Факты о химических элементах таблицы Менделеева

Франций

Франций ОЧЕНЬ реактивен и имеет атомный номер 87.

Франций — это высокореактивный и радиоактивный элемент. Поскольку его период полураспада составляет 22 минуты, он очень отзывчив.

Фактически, он никогда не тестировался из-за связанных с этим рисков. Однако ученые сделали копию того, как это выглядело бы, если бы вы уронили его в воду.

Откуда появилась великая таблица Мендлеева?

Памятники Менделееву есть во всех странах мира

Когда в 1869 году появилась таблица Менделеева, было открыто 63 химических элемента. Все они были представлены в виде хаотичного целого, хотя попытки какого-то упорядочения предпринимались регулярно.

Самой ранней известной публикацией по этому поводу был «Закон триад» Иоганна Дёберейнера (1829 г.), но он не выходил за рамки понимания взаимосвязи между атомной массой и химическими свойствами элементов.

Впоследствии Александр Эмиль Шанкуртуа создал теллурианский винт (1862 г.), разместив элементы по винтовой линии. Он мог видеть частое циклическое повторение химических свойств по вертикали.

Наиболее правдоподобной оказалась система Юлиуса Лотара Мейера (1864 г.), которому удалось составить таблицу, отсортировав элементы по свойствам и весу. Увы, за основу периодичности свойств он взял валентность, что оказалось ошибкой.

Главный конкурент, придумавший идею: Лотар Мейер

Менделеев, по его собственным словам, уже 20 лет занимается проблемой систематизации химических элементов (а не спонтанно во время сна, вопреки распространенному мнению), перемещая карточки с названием и свойствами элементов в поисках желаемой комбинации.

И в 1869 году ему удалось найти ответ, опубликованный в статье в журнале Русского химического общества «Связь свойств с атомным весом элементов».

Сегодня существует несколько сотен вариантов представления его периодической системы: в виде кривых, таблиц и даже других геометрических фигур.

Таблица Менделеева довольно редка

Вскоре идею подхватил Мейер, который опубликовал свою работу с аналогичным результатом. Вы знали об успехе Менделеева? Не удивительно. К тому же он смог организовать всего 28 элементов

Однако из-за этого в Европе и США периодическая таблица Менделеева не имеет собственного имени в названии.

Однако мировое сообщество ученых признало Менделеева трехкратным лауреатом Нобелевской премии. К сожалению, ему не удалось стать членом Российской академии наук, и ее члены неоднократно отклоняли эту кандидатуру.

Полоний. Как мир оказался на грани политического скандала

Элемент 84 открыли супруги Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри. Полоний — так его назвали в честь исторической родины Марии (по-латыни — Польша). Но, к сожалению, Польши в то время не было на карте Европы: ее земли принадлежали Российской империи, и даже топоним «Польша», по сути, был запрещен. Этот шаг можно легко считать мощным политическим заявлением, и полоний стал поистине «политическим» химическим веществом. К счастью, лауреаты Нобелевской премии были прощены за свою волонтерскую работу, и вскоре после этого мир узнал… излучение.

Что ждёт таблицу Менделеева в ближайшем будущем?

Ричард Фейнман попытался определить границы стола

Элементы 119 и 120, над которыми работают исследователи из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне (Московская область), обещают проявить принципиально новые физические свойства.

Они не вписываются в существующую физическую модель Вселенной. И закон Менделеева продолжает действовать.

Ричард Фейнман предположил, что таблица закончится на 137-м элементе. Но не потому, что их больше не существует: мы просто не можем определить количество протонов и нейтронов в его ядре.

В ближайшие 2 года ожидается открытие 120 элементов

Число 1/137 — это постоянная Зоммерфельда (постоянная тонкой структуры), которая описывает вероятность поглощения или испускания фотона электроном.

Элемент со 137 электронами, согласно определению этой постоянной, должен поглощать падающий на него фотон с вероятностью 100.

Его электроны будут вращаться со скоростью света. И электроны элемента 139, чтобы существовать, должны вращаться быстрее скорости света. Это не может быть?

Менделеев объединил все усилия

К сожалению, текущие расчеты показывают, что фотоны в огромных атомах Оганессона должны превышать скорость света, что противоречит самой сути фотона: единичному кванту света.

Это нарушает основные принципы квантовой физики. Но, возможно, именно открытие новых элементов Периодической таблицы Менделеева даст ключ к созданию Теории Всего, которая должна объединить знания, существующие в естествознании.

Закон, открытый 150 лет назад российскими учеными, изменит представление о Вселенной. Возможно, даже сильнее, чем когда-то теория относительности.

Радий. Мода на радиацию

Получение чистого радия в начале 20 века потребовало больших усилий. Мария Кюри работала 12 лет, чтобы получить всего одно зерно. А любому, кто хочет иметь только 1 г чистого радия, понадобится несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 вагонов воды и 5 вагонов различных химикатов. Неудивительно, что в начале прошлого века в мире не было более дорогого металла.

Любопытно, что изначально радий считался очень полезным для здоровья и быстро появился в косметических кремах, зубных пастах, ушных каплях и медицинских процедурах. В частности, его использовали для приготовления радоновых ванн, а люди на курортах пили воду, обогащенную радием. Американский журнал клинической медицины опубликовал статью, в которой говорилось: «Радиоактивность предотвращает безумие, пробуждает благородные чувства, задерживает старость и дает прекрасную, энергичную и радостную жизнь». Страшно представить, но потенциал наполнения атомной бомбы использовался для питания кожи, отбеливания зубов и повышения потенции.

Когда стало ясно, что что-то не так, сотни радиработников погибли или стали инвалидами. Но, безусловно, самой известной жертвой радия можно назвать его первооткрывателя — Марию Кюри. Причина его смерти, апластическая анемия, более чем очевидна из его работы с радиоактивными материалами. Мадам Кюри похоронена в свинцовом гробу, а ее рабочие записи и журналы хранятся в ящиках, экранированных свинцом.

 

Галлий

Галлий был предсказан Дмитрием Менделеевым еще до его открытия. При создании периодической таблицы химических элементов Менделеев, основываясь на ранее открытом периодическом законе, оставил в таблице вакансии для третьей группы неизвестных элементов.

Галлий был открыт, выделен и изучен как простое вещество французским химиком Полем Эмилем Лекоком де Буабодраном. Произошло это 20 сентября 1875 года.

Этот элемент представляет собой пост-переходный металл, который перекрывает разрыв между переходными металлами и неметаллами и поэтому имеет тенденцию быть более мягким с низкой электропроводностью, чем переходные металлы.

Галлий имеет температуру плавления 29,7 ° C, а его температура кипения составляет около 2204 ° C, что делает его элементом с самым высоким соотношением температуры кипения к температуре плавления.

он менее токсичен, чем ртуть, что делает его более экологически чистым выбором для высокотемпературного термометра.

При затвердевании жидкий галлий расширяется на 3,1.

Жидкий галлий очень легко остывает.

Таблица Менделеева важна, но Периодический закон – ещё важнее

Менделеев смог открыть один из всеобъемлющих законов

Как ни странно, самое важное открытие Менделеева обычно остается за кадром: Периодический закон:

Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов периодически зависят от значений атомных масс элементов.

Современная формулировка практически ничего не меняет, интегрируя только оригинальный текст:

Свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов периодически зависят от заряда ядер атомов элементов (порядкового номера).

Периодическая таблица стала наглядным выражением Периодического закона, устанавливающего зависимость свойств элементов от их атомного веса (атомная масса или атомный номер — количество протонов в атоме).

Современный взгляд на таблицу Менделеева

Расположение элементов в таблице одновременно удовлетворяет 2 условиям: они

▪️ веса атомов организованы,
▪️ химические и физические свойства каждого элемента аналогичны предыдущему.

Закон действует для всех существующих и гипотетических элементов, кроме самого первого: перед ними просто ничего нет (хотя многие пытаются поместить туда гипотетический «эфир», имея в виду самого Менделеева, хотя он таких попыток не делал).

интересно, что в первой версии было всего 60 записей в таблице. Сегодня их 118, и конечно количество… Теоретически могло бы быть бесконечно, если бы не квантовая физика, но об этом позже.

Как таблицу Менделеева проверили и доделали другие

Мозли связал номер элемента в таблице и его физические свойства

Окончательную форму подтверждения Периодического закона нашел английский физик Генри Мозли:

Закон Мозли — это закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером.

Это привело к более глубокому толкованию закона, чего Менделеев даже не мог представить:

▪️ порядковый номер элемента = мера электрического заряда атомного ядра этого элемента,
▪️ номер горизонтальной линии (периода) = количество электронных оболочек атома,
▪️ номер вертикальной линии (группы) определяет квантовую структуру оболочки, определяющую подобие химических свойств.

Московий

Линька — искусственно синтезированный радиоактивный элемент. То есть этого элемента нет в нашей природе. В 2004 году российские ученые в ходе исследований на циклотроне У-400 в Объединенном институте ядерных исследований (Дубна, Россия) получили 115-й элемент периодической таблицы Менделеева, представив миру новый элемент под названием «Московия».

Для справки:

Считается, что москвич — это непереходный металл, похожий на висмут. Его плотность должна быть 13,5 г / см3, что выше плотности свинца и немного ниже плотности ртути. Расчетная температура плавления мусковия должна быть около 400 ° C, то есть он должен быть несколько менее плавким, чем висмут.

Висмут

Мы рекомендуем воспользоваться поиском изображений на Яндексе или Google по запросу «Кристаллы висмута», чтобы увидеть все чудеса, которые может творить висмут.

Еще несколько интересных фактов о висмуте:

• Висмут (висмут-209, самый распространенный изотоп) радиоактивен, но имеет один из самых продолжительных периодов полураспада, когда-либо измеренных. Его период полураспада составляет 1,9 × 10 ^ 19 лет, что примерно в миллиард раз дольше, чем время существования Вселенной.
• Висмут — самый прочный из известных природных диамагнитных металлов. Диамагнитные материалы при воздействии магнитного поля в ответ создают поле отталкивания. Итак, с помощью сильных магнитов можно заставить висмут подняться.
• Висмут имеет необычно низкую токсичность по отношению к тяжелым металлам. Его соседи из периодической бумаги — полоний, сурьма и свинец — довольно токсичны, но висмут относительно безвреден. По этой причине висмут изучается как альтернатива свинцу для некоторых приложений.
• Большинство людей используют висмут в своей жизни. Действующим веществом пепто-бисмола является субсалицилат висмута.

Как таблицу Менделеева пополнили ядерные элементы

Здесь создаются новые химические элементы

вряд ли Менделеев ожидал, как далеко зайдут его последователи в поисках продолжения таблицы: в его время элементы получали только из природных материалов — минералов, минералов.

Открытие ядерной реакции позволило создать новый способ «снабжения» стола: деление урана (92-й элемент) позволило создать трансурановые элементы, вместе с которыми известно 118 элементов.

Все они либо не существуют в природе в достаточном для исследования количестве, либо имеют слишком короткую продолжительность жизни. Для их получения ученые сталкивают атомы разных элементов (сегодня используют комбинацию «пучок атомов» -> «мишень»), что приводит к их слиянию.

Юрий Оганесян из НИЯУ МИФИ, соавтор открытия 5 трансурановых элементов

Например, чтобы создать Теннезин (число 117 соответствует количеству протонов в ядре), ученые объединили пучки кальция (20 протонов) с мишенью из берклия (97 протонов).

В результате синтеза кальция с калифорнием (98) был образован долгоживущий изотоп оганессон (118).

Торий и фонари Санкт-Петербурга

Другой радиоактивный элемент был открыт незадолго до появления самой концепции радиоактивности и назван шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом в честь норвежского бога грома и молнии Тора. Словно оправдывая свое название, этот элемент служил уличным освещением. Светящиеся и тугоплавкие соединения тория использовались в газовых уличных фонарях. В первую очередь такие фонари появились в нашей северной столице, потом в Париже, Лондоне и так далее

О важности газового уличного освещения сейчас забыли, но в те дни это было величайшим достижением, позволяя людям безопасно выходить за дверь в конце дня. Времена непрактичных «личных источников света» — смоляных факелов — канули в Лету.

Плутоний. Восставший из царства мертвых

Изделие было впервые получено в декабре 1940 года в Беркли. В секретном письме тогдашний президент США Рузвельт был проинформирован о возможности использования нового элемента для создания мощного источника энергии.

Из этого письма мы можем отсчитать начало опаснейшей гонки вооружений, которая практически стерла человечество с лица Земли. Кстати, атомная бомба «Толстяк», сброшенная на Нагасаки 9 августа 1945 года, была оснащена сферой из металлического плутония.

Ученые предположили, что плутоний был последним элементом периодической системы, и дали ему название последней (опять же, согласно преобладающим в то время представлениям) планеты в Солнечной системе. Любопытно, что сам Плутон был назван в честь другого Плутона, греко-римского бога, ответственного за царство мертвых. Что уж говорить, стихия полностью оправдала свое мрачное название.

 

Менделевий. Американский русский

любопытно, что элемент, названный в честь автора таблицы Менделеева, появился только в 1955 году и имел номер 101. Особый интерес представляет тот факт, что его открыли американские ученые, и такой шаг потребовал определенного мужества. В середине прошлого века в США преобладали антикоммунистические и антироссийские настроения. Однако авторитет Менделеева и американских ядерщиков был настолько велик, что об альтернативном названии элемента No. 101.

 

Как понять таблицу Менделеева, если ты не шаришь?

Краткая шпаргалка по таблице Менделеева

Периодический закон легко применить на практике. Еще со школьных лет мы все должны знать: натрий — как калий, фтор — как хлор, а золото — как серебро и медь. Следующий элемент просто добавляет что-то еще к уже существующим.

Из самой таблицы также можно узнать примерные свойства. В подгруппах сверху вниз:

▪️ металлические свойства повышаются, а неметаллические свойства ослабевают (появляются свободные электроны — проводят ток);

▪️ атомный радиус увеличивается (плотность / масса больше),

▪️ увеличивается сила оснований и аноксических кислот, образованных элементом (действие сильнее),

▪️Уменьшается электроотрицательность (хуже сочетается с другими элементами).

В период с увеличением порядкового номера элемента:

▪️ увеличивается электроотрицательность (лучше образует соединения),

▪️ металлические свойства снижаются, неметаллические свойства повышаются (менее проводящие),

▪️ уменьшается атомный радиус (ухудшаются связи).

Еще одно свойство связано с традиционной «короткой» формой таблицы, предложенной самим Менделеевым: если сложить ее пополам, в середине IV группы, оказывается, что обращенные друг к другу элементы могут образовывать соединения друг с другом.

Хотя, на первый взгляд, в повседневной жизни в этом нет необходимости, таблица Менделеева помогает быстро понять, например: какая кислота «сильнее», какая лучше проводит ток, к какой нельзя прикасаться, чем ее можно отравить.

Факты об элементах таблицы Менделеева

У большинства элементов периодической таблицы есть своя увлекательная история необычных открытий и свойств. Опишем некоторые из них.

Факт No. 1. Благодаря урану (U) ученый Анри Беккерель получил Нобелевскую премию. Он понял, что вещество радиоактивно, когда случайно поместил соли урана на фотопластинку. И даже уран — последний природный элемент на столе, остальные вещества могут быть созданы только искусственным путем.

Факт №2. 200 лет назад исследователи Льюис и Кларк путешествовали через Америку к Тихому океану. Они взяли с собой ртутное слабительное. И современные ученые, идущие по следу ртути (Hg), которая не разлагается с течением времени, смогли выяснить точное местонахождение поля путешественников.

Факт №3. Галлий (Ga) стал первой пустотой в таблице, заполненной после смерти ученого. Металлический галлий, как известно, тверд при комнатной температуре, но плавится в руках.

Факт №4. Некоторые названия химических элементов произошли от латинских слов, связанных со свойствами веществ. Некоторые элементы названы в честь ученых. А некоторые вещества названы в честь героев мифов.

Факт №5. Элемент титан (Ti) назван в честь могущественных сыновей богини Гайи. Это один из самых твердых металлов. А его диасовый стиль переливается всеми цветами радуги.

Факт №6. Тантал (Та) назван в честь героя древнегреческих мифов, совершившего несколько непростительных преступлений.

Факт № 7. Торий (Th) назван в честь бога грома Тора.

Факт № 8. Ванадий (V) отличается соединениями необычного цвета, поэтому он назван в честь древней норвежской богини красоты.

Факт № 9. Уран (U), Нептун (Np) и Плутоний (Pu) также названы в честь богов Урана, Нептуна (Посейдон) и Плутона (Аид).

Почему в таблице Мендлеева были пустые клетки?

пора наполнить памятник Менделееву в Тобольске новыми элементами

Значимость теории Менделеева, которая со временем стала аксиомой современной науки, проявилась довольно быстро. Дело в том, что до него элементы располагались непрерывной линией.

Но уже в первой версии таблицы Менделеева оставалось несколько пустых ячеек для новых элементов — так называемые элементы эка, как и их соседи, должны были занимать пробелы. Менделееву даже удалось с удивительной точностью предсказать ряд их физических и химических свойств.

Соответствующие экабор, экаалюминий, экасилиций, экамарганец были получены экспериментально, уже получив в наше время собственные названия скандий, галлий, германий, технеций. Практика элементов эка продолжается и сегодня.

Что касается бериллия, индия, урана, тория, церия, титана и иттрия, известных в середине XIX века, Менделееву пришлось скорректировать атомные веса, чтобы поместить их в таблицу в соответствии с химическими свойствами, что не осмелился сделать ни один другой исследователь. И это тоже оказалось правдой.

Ранняя версия таблицы Менделеева с предсказанными элементами

Абсолютность таблицы когда-то разочаровала исследователей: сначала не было места инертным газам, поэтому их существование активно отвергалось.

Впоследствии периодичность позволила найти класс несуществующих (или крайне редких) элементов в природе в обычных состояниях трансурановых элементов.

Олово – элемент, который совершает самоубийство!

Олово (Sn) — 50-й элемент периодической таблицы Менделеева.

Пруд известен человечеству издавна. Следовательно, есть свидетельства того, что человек знал олово еще в 4-м тысячелетии до нашей эры. Этот металл был очень дорогим и был доступен немногим. Именно поэтому полученные изделия редко встречаются среди древнеримских и греческих артефактов. Интересно, что в Библии (четвертая книга Моисея) даже есть сведения о пруду).

Олово обычно существует в так называемой бета-форме (бета-форма белого олова). Пруд в таком виде белый, блестящий и держит форму. Но когда температура опускается ниже 13 ° C, олово начинает менять свою красивую форму — оно переходит в альфа-форму (- серая модификация олова α), которая в основном представляет собой сероватый порошок. Это превращение металлического олова в бесполезный пепел называется «оловянной чумой».

примечательно, что в нашем мире вокруг пруда ходит множество интересных легенд. Одна из самых интересных — легенда о том, как оловянные фермы сыграли злую шутку с Наполеоном Бонапартом.

Легенда гласит, что это необычное химическое поведение олова способствовало падению императора Наполеона Бонапарта. В те времена из олова шили пуговицы и другие застежки солдатской формы. Когда французская армия двинулась в сторону России, солдатские пуговицы были на месте. Но все изменилось, когда солдаты ступили на русскую землю, где бушевали морозы.

Именно тогда началась метаморфоза с оловянными пуговицами, которые стали разрушаться, поэтому униформа не могла согреть солдат. На самом деле пруду требуется несколько месяцев, чтобы в буквальном смысле самоуничтожиться, превратившись в другую форму. Но с другой стороны, когда французы вторглись в Россию, температура была ниже минус 30 ° C.

Так что, как считают некоторые историки и химики, это послужило сильным толчком для перехода оловянных пуговиц в порошкообразную форму. Правда, все это исторически не подтверждено. Но согласитесь, легенда хороша. Ведь факт в том, что легендарный Наполеон потерпел крушение своей армии на территории России из-за проблем с обмундированием, а причиной всего являются химические свойства олова… Выглядит неплохо!

Мейтнерий как победа феминизма

Элемент № 109 (обнаружен в 1982 г.) считается единственным элементом периодической системы, названным исключительно в честь ученого (название «курий» увековечивает не только Мария Кюри, но и ее муж Пьер). Лиза Мейтнер была физиком и радиохимиком австрийского происхождения.

Кстати, химические и физические свойства мейтнерия практически не изучены. Что ж, «в женщине должна быть загадка!».

Цезий как эталон самого точного времени в мире

Цезий — прекрасный пример управляемого хаоса. Этот элемент известен как радиоактивные отходы ядерных взрывов. Цезий — один из пяти элементов, находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре.

Но наиболее разительное изменение состояния цезия происходит, когда вы помещаете его в воду. Вот что происходит:

Кроме того, цезий имеет такие точные электронные переходы, что его начали использовать в качестве основного стандарта для определения самого точного времени в мире.

Следовательно, одна секунда — это время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующему переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Цезий используется в атомных часах.

Эти атомные часы настолько точны, что не потеряют ни секунды через 20 миллионов лет. Это безумие, как такой нестабильный элемент может быть использован для точного отсчета времени.

Водород

Многие химические элементы по-своему удивительны и уникальны. Например, уран способен к массовому разрушению, цезий (читайте выше) при контакте с водой имеет эффект холодного дутья, а галлий имеет очень низкую температуру плавления и не так опасен, как ртуть.

Но это всего лишь цветы по сравнению с настоящим безумным элементом периодической таблицы. Один элемент намного, намного более удивителен, чем любой другой в этой таблице, и это невероятный водород. Вот лишь некоторые из уникальных свойств водорода.

это главный компонент звезд во Вселенной — гигантские солнечные огненные шары с невероятным количеством энергии. Подумайте только: 0,0000066% энергии нашего Солнца питает всю Землю.

Водород — основа для создания всех остальных элементов. Этот элемент является самым распространенным во Вселенной. В общей массе барионов водород во Вселенной составляет 75%. Звезды часто состоят из водородной плазмы. Действительно, без водорода ничего бы не существовало.

Вы, наверное, из школы помните, что водород входит в состав воды. А вода — это именно то, что составляет почти большинство всего живого на нашей планете.

Кроме того, некоторые спирты сильно зависят от водорода. Да-да, мы говорим об привычном этаноле (алкоголе), который может затуманивать нам мозг на какой-то вечеринке.

На самом деле за водородом стоит безумное количество вещей. Включая каждого из нас. То есть без водорода не было бы нас.

Вы хотите знать, на что способен чистый водород? Затем посмотрите крушение дирижабля «Гинденбург». Это была настоящая трагедия, виной которой стал безумный водород.

Водород — единственный в периодической таблице химических элементов. Он изолирован от любого другого элемента и является единственным элементом, у которого нет ни одного нейтрона.

Если хотите игрушку, используйте галлий. Это действительно забавно. Но если вы хотите ощутить истинное безумие, нет ничего более безумного, чем привычный водород. Да, для всех нас водород — элемент знакомый, но это не меняет его свойств.