Մեզ շրջապատում են շատ տարբեր իրեր և առարկաներ, բնության կենդանի և անշունչ մարմիններ: Եվ նրանք բոլորն ունեն իրենց բաղադրությունը, կառուցվածքը, հատկությունները: Կենդանի էակների մեջ տեղի են ունենում ամենաբարդ կենսաքիմիական ռեակցիաները, որոնք ուղեկցում են կենսագործունեության գործընթացներին: Ոչ կենդանի մարմինները բնության և կենսազանգվածի կյանքում կատարում են տարբեր գործառույթներ և ունեն բարդ մոլեկուլային և ատոմային կազմ:
Բայց մոլորակի բոլոր առարկաները միասին ունեն ընդհանուր հատկություն՝ դրանք բաղկացած են բազմաթիվ մանր կառուցվածքային մասնիկներից, որոնք կոչվում են քիմիական տարրերի ատոմներ: Այնքան փոքր, որ անզեն աչքով չեն երևում: Որոնք են քիմիական տարրերը: Ի՞նչ հատկանիշներ ունեն նրանք, և ինչպե՞ս իմացաք դրանց գոյության մասին: Փորձենք պարզել այն:
Քիմիական տարրերի հայեցակարգը
Պայմանական իմաստով քիմիական տարրերն ընդամենը ատոմների գրաֆիկական ներկայացում են։ Այն մասնիկները, որոնք կազմում են այն ամենը, ինչ գոյություն ունի տիեզերքում: Այսինքն՝ «ինչ են քիմիական տարրերը» հարցին կարելի է նման պատասխան տալ. Սրանք բարդ փոքր կառուցվածքներ են, ատոմների բոլոր իզոտոպների հավաքածուներ, որոնք միավորված են ընդհանուր անունով, ունեն իրենց գրաֆիկական նշանակումը (խորհրդանիշը):
Մինչ օրս հայտնի է 118 տարր, որոնք հայտնաբերվում են ինչպես բնական պայմաններում, այնպես էլ սինթետիկ կերպով՝ միջուկային ռեակցիաների և այլ ատոմների միջուկների իրականացման միջոցով։ Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի մի շարք բնութագրեր, իր գտնվելու վայրը ընդհանուր համակարգում, հայտնագործության պատմություն և անուն, ինչպես նաև որոշակի դեր է խաղում կենդանի էակների էության և կյանքի մեջ: Քիմիան այս հատկանիշների ուսումնասիրությունն է։ Քիմիական տարրերը հիմք են հանդիսանում մոլեկուլների, պարզ և բարդ միացությունների և, հետևաբար, քիմիական փոխազդեցությունների կառուցման համար։
Հայտնաբերման պատմություն
Բոյլի աշխատանքի շնորհիվ միայն 17-րդ դարում ի հայտ եկավ քիմիական տարրերի ըմբռնումը: Հենց նա առաջին անգամ խոսեց այս հասկացության մասին և տվեց հետևյալ սահմանումը. Սրանք անբաժանելի փոքր պարզ նյութեր են, որոնք կազմում են ամեն ինչ, ներառյալ բոլոր բարդ նյութերը:
Մինչ այս աշխատանքը գերիշխում էին ալքիմիկոսների տեսակետները՝ ճանաչելով չորս տարրերի տեսությունը՝ Էմպիդոկլեսը և Արիստոտելը, ինչպես նաև նրանք, ովքեր հայտնաբերեցին «այրվող սկզբունքներ» (ծծումբ) և «մետաղական սկզբունքներ» (սնդիկ):
Գրեթե ամբողջ 18-րդ դարում տարածված էր ֆլոգիստոնի լրիվ սխալ տեսությունը։ Սակայն արդեն այս շրջանի վերջում Անտուան Լորան Լավուազեն ապացուցում է, որ դա անհիմն է։ Նա կրկնում է Բոյլի ձևակերպումը, բայց միևնույն ժամանակ այն լրացնում է այն ժամանակ հայտնի բոլոր տարրերը համակարգելու առաջին փորձով՝ դրանք բաժանելով չորս խմբի՝ մետաղներ, ռադիկալներ, հողեր, ոչ մետաղներ։
Քիմիական տարրերը հասկանալու համար հաջորդ մեծ քայլը գալիս է Դալթոնից: Նրան են վերագրում ատոմային զանգվածի հայտնաբերումը։ Դրա հիման վրա նա հայտնի քիմիական տարրերի մի մասը բաշխում է ատոմային զանգվածի մեծացման կարգով։
Գիտության և տեխնիկայի կայուն ինտենսիվ զարգացումը հնարավորություն է տալիս մի շարք նոր տարրերի բացահայտումներ կատարել բնական մարմինների բաղադրության մեջ: Հետևաբար, մինչև 1869 թվականը ՝ Դ. Ի. Մենդելեևի մեծ ստեղծման ժամանակը, գիտությունը տեղեկացավ 63 տարրերի գոյության մասին: Ռուս գիտնականի աշխատանքը դարձավ այս մասնիկների առաջին ամբողջական և ընդմիշտ ֆիքսված դասակարգումը:
Քիմիական տարրերի կառուցվածքն այն ժամանակ հաստատված չէր։ Համարվում էր, որ ատոմն անբաժանելի է, որ այն ամենափոքր միավորն է։ Ռադիոակտիվության ֆենոմենի հայտնաբերմամբ ապացուցվեց, որ այն բաժանվում է կառուցվածքային մասերի։ Միևնույն ժամանակ, գրեթե բոլորը գոյություն ունեն մի քանի բնական իզոտոպների տեսքով (նման մասնիկներ, բայց տարբեր թվով նեյտրոնային կառուցվածքներով, որոնցից փոխվում է ատոմային զանգվածը)։ Այսպիսով, անցյալ դարի կեսերին հնարավոր եղավ կարգի հասնել քիմիական տարրի հասկացության սահմանման մեջ:
Մենդելեևի քիմիական տարրերի համակարգը
Գիտնականը հիմք է դրել ատոմային զանգվածի տարբերությունը և կարողացել է հնարամիտ կերպով դասավորել բոլոր հայտնի քիմիական տարրերը աճման կարգով։ Սակայն նրա գիտական մտածողության և հեռատեսության ողջ խորությունն ու հանճարը կայանում էր նրանում, որ Մենդելեևն իր համակարգում թողեց դատարկ տարածքներ, բաց բջիջներ դեռևս անհայտ տարրերի համար, որոնք, ըստ գիտնականի, կբացահայտվեն ապագայում։
Եվ ամեն ինչ ստացվեց ճիշտ այնպես, ինչպես նա ասաց. Մենդելեևի քիմիական տարրերը ժամանակի ընթացքում լցրեցին բոլոր դատարկ բջիջները։ Գիտնականների կանխատեսած յուրաքանչյուր կառույց հայտնաբերված է։ Իսկ այժմ կարելի է վստահորեն ասել, որ քիմիական տարրերի համակարգը ներկայացված է 118 միավորով։ Ճիշտ է, վերջին երեք բացահայտումները դեռ պաշտոնապես չեն հաստատվել։
Քիմիական տարրերի համակարգն ինքնին գրաֆիկորեն ցուցադրվում է աղյուսակով, որտեղ տարրերը դասավորված են ըստ իրենց հատկությունների հիերարխիայի, միջուկների լիցքերի և դրանց ատոմների էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքային առանձնահատկությունների: Այսպիսով, կան շրջաններ (7 հատ)՝ հորիզոնական շարքեր, խմբեր (8 հատ)՝ ուղղահայաց, ենթախմբեր (հիմնական և երկրորդական յուրաքանչյուր խմբի ներսում)։ Ամենից հաճախ սեղանի ստորին շերտերում առանձին-առանձին տեղադրվում են երկու շարք ընտանիքներ՝ լանթանիդներ և ակտինիդներ:
Տարրի ատոմային զանգվածը կազմված է պրոտոններից և նեյտրոններից, որոնց ամբողջությունը կոչվում է «զանգվածային թիվ»։ Պրոտոնների թիվը որոշվում է շատ պարզ՝ այն հավասար է համակարգի տարրի հերթական թվին։ Եվ քանի որ ատոմը որպես ամբողջություն էլեկտրականորեն չեզոք համակարգ է, այսինքն՝ ընդհանրապես լիցք չունի, ապա բացասական էլեկտրոնների թիվը միշտ հավասար է դրական պրոտոնային մասնիկների թվին։
Այսպիսով, քիմիական տարրի բնութագրերը կարող են տրվել պարբերական համակարգում նրա դիրքով: Չէ՞ որ բջիջում նկարագրված է գրեթե ամեն ինչ՝ սերիական համարը, որը նշանակում է էլեկտրոններ և պրոտոններ, ատոմային զանգված (տվյալ տարրի առկա բոլոր իզոտոպների միջին արժեքը)։ Երևում է, թե որ ժամանակաշրջանում է գտնվում կառուցվածքը (ինչը նշանակում է, որ այդքան շերտեր կունենան էլեկտրոններ)։ Դուք կարող եք նաև կանխատեսել բացասական մասնիկների քանակը վերջին էներգիայի մակարդակում հիմնական ենթախմբերի տարրերի համար. դա հավասար է այն խմբի թվին, որում գտնվում է տարրը:
Նեյտրոնների թիվը կարելի է հաշվել՝ պրոտոնները հանելով զանգվածային թվից, այսինքն՝ սերիական համարից։ Այսպիսով, հնարավոր է յուրաքանչյուր քիմիական տարրի համար ստանալ և կազմել մի ամբողջ էլեկտրոնային գրաֆիկական բանաձև, որը ճշգրիտ կարտացոլի նրա կառուցվածքը և ցույց կտա հնարավոր և դրսևորվող հատկությունները։
Տարրերի բաշխումը բնության մեջ
Այս հարցի ուսումնասիրությամբ զբաղվում է մի ամբողջ գիտություն՝ տիեզերքիմիա։ Տվյալները ցույց են տալիս, որ մեր մոլորակի վրա տարրերի բաշխումը Տիեզերքում կրկնում է նույն օրինաչափությունները: Թեթև, ծանր և միջին ատոմների միջուկների հիմնական աղբյուրը աստղերի ինտերիերում տեղի ունեցող միջուկային ռեակցիաներն են՝ նուկլեոսինթեզը։ Այս գործընթացների շնորհիվ Տիեզերքը և արտաքին տիեզերքը մեր մոլորակին մատակարարել են բոլոր առկա քիմիական տարրերը:
Ընդհանուր առմամբ, բնական աղբյուրներում հայտնի 118 ներկայացուցիչներից 89-ը հայտնաբերվել են մարդկանց կողմից, սրանք հիմնական, ամենատարածված ատոմներն են: Քիմիական տարրերը նույնպես արհեստականորեն սինթեզվել են՝ միջուկները նեյտրոններով ռմբակոծելով (նուկլեոսինթեզ լաբորատորիայում)։
Ամենաշատը այնպիսի տարրերի պարզ նյութերն են, ինչպիսիք են ազոտը, թթվածինը, ջրածինը: Ածխածինը բոլոր օրգանական նյութերի բաղկացուցիչն է, ինչը նշանակում է, որ այն նաև առաջատար դիրք է զբաղեցնում։
Դասակարգումն ըստ ատոմների էլեկտրոնային կառուցվածքի
Համակարգի բոլոր քիմիական տարրերի ամենատարածված դասակարգումներից մեկը դրանց բաշխումն է՝ հիմնված էլեկտրոնային կառուցվածքի վրա: Ըստ էներգիայի քանի մակարդակի ներառված է ատոմի թաղանթում և դրանցից որն է պարունակում վերջին վալենտային էլեկտրոնները, կարելի է առանձնացնել տարրերի չորս խումբ։
S-տարրեր
Սրանք այն են, որոնցում s-օրբիտալը լրացվում է վերջինը: Այս ընտանիքը ներառում է հիմնական ենթախմբի առաջին խմբի տարրերը (կամ արտաքին մակարդակում միայն մեկ էլեկտրոն է որոշում այս ներկայացուցիչների՝ որպես ուժեղ վերականգնող նյութերի նման հատկությունները։
R-տարրեր
Ընդամենը 30 հատ։ Վալենտային էլեկտրոնները գտնվում են p-ենթամակարդակում: Սրանք այն տարրերն են, որոնք կազմում են հիմնական ենթախմբերը երրորդից ութերորդ խմբից՝ կապված 3,4,5,6 ժամանակաշրջանների հետ։ Նրանց մեջ, ըստ իրենց հատկությունների, հանդիպում են ինչպես մետաղներ, այնպես էլ բնորոշ ոչ մետաղական տարրեր։
d-տարրեր և f-տարրեր
Սրանք անցումային մետաղներ են 4-ից 7 խոշոր ժամանակահատվածում: Ընդհանուր առմամբ կա 32 տարր: Պարզ նյութերը կարող են դրսևորել ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային հատկություններ (օքսիդացնող և նվազեցնող): Նաև ամֆոտերիկ, այսինքն՝ երկակի։
f-ընտանիքը ներառում է լանթանիդներ և ակտինիդներ, որոնցում վերջին էլեկտրոնները գտնվում են f-օրբիտալներում։
Տարրերով կազմված նյութեր՝ պարզ
Բացի այդ, քիմիական տարրերի բոլոր դասերը կարող են գոյություն ունենալ պարզ կամ բարդ միացությունների տեսքով: Այսպիսով, ընդունված է պարզ համարել նրանք, որոնք գոյանում են նույն կառուցվածքից տարբեր քանակությամբ։ Օրինակ, O 2-ը թթվածին կամ երկթթվածին է, իսկ O 3-ը օզոն է: Այս երեւույթը կոչվում է ալոտրոպիա։
Պարբերական համակարգի յուրաքանչյուր ներկայացուցչին բնորոշ են պարզ քիմիական տարրեր, որոնք կազմում են համանուն միացություններ։ Բայց ոչ բոլորն են նույնը իրենց հատկություններով։ Այսպիսով, կան պարզ նյութեր մետաղներ և ոչ մետաղներ: Առաջինները կազմում են հիմնական ենթախմբերը 1-3 խմբի հետ և աղյուսակի բոլոր երկրորդական ենթախմբերը: Ոչ մետաղները կազմում են 4-7 խմբերի հիմնական ենթախմբերը։ Ութերորդ հիմնականը ներառում է հատուկ տարրեր `ազնիվ կամ իներտ գազեր:
Մինչ օրս հայտնաբերված բոլոր պարզ տարրերից սովորական պայմաններում հայտնի է 11 գազ, 2 հեղուկ նյութ (բրոմ և սնդիկ), մնացածը պինդ են։
Համալիր կապեր
Ընդունված է անդրադառնալ նրանց, որոնք բաղկացած են երկու կամ ավելի քիմիական տարրերից։ Օրինակները շատ են, քանի որ հայտնի են ավելի քան 2 միլիոն քիմիական միացություններ։ Սրանք աղեր, օքսիդներ, հիմքեր և թթուներ, բարդ բարդ միացություններ, բոլոր օրգանական նյութեր են:
Քիմիական տարրը կոլեկտիվ տերմին է, որը նկարագրում է պարզ նյութի ատոմների մի շարք, այսինքն՝ մեկը, որը չի կարող բաժանվել որևէ ավելի պարզ (ըստ իրենց մոլեկուլների կառուցվածքի) բաղադրիչների։ Պատկերացրեք, որ դուք ստանում եք մաքուր երկաթի կտոր՝ այն հիպոթետիկ բաղադրիչների բաժանելու խնդրանքով, օգտագործելով քիմիկոսների կողմից երբևէ հայտնագործված ցանկացած սարք կամ մեթոդ: Այնուամենայնիվ, դուք ոչինչ չեք կարող անել, երկաթը երբեք չի բաժանվի ավելի պարզ բանի: Պարզ նյութ՝ երկաթ, համապատասխանում է Fe քիմիական տարրին։
Տեսական սահմանում
Վերևում նշված փորձարարական փաստը կարելի է բացատրել հետևյալ սահմանմամբ. քիմիական տարրը համապատասխան պարզ նյութի ատոմների (ոչ մոլեկուլների!) վերացական հավաքածուն է, այսինքն՝ նույն տեսակի ատոմները: Եթե վերը նշված մաքուր երկաթի կտորի առանձին ատոմներից յուրաքանչյուրին նայելու միջոց լիներ, ապա դրանք բոլորը նույնը կլինեին՝ երկաթի ատոմները: Ի հակադրություն, քիմիական միացությունը, ինչպիսին է երկաթի օքսիդը, միշտ պարունակում է առնվազն երկու տարբեր տեսակի ատոմներ՝ երկաթի ատոմներ և թթվածնի ատոմներ:
Պայմաններ, որոնք դուք պետք է իմանաք
Ատոմային զանգվածպրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների զանգվածը, որոնք կազմում են քիմիական տարրի ատոմը:
ատոմային համարըտարրի ատոմի միջուկի պրոտոնների թիվը:
քիմիական նշանտառ կամ զույգ լատինատառ, որը ներկայացնում է տվյալ տարրի նշանակումը:
Քիմիական միացություննյութ, որը բաղկացած է երկու կամ ավելի քիմիական տարրերից՝ միմյանց հետ որոշակի համամասնությամբ համակցված։
ՄետաղՏարր, որը կորցնում է էլեկտրոններ այլ տարրերի հետ քիմիական ռեակցիաներում:
ՄետալոիդՏարր, որը արձագանքում է երբեմն որպես մետաղ, երբեմն որպես ոչ մետաղ:
Ոչ մետաղականտարր, որը ձգտում է էլեկտրոններ ստանալ այլ տարրերի հետ քիմիական ռեակցիաներում:
Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգՔիմիական տարրերն ըստ ատոմային թվերի դասակարգման համակարգ:
սինթետիկ տարրմեկը, որը ձեռք է բերվում արհեստականորեն լաբորատորիայում և սովորաբար չի հանդիպում բնության մեջ:
Բնական և սինթետիկ տարրեր
Երկրի վրա իննսուներկու քիմիական տարր տեղի է ունենում բնական ճանապարհով: Մնացածն արհեստականորեն ձեռք են բերվել լաբորատորիաներում։ Սինթետիկ քիմիական տարրը սովորաբար միջուկային ռեակցիաների արդյունք է մասնիկների արագացուցիչներում (սարքեր, որոնք օգտագործվում են ենթաատոմային մասնիկների արագությունը մեծացնելու համար, ինչպիսիք են էլեկտրոնները և պրոտոնները) կամ միջուկային ռեակտորները (միջուկային ռեակցիաներում թողարկվող էներգիան շահարկելու համար օգտագործվող սարքեր): Առաջին սինթետիկ տարրը, որը ստացվել է 43 ատոմային համարով, տեխնեցիումն է, որը հայտնաբերել են 1937 թվականին իտալացի ֆիզիկոսներ Կ. Պերիերը և Է. Սեգրեն։ Բացի տեխնեցիումից և պրոմեթիցից, բոլոր սինթետիկ տարրերն ունեն ավելի մեծ միջուկներ, քան ուրանի միջուկները: Վերջին սինթետիկ տարրը, որն անվանվել է, լիվերմորիումն է (116), իսկ մինչ այդ՝ ֆլերովիումը (114):
Երկու տասնյակ ընդհանուր և կարևոր տարրեր
| Անուն | Խորհրդանիշ | Բոլոր ատոմների տոկոսը * | Քիմիական տարրերի հատկությունները (նորմալ սենյակային պայմաններում) |
|||
| Տիեզերքում | Երկրակեղևում | Ծովի ջրի մեջ | Մարդու մարմնում |
|||
| Ալյումինե | Ալ | - | 6,3 | - | - | Թեթև, արծաթագույն մետաղ |
| Կալցիում | Ք.ա | - | 2,1 | - | 0,02 | Ներառված է բնական հանքանյութերի, խեցիների, ոսկորների մեջ |
| Ածխածին | Հետ | - | - | - | 10,7 | Բոլոր կենդանի օրգանիզմների հիմքը |
| Քլոր | Cl | - | - | 0,3 | - | թունավոր գազ |
| Պղինձ | Cu | - | - | - | - | Միայն կարմիր մետաղ |
| Ոսկի | Ավ | - | - | - | - | Միայն դեղին մետաղ |
| Հելիում | Նա | 7,1 | - | - | - | Շատ թեթև գազ |
| Ջրածին | Հ | 92,8 | 2,9 | 66,2 | 60,6 | Բոլոր տարրերից ամենաթեթևը; գազ |
| Յոդ | Ի | - | - | - | - | ոչ մետաղական; օգտագործվում է որպես հակասեպտիկ |
| Երկաթ | Ֆե | - | 2,1 | - | - | Մագնիսական մետաղ; օգտագործվում է երկաթի և պողպատի արտադրության համար |
| Առաջնորդել | Pb | - | - | - | - | Փափուկ, ծանր մետաղ |
| Մագնեզիում | մգ | - | 2,0 | - | - | Շատ թեթև մետաղ |
| Մերկուրի | հգ | - | - | - | - | Հեղուկ մետաղ; երկու հեղուկ տարրերից մեկը |
| Նիկել | Նի | - | - | - | - | Կոռոզիոն դիմացկուն մետաղ; օգտագործվում է մետաղադրամներում |
| Ազոտ | Ն | - | - | - | 2,4 | Գազ, օդի հիմնական բաղադրիչ |
| Թթվածին | Օ | - | 60,1 | 33,1 | 25,7 | Գազ, երկրորդ կարևորը օդային բաղադրիչ |
| Ֆոսֆոր | Ռ | - | - | - | 0,1 | ոչ մետաղական; կարևոր է բույսերի համար |
| Կալիում | Դեպի | - | 1.1 | - | - | Մետաղ; կարևոր բույսերի համար; սովորաբար կոչվում է «պոտաշ» |
* Եթե արժեքը նշված չէ, ապա տարրը 0,1 տոկոսից պակաս է:
Մեծ պայթյունը որպես նյութի առաջացման հիմնական պատճառ
Ո՞ր քիմիական տարրն է եղել առաջինը տիեզերքում: Գիտնականները կարծում են, որ այս հարցի պատասխանը աստղերի և աստղերի առաջացման գործընթացների մեջ է: Ենթադրվում է, որ տիեզերքը առաջացել է ժամանակի ինչ-որ պահի 12-ից 15 միլիարդ տարի առաջ: Մինչև այս պահը գոյություն ունեցող ոչինչ, բացի էներգիայից, չի բեղմնավորվում։ Բայց տեղի ունեցավ մի բան, որն այս էներգիան վերածեց հսկայական պայթյունի (այսպես կոչված՝ Մեծ պայթյուն): Մեծ պայթյունին հաջորդող վայրկյանների ընթացքում նյութը սկսեց ձևավորվել:
Նյութի առաջին ամենապարզ ձևերը, որոնք ի հայտ եկան, պրոտոններն ու էլեկտրոններն էին։ Նրանցից մի քանիսը միացվում են ջրածնի ատոմների։ Վերջինս բաղկացած է մեկ պրոտոնից և մեկ էլեկտրոնից; դա ամենապարզ ատոմն է, որը կարող է գոյություն ունենալ:
Դանդաղ, երկար ժամանակ, ջրածնի ատոմները սկսեցին հավաքվել տիեզերքի որոշակի շրջաններում՝ ձևավորելով խիտ ամպեր։ Այս ամպերի ջրածինը գրավիտացիոն ուժերի միջոցով քաշվել է կոմպակտ գոյացությունների: Ի վերջո, ջրածնի այս ամպերը բավական խիտ դարձան աստղեր ձևավորելու համար:
Աստղերը որպես նոր տարրերի քիմիական ռեակտորներ
Աստղը պարզապես նյութի զանգված է, որն առաջացնում է միջուկային ռեակցիաների էներգիա: Այս ռեակցիաներից ամենատարածվածը ջրածնի չորս ատոմների համակցությունն է, որը կազմում է մեկ հելիումի ատոմ: Հենց որ աստղերը սկսեցին ձևավորվել, հելիումը դարձավ տիեզերքում հայտնված երկրորդ տարրը:
Երբ աստղերը մեծանում են, նրանք ջրածնի-հելիումի միջուկային ռեակցիաներից անցնում են այլ տեսակների: Դրանցում հելիումի ատոմները կազմում են ածխածնի ատոմներ։ Հետագայում ածխածնի ատոմները ձևավորում են թթվածին, նեոն, նատրիում և մագնեզիում։ Դեռ ավելի ուշ, նեոնն ու թթվածինը միավորվում են միմյանց հետ՝ առաջացնելով մագնեզիում։ Քանի որ այս ռեակցիաները շարունակվում են, ավելի ու ավելի շատ քիմիական տարրեր են ձևավորվում:
Քիմիական տարրերի առաջին համակարգերը
Ավելի քան 200 տարի առաջ քիմիկոսները սկսեցին ուղիներ փնտրել դրանք դասակարգելու համար: XIX դարի կեսերին հայտնի էր մոտ 50 քիմիական տարր։ Հարցերից մեկը, որը քիմիկոսները փորձում էին լուծել. Արդյո՞ք քիմիական տարրը բոլորովին տարբերվում է որևէ այլ տարրից: Թե՞ որոշ տարրեր ինչ-որ կերպ կապված են մյուսների հետ: Կա՞ ընդհանուր օրենք, որը միավորում է նրանց։
Քիմիկոսներն առաջարկել են քիմիական տարրերի տարբեր համակարգեր։ Այսպես, օրինակ, անգլիացի քիմիկոս Ուիլյամ Պրաուտը 1815 թվականին առաջարկել է, որ բոլոր տարրերի ատոմային զանգվածները ջրածնի ատոմի զանգվածի բազմապատիկ են, եթե այն հավասար լինի մեկի, այսինքն՝ դրանք պետք է լինեն ամբողջ թվեր։ Այն ժամանակ Ջ.Դալթոնը ջրածնի զանգվածի նկատմամբ արդեն հաշվարկել էր բազմաթիվ տարրերի ատոմային զանգվածները։ Այնուամենայնիվ, եթե մոտավորապես այդպես է ածխածնի, ազոտի, թթվածնի դեպքում, ապա 35,5 զանգվածով քլորը չի տեղավորվում այս սխեմայի մեջ:
Գերմանացի քիմիկոս Յոհան Վոլֆգանգ Դյոբերեյները (1780-1849) 1829 թվականին ցույց տվեց, որ այսպես կոչված հալոգեն խմբի երեք տարրերը (քլոր, բրոմ և յոդ) կարող են դասակարգվել ըստ իրենց հարաբերական ատոմային զանգվածների։ Բրոմի ատոմային զանգվածը (79,9) պարզվեց, որ գրեթե ճիշտ է քլորի (35,5) և յոդի (127) ատոմային կշիռների միջինը, մասնավորապես 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (մոտ 79,9): Սա քիմիական տարրերի խմբերից մեկի կառուցման առաջին մոտեցումն էր։ Դոբերիները հայտնաբերեց տարրերի ևս երկու նման եռյակներ, բայց նա չկարողացավ ձևակերպել ընդհանուր պարբերական օրենքը։
Ինչպե՞ս է առաջացել քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակը:
Վաղ դասակարգման սխեմաների մեծ մասը այնքան էլ հաջող չէր: Այնուհետեւ, մոտ 1869 թվականին, գրեթե նույն հայտնագործությունը կատարվել է գրեթե միաժամանակ երկու քիմիկոսների կողմից։ Ռուս քիմիկոս Դմիտրի Մենդելեևը (1834-1907) և գերմանացի քիմիկոս Յուլիուս Լոթար Մեյերը (1830-1895) առաջարկել են կազմակերպել նույն ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ ունեցող տարրերը խմբերի, շարքերի և ժամանակաշրջանների դասավորված համակարգի մեջ: Միևնույն ժամանակ Մենդելեևը և Մեյերը նշել են, որ քիմիական տարրերի հատկությունները պարբերաբար կրկնվում են՝ կախված դրանց ատոմային կշիռներից։
Այսօր Մենդելեևը, ընդհանուր առմամբ, համարվում է պարբերական օրենքի բացահայտողը, քանի որ նա արեց մեկ քայլ, որը Մեյերը չարեց: Երբ բոլոր տարրերը գտնվում էին պարբերական աղյուսակում, դրա մեջ որոշ բացեր ի հայտ եկան։ Մենդելեևը կանխատեսեց, որ դրանք դեռևս չհայտնաբերված տարրերի վայրեր են:
Այնուամենայնիվ, նա ավելի հեռուն գնաց։ Մենդելեևը կանխատեսել է այս դեռևս չհայտնաբերված տարրերի հատկությունները։ Նա գիտեր, թե որտեղ են դրանք գտնվում պարբերական աղյուսակում, այնպես որ կարող էր գուշակել դրանց հատկությունները: Հատկանշական է, որ Մենդելեևի յուրաքանչյուր կանխատեսված քիմիական տարր՝ ապագա գալիումը, սկանդիումը և գերմանիումը, հայտնաբերվել են պարբերական օրենքը հրապարակելուց տասը տարի անց:
Պարբերական աղյուսակի կարճ ձևը
Փորձեր եղան հաշվարկելու, թե պարբերական համակարգի գրաֆիկական ներկայացման քանի տարբերակ է առաջարկվել տարբեր գիտնականների կողմից։ Պարզվել է, որ 500-ից ավելին է: Ընդ որում, տարբերակների ընդհանուր թվի 80%-ը աղյուսակներ են, իսկ մնացածը երկրաչափական պատկերներ, մաթեմատիկական կորեր և այլն: Արդյունքում չորս տեսակի աղյուսակներ գտել են գործնական կիրառություն՝ կարճ, կիսաեզրափակիչ: -երկար, երկար և սանդուղք (բրգաձև): Վերջինս առաջարկել է մեծ ֆիզիկոս Ն.Բորը։
Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս կարճ ձևը:
Դրանում քիմիական տարրերը դասավորված են իրենց ատոմային թվերի աճման կարգով՝ ձախից աջ և վերևից ներքև։ Այսպիսով, պարբերական համակարգի առաջին քիմիական տարրը՝ ջրածինը, ունի ատոմային թիվ 1, քանի որ ջրածնի ատոմների միջուկները պարունակում են մեկ և միայն մեկ պրոտոն։ Նմանապես, թթվածինն ունի 8 ատոմային թիվ, քանի որ բոլոր թթվածնի ատոմների միջուկները պարունակում են 8 պրոտոն (տես ստորև նկարը):
Պարբերական համակարգի հիմնական կառուցվածքային բեկորներն են ժամանակաշրջաններն ու տարրերի խմբերը։ Վեց ժամանակահատվածում բոլոր բջիջները լցված են, յոթերորդը դեռ ավարտված չէ (113, 115, 117 և 118 տարրերը, թեև սինթեզված են լաբորատորիաներում, դեռ պաշտոնապես գրանցված չեն և անուններ չունեն):
Խմբերը բաժանվում են հիմնական (A) և երկրորդական (B) ենթախմբերի: Առաջին երեք ժամանակաշրջանների տարրերը, որոնք պարունակում են մեկական տող տող, ներառված են բացառապես A-ենթախմբերում: Մնացած չորս ժամանակաշրջանները ներառում են երկու տող:
Նույն խմբի քիմիական տարրերը հակված են ունենալ նմանատիպ քիմիական հատկություններ: Այսպիսով, առաջին խումբը բաղկացած է ալկալային մետաղներից, երկրորդը՝ ալկալային հողից։ Նույն ժամանակաշրջանի տարրերն ունեն հատկություններ, որոնք դանդաղորեն փոխվում են ալկալային մետաղից ազնիվ գազի: Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս, թե ինչպես է հատկություններից մեկը՝ ատոմային շառավիղը, փոխվում աղյուսակի առանձին տարրերի համար:
Պարբերական աղյուսակի երկարաժամկետ ձևը
Այն ներկայացված է ստորև նկարում և բաժանված է երկու ուղղությամբ՝ ըստ տողերի և սյունակների։ Կան յոթ կետային տողեր, ինչպես կարճ ձևով, և 18 սյունակ, որոնք կոչվում են խմբեր կամ ընտանիքներ: Փաստորեն, խմբերի թվի աճը 8-ից կարճ ձևով մինչև 18 երկար ձևով ստացվում է բոլոր տարրերը 4-ից սկսած ժամանակահատվածներում ոչ թե երկու, այլ մեկ տողում տեղադրելով։
Խմբերի համար օգտագործվում են երկու տարբեր համարակալման համակարգեր, ինչպես ցույց է տրված աղյուսակի վերևում: Հռոմեական թվային համակարգը (IA, IIA, IIB, IVB և այլն) ավանդաբար տարածված է եղել ԱՄՆ-ում: Մեկ այլ համակարգ (1, 2, 3, 4 և այլն) ավանդաբար օգտագործվում է Եվրոպայում և մի քանի տարի առաջ առաջարկվել է օգտագործել ԱՄՆ-ում։
Պարբերական աղյուսակների տեսքը վերը նշված թվերում մի փոքր ապակողմնորոշիչ է, ինչպես ցանկացած նման հրապարակված աղյուսակում: Դրա պատճառն այն է, որ աղյուսակների ներքևում ներկայացված տարրերի երկու խմբերն իրականում պետք է գտնվեն դրանց ներսում: Լանտանիդները, օրինակ, պատկանում են բարիումի (56) և հաֆնիումի (72) 6-րդ շրջանին: Բացի այդ, ակտինիդները պատկանում են 7-րդ շրջանին ռադիումի (88) և ռուտերֆորդիումի (104) միջև: Եթե դրանք կպցնեին սեղանի մեջ, ապա այն չափազանց լայն կլիներ, որպեսզի տեղավորվեր թղթի կամ պատի գծապատկերի վրա: Հետեւաբար, ընդունված է այս տարրերը տեղադրել աղյուսակի ներքեւում:
Ինդիում(լատ. Indium), Մենդելեևի պարբերական համակարգի III խմբի քիմիական տարր; ատոմային համարը 49, ատոմային զանգվածը 114,82; սպիտակ փայլուն փափուկ մետաղ: Տարրը բաղկացած է երկու իզոտոպների խառնուրդից՝ 113 In (4.33%) և 115 In (95.67%); վերջին իզոտոպն ունի շատ թույլ β-ռադիոակտիվություն (կիսաժամկետ T ½ = 6 10 14 տարի):
1863 թվականին գերմանացի գիտնականներ Ֆ. Ռայխը և Տ. Ռիխտերը, ցինկի խառնուրդի սպեկտրոսկոպիկ ուսումնասիրության ժամանակ, անհայտ տարրին պատկանող սպեկտրում հայտնաբերեցին նոր գծեր։ Այս գծերի վառ կապույտ (ինդիգո) գույնից նոր տարրը ստացել է ինդիում անվանումը։
Հնդկաստանի բաշխումը բնության մեջ:Ինդիումը տիպիկ հետագծային տարր է, նրա միջին պարունակությունը լիտոսֆերայում կազմում է 1,4·10 -5%՝ ըստ քաշի։ Մագմատիկ գործընթացների ժամանակ Հնդկաստանը փոքր-ինչ կուտակված է գրանիտներում և այլ թթվային ապարներում։ Երկրակեղևում Հնդկաստանի կենտրոնացման հիմնական գործընթացները կապված են տաք ջրային լուծույթների հետ, որոնք ձևավորում են հիդրոթերմալ հանքավայրեր։ Ինդիումը դրանցում կապված է Zn-ի, Sn-ի, Cd-ի և Pb-ի հետ: Սֆալերիտները, խալկոպիրիտները և կազիտիտները Ինդիումում հարստացված են միջինը 100 անգամ (պարունակությունը՝ մոտ 1,4·10 -3%)։ Հայտնի են Հնդկաստանի երեք հանքանյութեր՝ բնիկ Ինդիում, ռոքեզիտ CuInS 2 և indite In 2 S 4, բայց դրանք բոլորն էլ չափազանց հազվադեպ են: Գործնական նշանակություն ունի Հնդկաստանի կուտակումը սֆալերիտներում (մինչև 0,1%, երբեմն՝ 1%)։ Հնդկաստանի հարստացումը բնորոշ է Խաղաղ օվկիանոսի հանքաքարային գոտու հանքավայրերին։
Ֆիզիկական հատկություններ Հնդկաստան.Հնդկաստանի բյուրեղյա վանդակը քառանկյուն դեմքակենտրոն է՝ a = 4,583Å և c= 4,936Å պարամետրերով։ Ատոմային շառավիղ 1,66Å; իոնային շառավիղներ In 3+ 0.92Å, In + 1.30Å; խտությունը 7.362 գ/սմ 3. Ինդիումը դյուրահալ է, նրա t pl-ը 156,2 ° C է; t bale 2075 °C. Գծային ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը 33 10 -6 (20 °C); հատուկ ջերմություն 0-150°C-ում 234,461 Ջ/(կգ K), կամ 0,056 կկալ/(գ°C); էլեկտրական դիմադրողականություն 0°C-ում 8.2·10 -8 ohm·m կամ 8.2·10 -6 ohm·cm; առաձգականության մոդուլը 11 Ն/մ 2 կամ 1100 կգֆ/մմ 2; Բրինելի կարծրություն 9 MN / մ 2 կամ 0,9 կգֆ / մմ 2:
Հնդկաստանի քիմիական հատկությունները.Համաձայն 4d 10 5s 2 5p 1 ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի՝ ինդիումը միացություններում ցույց է տալիս 1, 2 և 3 (հիմնականում) վալենտները։ Պինդ կոմպակտ վիճակում գտնվող օդում ինդիումը կայուն է, բայց օքսիդանում է բարձր ջերմաստիճաններում, իսկ 800 ° C-ից բարձր այն այրվում է մանուշակագույն-կապույտ բոցով, տալով օքսիդ 2 O 3-ում՝ դեղին բյուրեղներ, որոնք հեշտությամբ լուծվում են թթուներում: Տաքացման ժամանակ ինդիումը հեշտությամբ միանում է հալոգենների հետ՝ առաջացնելով լուծելի հալոգենիդներ InCl 3 , InBr 3 , InI 3 ։ Ինդիումը տաքացվում է HCl-ի հոսքի մեջ՝ ստանալով InCl 2 քլորիդ, և երբ InCl 2 գոլորշին անցնում է տաքացված In-ի վրայով, ձևավորվում է InCl։ Ծծմբի հետ Ինդիումը կազմում է սուլֆիդներ In 2 S 3, InS; նրանք միացություններ են տալիս InS·In 2 S 3 և 3InS·In 2 S 3: Ջրի մեջ օքսիդացնող նյութերի առկայության դեպքում Ինդիումը դանդաղորեն կոռոզիայի է ենթարկվում մակերեսից՝ 4In + 3O 2 + 6H 2 O = 4In(OH) 3: Թթուներում Ինդիումը լուծելի է, նրա նորմալ էլեկտրոդային պոտենցիալը -0,34 Վ է և գործնականում անլուծելի է ալկալիներում։ Հնդկաստանի աղերը հեշտությամբ հիդրոլիզվում են. հիդրոլիզի արտադրանք - հիմնական աղեր կամ հիդրօքսիդ In(OH) 3: Վերջինս շատ լուծելի է թթուներում և թույլ է ալկալային լուծույթներում (աղերի ձևավորմամբ՝ ինդատներ)՝ (OH) 3 + 3KOH = K 3: Ավելի ցածր օքսիդացման վիճակների ինդիումի միացությունները բավականին անկայուն են. հալոգենիդներ InHal-ը և 2 O սև օքսիդը շատ ուժեղ վերականգնող նյութեր են:
Ստանալով Հնդկաստան.Ինդիումը ստացվում է ցինկի, կապարի և անագի արտադրության թափոններից և միջանկյալ արտադրանքներից։ Այս հումքը պարունակում է Հնդկաստանի հազարերորդից մինչև տասներորդական տոկոսը: Հնդկաստանի արդյունահանումը բաղկացած է երեք հիմնական փուլից. հարստացված արտադրանքի ձեռքբերում՝ հնդկական խտանյութ; խտանյութի վերամշակում մինչև չմշակված մետաղ; զտում. Շատ դեպքերում հումքը մշակվում է ծծմբաթթվով, իսկ ինդիումը տեղափոխվում է լուծույթ, որից խտանյութը մեկուսացվում է հիդրոլիտիկ տեղումներով: Կոպիտ ինդիումը մեկուսացվում է հիմնականում ցինկի կամ ալյումինի վրա ածխաջրելու միջոցով: Զտումն իրականացվում է քիմիական, էլեկտրաքիմիական, թորման և բյուրեղաֆիզիկական մեթոդներով։
Դիմում Հնդկաստան.Ինդիումը և նրա միացությունները (օրինակ՝ InN նիտրիդը, InP ֆոսֆիդը, InSb հակամոնիդը) առավել լայնորեն կիրառվում են կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայում։ Ինդիումը օգտագործվում է տարբեր հակակոռոզիոն ծածկույթների համար (ներառյալ կրող ծածկույթները): Ինդիումի ծածկույթները բարձր անդրադարձնող են, որն օգտագործվում է հայելիներ և ռեֆլեկտորներ պատրաստելու համար: Ինդիումի որոշ համաձուլվածքներ ունեն արդյունաբերական նշանակություն, ներառյալ դյուրահալ համաձուլվածքները, մետաղին ապակի սոսնձման զոդերը և այլն։
Տես նաև՝ Քիմիական տարրերի ցանկն ըստ ատոմային թվի և Քիմիական տարրերի այբբենական ցանկը Բովանդակություն 1 Ներկայումս օգտագործվող նշանները ... Վիքիպեդիա
Տես նաև՝ Քիմիական տարրերի ցանկն ըստ նշանների և քիմիական տարրերի այբբենական ցանկը Սա քիմիական տարրերի ցանկ է՝ դասավորված ատոմային թվի աճման կարգով: Աղյուսակը ցույց է տալիս տարրի, նշանի, խմբի և կետի անվանումը ... ... Վիքիպեդիայում
Հիմնական հոդված՝ Քիմիական տարրերի ցանկեր Բովանդակություն 1 Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա 2 Գրականություն 2.1 NIST ... Վիքիպեդիա
Հիմնական հոդված՝ Քիմիական տարրերի ցուցակներ No. Խորհրդանիշի անվանումը Mohs կարծրություն Vickers կարծրություն (GPa) Brinell կարծրություն (GPa) 3 Li Lithium 0.6 4 Be Beryllium 5.5 1.67 0.6 5 B Boron 9.5 49 6 C Carbon 1.5 (Wikipedia)6
Տես նաև՝ Քիմիական տարրերի ցանկն ըստ ատոմային թվի և Քիմիական տարրերի ցանկն ըստ նշանների Քիմիական տարրերի այբբենական ցուցակ։ Ազոտ N Actinium Ac ալյումին Al Americium Am Argon Ar Astatine At ... Վիքիպեդիա
Հիմնական հոդված՝ Քիմիական տարրերի ցուցակներ համարը Նշան Ռուսերեն անուն Լատինական անվանում Անվանման ստուգաբանություն 1 H Hydrogen Hydrogenium Այլ հունարենից։ ὕδωρ «ջուր» եւ γεννάω «ծննդաբերում եմ»։ 2 ... Վիքիպեդիա
Քիմիական տարրերի խորհրդանիշների (նշանների), ծածկագրերի կամ հապավումների ցանկ, որոնք օգտագործվում են քիմիական տարրերի և նույնանուն պարզ նյութերի անվանումների համառոտ կամ տեսողական ներկայացման համար: Նախ, դրանք քիմիական տարրերի խորհրդանիշներ են ... Վիքիպեդիա
Ստորև բերված են սխալ հայտնաբերված քիմիական տարրերի անունները (նշելով հայտնագործությունների հեղինակներն ու ժամկետները). Ստորև նշված բոլոր տարրերը հայտնաբերվել են քիչ թե շատ օբյեկտիվ, բայց, որպես կանոն, սխալ ձևավորված փորձերի արդյունքում ... ... Վիքիպեդիա
Այս էջերում հավաքվում են բազմաթիվ տարրերի հատկությունների համար առաջարկվող արժեքները, ինչպես նաև տարբեր հղումներ: Ինֆոարկղում արժեքների ցանկացած փոփոխություն պետք է համեմատվի տրված արժեքների հետ և/կամ համապատասխանաբար տրված ... ... Վիքիպեդիա
Քլորի երկատոմային մոլեկուլի քիմիական նշան 35 Քիմիական տարրերի խորհրդանիշներ (քիմիական նշաններ) քիմիական տարրերի պայմանական նշանակում. Քիմիական բանաձևերի, քիմիական ռեակցիաների սխեմաների և հավասարումների հետ միասին ձևավորվում է պաշտոնական լեզու ... ... Վիքիպեդիա
Գրքեր
- Անգլերեն բժիշկների համար. 8-րդ հրատ. , Մուրավեյսկայա Մարիաննա Ստեպանովնա, Օրլովա Լարիսա Կոնստանտինովնա, 384 էջ Դասագրքի նպատակն է սովորեցնել անգլերեն բժշկական տեքստերի ընթերցանություն և թարգմանություն, զրույցներ վարել բժշկության տարբեր ոլորտներում։ Այն բաղկացած է կարճ ներածական հնչյունական և ... Կատեգորիա՝ Դասագրքեր բուհերի համար Հրատարակիչ՝ Flinta, Արտադրող՝ Flinta,
- Անգլերեն բժիշկների համար, Muraveyskaya M.S. , Դասագրքի նպատակն է սովորեցնել անգլերեն բժշկական տեքստերի ընթերցանություն և թարգմանություն, զրույցներ վարել բժշկության տարբեր ոլորտներում։ Այն բաղկացած է կարճ ներածական հնչյունական և հիմնական ... Կատեգորիա՝ Դասագրքեր և ձեռնարկներՍերիա: Հրատարակիչ՝ Flinta,
Տես նաև՝ Քիմիական տարրերի ցանկն ըստ ատոմային թվի և Քիմիական տարրերի այբբենական ցանկը Բովանդակություն 1 Ներկայումս օգտագործվող նշանները ... Վիքիպեդիա
Տես նաև՝ Քիմիական տարրերի ցանկն ըստ նշանների և քիմիական տարրերի այբբենական ցանկը Սա քիմիական տարրերի ցանկ է՝ դասավորված ատոմային թվի աճման կարգով: Աղյուսակը ցույց է տալիս տարրի, նշանի, խմբի և կետի անվանումը ... ... Վիքիպեդիայում
- (ISO 4217) Կոդեր արժույթների և ֆոնդերի ներկայացման համար (անգլ.) Codes pour la représentation des monnaies et types de fonds (fr.) ... Վիքիպեդիա
Նյութի ամենապարզ ձևը, որը կարելի է ճանաչել քիմիական մեթոդներով: Սրանք պարզ և բարդ նյութերի բաղկացուցիչ մասերն են, որոնք միևնույն միջուկային լիցքով ատոմների հավաքածու են։ Ատոմի միջուկի լիցքը որոշվում է պրոտոնների քանակով... Collier հանրագիտարան
Բովանդակություն 1 Պալեոլիթյան դարաշրջան 2 10-րդ հազարամյակ մ.թ.ա ե. 3 9-րդ հազարամյակ մ.թ.ա er ... Վիքիպեդիա
Բովանդակություն 1 Պալեոլիթյան դարաշրջան 2 10-րդ հազարամյակ մ.թ.ա ե. 3 9-րդ հազարամյակ մ.թ.ա er ... Վիքիպեդիա
Այս տերմինն այլ իմաստներ ունի, տե՛ս Ռուսներ (իմաստներ)։ Ռուսերեն ... Վիքիպեդիա
Տերմինաբանություն 1. dw Շաբաթվա օրվա թիվը: «1»-ը համապատասխանում է երկուշաբթի տերմինի սահմանումներին տարբեր փաստաթղթերից. dw DUT Տարբերությունը Մոսկվայի և UTC-ի միջև, որն արտահայտվում է որպես ժամերի ամբողջ թվով Տերմինի սահմանումներ ... ... Նորմատիվային և տեխնիկական փաստաթղթերի պայմանների բառարան-տեղեկատու