mere om Mendeleevs periodiske system

lighederne mellem makroskopiske egenskaber inden for hver af de kemiske familier fører til, at man også forventer mikroskopiske ligheder. Atomer af natrium burde være ens på en eller anden måde til atomer af lithium, kalium og de andre alkalimetaller. Dette kunne redegøre for de relaterede kemiske reaktiviteter og analoge forbindelser af disse grundstoffer.

ifølge Daltons atomteori kan forskellige slags atomer skelnes af deres relative masser (atomvægte). Derfor synes det rimeligt at forvente en vis sammenhæng mellem denne mikroskopiske egenskab og makroskopisk kemisk adfærd. Du kan se, at et sådant forhold eksisterer ved at angive symboler for de første dusin elementer i rækkefølge efter stigende relativ masse. At opnå atomvægte har vi

elementer, der tilhører familier, vi allerede har diskuteret, er angivet ved at skygge omkring deres symboler. Det andet, tredje og fjerde element på listen (He, Li og Be) er henholdsvis en ædelgas, et alkalimetal og et jordalkalimetal. Præcis den samme sekvens gentages otte elementer senere (Ne, Na og Mg), men denne gang går et halogen (F) forud for ædelgassen. Hvis der blev lavet en liste over alle elementer, ville vi finde sekvensen halogen, ædelgas, alkalimetal og jordalkalimetal flere gange.

Dmitri Ivanovich Mendeleev foreslog den periodiske lov bag hans periodiske tabel kompilering. Denne lov fastslår, at når elementerne er opført i rækkefølge af stigende atomvægte, varierer deres egenskaber periodisk. Det vil sige, at lignende elementer ikke har lignende atomvægte. I stedet for, når vi går ned på en liste over elementer i rækkefølge af atomvægte, observeres tilsvarende egenskaber med jævne mellemrum. For at understrege denne periodiske gentagelse af lignende egenskaber arrangerede Mendeleev symbolerne og atomvægten af elementerne i nedenstående tabel. Hver lodret kolonne i dette periodiske system indeholder en gruppe eller familie af relaterede elementer. Alkalimetallerne er i gruppe i (Gruppe I), alkaliske jordarter i gruppe II, chalcogener i gruppe VI og halogener i gruppe VII. Mendeleev var ikke helt sikker på, hvor man skulle lægge møntmetallerne, og så vises de to gange. Hver gang er kobber, sølv og guld imidlertid arrangeret i en lodret søjle. Ædelgasserne blev opdaget næsten et kvart århundrede efter, at Mendeleevs første periodiske tabel blev offentliggjort, men de passer også til det periodiske arrangement. Ved konstruktionen af sit bord fandt Mendeleev, at der undertiden ikke var nok elementer til at udfylde alle de tilgængelige rum i hver vandret række eller periode. Da dette var sandt, antog han, at nogen til sidst ville opdage det eller de elementer, der var nødvendige for at gennemføre en periode. Mendeleev efterlod derfor tomme mellemrum for uopdagede elementer og forudsagde deres egenskaber ved at gennemsnit karakteristika for andre elementer i samme gruppe.

som et eksempel på denne forudsigelige proces skal du se på den fjerde nummererede række (Reihen). Scandium (Sc) var ukendt i 1872; så titanium (Ti) fulgte calcium (Ca) i rækkefølge af atomvægte. Dette ville have placeret titanium under bor (B) I Gruppe III, men Mendeleev vidste, at det mest almindelige ilt af titanium, TiO2, havde en formel svarende til et ilt af kulstof CO2 snarere end af bor, B2O3. Derfor placerede han titanium under kulstof i gruppe IV. han foreslog, at et uopdaget element, ekaboron, til sidst ville blive fundet at passe under bor. (Præfikset eka betyder ” nedenfor.”) Egenskaber forudsagt for ekaboron er vist i nedenstående tabel. De var bemærkelsesværdigt enige med dem, der blev målt eksperimentelt for scandium, da det blev opdaget 7 år senere. Denne aftale var overbevisende bevis for, at en periodisk tabel er en god måde at opsummere mange makroskopiske, eksperimentelle fakta på.

tabel \(\Sideindeks{1}\). Sammenligning af Mendeleevs forudsigelser med de observerede egenskaber af elementet Scandium.

* Mendeleev brugte navnet “Eka tomt rum, hvori elementet skulle passe, var”under “bor i hans periodiske system.

den moderne værdi af scandium ‘ s atomvægt er 44,96.

det moderne periodiske system adskiller sig på nogle måder fra Mendeleevs oprindelige version. Den indeholder mere end 40 yderligere elementer, og dens rækker er længere i stedet for at blive presset under hinanden i forskudte søjler. For eksempel er Mendeleevs fjerde og femte række begge indeholdt i den fjerde periode af det moderne bord. Dette ender med at placere gallium, ikke scandium under bor i det periodiske system. Denne omlægning skyldes teori om atomernes elektroniske struktur, især ideer om orbitaler og forholdet mellem elektronisk konfiguration og det periodiske system. Den ekstremt vigtige ide om vertikale grupper af beslægtede elementer bevares stadig, ligesom Mendeleevs gruppetal. Sidstnævnte vises som romertal øverst i hver kolonne i det moderne bord.

Mendeleev var en ekstraordinær kemiker, der var i stand til at kompilere det største kemiske instrument gennem tidene. Han var ikke alene om at samle elementerne, og mange andre store kemikere bidrog også. Ideen om elementer begyndte for over 5.000 år siden og begyndte endelig at tage form for kun 200 år siden med Mendeleevs periodiske system. Alligevel var det ikke slutningen på dannelsen af det periodiske system. Det har ændret sig over tid og fortsætter med at transformere, efterhånden som flere og flere elementer opdages.

fra ChemPRIME: 4.2: det periodiske system