Цветная таблица менделеева. Что такое химические элементы? Система и характеристика химических элементов

См. также: Список химических элементов по атомным номерам и Алфавитный список химических элементов Содержание 1 Символы, используемые в данный момент … Википедия

См. также: Список химических элементов по атомным номерам и Список химических элементов по символам Алфавитный список химических элементов. Азот N Актиний Ac Алюминий Al Америций Am Аргон Ar Астат At … Википедия

Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

Химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским… … Википедия

Книги

Японско-англо-русский словарь по монтажу промышленного оборудования. Около 8 000 терминов , Попова И.С.. Словарь предназначен для широкого круга пользователей и прежде всего для переводчиков и технических специалистов, занимающихся поставками и внедрением промышленного оборудования из Японии или…

Эфир в таблице Менделеева

Мировой эфир есть субстанция ВСЯКОГО химического элемента и значит - ВСЯКОГО вещества, есть Абсолютная истинная материя как Всемирная элементообразующая Сущность. Мировой эфир - это исток и венец всей подлинной Таблицы Менделеева, её начало и конец, - альфа и омега Периодической системы элементов Дмитрия Ивановича Менделеева.

В античной философии эфир (aithér-греч) наряду с землей, водой, воздухом и огнем - один из пяти элементов бытия (по Аристотелю) - пятая сущность (quinta essentia -лат.), понимаемая как тончайшая всепроникающая материя. В конце XIX века в ученых кругах получила широкое хождение гипотеза о мировом эфире (МЭ), заполняющем все мировое пространство. Он понимался как невесомая и упругая жидкость, которая пронизывает все тела. Существованием эфира пытались объяснить многие физические явления и свойства.

Предисловие.
У Менделеева было два фундаментальных научных открытия:
1 - Открытие Периодического закона в субстанции химии,
2 - Открытие взаимосвязи субстанции химии и субстанции Эфира, а именно: частицы Эфира формирует молекулы, ядра, электроны и т.д., но в химических реакциях не участвуют.
Эфир - частицы вещества размером ~ 10-100 метра (фактически - «первокирпичики» материи).

Факты. В подлинной таблице Менделеева был Эфир. Ячейка для Эфира располагалась в нулевой группе с инертными газами и в нулевом ряду как главный системообразующий фактор для построения Системы химических элементов. После смерти Менделеева таблицу исказили, убрав из неё Эфир и отменив нулевую группу, тем самым, скрыв фундаментальное открытие концептуального значения.
В современных таблицах Эфира: 1 - не видно, 2 - и не угадывается (из-за отсутствия нулевой группы).

Такой целенаправленный подлог сдерживает развитие прогресса цивилизации.
Техногенные катастрофы (напр. Чернобыль и Фукусима) были бы исключены, если бы в развитие подлинной таблицы Менделеева своевременно были вложены адекватные ресурсы. Сокрытие концептуальных знаний идёт на глобальном уровне для «опускания» цивилизации.

Результат. В школах и ВУЗах преподают обрезанную таблицу Менделеева.
Оценка ситуации. Таблица Менделеева без Эфира - то же самое, что человечество без детей - прожить можно, но развития и будущего не будет.
Резюме. Если враги человечества знания скрывают, то наша задача - эти знания раскрывать.
Вывод. В старой таблице Менделеева элементов меньше, а форсайта больше, чем в современной.
Заключение. Новый уровень возможен только при изменении информационного состояния общества.

Итог. Возврат к истинной таблице Менделеева - это уже вопрос не научный, а вопрос политический.

В чем же был основной политический смысл эйнштейновского учения? Он состоял в том, чтобы любыми путями перекрыть человечеству доступ к неисчерпаемым естественным источникам энергии, которые открывало изучение свойств мирового эфира . В случае успеха на этом пути, мировая финансовая олигархия теряла власть в этом мире, особенно в свете ретроспективы тех лет: Рокфеллеры сделали немыслимое состояние, превосходящее бюджет Соединенных Штатов, на нефтяных спекуляциях, и утрата той роли нефти, которую заняло «черное золото» в этом мире - роль крови мировой экономики - их не вдохновляла.

Не вдохновляло это и прочих олигархов - угольных и стальных королей. Так финансовый магнат Морган моментально прекратил финансирование экспериментов Николы Теслы, когда тот вплотную подошел к беспроводной передаче энергии и извлечению энергии «из ниоткуда» - из мирового эфира. После этого обладателю огромного количества воплощенных в практику технических решений не оказывал финансовой помощи никто - солидарность у финансовых воротил как у воров в законе и феноменальный нюх на то, откуда исходит опасность. Вот поэтому против человечества и была произведена диверсия под названием «Специальная Теория Относительности».

Один из первых ударов пришелся на таблицу Дмитрия Менделеева, в которой эфир стоял первым номером, именно размышления об эфире породили гениальное прозрение Менделеева - его периодическую таблицу элементов.

Глава из статьи: В.Г. Родионов. Место и роль мирового эфира в истинной таблице Д.И. Менделеева

6. Argumentum ad rem

То, что сейчас преподносят в школах и университетах под названием «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева»,- откровенная ф а л ь ш и в к а.

Последний раз в неискажённом виде настоящая Таблица Менделеева увидела свет в 1906 году в Санкт-Петербурге (учебник «Основы химии», VIII издание). И только спустя 96 лет забвения подлинная Таблица Менделеева впервые восстаёт из пепла благодаря публикации диссертации в журнале ЖРФМ Русского Физического Общества.

После скоропостижной смерти Д. И. Менделеева и ухода из жизни его верных научных коллег по Русскому Физико-Химическому Обществу, впервые поднял руку на бессмертное творение Менделеева — сын друга и соратника Д. И. Менделеева по Обществу — Борис Николаевич Меншуткин. Конечно, Меншуткин действовал не в одиночку, — он лишь выполнял заказ. Ведь, новая парадигма релятивизма требовала отказа от идеи мирового эфира; и потому это требование было возведено в ранг догмы, а труд Д. И. Менделеева был фальсифицирован.

Главное искажение Таблицы — перенос «нулевой группы» Таблицы в её конец, вправо, и введение т.н. «периодов». Подчёркиваем, что такая (лишь на первый взгляд — безобидная) манипуляция логически объяснима только как сознательное устранение главного методологического звена в открытии Менделеева: периодическая система элементов в своём начале, истоке, т.е. в верхнем левом углу Таблицы, должна иметь нулевую группу и нулевой ряд, где располагается элемент «Х» (по Менделееву — «Ньютоний»),- т.е. мировой эфир.
Более того, являясь единственным системообразующим элементом всей Таблицы производных элементов, этот элемент «Х» есть аргумент всей Таблицы Менделеева. Перенос же нулевой группы Таблицы в её конец уничтожает саму идею этой первоосновы всей системы элементов по Менделееву.

Для подтверждения вышесказанного, предоставим слово самому Д. И. Менделееву.

«… Если же аналоги аргона вовсе не дают соединений, то очевидно, что нельзя включать ни одну из групп ранее известных элементов, и для них должно открыть особую группу нулевую … Это положение аргоновых аналогов в нулевой группе составляет строго логическое следствие понимания периодического закона, а потому (помещение в группе VIII явно не верно) принято не только мною, но и Браизнером, Пиччини и другими … Теперь же, когда стало не подлежать ни малейшему сомнению, что перед той I группой, в которой должно помещать водород, существует нулевая группа, представители которой имеют веса атомов меньше, чем у элементов I группы, мне кажется невозможным отрицать существование элементов более лёгких, чем водород.

Из них обратим внимание сперва на элемент первого ряда 1-й группы. Его означим через «y». Ему, очевидно, будут принадлежать коренные свойства аргоновых газов … «Короний», плотностью порядка 0,2 по отношению к водороду; и он не может быть ни коим образом мировым эфиром.

Этот элемент «у», однако, необходим для того, чтобы умственно подобраться к тому наиглавнейшему, а потому и наиболее быстро движущемуся элементу «х», который, по моему разумению, можно считать эфиром. Мне бы хотелось предварительно назвать его «Ньютонием» — в честь бессмертного Ньютона … Задачу тяготения и задачи всей энергетики (!!! — В.Родионов) нельзя представить реально решёнными без реального понимания эфира, как мировой среды, передающей энергию на расстояния. Реального же понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и не считая его элементарным веществом; элементарные же вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической законности» («Попытка химического понимания мирового эфира». 1905 г., стр. 27).

«Эти элементы, по величине их атомных весов, заняли точное место между галлоидами и щелочными металлами, как показал Рамзай в 1900 году. Из этих элементов необходимо образовать особую нулевую группу, которую прежде всех в 1900 году признал Еррере в Бельгии. Считаю здесь полезным присовокупить, что прямо судя по неспособности к соединениям элементов нулевой группы, аналогов аргона должно поставить раньше элементов 1 группы и по духу периодической системы ждать для них меньшего атомного веса, чем для щелочных металлов.

Это так и оказалось. А если так, то это обстоятельство, с одной стороны, служит подтверждением правильности периодических начал, а с другой стороны, ясно показывает отношение аналогов аргона к другим, ранее известным, элементам. Вследствие этого можно разбираемые начала прилагать ещё шире, чем ранее, и ждать элементов нулевого ряда с атомными весами гораздо меньшими, чем у водорода.

Таким образом, можно показать, что в первом ряду первым перед водородом существует элемент нулевой группы с атомным весом 0,4 (быть может, это короний Ионга), а в ряду нулевом, в нулевой группе — предельный элемент с ничтожно малым атомным весом, не способным к химическим взаимодействиям и обладающий вследствие того чрезвычайно быстрым собственным частичным (газовым) движением.

Эти свойства, быть может, должно приписать атомам всепроникающего (!!! — В.Родионов) мирового эфира. Мысль об этом указана мною в предисловии к этому изданию и в русской журнальной статье 1902 года …» («Основы химии». VIII изд., 1906 г., стр. 613 и след.)
1 , , ,

Из комментариев:

Для химии современной периодической таблицы элементов достаточно.

Роль эфира может быть полезна в ядерных реакциях, но и это слишком не значительно.
Учёт влияния эфира наиболее близко в явлениях распада изотопов. Однако учёт этот чрезвычайно сложен и наличие закономерностей принимаются не всеми учёными.

Самое простое доказательство наличия эфира: Явление аннигиляции позитрон-электронной пары и возникновение этой пары из вакуума, а также невозможность поймать электрон в состоянии покоя. Так же электромагнитное поле и полная аналогия между фотонами в вакууме и звуковыми волнами - фононами в кристаллах.

Эфир - это дифференцированная материя, так сказать, атомы в разобранном состоянии или правильней сказать, элементарные частицы, из которых формируются будущие атомы. Поэтому ему нет места в таблице Менделеева, так как логика построения данной системы не предполагает включать в её состав не целостные структуры,которыми являются сами атомы. В противном случае, так можно и для кварков найти место, где-нибудь в минус первом периоде.
Сам эфир имеет более сложную многоуровневую структуру проявления в мировом бытии, нежели об этом знает современная наука. Как только она раскроет первые тайны этого неуловимого эфира, тогда и будут изобретены новые двигатели для всевозможных машин на абсолютно новых принципах.
Действительно,Тесла едва ли не единственный, кто был близок к разгадке тайны, так называемого эфира,но ему сознательно мешали осуществить свои замыслы. Вот так до сегодняшнего дня ещё не родился тот гений, который продолжит дело великого изобретателя и расскажет всем нам, что же на самом деле представляет из себя таинственный эфир и на какой пьедестал его можно будет поставить.

Все химические элементы можно охарактеризовать в зависимости от строения их атомов, а также по их положению в Периодической системе Д.И. Менделеева. Обычно характеристику химического элемента дают по следующему плану:

указывают символ химического элемента, а также его название;
исходя из положения элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева указывают его порядковый, номер периода и группы (тип подгруппы), в которых находится элемент;
исходя из строения атома указывают заряд ядра, массовое число, число электронов, протонов и нейтронов в атоме;
записывают электронную конфигурацию и указывают валентные электроны;
зарисовывают электронно-графические формулы для валентных электронов в основном и возбужденном (если оно возможно) состояниях;
указывают семейство элемента, а также его тип (металл или неметалл);
указывают формулы высших оксидов и гидроксидов с кратким описанием их свойств;
указывают значения минимальной и максимальной степеней окисления химического элемента.

Характеристика химического элемента на примере ванадия (V)

Рассмотрим характеристику химического элемента на примере ванадия (V) согласно плану, описанному выше:

1. V – ванадий.

2. Порядковый номер – 23. Элемент находится в 4 периоде, в V группе, А (главной) подгруппе.

3. Z=23 (заряд ядра), M=51 (массовое число), e=23 (число электронов), p=23 (число протонов), n=51-23=28 (число нейтронов).

4. 23 V 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2 – электронная конфигурация, валентные электроны 3d 3 4s 2 .

5. Основное состояние

Возбужденное состояние

6. d-элемент, металл.

7. Высший оксид – V 2 O 5 — проявляет амфотерные свойства, с преобладанием кислотных:

V 2 O 5 + 2NaOH = 2NaVO 3 + H 2 O

V 2 O 5 + H 2 SO 4 = (VO 2) 2 SO 4 + H 2 O (рН<3)

Ванадий образует гидроксиды следующего состава V(OH) 2 , V(OH) 3 , VO(OH) 2 . Для V(OH) 2 и V(OH) 3 характерны основные свойства (1, 2), а VO(OH) 2 обладает амфотерными свойствами (3, 4):

V(OH) 2 + H 2 SO 4 = VSO 4 + 2H 2 O (1)

2 V(OH) 3 + 3 H 2 SO 4 = V 2 (SO 4) 3 + 6 H 2 O (2)

VO(OH) 2 + H 2 SO 4 = VOSO 4 + 2 H 2 O (3)

4 VO(OH) 2 + 2KOH = K 2 + 5 H 2 O (4)

8. Минимальная степень окисления «+2», максимальная – «+5»

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Охарактеризуйте химический элемент фосфор

Решение

1. P – фосфор.

2. Порядковый номер – 15. Элемент находится в 3 периоде, в V группе, А (главной) подгруппе.

3. Z=15 (заряд ядра), M=31 (массовое число), e=15 (число электронов), p=15 (число протонов), n=31-15=16 (число нейтронов).

4. 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 – электронная конфигурация, валентные электроны 3s 2 3p 3 .

5. Основное состояние

Возбужденное состояние

6. p-элемент, неметалл.

7. Высший оксид – P 2 O 5 — проявляет кислотные свойства:

P 2 O 5 + 3Na 2 O = 2Na 3 PO 4

Гидроксид, соответствующий высшему оксиду – H 3 PO 4 , проявляет кислотные свойства:

H 3 PO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O

8. Минимальная степень окисления «-3», максимальная – «+5»

ПРИМЕР 2

Задание	Охарактеризуйте химический элемент калий
Решение	1. K – калий. 2. Порядковый номер – 19. Элемент находится в 4 периоде, в I группе, А (главной) подгруппе.

Очень много различных вещей и предметов, живых и неживых тел природы нас окружает. И все они имеют свой состав, строение, свойства. В живых существах протекают сложнейшие биохимические реакции, сопровождающие процессы жизнедеятельности. Неживые тела выполняют различные функции в природе и жизни биомассы и имеют сложный молекулярный и атомарный состав.

Но все вместе объекты планеты имеют общую особенность: они состоят из множества мельчайших структурных частиц, называемых атомами химических элементов. Настолько мелких, что невооруженным взглядом их не рассмотреть. Что такое химические элементы? Какими характеристиками они обладают и откуда стало известно об их существовании? Попробуем разобраться.

Понятие о химических элементах

В общепринятом понимании химические элементы - это лишь графическое отображение атомов. Частиц, из которых складывается все существующее во Вселенной. То есть на вопрос "что такое химические элементы" можно дать такой ответ. Это сложные маленькие структуры, совокупности всех изотопов атомов, объединенные общим названием, имеющие свое графическое обозначение (символ).

На сегодняшний день известно о 118 элементах, которые открыты как в естественных условиях, так и синтетически, путем осуществления ядерных реакций и ядер других атомов. Каждый из них имеет набор характеристик, свое местоположение в общей системе, историю открытия и название, а также выполняет определенную роль в природе и жизни живых существ. Изучением этих особенностей занимается наука химия. Химические элементы - это основа для построения молекул, простых и сложных соединений, а следовательно, химических взаимодействий.

История открытия

Само понимание того, что такое химические элементы, пришло только в XVII веке благодаря работам Бойля. Именно он впервые заговорил об этом понятии и дал ему следующее определение. Это неделимые маленькие простые вещества, из которых складывается все вокруг, в том числе и все сложные.

До этой работы господствовали взгляды алхимиков, признававшим теорию четырех стихий - Эмпидокла и Аристотеля, а также открывших "горючие начала" (сера) и "металлические начала" (ртуть).

Практически весь XVIII век была распространена совершенно ошибочная теория флогистона. Однако уже в конце этого периода Антуан Лоран Лавуазье доказывает, что она несостоятельна. Он повторяет формулировку Бойля, но при этом дополняет ее первой попыткой систематизации всех известных на тот момент элементов, распределив их на четыре группы: металлы, радикалы, земли, неметаллы.

Следующий большой шаг в понимании того, что такое химические элементы, делает Дальтон. Ему принадлежит заслуга открытия атомной массы. На основе этого он распределяет часть известных химических элементов в порядке возрастания их атомной массы.

Стабильно интенсивное развитие науки и техники позволяет делать ряд открытий новых элементов в составе природных тел. Поэтому к 1869 году - времени великого творения Д. И. Менделеева - науке стало известно о существовании 63 элементов. Работа русского ученого стала первой полной и навсегда закрепившейся классификацией этих частиц.

Строение химических элементов на тот момент установлено не было. Считалось, что атом неделим, что это мельчайшая единица. С открытием явления радиоактивности было доказано, что он делится на структурные части. Практически каждый при этом существует в форме нескольких природных изотопов (аналогичных частиц, но с иным количеством структур нейтронов, от чего меняется атомная масса). Таким образом, к середине прошлого столетия удалось добиться порядка в определении понятия химического элемента.

Система химических элементов Менделеева

В основу ученый положил различие в атомной массе и сумел гениальным образом расположить все известные химические элементы в порядке ее возрастания. Однако вся глубина и гениальность его научного мышления и предвидения заключалась в том, что Менделеев оставил пустые места в своей системе, открытые ячейки для еще неизвестных элементов, которые, по мнению ученого, в будущем будут открыты.

И все получилось именно так, как он сказал. Химические элементы Менделеева с течением времени заполнили все пустые ячейки. Была открыта каждая предсказанная ученым структура. И теперь мы можем смело говорить о том, что система химических элементов представлена 118 единицами. Правда, три последних открытия пока еще официально не подтверждены.

Сама по себе система химических элементов отображается графически таблицей, в которой элементы располагаются согласно иерархичности их свойств, зарядам ядер и особенностям строения электронных оболочек их атомов. Так, имеются периоды (7 штук) - горизонтальные ряды, группы (8 штук) - вертикальные, подгруппы (главная и побочная в пределах каждой группы). Чаще всего отдельно в нижние слои таблицы выносятся два ряда семейств - лантаноиды и актиноиды.

Атомная масса элемента складывается из протонов и нейтронов, совокупность которым имеет название "массовое число". Количество протонов определяется очень просто - оно равно порядковому номеру элемента в системе. А так как атом в целом - система электронейтральная, то есть не имеющая вообще никакого заряда, то количество отрицательных электронов всегда равно количеству положительных частиц протонов.

Таким образом, характеристика химического элемента может быть дана по его положению в периодической системе. Ведь в ячейке описано практически все: порядковый номер, а значит, электроны и протоны, атомная масса (усредненное значение всех существующих изотопов данного элемента). Видно, в каком периоде находится структура (значит, на стольких слоях будут располагаться электроны). Также можно предсказать количество отрицательных частиц на последнем энергетическом уровне для элементов главных подгрупп - оно равно номеру группы, в которой располагается элемент.

Количество нейтронов можно рассчитать, если вычесть из массового числа протоны, то есть порядковый номер. Таким образом, можно получить и составить целую электронно-графическую формулу для каждого химического элемента, которая будет в точности отражать его строение и показывать возможные и проявляемые свойства.

Распространение элементов в природе

Изучением этого вопроса занимается целая наука - космохимия. Данные показывают, что распределение элементов по нашей планете повторяет такие же закономерности во Вселенной. Главным источником ядер легких, тяжелых и средних атомов являются ядерные реакции, происходящие в недрах звезд - нуклеосинтез. Благодаря этим процессам Вселенная и космическое пространство снабдили нашу планету всеми имеющимися химическими элементами.

Всего из известных 118 представителей в естественных природных источниках людьми были обнаружены 89. Это основополагающие, самые распространенные атомы. Химические элементы также были синтезированы искусственно, путем бомбардировки ядер нейтронами (нуклеосинтез в лабораторных условиях).

Самыми многочисленными считаются простые вещества таких элементов, как азот, кислород, водород. Углерод входит в состав всех органических веществ, а значит, также занимает лидирующие позиции.

Классификация по электронному строению атомов

Одна из самых распространенных классификаций всех химических элементов системы - это распределение их на основе электронного строения. По тому, сколько энергетических уровней входит в состав оболочки атома и который из них содержит последние валентные электроны, можно выделить четыре группы элементов.

S-элементы

Это такие, у которых последней заполняется s-орбиталь. К этому семейству относятся элементы первой группы главной подгруппы (или Всего один электрон на внешнем уровне определяет схожие свойства этих представителей как сильных восстановителей.

Р-элементы

Всего 30 штук. Валентные электроны располагаются на р-подуровне. Это элементы, формирующие главные подгруппы с третьей по восьмую группу, относящиеся к 3,4,5,6 периодам. Среди них по свойствам встречаются как металлы, так и типичные неметаллические элементы.

d-элементы и f-элементы

Это переходные металлы с 4 по 7 большой период. Всего 32 элемента. Простые вещества могут проявлять как кислотные, так и основные свойства (окислительные и восстановительные). Также амфотерные, то есть двойственные.

К f-семейству относятся лантаноиды и актиноиды, у которых последние электроны располагаются на f-орбиталях.

Вещества, образуемые элементами: простые

Также все классы химических элементов способны существовать в виде простых или сложных соединений. Так, простыми принято считать такие, которые образованы из одной и той же структуры в разном количестве. Например, О 2 - кислород или дикислород, а О 3 - озон. Такое явление носит название аллотропии.

Простые химические элементы, формирующие одноименные соединения, характерны для каждого представителя периодической системы. Но не все они одинаковы по проявляемым свойствам. Так, существуют простые вещества металлы и неметаллы. Первые образуют главные подгруппы с 1-3 группу и все побочные подгруппы в таблице. Неметаллы же формируют главные подгруппы 4-7 групп. В восьмую основную входят особые элементы - благородные или инертные газы.

Среди всех открытых на сегодня простых элементов известны при обычных условиях 11 газов, 2 жидких вещества (бром и ртуть), все остальные - твердые.

Сложные соединения

К таковым принято относить все, которые состоят из двух и более химических элементов. Примеров масса, ведь химических соединений известно более 2 миллионов! Это соли, оксиды, основания и кислоты, сложные комплексные соединения, все органические вещества.

Химический элемент - это собирательный термин, описывающий совокупность атомов простого вещества, т. е. такого, которое не может быть разделено на какие-либо более простые (по структуре их молекул) составляющие. Представьте себе, что вы получаете кусок чистого железа с просьбой разделить его на гипотетические составляющие с помощью любого устройства или метода, когда-либо изобретенного химиками. Однако вы ничего не сможете сделать, никогда железо не разделится на что-нибудь попроще. Простому веществу - железу - соответствует химический элемент Fe.

Теоретическое определение

Отмеченный выше экспериментальный факт может быть объяснен с помощью такого определения: химический элемент - это абстрактная совокупность атомов (не молекул!) соответствующего простого вещества, т. е. атомов одного и того же вида. Если бы существовал способ смотреть на каждый из отдельных атомов в куске чистого железа, упомянутого выше, то все они были бы однаковыми - атомами железа. В противоположность этому, химическое соединение, например, оксид железа, всегда содержит по меньшей мере два различных вида атомов: атомы железа и атомы кислорода.

Термины, которые следует знать

Атомная масса : масса протонов, нейтронов и электронов, которые составляют атом химического элемента.

Атомный номер : число протонов в ядре атома элемента.

Химический символ : буква или пара латинских букв, представляющих обозначение данного элемента.

Соединение химическое : вещество, которое состоит из двух или более химических элементов, соединенных друг с другом в определенной пропорции.

Металл : элемент, который теряет электроны в химических реакциях с другими элементами.

Металлоид : элемент, который реагирует иногда как металл, а иногда и как неметалл.

Неметалл : элемент, который стремится получить электроны в химических реакциях с другими элементами.

Периодическая система химических элементов : система классификации химических элементов в соответствии с их атомными номерами.

Синтетический элемент : тот, который получен искусственно в лаборатории, и, как правило, не встречается в природе.

Природные и синтетические элементы

Девяносто два химических элемента встречаются в природе на Земле. Остальные были получены искусственно в лабораториях. Синтетический химический элемент - это, как правило, продукт ядерных реакций в ускорителях частиц (устройствах, используемых для увеличения скорости субатомных частиц, таких как электроны и протоны) или ядерных реакторах (устройствах, используемых для управления энергией, выделяющейся при ядерных реакциях). Первым полученным синтетическим элементом с атомным номером 43 стал технеций, обнаруженный в 1937 году итальянскими физиками К. Перрье и Э. Сегре. Кроме технеция и прометия, все синтетические элементы имеют ядра большие, чем у урана. Последний получивший свое название синтетический химический элемент - это ливерморий (116), а перед ним был флеровий (114).

Два десятка распространенных и важных элементов

Название	Символ	Процент всех атомов *				Свойства химических элементов (при обычных комнатных условиях)
Название	Символ	Во вселенной	В земной коре	В морской воде	В человеческом организме
Алюминий	Al	-	6,3	-	-	Легкий, серебристый металл
Кальций	Ca	-	2,1	-	0,02	Входит в состав природных минералов, ракушек, костей
Углерод	С	-	-	-	10,7	Базис всех живых организмов
Хлор	Cl	-	-	0,3	-	Ядовитый газ
Медь	Cu	-	-	-	-	Только красный металл
Золото	Au	-	-	-	-	Только желтый металл
Гелий	He	7,1	-	-	-	Очень легкий газ
Водород	Н	92,8	2,9	66,2	60,6	Самый легкий из всех элементов; газ
Йод	I	-	-	-	-	Неметалл; используется в качестве антисептического средства
Железо	Fe	-	2,1	-	-	Магнитный металл; используется для производства чугуна и стали
Свинец	Pb	-	-	-	-	Мягкий, тяжелый металл
Магний	Mg	-	2,0	-	-	Очень легкий металл
Ртуть	Hg	-	-	-	-	Жидкий металл; один из двух жидких элементов
Никель	Ni	-	-	-	-	Устойчивый против коррозии металл; используют в монетах
Азот	N	-	-	-	2,4	Газ, основной компонент воздуха
Кислород	О	-	60,1	33,1	25,7	Газ, второй важный компонент воздуха
Фосфор	Р	-	-	-	0,1	Неметалл; важен для растений
Калий	К	-	1.1	-	-	Металл; важен для растений; обычно называют "поташ"

* Если величина не указана, то элемент составляет менее 0,1 процента.

Большой взрыв как первопричина образования материи

Какой химический элемент был самым первым во Вселенной? Ученые считают, что ответ на этот вопрос лежит в звездах и в процессах, с помощью которых формируются звезды. Вселенная, как полагают, возникла в какой-то момент времени от 12 до 15 миллиардов лет назад. До этого момента ничего сущего, кроме энергии, не мыслится. Но что-то произошло, что превратило эту энергию в огромный взрыв (так называемый Большой взрыв). В следующие секунды после Большого взрыва начала формироваться материя.

Первыми появившимися простейшими формами материи были протоны и электроны. Некоторые из них объединяются в атомы водорода. Последний состоит из одного протона и одного электрона; это самый простой атом, который может существовать.

Медленно, в течение длительных периодов времени атомы водорода стали собираться вместе в определенных областях пространства, образуя плотные облака. Водород в этих облаках стягивался в компактные образования гравитационными силами. В конце концов эти облака водорода стали достаточно плотными, чтобы сформировать звезды..

Звезды как химические реакторы новых элементов

Звезда - просто масса вещества, которая генерирует энергию ядерных реакций. Наиболее распространенная из этих реакций представляет комбинацию четырех атомов водорода, образующих один атом гелия. Как только звезды начали формироваться, то гелий стал вторым элементом, появившимся во Вселенной.

Когда звезды становятся старше, они переходят от водородно-гелиевых ядерных реакций на другие их типы. В них атомы гелия образуют атомы углерода. Позже атомы углерода образуют кислород, неон, натрий и магний. Еще позже неон и кислород соединяются друг с другом с образованием магния. Поскольку эти реакции продолжаются, то все более и более химических элементов образуются.

Первые системы химических элементов

Более 200 лет назад химики начали искать способы их классификации. В середине девятнадцатого века были известны около 50 химических элементов. Один из вопросов, который стремились разрешить химики. сводился к следующему: химический элемент - это полностью отличное от любого другого элемента вещество? Или некоторые элементы, связанные с другими в некотором роде? Есть ли общий закон, их объединяющий?

Химики предлагали различные системы химических элементов. Так, например, английский химик Уильям Праут в 1815 г. предположил, что атомные массы всех элементов кратны массе атома водорода, если принять ее равной единице, т. е. они должны быть целыми числами. В то время атомные массы многих элементов уже были вычислены Дж. Дальтоном по отношению к массе водорода. Однако если для углерода, азота, кислорода это примерно так, то хлор с массой 35,5 в эту схему никак не вписывался.

Немецкий химик Иоганн Вольфганг Доберайнер (1780 — 1849) показал в 1829 году, что три элемента из так называемой группы галогенов (хлор, бром и йод) могут классифицироваться по их относительным атомным массам. Атомный вес брома (79,9) оказался почти точно средним из атомных весов хлора (35,5) и йода (127), а именно 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (близко к 79,9). Это был первый подход к построению одной из групп химических элементов. Доберайнер обнаружил еще две таких триады элементов, но сформулировать общий периодический закон ему не удалось.

Как появилась периодическая система химических элементов

Большинство ранних классификационных схем было не очень успешными. Затем, около 1869 года, двумя химиками было сделано почти одно открытие и почти в одно время. Русский химик Дмитрий Менделеев (1834-1907) и немецкий химик Юлиус Лотар Мейер (1830-1895) предложили организовать элементы, которые имеют аналогичные физические и химические свойства, в упорядоченную систему групп, рядов и периодов. При этом Менделеев и Мейер указывали, что свойства химических элементов периодически повторяются в зависимости от их атомных весов.

Сегодня Менделеев, как правило, считается первооткрывателем периодического закона, потому что он сделал один шаг, который Мейер не сделал. Когда все элементы были расположены в периодической таблице, в ней появились некоторые пробелы. Менделеев предсказал, что это места для элементов, которые еще не были обнаружены.

Однако он пошел еще дальше. Менделеев предсказал свойства этих еще не открытых элементов. Он знал, где они расположены в периодической таблице, так что мог прогнозировать их свойства. Примечательно, что каждый предсказанный химический элемент Менделеева,будущие галлий, скандий и германий, были обнаружены менее чем через десять лет после опубликования им периодического закона.

Короткая форма периодической таблицы

Были попытки подсчитать, сколько вариантов графического изображения периодической системы предлагалось разными учеными. Оказалось, больше 500. Причем 80% общего числа вариантов - это таблицы, а остальное - геометрические фигуры, математические кривые и т. д. В итоге практическое применение нашли четыре вида таблиц: короткая, полудлинная, длинная и лестничная (пирамидальная). Последняя была предложена великим физиком Н. Бором.

На рисунке ниже показана короткая форма.

В ней химические элементы расположены по возрастанию их атомных номеров слева направо и сверху вниз. Так, первый химический элемент периодической таблицы водород имеет атомный номер 1 потому, что ядра атомов водорода содержит один и только один протон. Аналогично и кислород имеет атомный номер 8, так как ядра всех атомов кислорода содержат 8 протонов (см. рисунок ниже).

Главные структурные фрагменты периодической системы - периоды и группы элементов. В шести периодах все клетки заполнены, седьмой еще не завершен (элементы 113, 115, 117 и 118 хотя и синтезированы в лабораториях, однако еще официально не зарегистрированы и не имеют названий).

Группы подразделяются на главные (A) и побочные (B) подгруппы. Элементы первых трех периодов, содержащих по одному ряду-строке, входят исключительно в A-подгруппы. Остальные четыре периода включают по два ряда-строки.

Химические элементы в одной группе, как правило, имеют схожие химические свойства. Так, первую группу составляют щелочные металлы, вторую - щелочноземельные. Находящиеся в одном периоде элементы имеют свойства, медленно изменяющиеся от щелочного металла до благородного газа. Рисунок ниже показывает, как одно из свойств - атомный радиус - изменяется для отдельных элементов в таблице.

Длиннопериодная форма периодической таблицы

Она показана на рисунке ниже и делится в двух направлениях, по строкам и по столбцам. Есть семь строк-периодов, как и в короткой форме, и 18 столбцов, называемых группами или семьями. По сути, увеличение числа групп с 8 в короткой форме до 18 в длинной получено путем размещения всех элементов в периодах, начиная с 4-го, не в две, а в одну строку.

Две разных системы нумерации используются для групп, как показано в верхней части таблицы. Система на основе римских цифр (IA, IIA, IIB, IVB и т. д.) традиционно была популярна в США. Другая система (1, 2, 3, 4 и т. д.) традиционно используется в Европе, а несколько лет назад была рекомендована для использования в США.

Вид периодических таблиц на рисунках выше немного вводит в заблуждение, как и в любой такой опубликованной таблице. Причиной этого является то, что две группы элементов, показанных в нижней части таблиц, на самом деле должны быть расположены внутри них. Лантаноиды, например, принадлежат к периоду 6 между барием (56) и гафнием (72). Кроме того, актиноиды принадлежат периоду 7 между радием (88) и резерфордием (104). Если бы они были вставлены в таблицу, то она стала бы слишком широкой, чтобы поместиться на листе бумаги или настенной диаграмме. Поэтому принято эти элементы размещать в нижней части таблицы.