आवर्त प्रणाली का अर्थ और आवर्त नियम डी.आई.

तत्वों की आवर्त सारणी रसायन विज्ञान में सबसे मूल्यवान सामान्यीकरणों में से एक बन गई है। यह सभी तत्वों के रसायन विज्ञान के सारांश की तरह है, एक ग्राफ जिससे आप तत्वों और उनके यौगिकों के गुणों को पढ़ सकते हैं। प्रणाली ने कुछ तत्वों की स्थिति, परमाणु द्रव्यमान और संयोजकता मूल्यों को स्पष्ट करना संभव बना दिया। तालिका के आधार पर, अभी तक अनदेखे तत्वों के अस्तित्व और गुणों की भविष्यवाणी करना संभव था। मेंडेलीव ने आवधिक कानून तैयार किया और इसका चित्रमय प्रतिनिधित्व प्रस्तावित किया, लेकिन उस समय आवधिकता की प्रकृति को निर्धारित करना असंभव था। परमाणु की संरचना पर खोजों के संबंध में आवधिक कानून का अर्थ बाद में सामने आया।

1. आवर्त नियम की खोज किस वर्ष हुई थी?

2. तत्वों के व्यवस्थितकरण के लिए मेंडेलीव ने क्या आधार बनाया?

3. मेंडेलीव द्वारा खोजा गया कानून क्या कहता है?

4. आधुनिक फॉर्मूलेशन से क्या अंतर है?

5. परमाणु कक्षक क्या कहलाता है?

6. समय के साथ गुण कैसे बदलते हैं?

7. अवधियों को कैसे विभाजित किया जाता है?

8. समूह किसे कहते हैं?

9. समूहों को कैसे विभाजित किया जाता है?

10. आप किस प्रकार के इलेक्ट्रॉनों को जानते हैं?

11. ऊर्जा का स्तर कैसे भरता है?

व्याख्यान संख्या 4: संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था। संपत्ति परिवर्तन की आवृत्ति.

संयोजकता की अवधारणा की उत्पत्ति.रासायनिक तत्वों की संयोजकता उनके सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है। वैलेंसी की अवधारणा को 1852 में ई. फ्रैंकलैंड द्वारा विज्ञान में पेश किया गया था। सबसे पहले, यह अवधारणा प्रकृति में विशेष रूप से स्टोइकोमेट्रिक थी और समकक्षों के कानून से उत्पन्न हुई थी। संयोजकता की अवधारणा का अर्थ परमाणु द्रव्यमान और रासायनिक तत्वों के समकक्ष मूल्यों की तुलना से पता चलता है।

परमाणु-आणविक अवधारणाओं की स्थापना के साथ, संयोजकता की अवधारणा ने एक निश्चित संरचनात्मक और सैद्धांतिक अर्थ प्राप्त कर लिया। संयोजकता को किसी दिए गए तत्व के एक परमाणु की किसी अन्य रासायनिक तत्व के परमाणुओं की एक निश्चित संख्या को अपने साथ जोड़ने की क्षमता के रूप में समझा जाने लगा। हाइड्रोजन परमाणु की संगत क्षमता को संयोजकता की इकाई के रूप में लिया गया था, क्योंकि हाइड्रोजन के परमाणु द्रव्यमान का उसके समकक्ष से अनुपात एकता के बराबर है। इस प्रकार, किसी रासायनिक तत्व की संयोजकता को उसके परमाणु की एक निश्चित संख्या में हाइड्रोजन परमाणुओं को जोड़ने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया था। यदि कोई दिया गया तत्व हाइड्रोजन के साथ यौगिक नहीं बनाता है, तो उसकी संयोजकता उसके यौगिकों में एक निश्चित संख्या में हाइड्रोजन परमाणुओं को प्रतिस्थापित करने के लिए उसके परमाणु की क्षमता के रूप में निर्धारित की जाती थी।

सरलतम यौगिकों के लिए संयोजकता के इस विचार की पुष्टि की गई।

तत्वों की संयोजकता के विचार के आधार पर संपूर्ण समूहों की संयोजकता का विचार उत्पन्न हुआ। इसलिए, उदाहरण के लिए, OH समूह ने, क्योंकि इसने अपने अन्य यौगिकों में एक हाइड्रोजन परमाणु जोड़ा या एक हाइड्रोजन परमाणु को प्रतिस्थापित किया, इसलिए इसे एक की संयोजकता दी गई। हालाँकि, जब अधिक जटिल यौगिकों की बात आती है तो संयोजकता का विचार अपनी स्पष्टता खो देता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड एच 2 ओ 2 में ऑक्सीजन की संयोजकता को एक के बराबर पहचाना जाना चाहिए, क्योंकि इस यौगिक में प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु के लिए एक हाइड्रोजन परमाणु होता है। हालाँकि, यह ज्ञात है कि H 2 O 2 में प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु एक हाइड्रोजन परमाणु और एक मोनोवैलेंट OH समूह से जुड़ा होता है, यानी ऑक्सीजन द्विसंयोजक होता है। इसी प्रकार, इथेन सी 2 एच 6 में कार्बन की संयोजकता तीन के बराबर मानी जानी चाहिए, क्योंकि इस यौगिक में प्रत्येक कार्बन परमाणु के लिए तीन हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, लेकिन चूंकि प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन हाइड्रोजन परमाणुओं और एक मोनोवैलेंट समूह सीएच से जुड़ा होता है। 3, C 2 H 6 में संयोजकता कार्बन चार के बराबर है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि व्यक्तिगत तत्वों की संयोजकता के बारे में विचार बनाते समय, इन जटिल परिस्थितियों को ध्यान में नहीं रखा गया था, और केवल सबसे सरल यौगिकों की संरचना को ध्यान में रखा गया था। लेकिन एक ही समय में, यह पता चला कि कई तत्वों के लिए विभिन्न यौगिकों में संयोजकता समान नहीं है। यह हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के साथ कुछ तत्वों के यौगिकों के लिए विशेष रूप से ध्यान देने योग्य था, जिसमें विभिन्न संयोजकताएँ दिखाई देती थीं। इस प्रकार, हाइड्रोजन के साथ संयोजन में, सल्फर की संयोजकता दो के बराबर हो गई, और ऑक्सीजन के साथ - छह। इसलिए, उन्होंने हाइड्रोजन की संयोजकता और ऑक्सीजन की संयोजकता के बीच अंतर करना शुरू कर दिया।

इसके बाद, इस विचार के संबंध में कि यौगिकों में कुछ परमाणु सकारात्मक रूप से ध्रुवीकृत होते हैं और अन्य नकारात्मक रूप से, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन यौगिकों में संयोजकता की अवधारणा को सकारात्मक और नकारात्मक संयोजकता की अवधारणा से बदल दिया गया था।

समान तत्वों के लिए अलग-अलग संयोजकता मान ऑक्सीजन के साथ उनके विभिन्न यौगिकों में भी प्रकट हुए। दूसरे शब्दों में, समान तत्व विभिन्न सकारात्मक संयोजकता प्रदर्शित करने में सक्षम थे। इस प्रकार कुछ तत्वों की परिवर्तनशील धनात्मक संयोजकता का विचार प्रकट हुआ। जहां तक ​​गैर-धातु तत्वों की नकारात्मक संयोजकता का सवाल है, यह, एक नियम के रूप में, समान तत्वों के लिए स्थिर साबित हुई।

अधिकांश तत्वों ने परिवर्तनशील सकारात्मक संयोजकता प्रदर्शित की। हालाँकि, इनमें से प्रत्येक तत्व की विशेषता इसकी अधिकतम संयोजकता थी। इस अधिकतम संयोजकता को कहा जाता है विशेषता.

बाद में, परमाणु संरचना और रासायनिक बंधों के इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के उद्भव और विकास के संबंध में, संयोजकता को एक परमाणु से दूसरे परमाणु में जाने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या, या परमाणुओं के बीच उत्पन्न होने वाले रासायनिक बंधों की संख्या से जोड़ा जाने लगा। रासायनिक यौगिक के निर्माण की प्रक्रिया.

इलेक्ट्रोवैलेंसी और सहसंयोजकता।किसी तत्व की सकारात्मक या नकारात्मक संयोजकता सबसे आसानी से निर्धारित की जाती है यदि दो तत्व एक आयनिक यौगिक बनाते हैं: जिस तत्व का परमाणु सकारात्मक रूप से आवेशित आयन बन जाता है, उसकी संयोजकता सकारात्मक मानी जाती है, और जिस तत्व का परमाणु नकारात्मक रूप से आवेशित आयन बन जाता है, उसकी संयोजकता ऋणात्मक होती है वैलेंस. संयोजकता का संख्यात्मक मान आयन आवेश के परिमाण के बराबर माना जाता था। चूँकि यौगिकों में आयन परमाणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों के दान और अधिग्रहण से बनते हैं, आयनों के आवेश की मात्रा परमाणुओं द्वारा छोड़े गए (सकारात्मक) और जोड़े गए (नकारात्मक) इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होती है। इसके अनुसार, किसी तत्व की सकारात्मक संयोजकता उसके परमाणु द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मापी जाती थी, और ऋणात्मक संयोजकता - किसी दिए गए परमाणु द्वारा संलग्न इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मापी जाती थी। इस प्रकार, चूंकि संयोजकता को परमाणुओं के विद्युत आवेश के परिमाण से मापा जाता था, इसलिए इसे इलेक्ट्रोवैलेंसी नाम मिला। इसे आयनिक संयोजकता भी कहते हैं।

रासायनिक यौगिकों में वे भी हैं जिनके अणुओं में परमाणु ध्रुवीकृत नहीं होते हैं। जाहिर है, उनके लिए सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोवैलेंसी की अवधारणा लागू नहीं होती है। यदि अणु एक तत्व (प्राथमिक पदार्थ) के परमाणुओं से बना है, तो स्टोइकोमेट्रिक संयोजकता की सामान्य अवधारणा अपना अर्थ खो देती है। हालाँकि, किसी निश्चित संख्या में अन्य परमाणुओं को जोड़ने की परमाणुओं की क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए, उन्होंने रासायनिक यौगिक के निर्माण के दौरान किसी दिए गए परमाणु और अन्य परमाणुओं के बीच उत्पन्न होने वाले रासायनिक बंधों की संख्या का उपयोग करना शुरू कर दिया। चूँकि ये रासायनिक बंधन, जो कि दोनों जुड़े हुए परमाणुओं से एक साथ जुड़े इलेक्ट्रॉन जोड़े हैं, सहसंयोजक कहलाते हैं, एक परमाणु की अन्य परमाणुओं के साथ एक निश्चित संख्या में रासायनिक बंधन बनाने की क्षमता को सहसंयोजकता कहा जाता है। सहसंयोजकता स्थापित करने के लिए, संरचनात्मक सूत्रों का उपयोग किया जाता है जिसमें रासायनिक बंधनों को डैश द्वारा दर्शाया जाता है।

ऑक्सीकरण अवस्था और ऑक्सीकरण संख्या.आयनिक यौगिकों के निर्माण की प्रतिक्रियाओं में, एक प्रतिक्रियाशील परमाणुओं या आयनों से दूसरे प्रतिक्रियाशील परमाणुओं या आयनों में इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण उनकी इलेक्ट्रोवैलेंसी के मूल्य या संकेत में संबंधित परिवर्तन के साथ होता है। जब सहसंयोजक प्रकृति के यौगिक बनते हैं, तो परमाणुओं की विद्युतसंयोजक अवस्था में ऐसा परिवर्तन वास्तव में नहीं होता है, बल्कि केवल इलेक्ट्रॉनिक बंधों का पुनर्वितरण होता है, और मूल प्रतिक्रियाशील पदार्थों की संयोजकता नहीं बदलती है। वर्तमान में, कनेक्शन में किसी तत्व की स्थिति को चिह्नित करने के लिए, एक सशर्त अवधारणा पेश की गई है ऑक्सीकरण अवस्थाएँ. ऑक्सीकरण अवस्था की संख्यात्मक अभिव्यक्ति कहलाती है ऑक्सीकरण संख्या.

परमाणुओं की ऑक्सीकरण संख्या में सकारात्मक, शून्य और नकारात्मक मान हो सकते हैं। एक सकारात्मक ऑक्सीकरण संख्या किसी दिए गए परमाणु से खींचे गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होती है, और एक नकारात्मक ऑक्सीकरण संख्या किसी दिए गए परमाणु द्वारा आकर्षित इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होती है। किसी भी पदार्थ में प्रत्येक परमाणु को ऑक्सीकरण संख्या निर्दिष्ट की जा सकती है, जिसके लिए आपको निम्नलिखित सरल नियमों द्वारा निर्देशित होने की आवश्यकता है:

1. किसी भी मूल पदार्थ में परमाणुओं की ऑक्सीकरण संख्या शून्य होती है।

2. आयनिक प्रकृति के पदार्थों में प्राथमिक आयनों की ऑक्सीकरण संख्या इन आयनों के विद्युत आवेशों के मान के बराबर होती है।

3. सहसंयोजक प्रकृति के यौगिकों में परमाणुओं की ऑक्सीकरण संख्या पारंपरिक गणना द्वारा निर्धारित की जाती है कि परमाणु से खींचा गया प्रत्येक इलेक्ट्रॉन इसे +1 के बराबर चार्ज देता है, और आकर्षित प्रत्येक इलेक्ट्रॉन इसे -1 के बराबर चार्ज देता है।

4. किसी भी यौगिक के सभी परमाणुओं की ऑक्सीकरण संख्याओं का बीजगणितीय योग शून्य होता है।

5. अन्य तत्वों के साथ अपने सभी यौगिकों में फ्लोरीन परमाणु की ऑक्सीकरण संख्या -1 होती है।

ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी की अवधारणा से जुड़ा है। इस अवधारणा का उपयोग करके एक और नियम तैयार किया गया है।

6. यौगिकों में, उच्च वैद्युतीयऋणात्मकता वाले तत्वों के परमाणुओं के लिए ऑक्सीकरण संख्या ऋणात्मक होती है और कम वैद्युतीयऋणात्मकता वाले तत्वों के परमाणुओं के लिए ऑक्सीकरण संख्या सकारात्मक होती है।

इस प्रकार ऑक्सीकरण अवस्था की अवधारणा ने इलेक्ट्रोवैलेंस की अवधारणा को प्रतिस्थापित कर दिया है। इस संबंध में, सहसंयोजकता की अवधारणा का उपयोग करना अनुचित लगता है। तत्वों को चिह्नित करने के लिए, वैलेंस की अवधारणा का उपयोग करना बेहतर होता है, इसे किसी दिए गए परमाणु द्वारा इलेक्ट्रॉन जोड़े बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या से परिभाषित किया जाता है, भले ही वे किसी दिए गए परमाणु के प्रति आकर्षित हों या, इसके विपरीत, इससे वापस ले लिए जाएं। फिर वैधता को अहस्ताक्षरित संख्या के रूप में व्यक्त किया जाएगा। संयोजकता के विपरीत, ऑक्सीकरण अवस्था किसी दिए गए परमाणु (सकारात्मक) से खींचे गए या उसकी ओर आकर्षित (नकारात्मक) इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होती है। कई मामलों में, संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था के अंकगणितीय मान मेल खाते हैं - यह काफी स्वाभाविक है। कुछ मामलों में, संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था के संख्यात्मक मान एक दूसरे से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, मुक्त हैलोजन के अणुओं में दोनों परमाणुओं की संयोजकता एक के बराबर होती है, और ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है। ऑक्सीजन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अणुओं में, दोनों ऑक्सीजन परमाणुओं की संयोजकता दो होती है, और ऑक्सीजन अणु में उनकी ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है, और हाइड्रोजन पेरोक्साइड अणु में यह शून्य से एक होती है। नाइट्रोजन और हाइड्राज़िन के अणुओं में - एन 4 एच 2 - दोनों नाइट्रोजन परमाणुओं की संयोजकता तीन है, और मौलिक नाइट्रोजन अणु में ऑक्सीकरण अवस्था शून्य है, और हाइड्राज़िन अणु में यह शून्य से दो है।

यह स्पष्ट है कि वैलेंस उन परमाणुओं की विशेषता है जो किसी भी यौगिक का केवल एक हिस्सा हैं, यहां तक ​​​​कि एक होमोन्यूक्लियर भी, जो कि एक तत्व के परमाणुओं से बना है; व्यक्तिगत परमाणुओं की वैधता के बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है। ऑक्सीकरण की डिग्री एक यौगिक में शामिल और अलग-अलग मौजूद परमाणुओं की स्थिति को दर्शाती है।

विषय को सुदृढ़ करने के लिए प्रश्न:

1. "वैलेंस" की अवधारणा किसने पेश की?

2. संयोजकता किसे कहते हैं?

3. संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था में क्या अंतर है?

4. संयोजकता क्या है?

5. ऑक्सीकरण अवस्था कैसे निर्धारित की जाती है?

6. क्या किसी तत्व की संयोजकता एवं ऑक्सीकरण अवस्था सदैव समान होती है?

7. किसी तत्व की संयोजकता किस तत्व से निर्धारित होती है?

8. किसी तत्व की संयोजकता की विशेषता क्या है, और ऑक्सीकरण अवस्था क्या है?

9. क्या किसी तत्व की संयोजकता ऋणात्मक हो सकती है?

व्याख्यान संख्या 5: रासायनिक प्रतिक्रिया की दर।

रासायनिक प्रतिक्रियाएं होने में लगने वाले समय में काफी भिन्नता हो सकती है। कमरे के तापमान पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का मिश्रण लंबे समय तक लगभग अपरिवर्तित रह सकता है, लेकिन अगर मारा या जलाया जाए, तो विस्फोट होगा। लोहे की प्लेट में धीरे-धीरे जंग लग जाती है और सफेद फास्फोरस का एक टुकड़ा हवा में अनायास ही प्रज्वलित हो जाता है। किसी विशेष प्रतिक्रिया की प्रगति को नियंत्रित करने में सक्षम होने के लिए यह जानना महत्वपूर्ण है कि कोई विशेष प्रतिक्रिया कितनी जल्दी होती है।

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तत्वों की आवर्त सारणी का पहला संस्करण दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव द्वारा 1869 में प्रकाशित किया गया था - परमाणु की संरचना के अध्ययन से बहुत पहले। इस कार्य में डी. आई. मेंडेलीव का मार्गदर्शक तत्वों का परमाणु द्रव्यमान (परमाणु भार) था। तत्वों को उनके परमाणु भार के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित करके, डी. आई. मेंडेलीव ने प्रकृति के एक मौलिक नियम की खोज की, जिसे अब आवर्त नियम के रूप में जाना जाता है: तत्वों के गुण उनके परमाणु भार के अनुसार समय-समय पर बदलते रहते हैं।

डी. आई. मेंडेलीव द्वारा खोजे और तैयार किए गए आवधिक कानून की मौलिक नवीनता इस प्रकार थी:

1. उन तत्वों के बीच एक संबंध स्थापित किया गया जो उनके गुणों में भिन्न थे। यह संबंध इस तथ्य में निहित है कि तत्वों के गुण उनके परमाणु भार बढ़ने के साथ सुचारू रूप से और लगभग समान रूप से बदलते हैं, और फिर ये परिवर्तन समय-समय पर दोहराए जाते हैं।

2. उन मामलों में जब ऐसा लगता था कि तत्वों के गुणों में परिवर्तन के क्रम में कुछ लिंक गायब है, तो आवर्त सारणी में GAPS प्रदान किए गए थे जिन्हें उन तत्वों से भरना था जो अभी तक खोजे नहीं गए थे। इसके अलावा, आवधिक कानून ने इन तत्वों के गुणों की भविष्यवाणी करना संभव बना दिया।

तत्वों के बीच संबंध निर्धारित करने के पिछले सभी प्रयासों में, अन्य शोधकर्ताओं ने एक पूरी तस्वीर बनाने की कोशिश की जिसमें उन तत्वों के लिए कोई जगह नहीं थी जो अभी तक खोजे नहीं गए थे।

यह प्रशंसनीय है कि डी. आई. मेंडेलीव ने अपनी खोज ऐसे समय में की जब कई तत्वों के परमाणु भार बहुत लगभग निर्धारित किए गए थे, और केवल 63 तत्व ही ज्ञात थे - यानी, आज हमें ज्ञात आधे से थोड़ा अधिक।

मेंडेलीव के अनुसार आवधिक कानून: "सरल निकायों के गुण ... और तत्वों के यौगिक समय-समय पर तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के परिमाण पर निर्भर होते हैं।"

आवर्त नियम के आधार पर तत्वों की आवर्त प्रणाली संकलित की गई। इसमें समान गुणों वाले तत्वों को ऊर्ध्वाधर समूह स्तंभों में संयोजित किया गया था। कुछ मामलों में, तत्वों को आवर्त सारणी में रखते समय, गुणों की पुनरावृत्ति की आवधिकता को बनाए रखने के लिए बढ़ते परमाणु द्रव्यमान के अनुक्रम को बाधित करना आवश्यक था। उदाहरण के लिए, टेल्यूरियम और आयोडीन, साथ ही आर्गन और पोटेशियम को "स्वैप" करना आवश्यक था।

हालाँकि, परमाणु भार को सही करने के लिए रसायनज्ञों के भारी और सावधानीपूर्वक काम के बाद भी, आवर्त सारणी के चार स्थानों में तत्व बढ़ते परमाणु द्रव्यमान में व्यवस्था के सख्त क्रम का "उल्लंघन" करते हैं।

डी.आई. मेंडेलीव के समय में, ऐसे विचलनों को आवर्त सारणी की कमियाँ माना जाता था। परमाणु संरचना के सिद्धांत ने सब कुछ अपनी जगह पर रख दिया: तत्व बिल्कुल सही ढंग से स्थित हैं - उनके नाभिक के आवेश के अनुसार। फिर हम यह कैसे समझा सकते हैं कि आर्गन का परमाणु भार पोटेशियम के परमाणु भार से अधिक है?

प्रकृति में उनकी प्रचुरता को ध्यान में रखते हुए, किसी भी तत्व का परमाणु भार उसके सभी समस्थानिकों के औसत परमाणु भार के बराबर होता है। संयोग से, आर्गन का परमाणु भार "सबसे भारी" आइसोटोप द्वारा निर्धारित होता है (यह प्रकृति में बड़ी मात्रा में पाया जाता है)। इसके विपरीत, पोटेशियम में, इसका "हल्का" आइसोटोप (यानी, कम द्रव्यमान संख्या वाला आइसोटोप) प्रबल होता है।

कारण यह है कि मेंडेलीव ने आवर्त नियम का प्रतिपादन उस समय किया था जब परमाणु की संरचना के बारे में कुछ भी ज्ञात नहीं था। 20वीं शताब्दी में परमाणु का ग्रहीय मॉडल प्रस्तावित होने के बाद, आवधिक कानून इस प्रकार तैयार किया गया था:

"रासायनिक तत्वों और यौगिकों के गुण समय-समय पर परमाणु नाभिक के आवेशों पर निर्भर होते हैं।"

नाभिक का आवेश आवर्त सारणी में तत्व की संख्या और परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होता है। इस सूत्रीकरण ने आवधिक कानून के "उल्लंघन" की व्याख्या की। आवर्त सारणी में, आवर्त संख्या परमाणु में इलेक्ट्रॉनिक स्तरों की संख्या के बराबर होती है, मुख्य उपसमूहों के तत्वों के लिए समूह संख्या बाहरी स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है।

रासायनिक तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन का कारण इलेक्ट्रॉन कोशों का आवधिक भरना है। अगला कोश भरने के बाद एक नया काल शुरू होता है। तत्वों में आवधिक परिवर्तन से ऑक्साइड की संरचना और गुणों में परिवर्तन स्पष्ट रूप से दिखाई देता है।

आवर्त नियम का वैज्ञानिक महत्व.

आवधिक कानून ने रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों के गुणों को व्यवस्थित करना संभव बना दिया। आवर्त सारणी का संकलन करते समय, मेंडेलीव ने कई अनदेखे तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, उनके लिए खाली कोशिकाएँ छोड़ दीं, और अनदेखे तत्वों के कई गुणों की भविष्यवाणी की, जिससे उनकी खोज में आसानी हुई। इनमें से पहला चार साल बाद आया। जिस तत्व के लिए मेंडेलीव ने स्थान और गुण छोड़े थे, जिसके परमाणु भार की उन्होंने भविष्यवाणी की थी, वह अचानक प्रकट हो गया! युवा फ्रांसीसी रसायनज्ञ लेकोक डी बोइसबौड्रन ने पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज को एक पत्र भेजा। यह कहा:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. लेकिन सबसे आश्चर्यजनक चीज़ अभी आना बाकी थी। मेंडेलीव ने इस तत्व के लिए जगह छोड़ते हुए भविष्यवाणी की कि इसका घनत्व 5.9 होना चाहिए। और बोइसबाउड्रन ने दावा किया: जिस तत्व की उन्होंने खोज की उसका घनत्व 4.7 है। मेंडेलीव, जिन्होंने कभी भी नया तत्व नहीं देखा था - जो इसे और अधिक आश्चर्यजनक बनाता है - ने घोषणा की कि फ्रांसीसी रसायनज्ञ ने अपनी गणना में गलती की थी। लेकिन बोइसबाउड्रन भी जिद्दी निकले: उन्होंने जोर देकर कहा कि वह सटीक थे। थोड़ी देर बाद, अतिरिक्त माप के बाद, यह स्पष्ट हो गया: मेंडेलीव बिना शर्त सही थे। बोइसबाउड्रन ने अपनी मातृभूमि फ्रांस के सम्मान में टेबल में खाली जगह भरने वाले पहले तत्व का नाम गैलियम रखा। और तब किसी ने भी उसे उस आदमी का नाम देने के बारे में नहीं सोचा जिसने इस तत्व के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी, वह आदमी जिसने हमेशा के लिए रसायन विज्ञान के विकास का मार्ग पूर्वनिर्धारित किया था। बीसवीं सदी के वैज्ञानिकों ने ऐसा किया। सोवियत भौतिकविदों द्वारा खोजे गए एक तत्व का नाम मेंडेलीव है।

लेकिन मेंडेलीव की महान योग्यता केवल नई चीजों की खोज में नहीं है।

मेंडलीफ ने प्रकृति के एक नये नियम की खोज की। असमान, असंबद्ध पदार्थों के बजाय, विज्ञान को एक एकल सामंजस्यपूर्ण प्रणाली का सामना करना पड़ा जिसने ब्रह्मांड के सभी तत्वों को एक पूरे में एकजुट किया, परमाणुओं को इस प्रकार माना जाने लगा:

1. एक सामान्य पैटर्न द्वारा एक दूसरे के साथ व्यवस्थित रूप से जुड़े हुए,

2. परमाणु भार में मात्रात्मक परिवर्तन के उनके रसायन में गुणात्मक परिवर्तन में परिवर्तन का पता लगाना। व्यक्तित्व,

3. यह दर्शाता है कि परमाणुओं के धात्विक और अधात्विक गुणों के बीच विरोध निरपेक्ष नहीं है, जैसा कि पहले सोचा गया था, बल्कि केवल सापेक्ष है।

सभी तत्वों के बीच, उनके भौतिक और रासायनिक गुणों के बीच आपसी संबंध की खोज ने अत्यधिक महत्व की एक वैज्ञानिक और दार्शनिक समस्या खड़ी कर दी: इस आपसी संबंध, इस एकता को समझाया जाना चाहिए।

मेंडेलीव के शोध ने परमाणु की संरचना को समझाने के प्रयासों के लिए एक ठोस और विश्वसनीय आधार प्रदान किया: आवधिक कानून की खोज के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि सभी तत्वों के परमाणुओं को "एक ही योजना के अनुसार" बनाया जाना चाहिए, कि उनकी संरचना होनी चाहिए तत्वों के गुणों की आवधिकता को दर्शाते हैं।

पहचान और विकास का अधिकार केवल परमाणु के उसी मॉडल को हो सकता है, जो विज्ञान को आवर्त सारणी में तत्व की स्थिति के रहस्य को समझने के करीब लाएगा। हमारी सदी के महानतम वैज्ञानिकों ने इस महान समस्या को हल करते हुए परमाणु की संरचना का खुलासा किया - इस प्रकार मेंडेलीव के नियम का पदार्थ की प्रकृति के बारे में सभी आधुनिक ज्ञान के विकास पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ा।

आधुनिक रसायन विज्ञान की सभी सफलताएँ, परमाणु ऊर्जा और कृत्रिम तत्वों के संश्लेषण सहित परमाणु और परमाणु भौतिकी की सफलताएँ, आवधिक कानून के कारण ही संभव हो सकीं। बदले में, परमाणु भौतिकी की सफलताओं, नई अनुसंधान विधियों के उद्भव और क्वांटम यांत्रिकी के विकास ने आवधिक कानून के सार का विस्तार और गहरा किया है।

पिछली सदी में, मेंडेलीव का नियम - प्रकृति का एक सच्चा नियम - न केवल पुराना हो गया है और न ही अपना महत्व खोया है। इसके विपरीत, विज्ञान के विकास से पता चला है कि इसका अर्थ अभी तक पूरी तरह से समझा और पूरा नहीं किया जा सका है, कि यह अपने निर्माता की कल्पना से कहीं अधिक व्यापक है, जैसा कि वैज्ञानिकों ने हाल तक सोचा था। यह हाल ही में स्थापित किया गया है कि न केवल परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना, बल्कि परमाणु नाभिक की बारीक संरचना भी आवधिकता के नियम के अधीन है। जाहिरा तौर पर, वे पैटर्न जो प्राथमिक कणों की जटिल और बड़े पैमाने पर गलत समझी जाने वाली दुनिया को नियंत्रित करते हैं, उनके मूल में एक आवधिक चरित्र भी होता है।

रसायन विज्ञान और भौतिकी में आगे की खोजों ने आवधिक कानून के मौलिक अर्थ की बार-बार पुष्टि की है। अक्रिय गैसों की खोज की गई, जो आवर्त सारणी में पूरी तरह से फिट बैठती हैं - यह विशेष रूप से तालिका के लंबे रूप से स्पष्ट रूप से दिखाया गया है। किसी तत्व की क्रम संख्या इस तत्व के परमाणु के नाभिक के आवेश के बराबर निकली। कई पूर्व अज्ञात तत्वों की खोज उन गुणों की लक्षित खोज के कारण की गई थी जिनकी आवर्त सारणी से भविष्यवाणी की गई थी।

डी.आई. मेंडेलीव का आवधिक नियम अत्यंत महत्वपूर्ण है। उन्होंने आधुनिक रसायन विज्ञान की नींव रखी और इसे एक एकल, अभिन्न विज्ञान बनाया। आवर्त सारणी में उनके स्थान के आधार पर, तत्वों पर संबंध में विचार किया जाने लगा। रसायन विज्ञान एक वर्णनात्मक विज्ञान नहीं रह गया है। आवर्त नियम की खोज से इसमें वैज्ञानिक दूरदर्शिता संभव हो सकी। नए तत्वों और उनके यौगिकों की भविष्यवाणी करना और उनका वर्णन करना संभव हो गया। इसका एक शानदार उदाहरण डी.आई. मेंडेलीव की उनके समय में अभी तक खोजे नहीं गए तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी है, जिनमें से तीन - गा, एससी, जीई - के लिए उन्होंने उनके गुणों का सटीक विवरण दिया।

डी.आई. मेंडेलीव के नियम के आधार पर, उनके सिस्टम की Z=1 से Z=92 तक की सभी खाली कोशिकाएँ भर गईं, और ट्रांसयूरेनियम तत्वों की खोज की गई। और आज यह कानून नए रासायनिक तत्वों की खोज या कृत्रिम निर्माण के लिए एक दिशानिर्देश के रूप में कार्य करता है। इस प्रकार, आवधिक कानून द्वारा निर्देशित, यह तर्क दिया जा सकता है कि यदि तत्व Z=114 को संश्लेषित किया जाता है, तो यह सीसा (ईकासलेड) का एक एनालॉग होगा, यदि तत्व Z=118 को संश्लेषित किया जाता है, तो यह एक उत्कृष्ट गैस होगी (ekaradon).

19वीं सदी के 80 के दशक में रूसी वैज्ञानिक एन.ए. मोरोज़ोव ने उत्कृष्ट गैसों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी, जिन्हें तब खोजा गया था। आवर्त सारणी में वे आवर्तों को पूरा करते हैं और समूह VII का मुख्य उपसमूह बनाते हैं। "आवधिक कानून से पहले," डी.आई. मेंडेलीव ने लिखा, "तत्व प्रकृति की केवल खंडित यादृच्छिक घटनाओं का प्रतिनिधित्व करते थे; किसी भी नए की उम्मीद करने का कोई कारण नहीं था, और जो दोबारा मिले वे पूरी तरह से अप्रत्याशित नवीनता थे। आवधिक कानून पहला कानून था जिसने दूर से अभी तक अनदेखे तत्वों को देखना संभव बनाया, इस कानून की सहायता के बिना दृष्टि उस समय तक नहीं पहुंच पाई थी।

आवर्त नियम तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को सही करने के आधार के रूप में कार्य करता है। डी.आई.मेंडलीफ द्वारा 20 तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को सही किया गया, जिसके बाद इन तत्वों ने आवर्त सारणी में अपना स्थान बना लिया।

डी.आई. मेंडेलीव के आवर्त नियम और आवर्त प्रणाली के आधार पर परमाणु की संरचना का सिद्धांत तेजी से विकसित हुआ। इसने आवर्त नियम के भौतिक अर्थ को उजागर किया और आवर्त सारणी में तत्वों की व्यवस्था को समझाया। परमाणु की संरचना के सिद्धांत की शुद्धता को हमेशा आवधिक कानून द्वारा सत्यापित किया गया है। यहाँ एक और उदाहरण है. 1921 में, एन. बोह्र ने दिखाया कि तत्व Z = 72, जिसके अस्तित्व की भविष्यवाणी डी. आई. मेंडेलीव ने 1870 (ईकाबोर) में की थी, की परमाणु संरचना ज़िरकोनियम परमाणु (Zr - 2. 8. 18. 10) के समान होनी चाहिए। 2; एक एचएफ - 2. 8. 18. 32. 10. 2), और इसलिए इसे ज़िरकोनियम खनिजों के बीच खोजा जाना चाहिए। इस सलाह के बाद, 1922 में, हंगेरियन रसायनज्ञ डी. हेवेसी और डच वैज्ञानिक डी. कोस्टर ने नॉर्वेजियन ज़िरकोनियम अयस्क में तत्व Z=72 की खोज की, इसे हेफ़नियम कहा (कोपेनहेगन के लैटिन नाम से, वह स्थान जहां तत्व की खोज की गई थी) . यह परमाणु संरचना के सिद्धांत की सबसे बड़ी जीत थी: परमाणु की संरचना के आधार पर, प्रकृति में एक तत्व के स्थान की भविष्यवाणी की गई थी।

परमाणुओं की संरचना के अध्ययन से परमाणु ऊर्जा की खोज और मानव आवश्यकताओं के लिए इसका उपयोग हुआ। हम कह सकते हैं कि आवर्त नियम 20वीं सदी की रसायन विज्ञान और भौतिकी की सभी खोजों का प्राथमिक स्रोत है। उन्होंने रसायन विज्ञान से संबंधित अन्य प्राकृतिक विज्ञानों के विकास में उत्कृष्ट भूमिका निभाई।

आवधिक कानून और प्रणाली रासायनिक विज्ञान और उद्योग में आधुनिक समस्याओं के समाधान का आधार है। डी.आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली को ध्यान में रखते हुए, नई बहुलक और अर्धचालक सामग्री, गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु, निर्दिष्ट गुणों वाले पदार्थ, परमाणु ऊर्जा का उपयोग करने, पृथ्वी और ब्रह्मांड के आंतों का उपयोग करने के लिए काम चल रहा है।

आवधिक कानून की खोज के लिए पूर्व शर्त 1860 में कार्लज़ूए शहर में रसायनज्ञों की अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस के निर्णय थे, जब परमाणु-आणविक विज्ञान अंततः स्थापित हुआ और अणु और परमाणु की अवधारणाओं की पहली एकीकृत परिभाषाएँ भी सामने आईं। परमाणु भार के रूप में, जिसे अब हम सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान कहते हैं, लिया गया।

डी.आई. मेंडेलीव ने अपनी खोज में स्पष्ट रूप से तैयार किए गए शुरुआती बिंदुओं पर भरोसा किया:

सभी रासायनिक तत्वों के परमाणुओं का सामान्य अपरिवर्तनीय गुण उनका परमाणु द्रव्यमान है;

तत्वों के गुण उनके परमाणु द्रव्यमान पर निर्भर करते हैं;

इस निर्भरता का स्वरूप आवधिक है।

ऊपर चर्चा की गई पूर्वापेक्षाओं को वस्तुनिष्ठ कहा जा सकता है, अर्थात, वैज्ञानिक के व्यक्तित्व से स्वतंत्र, क्योंकि वे एक विज्ञान के रूप में रसायन विज्ञान के ऐतिहासिक विकास द्वारा निर्धारित किए गए थे।

III आवर्त नियम और रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी।

मेंडेलीव की आवधिक कानून की खोज।

तत्वों की आवर्त सारणी का पहला संस्करण 1869 में डी. आई. मेंडेलीव द्वारा प्रकाशित किया गया था - परमाणु की संरचना के अध्ययन से बहुत पहले। इस समय, मेंडेलीव ने सेंट पीटर्सबर्ग विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान पढ़ाया। व्याख्यान की तैयारी और अपनी पाठ्यपुस्तक "रसायन विज्ञान के बुनियादी सिद्धांत" के लिए सामग्री एकत्र करते समय, डी. आई. मेंडेलीव ने सोचा कि सामग्री को इस तरह से कैसे व्यवस्थित किया जाए कि तत्वों के रासायनिक गुणों के बारे में जानकारी असमान तथ्यों के सेट की तरह न दिखे।

इस कार्य में डी. आई. मेंडेलीव का मार्गदर्शक तत्वों का परमाणु द्रव्यमान (परमाणु भार) था। 1860 में रसायनज्ञों की विश्व कांग्रेस के बाद, जिसमें डी.आई. मेंडेलीव ने भी भाग लिया, परमाणु भार को सही ढंग से निर्धारित करने की समस्या लगातार डी.आई. मेंडेलीव सहित दुनिया के कई प्रमुख रसायनज्ञों के ध्यान के केंद्र में थी।तत्वों को उनके परमाणु भार के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित करके, डी. आई. मेंडेलीव ने प्रकृति के एक मौलिक नियम की खोज की, जिसे अब आवर्त नियम के रूप में जाना जाता है:

तत्वों के गुण उनके परमाणु भार के अनुसार समय-समय पर बदलते रहते हैं।

उपरोक्त सूत्रीकरण बिल्कुल भी आधुनिक सूत्रीकरण का खंडन नहीं करता है, जिसमें "परमाणु भार" की अवधारणा को "परमाणु प्रभार" की अवधारणा से बदल दिया गया है। नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। अधिकांश तत्वों के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या लगभग समान होती है, इसलिए परमाणु भार लगभग उसी तरह बढ़ता है जैसे नाभिक (परमाणु आवेश Z) में प्रोटॉन की संख्या बढ़ती है।

आवधिक कानून की मौलिक नवीनता इस प्रकार थी:

1. उन तत्वों के बीच एक संबंध स्थापित किया गया जो उनके गुणों में भिन्न थे। यह संबंध इस तथ्य में निहित है कि तत्वों के गुण उनके परमाणु भार बढ़ने के साथ सुचारू रूप से और लगभग समान रूप से बदलते हैं, और फिर ये परिवर्तन समय-समय पर दोहराए जाते हैं।

2. उन मामलों में जब ऐसा लगता था कि तत्वों के गुणों में परिवर्तन के क्रम में कुछ लिंक गायब है, तो आवर्त सारणी में GAPS प्रदान किए गए थे जिन्हें उन तत्वों से भरना था जो अभी तक खोजे नहीं गए थे।

तत्वों के बीच संबंध निर्धारित करने के पिछले सभी प्रयासों में, अन्य शोधकर्ताओं ने एक पूरी तस्वीर बनाने की कोशिश की जिसमें उन तत्वों के लिए कोई जगह नहीं थी जो अभी तक खोजे नहीं गए थे। इसके विपरीत, डी.आई. मेंडेलीव ने अपनी आवर्त सारणी का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा उन कोशिकाओं को माना जो अभी भी खाली थीं। इससे अभी भी अज्ञात तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करना संभव हो गया।

यह प्रशंसनीय है कि डी. आई. मेंडेलीव ने अपनी खोज ऐसे समय में की जब कई तत्वों के परमाणु भार बहुत लगभग निर्धारित किए गए थे, और केवल 63 तत्व ही ज्ञात थे - यानी, आज हमें ज्ञात आधे से थोड़ा अधिक।

विभिन्न तत्वों के रासायनिक गुणों के गहन ज्ञान ने मेंडेलीव को न केवल उन तत्वों को इंगित करने की अनुमति दी जो अभी तक खोजे नहीं गए थे, बल्कि उनके गुणों की सटीक भविष्यवाणी भी की थी! डी.आई. मेंडेलीव ने उस तत्व के गुणों की सटीक भविष्यवाणी की जिसे उन्होंने "ईका-सिलिकॉन" कहा। 16 साल बाद, इस तत्व की खोज वास्तव में जर्मन रसायनज्ञ विंकलर ने की और इसे जर्मेनियम नाम दिया।

अभी तक अनदेखे तत्व "ईका-सिलिकॉन" के लिए डी.आई. मेंडेलीव द्वारा अनुमानित गुणों की तुलना तत्व जर्मेनियम (जीई) के गुणों से की गई है। आधुनिक आवर्त सारणी में जर्मेनियम का स्थान "ईका-सिलिकॉन" है।

संपत्ति

1870 में "ईका-सिलिकॉन" के लिए डी.आई. मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी की गई

जर्मेनियम Ge के लिए परिभाषित, 1886 में खोजा गया

रंग, रूप

भूरा

हल्का भूरा

परमाण्विक भार

72,59

घनत्व (जी/सेमी3)

5,5

5,35

ऑक्साइड सूत्र

XO2

GeO2

क्लोराइड सूत्र

XCl4

GeCl4

क्लोराइड घनत्व (जी/सेमी3)

1,9

1,84

इसी तरह, "ईका-एल्यूमीनियम" (तत्व गैलियम गा, 1875 में खोजा गया) और "ईका-बोरॉन" (तत्व स्कैंडियम एससी, 1879 में खोजा गया) के गुणों की डी.आई. मेंडेलीव ने शानदार ढंग से पुष्टि की।

इसके बाद, दुनिया भर के वैज्ञानिकों के लिए यह स्पष्ट हो गया कि डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी केवल तत्वों को व्यवस्थित नहीं करती है, बल्कि प्रकृति के मौलिक नियम - आवर्त कानून की एक ग्राफिक अभिव्यक्ति है।

आवर्त सारणी की संरचना.

डी.आई. के आवर्त नियम पर आधारित। मेंडेलीव ने रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी बनाई, जिसमें 7 अवधि और 8 समूह (तालिका का लघु अवधि संस्करण) शामिल थे। वर्तमान में, आवधिक प्रणाली का दीर्घकालिक संस्करण अधिक बार उपयोग किया जाता है (7 अवधि, 8 समूह, तत्व लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स अलग-अलग दिखाए जाते हैं)।

आवर्त सारणी की क्षैतिज पंक्तियाँ हैं जिन्हें छोटी और बड़ी में विभाजित किया गया है। छोटे आवर्त में 2 तत्व (पहला आवर्त) या 8 तत्व (दूसरा, तीसरा आवर्त) होते हैं, बड़े आवर्त में 18 तत्व (चौथा, 5वां आवर्त) या 32 तत्व (छठा, 5वां आवर्त) 7वां आवर्त)। प्रत्येक अवधि एक विशिष्ट धातु से शुरू होती है और एक अधातु (हैलोजन) और एक उत्कृष्ट गैस के साथ समाप्त होती है।

समूह तत्वों के ऊर्ध्वाधर क्रम हैं, उन्हें I से VIII तक रोमन अंकों और रूसी अक्षरों ए और बी के साथ क्रमांकित किया गया है। आवधिक प्रणाली के लघु-अवधि संस्करण में तत्वों के उपसमूह (मुख्य और माध्यमिक) शामिल थे।

एक उपसमूह उन तत्वों का एक समूह है जो बिना शर्त रासायनिक एनालॉग हैं; अक्सर किसी उपसमूह के तत्वों में समूह संख्या के अनुरूप उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था होती है।

ए-समूहों में, तत्वों के रासायनिक गुण गैर-धात्विक से लेकर धात्विक तक एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, समूह वी के मुख्य उपसमूह में, नाइट्रोजन एक गैर-धातु है, और बिस्मथ एक धातु है)।

आवर्त सारणी में, विशिष्ट धातुएँ समूह IA (Li-Fr), IIA (Mg-Ra) और IIIA (In, Tl) में स्थित हैं। गैर-धातुएँ VIIA (F-Al), VIA (O-Te), VA (N-As), IVA (C, Si) और IIIA (B) समूहों में स्थित हैं। ए-समूहों के कुछ तत्व (बेरिलियम बीई, एल्युमिनियम अल, जर्मेनियम जीई, एंटीमनी एसबी, पोलोनियम पो और अन्य), साथ ही बी-समूहों के कई तत्व धात्विक और गैर-धातु गुण (एम्फोटेरिसिटी की घटना) दोनों प्रदर्शित करते हैं।

कुछ समूहों के लिए, समूह नामों का उपयोग किया जाता है: IA (Li-Fr) - क्षार धातु, IIA (Ca-Ra) - क्षारीय पृथ्वी धातु, VIA (O-Po) - चॉकोजेन, VIIA (F-At) - हैलोजन, VIIIA ( हे-आरएन ) - उत्कृष्ट गैसें। डी.आई. द्वारा प्रस्तावित आवर्त सारणी का स्वरूप मेंडलीफ़ को अल्पकालीन या शास्त्रीय कहा जाता था। वर्तमान में, आवर्त सारणी का एक और रूप अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - लंबी अवधि वाला।

आवधिक कानून डी.आई. मेंडेलीव और रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी आधुनिक रसायन विज्ञान का आधार बन गई। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 1983 अंतर्राष्ट्रीय तालिका के अनुसार दिए गए हैं। तत्व 104-108 के लिए, सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाले आइसोटोप की द्रव्यमान संख्याएं वर्गाकार कोष्ठक में दी गई हैं। कोष्ठक में दिए गए तत्वों के नाम और प्रतीक आम तौर पर स्वीकार नहीं किए जाते हैं।

IV आवधिक नियम और परमाणु की संरचना।

परमाणुओं की संरचना पर बुनियादी जानकारी.

19वीं सदी के अंत और 20वीं सदी की शुरुआत में, भौतिकविदों ने साबित किया कि परमाणु एक जटिल कण है और इसमें सरल (प्राथमिक) कण होते हैं। की खोज की गई थी:

कैथोड किरणें (अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे.जे. थॉमसन, 1897), जिनके कणों को इलेक्ट्रॉन ई− कहा जाता है (एकल ऋणात्मक आवेश वहन करता है);

तत्वों की प्राकृतिक रेडियोधर्मिता (फ्रांसीसी वैज्ञानिक - रेडियोकेमिस्ट ए. बेकरेल और एम. स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी, भौतिक विज्ञानी पियरे क्यूरी, 1896) और α-कणों का अस्तित्व (हीलियम नाभिक 4He2+);

परमाणु के केंद्र में एक धनात्मक आवेशित नाभिक की उपस्थिति (अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रेडियोकैमिस्ट ई. रदरफोर्ड, 1911);

एक तत्व का दूसरे तत्व में कृत्रिम परिवर्तन, उदाहरण के लिए नाइट्रोजन का ऑक्सीजन में (ई. रदरफोर्ड, 1919)। एक तत्व (नाइट्रोजन - रदरफोर्ड के प्रयोग में) के परमाणु के नाभिक से, एक α-कण से टकराने पर, दूसरे तत्व (ऑक्सीजन) के परमाणु के नाभिक से एक इकाई धनात्मक आवेश वाला एक नया कण निकलता है जिसे प्रोटॉन कहा जाता है ( p+, 1H नाभिक) का निर्माण हुआ।

परमाणु के नाभिक में विद्युत रूप से तटस्थ कणों की उपस्थिति - न्यूट्रॉन n0 (अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे. चैडविक, 1932)।

शोध के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि प्रत्येक तत्व के परमाणु (1H को छोड़कर) में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन होते हैं, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु के नाभिक में केंद्रित होते हैं, और इलेक्ट्रॉन इसकी परिधि पर (इलेक्ट्रॉन शेल में) होते हैं। .

नाभिक में प्रोटॉन की संख्या परमाणु के खोल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है और आवर्त सारणी में इस तत्व की क्रम संख्या से मेल खाती है।

परमाणु का इलेक्ट्रॉन आवरण एक जटिल प्रणाली है। इसे विभिन्न ऊर्जाओं (ऊर्जा स्तरों) वाले उपकोशों में विभाजित किया गया है; बदले में, स्तरों को उपस्तरों में विभाजित किया जाता है, और उपस्तरों में परमाणु कक्षाएँ शामिल होती हैं, जो आकार और आकार में भिन्न हो सकती हैं (अक्षरों s, p, d, f, आदि द्वारा चिह्नित)।

अतः, किसी परमाणु का मुख्य गुण परमाणु द्रव्यमान नहीं, बल्कि नाभिक के धनात्मक आवेश का परिमाण है। यह एक परमाणु और इसलिए एक तत्व की अधिक सामान्य और सटीक विशेषता है। तत्व के सभी गुण और आवर्त सारणी में उसकी स्थिति परमाणु नाभिक के धनात्मक आवेश के परिमाण पर निर्भर करती है। इस प्रकार, किसी रासायनिक तत्व का परमाणु क्रमांक संख्यात्मक रूप से उसके परमाणु के नाभिक के आवेश से मेल खाता है। तत्वों की आवर्त सारणी आवर्त नियम का एक ग्राफिक प्रतिनिधित्व है और तत्वों के परमाणुओं की संरचना को दर्शाती है।

परमाणु संरचना का सिद्धांत तत्वों के गुणों में होने वाले आवधिक परिवर्तनों की व्याख्या करता है। परमाणु नाभिक के धनात्मक आवेश में 1 से 110 तक की वृद्धि से परमाणुओं में बाह्य ऊर्जा स्तर के संरचनात्मक तत्वों की आवधिक पुनरावृत्ति होती है। और चूंकि तत्वों के गुण मुख्य रूप से बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करते हैं, इसलिए वे समय-समय पर दोहराए भी जाते हैं। यह आवर्त नियम का भौतिक अर्थ है।

आवधिक प्रणाली में प्रत्येक अवधि उन तत्वों से शुरू होती है जिनके बाहरी स्तर पर परमाणुओं में एक एस-इलेक्ट्रॉन (अधूरा बाहरी स्तर) होता है और इसलिए समान गुण प्रदर्शित करते हैं - वे आसानी से वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं, जो उनके धात्विक चरित्र को निर्धारित करता है। ये क्षार धातुएँ हैं - Li, Na, K, Rb, Cs।

यह अवधि उन तत्वों के साथ समाप्त होती है जिनके बाहरी स्तर पर परमाणुओं में 2 (s2) इलेक्ट्रॉन (पहले अवधि में) या 8 (s2p6) इलेक्ट्रॉन (सभी बाद की अवधि में) होते हैं, यानी, उनके पास एक पूर्ण बाहरी स्तर होता है। ये उत्कृष्ट गैसें He, Ne, Ar, Kr, Xe हैं, जिनमें अक्रिय गुण होते हैं।

परिचय

डी.आई. मेंडेलीव का आवधिक नियम अत्यंत महत्वपूर्ण है। उन्होंने आधुनिक रसायन विज्ञान की नींव रखी और इसे एक एकल, अभिन्न विज्ञान बनाया। आवर्त सारणी में उनके स्थान के आधार पर, तत्वों पर संबंध में विचार किया जाने लगा। जैसा कि एन.डी. ज़ेलिंस्की ने बताया, आवधिक नियम "ब्रह्मांड में सभी परमाणुओं के पारस्परिक संबंध की खोज" था।

रसायन विज्ञान एक वर्णनात्मक विज्ञान नहीं रह गया है। आवर्त नियम की खोज से इसमें वैज्ञानिक दूरदर्शिता संभव हो सकी। नए तत्वों और उनके यौगिकों की भविष्यवाणी करना और उनका वर्णन करना संभव हो गया... इसका एक शानदार उदाहरण डी.आई. मेंडेलीव की उनके समय में अभी तक खोजे नहीं गए तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी है, जिनमें से तीन - Ga, Sc और Ge - के लिए उन्होंने एक भविष्यवाणी दी थी। उनके गुणों का सटीक विवरण.

विश्व की वैज्ञानिक तस्वीर को समझने के लिए आवर्त सारणी और इसका महत्व

डी. आई. मेंडेलीव द्वारा तत्वों की आवर्त सारणी, रासायनिक तत्वों का एक प्राकृतिक वर्गीकरण, जो एक सारणीबद्ध (या अन्य ग्राफिक) अभिव्यक्ति है मेंडलीफ का आवधिक नियम. पी.एस. इ। डी.आई. द्वारा विकसित मेंडलीव 1869-1871 में।

पी. एस का इतिहास. इ। 19वीं सदी के 30 के दशक से जर्मनी, फ्रांस, इंग्लैंड और संयुक्त राज्य अमेरिका में विभिन्न वैज्ञानिकों द्वारा रासायनिक तत्वों को व्यवस्थित करने का प्रयास किया गया था। मेंडेलीव के पूर्ववर्ती - आई. डोबेराइनर, और। डुमास, फ़्रांसीसी रसायनशास्त्री ए. चैनकोर्टोइस, अंग्रेज़। रसायनज्ञ डब्ल्यू. ओडलिंग, जे. न्यूलैंड्स और अन्य ने समान रासायनिक गुणों वाले तत्वों के समूहों के अस्तित्व की स्थापना की, तथाकथित "प्राकृतिक समूह" (उदाहरण के लिए, डोबेराइनर के "ट्रायड्स")। हालाँकि, ये वैज्ञानिक समूहों के भीतर विशेष पैटर्न स्थापित करने से आगे नहीं बढ़े। 1864 में एल. मेयेरपरमाणु भार पर डेटा के आधार पर, उन्होंने तत्वों के कई विशिष्ट समूहों के लिए परमाणु भार के अनुपात को दर्शाने वाली एक तालिका प्रस्तावित की। मेयर ने अपनी मेज से सैद्धांतिक संदेश नहीं दिये।

वैज्ञानिक पी.एस. का प्रोटोटाइप। इ। 1 मार्च, 1869 को मेंडेलीव द्वारा संकलित तालिका "उनके परमाणु भार और रासायनिक समानता के आधार पर तत्वों की एक प्रणाली का अनुभव" सामने आई। अगले दो वर्षों में, लेखक ने इस तालिका में सुधार किया, समूहों, श्रृंखलाओं और अवधियों के बारे में विचार पेश किए। तत्व; उनकी राय में, क्रमशः 7 और 17 तत्वों से युक्त, छोटी और बड़ी अवधियों की क्षमता का अनुमान लगाने का प्रयास किया गया। 1870 में उन्होंने अपनी प्रणाली को प्राकृतिक कहा, और 1871 में - आवधिक। फिर भी पी.एस. की संरचना. इ। कई मायनों में आधुनिक स्वरूप प्राप्त कर लिया है।

पी. एस के विकास के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इ। सिस्टम में एक तत्व के स्थान के बारे में मेंडेलीव द्वारा पेश किया गया विचार सच निकला; तत्व की स्थिति आवर्त और समूह संख्याओं द्वारा निर्धारित होती है। इस विचार के आधार पर, मेंडेलीव इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि कुछ तत्वों (यू, इन, सीई और इसके एनालॉग्स) के तत्कालीन स्वीकृत परमाणु भार को बदलना आवश्यक था, जो परमाणु भार का पहला व्यावहारिक अनुप्रयोग था। ई., और साथ ही पहली बार कई अज्ञात तत्वों के अस्तित्व और मूल गुणों की भविष्यवाणी की, जो पी.एस. की खाली कोशिकाओं के अनुरूप थे। इ। इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण "एकालुमिनम" (भविष्य का गा, पी द्वारा खोजा गया) की भविष्यवाणी है। लेकोक डी बोइसबौड्रन 1875 में), "एकबोर" (एससी, स्वीडिश वैज्ञानिक एल द्वारा खोजा गया)। निल्सन 1879 में) और "एक्सासिलिकॉन" (जीई, जर्मन वैज्ञानिक के द्वारा खोजा गया)। विंकलर 1886 में)। इसके अलावा, मेंडेलीव ने मैंगनीज (भविष्य टीसी और रे), टेल्यूरियम (पीओ), आयोडीन (एटी), सीज़ियम (एफआर), बेरियम (रा), टैंटलम (पीए) के एनालॉग्स के अस्तित्व की भविष्यवाणी की।

पी.एस. इ। मौलिक वैज्ञानिक सामान्यीकरण के रूप में तुरंत मान्यता प्राप्त नहीं हुई; Ga, Sc, Ge की खोज और Be के डाइवलेंस की स्थापना के बाद ही स्थिति में काफी बदलाव आया (इसे लंबे समय तक त्रिसंयोजक माना जाता था)। फिर भी, पी. एस. इ। कई मायनों में यह तथ्यों के अनुभवजन्य सामान्यीकरण का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि आवधिक कानून का भौतिक अर्थ अस्पष्ट था और परमाणु भार में वृद्धि के आधार पर तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन के कारणों का कोई स्पष्टीकरण नहीं था। इसलिए, आवधिक कानून की भौतिक पुष्टि और पी.एस. के सिद्धांत के विकास तक। इ। कई तथ्यों की व्याख्या नहीं की जा सकी. इस प्रकार, 19वीं सदी के अंत में हुई खोज अप्रत्याशित थी। अक्रिय गैसें, जिनका पी.एस. में कोई स्थान नहीं था। इ।; पी को शामिल करने से यह कठिनाई समाप्त हो गई। इ। स्वतंत्र शून्य समूह (बाद में VIII ए-उपसमूह)। 20वीं सदी की शुरुआत में कई "रेडियो तत्वों" की खोज। पी.एस. में उनकी नियुक्ति की आवश्यकता के बीच विरोधाभास पैदा हो गया। इ। और इसकी संरचना (30 से अधिक ऐसे तत्वों के लिए छठी और सातवीं अवधि में 7 "रिक्त" स्थान थे)। खोज के परिणामस्वरूप यह विरोधाभास दूर हो गया आइसोटोप. अंततः, तत्वों के गुणों को निर्धारित करने वाले पैरामीटर के रूप में परमाणु भार (परमाणु द्रव्यमान) का मूल्य धीरे-धीरे अपना महत्व खो देता है।

आवधिक कानून और पी.एस. के भौतिक अर्थ को समझाने की असंभवता का एक मुख्य कारण। इ। इसमें परमाणु संरचना के सिद्धांत का अभाव शामिल था। इसलिए, पी. के विकास पथ पर सबसे महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। इ। ई द्वारा प्रस्तावित परमाणु का एक ग्रहीय मॉडल सामने आया। रदरफोर्ड(1911). इसके आधार पर, डच वैज्ञानिक ए. वैन डेन ब्रोक ने सुझाव दिया (1913) कि पी.एस. में एक तत्व की क्रम संख्या। इ। (परमाणु क्रमांक Z) संख्यात्मक रूप से परमाणु नाभिक के आवेश (प्रारंभिक आवेश की इकाइयों में) के बराबर है। इसकी प्रायोगिक पुष्टि जी द्वारा की गई थी। मोसले(1913-14, देखें मोसले कानून). इस प्रकार, यह स्थापित करना संभव हो गया कि तत्वों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता परमाणु संख्या पर निर्भर करती है, न कि परमाणु भार पर। परिणामस्वरूप, पी.एस. की निचली सीमा वैज्ञानिक आधार पर निर्धारित की गई। इ। (न्यूनतम Z = 1 वाले तत्व के रूप में हाइड्रोजन); हाइड्रोजन और यूरेनियम के बीच तत्वों की संख्या का सटीक अनुमान लगाया गया है; यह स्थापित किया गया है कि पी.एस. में "अंतराल"। इ। Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87 के साथ अज्ञात तत्वों के अनुरूप।

हालाँकि, दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों की सटीक संख्या का प्रश्न अस्पष्ट रहा, और (जो विशेष रूप से महत्वपूर्ण है) Z के आधार पर तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन के कारण सामने नहीं आए दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का सिद्धांत. इ। परमाणु की संरचना की क्वांटम अवधारणाओं पर आधारित (नीचे देखें)। आवधिक कानून की भौतिक पुष्टि और आइसोटोनिया की घटना की खोज ने "परमाणु द्रव्यमान" ("परमाणु भार") की अवधारणा को वैज्ञानिक रूप से परिभाषित करना संभव बना दिया। संलग्न आवर्त सारणी में 1973 की अंतर्राष्ट्रीय तालिका के अनुसार कार्बन पैमाने पर तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के आधुनिक मान शामिल हैं। रेडियोधर्मी तत्वों के सबसे लंबे समय तक रहने वाले समस्थानिकों की द्रव्यमान संख्याएं वर्गाकार कोष्ठक में दी गई हैं। सबसे स्थिर आइसोटोप 99 टीसी, 226 आरए, 231 पीए और 237 एनपी की द्रव्यमान संख्या के बजाय, अंतर्राष्ट्रीय परमाणु भार आयोग द्वारा अपनाए गए (1969) इन आइसोटोप के परमाणु द्रव्यमान को दर्शाया गया है।

पी.एस. की संरचना इ।मॉडर्न (1975) पी.पी. इ। 106 रासायनिक तत्वों को शामिल करता है; इनमें से, सभी ट्रांसयूरेनियम (Z = 93-106), साथ ही Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) और 87 (Fr) वाले तत्व कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए थे। पी.एस. के पूरे इतिहास में। इ। इसके ग्राफिक प्रतिनिधित्व के लिए बड़ी संख्या में (कई सौ) विकल्प प्रस्तावित किए गए, मुख्यतः तालिकाओं के रूप में; छवियों को विभिन्न ज्यामितीय आकृतियों (स्थानिक और समतल), विश्लेषणात्मक वक्रों (उदाहरण के लिए, सर्पिल) आदि के रूप में भी जाना जाता है। पी.एस. के तीन रूप सबसे व्यापक हैं। ई.: संक्षिप्त, मेंडेलीव द्वारा प्रस्तावित और सार्वभौमिक मान्यता प्राप्त; लम्बी सीढ़ियाँ. लंबा रूप भी मेंडेलीव द्वारा विकसित किया गया था, और एक बेहतर रूप में इसे 1905 में ए द्वारा प्रस्तावित किया गया था। वर्नर. सीढ़ी का रूप अंग्रेजी वैज्ञानिक टी. बेली (1882), डेनिश वैज्ञानिक जे. थॉमसन (1895) द्वारा प्रस्तावित किया गया था और एन द्वारा इसमें सुधार किया गया था। बोरोम(1921). तीनों रूपों में से प्रत्येक के फायदे और नुकसान हैं। पी.एस. के निर्माण का मूल सिद्धांत। इ। सभी रासायनिक तत्वों का समूहों और अवधियों में विभाजन है। बदले में प्रत्येक समूह को मुख्य (ए) और माध्यमिक (बी) उपसमूहों में विभाजित किया गया है। प्रत्येक उपसमूह में ऐसे तत्व होते हैं जिनके रासायनिक गुण समान होते हैं। तत्वों ए- और बी-प्रत्येक समूह में उपसमूह, एक नियम के रूप में, एक दूसरे के साथ एक निश्चित रासायनिक समानता दिखाते हैं, मुख्य रूप से उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में, जो एक नियम के रूप में, समूह संख्या के अनुरूप होता है। एक आवर्त एक क्षार धातु से शुरू होकर एक अक्रिय गैस तक समाप्त होने वाले तत्वों का एक संग्रह है (एक विशेष मामला पहली अवधि है); प्रत्येक अवधि में तत्वों की एक कड़ाई से परिभाषित संख्या होती है। पी.एस. इ। इसमें 8 समूह और 7 अवधि शामिल हैं (सातवां अभी पूरा नहीं हुआ है)।

पहले आवर्त की विशिष्टता यह है कि इसमें केवल 2 तत्व शामिल हैं: H और He। सिस्टम में H का स्थान अस्पष्ट है: चूंकि यह क्षार धातुओं और हैलोजन के लिए सामान्य गुण प्रदर्शित करता है, इसलिए इसे I में रखा गया है ए-, या (अधिमानतः) VII में ए-उपसमूह. हीलियम - VII का पहला प्रतिनिधि ए-उपसमूह (हालाँकि, लंबे समय तक वह और सभी अक्रिय गैसों को एक स्वतंत्र शून्य समूह में जोड़ा गया था)।

दूसरे आवर्त (Li-Ne) में 8 तत्व हैं। इसकी शुरुआत क्षार धातु ली से होती है, जिसकी एकमात्र ऑक्सीकरण अवस्था I है। इसके बाद Be, एक धातु, II की ऑक्सीकरण अवस्था आती है। अगले तत्व बी का धात्विक गुण कमजोर रूप से व्यक्त किया गया है (ऑक्सीकरण अवस्था III)। निम्नलिखित C एक विशिष्ट गैर-धातु है और या तो सकारात्मक या नकारात्मक रूप से टेट्रावेलेंट हो सकता है। निम्नलिखित N, O, F और Ne गैर-धातु हैं, और केवल N के लिए उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था V समूह संख्या से मेल खाती है; ऑक्सीजन शायद ही कभी सकारात्मक संयोजकता प्रदर्शित करती है, और F के लिए ऑक्सीकरण अवस्था VI ज्ञात है। अवधि अक्रिय गैस Ne के साथ समाप्त होती है।

तीसरी अवधि (Na - Ar) में भी 8 तत्व शामिल हैं, जिनके गुणों में परिवर्तन की प्रकृति काफी हद तक दूसरी अवधि में देखे गए परिवर्तनों के समान है। हालाँकि, Be के विपरीत, Mg अधिक धात्विक है, जैसा कि B की तुलना में Al है, हालाँकि Al स्वाभाविक रूप से उभयचर है। सी, पी, एस, सीएल, एआर विशिष्ट गैर-धातुएं हैं, लेकिन उनमें से सभी (एआर को छोड़कर) समूह संख्या के बराबर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। इस प्रकार, दोनों अवधियों में, जैसे-जैसे Z बढ़ता है, तत्वों के धात्विक गुणों में कमजोरी और गैर-धात्विक गुणों में मजबूती देखी जाती है। मेंडेलीव ने दूसरे और तीसरे कालों के तत्वों (उनकी शब्दावली में छोटा) को विशिष्ट कहा। यह महत्वपूर्ण है कि वे प्रकृति में सबसे आम हैं, और सी, एन और ओ, एच के साथ, कार्बनिक पदार्थ (ऑर्गेनोजेन) के मुख्य तत्व हैं। पहले तीन अवधियों के सभी तत्व उपसमूहों में शामिल हैं ए .

आधुनिक शब्दावली के अनुसार (नीचे देखें), इन अवधियों के तत्व संबंधित हैं एस-तत्व (क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु) जो I बनाते हैं ए- और द्वितीय ए-उपसमूह (रंग तालिका पर लाल रंग में हाइलाइट किया गया), और आर-तत्व (B - Ne, At - Ar) III में शामिल हैं ए- आठवीं ए-उपसमूह (उनके प्रतीक नारंगी रंग में हाइलाइट किए गए हैं)। बढ़ती क्रमसूचक संख्याओं के साथ छोटी अवधि के तत्वों के लिए, सबसे पहले कमी देखी जाती है परमाणु त्रिज्या, और फिर, जब परमाणु के बाहरी आवरण में इलेक्ट्रॉनों की संख्या पहले से ही काफी बढ़ जाती है, तो उनके पारस्परिक प्रतिकर्षण से परमाणु त्रिज्या में वृद्धि होती है। क्षारीय तत्व पर अगली अधिकतम अवधि अगली अवधि की शुरुआत में पहुंच जाती है। लगभग यही पैटर्न आयनिक त्रिज्या की विशेषता है।

चौथे आवर्त (K - Kr) में 18 तत्व शामिल हैं (मेंडेलीव के अनुसार पहला प्रमुख आवर्त)। क्षार धातु K और क्षारीय पृथ्वी Ca (s-तत्व) के बाद दस तथाकथित की एक श्रृंखला आती है संक्रमण तत्व(एससी - जेडएन), या डी-तत्व (प्रतीक नीले रंग में हैं) जो उपसमूहों में शामिल हैं बीपी.एस. के संगत समूह। इ। अधिकांश संक्रमण तत्व (जिनमें से सभी धातु हैं) अपने समूह संख्या के बराबर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। अपवाद त्रय Fe - Co - Ni है, जहां अंतिम दो तत्व अधिकतम सकारात्मक रूप से त्रिसंयोजक होते हैं, और कुछ शर्तों के तहत लोहे को ऑक्सीकरण अवस्था VI में जाना जाता है। ग से शुरू होने वाले और क्र पर समाप्त होने वाले तत्व ( आर-तत्व), उपसमूहों से संबंधित हैं ए, और उनके गुणों में परिवर्तन की प्रकृति दूसरे और तीसरे अवधि के तत्वों के लिए संबंधित Z अंतराल के समान है। यह स्थापित किया गया है कि Kr रासायनिक यौगिक (मुख्य रूप से F के साथ) बनाने में सक्षम है, लेकिन इसकी ऑक्सीकरण अवस्था VIII अज्ञात है।

पांचवीं अवधि (आरबी - एक्सई) का निर्माण चौथे के समान ही किया गया है; इसमें 10 संक्रमण तत्वों (Y - Cd) का समावेश भी है, डी-तत्व. अवधि की विशिष्ट विशेषताएं: 1) त्रिक आरयू - आरएच - पीडी में, केवल रूथेनियम ऑक्सीकरण अवस्था VIII प्रदर्शित करता है; 2) उपसमूहों के सभी तत्व समूह संख्या के बराबर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं, जिसमें Xe भी शामिल है; 3) मेरे पास कमजोर धात्विक गुण हैं। इस प्रकार, चौथे और पांचवें आवर्त के तत्वों के लिए Z बढ़ने पर गुणों में परिवर्तन की प्रकृति अधिक जटिल है, क्योंकि धात्विक गुणों को क्रमिक संख्याओं की एक बड़ी श्रृंखला में संरक्षित किया जाता है।

छठे आवर्त (Cs - Rn) में 32 तत्व शामिल हैं। 10 के अलावा डी-तत्व (La, Hf - Hg) में 14 का एक सेट होता है एफ-तत्व, लैंथेनाइड्स, सीई से लू (काले प्रतीक) तक। ला से लेकर लू तक के तत्व रासायनिक रूप से काफी समान हैं। संक्षिप्त रूप में पी. एस. इ। लैंथेनाइड्स को ला बॉक्स में शामिल किया गया है (क्योंकि उनकी प्रमुख ऑक्सीकरण अवस्था III है) और तालिका के नीचे एक अलग पंक्ति के रूप में लिखी गई हैं। यह तकनीक कुछ हद तक असुविधाजनक है, क्योंकि 14 तत्व तालिका के बाहर प्रतीत होते हैं। पी.एस. के लंबे और सीढ़ीनुमा रूपों में ऐसी कोई खामी नहीं है। ई., पी.एस. की अभिन्न संरचना की पृष्ठभूमि के खिलाफ लैंथेनाइड्स की विशिष्टता को अच्छी तरह से दर्शाता है। इ। अवधि की विशेषताएं: 1) त्रिक ओएस - इर - पीटी में, केवल ऑस्मियम ऑक्सीकरण अवस्था VIII प्रदर्शित करता है; 2) एट में अधिक स्पष्ट (1 की तुलना में) धात्विक गुण होता है; 3) आरएन, जाहिरा तौर पर (इसके रसायन विज्ञान का बहुत कम अध्ययन किया गया है), अक्रिय गैसों में सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील होना चाहिए।

Fr (Z = 87) से शुरू होने वाले सातवें आवर्त में 32 तत्व भी शामिल होने चाहिए, जिनमें से 20 अब तक ज्ञात हैं (Z = 106 वाले तत्व तक)। Fr और Ra क्रमशः तत्व I हैं ए- और द्वितीय ए-उपसमूह (एस-तत्व), एसी - तत्वों का एनालॉग III बी-उपसमूह ( डी-तत्व)। अगले 14 तत्व, एफ-तत्व (90 से 103 तक Z के साथ) परिवार बनाते हैं actinides. संक्षिप्त रूप में पी. एस. इ। वे एसी सेल पर कब्जा कर लेते हैं और लैंथेनाइड्स की तरह तालिका के निचले भाग में एक अलग पंक्ति में लिखे जाते हैं, इसके विपरीत उन्हें ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक महत्वपूर्ण विविधता की विशेषता होती है। इस संबंध में, रासायनिक दृष्टि से, लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स की श्रृंखला ध्यान देने योग्य अंतर दिखाती है। Z = 104 और Z = 105 के साथ तत्वों की रासायनिक प्रकृति के अध्ययन से पता चला कि ये तत्व क्रमशः हेफ़नियम और टैंटलम के अनुरूप हैं, अर्थात डी-तत्व, और IV में रखा जाना चाहिए बी- और वी बी- उपसमूह। सदस्यों बी-उपसमूहों में Z = 112 तक बाद के तत्व होने चाहिए, और फिर (Z = 113-118) दिखाई देगा आर-तत्व (III ए-वीआईएल ए-उपसमूह)।

पी.एस. का सिद्धांत इ।पी. का सिद्धांत आधारित है इ। Z बढ़ने पर परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनिक कोशों (परतों, स्तरों) और उपकोशों (कोशों, उपस्तरों) के निर्माण को नियंत्रित करने वाले विशिष्ट कानूनों का विचार निहित है। यह विचार बोह्र द्वारा 1913-21 में, की प्रकृति को ध्यान में रखते हुए विकसित किया गया था इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रम में रासायनिक तत्वों के गुणों में परिवर्तन। इ। और उनके परमाणु स्पेक्ट्रा के अध्ययन के परिणाम। बोह्र ने परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के गठन की तीन महत्वपूर्ण विशेषताओं की पहचान की: 1) इलेक्ट्रॉनिक कोशों का भरना (प्रिंसिपल के मूल्यों के अनुरूप कोशों को छोड़कर) सांख्यिक अंक एन= 1 और 2) अपनी पूरी क्षमता तक एकरस रूप से घटित नहीं होते हैं, लेकिन बड़े मूल्यों वाले कोश से संबंधित इलेक्ट्रॉनों के सेट की उपस्थिति से बाधित होते हैं एन; 2) परमाणुओं के समान प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समय-समय पर दोहराए जाते हैं; 3) पी.एस. की अवधियों की सीमाएँ। इ। (पहले और दूसरे को छोड़कर) क्रमिक इलेक्ट्रॉन कोशों की सीमाओं से मेल नहीं खाते।

पी. एस. का अर्थ. इ।पी.एस. इ। प्राकृतिक विज्ञान के विकास में बहुत बड़ी भूमिका निभाई और निभा रहा है। यह परमाणु-आणविक विज्ञान की सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धि थी, इसने "रासायनिक तत्व" की अवधारणा की आधुनिक परिभाषा देना और सरल पदार्थों और यौगिकों की अवधारणाओं को स्पष्ट करना संभव बना दिया। पी.एस. द्वारा प्रकट किये गये पैटर्न। ई., परमाणु संरचना के सिद्धांत के विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाला और आइसोटोनिया की घटना की व्याख्या में योगदान दिया। धन्यवाद। इ। रसायन विज्ञान में भविष्यवाणी की समस्या के कड़ाई से वैज्ञानिक सूत्रीकरण के साथ जुड़ा हुआ है, जो अज्ञात तत्वों और उनके गुणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी और पहले से खोजे गए तत्वों के रासायनिक व्यवहार की नई विशेषताओं की भविष्यवाणी दोनों में प्रकट हुआ। पी.एस. ई. - रसायन विज्ञान की नींव, मुख्य रूप से अकार्बनिक; यह पूर्वनिर्धारित गुणों वाले पदार्थों के संश्लेषण, नई सामग्रियों के विकास, विशेष रूप से अर्धचालक सामग्रियों, विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए विशिष्ट उत्प्रेरक के चयन आदि की समस्याओं को हल करने में महत्वपूर्ण रूप से मदद करता है। पी.एस. ई. रसायन विज्ञान पढ़ाने का वैज्ञानिक आधार भी है।

निष्कर्ष

डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी परमाणु-आणविक विज्ञान के विकास में सबसे महत्वपूर्ण मील का पत्थर बन गई। उनके लिए धन्यवाद, एक रासायनिक तत्व की आधुनिक अवधारणा का गठन किया गया था, और सरल पदार्थों और यौगिकों के बारे में विचारों को स्पष्ट किया गया था।

आवधिक प्रणाली की पूर्वानुमानित भूमिका, जिसे स्वयं मेंडेलीव ने 20वीं शताब्दी में दिखाया था, ट्रांसयूरेनियम तत्वों के रासायनिक गुणों के आकलन में प्रकट हुई थी।

आवधिक प्रणाली के उद्भव ने रसायन विज्ञान और कई संबंधित विज्ञानों के इतिहास में एक नया, वास्तव में वैज्ञानिक युग खोला - तत्वों और यौगिकों के बारे में बिखरी हुई जानकारी के बजाय, एक सुसंगत प्रणाली दिखाई दी, जिसके आधार पर सामान्यीकरण करना संभव हो गया, निष्कर्ष निकालें, और भविष्यवाणी करें।

मेंडलीफ की खोज के साथ ही विज्ञान की पूरी दुनिया बदल गई। रासायनिक तत्वों के आवधिक नियम का महत्व न केवल रसायन विज्ञान के लिए, बल्कि भौतिकी, ब्रह्मांड विज्ञान और भू-रसायन विज्ञान के लिए भी महत्वपूर्ण हो गया है।

मेंडेलीव की खोज

आवर्त नियम की खोज दिमित्री मेंडेलीव ने 1871 में की थी। 19वीं शताब्दी के विभिन्न वैज्ञानिकों ने सभी ज्ञात तत्वों का एक पैटर्न और क्रम खोजने का प्रयास किया। मेंडेलीव ने स्थापित किया कि सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान बढ़ने के साथ तत्वों के रासायनिक गुण बदलते और दोहराते हैं।

चावल। 1. मेंडेलीव।

इसके आधार पर उन्होंने 63 ज्ञात तत्वों को छह आवर्तों और आठ समूहों में व्यवस्थित किया। प्रत्येक काल एक धातु से शुरू हुआ और एक अधातु के साथ समाप्त हुआ। मेंडेलीव ने अनदेखे तत्वों के लिए तालिका में अंतराल छोड़ दिया और कुछ तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की पुनर्गणना की।

उदाहरण के लिए, यह माना जाता था कि बेरिलियम का परमाणु द्रव्यमान 13.5 था, न कि 9, जैसा कि अब ज्ञात है। मेंडेलीव के तर्क के अनुसार, धातु को परमाणु द्रव्यमान 12 वाले कार्बन और परमाणु द्रव्यमान 14 वाले नाइट्रोजन के बीच रखा जाना था। हालांकि, यह आवधिक कानून के सिद्धांत का उल्लंघन होगा: धातु दो गैर-धातुओं के बीच होगी। इसलिए, मेंडेलीव ने सुझाव दिया कि बेरिलियम का स्थान लिथियम (7) और बोरान (9) के बीच है, यानी। बेरिलियम का परमाणु द्रव्यमान लगभग 9 होना चाहिए, और संयोजकता II या III होनी चाहिए।

मेंडेलीव की गणितीय सटीकता की बाद में प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई; वैज्ञानिक द्वारा छोड़ी गई कोशिकाएं धीरे-धीरे भरी जाने लगीं। उसी समय, मेंडेलीव को तत्वों के अस्तित्व के बारे में नहीं पता था; उन्हें अभी तक खोजा नहीं जा सका था, लेकिन वह पहले से ही उनकी क्रम संख्या, परमाणु द्रव्यमान, संयोजकता और गुणों को निर्धारित करने में सक्षम थे।

मेंडेलीव के आवर्त नियम की खोज का यही मुख्य महत्व है। नए ज्ञान, नए तत्वों की खोज और तालिका के विस्तार के बावजूद, आवधिक कानून का सिद्धांत आज भी संरक्षित और पुष्ट है।

चावल। 2. आधुनिक आवर्त सारणी.

मेंडेलीव ने सबसे विस्तार से तीन प्रेत तत्वों का वर्णन किया - एकाबोरोन, एकालुमिनियम, एकासिलिकॉन। इन्हें 19वीं शताब्दी के 70-80 के दशक में खोजा गया था और इन्हें क्रमशः स्कैंडियम, गैलियम और जर्मेनियम नाम दिया गया था।

आधुनिकता

मेंडेलीव द्वारा की गई खोज ने विज्ञान के विकास को प्रभावित किया। यदि पहले नए तत्व संयोग से पाए जाते थे, तो आवर्त सारणी के साथ, रसायनज्ञों ने जानबूझकर, खाली कोशिकाओं पर ध्यान केंद्रित करते हुए, तत्वों की तलाश शुरू कर दी। इस प्रकार रेनियम जैसे कई दुर्लभ तत्वों की खोज की गई।

चावल। 3. रेनियम.

तालिका भी अद्यतन की गई है:

• अक्रिय गैसें;
• रेडियोधर्मी तत्व.

इसके अलावा, 19वीं शताब्दी के अंत में, परमाणु संरचना के सिद्धांत के लिए धन्यवाद, यह ज्ञात हो गया कि तत्वों के गुण परमाणुओं के सापेक्ष द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करते हैं, जैसा कि मेंडेलीव ने निकाला, बल्कि नाभिक के आवेश पर निर्भर करता है। इस मामले में, तत्वों की क्रमिक संख्या परमाणु के चार्ज संकेतक के साथ मेल खाती है। इससे रसायन विज्ञान और भौतिकी को जोड़ना और अंतर-परमाणु ऊर्जा का अध्ययन जारी रखना संभव हो गया।

आवर्त सारणी सभी अकार्बनिक रसायन विज्ञान को कवर करती है और तत्वों के रासायनिक, भौतिक गुणों और ब्रह्मांड में उनके स्थान का स्पष्ट विचार देती है।

हमने क्या सीखा?

मेंडेलीव के आवधिक कानून ने रसायन विज्ञान और अन्य संबंधित विज्ञानों के विकास को प्रभावित किया। मेंडेलीव कई तत्वों की भविष्यवाणी करने में सक्षम थे जिन्हें बाद में खोजा गया था। उन्होंने उनके परमाणु द्रव्यमान की गणना की और उनके गुणों का निर्धारण किया। तत्वों को खोजकर मूल्यों की पुष्टि की गई। आवर्त सारणी ने रसायन विज्ञान की दिशा निर्धारित की: वैज्ञानिकों ने इसके अंतराल पर ध्यान केंद्रित करते हुए तत्वों की खोज शुरू की।