주기율표의 9번째 원소. 화학 원소의 일반적인 특성

다양한 사물과 사물, 자연의 생명체와 무생물이 우리를 둘러싸고 있습니다. 그리고 그들은 모두 고유한 구성, 구조, 속성을 가지고 있습니다. 생명체에서는 중요한 과정을 수반하는 복잡한 생화학 반응이 발생합니다. 무생물은 자연과 바이오매스 생명체에서 다양한 기능을 수행하며 복잡한 분자 및 원자 구성을 가지고 있습니다.

그러나 행성의 물체는 모두 공통된 특징을 가지고 있습니다. 즉, 화학 원소 원자라고 불리는 많은 작은 구조 입자로 구성되어 있다는 것입니다. 너무 작아서 육안으로는 볼 수 없습니다. 화학 원소란 무엇입니까? 그것들은 어떤 특징을 갖고 있으며, 그것들의 존재를 어떻게 알았나요? 그것을 알아 내려고 노력합시다.

화학 원소의 개념

일반적으로 받아 들여지는 이해에서 화학 원소는 원자를 그래픽으로 표현한 것입니다. 우주에 존재하는 모든 것을 구성하는 입자. 즉, “화학원소란 무엇인가”라는 질문에 다음과 같은 답을 줄 수 있다. 이것은 복잡한 작은 구조로, 원자의 모든 동위원소 집합으로, 고유한 그래픽 지정(기호)이 있는 공통 이름으로 통합되어 있습니다.

현재까지 핵반응과 다른 원자핵을 통해 자연적으로나 합성으로 118개의 원소가 발견된 것으로 알려져 있습니다. 그들 각각은 일련의 특성, 전체 시스템에서의 위치, 발견의 역사 및 이름을 가지고 있으며 자연과 생명체의 삶에서 특정한 역할을 수행합니다. 화학 과학은 이러한 특징을 연구합니다. 화학 원소는 분자, 단순 및 복합 화합물, 그리고 그에 따른 화학적 상호 작용을 만드는 기초입니다.

발견의 역사

화학 원소가 무엇인지에 대한 이해는 보일의 연구 덕분에 17세기에 이르러서야 이루어졌습니다. 이 개념에 대해 처음으로 말하고 다음과 같은 정의를 내린 사람은 바로 그 사람이었습니다. 이것들은 모든 복잡한 물질을 포함하여 주변의 모든 것을 구성하는 분할할 수 없는 작은 단순 물질입니다.

이 작업 이전에 연금술사의 지배적 견해는 엠피도클레스와 아리스토텔레스의 네 가지 원소 이론을 인정한 사람들뿐만 아니라 "가연성 원리"(황)와 "금속 원리"(수은)를 발견한 사람들이었습니다.

거의 18세기 내내 완전히 잘못된 플로지스톤 이론이 널리 퍼졌습니다. 그러나 이미 이 기간이 끝나면 Antoine Laurent Lavoisier는 이것이 불가능하다는 것을 증명합니다. 그는 Boyle의 공식을 반복하지만 동시에 당시 알려진 모든 원소를 체계화하여 금속, 라디칼, 흙, 비금속의 네 그룹으로 나누려는 첫 번째 시도로 이를 보완합니다.

화학 원소가 무엇인지 이해하는 다음 큰 단계는 Dalton에서 비롯됩니다. 그는 원자 질량을 발견한 공로를 인정받고 있습니다. 이를 바탕으로 그는 알려진 화학 원소 중 일부를 원자 질량이 증가하는 순서대로 분포합니다.

과학과 기술의 꾸준히 집중적인 발전을 통해 우리는 자연체 구성의 새로운 요소를 많이 발견할 수 있습니다. 따라서 1869년(D.I. Mendeleev의 위대한 창조 시기)에 과학은 63개 요소의 존재를 알게 되었습니다. 러시아 과학자의 작업은 이러한 입자에 대한 최초의 완전하고 영원히 확립된 분류가 되었습니다.

그 당시에는 화학 원소의 구조가 확립되지 않았습니다. 원자는 더 이상 나눌 수 없으며 가장 작은 단위라고 믿어졌습니다. 방사능 현상이 발견되면서 구조적 부분으로 나누어져 있음이 입증되었습니다. 거의 모든 사람은 여러 가지 천연 동위원소(비슷한 입자이지만 원자 질량을 변화시키는 중성자 구조 수가 다릅니다)의 형태로 존재합니다. 따라서 지난 세기 중반에는 화학 원소 개념 정의의 질서를 달성하는 것이 가능했습니다.

멘델레예프의 화학 원소 체계

과학자는 이를 원자 질량의 차이에 기초하여 알려진 모든 화학 원소를 오름차순으로 독창적으로 배열했습니다. 그러나 그의 과학적 사고와 예지력의 깊이와 천재성은 Mendeleev가 자신의 시스템에 빈 공간, 즉 과학자에 따르면 미래에 발견될 아직 알려지지 않은 요소에 대한 열린 셀을 남겼다는 사실에 있습니다.

그리고 모든 것이 그가 말한 대로 정확하게 이루어졌습니다. 멘델레예프의 화학 원소는 시간이 지남에 따라 빈 세포를 모두 채웠습니다. 과학자가 예측한 모든 구조가 발견되었습니다. 이제 우리는 화학 원소 시스템이 118개 단위로 표현된다고 안전하게 말할 수 있습니다. 사실, 마지막 세 가지 발견은 아직 공식적으로 확인되지 않았습니다.

화학 원소 시스템 자체는 속성의 계층 구조, 핵 전하 및 원자 전자 껍질의 구조적 특징에 따라 원소가 배열된 표에 그래픽으로 표시됩니다. 따라서 기간(7개) - 가로 행, 그룹(8개) - 세로, 하위 그룹(각 그룹 내 기본 및 보조)이 있습니다. 대부분의 경우 두 행의 계열이 테이블의 하위 계층, 즉 란탄족 원소와 악티늄족 원소에 별도로 배치됩니다.

원소의 원자 질량은 양성자와 중성자로 구성되며, 그 조합을 “질량수”라고 합니다. 양성자의 수는 매우 간단하게 결정됩니다. 이는 시스템에 있는 원소의 원자 번호와 같습니다. 그리고 원자 전체는 전기적으로 중성계, 즉 전하가 전혀 없기 때문에 음의 전자의 수는 항상 양의 양성자 입자의 수와 같습니다.

따라서 화학 원소의 특성은 주기율표에서의 위치에 따라 결정될 수 있습니다. 결국 거의 모든 것이 셀에 설명되어 있습니다. 전자와 양성자를 의미하는 일련 번호, 원자 질량 (주어진 요소의 모든 기존 동위 원소의 평균값). 구조가 어느 기간에 위치하는지 확인할 수 있습니다. 즉, 전자가 너무 많은 층에 위치한다는 의미입니다. 주요 하위 그룹의 요소에 대한 마지막 에너지 수준에서 음의 입자 수를 예측하는 것도 가능합니다. 이는 요소가 위치한 그룹의 수와 같습니다.

중성자의 수는 질량수, 즉 원자번호에서 양성자를 빼서 계산할 수 있습니다. 따라서 각 화학 원소에 대한 전체 전자 그래픽 공식을 얻고 편집하는 것이 가능하며, 이는 그 구조를 정확하게 반영하고 가능한 특성을 보여줍니다.

자연의 요소 분포

전체 과학이 이 문제, 즉 우주화학을 연구하고 있습니다. 데이터는 우리 행성 전체의 원소 분포가 우주의 동일한 패턴을 따른다는 것을 보여줍니다. 경원자, 중원자, 중원자 핵의 주요 원인은 별 내부에서 발생하는 핵반응, 즉 핵합성입니다. 이러한 과정 덕분에 우주와 우주 공간은 지구에 사용 가능한 모든 화학 원소를 제공했습니다.

천연 자원으로 알려진 118개의 대표자 중 89개가 인간에 의해 발견되었으며, 이는 기본적이고 가장 일반적인 원자입니다. 화학 원소는 핵에 중성자를 충돌시켜 인위적으로 합성되기도 했습니다(실험실 핵합성).

가장 많은 것은 질소, 산소, 수소와 같은 원소의 단순한 물질입니다. 탄소는 모든 유기 물질의 일부이므로 선도적인 위치를 차지합니다.

원자의 전자 구조에 따른 분류

시스템의 모든 화학 요소에 대한 가장 일반적인 분류 중 하나는 전자 구조에 따른 분포입니다. 원자 껍질에 얼마나 많은 에너지 준위가 포함되어 있는지와 그 중 마지막 원자가 전자가 포함된 에너지 준위에 따라 네 가지 원소 그룹을 구별할 수 있습니다.

S-요소

이것들은 s-오비탈이 마지막으로 채워지는 것들이다. 이 계열에는 주 하위 그룹의 첫 번째 그룹의 요소가 포함됩니다. 또는 외부 수준의 전자 하나만이 이러한 대표자의 강력한 환원제와 유사한 특성을 결정합니다.

P 요소

30개만. 원자가 전자는 p-하위 준위에 위치합니다. 이는 기간 3,4,5,6에 속하는 세 번째부터 여덟 번째 그룹까지의 주요 하위 그룹을 형성하는 요소입니다. 그 중 속성에는 금속과 일반적인 비금속 원소가 모두 포함됩니다.

d 요소와 f 요소

이들은 4주기에서 7주기까지의 전이금속입니다. 총 32개의 요소가 있습니다. 단순 물질은 산성 및 염기성 특성(산화 및 환원)을 모두 나타낼 수 있습니다. 또한 양쪽 성, 즉 이중입니다.

f족에는 란탄족 원소와 악티늄족 원소가 포함되며, 여기서 마지막 전자는 f 궤도에 위치합니다.

원소로 구성된 물질: 단순

또한 모든 종류의 화학 원소는 단순하거나 복잡한 화합물의 형태로 존재할 수 있습니다. 따라서 단순한 것은 동일한 구조로 다른 양으로 형성된 것으로 간주됩니다. 예를 들어, O 2는 산소 또는 이산소이고 O 3은 오존입니다. 이 현상을 동소체라고 합니다.

같은 이름의 화합물을 형성하는 간단한 화학 원소는 주기율표의 각 대표자의 특징입니다. 그러나 그들 모두의 속성이 동일하지는 않습니다. 그래서 단순한 물질, 금속, 비금속이 있습니다. 첫 번째는 1~3개의 그룹으로 구성된 기본 하위 그룹과 표의 모든 보조 하위 그룹을 형성합니다. 비금속은 그룹 4-7의 주요 하위 그룹을 형성합니다. 여덟 번째 주요 요소에는 비활성 가스 또는 불활성 가스와 같은 특수 요소가 포함됩니다.

현재까지 발견된 단순 원소 중 일반적인 조건에서는 기체 11개, 액체 물질 2개(브롬과 수은), 나머지는 모두 고체로 알려져 있습니다.

복잡한 연결

여기에는 두 개 이상의 화학 원소로 구성된 모든 것이 포함됩니다. 200만 개 이상의 화합물이 알려져 있기 때문에 많은 예가 있습니다! 이들은 염, 산화물, 염기 및 산, 복합 화합물, 모든 유기 물질입니다.

주기율표의 115번 원소인 모스코비움(moscovium)은 기호가 Mc이고 원자 번호가 115인 초중질 합성 원소입니다. 이 원소는 2003년 두브나에 있는 핵 연구 합동 연구소(JINR)의 러시아와 미국 과학자들의 공동 팀에 의해 처음 획득되었습니다. , 러시아. 2015년 12월에는 국제 과학 기구인 IUPAC/IUPAP의 공동 실무 그룹이 4가지 새로운 요소 중 하나로 인정했습니다. 2016년 11월 28일, JINR이 위치한 모스크바 지역을 기리기 위해 공식적으로 명명되었습니다.

특성

주기율표의 115번 원소는 매우 방사성이 강한 물질입니다. 가장 안정하다고 알려진 동위원소인 모스코비움-290은 반감기가 0.8초에 불과합니다. 과학자들은 모스코비움을 비스무트와 유사한 여러 가지 특성을 지닌 비전이금속으로 분류합니다. 주기율표에서 7주기의 p-블록의 트랜스악티나이드 원소에 속하며 가장 무거운 프닉토젠(질소 하위족 원소)으로 15족에 속하지만, 더 무거운 비스무트 동족체처럼 거동하는 것으로 확인되지는 않았습니다 .

계산에 따르면 이 원소는 질소, 인, 비소, 안티몬, 비스무트 등 가벼운 동족체와 유사한 몇 가지 특성을 가지고 있습니다. 동시에, 그것은 그들과 몇 가지 중요한 차이점을 보여줍니다. 현재까지 약 100개의 모스코비움 원자가 합성되었으며, 질량수는 287에서 290까지입니다.

물리적 특성

주기율표 115번 원소인 모스코비움의 원자가 전자는 7s(전자 2개), 7p 1/2(전자 2개), 7p 3/2(전자 1개)의 세 가지 하위 껍질로 나뉩니다. 처음 두 개는 상대론적으로 안정화되어 있어 희가스처럼 행동하는 반면, 후자는 상대론적으로 불안정하며 화학적 상호작용에 쉽게 참여할 수 있습니다. 따라서 모스코비움의 1차 이온화 전위는 약 5.58eV가 되어야 합니다. 계산에 따르면, 모스코비움은 밀도가 약 13.5g/cm 3 인 높은 원자량으로 인해 밀도가 높은 금속이어야 합니다.

예상 설계 특성:

  • 단계: 고체.
  • 녹는점: 400°C(670°K, 750°F).
  • 끓는점: 1100°C(1400°K, 2000°F).
  • 비융해열: 5.90-5.98 kJ/mol.
  • 기화 및 응축의 비열: 138 kJ/mol.

화학적 특성

주기율표의 115번 원소는 7p 계열의 화학 원소 중 세 번째이며 주기율표 15족 중 가장 무거운 원소로 비스무스보다 낮은 순위입니다. 수용액에서 모스코비움의 화학적 상호작용은 Mc + 및 Mc 3+ 이온의 특성에 의해 결정됩니다. 전자는 아마도 쉽게 가수분해되어 할로겐, 시안화물 및 암모니아와 이온 결합을 형성합니다. Muscovy(I) 수산화물(McOH), 탄산염(Mc 2 CO 3), 옥살산염(Mc 2 C 2 O 4) 및 불소(McF)는 물에 용해되어야 합니다. 황화물(Mc 2 S)은 불용성이어야 합니다. 염화물(McCl), 브롬화물(McBr), 요오드화물(McI) 및 티오시아네이트(McSCN)는 난용성 화합물입니다.

불화모스코비움(III)(McF 3)과 티오소나이드(McS 3)는 아마도 물에 불용성입니다(해당 비스무트 화합물과 유사). 염화물(III)(McCl3), 브롬화물(McBr3) 및 요오드화물(McI3)은 쉽게 용해되고 쉽게 가수분해되어 McOCl 및 McOBr(비스무스와 유사)과 같은 옥소할로겐화물을 형성해야 합니다. Moscovium(I) 및 (III) 산화물은 유사한 산화 상태를 가지며 상대적인 안정성은 주로 어떤 원소와 반응하는지에 따라 달라집니다.

불확실성

주기율표의 115번 원소는 실험적으로 단 한 번만 합성되므로 정확한 특성에 문제가 있습니다. 과학자들은 이론적 계산에 의존하고 유사한 특성을 가진 보다 안정적인 요소와 이를 비교해야 합니다.

2011년에는 "가속기"(칼슘-48)와 "표적"(아메리카-243 및 플루토늄-244) 사이의 반응에서 니호늄, 플레로븀 및 모스코비움 동위원소를 생성하여 그 특성을 연구하는 실험이 수행되었습니다. 그러나 "표적"에는 납과 비스무트의 불순물이 포함되어 있어 핵 이동 반응에서 일부 비스무스와 폴로늄 동위원소가 얻어져 실험이 복잡해졌습니다. 한편, 얻은 데이터는 향후 과학자들이 모스코비움(moscovium) 및 리버모륨(livermorium)과 같은 비스무트 및 폴로늄의 무거운 동족체를 더 자세히 연구하는 데 도움이 될 것입니다.

열리는

주기율표 115번 원소의 첫 번째 성공적인 합성은 2003년 8월 Dubna의 JINR에서 러시아와 미국 과학자들의 공동 작업이었습니다. 핵물리학자 유리 오가네시안(Yuri Oganesyan)이 이끄는 팀에는 국내 전문가 외에 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)의 동료들도 포함됐다. 연구자들은 2004년 2월 2일자 Physical Review에 U-400 사이클로트론에서 칼슘-48 이온을 아메리슘-243에 충돌시켜 새로운 물질의 원자 4개(287 Mc 핵 1개와 288 Mc 핵 3개)를 얻었다는 정보를 발표했습니다. 이러한 원자는 약 100밀리초 내에 알파 입자를 니호늄 원소로 방출하여 붕괴(붕괴)됩니다. 2009~2010년에 두 개의 더 무거운 모스코비움 동위원소인 289 Mc와 290 Mc가 발견되었습니다.

처음에 IUPAC는 새로운 원소의 발견을 승인할 수 없었습니다. 다른 출처의 확인이 필요했습니다. 다음 몇 년 동안 이후의 실험은 추가로 평가되었으며, 115번 원소를 발견했다는 Dubna 팀의 주장이 다시 한 번 제시되었습니다.

2013년 8월, 룬드 대학과 다름슈타트(독일)의 중이온 연구소 연구팀은 2004년 실험을 반복하여 Dubna에서 얻은 결과를 확인했다고 발표했습니다. 2015년 버클리에서 일하는 과학자 팀이 추가 확인을 발표했습니다. 2015년 12월, IUPAC/IUPAP 공동 작업 그룹은 이 원소의 발견을 인정하고 발견에서 러시아계 미국인 연구팀에 우선권을 부여했습니다.

이름

1979년 IUPAC 권고에 따라 주기율표의 115번 원소를 "우눈펜튬"으로 명명하고 해당 기호 UUP로 표시하기로 결정했습니다. 그 이후로 그 이름은 발견되지 않은(그러나 이론적으로 예측된) 원소를 가리키는 데 널리 사용되었지만 물리학계에서는 인기를 끌지 못했습니다. 대부분의 경우 물질은 요소 번호 115 또는 E115와 같이 호출되었습니다.

2015년 12월 30일, 국제순수응용화학연맹은 새로운 원소의 발견을 인정했습니다. 새로운 규칙에 따르면 발견자는 새로운 물질에 대해 자신의 이름을 제안할 권리가 있습니다. 처음에는 물리학자 Paul Langevin의 이름을 따서 주기율표의 115번째 원소를 "langevinium"으로 명명할 계획이었습니다. 나중에 Dubna의 과학자 팀은 옵션으로 발견이 이루어진 모스크바 지역을 기리기 위해 "Moscow"라는 이름을 제안했습니다. 2016년 6월 IUPAC는 이 계획을 승인하고 2016년 11월 28일에 "moscovium"이라는 이름을 공식 승인했습니다.


멘델레예프의 주기율표

멘델레예프의 화학 원소 주기율표 구성은 정수론과 직교 염기의 특징적인 기간에 해당합니다. 짝수 및 홀수 차수의 행렬과 함께 Hadamard 행렬을 추가하면 첫 번째(Odin), 두 번째(Euler), 세 번째(Mersenne), 네 번째(Hadamard) 및 다섯 번째(Fermat) 순서의 행렬인 중첩된 행렬 요소의 구조적 기반이 생성됩니다.

4개의 주문이 있는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 케이하다마르 행렬은 헬륨 4, 네온 20, 아르곤 40(39.948) 등 원자 질량이 4배인 불활성 원소에 해당할 뿐만 아니라 생명 및 디지털 기술의 기본 요소인 탄소 12, 산소 16, 실리콘 28에도 해당합니다. , 게르마늄 72.

4차 메르센 행렬을 사용하면 다음과 같습니다. 케이–1 반대로 활성, 유독, 파괴 및 부식성 모든 것이 연결되어 있습니다. 그러나 이것들은 에너지원과 납 207(최종 생성물, 독성 염)과 같은 방사성 원소이기도 합니다. 물론 불소는 19입니다. 메르센 행렬의 차수는 악티늄 계열이라고 불리는 방사성 원소의 순서인 우라늄 235, 플루토늄 239(우라늄보다 더 강력한 원자 에너지원인 동위원소) 등에 해당합니다. 이들은 또한 알칼리 금속인 리튬 7, 나트륨 23 및 칼륨 39입니다.

갈륨 – 원자량 68

주문 4 케이–2 오일러 행렬(이중 메르센)은 질소 14(대기의 기초)에 해당합니다. 식탁용 소금은 나트륨 23과 염소 35라는 두 개의 "메르센 유사" 원자로 구성되며, 이 조합이 오일러 행렬의 특징입니다. 무게가 35.4인 더 큰 염소는 하다마르 차원인 36에 조금 못 미칩니다. 식염 결정: 정육면체(! 즉 유순한 성격, 하다마드)와 팔면체(더 도전적이며 의심할 여지 없이 오일러입니다).

원자 물리학에서 전이 철 56 - 니켈 59는 더 큰 핵(수소 폭탄)과 붕괴(우라늄 폭탄)의 합성 중에 에너지를 제공하는 원소 사이의 경계입니다. 차수 58은 대각선에 0이 있는 Belevich 행렬 형태의 Hadamard 행렬 유사체가 없을 뿐만 아니라 가중 행렬도 많지 않다는 사실로 유명합니다. 가장 가까운 직교 W(58,53)에는 5가 있습니다. 각 열과 행에 0이 있습니다(깊은 간격).

페르마 행렬에 해당하는 계열 및 4차 대체 케이+1, 운명의 의지에 따라 Fermium 257이 필요합니다. 정확한 히트는 아무 말도 할 수 없습니다. 여기에 금 197이 있습니다. 전자 장치의 상징인 구리 64(63.547)와 은 108(107.868)은 볼 수 있듯이 금에 도달하지 않으며 보다 적당한 하다마드 행렬에 해당합니다. 원자량이 63에서 멀지 않은 구리는 화학적으로 활성을 가지며 녹색 산화물이 잘 알려져 있습니다.

고배율의 붕소 결정

와 함께 황금비율붕소는 결합되어 있습니다. 다른 모든 원소 중 원자 질량은 10에 가장 가깝습니다(보다 정확하게는 10.8, 홀수에 대한 원자량의 근접성도 영향을 미칩니다). 붕소는 다소 복잡한 원소입니다. 붕소는 생명의 역사 자체에서 복잡한 역할을 합니다. 구조의 프레임 워크 구조는 다이아몬드보다 훨씬 더 복잡합니다. 많은 수의 과학자들이 이미 이와 관련된 연구로 노벨상을 받았음에도 불구하고 붕소가 불순물을 흡수할 수 있게 하는 독특한 유형의 화학 결합은 잘 알려져 있지 않습니다. 붕소 결정 모양은 5개의 삼각형이 꼭지점을 이루는 정이십면체입니다.

플래티넘의 미스터리. 다섯 번째 원소는 의심할 여지 없이 금과 같은 귀금속입니다. Hadamard 차원 4 위의 상부 구조 케이, 1개 대형.

안정 동위원소 우라늄 238

그러나 페르마 수는 매우 드물다는 점을 기억하십시오(가장 가까운 수는 257입니다). 천연 금의 결정체는 입방체에 가까운 모양을 가지고 있지만 오각형도 반짝입니다. 가장 가까운 이웃인 귀금속인 백금은 금 197과 원자량이 4 미만 떨어져 있습니다. 백금의 원자량은 193이 아니라 약간 더 높은 194(오일러 행렬 순서)입니다. 그것은 작은 일이지만 그녀를 좀 더 공격적인 요소의 진영으로 끌어들입니다. 이와 관련하여 백금은 불활성(아마도 왕수에 용해됨)으로 인해 화학 공정의 활성 촉매로 사용된다는 점을 기억할 가치가 있습니다.

해면질 백금은 실온에서 수소를 발화시킵니다. 백금의 특성은 전혀 평화롭지 않지만 이리듐 192(동위원소 191과 193의 혼합물)는 더 평화롭게 행동합니다. 구리와 비슷하지만 금의 무게와 특성을 갖고 있습니다.

네온 20과 나트륨 23 사이에는 원자량이 22인 원소가 없습니다. 물론 원자량은 필수적인 특성입니다. 그러나 동위 원소 중에는 숫자의 속성 및 해당 직교 염기의 행렬과 속성의 흥미로운 상관 관계도 있습니다. 가장 널리 사용되는 핵연료는 동위원소 우라늄 235(메르센 매트릭스 차수)로, 자립적인 핵연쇄반응이 가능합니다. 자연적으로 이 원소는 안정한 형태의 우라늄 238(오일러 행렬 차수)로 발생합니다. 원자량이 13인 원소는 없습니다. 혼돈의 경우, 주기율표의 제한된 수의 안정 원소와 13차 행렬에서 관찰되는 장벽으로 인해 고차 수준 행렬을 찾는 어려움이 관련됩니다.

화학 원소의 동위원소, 안정성의 섬

자연에는 반복되는 시퀀스가 ​​많이 있습니다.

  • 계절;
  • 시간대;
  • 요일…

19세기 중반에 D.I. Mendeleev는 원소의 화학적 성질에도 일정한 순서가 있다는 것을 알아냈습니다(그들은 이 아이디어가 꿈에서 그에게 왔다고 말합니다). 과학자의 놀라운 꿈의 결과는 D.I. 멘델레예프는 원자량이 증가하는 순서로 화학 원소를 배열했습니다. 현대 표에서 화학 원소는 원소의 원자 번호(원자핵에 있는 양성자의 수)의 오름차순으로 배열되어 있습니다.

원자 번호는 화학 원소 기호 위에 표시되고 기호 아래에는 원자 질량(양성자와 중성자의 합)이 표시됩니다. 일부 원소의 원자 질량은 정수가 아닙니다! 동위원소를 기억하세요!원자 질량은 자연 조건에서 자연에서 발견되는 원소의 모든 동위원소의 가중 평균입니다.

표 아래에는 란탄족 원소와 악티늄족 원소가 있습니다.

금속, 비금속, 준금속


주기율표에서 붕소(B)로 시작하여 폴로늄(Po)으로 끝나는 계단형 대각선 왼쪽에 위치합니다(게르마늄(Ge)과 안티몬(Sb)은 예외입니다. 금속이 가장 많이 차지하는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 주기율표 금속의 기본 특성: 단단함(수은 제외), 빛나고, 전기 및 열 전도가 양호하며, 플라스틱, 가단성, 쉽게 전자를 포기합니다.

B-Po 계단형 대각선 오른쪽에 위치한 요소를 다음과 같이 부릅니다. 비금속. 비금속의 특성은 금속의 특성과 정반대입니다. 열과 전기의 전도율이 낮습니다. 부서지기 쉬운; 가단성이 없는; 비 플라스틱; 일반적으로 전자를 받아들입니다.

준금속

금속과 비금속 사이에는 반금속(준금속). 금속과 비금속의 성질을 모두 갖고 있는 것이 특징입니다. 반금속은 반도체 생산 산업에서 주요 응용 분야를 찾았으며, 이 응용 프로그램 없이는 단일 현대 마이크로 회로 또는 마이크로 프로세서를 생각할 수 없습니다.

기간 및 그룹

위에서 언급했듯이 주기율표는 7주기로 구성되어 있습니다. 각 기간마다 원소의 원자 번호는 왼쪽에서 오른쪽으로 증가합니다.

원소의 성질은 주기에 따라 순차적으로 변합니다. 따라서 세 번째 주기의 시작 부분에 있는 나트륨(Na)과 마그네슘(Mg)은 전자를 포기합니다(Na는 전자 1개를 포기합니다: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg는 전자 1개를 포기합니다. 전자 2개를 올립니다: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). 그러나 기간 끝에 위치한 염소(Cl)는 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5라는 한 가지 원소를 취합니다.

반대로 그룹에서는 모든 요소가 동일한 속성을 갖습니다. 예를 들어 IA(1)족에서는 리튬(Li)부터 프란슘(Fr)까지 모든 원소가 전자 1개를 기부합니다. 그리고 VIIA(17)족의 모든 원소는 하나의 원소를 취합니다.

일부 그룹은 매우 중요해서 특별한 이름을 받았습니다. 이러한 그룹은 아래에서 논의됩니다.

그룹IA(1). 이 그룹의 원소의 원자는 외부 전자층에 전자가 하나만 있으므로 전자 하나를 쉽게 포기합니다.

가장 중요한 알칼리 금속은 나트륨(Na)과 칼륨(K)입니다. 인간의 생활에 중요한 역할을 하고 염의 일부이기 때문입니다.

전자 구성:

  • 리- 1초 2 2초 1 ;
  • 나- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 1 ;
  • 케이- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 1

그룹IIA(2). 이 그룹의 원소 원자는 외부 전자층에 두 개의 전자를 가지고 있으며, 이는 또한 화학 반응 중에 포기됩니다. 가장 중요한 요소는 뼈와 치아의 기초인 칼슘(Ca)입니다.

전자 구성:

  • BE- 1초 2 2초 2;
  • 마그네슘- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 ;
  • 칼슘- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2

그룹 VIIA(17). 이 그룹의 원소의 원자는 일반적으로 각각 하나의 전자를 받습니다. 외부 전자층에는 5개의 원소가 있으며 "완전한 세트"에는 전자 1개가 빠져 있습니다.

이 그룹의 가장 잘 알려진 원소: 염소(Cl) - 소금과 표백제의 일부입니다. 요오드(I)는 인간의 갑상선 활동에 중요한 역할을 하는 요소입니다.

전자 구성:

  • 에프- 1초 2 2초 2 2p 5 ;
  • Cl- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 5 ;
  • 브르- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2 3d 10 4p 5

그룹 VIII(18).이 그룹의 원소 원자는 완전히 "완전한" 외부 전자층을 가지고 있습니다. 그러므로 그들은 전자를 받아들일 필요가 “없습니다”. 그리고 그들은 그것을 포기하는 것을 "원하지 않습니다". 따라서 이 그룹의 원소는 화학 반응을 시작하는 것을 매우 "마지 못해"합니다. 오랫동안 그들은 전혀 반응하지 않는 것으로 믿어졌습니다(따라서 "비활성", 즉 "비활성"이라는 이름이 붙었습니다). 그러나 화학자 Neil Bartlett은 이러한 가스 중 일부가 특정 조건에서 여전히 다른 원소와 반응할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

전자 구성:

  • 네- 1초 2 2초 2 2p 6;
  • 아르곤- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 ;
  • 크르- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2 3d 10 4p 6

그룹의 원자가 요소

각 그룹 내에서 원소들은 원자가 전자(외부 에너지 준위에 위치한 s 및 p 궤도의 전자)가 서로 유사하다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.

알칼리 금속에는 1개의 원자가 전자가 있습니다.

  • 리- 1초 2 2초 1 ;
  • 나- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 1 ;
  • 케이- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 1

알칼리 토금속에는 2개의 원자가 전자가 있습니다.

  • BE- 1초 2 2초 2;
  • 마그네슘- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 ;
  • 칼슘- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2

할로겐에는 7개의 원자가 전자가 있습니다.

  • 에프- 1초 2 2초 2 2p 5 ;
  • Cl- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 5 ;
  • 브르- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2 3d 10 4p 5

불활성 기체에는 8개의 원자가 전자가 있습니다.

  • 네- 1초 2 2초 2 2p 6;
  • 아르곤- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 ;
  • 크르- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2 3d 10 4p 6

자세한 내용은 원자가 및 기간별 화학 원소 원자의 전자 구성 표 문서를 참조하세요.

이제 기호가 있는 그룹에 있는 요소에 주목해 보겠습니다. 안에. 주기율표의 중앙에 위치하며 이를 주기율표라고 한다. 전이금속.

이 요소의 독특한 특징은 채우는 전자 원자에 존재한다는 것입니다. d-궤도:

  1. SC- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2 3d 1 ;
  2. 티- 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 4초 2 3d 2

메인 테이블과 별도로 위치해있습니다 란타넘족그리고 악티늄족-이들은 소위 내부 전이 금속. 이 원소의 원자에서 전자가 채워집니다. f-궤도:

  1. Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
  2. 목- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

주기율표는 인류의 가장 위대한 발견 중 하나이며, 이를 통해 우리 주변 세계에 대한 지식을 정리하고 발견할 수 있었습니다. 새로운 화학 원소. 초등학생은 물론 화학에 관심이 있는 모든 사람에게 필요합니다. 또한, 이 계획은 다른 과학 분야에서도 필수적입니다.

이 체계에는 인간에게 알려진 모든 요소가 포함되어 있으며, 요소는 다음에 따라 그룹화됩니다. 원자 질량과 원자 번호. 이러한 특성은 요소의 속성에 영향을 미칩니다. 짧은 버전의 표에는 총 8개의 그룹이 있으며, 한 그룹에 포함된 요소는 매우 유사한 속성을 갖습니다. 첫 번째 그룹에는 수소, 리튬, 칼륨, 구리가 포함되어 있으며 러시아어로 라틴어 발음은 cuprum입니다. 또한 argentum - 은, 세슘, 금 - aurum 및 francium. 두 번째 그룹에는 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 아연이 포함되고 그 다음에는 스트론튬, 카드뮴, 바륨이 포함되며 그룹은 수은과 라듐으로 끝납니다.

세 번째 그룹에는 붕소, 알루미늄, 스칸듐, 갈륨이 포함되고 그 다음에는 이트륨, 인듐, 란타늄이 포함되며 그룹은 탈륨과 악티늄으로 끝납니다. 네 번째 그룹은 탄소, 실리콘, 티타늄으로 시작하여 게르마늄, 지르코늄, 주석으로 이어지며 하프늄, 납 및 러더포듐으로 끝납니다. 다섯 번째 그룹에는 질소, 인, 바나듐과 같은 원소가 포함되어 있으며 그 아래에는 비소, 니오븀, 안티몬이 포함되어 있으며 그 다음에는 탄탈륨, 비스무스가 나오고 더브늄으로 그룹이 완성됩니다. 여섯 번째는 산소로 시작하여 황, 크롬, 셀레늄, 몰리브덴, 텔루르, 텅스텐, 폴로늄 및 시보듐 순입니다.

일곱 번째 그룹에서 첫 번째 원소는 불소이고, 염소, 망간, 브롬, 테크네튬, 요오드, 레늄, 아스타틴 및 보륨이 그 뒤를 따릅니다. 마지막 그룹은 가장 많은. 여기에는 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 및 라돈과 같은 가스가 포함됩니다. 이 그룹에는 철, 코발트, 니켈, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 오스뮴, 이리듐 및 백금 금속도 포함됩니다. 다음은 Hannium과 Meitnerium입니다. 을 구성하는 요소는 악티늄족 계열과 란탄계열. 란타늄, 악티늄과 비슷한 성질을 가지고 있습니다.


이 구성표에는 모든 유형의 요소가 포함되며 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다. 금속과 비금속, 다른 속성을 가지고 있습니다. 요소가 한 그룹에 속하는지 다른 그룹에 속하는지 결정하는 방법은 붕소에서 아스타틴까지 그려야 하는 일반적인 선을 통해 도움을 받을 수 있습니다. 그러한 선은 테이블의 전체 버전에서만 그릴 수 있다는 점을 기억해야 합니다. 이 선 위에 있고 주 하위 그룹에 위치한 모든 요소는 비금속으로 간주됩니다. 그리고 아래의 주요 하위 그룹은 금속입니다. 금속은 다음에서도 발견되는 물질입니다. 측면 하위 그룹. 이러한 요소의 위치를 ​​자세히 알아볼 수 있는 특별한 그림과 사진이 있습니다. 이 선에 있는 요소는 금속과 비금속 모두에서 동일한 특성을 나타낸다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

별도의 목록은 이중 특성을 가지며 반응 결과로 2가지 유형의 화합물을 형성할 수 있는 양쪽성 원소로 구성됩니다. 동시에 그들은 기본과 산성 특성. 특정 특성의 우세는 양쪽성 요소가 반응하는 반응 조건 및 물질에 따라 달라집니다.


좋은 품질의 전통적인 디자인으로 이 구성표가 색칠되어 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 동시에 방향을 쉽게 하기 위해 서로 다른 색상으로 표시됩니다. 주 및 보조 하위 그룹. 요소는 속성의 유사성에 따라 그룹화됩니다.
그러나 요즘에는 색 구성표와 함께 멘델레예프의 흑백 주기율표가 매우 일반적입니다. 이 유형은 흑백 인쇄에 사용됩니다. 명백한 복잡성에도 불구하고 일부 뉘앙스를 고려하면 작업하는 것이 편리합니다. 따라서 이 경우 명확하게 보이는 음영의 차이를 통해 기본 하위 그룹과 보조 하위 그룹을 구분할 수 있습니다. 또한 컬러 버전에서는 서로 다른 층에 전자가 존재하는 요소가 표시됩니다. 다른 색상.
단색 디자인에서는 구성표를 탐색하는 것이 그리 어렵지 않다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이를 위해서는 요소의 각 개별 셀에 표시된 정보로 충분합니다.


오늘날 통합 국가 시험은 학교가 끝난 후의 주요 시험 유형이므로 준비에 특별한주의를 기울여야 함을 의미합니다. 그러므로 선택할 때 화학 최종 시험, 합격에 도움이 될 수 있는 자료에 주의를 기울여야 합니다. 원칙적으로 학생들은 시험 중에 일부 표, 특히 양질의 주기율표를 사용할 수 있습니다. 따라서 테스트 중에 이점만 가져오려면 구조와 요소의 특성 및 순서에 대한 연구에 미리 주의를 기울여야 합니다. 너도 배워야 해 흑백 버전의 테이블을 사용하세요시험에 어려움을 겪지 않도록.


원소의 특성과 원자 질량에 대한 의존성을 특성화하는 기본 표 외에도 화학 연구에 도움이 될 수 있는 다른 다이어그램이 있습니다. 예를 들어, 물질의 용해도 및 전기 음성도 표. 첫 번째는 특정 화합물이 상온에서 물에 얼마나 용해되는지 결정하는 데 사용될 수 있습니다. 이 경우 음이온은 수평으로 위치합니다(음전하 이온). 양이온, 즉 양전하 이온은 수직으로 위치합니다. 알아보려면 용해도하나 또는 다른 화합물의 경우 표를 사용하여 해당 구성 요소를 찾는 것이 필요합니다. 그리고 교차점에는 필요한 지정이 있습니다.

문자 "p"인 경우 물질은 정상적인 조건에서 물에 완전히 용해됩니다. 문자 "m"이 있으면 물질은 약간 녹는 것이고, 문자 "n"이 있으면 거의 불용성입니다. "+" 표시가 있으면 화합물은 침전물을 형성하지 않고 잔류물 없이 용매와 반응합니다. "-" 표시가 있으면 해당 물질이 존재하지 않는다는 의미입니다. 때때로 표에서 "?" 기호를 볼 수도 있는데, 이는 이 화합물의 용해도가 확실하게 알려져 있지 않음을 의미합니다. 요소의 전기 음성도 1에서 8까지 다양할 수 있으며 이 매개변수를 결정하는 특수 테이블도 있습니다.

또 다른 유용한 테이블은 금속 활동 시리즈입니다. 모든 금속은 전기화학적 전위의 증가 정도에 따라 그 안에 위치합니다. 일련의 금속 전압은 리튬으로 시작하여 금으로 끝납니다. 금속이 주어진 행에서 왼쪽으로 더 많이 위치할수록 화학 반응에서 더 활동적인 것으로 믿어집니다. 따라서, 가장 활동적인 금속리튬은 알칼리 금속으로 간주됩니다. 요소 목록의 끝에는 수소도 포함되어 있습니다. 그 뒤에 위치한 금속은 실질적으로 비활성이라고 믿어집니다. 여기에는 구리, 수은, 은, 백금, 금과 같은 원소가 포함됩니다.

좋은 품질의 주기율표 사진

이 계획은 화학 분야에서 가장 큰 성과 중 하나입니다. 여기서 이 테이블은 종류가 많아요– 짧은 버전, 긴 버전, 매우 긴 버전. 가장 일반적인 것은 짧은 테이블이지만 긴 버전의 다이어그램도 일반적입니다. 회로의 짧은 버전은 현재 IUPAC에서 사용하도록 권장되지 않는다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
전체적으로 있었어요 100가지 이상의 테이블이 개발되었습니다., 프레젠테이션, 형식 및 그래픽 프레젠테이션이 다릅니다. 그것들은 다양한 과학 분야에서 사용되거나 전혀 사용되지 않습니다. 현재 연구자들은 새로운 회로 구성을 계속 개발하고 있습니다. 주요 옵션은 우수한 품질의 단락 또는 장기 회로입니다.



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