O Sistema periódico de elementos químicos DI Mendeleyev
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Sistema periódico de elementos químicos

O sistema periódico de elementos químicos é uma classificação de elementos químicos, criada por DI Mendeleev com base na lei periódica que ele descobriu em 1869.

Mendeleiev
DI Mendeleev

De acordo com a formulação moderna desta lei, em uma série contínua de elementos organizados em ordem crescente de magnitude da carga positiva dos núcleos de seus átomos, elementos com propriedades semelhantes são repetidos periodicamente.

O sistema periódico de elementos químicos, apresentado na forma de uma tabela, consiste em períodos, séries e grupos.

No início de cada período (com exceção do primeiro), o elemento apresenta propriedades metálicas (metal alcalino).


Símbolos convencionais para a tabela de cores: 1 - o sinal químico do elemento; 2 - o nome; 3 - massa atômica (peso atômico); 4 - número ordinal; 5 é a distribuição de elétrons nas camadas.

À medida que o número atômico do elemento aumenta, igual ao valor da carga positiva do núcleo de seu átomo, o metal gradualmente enfraquece e as propriedades não-metálicas crescem. O penúltimo elemento em cada período é um elemento com propriedades não-metálicas pronunciadas ( halogênio ) e o último - um gás inerte. No primeiro período há 2 elementos, em II e III - 8 elementos, em IV e V - em 18, em VI - 32 e em VII (período não completado) - 17 elementos.

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Os primeiros três períodos são chamados de pequenos períodos, cada um deles consiste em uma linha horizontal; o resto - em grandes períodos, cada um dos quais (excluindo o período VII) consiste em duas linhas horizontais - par (superior) e ímpar (inferior). Em séries pares de grandes períodos, existem apenas metais. As propriedades dos elementos nestas séries com um aumento no número ordinal variam ligeiramente. As propriedades dos elementos em séries ímpares de grandes períodos variam. No período VI, o lantânio é seguido por 14 elementos, muito semelhantes em propriedades químicas. Esses elementos, chamados lantanídeos, são listados separadamente na tabela principal. Da mesma forma representada na tabela e actinides - os elementos que seguem o actínio.

sistema periódico de elementos químicos de Mendeleev

Existem nove grupos verticais na tabela. O número do grupo, com raras exceções, é igual à maior valência positiva dos elementos desse grupo. Cada grupo, exceto o zero e o oitavo, é dividido em subgrupos. - o principal (localizado à direita) e o secundário. Nos subgrupos principais, à medida que o número ordinal aumenta, os subgrupos metálicos tornam-se mais fortes e as propriedades não-metálicas dos elementos enfraquecem.

Assim, o produto químico e várias propriedades físicas dos elementos são determinados pelo lugar que o dado elemento ocupa no sistema periódico.

Elementos biogênicos, isto é, os elementos que compõem os organismos e desempenham um certo papel biológico, ocupam a parte superior da tabela periódica. Células azuis são células coloridas ocupadas por elementos que compõem o grosso (mais de 99%) da matéria viva, em células cor-de-rosa ocupadas por microelementos (veja).

O sistema periódico de elementos químicos é a maior conquista da ciência natural moderna e uma expressão vívida das leis dialéticas mais gerais da natureza.

Veja também Átomo , Peso Atômico.

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O sistema periódico de elementos químicos é uma classificação natural dos elementos químicos, criada por DI Mendeleev com base na lei periódica que ele descobriu em 1869.

Na formulação original, a lei periódica de DI Mendeleyev afirmava que as propriedades dos elementos químicos, bem como as formas e propriedades de seus compostos, estão em dependência periódica dos pesos atômicos dos elementos. Posteriormente, com o desenvolvimento da teoria da estrutura do átomo, foi mostrado que a característica mais precisa de cada elemento não é o peso atômico, mas a magnitude da carga positiva do núcleo atômico do elemento, igual ao número ordinal (atômico) deste elemento no sistema periódico de DI Mendeleyev. . O número de cargas positivas do núcleo de um átomo é igual ao número de elétrons ao redor do núcleo do átomo, uma vez que os átomos como um todo são eletricamente neutros. À luz desses dados, a lei periódica é formulada da seguinte forma: as propriedades dos elementos químicos, assim como as formas e propriedades de seus compostos, estão em dependência periódica da magnitude da carga positiva dos núcleos de seus átomos. Isso significa que, em uma série contínua de elementos dispostos em ordem crescente de cargas positivas dos núcleos de seus átomos, elementos com propriedades semelhantes se repetem periodicamente.

A forma tabular do sistema periódico de elementos químicos é apresentada em sua forma moderna. Consiste em períodos, séries e grupos. O período representa uma série horizontal sucessiva de elementos dispostos em ordem crescente de carga positiva dos núcleos de seus átomos.

No início de cada período (com exceção do primeiro) existe um elemento com propriedades metálicas pronunciadas (metal alcalino). Então, à medida que o número ordinal aumenta, as partes metálicas enfraquecem gradualmente e as propriedades não-metálicas dos elementos crescem. O penúltimo elemento em cada período é um elemento com propriedades não-metálicas pronunciadas (halogênio) e o último - um gás inerte. Eu período consiste em dois elementos, o papel do metal alcalino e halogênio aqui executa simultaneamente hidrogênio. Os períodos II e III incluem 8 elementos, chamados de Mendeleev típicos. Períodos IV e V totalizam 18 elementos cada, VI-32. VII período ainda não está concluído e é reabastecido com elementos criados artificialmente; atualmente existem 17 elementos neste período. Os períodos I, II e III são chamados pequenos, cada um deles consiste em uma linha horizontal, IV-VII-grande: eles (exceto VII) incluem duas linhas horizontais - par (superior) e ímpar (inferior). Em séries pares de grandes períodos existem apenas metais, e a mudança nas propriedades dos elementos da série da esquerda para a direita é fracamente expressa.

Em séries ímpares de grandes períodos, as propriedades dos elementos da série mudam da mesma forma que as propriedades dos elementos típicos. Nas séries pares do período VI após o lantânio, existem 14 elementos [denominados lantanídeos (ver), lantanídeos, elementos de terras raras], semelhantes em propriedades químicas ao lantânio e entre si. A lista deles é fornecida separadamente abaixo da tabela.

Separadamente, os elementos que seguem os actinídeos-actinídeos (actinídeos) são escritos e mostrados abaixo da tabela.

Existem nove grupos no sistema vertical dos elementos químicos. O número do grupo é igual à maior valência positiva (ver) dos elementos desse grupo. A exceção é flúor (só pode ser negativamente monovalente) e bromo (não é semivalente); Além disso, cobre, prata, ouro podem exibir uma valência maior que +1 (Cu-1 e 2, Ag e Au-1 e 3), e apenas VIII-ósmio e rutênio são de valência +8. Cada grupo, com exceção do oitavo e do zero, é dividido em dois subgrupos: o principal (localizado à direita) e o secundário. Os principais subgrupos incluem elementos típicos e elementos de grandes períodos, no secundário - apenas elementos de grandes períodos e, além disso, metais.

Por propriedades químicas, os elementos de cada subgrupo de um determinado grupo diferem significativamente um do outro e apenas a maior valência positiva é a mesma para todos os elementos de um determinado grupo. Nos principais subgrupos, as propriedades metálicas dos elementos são amplificadas a partir do topo e os elementos não metálicos são enfraquecidos (por exemplo, a França é um elemento com as propriedades metálicas mais pronunciadas e o flúor é não-metálico). Assim, o lugar do elemento no sistema periódico de Mendeleev (número de série) determina suas propriedades, que representam a média das propriedades dos elementos vizinhos ao longo das linhas verticais e horizontais.

Alguns grupos de elementos possuem nomes especiais. Assim, os elementos dos principais subgrupos do Grupo I são chamados metais alcalinos, Grupo II - metais alcalino-terrosos, grupos VII - halogênios, elementos além do urânio - transuranio. Elementos que fazem parte de organismos, participam de processos metabólicos e têm um papel biológico pronunciado, são chamados de elementos biogênicos. Todos eles ocupam a parte superior da tabela de DI Mendeleyev. Este é principalmente O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg e Fe, que constituem a principal massa de matéria viva (mais de 99%). Os lugares ocupados por esses elementos no sistema periódico são pintados em azul claro. Elementos biogênicos, que são muito pequenos no corpo (de 10 -3 a 10 -14 %), são chamados de microelementos (veja). Nas células do sistema periódico, colocam-se microelementos amarelos coloridos, cuja importância vital é provada para o homem.

O teor médio de elementos biogênicos no corpo humano (em% em peso)
H-10.0
C-20.0
N-3.0
O-63.0
Na-0,15
Mg-0,04
P-1.0
S-0,2
Cl-0,15
K-0,25
Ca-1.5
Fe-0,004

De acordo com a teoria da estrutura dos átomos (veja Atom), as propriedades químicas dos elementos dependem principalmente do número de elétrons na camada externa de elétrons. A mudança periódica nas propriedades dos elementos com um aumento na carga positiva dos núcleos atômicos é explicada pela repetição periódica da estrutura da camada externa de elétrons (nível de energia) dos átomos.

Em pequenos períodos, à medida que a carga positiva do núcleo aumenta, o número de elétrons na camada externa aumenta de 1 para 2 no primeiro período e de 1 para 8 nos períodos II e III. Daí a mudança nas propriedades dos elementos no período do metal alcalino ao gás inerte. A camada externa de elétrons contendo 8 elétrons é completa e energeticamente estável (os elementos do grupo zero são quimicamente inertes).

Em grandes períodos em fileiras pares com um aumento na carga nuclear positiva, o número de elétrons na camada externa permanece constante (1 ou 2) e os elétrons são preenchidos com a segunda fora da casca. Daí a lenta mudança nas propriedades dos elementos em linhas pares. Em séries ímpares de grandes períodos, com um aumento na carga nuclear, os elétrons preenchem a camada externa (de 1 a 8) e as propriedades dos elementos variam da mesma maneira que para os elementos típicos.

O número de camadas eletrônicas em um átomo é igual ao número do período. Os átomos dos elementos dos principais subgrupos têm nas camadas externas um número de elétrons igual ao número do grupo. Os átomos dos elementos dos subgrupos contêm um ou dois elétrons nas camadas externas. Isso explica a diferença nas propriedades dos elementos dos subgrupos principal e secundário. O número do grupo indica o número possível de elétrons que podem participar da formação de ligações químicas (valência) (veja a Molécula), portanto tais elétrons são chamados de ligações de valência. Nos elementos dos subgrupos, os elétrons de valência não são apenas os elétrons das camadas externas, mas também os penúltimos. O número e a estrutura das camadas eletrônicas são indicados no sistema periódico anexo de elementos químicos.

A lei periódica de DI Mendeleyev e o sistema baseado nela são de grande importância na ciência e na prática. A lei periódica e o sistema foram a base para a descoberta de novos elementos químicos, a determinação precisa de seus pesos atômicos, o desenvolvimento da teoria da estrutura dos átomos, o estabelecimento de leis geoquímicas para a distribuição de elementos na crosta terrestre e o desenvolvimento de conceitos modernos de matéria viva, cuja composição e as regularidades associadas a ela. com um sistema periódico. A atividade biológica dos elementos e seu conteúdo no corpo também são largamente determinados pelo lugar que ocupam no sistema periódico de Mendeleiev. Assim, com o aumento do número ordinal em vários grupos, a toxicidade dos elementos aumenta e seu conteúdo no corpo diminui. A lei periódica é uma expressão vívida das leis dialéticas mais gerais do desenvolvimento da natureza.