Каждый человек из школьного курса химии знает, что существует система элементов, распределенных определенным образом. Визуально эта система представлена в таблице Менделеева. Сейчас трудно представить развитие науки без этого фундаментального труда.

Ее можно увидеть в научных лабораториях, учебных аудиториях ВУЗов и школ. Для многих она так и осталась разноцветной картинкой с непонятными надписями в клетках.

История создания

Существует множество мифов о появлении всемирно известного научного труда. Один из них гласит, будто бы ученому знания привиделись во сне. На самом же деле, появлению на свет химической таблицы предшествовали многолетние исследования. В 1869 году Менделеев вывел только периодический закон, который был понятен лишь одному ученому.

В голове гения науки вся информация была упорядочена. Сам он прекрасно знал, что такое химические элементы с их физико-химическими свойствами, но свести ее к понятному непросвещенному человеку он не мог. Об этом он поведал своему соратнику А.А. Иностранцеву. Кстати, последний и придумал в шутку миф о легендарном сне ученого.

Менделеев начал кропотливо работать, перебирая различные варианты структуризации информации: диаграммы, графики, аналитические кривые и т.п. Наконец, в 1871 году получился конечный вариант периодической таблицы Менделеева, который мы видим сегодня.

Структура

Начало таблицы – верхний левый угол, где располагается первый элемент таблицы Менделеева водород. Далее, счет идет вправо, в сторону возрастания протонного номера, который является идентификатором вещества. Этот показатель отображает количество протонов в одном атоме. У всех последующих элементов возрастает атомная масса – параметр, указывающий на содержание нейтронов и протонов. Табличные строки называются периодами.

Номер периода указывает на количество внешних уровней. В таблице всего 7 периодов, т.е. 7 строк:

• К примеру, атомы элементов второго периода имеют 2 уровня, а в пятом периоде их будет 5;
• Нумерация периодов расположена слева от таблицы.

Периоды бывают большие и малые, в зависимости от количества элементов, находящихся внутри. Возьмем, к примеру, II и III периоды (строка 2 и 3). В начале каждого стоят два элемента, затем идет большое пустое пространство, а в конце находятся еще несколько элементов. В I периоде всего 1 элемент. Поэтому I-III периоды называются малыми, а IV-VII – большими.

Элементы обладают определенными химическими свойствами, по которым они распределяются на группы химических элементов. К примеру, у водорода атомный номер 1, а у гелия 2, однако они расположены в разных концах таблицы, т.к. принадлежат разным группам.

По группам, расположенным в вертикальных столбцах, можно быстро определить схожие химические свойства. У всех элементов группы одинаковое количество электронов в оболочке атома.

Свойства химических элементов

Основными физико-химическими свойствами элементов являются:

• Металлическое свойство (восстановительное) – способность атома отдавать электроны.
• Неметаллическое свойство (окислительное) – способность атома принимать электроны.
• Электроотрицательность – способность атома притягивать к себе электроны от атомов других элементов.

Если заняться просмотром периода, мы сможем наблюдать, как увеличивается заряда ядра и количество электронов на внешнем энергетическом уровне. Также увеличивается электроотрицательности атомов. При этом идет уменьшение атомного радиуса в таблице Менделеева.

Просматривая группу (вертикальную колонку), можно наблюдать за увеличением заряда ядра и радиуса атома. Металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают.

Подгруппы

Если внимательно посмотреть на вертикальную колонку, можно увидеть, что символы располагаются неодинаково. Это сделано для обозначения принадлежности элемента к определенной подгруппе «А» или «В». «А» является главной подгруппой в таблице Менделеева. Элемент, располагающийся в левой части ячейки, принадлежит к подгруппе «А» (главной).

Разберем на примере принадлежность химического элемента. Углерод (С) принадлежит к II периоду, главной подгруппе IV группы. У титана (T) IV период, IV группа и побочная (B) подгруппа.

Что находится в ячейках

• Водород является одновременно щелочным металлом и галогеном, поэтому встречается в двух местах таблицы;
• Металлы обладают хорошей тепло- и электропроводностью. В обычных условиях имеют твердое состояние. Исключением является ртуть;
• Неметаллы имеют газообразное состояние, однако при определенном давлении и температурных условиях могут затвердевать или принимать жидкое состояние;
• У металлоидов могут быть свойства металлов и неметаллов.

Классификация химических элементов

Щелочные металлы дают начало, а инертные газы завершают каждый период, кроме первого (т.к. там находится только водород).

1-й столбец (главная подгруппа) – это щелочные металлы. Это очень мягкие вещества серебристого или, в случае цезия, золотистого цвета с мягкой структурой. Они не тонут в воде, вступая с ней в реакцию с обильным выделением водорода и щелочи. Для них необходимы особые условия хранения – в керосине или вазелине, т.к. при взаимодействии с кислородом взрывоопасны.

Щелочноземельные металлы, входящие во 2-ю главную подгруппу (IIA) имеют 2 электрона на внешней энергетической оболочке атома. Плавятся при более высоких температурах, чем у щелочные металлы.

• Лантаноиды – вещества, найденные в редких минералах, поэтому называются «редкоземельными элементами».
• Актиноиды – радиоактивные вещества, полученные синтезировались искусственно. Единственным актиноидом природного происхождения является уран (U).

Все металлы, входящие в побочные группы (за исключением лантаноидов и актиноидов) называются переходными.

В правом верхнем углу таблицы находятся неметаллы, обладающей низкой тепло- и электропроводностью. Встречаются во всех агрегатных состояниях.

Углеродная – это 4-я главная подгруппа (IVA). Она разнообразна по составу входящих в нее элементов и их свойствам: кремний и углерод относятся к неметаллам, олово и германий – металлоиды, свинец – металл. Большая часть элементов является полупроводниками. При помощи кремния, германия и графита производят процессоры, транзисторы и т.п.

Азотная – 5-я главная (VA), включающая химические элементы с различными свойствами:

• Фосфор, обладающий мягкой консистенцией, может иметь несколько оттенков – белый, черный и красный;
• Азот – бесцветный газ.
• Висмут – блестящий металл сребристо-белого цвета с разноцветными оттенками.
• Мышьяк является твердым полуметаллом с хорошей электропроводностью.

В азотной подгруппе присутствуют вещества опасные для человека, но полезные для других микроорганизмов и растений. Фосфор является необходимым для питания растений, но токсичен для человеческого организма. Азот – одно из основных веществ, формирующих атмосферу земли.

Кислородная подгруппа – 6-я главная подгруппа (VIA). У элементов проявляется сильные окислительные характеристики. По мере приближения к полонию свойства окисления становятся более слабыми.

Галогены – 7-я главная подгруппа (VIIA). Элементы, входящие в ее состав, обладают сильнейшими окислительными свойствами. Быстро вступают в реакцию с металлами с выделением солей.

Последняя, 8-я главная подгруппа (VIIIA) включает в себя инертные газы. Один из элементов – неон. Его используют для производства ламп для рекламных вывесок. Ксенон, входящий в подгруппу, используется при производстве лампочек для автомобильных фар. Эти газы имеют свойство светиться под воздействием электромагнитного излучения. Подгруппа завершает периоды II-VII.

Какая информация содержится в ячейках

В каждом элементе указан его атомный номер, название, буквенное выражение и массовое число. В некоторых таблицах (не во всех) указывается полное название . Оно располагается под его буквенным обозначением (к примеру, Sn в таблице Менделеева – это олово).

Буквенное обозначение (символ) отражает название элемента. Для примера возьмем тот же бериллий. Его символ в периодической системе химических элементов «Be». Часто в таблицах название вещества отсутствует и приводится лишь его химический символ. Буквенное обозначение располагается в центре клетки и пишется латинскими буквами.

Каждому элементу присваивается атомный номер от 1 до 118. Он написан в в середине или в углу верхней части ячейки. Например, 73 в таблице Менделеева – это химический элемент Тантал. По числу атомных номеров можно сказать, сколько элементов в таблице Менделеева — 118.

Под буквенным обозначением указывается атомная масса. Этот показатель является суммарную массу протонов и нейтронов. Является средней величиной и обозначается десятичной дробью (для большинства элементов).

Следующая информация – это массовое число. С помощью него можно понять, какое количество протонов и нейтронов содержится в ядре. Оно не написано отдельно – определить его можно, округлив атомную массу элемента до целого числа. К примеру, бериллий (Be) имеет показатель атомной массы равный 9.0122. Округлив значение, получим массовое число равное 9.

Примечание: Единственное вещество из таблицы, значение которого не округляется до целого числа – хлор (Cl). Его атомная масса равняется 35.453, поэтому массовое число будет равно 35.5.

Таблица Менделеева ЕГЭ

Список разрешенных материалов при сдаче единого государственного экзамена ограничен. Экзаменуемые, при сдаче химии, могут использовать:

1. Периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева.
2. Ряд активности металлов.
3. Таблицу растворимости.

Эти материалы содержат минимальную информацию, достаточную для решения задач. Такие требования связаны с тем, чтобы избежать использования шпаргалок, т.к. в некоторые учебники предлагают таблицы, которые, фактически, являются готовым решением.

Подготовку в школе лучше начинать именно с материалов, допущенных к использованию на ЕГЭ. К таблице Менделеева ОГЭ предъявляются аналогичные требования.

След в истории

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева – это, несомненно, одно из величайших достижений в области науки. В свое время великий ученый предсказал появление новых видов веществ, что и произошло спустя долгие годы после его смерти. До сих пор таблица Менделеева является фундаментальной основой в области химии.

Существует множество вариаций классического варианта. Современная таблица Менделеева с названиями элементов на русском висит в каждом классе химии в школе. Огромное количество выдающихся открытий были сделаны на основе трудов ученого.

Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:

---