Химик элементтарҙың периодик системаһы

Химик элементарҙың периодик таблицаһы (Д. И. Менделеевтың периодик системаһы) — химик элементтарҙың үҙенсәлектәрен атом ядроһы заряды менән бәйле квалификациялау. Система, 1869 йылда урыҫ химигы Д. И. Менеделеев асҡан периодик закондың, график һүрәтләмәһе булып тора. Уның беренсе вариантын Д. И. Менделеев 1869—1871 йылдарҙа төҙөгән. Химик элементтарҙың атом ауырлығына (хәҙергесә: атом массаһына) бәйле химик үҙенсәлектәре уҙгәререүен һүрәтләгән таблица. Барлығы периодик таблицаның бер нисә йөҙ варианты тәҡдим ителгән^[1]. Периодик система өсөн ике үлсәмле таблица ҡабул ителгән. Таблицаның бағаналары (группа) элементтың төп физик-химик үҙенсәлеген күрһәтә, ә таблицаның юлдары период үҙмә-эҙлеклеген (ҡабатланыуын) күрһәтә.

Тәүге вариантын Д.И.Менделеев 1869 йылда эшләй һәм 1871 йылда ғәҙәти график төргә килтерә. Ваҡытлы системаны (аналитик кәкре һыҙыҡтар, таблицалар, геом. фигуралар һ.б.) һүрәтләүҙең бер нисә йөҙ/1 варианты тәҡдим ителә. Хәҙерге вариантта элементтарҙы ике үлсәмле таблицаға берләштереү күҙаллана, унда һәр бағана (төркөм) төп физик-химик үҙенсәлектәрҙе билдәләй, ә юлдар билдәле бер кимәлдә бер-береһенә оҡшаған периодтарҙан ғибәрәт.

Асыу тарихы

XIX быуат уртаһына 63 химик элемент булыуы билдәле була. Химик элементтарҙы бер системаға бер нисә мәртәбә төҙөп ҡарайҙар. 1829 йылда Дёберейнер "Триада законы"н аса: химик үҙенсәлектәре оҡшаш булған элементтарҙың атом ауырлығы ике яҡ күрше элементтарҙың уртаса арифметик атом ауырлығына тигеҙ.

Химик элементтарҙы атом ауырлығы буйынса беренсе мәртәбә Александр Эмиль Шанкуртуа (1862) төҙөп ҡарай. Ул элементтарҙы винт формаһындағы баҫҡысҡа теҙә һәм элементтарҙың үҙенсәлеге циклик рәүештә ҡабатланыуын билдәләй. Ике модельда ғилми йәмғиәттең иғтибарын йәлеп итмәй.

1866 йылда периодик системаның үҙ вариантын химик һәм музыкант Джон Ньюлендс тәҡдим итә, уның моделе («октав законы») тышҡы яҡтан Менделеев моделен хәтерләтә, ләкин авторҙың ныҡышмалы рәүештә мистик музыкаль аһәңлекте табырға тырышыуы менән билдәләнә. Ошо уҡ ун йыллыҡта химик элементтарҙы системаға һалыу өсөн йәнә бер нисә ынтылыш яһала һәм яҡын арала уның аҙаҡҡы вариантына Юлиус Лотар Мейер (1864) яҡынлаша. Әммә уның моделенең төп айырмаһы шунан ғибәрәт булды: периодиклыҡ нигеҙенә айырым бер элемент өсөн берҙән-бер һәм даими булмаған валентлыҡ алынды, шуға күрә бындай таблица элементтар физикаһын тулыһынса тасуирлауға дәғүә итә алманы һәм периодик законды сағылдырманы.

Легенда буйынса, химик элементтар системаһы тураһында уй Менделеевҡа төшөнә ингән, әммә бер ваҡыт, уның периодик системаны нисек асҡаны тураһында һорауға ғалим: «Мин уның өҫтөндә егерме йыл уйлағанмындыр, ә һеҙ, ултырған һәм ҡапыл... әҙер, тип уйлайһығыҙ», - тип яуаплаған.^[2]

Карточкаларҙа һәр элементтың төп үҙенсәлектәрен (ул ваҡытта уларҙың 63-ө билдәле ине, шуларҙың береһе - дидим - артабан празеодимдың һәм неодимдың яңынан асылған ике элементы ҡатнашмаһы булып сыға) яҙып, Менделеев был карточкаларҙы күп тапҡырҙар күсерә башлай, шуларҙың береһенең үҙенсәлектәре буйынса оҡшаш элементтар рәтен төҙөй, рәттәрен икенсеһе менән сағыштыра.

Ошо «Химик пасьянсты» йәйеп һалыу һөҙөмтәһендә 1869 йылдың 17 февралендә (1 март) химик элементтар периодик системаһының иң беренсе бөтөн варианты тамамлана һәм ул «Атом ауырлығына һәм химик оҡшашлығына нигеҙләнгән элементтар системаһы тәжрибәһе» тип атала. Унда элементтар ун туғыҙ горизонталь рәт (киләсәк алты төркөмдөң прообразы булған оҡшаш элементтар теҙмәһе) буйынса урынлаштырыла. Был дата Менделеев ваҡытлы законын асыуҙы аңлата, ләкин был датаны асыу көнө тип иҫәпләү дөрөҫөрәк.^[3]

Д. И. Менделеев үҙенең таблицаһының беренсе вариантын 1869 йылда Рус химия йәмғиәте журналында «Химик элементтарҙың атом ауырлығын үҙенсәлеге менән сағыштырыу» мәҡәләһендә яҙып сыға, 1869 йылдың февралендә асыш тураһында донъя химиктарына хәбәр ебәрелә.

Легенда буйынса, Д. И. Менделеев периодик системаны төшөндә күрә, әммә уның периодик системаны нисек астығыҙ тигән һорауға «Мин был турала егерме йылға яҡын уйланып йөрөнөм, ә һеҙ ти генә әҙер законды уйлап сығарған, тип әйтәһегеҙ», тип яуап биргәне билдәле.

Карточкаға элементтың үҙенсәлектәрен яҙып Менделеев карточкаларҙы бер нисә тиртиптә теҙеп карай. Тикшереү нәтижәһе булып 1869 йылда Рәсәй һәм сит ил фәнни учреждениеларына ебәргән 19 горизонталь рәттән (хәҙерге группалар), һәм 6 вертикаль бағананан торған (хәҙерге периодтар) таблица булып тора. 1870 йылда «Основы химии» журналында һелтеле металдарҙан башланып галогендар менән бөткән периодик система вариантын тәкдим итә. Һәр период ике рәткә бүленә, группа бәләкәй группаға бүленә.

Менделеев таблицаһының әһәмиәте элементтың атом массаһы үҫеү менән үҙенсәлеге периодик рәүештә ҡабатлана. Мәҫәлән, натрий калийға оҡшаған, фтор хлорға оҡшаған, алтын көмөш менән баҡырға оҡшаған. Әлбиттә, үҙенсәлектәре теүәл ҡабатланмай, үҙгәрә бара. Менделеев, башҡа тикшереүселәрҙән айырмалы булараҡ, элементтарҙы атом ауырлығы буйынса һәм химик оҡшашлығы буйынса классификациялай. Периодик система тулы булһын өсөн Менделеев бер нисә элементтың атом массаһын төҙәтә (мәҫәлән, бериллий, индий, уран, торий, церий, титан, иттрий). Таблицала асылмаған элементтар өсөн бер нисә буш оя ҡалдыра.

Периодик система үенең фәнни ышаныслылығын тиҙҙән иҫбат итә. 1875—1886 йылдарҙа билдәле булмаған элементтар галлий (экааллюминий), скандий (экабор) һәм германий (экасилиций) асыла. Менделеев уларҙын атом массаһын һәм физик-химик үҙенсәлектәрен таблицаһында яҙған була.

XX быуат башында, атом төҙөлөшө асылғас, период атом ауырлығы буйынса түгел, ә атом ядроһы заряды менән бәйле икәне асыҡлана. Элементың үҙенсәлеген тышҡы орбиталағы электрондар билдәләй.

Периодик таблицаның төҙөлөшө

Менделлев таблицаһының 3 варианты киң таралған: «ҡыҫҡа», «оҙон» һәм «ныҡ оҙон». «Ныҡ оҙон» вариантында химик элеметтар бер юлға теҙелгән. «Оҙон» варианта лантаноидтар һәм актиноидтар таблицанан ситкә сығарылған. «Ҡыҫҡа» варианта дүртенсе һәм унан һүң периодтар 2 юлға урынлаштарыла, төп һәм бәләкәй группа элементтарҙың символдары ояның төрлө мөйөштәренә яҙыла.

1969 йылда Теодор Сиборг периодик системаның киңәйтелгән вариантын тәҡдим итә. Нильс Бор баҫҡыс (пирамида) формаһындағы периодик система төҙөй. Бөгөнгө көндә ғалимдар периодик системаның яңынан-яңы төрөн тәҡдим итә.

Химик элементтарҙың периодик системаһы

Химик элементтарҙың периодик системаһы^[4]

Группа → Период ↓

IA

IIA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

*

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

**

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Nh

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

Лантаноидтар *

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

Актиноидтар **

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

Химик элементтар ғаиләһе

Металл булмаған элементтар	Инерт газдар	Һелтеле металдар	Ярымметалдар- металоидтар	Галогендар
Металдар	Күсеүсе элементтар	Актанноидтар	Лантаноидтар	Һелтеле ер металдары

Төркөм (Группа)

Төркөм, йәки ғаилә - периодик таблица колонкаларының береһе. Төркөмдәр өсөн, ҡағиҙә булараҡ, осорҙарға йәки блоктарға ҡарағанда сағыуыраҡ периодик тенденциялар хас. Атом структураһының хәҙерге квант-механик теориялары төркөмдәрҙең берләшеүен, бер төркөм эсендәге элементтарҙың ғәҙәттә уларҙың валент тышлығында бер үк электрон конфигурациялары булыуы менән аңлата.^[5] Тимәк, бер үк төркөмгә ҡараған элементтар, ғәҙәттәгесә, оҡшаш химик үҙенсәлектәргә эйә һәм атом һанының артыуына ҡарап үҙенсәлектәрҙең үҙгәреүендә асыҡтан-асыҡ законлыҡҡа эйә.^[6] Хәйер, таблицаның ҡайһы бер өлкәләрендә, мәҫәлән, в d-блогы һәм f-блогы, горизонталь оҡшашлыҡтар бик мөһим йәки хатта вертикаль рәүештәгегә ҡарағанда күренеүе лә мөмкин.^[7][8][9]

Халыҡ-ара исем биреү системаһына ярашлы, төркөмдәргә һулдан уңға - һелтеле металдарҙан затлы газдарға - 1 - 18-се һандар бирелә. Элек уларҙы идентификациялау өсөн Рим һандары файҙаланылған. Америка практикаһында Рим һандарынан һуң шулай уҡ А литеры (төркөмдөң s-блогында йәки p-блогында) йәки (төркөмдөң d-блогында урынлашыуы) ҡуйыла.^[10] Ул ваҡытта ҡулланылған идентификаторҙар хәҙерге һан күрһәткестәренең һуңғы һанына тап килә. Мәҫәлән, 4-се төркөм элементтарына исемдәре тура килә, ә хәҙерге ваҡытта 14 — IVA төркөмө булараҡ билдәле булған элементтарға. Ошоға оҡшаш система Европала ла ҡулланылған, сөнки А литеры - унынсы төркөмдәргә, ә В - унынсы төркөмдән һуң төркөмдәргә ҡараған. 8, 9 һәм 10 төркөмдәр, бынан тыш, йыш ҡына бер өсләтә идентификаторлы төркөм булараҡ ҡарала. 1988 йылда ИЮПАК-тың яңы нота системаһы үҙ көсөнә инде һәм төркөмдәрҙең элекке исемдәре 26 төрҙә ҡулланылыштан сығара.^[11]

Был төркөмдәрҙең ҡайһы берҙәренә тривиаль һәм систематик булмаған атамалар бирелгән (мәҫ., «һелтеле-ер металдары», «галогендар» һ.б.); хәйер, уларҙың ҡайһы берҙәре һирәк ҡулланыла. Өсөнсөнән алып ун дүрткә тиклемге исемдәргә эйә булмаған төркөмдәргә уларҙы номер буйынса йәки беренсе вәкилдең атамаһы буйынса («титан», «кобальт» һәм башҡалар) идентификациялайҙар, сөнки улар үҙ-ара оҡшашлыҡ кимәлен кәметә йәки вертикаль закондарға аҙыраҡ тура килә.

Бер төркөмгә ҡараған элементтар, ҡағиҙә булараҡ, атом радиусы, ионлаштырыу энергияһы һәм электр кире йоғонтоһо буйынса билдәле бер тенденцияларҙы күрһәтә. Өҫтән аҫҡа табан атом радиусы төркөмө сиктәрендә атом радиусы арта (тулы энергетик кимәлдәре булған һайын, ядронан алыҫыраҡ валент электрондар урынлашҡан һайын), ионлашыу энергияһы түбәнәйә (атомда бәйләнештәр йомшара, һөҙөмтә булараҡ, электронды тартып алыу ябайлаша), ул да, үҙ сиратында, валентлы электрон ядролар араһындағы дистанцияның артыуы менән аңлатыла). Хәйер, был законлылыҡтарҙан айырылышыу осраҡтары ла була - мәҫәлән, 11-се төркөмдә өҫтән аҫҡа табан йүнәлгән электр ҡаршы тороусанлыҡ арта, ә кәмемәй.

Период

Период — периодик таблица юлы. Төркөмдәр өсөн, үрҙә әйтеп үтелгәнсә, етдиерәк тенденциялар һәм законлыҡтар хас булһа ла, горизонталь йүнәлеш вертикаль йүнәлешкә ҡарағанда әһәмиәтлерәк һәм күрһәтмәлерәк булған өлкәләр ҙә бар - мәҫәлән, лантаноидтар һәм актиноидтар элементтарҙың ике мөһим горизонталь эҙмә-эҙлелеген барлыҡҡа килтергән х-блокҡа ҡағыла.^[12]

Период сиктәрендә элементтар үрҙә әйтелгән өс аспектта ла (атом радиусы, ионлашыу энергияһы һәм электр кире йоғонтоһо), шулай уҡ электронға туғанлыҡ энергияһында билдәле бер законлыҡтар булыуын күрһәтә. «Һулдан уңға» йүнәлештә атом радиусы ғәҙәттә ҡыҫҡара (һәр артабанғы элементтың зарядланған өлөшсәләренең иҫәбе артыуға һәм электрондарҙың ядроға яҡыныраҡ тартылыуына бәйле^[13]), һәм уның менән параллель рәүештә ионлашыу энергияһы арта (атомдағы бәйләнеш ни тиклем көслөрәк булһа, электронды тартып алыу шул тиклем күберәк энергия талап ителә). Шулай итеп, электр үткәреүсәнлек тә арта. Электронға туғандашлыҡ энергияһына килгәндә иһә, таблицаның һул өлөшөндә металдар был күрһәткестең түбәнерәк мәғәнәһе менән ҡылыҡһырлана, ә уң өлөшөндә, тимәк, ҙур булмаған металл - затлы газдарҙы иҫәпкә алмағанда.^[14]

Химик элементтар үҙенсәлектәре

Периодик системаның әһәмиәте

Д.И.Менделеевтың периодик системаһы атом-молекуляр тәғлимәт үҫешендә мөһим этапҡа әүерелә. Уның ярҙамында билдәһеҙ химик элементтарҙың барлығы билдәләнә, таблица сағыштырмаса билдәле булғандарының торошо һәм уларҙың үҙенсәлектәре билдәләнә. Һуңыраҡ күп элементтар асыла, Менделеев алдан әйткән урындарға ҡуйыла.{{sfn|Крицман В. А., Станцо В. В., Энциклопедический словарь юного химика| 1990|с =180} Уның ярҙамында химик элемент тураһында заманса төшөнсә барлыҡҡа килә, ябай матдәләр һәм берләшмәләр тураһында күҙаллауҙар аныҡлана.

Менделеевтың үҙе күрһәткән периодик системаның прогнозлау роле трансуран элементтарының химик үҙенсәлектәрен баһалауҙа сағыла.

Химия фәне сиктәрендә эшләнгән ваҡытлы таблица физиканың яңы бүлектәре - атом физикаһы һәм ядро физикаһы - өсөн әҙер система булып тора. Атомды физика алымдары менән тикшереү барышында, Менделеев таблицаһындағы элемент номеры (шулай уҡ Менделеев һаны тип аталған атом номеры) - был элементтың атом ядроһының электр заряды үлсәме булып тороуы, горизонталь рәт (осоро) номеры - атомдың электрон тышсалары һанын, ә вертикаль рәттең (төркөмөнөң) номеры тышҡы электрон тышсаһының квант структураһын билдәләүе, шуның химик элементтары һәм уға оҡшашлыҡ хас булырға тейеш.

Периодик системаның барлыҡҡа килеүе һәм периодик закондың асылыуы химия тарихында яңы, ысын ғилми эра һәм бер нисә ҡатнаш фән аса - элементтар һәм уға эйәреүселәр тураһында айырым мәғлүмәттәр урынына Д.И. Менделеев һәм уның эшен дауам итеүселәр менән төҙөк система булдырыла, уның нигеҙендә дөйөмләштереү, һығымта яһау, алдан күреү мөмкинлегенә эйә була.

Берләшкән Милләттәр Ойошмаһы ҡарары менән 2019 йыл Халыҡ-ара химик элементтар периодик таблицаһы йылы тип иғлан ителгәйне.^[15]

Иҫкәрмәләр

1. В книге В. М. Потапов, Г. Н. Хомченко «Химия», М. 1982 (стр. 26) утверждается, что их более 400.
2. Евсеев, Антон. Мифы, связанные с великим ученым Дмитрием Менделеевым  (рус.), Правда.Ру (18 ноябрь 2011). 4 ноябрь 2017 тикшерелгән.
3. Периодический закон: предыстория, открытие, разработка  (билдәһеҙ). Музей-архив Д.И. Менделеева. Дата обращения: 1 сентябрь 2012. Архивировано из оригинала 5 март 2016 года. 2016 йыл 5 март архивланған.
4. Һоро төҫ менән яһалма юл менән алынған элементтар күрһәтелгән .
5. Scerri 2007, p. 24
6. Messler, R. W. The essence of materials for engineers (инг.). — Sudbury, MA: Jones & Bartlett Publishers (инг.)баш., 2010. — P. 32. — ISBN 0763778338.
7. Bagnall, K. W. (1967), "Recent advances in actinide and lanthanide chemistry", in Fields, PR & Moeller, T, «Advances in chemistry, Lanthanide/Actinide chemistry», vol. 71, American Chemical Society, сс. 1–12, DOI 10.1021/ba-1967-0071
8. Day M. C., Selbin J. Theoretical inorganic chemistry (инг.). — 2nd. — New York, MA: Reinhold Book Corporation, 1969. — P. 103. — ISBN 0763778338.
9. Holman J., Hill G. C. Chemistry in context (инг.). — 5th. — Walton-on-Thames: Nelson Thornes, 2000. — P. 40. — ISBN 0174482760.
10. Leigh, G. J. Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990 (инг.). — Blackwell Science, 1990. — ISBN 0-632-02494-1.
11. Fluck E. New Notations in the Periodic Table (инг.) // Pure Appl. Chem.. — International Union of Pure and Applied Chemistry, 1988. — Т. 60. — С. 431—436. — DOI:10.1351/pac198860030431
12. Stoker, Stephen H. General, organic, and biological chemistry (инг.). — New York: Houghton Mifflin (инг.)баш., 2007. — P. 68. — ISBN 978-0-618-73063-6.
13. Mascetta, Joseph. Chemistry The Easy Way. — 4th. — New York: Hauppauge, 2003. — С. 50. — ISBN 978-0-7641-1978-1.
14. Kotz, John; Treichel, Paul; Townsend, John. Chemistry and Chemical Reactivity, Volume 2 (инг.). — 7th. — Belmont: Thomson Brooks/Cole, 2009. — P. 324. — ISBN 978-0-495-38712-1.
15. Международный год Периодической таблицы химических элементов 2019 г.  (билдәһеҙ) ЮНЕСКО. Дата обращения: 2 апрель 2019. Архивировано 2 апрель 2019 года.

Һылтанмалар

• Таблица Менделеева на сайте IUPAC  (инг.)
• Интерактивная таблица Менделеева
• Основы строения вещества. Глава 5. Структура периодической системы элементов
• Периодическая система элементов 2016 йыл 19 октябрь архивланған. (pdf)
• Статья: Филатов Д. В. Вклад европейских учёных в становление и укрепление периодического закона // Химический портал Новосибирска, 2009 2009 йыл 14 сентябрь архивланған.

Әҙәбиәт

• Агафошин Н. П. Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева. — М.: Просвещение, 1973. — 208 с.
• Евдокимов Ю., кандидат химич. наук. К истории периодического закона. Наука и жизнь, № 5 (2009), С. 12-15.
• Макареня А. А., Рысев Ю. В. Д. И. Менделеев. — М.: Просвещение, 1983. — 128 с.
• Макареня А. А., Трифонов Д. Н. Периодический закон Д. И. Менделеева. — М.: Просвещение, 1969. — 160 с.
• Eric R. Scerri. The Periodic Table: Its Story and Its Significance. — Нью-Йорк: Oxford Univercity Press, 2007. — 368 с. — ISBN 978-0-19-530573-9