1.3. Періодичний закон і періодична система елементів Д. І. Менделєєва | Хімія – шкільний курс

Періодична система елементів Д.І. Менделєєва – природна система хімічних елементів, створена геніальним російським хіміком Д.І. Менделєєвим (1869-1871 р.р.). Розмістивши елементи послідовно зі збільшенням їх атомних мас та угрупувавши елементи з подібними властивостями, Д.І. Менделєєв склав таблицю елементів, закономірності якої теоретично випливають з сформульованого ним періодичного закону. Так у 1869 році було створено періодичну систему хімічних елементів.

Формулювання періодичного закону Д. І. Менделеєва:	Сучасне формулювання періодичного закону:
Властивості простих тіл, а також форми і властивості сполук елементів, перебувають у періодичній залежності від величини атомних ваг елементів.	Властивості елементів, а також форми і властивості їх сполук перебувають у періодичній залежності від величини заряду ядер їх атомів.

Періодична система – це графічне зображення періодичного закону.

Логічні висновки із періодичного закону і періодичної системи:

В основу класифікації відомих 63 елементів Д.І. Менделєєв взяв відносну атомну масу. Розмістив елементи в порядку зростання атомних мас, шукав взаємоз’язки між ними. Д.І. Менделєєв назвав ряд елементів, складений за зростанням атомних мас, природним рядом, тобто таким, що існує незалежно від людини в самій природі.
Кожний елемент займає лише одне чітко визначене місце в системі. Місце елемента в системі виражає сукупність всіх головних властивостей даного елемента в його закономірному зв’язку з усіма іншими елементами.
Кожний елемент має чітко визначений порядковий номер. Фізичний зміст цієї величини було відкрито через десятки років, коли було доведено, що атом має складну будову. Порядковий номер елемента визначається числом протонів в ядрі атома. Так, порядковий номер Гідрогену один тому, що в ядрі атома один протон. Порядковий номер Гелію два тому, що в ядрі атома два протони. Порядковий номер Літію три тому, що в ядрі атома три протони й т.д.
Не існує елементів, які не були б охоплені періодичною системою, отже, не підкорялися б періодичному закону. Користуючись цим принципом, Менделєєв згрупував більшість відомих тоді хімічних елементів у кілька горизонтальних рядів. Вертикальні стовпчики, що виникли при цьому, включали елементи, подібні за хімічними властивостями, але сильно відрізнялись за значенням атомних мас (групи). А по горизонталі об’єднались елементи з різними властивостями, але близькі за величиною атомних мас (період). Дослідивши характер змін, він виявив плавну зміну властивостей елементів в межах періоду і різку зміну при переході від одного періоду до іншого.
Д. І. Менделєєв виправив атомні маси деяких елементів. Наприклад, після лужнометалічного елемента Літію він розмістив Берилій, а не Бор. Берилій займав місце між Карбоном і Нітрогеном згідно з відомою на той час атомною масою. Менделєєв виправив його атомну масу і це виправлення було підтверджене експериментально.
У трьох місцях періодичної системи він порушив принцип розміщення елементів в порядку зростання атомних мас, віддавши перевагу хімічним властивостям елементів:

Менделєєв поміняв місцями Калій і Аргон. Таким чином, Калій потрапив у групу лужних металів, а Аргон – у групу інертних газів.
після двовалентного Кальцію стояв чотирьохвалентний Титан, тому Менделєєв залишив між Кальцієм і Титаном вільне місце.
Менделєєв поміняв місцями Телур і Йод. Таким чином, Йод потрапив у групу галогенів.

У періодичній системі були залишені вільні місця для елементів, які ще не були відкриті на той час.
Д.І. Менделєєв передбачив існування і описав властивості Галію (екаалюміній), Скандію (екабор), і Германію (екасиліцій). Через декілька років ці елементи були відкриті: Галій – у 1875 р., Скандій – у 1879 р., Германій – у 1885 р. Це було тріумфом періодичного закону, що виявив не тільки узагальнюючу, а й передбачальну силу.
Передбачив існування великих періодів.
Наприкінці XIX століття були відкриті інертні гази. Для них не було вільних клітинок у таблиці, тому їх відкриття стало важким випробуванням для періодичного закону і періодичної системи. Менделєєв розмістив їх між галогенами і лужними металами, утворивши окрему групу. Так періоди набули свого логічного завершення.
Над вдосконаленням своєї системи вчений працював до кінця життя.