Sistemul periodic

Sistemul periodic al elementelor

1. Tabelul periodic, un element de bază în învățarea chimiei, este mai mult decât o simplă diagramă de elemente; este o mărturie de secole de cercetare, descoperire științifică și întemeiere a chimiei moderne.

Să călătorim în timp și să explorăm fascinanta istorie a tabelului periodic, de la începutul său timid, la rolul său important în înțelegerea elementelor care alcătuiesc lumea noastră.

2. Povestea tabelului periodic începe cu mult înainte de era moderna. În cele mai vechi timpuri, filozofi și alchimiști speculau cu privire la blocurile fundamentale ale materiei. Alchimia, un precursor mistic al chimiei, urmărea să transforme metalele comune în aur și să descopere elixirul vieții. Deși alchimiei îi lipsea rigoarea științei moderne, ea a pus bazele studiului elementelor chimice.

3. Sfârșitul secolului al XVIII-lea a marcat un punct de cotitură cu studiile și cercetarea lui Antoine Lavoisier. El este adesea considerat "Tatăl of Modern Chemistry" pentru experimentele sale inovatoare și formularea legii conservării masei.

Lucrarea lui Lavoisier a stabilit că materia nu poate fi creată sau distrusă în reacțiile chimice, modificând în mod fundamental înțelegerea asupra compoziției substanțelor.

4. La începutul secolului al XIX-lea, John Dalton a extins cercetarea lui Lavoisier propunând teoria sa atomică. Dalton a sugerat că elementele erau compuse din particule indivizibile numite atomi. Această teorie a fost primul pas în ceea ce privește structura atomică a materiei, un concept important pentru dezvoltarea tabelului periodic.

5. Adevăratul arhitect al tabelului periodic modern a fost Dmitri Mendeleev, un chimist și profesor rus. În 1869, el a publicat versiunea sa a tabelului periodic, organizat după masa atomică și elemente grupate cu proprietăți similare în coloane. Geniul lui Mendeleev constă în predicția sa despre elemente nedescoperite și proprietățile lor. El a lăsat chiar spațiu în sistemul periodic, pentru elemente care erau încă descoperite, anticipând corect existența lor.

6. La sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului XX, o serie de cercetări au descoperit existența unor elemente noi. Cercetători ca Marie Curie și soțul ei, Pierre Curie, au izolat radiu și poloniu, lucru ce a dus la extinderea tabelului periodic. Descoperirea radioactivității a condus, de asemenea, la o înțelegere mai profundă a structurii atomice.

7. Modelul atomic al lui Niels Bohr la începutul secolului al XX-lea a oferit perspective asupra aranjamentului electronilor în interiorul atomilor, explicând periodicitatea elementelor din tabelul periodic masa. Modelul lui Bohr, bazat pe teoria cuantică, a clarificat de ce elementele au prezentat modele recurente în proprietățile lor.

8. Tabelul periodic modern organizează elementele după numărul atomic, numărul de protoni din nucleul atomului.

Elementele sunt grupate în perioade ( șiruri orizontale) și grupe (coloane verticale). Poziția fiecărui element oferă informații valoroase despre structura sa atomică, reactivitate și proprietăți.

9. Tabelul periodic este o comoară de elemente, fiecare cu poveștile și utilizările sale unice. Luați carbonul, de exemplu, el este baza vieții și formează toți compușii organici.

Siliciu, găsit în cipuri de calculator, tehnologie revoluționată. Hidrogenul, cel mai ușor element, alimentează soarele prin reacții de fuziune.

Elevii pot fi familiarizați cu heliul, cunoscut pentru utilizarea sa în baloane și trucuri de petrecere.

10. Nu toate elementele se găsesc în mod natural pe Pământ. Tehnețiul, primul element artificial, a fost creat în laborator în 1937. Această realizare ne-a arătat capacitatea omului de a manipula materia la nivel atomic și a extinde tabel periodic dincolo de ceea ce se întâmplă în mod natural.

11. Unul dintre punctele forte ale tabelului periodic este capacitatea sa de a deduce proprietățile elementelor pe baza poziției lor în tabel. De exemplu, elemente din aceeași grupă au comportamente chimice similare. Oxigen, sulf, seleniu, telurul și poloniul, toate în aceeași grupă, au proprietăți comune precum capacitatea de a forma compuși cu oxigenul, cunoscuți sub numele de oxizi.

12. Gazele nobile, găsite în grupa 18 din tabelul periodic, se caracterizează prin stabilitatea lor remarcabilă și lipsa de reactivitate. Elemente precum heliul, neonul și argonul sunt adesea utilizate în diverse aplicații, inclusiv lumini de neon și criogenie. Natura nereactivă a acestor gaze le face importante în procesele industriale și științifice specifice.

13. Tabelul periodic oferă un cadru pentru înțelegerea proprietăților periodice. Elevii pot afla despre variația proprietăților periodice precum raza atomică, care crește pe măsură ce vă deplasați jos în grupă, și electronegativitatea, care în general crește de la stânga la dreapta pe parcursul unei perioade. Aceste tendințe explică de ce elementele prezintă anumite comportamente specifice.

14. Oamenii de știință continuă să depășească limitele tabelului periodic prin crearea unor elemente supergrele, cum ar fi elementul 118, oganesson. Aceste elemente sunt extrem de instabile și există doar pentru moment în laborator, dar creația lor reprezintă evoluția în curs a tabelului periodic.

15. Tabelul periodic este mai mult decât o diagramă a elementelor; este un cadru dinamic care a ghidat generații de oameni de știință în înțelegerea legilor de construcție ale materiei.

De la alchimia antică la teoria cuantică modernă, tabelul periodic a evoluat alături de cunoștințele științifice, oferind perspective valoroase asupra elementelor fundamentale ce guvernează universul. Pe măsură ce elevii descoperă lumea chimiei, ei cunosc o lume a descoperirii și explorării, cu tabelul periodic ca ghid de încredere.

VERIFICAȚI-VĂ ÎNȚELEGEREA

Întrebarea 1: Care sunt cele trei nume ale oamenilor de știință care au formulat legea conservării masei, teoria atomică și au creat tabelul periodic în 1869?

Întrebarea 2: Ce cuplu de cercetători a izolat și a descoperit elementele radioactive grele crescând numărul de elemente existente în tabelul periodic?

Întrebarea 3:

Completați golurile: Tabelul periodic modern organizează elementele după _____ _______, numărul de protoni dintr-un nucleu atomic. Elementele sunt grupate în _____ (________ ____) și grupe (coloane verticale). Poziția fiecărui element dezvăluie informații valoroase despre structura sa atomică, _________ și proprietățile sale.

Întrebarea 4: Ce face ca gazele nobile din grupa 18 să fie atât de valoroase și de unde provin aceste proprietăți? (puteți extinde pe această întrebare cu cercetări din afara articolului).

Întrebarea 5: Ce tip de element este cel mai frecvent în tabelul periodic?

Întrebarea 6: Există diferite tipuri de tabel periodic, altele decât cel tradițional bazat pe modelul propus de Dmitri Mendeleev. Dacă vă uitați la celelalte forme ale tabelului periodic, pe ce se bazează și de ce gruparea elementelor în alte modalități ne oferă noi perspective?

Răspunsuri corecte

Întrebarea 1: Care sunt cele trei nume ale oamenilor de știință care au formulat legea conservării masei, teoria atomică și au creat tabelul periodic în 1869?

Antoine Lavoisier, John Dalton și Dmitri Mendeleev [3, 4 și 5]

Întrebarea 2: Ce cuplu de cercetători a izolat și a descoperit elementele radioactive grele crescând numărul de elemente existente în tabelul periodic?

Marie Curie și soțul ei Pierre Curie. [6]

Întrebarea 3:

Completați golurile: Tabelul periodic modern organizează elementele după _____ _______, numărul de protoni dintr-un nucleu atomic. Elementele sunt grupate în _____ (________ ____) și grupe (coloane verticale). Poziția fiecărui element dezvăluie informații valoroase despre structura sa atomică, _________ și proprietățile sale.

numărul atomic, perioade (rânduri orizontale) , (coloane verticale), reactivitate [8]

Întrebarea 4: Ce face ca gazele nobile din grupa 18 să fie atât de valoroase și de unde provin aceste proprietăți? (puteți extinde pe această întrebare cu cercetări din afara articolului).

Gazele nobile au o stabilitate incredibilă și datorită acesteia proprietățile pot fi utilizate în lumina de neon și criogenie. Deoarece gazele nobile sunt stabile ch imic( nereactive) din cauza structurii stabile de dublet sau octet, acestea pot fi utilizate pentru a oferi medii stabile pentru sudare, tăiere și rafinare a metalelor. De asemenea, în muzee, pentru a proteja artefactele, specimenele ar putea fi păstrate într-un mediu cu gaz nobil pentru a le împiedica să reacționeze și să îmbătrânească. [12]

Întrebarea 5: Ce tip de element este cel mai frecvent în tabelul periodic?

Cel mai frecvent tip de element care apare sunt metalele, sunt multe, multe metale pe tabelul periodic.

Întrebarea 6: Există diferite tipuri de tabel periodic, altele decât cel tradițional bazat pe modelul propus de Dmitri Mendeleev. Dacă vă uitați la celelalte forme ale tabelului periodic, pe ce se bazează și de ce gruparea elementelor în alte modalități ne oferă noi perspective?

De-a lungul timpului, au fost propuse și alte forme ale sistemului periodic, care organizează elementele în moduri alternative. Iată câteva dintre aceste forme alternative:

• Tabelul periodic lung:

• Este versiunea extinsă a tabelului periodic clasic, unde blocul f (lantanidele și actinidele) este integrat în tabel, între grupurile 3 și 4, în loc să fie plasat sub restul tabelului.
• Sistemul periodic elicoidal:
• Prezintă elementele într-o formă de spirală tridimensională, cu elementele ordonate în funcție de numărul atomic. Această formă evidențiază mai bine periodicitatea și asemănările chimice dintre elemente.
• Tabelul periodic circular:
• Elementele sunt dispuse în cercuri concentrice, ceea ce poate face vizualizarea periodică a proprietăților mai intuitivă pentru unii utilizatori. De exemplu, Charles Janet a propus o astfel de versiune, cunoscută și ca tabelul "Coxeter".
• Tabelul periodic cubic:
• Reprezintă elementele într-o rețea tridimensională, unde fiecare axă a cubului poate reprezenta o proprietate chimică sau fizică diferită, cum ar fi numărul atomic, energia de ionizare și afinitatea electronică.
• Tabelul periodic piramidal:
• Elementele sunt dispuse în formă de piramidă, cu hidrogenul și heliul în vârf și celelalte elemente distribuite pe niveluri inferioare în funcție de numărul lor atomic.
• Tabelul periodic al nucleidelor:
• Concentrează atenția pe proprietățile nucleare ale elementelor, cum ar fi stabilitatea izotopilor și tipurile de dezintegrare radioactivă.
• Tabelul periodic al energiei de ionizare:
• Organizează elementele în funcție de energia necesară pentru a îndepărta un electron dintr-un atom neutru, evidențiind tendințele acestei proprietăți pe măsură ce ne deplasăm prin tabel.

Aceste forme alternative ale sistemului periodic sunt utilizate în diverse scopuri educaționale și de cercetare, ajutând la evidențierea diferitelor aspecte ale comportamentului chimic și fizic al elementelor. Fiecare versiune poate oferi perspective unice și poate fi mai utilă în anumite contexte specifice decât forma clasică a tabelului periodic.

Articol realizat de prof. Blasciuc Gabriela