Виды классификаций химических элементов

Проблемный вопрос


В начале XIX в. было известно 63 химических элемента.

И возникла проблема: Как классифицировать эти элементы?

Как Вы думаете, почему проблема классификации химических элементов приобрела особую остроту?

Какую классификацию химических элементов можно было предложить в тот период?

Критерии оценивания

называет классификации химических элементов И.В.Доберейнера , Дж. А. Ньюлендса , Д.И.Менделеева

определяет принципы и сущнность классификаций химических элементов Доберейнера И.В., Ньюлендса Дж А, Д.И. Менделеева;

сравнивает и анализирует классификации химических элементов Доберейнера И.В, Ньюлендса Дж.И., Д.И. Менделеева ;

Есте­ство­ис­пы­та­те­ли в на­ча­ле XIX стал­ки­ва­лись с боль­ши­ми труд­но­стя­ми в этом на­прав­ле­нии, по­то­му что хи­ми­че­ских эле­мен­тов было из­вест­но всего 63, а атом­ные массы были опре­де­ле­ны для них неточ­но.

Для ориентировки в мире окружающих нас веществ необходима их классификация.
Попытки ее создать предпринимались с давних пор.

Еще алхимики пытались найти закон природы, на основе которого можно было бы систематизировать химические элементы. Но им недоставало надежных и подробных сведений об элементах. К середине XIX в. знаний о химических элементах стало достаточно, а число элементов возросло настолько, что в науке возникла естественная потребность в их классификации. Первые попытки классификации элементов на металлы и неметаллы оказались несостоятельными.

В 1829 году немецкий химик И.В.Дёберейнер заметил, что некоторые сходные по своим свойствам элементы можно объединить по три в группы. Он назвал их триадми.
Сущность данной классификации заключается в следующем: в каждой триаде есть средний элемент, масса атома которого будет равна средней арифметической массе двух крайних элементов.
Например, рассмотрим первую триаду: Li, Na, K.
Их атомные массы соответственно равны 7, 23, 39.

Видео ресурсы
Классификация химических элементов И.В. Дёберейнера
Классификация химических элементов Дж. А. Ньюлендса
Классификация химических элементов Д. И. Менделеева

7 класс - BILIMLAND.kz
https://bilimland.kz › subject › ximiya › 7-klass

Си­сте­ма клас­си­фи­ка­ции И.В.Дё­бе­рей­не­ра ока­за­лась несо­вер­шен­ной. Неко­то­рые три­а­ды не со­дер­жа­ли тех эле­мен­тов, ко­то­рые были бы по­хо­жи с ними по хи­ми­че­ским свой­ствам.
Так, на­при­мер, три­а­да, со­дер­жа­щая S, Se, Te , не со­дер­жа­ла кис­ло­ро­да O.
Ошиб­ка И.В.Дё­бе­рей­не­ра за­клю­ча­лась в том, что он огра­ни­чил себя по­ис­ком трой­ствен­ных со­ю­зов, т.е. триад.
Но И.В.Дё­бе­рей­нер был пер­вым из есте­ство­ис­пы­та­те­лей, ко­то­рый свя­зал свой­ства хи­ми­че­ских эле­мен­тов с их атом­ны­ми мас­са­ми. Все даль­ней­шие по­пыт­ки клас­си­фи­ка­ции хи­ми­че­ских эле­мен­тов ос­но­вы­ва­лись на связи масс ато­мов с их хи­ми­че­ски­ми свой­ства­ми.

Дёберейнеру удалось составить 5 триад, т. е. классифицировать только 15 элементов. Более того, некоторые триады не содержали тех элементов, которые были бы похожи с ними по химическим свойствам. Несмотря на то, что сущность сходства элементов триад так и осталась нераскрытой, классификация химических элементов И.В. Дёберейнера послужила фундаментом для будущей периодической системы.

Дёберейнер сгруппировал известные химические элементы в «триады» и обнаружил, что атомная масса среднего элемента в триаде равна среднему арифметическому атомных масс первого и третьего элементов.
Проверь, был ли он прав в своих предположениях, вычислив среднее арифметическое атомной массы средних элементов в триадах, и сравни результат с экспериментальными данными. Рассчитай ответ с точностью до одного десятичного знака.

В 1865 году 18 ав­гу­ста ан­глий­ский уче­ный  Дж.А.Нью­лендс рас­по­ло­жил хи­ми­че­ские эле­мен­ты в по­ряд­ке воз­рас­та­ния их атом­ных масс. В ре­зуль­та­те он за­ме­тил, что каж­дый вось­мой эле­мент на­по­ми­на­ет по свой­ствам пер­вый эле­мент. Най­ден­ную за­ко­но­мер­ность, он на­звал за­ко­ном октав по ана­ло­гии с семью ин­тер­ва­ла­ми му­зы­каль­ной гаммы.
Закон октав он сфор­му­ли­ро­вал сле­ду­ю­щим об­ра­зом:

Дж.А.Ньюлендс рас­по­ло­жил эле­мен­ты по семь в груп­пы. Таким об­ра­зом, он за­ме­тил, что вер­ти­каль­ные ряды, по­лу­чен­ные после та­ко­го рас­по­ло­же­ния, вклю­ча­ют в себя эле­мен­ты, схо­жие по своим хи­ми­че­ским свой­ствам.
Дж.А. Нью­лендс был пер­вым, кто со­от­нес атом­ные массы хи­ми­че­ских эле­мен­тов и их хи­ми­че­ские свой­ства и при­сво­ил каж­до­му эле­мен­ту по­ряд­ко­вый номер.
Тем не менее, не все элементы были обнаружены к тому времени, и для некоторых из них атомные массы были определены неправильно.
В его таб­ли­це не было сво­бод­ных мест. Он огра­ни­чил себя семью клет­ка­ми в каж­дом пе­ри­о­де, и неко­то­рые клет­ки ему при­ш­лось по­ме­стить по несколь­ко эле­мен­тов.
По­это­му на­уч­ный мир от­нес­ся скеп­ти­че­ски к его от­кры­тию.

Поэтому классификация Ньюлендса подверглась жесткой критике со стороны многих исследователей.
Британское Королевское химическое общество не приняло закон октав. Ученый отказался от дальнейшего изучения.
Лишь спустя двадцать лет, в 1885 году его идея была одобрена, а британское Королевское химическое общество наградило его своей высшей наградой – медалью Дэви.

Упражнение 2

Выбери верные утверждения.
Верных ответов: 3

Ученый назвал «законом октав» следующую закономерность: номера подобных элементов отличаются на семь или на число, кратное семи.

2. Дж.А. Ньюлендс сделал вывод, что каждый восьмой элемент подобен по свойствам первому элементу.

3. В 1865 году Джон Ньюлендс расположил химические элементы по возрастанию их относительных атомных масс.

4. Дж.А. Ньюлендс сделал вывод, что каждый седьмой элемент подобен по свойствам первому элементу.

Все предложенные системы имели слишком много исключений из правил,
в отличие от системы, созданной Дмитрием Ивановичем Менделеевым.В основу системы были положены следующие подходы:- расположение химических элементов в порядке возрастания их атомных масс;- учёт валентности и свойств образуемых ими соединений.В таблице Менделеева были предусмотрены пробелы для ещё неоткрытых химических элементов. Д. И. Мен­де­ле­ев пред­ска­зы­ва­ет су­ще­ство­ва­ние трех еще неиз­вест­ных эле­мен­тов: эка­си­ли­ций, эка­бор и эка­а­лю­ми­ний. Открытие предсказанных химических элементов только подтвердило теорию Д.И.Менделева. С течением времени были изменены атомные массы некоторых элементов, изменён порядок расположения элементов по сравнению с принципом возрастания атомной массы.1869 год считается годом открытия периодического закона:
«Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».

В марте 1869 года рус­ский химик Д. И. Мен­де­ле­ев пред­ста­вил рус­ско­му хи­ми­че­ско­му об­ще­ству со­об­ще­ние об от­кры­тии им пе­ри­о­ди­че­ско­го за­ко­на хи­ми­че­ских эле­мен­тов..

Периодическую систему химических элементов можно представить в виде периодической таблицы.
Каждый элемент занимает определённое место (клетку) и имеет свой порядковый (атомный) номер.
Расположив химические элементы по возрастанию их атомных масс, Менделеев разделил эту последовательность на ряды (периоды), которые начинались щелочным металлом, а заканчивались инертным газом.

На основе периодического закона была построена периодическая система.

Периодическая система – это естественно - научная классификация химических элементов, основанная на периодическом законе и химических свойствах элементов.

Периодическая таблица – это графическое изображение периодической системы.

Предшественники Д.И.Менделеева (И. В. Деберейнер, Дж. А. Ньюлендс, Л. Ю. Мейер) многое сделали для подготовки открытия периодического закона, но не смогли постичь истину. Д.И. Менделеев установил связь между массой элементов и их свойствами.

Однако величайшая инновация Менделеева заключалась в том, что для организации подобных элементов в одну группу он намеренно оставил пустые ячейки для неизвестных элементов, открытие которых он предсказал и свойства которых точно описал.

Упражнение 3
Вставь недостающие элементы в Периодическую систему химических элементов.

Упражнение 4

Добавь четвертый элемент ряда.

Sn, Ge, Si,

N, P, As,

Na, K, Rb,