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Sistema periódico: clasificación de elementos químicos

En la primera mitad del siglo XIX, se hicieron varios intentos para sistematizar los elementos y combinar los metales en el sistema periódico. Es en este período histórico que surge un método de investigación, como el análisis químico.

De la historia del descubrimiento de la tabla periódica de elementos

Utilizando una técnica similar para determinar las propiedades químicas específicas, los científicos de esa época trataron de agrupar elementos basados en sus características cuantitativas, así como el peso atómico.

Uso del peso atómico

Así, IV Dubereiner en 1817 determinó que en estroncio el peso atómico es similar a los índices correspondientes de bario y calcio. También se las arregló para descubrir que hay mucho en común entre las propiedades de bario, estroncio y calcio. Basado en estas observaciones, el químico famoso compuso la así llamada tríada de elementos. En los grupos similares, se combinaron otras sustancias:

  • Azufre, selenio, telurio;
  • Cloro, bromo, yodo;
  • Litio, sodio, potasio.

Clasificación por propiedades químicas

L. Gmelin en 1843 propuso una tabla en la que colocó similares en elementos de propiedades químicas en un orden estricto. Nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, consideró los elementos principales, su químico dado colocado fuera de su mesa.

Bajo oxígeno, se dispusieron tetrads (4 signos cada uno) y pentads (5 caracteres cada uno). Los metales en la tabla periódica fueron puestos en la terminología de Berzelius. Según el plan de Gmelin, todos los elementos se establecieron reduciendo la electronegatividad de las propiedades dentro de cada subgrupo del sistema periódico.

Combinar elementos verticalmente

Alexander Emil de Chancourtua en 1863 todos los elementos puestos en pesos atómicos ascendentes sobre el cilindro, dividiéndolo en varias tiras verticales. Como resultado de esta división en las verticales, se encuentran elementos con propiedades físicas y químicas similares.

La ley de las octavas

D. Newlands descubrió en 1864 un patrón bastante interesante. Con la disposición de elementos químicos en el aumento de los pesos atómicos, cada octavo elemento muestra una similitud con el primero. Un hecho similar Newlands llamó la ley octavas (ocho notas).

Su sistema periódico era muy condicional, por lo que la idea del científico observador empezó a llamarse versión "octava", asociándola con la música. Era la variante de Newlands que era la más cercana a la estructura moderna del PS. Sin embargo, según la citada ley de octava, sólo 17 elementos conservaban sus propiedades periódicas, mientras que los signos restantes no mostraban tal regularidad.

Mesas Odling

U. Odling presentó varias variantes de las tablas de elementos a la vez. En la primera versión, creada en 1857, propuso dividirlos en 9 grupos. En 1861, el químico hizo algunas correcciones a la versión original de la tabla, combinando en grupos los signos que llevaban propiedades químicas similares.

Una variante de la tabla de Odling, propuesta en 1868, asumió la disposición de 45 elementos en aumentar pesos atómicos. Por cierto, fue esta mesa que más tarde se convirtió en el prototipo del sistema periódico de DI Mendeleyev.

División por valencia

L. Meyer en 1864 propuso una tabla, que incluyó 44 elementos. Se colocaron en 6 columnas, según la valencia del hidrógeno. En la mesa había sólo dos partes. El grupo principal consistió en seis grupos, incluyendo 28 señales de pesos atómicos cada vez mayores. En su estructura se observaron pentads y tetrads de signos químicos similares a propiedades químicas. El resto de los elementos que Meyer colocó en la segunda mesa.

Contribución de DI Mendeleyev a la creación de una tabla de elementos

El sistema periódico moderno de los elementos de DI Mendeleyev apareció sobre la base de las tablas de Mayer, compiladas en 1869. En la segunda versión, Mayer organizó los signos para 16 grupos, colocó los elementos con pentads y tetrads, dadas las propiedades químicas conocidas. En lugar de valencia, utilizó una numeración simple para los grupos. No había boro, torio, hidrógeno, niobio, uranio en él.

La estructura del sistema periódico en la forma presentada en ediciones modernas no apareció inmediatamente. Hay tres etapas principales durante las cuales se creó un sistema periódico:

  1. La primera versión de la tabla fue presentada en los bloques de construcción. Se trazó el carácter periódico de la relación entre las propiedades de los elementos y los valores de sus pesos atómicos. Esta versión de la clasificación de los signos de Mendeleev fue propuesta en 1868-1869.
  2. El científico rechaza el sistema original, ya que no refleja los criterios por los cuales los elementos caerían en una determinada columna. Sugiere colocar signos por la similitud de las propiedades químicas (febrero de 1869)
  3. En 1870, Dmitry Mendeleev fue presentado al mundo científico del sistema periódico moderno de elementos.

La versión del químico ruso tomó en cuenta tanto la posición de los metales en el sistema periódico, como las características de las propiedades de los no metales. Por aquellos años que han pasado desde la primera edición de la genial invención de Mendeleyev, la mesa no ha sufrido cambios mayores. Y en aquellos lugares que quedaron vacíos durante el tiempo de Dmitry Ivanovich, aparecieron nuevos elementos que fueron descubiertos después de su muerte.

Características de la tabla periódica

¿Por qué se considera que el sistema descrito es periódico? Esto se explica por las peculiaridades de la estructura de la tabla.

En total, contiene 8 grupos, y cada uno tiene dos subgrupos: el principal (principal) y secundario. Resulta que todos los subgrupos 16. Están localizados verticalmente, es decir, de arriba a abajo.

Además, hay filas horizontales en la tabla, llamadas períodos. También tienen su división adicional en pequeñas y grandes. La caracterización del sistema periódico implica tomar en cuenta la ubicación del elemento: su grupo, subgrupo y período.

Cómo cambian las propiedades en los subgrupos principales

Todos los subgrupos principales de la tabla periódica comienzan con elementos del segundo período. Para los signos pertenecientes a un subgrupo principal, el número de electrones externos es el mismo, pero la distancia entre los últimos electrones y el núcleo positivo cambia.

Además, un aumento en el peso atómico (masa atómica relativa) del elemento se produce desde arriba. Este indicador es el factor determinante en la determinación del patrón de cambio de propiedades dentro de los subgrupos principales.

Dado que el radio (la distancia entre el núcleo positivo y los electrones negativos externos) en el subgrupo principal aumenta, las propiedades no metálicas (la capacidad de recibir electrones en el curso de transformaciones químicas) disminuyen. En cuanto al cambio en las propiedades metálicas (el retroceso de electrones a otros átomos), aumentará.

Utilizando un sistema periódico, se pueden comparar las propiedades de los diferentes representantes de un subgrupo principal. En un momento en que Mendeleev estaba creando un sistema periódico, todavía no había información sobre la estructura de la materia. Sorprendente es el hecho de que después de la teoría de la estructura del átomo, que se ha estudiado en las escuelas educativas y en las universidades químicas de perfil, ha sido confirmada, la hipótesis de Mendeleyev fue confirmada, en lugar de refutar sus suposiciones sobre la disposición de los átomos dentro de la tabla.

La electronegatividad en los subgrupos principales hacia el fondo disminuye, es decir, cuanto menor sea el elemento en el grupo, mayor será su capacidad para unir átomos.

Cambio en las propiedades de los átomos en los subgrupos secundarios

Dado que el sistema de Mendeleev es periódico, el cambio de propiedades en tales subgrupos ocurre en secuencia inversa. Estos subgrupos incluyen elementos que empiezan con el cuarto periodo (representantes de las familias d y f). Al fondo en estos subgrupos las propiedades del metal disminuyen, pero el número de electrones externos es el mismo para todos los representantes de un subgrupo.

Las peculiaridades de la estructura del período en el PS

Cada nuevo período, con la excepción del primero, en la tabla del químico ruso comienza con un metal alcalino activo. Además, se exhiben metales anfóteros, que presentan propiedades duales en transformaciones químicas. Luego hay varios elementos con propiedades no metálicas. El período termina con un gas inerte (no metálico, práctico, que no muestra actividad química).

Dado que el sistema es periódico, en los periodos hay un cambio de actividad. De izquierda a derecha, la actividad reductora (propiedades metálicas) disminuirá, la actividad oxidativa (propiedades no metálicas) aumentará. Así, los metales más brillantes en el período están a la izquierda, y los no metales a la derecha.

En periodos grandes, que consta de dos filas (4-7), también aparece el carácter periódico, pero debido a la presencia de representantes de la familia d o f, los elementos metálicos de la serie son mucho más grandes.

Nombres de subgrupos principales

Parte de los grupos de elementos disponibles en la tabla periódica tiene sus propios nombres. Los representantes de los subgrupos del primer grupo A se llaman metales alcalinos. A un nombre similar, los metales deben su actividad al agua, dando lugar a la formación de álcalis cáusticos.

El segundo grupo A se considera un subgrupo de metales alcalinotérreos. Al interactuar con el agua, estos metales forman óxidos, que una vez fueron llamados tierras. Fue a partir de ese momento que el nombre fue asignado a los representantes de este subgrupo.

Los no-metales del subgrupo de oxígeno se llaman chalcogenes, y los grupos 7A se llaman halógenos. 8 Un subgrupo se denominó gases inertes debido a su mínima actividad química.

PS en el año escolar

Para los escolares se suele proponer una variante de la tabla periódica en la que se indican, además de grupos, subgrupos, períodos, fórmulas para compuestos volátiles más altos y óxidos superiores. Este tipo de astucia permite a los estudiantes desarrollar habilidades para la formación de óxidos superiores. Basta sustituir el elemento por el signo del representante del subgrupo para obtener el óxido superior acabado .

Si se observa de cerca la visión general de los compuestos volátiles de hidrógeno, se puede ver que sólo son características de los no metales. En 1-3 grupos hay guiones, como representantes típicos de estos grupos son los metales.

Además, en algunos libros de texto de química, cada signo se indica mediante un esquema para la distribución de electrones sobre los niveles de energía. Esta información no existía durante la obra de Mendeleev, tales hechos científicos aparecieron mucho más tarde.

Puedes ver las fórmulas del nivel electrónico externo, por las cuales es fácil adivinar a qué familia pertenece este artículo. Tales sugerencias son inaceptables en las sesiones de examen, por lo tanto, los graduados de los grados 9 y 11 que han decidido demostrar sus conocimientos químicos en OGE o EGE dan variantes clásicas en blanco y negro de tablas periódicas en las que no hay información adicional sobre la estructura del átomo, .

Tal decisión es bastante lógica y comprensible, porque para aquellos estudiantes que decidieron seguir los pasos de Mendeleev y Lomonosov, no será difícil usar la versión clásica del sistema, simplemente no necesitan consejos.

Fue la ley periódica y el sistema de DI Mendeleev los que desempeñaron un papel importante en el desarrollo de la teoría atómica-molecular. Después de la creación del sistema, los científicos comenzaron a prestar más atención al estudio de la composición del elemento. La tabla ayudó a aclarar cierta información sobre las sustancias simples, así como la naturaleza y las propiedades de los elementos que se forman.

El mismo Mendeleyev asumió que pronto se abrirían nuevos elementos y preveía la posición de los metales en el sistema periódico. Fue después de la aparición de este último que una nueva era comenzó en la química. Además, se dio un comienzo serio a la formación de una multitud de ciencias relacionadas que están relacionadas con la estructura del átomo y las transformaciones de los elementos.