Enkoni Tablo Peryodik Pati 3

Episode nan dènye nan atik la sou tablo peryodik la, eksepte pou lekòl la (koresponn ak tit la nan tout seri a). Jodi a sou gwoup yo anjeneral neglije nan tablo peryodik la, eleman atifisyèl sou ki nou konnen pratikman pa gen anyen, ak sou sa ki ap tann nou nan wityèm peryòd la.

, de ranje, anjeneral yo mete anba tablo a, yo trete ak deden nan lekòl la - pwofesè a pral sèlman mansyone egzistans yo ak deplase sou lòt, "pi enpòtan" eleman. Konplètman pa apwopriye pou fonksyon yo fè nan mond modèn lan. Uranus i Pliton () fòme baz enèji nikleyè: yon sous serye nan nenpòt kondisyon klimatik (kontrèman ak enèji ki pa tradisyonèl), epi lè yo itilize kòrèkteman, li an sekirite ak zanmitay anviwònman an. Lanthanides se kounye a yon matyè premyè estratejik ki nesesè nan anpil teknoloji avanse, pou egzanp, elektwonik modèn pa ta egziste san lanthanides. Men, menm kounye a, tou de gwoup yo difisil yo krak akòz lwa a nan peryodikite.

Pwoblèm #1: Lanthanides

Mendeleev li te konnen sèlman kèk lantanid epi san anpil difikilte te rive mete yo nan tablo a (1). Nan ane pita yo, sepandan, dekouvèt metal sa yo te defye lwa a nan peryodikite. Li mande pou eleman siksesif yo kouche nan gwoup adjasan epi yo gen valens diferan. Pandan se tan, lantanid ki gen yon ti kras diferan mas atomik (ki vle di ke yo te oblije kanpe youn apre lòt nan yon ranje kontinyèl) te toujou gen yon valence egal a III (kèk tou II oswa IV), se sa ki, yo te nan menm gwoup la. Anpil teyori yo te mete devan sou lantanid, pou egzanp, yo tout te konsidere kòm menm eleman nan diferan vèsyon. Pwoblèm lan te rezoud lè yo te mete lantanid yo nan yon sèl "bwat" nan sistèm nan, men se sèlman mekanik pwopòsyon nan 20s ak 30s yo eksplike pozisyon yo nan tablo peryodik la.

1. Serium, lantanid ki pi komen. Tout lòt lantanid yo sanble epi yo sanble ak aliminyòm ()

Pwoblèm lantanid la toujou enpòtan jodi a. An reyalite, li pa konnen ak ki eleman yo kòmanse ak fini. Dapre pifò liv, lanthan, byenke li te bay non an tout fanmi an, pa fè pati li - li se scandales nan gwoup 3lantanid yo se metal ki soti nan seryòm rive nan lutetium. Sepandan, opinyon opoze yo montre ke dènye manm fanmi an analize pi byen. priye. Pwopriyete fizik li yo ak nati chimik konpoze ki kapab lakòz yo pi byen matche ak lòt eleman gwoup 3 yo (kidonk, lantanid yo se metal ki soti nan lantàn rive nan itèbyòm). Diskisyon ant chimisyen yo kontinye jis jodi a, ak otè liv yo prezante kote eleman sa yo nan diferan fason (2).

2. Fòm ki pi long nan tablo peryodik la. Lanthanides ak aktinid yo kòmanse imedyatman apre gwoup 2, ak scandlers gen ladan lutetium ak laurens.

Pwoblèm #2: aktinid

aktinid, se sa ki, eleman ki soti nan aktinyòm Laurence, konstitye yon gwoup ki sanble ak lanthanides yo, mete nan peryòd pwochen an. Pwoblèm nan ak aktinid yo te e li rete menm jan ak lanthanides yo. Mendeleev te konnen sèlman de aktinid epi lis yo san difikilte nan tablo a (3). Tor ak valans ki pi fò, gwoup IV te ale nan gwoup Titàn ak zirkonyòm, ak gwoup VI ak valè a. iranyòm yo te jwenn nan konpayi an nan chromium, molybdène ak tengstèn.

Dekouvèt nan vire XNUMXyèm ak XNUMXyèm syèk yo choke sistèm nan: gen parèt yon douzèn eleman radyo-aktif. Kèk nan yo te gen menm mas yo, men diferan pwopriyete, pandan ke lòt moun te gen menm pwopriyete yo - mas diferan. Reyalite sa a te kontredi konesans anvan yo, men dekouvèt izotòp yo klarifye kèk pwoblèm. Pifò nan eleman yo te tounen yon melanj de atòm ak mas diferan (men, nan kou, ak menm kantite pwoton nan nwayo a). Retounen nan aktinid, de nan yo te parèt nan kòmansman dènye syèk lan. Aktinyòm imedyatman te sanble ak lantan (yo te jwenn radyoaktivite li nan sediman lantanid presipite nan solisyon ki gen aktinyòm), ak protactinium tonbe nan gwoup la ak vanadyòm, niobyòm ak Tantal kòm yon eleman V-valye. Jiska ane 40 yo, kat premye aktinid yo te tou dousman sitiye nan gwoup soti nan 3 a 6.

3. Aktinid ki pi komen yo: sou bò gòch la se thoryòm, kouvri ak yon kouch diyoksid, sou bò dwat la se iranyòm ()

Pwoblèm nan te parèt pandan aplikasyon Pwojè Manhattan. Fizik ak chimisyen yo te asire ke yo te pwodwi eleman ki pi lou pase iranyòmsepandan, yo pa t kapab detekte prezans yo pa mwayen chimik. Pa egzanp: eleman 93 akote iranyòm pa t konpòte kòm yon manm gwoup 7. Se te sèlman sijesyon Glen Seaborg, yon moun ki te dekouvri plizyè eleman transuranium, ke eleman ki kòmanse ak aktinyòm fòme ranje ki sanble ak lantanid te rezoud pwoblèm nan (4). ). Itilize nan metòd yo devlope pou separasyon lantanid, sitou kwomatografi, te fè li posib nan ane ki vin apre yo idantifye eleman atifisyèl. Se pèfeksyon nan teknoloji ak konpetans nan eksperimantè pwouve pa lefèt ke prezans nan kèk eleman nouvo te dekouvri ak sèlman yon douzèn nan atòm yo! (senk).

Men, pa kwè ke thoryòm oswa iranyòm toudenkou chanje pwopriyete yo epi yo te vin tankou lantanid, metal trivalent. Yo toujou gen plis an komen ak titanid ak chromium pase ak lòt aktinid. Menm jan an tou ak protactinates e menm kèk transuranists. Nou ka sèlman pale sou yon resanblans sèten nan dezyèm mwatye nan seri a. Sepandan, lantanid yo ak aktinid yo pa ka di yo se fanmi ki gen rapò (tankou si plasman yo sou tablo peryodik la sijere kote yo ye).

4. Glenn Seaborg (1912-99) bay senbòl eleman ki rele l.

5. Kote li fèt anpil transuranis se siklotron nan Lawrence Berkeley National Laboratory (Out 1939)

Pa gen done eksperimantal

Konesans kòrèk sou pwopriyete yo nan transuranid ki pi lou yo asosye ak yon kantite lajan ase nan materyèl pou rechèch. Dènye eleman ki dwe pwodui nan yon kantite miligram remakab se einstein, ki klase 99yèm sou tab la. Natirèlman, eksperyans yo te pote tou ak lòt transuranid, men nan ka yo, pou egzanp, radyasyon karakteristik ki rive nan presipite a etidye, ak fòmasyon nan kristal nan konpoze yo pa obsève.

Pwopriyete fiziko-chimik yo pa ka tou senpleman mezire, men sèlman estime nan obsèvasyon endirèk. Yon pwoblèm menm jan an rive ak de eleman pi lejè: astatu (No. 85) i franse (No 87). Akoz lavi kout yo, kantite vizib yo poko jwenn, e teyori a dwe ranpli twou vid ki genyen nan obsèvasyon ak mezi. Nan lòt men an, pwodiksyon anyèl la nan plitonyòm, ki jwenn nan kantite tras nan kwout tè a, se plizyè tòn epi li pi byen konprann pase anpil nan eleman ki pi lejè ki pèsistan.

Yon pwoblèm menm pi gwo se ak eleman ki pi lou ak yon peryòd de 7 apre aktinid yo. Nan ka yo, youn gen yo opere ak literalman atòm separe, tout lavi a ki kalkile nan fraksyon nan yon segonn. Li pa posib ankò pou detèmine radyoaktivite prezan nan presipite yon konpoze ki lye ak yon eleman, men sèlman pou envestige sèten pwopriyete fizik (tankou pousantaj depozisyon sou yon sifas yo bay) epi konsa tire konklizyon sou resanblans chimik. Natirèlman, teyori ede, oswa pito kalkil ki baze sou mekanik pwopòsyon. Sepandan, rezilta yo pa 100% serye, pou egzanp, dapre yon distribisyon sèten nan elektwon sou kokiy yo, deskripsyon an nan pwopriyete chimik se toujou byen lwen. Plis nou deplase lwen done obsèvasyon dirèk, plis enfidèl vin konklizyon "Metòd Mendeleev la" (ki se, ki baze sou pwopriyete yo nan eleman li te ye).

Chimis ak fizisyen yo ap eseye predi pwopriyete yo nan menm eleman ki pi lou, men yo pa jwenn nan peryòd pwochen an. Eleman 119 ak 120 pral pwobableman gen karakteristik pa anpil diferan de sa yo ki sitiye pi wo a francium ak radyòm (nan gwoup 1 ak 2, chanjman nan pwopriyete fizikochimik se byen natirèl). Nan peryòd 8 la, tankou lantanid ak aktinid yo, pral genyen otan ke 18 pwopriyete ki sanble anpil nan eleman g-blòk ke syantis yo poko fè fas ak.

Kalkil yo sijere egzistans eleman ki gen yon valen jiska 12 pandan peryòd sa a. Pwobableman, eleman 164 yo pral nan sistèm nan, pou moun ki pi lou chaj nikleyè a pral tèlman gwo ke elektwon yo pral tonbe sou yo, ak vitès òbit la ta depase. vitès limyè a. Kalkil yo fè pa bay rezilta klè, gen kèk chanje limit yo nan tablo peryodik la pa apeprè yon douzèn eleman.

Lwa nan peryodikite nan fatra a?

Apre ou fin li atik la, pwobableman ou te rive nan konklizyon an ke yon gwo kantite eksepsyon dapre règ yo bay nan lekòl la, sa ba ou dwa pou reponn kesyon an an afimatif. Men, pa bay li twò vit. Lwa nan Peryodikite li se fòmile nan yon fason trè jeneral (pwopriyete yo repete detanzantan), ki se tou de avantaj ak dezavantaj li yo. Avantaj la, tout bon, lè w analize pozisyon yon eleman nan yon tablo ki bati sou baz lalwa a, yon moun ka tire konklizyon sou pwopriyete fizik ak chimik li yo. Yon dezavantaj, kòm konklizyon yo souvan kòrèk oswa menm fo.

Lwa nan Peryodikite travay byen nan gwoup prensipal yo (1, 2, 13-18), pi bon nan pati anwo yo pase nan pati pi ba yo. Yon egzanp pafè se peryòd 3: soti nan sodyòm ak agon, valens ak pwopriyete chimik chanje regilyèman san okenn sipriz. Nan gwoup bò yo (3-12) devyasyon yo deja vizib klèman, men ou li sou pwoblèm ki genyen ak lantanid ak aktinid pi wo a. An jeneral, pi lwen depi nan konmansman an nan sistèm nan, mwens egzakteman lwa a nan peryodikite satisfè.

Se konsa, nan fatra a? Linivè eleman chimik yo ak relasyon yo kreye yo se yon sistèm tèlman konplèks ke menm lide briyan Mendeleev a pa ka kaptire li nèt. Se sèten lalwa a bezwen korije epi klarifye. Si nou konpare Mendeleyev ak Newton (piske tou de lwa peryodikite ak teyori gravite òganize epi eksplike gwo moso nan mond lan bò kote nou), nou ka konkli ke chimisyen yo toujou ap tann Einstein yo.

Gade tou: