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.
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.
Рисунок 2. Полудлинная таблица Менделеева
Строение и свойства таблицы Менделеева
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.
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.
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. Эти элементы называются лантаноидами и актиноидами, свои названия они получили от первых открытых элементов из этих групп.
Блоки — это способ объединения элементов в специальные группы, учитывающий, на какой электронной оболочке расположены валентные электроны атома.
У элементов, объединённых в один блок, валентные электроны расположены на одинаковой внешней электронной оболочке. В таблице Менделеева с подуровнями можно узнать расположение электронов на различных электронных уровнях, например, для неона оно будет выглядеть так: $1s^22s^22p^6$.
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.
