Tavola periodica degli elementi di chimica. Elenco alfabetico degli elementi chimici

Se trovi difficile comprendere la tavola periodica, non sei il solo! Anche se può essere difficile comprenderne i principi, sapere come usarlo ti aiuterà a imparare scienze naturali. Innanzitutto, studia la struttura della tabella e quali informazioni puoi ricavare da essa su ciascun elemento chimico. Quindi puoi iniziare a studiare le proprietà di ciascun elemento. E infine, utilizzando la tavola periodica, puoi determinare il numero di neutroni in un atomo di un particolare elemento chimico.

Passi

Parte 1

Struttura della tabella

Tavola periodica, o tavola periodica elementi chimici, inizia nell'angolo in alto a sinistra e termina alla fine dell'ultima riga della tabella (angolo in basso a destra).

Gli elementi nella tabella sono disposti da sinistra a destra in ordine crescente del loro numero atomico. Il numero atomico mostra quanti protoni sono contenuti in un atomo. Inoltre, all’aumentare del numero atomico, aumenta anche la massa atomica. Pertanto, dalla posizione di un elemento nella tavola periodica, è possibile determinarne la massa atomica. Come puoi vedere, ogni elemento successivo contiene un protone in più rispetto all'elemento che lo precede.
- Ciò è evidente se si considerano i numeri atomici. I numeri atomici aumentano di uno spostandosi da sinistra a destra. Poiché gli elementi sono disposti in gruppi, alcune celle della tabella vengono lasciate vuote.
Ad esempio, la prima riga della tabella contiene l'idrogeno, che ha numero atomico 1, e l'elio, che ha numero atomico 2. Tuttavia, si trovano alle estremità opposte perché appartengono a gruppi diversi. Scopri i gruppi che contengono elementi con proprietà fisiche e chimiche simili. Gli elementi di ciascun gruppo si trovano nella colonna verticale corrispondente. Sono generalmente identificati dallo stesso colore, che aiuta a identificare elementi con proprietà fisiche e chimiche simili e a prevederne il comportamento. Tutti gli elementi di un particolare gruppo hanno stesso numero
- elettroni nel guscio esterno. L'idrogeno può essere classificato come un gruppo metalli alcalini
- Nella maggior parte dei casi, i gruppi sono numerati da 1 a 18 e i numeri vengono posizionati in alto o in basso nella tabella. I numeri possono essere specificati in numeri romani (ad esempio IA) o arabi (ad esempio 1A o 1).
- Quando ti muovi lungo una colonna dall'alto verso il basso, si dice che stai "navigando un gruppo".
Scopri perché ci sono celle vuote nella tabella. Gli elementi sono ordinati non solo in base al numero atomico, ma anche per gruppo (gli elementi dello stesso gruppo hanno proprietà fisiche e chimiche simili). Grazie a ciò è più facile capire come si comporta un particolare elemento. Tuttavia, all'aumentare del numero atomico, non sempre gli elementi che rientrano nel gruppo corrispondente vengono trovati, quindi nella tabella rimangono celle vuote.
- Ad esempio, le prime 3 righe hanno celle vuote perché i metalli di transizione si trovano solo a partire dal numero atomico 21.
- Gli elementi con numeri atomici da 57 a 102 sono classificati come elementi delle terre rare e vengono solitamente posizionati nel proprio sottogruppo nell'angolo in basso a destra della tabella.
Ogni riga della tabella rappresenta un periodo. Tutti gli elementi dello stesso periodo hanno lo stesso numero orbitali atomici, su cui si trovano gli elettroni negli atomi. Il numero di orbitali corrisponde al numero del periodo. La tabella contiene 7 righe, ovvero 7 periodi.
- Ad esempio, gli atomi degli elementi del primo periodo hanno un orbitale e gli atomi degli elementi del settimo periodo hanno 7 orbitali.
- Di norma, i periodi sono contrassegnati dai numeri da 1 a 7 sulla sinistra della tabella.
- Mentre ti muovi lungo una linea da sinistra a destra, si dice che stai “scansionando il periodo”.
Imparare a distinguere tra metalli, metalloidi e non metalli. Comprenderai meglio le proprietà di un elemento se puoi determinare di che tipo è. Per comodità, nella maggior parte delle tabelle metalli, metalloidi e non metalli sono contrassegnati da colori diversi. I metalli sono a sinistra mentre i non metalli a destra della tabella. Tra di loro si trovano i metalloidi.

Parte 2
Designazioni degli elementi
1. Ogni elemento è designato da una o due lettere latine. Di norma il simbolo dell'elemento viene visualizzato a grandi lettere al centro della cella corrispondente. Un simbolo è un nome abbreviato per un elemento che è lo stesso nella maggior parte delle lingue. I simboli degli elementi sono comunemente usati quando si conducono esperimenti e si lavora con equazioni chimiche, quindi è utile ricordarli.
  - Di solito i simboli degli elementi sono abbreviazioni dei loro nomi latini, anche se per alcuni, soprattutto di recente elementi aperti, derivano dal nome comune. Ad esempio, l'elio è indicato dal simbolo He, che è vicino a nome comune nella maggior parte delle lingue. Allo stesso tempo, il ferro è designato come Fe, che è un'abbreviazione del suo nome latino.
2. Prestare attenzione al nome completo dell'elemento se riportato nella tabella. Questo elemento "nome" viene utilizzato nei testi normali. Ad esempio, "elio" e "carbonio" sono nomi di elementi. Di solito, anche se non sempre, nomi completi gli elementi sono indicati sotto il loro simbolo chimico.
  - A volte la tabella non indica i nomi degli elementi e riporta solo i loro simboli chimici.
3. Trova il numero atomico. Tipicamente, il numero atomico di un elemento si trova nella parte superiore della cella corrispondente, al centro o nell'angolo. Può anche apparire sotto il simbolo o il nome dell'elemento. Gli elementi hanno numeri atomici da 1 a 118.
  - Il numero atomico è sempre un numero intero.
4. Ricorda che il numero atomico corrisponde al numero di protoni presenti in un atomo. Tutti gli atomi di un elemento contengono lo stesso numero di protoni. A differenza degli elettroni, il numero di protoni negli atomi di un elemento rimane costante. Altrimenti otterresti un elemento chimico diverso!
  - Il numero atomico di un elemento può anche determinare il numero di elettroni e neutroni in un atomo.
5. Di solito il numero di elettroni è uguale al numero di protoni. L'eccezione è il caso in cui l'atomo è ionizzato. I protoni hanno una carica positiva e gli elettroni hanno una carica negativa. Poiché gli atomi sono generalmente neutri, contengono lo stesso numero di elettroni e protoni. Tuttavia, un atomo può acquistare o perdere elettroni, nel qual caso diventa ionizzato.
  - Gli ioni hanno carica elettrica. Se uno ione ha più protoni, allora li ha carica positiva, nel qual caso viene posizionato un segno più dopo il simbolo dell'elemento. Se uno ione contiene più elettroni ha carica negativa, indicata dal segno meno.
  - I segni più e meno non vengono utilizzati se l'atomo non è uno ione.

Silicio(lat. Silicio), Si, elemento chimico del gruppo IV del sistema periodico di Mendeleev; numero atomico 14, massa atomica 28.086. In natura l'elemento è rappresentato da tre isotopi stabili: 28 Si (92,27%), 29 Si (4,68%) e 30 Si (3,05%).

Contesto storico. I composti K, diffusi sulla terra, sono noti all'uomo fin dall'età della pietra. L'uso degli strumenti di pietra per il lavoro e la caccia continuò per diversi millenni. L'utilizzo dei composti K associati alla loro lavorazione - produzione bicchiere- iniziò intorno al 3000 a.C. e. (V Antico Egitto). Il primo composto conosciuto di K. è il biossido di SiO 2 (silice). Nel XVIII secolo considerata silice corpo semplice e furono classificati come “terre” (che si riflette nel suo nome). La complessità della composizione della silice è stata stabilita da I. Ya. Berzelius. Per la prima volta, nel 1825, ottenne il silicio elementare dal fluoruro di silicio SiF 4, riducendo quest'ultimo con potassio metallico. Al nuovo elemento fu dato il nome “silicio” (dal latino silex - selce). Nome russo introdotto da G.I. Hess nel 1834.

Prevalenza in natura. Per prevalenza in crosta terrestre K. è il secondo elemento (dopo l'ossigeno), il suo contenuto medio nella litosfera è del 29,5% (in massa). Nella crosta terrestre, il carbonio svolge lo stesso ruolo primario del carbonio negli animali e flora. Per la geochimica dell'ossigeno è importante il suo legame estremamente forte con l'ossigeno. Circa il 12% della litosfera è costituito da silice SiO 2 sotto forma di minerale quarzo e le sue varietà. Il 75% della litosfera è costituito da vari silicati E alluminosilicati(feldspati, miche, anfiboli, ecc.). Il numero totale di minerali contenenti silice supera 400 (vedi Fig. Minerali di silice).

Durante i processi magmatici si verifica una debole differenziazione del calcio: esso si accumula sia nei granitoidi (32,3%) che nelle rocce ultrabasiche (19%). A alte temperature e l'alta pressione, la solubilità di SiO 2 aumenta. È possibile anche la sua migrazione con il vapore acqueo, pertanto le pegmatiti delle vene idrotermali sono caratterizzate da significative concentrazioni di quarzo, che spesso è associato ad elementi minerali (vene oro-quarzo, quarzo-cassiterite, ecc.).

Fisico e proprietà chimiche. C. forma cristalli grigio scuro con lucentezza metallica, aventi un reticolo cubico tipo diamante a facce centrate con un punto UN= 5,431Å, densità 2,33 g/cm3. A pressioni molto elevate è stata ottenuta una nuova modificazione (apparentemente esagonale) con una densità di 2,55 g/cm3. K. fonde a 1417°C, bolle a 2600°C. Calore specifico(a 20-100°C) 800 J/(kg× A), ovvero 0,191 cal/(G× salve); la conduttività termica anche per i campioni più puri non è costante e varia (25°C) da 84 a 126 Mar/(M× A), ovvero 0,20-0,30 cal/(cm× sez× salve). Coefficiente di temperatura di dilatazione lineare 2,33×10 -6 K -1 ; sotto i 120K diventa negativo. K. è trasparente ai raggi infrarossi a onda lunga; indice di rifrazione (per l =6 µm) 3,42; costante dielettrica 11.7. K. è diamagnetico, la suscettibilità magnetica atomica è -0,13×10 -6. Durezza K secondo Mohs 7.0, secondo Brinell 2.4 Gn/m2 (240 kgf/mm2), modulo di elasticità 109 Gn/m2 (10890 kgf/mm2), coefficiente di comprimibilità 0,325×10 -6 cm 2 /kg. K. materiale fragile; una notevole deformazione plastica inizia a temperature superiori a 800°C.

K. è un semiconduttore che sta trovando un utilizzo sempre maggiore. Le proprietà elettriche del rame dipendono molto dalle impurità. La resistività elettrica volumetrica specifica intrinseca di una cella a temperatura ambiente è considerata pari a 2,3 × 10 3 ohm× M(2,3×10 5 ohm× cm).

Circuito a semiconduttore con conduttività R-tipo (additivi B, Al, In o Ga) e N-tipo (additivi P, Bi, As o Sb) ha una resistenza significativamente inferiore. Il gap di banda secondo le misurazioni elettriche è 1,21 ev a 0 A e scende a 1.119 ev a 300 A.

Secondo la posizione dell'anello nel sistema periodico di Mendeleev, i 14 elettroni dell'atomo dell'anello sono distribuiti su tre gusci: nel primo (dal nucleo) 2 elettroni, nel secondo 8, nel terzo (valenza) 4; configurazione del guscio elettronico 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2(cm. Atomo). Potenziali di ionizzazione successivi ( ev): 8,149; 16.34; 33.46 e 45.13. Raggio atomico 1,33Å, raggio covalente 1,17Å, raggi ionici Si 4+ 0,39Å, Si 4- 1,98Å.

Nei composti del carbonio (simili al carbonio) 4-valentene. Tuttavia, a differenza del carbonio, la silice, insieme ad un numero di coordinazione 4, presenta un numero di coordinazione 6, che si spiega con il grande volume del suo atomo (un esempio di tali composti sono i silicofluoruri contenenti il gruppo 2).

Legame chimico l'atomo di un carbonio con altri atomi è solitamente realizzato a causa di orbitali ibridi sp 3, ma è anche possibile coinvolgere due dei suoi cinque (vacanti) 3 D- orbitali, specialmente quando K. è a sei coordinate. Possedere piccola dimensione elettronegatività pari a 1,8 (contro 2,5 per il carbonio; 3,0 per l'azoto, ecc.), K. nei composti con non metalli è elettropositivo e questi composti sono di natura polare. Elevata energia di legame con l'ossigeno Si-O, pari a 464 kJ/mol(111 kcal/mol), determina la stabilità dei suoi composti dell'ossigeno (SiO 2 e silicati). L'energia del legame Si-Si è bassa, 176 kJ/mol (42 kcal/mol); A differenza del carbonio, il silicio non è caratterizzato dalla formazione di lunghe catene e doppi legami tra gli atomi di Si. Nell'aria, a causa della formazione di una pellicola protettiva di ossido, il carbonio è stabile anche a temperature elevate. In ossigeno si ossida a partire da 400°C formando biossido di silicio SiO2. È noto anche il monossido SiO, stabile alle alte temperature sotto forma di gas; a seguito del brusco raffreddamento si può ottenere un prodotto solido che si decompone facilmente in una sottile miscela di Si e SiO 2. K. è resistente agli acidi e si dissolve solo in una miscela di acido nitrico e fluoridrico; si dissolve facilmente in soluzioni alcaline calde con rilascio di idrogeno. K. reagisce con il fluoro a temperatura ambiente e con altri alogeni quando riscaldato per formare composti formula generale SiX4 (vedi Alogenuri di silicio). L'idrogeno non reagisce direttamente con il carbonio e acidi silicici(silani) sono ottenuti dalla decomposizione dei siliciuri (vedi sotto). I siliconi idrogeno sono noti da SiH 4 a Si 8 H 18 (la composizione è simile agli idrocarburi saturi). K. forma 2 gruppi di silani contenenti ossigeno - silossani e silosseni. K reagisce con l'azoto a temperature superiori a 1000°C. Importante significato pratico ha nitruro di Si 3 N 4, che non si ossida all'aria anche a 1200°C, è resistente agli acidi (eccetto nitrico) e agli alcali, nonché ai metalli fusi e alle scorie, il che lo rende un materiale prezioso per industria chimica, per la produzione di materiali refrattari, ecc. I composti di carbonio con carbonio si distinguono per la loro elevata durezza, nonché per la resistenza termica e chimica ( carburo di silicio SiC) e con boro (SiB 3, SiB 6, SiB 12). Quando riscaldato, il cloro reagisce (in presenza di catalizzatori metallici, come il rame) con composti organoclorurati (ad esempio CH 3 Cl) per formare organoalosilani [ad esempio Si (CH 3) 3 CI], che vengono utilizzati per la sintesi di numerosi composti di organosilicio.

K. forma composti con quasi tutti i metalli - siliciuri(non sono stati rilevati composti solo con Bi, Tl, Pb, Hg). Sono stati ottenuti più di 250 siliciuri, la cui composizione (MeSi, MeSi 2, Me 5 Si 3, Me 3 Si, Me 2 Si, ecc.) solitamente non corrisponde alle valenze classiche. I siliciuri sono refrattari e duri; Il ferrosilicio è della massima importanza pratica (un agente riducente nella fusione di leghe speciali, vedi Ferroleghe) e siliciuro di molibdeno MoSi 2 (riscaldatori di forni elettrici, pale di turbine a gas, ecc.).

Ricevuta e domanda. K. di purezza tecnica (95-98%) si ottiene in un arco elettrico mediante la riduzione della silice SiO 2 tra elettrodi di grafite. In connessione con lo sviluppo della tecnologia dei semiconduttori, sono stati sviluppati metodi per ottenere rame puro e soprattutto puro. Ciò richiede la sintesi preliminare dei composti di partenza più puri, dai quali il rame viene estratto mediante riduzione o decomposizione termica.

Il rame semiconduttore puro si ottiene in due forme: policristallino (mediante riduzione di SiCI 4 o SiHCl 3 con zinco o idrogeno, decomposizione termica di Sil 4 e SiH 4) e monocristallino (zona priva di crogiolo che fonde e "tira" un singolo cristallo dal rame fuso - il metodo Czochralski).

Il rame appositamente drogato è ampiamente utilizzato come materiale per la fabbricazione di dispositivi a semiconduttore (transistor, termistori, raddrizzatori di potenza, diodi controllati - tiristori; fotocellule solari utilizzate in astronavi, ecc.). Poiché K. è trasparente ai raggi con lunghezze d'onda da 1 a 9 µm,è utilizzato nell'ottica a infrarossi (vedi anche Quarzo).

K. ha ambiti di applicazione diversificati e in continua espansione. Nella metallurgia, l'ossigeno viene utilizzato per rimuovere l'ossigeno disciolto nei metalli fusi (disossidazione). K. è parte integrante gran numero leghe di ferro e metalli non ferrosi. Di solito, il carbonio conferisce alle leghe una maggiore resistenza alla corrosione, migliora le loro proprietà di fusione e aumenta la resistenza meccanica; tuttavia, con un contenuto più elevato di K. può causare fragilità. Valore più alto hanno leghe di ferro, rame e alluminio contenenti cloro Una quantità crescente di cloro viene utilizzata per la sintesi di composti organosilicici e siliciuri. La silice e molti silicati (argille, feldspati, mica, talco, ecc.) vengono lavorati dall'industria del vetro, del cemento, della ceramica, dell'elettricità e di altro tipo.

V. P. Barzakovsky.

Il silicio si trova nel corpo sotto forma di vari composti, coinvolti principalmente nella formazione delle parti e dei tessuti scheletrici duri. Alcune piante marine (ad esempio le diatomee) e animali (ad esempio spugne silicee, radiolari) possono accumulare quantità particolarmente grandi di silicio, formando spessi depositi di biossido di silicio sul fondo dell'oceano quando muoiono. Nei mari freddi e nei laghi predominano i limi biogenici ricchi di potassio; nei mari tropicali predominano i limi calcarei a basso contenuto di potassio. Tra le piante terrestri, cereali, carici, palme ed equiseti accumulano molto potassio. Nei vertebrati, il contenuto di biossido di silicio nelle sostanze ceneri è dello 0,1-0,5%. IN le maggiori quantità K. si trova nel tessuto connettivo denso, nei reni e nel pancreas. La dieta umana quotidiana contiene fino a 1 G K. Quando nell'aria è presente un elevato contenuto di polvere di biossido di silicio, questa entra nei polmoni umani e provoca malattie - silicosi.

V. V. Kovalsky.

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Come utilizzare la tavola periodica? Per una persona non iniziata, leggere la tavola periodica è la stessa cosa che per uno gnomo che guarda le antiche rune degli elfi. E la tavola periodica può dirti molto sul mondo.

Oltre a servirti bene durante l'esame, è anche semplicemente insostituibile per risolvere un numero enorme di problemi chimici e fisici. Ma come leggerlo? Fortunatamente oggi tutti possono imparare quest’arte. In questo articolo ti spiegheremo come comprendere la tavola periodica.

La tavola periodica degli elementi chimici (tabella di Mendeleev) è una classificazione degli elementi chimici che stabilisce la dipendenza di varie proprietà degli elementi dalla carica del nucleo atomico.

Storia della creazione della Tavola

Dmitry Ivanovich Mendeleev non era un semplice chimico, se qualcuno la pensa così. Era un chimico, fisico, geologo, metrologo, ecologo, economista, operaio petrolifero, aeronauta, costruttore di strumenti e insegnante. Durante la sua vita, lo scienziato è riuscito a condurre molte ricerche fondamentali in vari campi della conoscenza. Ad esempio, è opinione diffusa che sia stato Mendeleev a calcolare la forza ideale della vodka: 40 gradi.

Non sappiamo cosa pensasse Mendeleev riguardo alla vodka, ma sappiamo per certo che la sua tesi sull'argomento "Discorso sulla combinazione di alcol con acqua" non aveva nulla a che fare con la vodka e considerava concentrazioni di alcol a partire da 70 gradi. Con tutti i meriti dello scienziato, la scoperta legge periodica gli elementi chimici - una delle leggi fondamentali della natura, gli hanno portato la più ampia fama.

Esiste una leggenda secondo la quale uno scienziato sognò la tavola periodica, dopodiché tutto ciò che dovette fare fu affinare l'idea che gli era apparsa. Ma se tutto fosse così semplice... Questa versione della creazione della tavola periodica, a quanto pare, non è altro che una leggenda. Alla domanda su come è stato aperto il tavolo, lo stesso Dmitry Ivanovich ha risposto: " Ci penso da forse vent’anni, ma tu pensi: ero seduto lì e all’improvviso… è fatto”.

A metà del XIX secolo, diversi scienziati intrapresi parallelamente tentativi di ordinare gli elementi chimici conosciuti (si conoscevano 63 elementi). Ad esempio, nel 1862, Alexandre Emile Chancourtois collocò gli elementi lungo un'elica e notò la ripetizione ciclica delle proprietà chimiche.

Il chimico e musicista John Alexander Newlands propose la sua versione della tavola periodica nel 1866. Un fatto interessante è che lo scienziato ha cercato di scoprire una sorta di mistica armonia musicale nella disposizione degli elementi. Tra gli altri tentativi ci fu anche quello di Mendeleev, che fu coronato dal successo.

Nel 1869 fu pubblicato il primo diagramma della tabella e il 1 marzo 1869 è considerato il giorno in cui fu aperta la legge periodica. L'essenza della scoperta di Mendeleev era che le proprietà degli elementi con massa atomica crescente non cambiano in modo monotono, ma periodicamente.

La prima versione della tabella conteneva solo 63 elementi, ma Mendeleev prese una serie di decisioni molto non convenzionali. Quindi, ha pensato di lasciare spazio nella tabella per gli elementi ancora da scoprire e ha anche cambiato le masse atomiche di alcuni elementi. La correttezza fondamentale della legge derivata da Mendeleev fu confermata molto presto, dopo la scoperta del gallio, dello scandio e del germanio, la cui esistenza era stata prevista dallo scienziato.

Visione moderna della tavola periodica

Di seguito è riportata la tabella stessa

Oggi, al posto del peso atomico (massa atomica), per ordinare gli elementi viene utilizzato il concetto di numero atomico (il numero di protoni nel nucleo). La tabella contiene 120 elementi, disposti da sinistra a destra in ordine crescente di numero atomico (numero di protoni)

Le colonne della tabella rappresentano i cosiddetti gruppi e le righe rappresentano i periodi. La tabella ha 18 gruppi e 8 periodi.

Le proprietà metalliche degli elementi diminuiscono quando ci si sposta lungo un periodo da sinistra a destra e in direzione inversa- aumento.
Le dimensioni degli atomi diminuiscono quando ci si sposta da sinistra a destra lungo i periodi.
Man mano che ci si sposta dall'alto verso il basso attraverso il gruppo, le proprietà riducenti del metallo aumentano.
Le proprietà ossidanti e non metalliche aumentano man mano che ci si sposta lungo un periodo da sinistra a destra.

Cosa impariamo su un elemento dalla tabella? Ad esempio, prendiamo il terzo elemento nella tabella: il litio e consideriamolo in dettaglio.

Innanzitutto vediamo il simbolo dell'elemento stesso e il suo nome sotto di esso. Nell'angolo in alto a sinistra c'è il numero atomico dell'elemento, in quale ordine è disposto l'elemento nella tabella. Il numero atomico, come già accennato, è uguale al numero di protoni nel nucleo. Il numero di protoni positivi è solitamente uguale al numero di elettroni negativi in un atomo (eccetto che negli isotopi).

La massa atomica è indicata sotto il numero atomico (in questa versione della tabella). Se arrotondiamo la massa atomica all'intero più vicino, otteniamo quello che viene chiamato numero di massa. La differenza tra il numero di massa e il numero atomico dà il numero di neutroni nel nucleo. Pertanto, il numero di neutroni in un nucleo di elio è due e nel litio è quattro.

Il nostro corso “Tavola periodica per manichini” si è concluso. In conclusione, ti invitiamo a guardare un video tematico e speriamo che la domanda su come utilizzarlo tavola periodica Mendeleev, ti è diventato più chiaro. Ti ricordiamo che è sempre più efficace studiare una nuova materia non da soli, ma con l'aiuto di un mentore esperto. Ecco perché non dovresti mai dimenticare il servizio studenti, che sarà lieto di condividere con te le sue conoscenze ed esperienze.

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