблице 2.3 «Свойства субатомных частиц» перечислены некоторые из их важных характеристик и символы, используемые для обозначения каждой частицы.Эксперимент показал, что протоны и нейтроны сосредоточены в центральной области каждого атома, называемой ядром (во множественном числе, ядрами). Электроны находятся вне ядра и вращаются вокруг него, потому что их притягивает положительный заряд ядра. Большая часть массы атома находится в ядре, в то время как вращающиеся электроны определяют размер атома. В результате атом состоит в основном из пустого пространства. (Рисунки 2.4 и 2.5).

Рис. 2.4 Анатомия атома. Протоны и нейтроны атома сгруппированы в центре атома в структуре, называемой ядром. Электроны вращаются вокруг ядра атома внутри электронного облака или пустого пространства, которое окружает ядро ​​атома. Обратите внимание, что большую часть площади атома занимает пустое пространство электронного облака.

Источник: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/24/Figure_02_01_01.jpg

Рис. 2.5. Путь электрона в атоме водорода. Электроны не находятся на дискретных орбитах, как планеты вокруг Солнца. Вместо этого существует вероятность того, что электрон может занять определенное пространство в электронном облаке. (А) Чем темнее цвет, тем выше вероятность того, что один электрон водорода окажется в этой точке в любой момент времени. (b) Точно так же, чем больше точек, тем выше вероятность того, что один электрон водорода окажется в этой точке. На обеих диаграммах ядро ​​находится в центре диаграммы.

(Вернуться к началу)

Оказывается, количество протонов, содержащихся в ядре атома, является ключевой характеристикой, определяющей его химические свойства.Короче говоря, элемент определяется количеством протонов, обнаруженных в его ядре. Число протонов в элементе также называется его атомным номером и обозначается математическим термином Z (рис. 2.6). Если вы вернетесь к Периодической таблице элементов, показанной на рисунке 2.1, вы увидите, что периодическая таблица организована по количеству протонов, содержащихся в элементе. Таким образом, когда вы читаете каждую строку Периодической таблицы (слева направо), каждый элемент увеличивается на один протон (или один атомный номер, Z ).

Рис. 2.6 Структура Периодической таблицы. Каждый элемент периодической таблицы представлен атомным символом (Cu для меди), атомным номером в верхнем левом углу и атомной массой в правом углу.

(Вернуться к началу)

Сколько нейтронов в атомах того или иного элемента? Сначала думали, что количество нейтронов в ядре тоже характерно для элемента.Однако было обнаружено, что атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов. Атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество нейтронов, называются изотопами (рис. 2.7). Например, 99% атомов углерода на Земле имеют в своих ядрах 6 нейтронов и 6 протонов; около 1% атомов углерода имеют в своих ядрах 7 нейтронов и 6 протонов. Таким образом, природный углерод на Земле на самом деле представляет собой смесь изотопов, хотя и на 99% состоит из углерода с 6 нейтронами в каждом ядре.Изотопный состав оказался полезным методом датирования многих слоев горных пород и окаменелостей.

Рис. 2.7 Изотопы водорода. Все атомы водорода имеют один протон и один электрон. Однако они могут различаться по количеству нейтронов. (a) Большинство атомов водорода содержат только один p ​​+ и один e- и не содержат нейтронов. (b) Небольшое количество водорода существует в виде изотопа дейтерия, который имеет один протон и один нейтрон в своем ядре, и (c) еще меньшее количество содержит один протон и два нейтрона в его ядре и называется тритием.Обратите внимание, что тритий является нестабильным изотопом и со временем разрушается. Таким образом, тритий – радиоактивный элемент.

Большинство элементов существуют в виде смесей изотопов. Фактически, в настоящее время известно более 3500 изотопов всех элементов. Когда ученые обсуждают отдельные изотопы, им нужен эффективный способ указать количество нейтронов в каждом конкретном ядре. Атомная масса (A) атома – это сумма количества протонов и нейтронов в ядре (рис. 2.6).Зная атомную массу ядра (и зная атомный номер, Z , этого конкретного атома), вы можете определить количество нейтронов, вычитая атомный номер из атомной массы.

Простой способ указать массовое число конкретного изотопа – указать его как надстрочный индекс слева от символа элемента. Атомные номера часто указываются в виде нижнего индекса слева от символа элемента. Таким образом, мы можем увидеть

, который указывает на конкретный изотоп меди.29 – это атомный номер, Z (который одинаков для всех атомов меди), а 63 – это атомная масса (A) изотопа. Чтобы определить количество нейтронов в этом изотопе, мы вычитаем 29 из 63: 63 – 29 = 34, так что в этом атоме 34 нейтрона.

Аллотропы элемента отличаются от термина изотоп и не должны путаться. Некоторые химические элементы могут образовывать более одного типа структурной решетки, эти различные структурные решетки известны как аллотропов .Это справедливо для фосфора, как показано на рисунке 2.2. Белый или желтый фосфор образуется, когда четыре атома фосфора выстраиваются в тетраэдрическую конформацию (рис. 2.8). Другие кристаллические решетки фосфора более сложные и могут быть сформированы путем воздействия на фосфор различных температур и давлений. Например, решетку из красного фосфора в виде клетки можно сформировать, нагревая белый фосфор до температуры выше 280 ^o ° C (рис. 2.8). Обратите внимание, что аллотропные изменения влияют на то, как атомы элемента взаимодействуют друг с другом, образуя трехмерную структуру.Они не изменяют образец в отношении присутствующих атомных изотопных форм, и НЕ изменяют или не влияют на атомную массу ( A ) элемента.

Различные аллотропы разных элементов могут иметь разные физические и химические свойства, и поэтому их все еще важно учитывать. Например, у кислорода есть два разных аллотропа, причем преобладающим аллотропом является двухатомная форма кислорода, O ₂ . Однако кислород также может существовать как O ₃ , озон.В нижних слоях атмосферы озон образуется как побочный продукт в выхлопных газах автомобилей и других промышленных процессах, где он способствует загрязнению. Он имеет очень резкий запах и является очень сильным окислителем. Он может вызвать повреждение слизистых оболочек и дыхательных тканей у животных. Воздействие озона связывают с преждевременной смертью, астмой, бронхитом, сердечными приступами и другими сердечно-легочными заболеваниями. В верхних слоях атмосферы он создается естественными электрическими разрядами и существует в очень низких концентрациях.Присутствие озона в верхних слоях атмосферы критически важно, поскольку он улавливает очень разрушительное ультрафиолетовое излучение Солнца, не позволяя ему достичь поверхности Земли.

Рисунок 2.8 Аллотропы фосфора. (A) Белый фосфор существует в виде (B) тетраэдрической формы фосфора, тогда как (C) красный фосфор имеет кристаллическую решетку, более похожую на (D) клетку. (E) Различные элементные формы фосфора могут быть созданы путем обработки образцов белого фосфора при повышении температуры и давления.

Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Allotropes_of_phosphorus

(Вернуться к началу)

© 2021, EAWAG.Все права защищены.

http://eawag-bbd.ethz.ch/periodic/index.html