D. I. Mendeleyev davriy qonuni va davriy sistemasi
D.I.Mendeleyevning elementlar davriy sistemasi
Download 1 Mb. Pdf ko'rish
|
kurs ishi
|
D.I.Mendeleyevning elementlar davriy sistemasi.
Hozirgi vaqtda davriy sistemani tasvirlashning 500 dan ortiq variantlari bor: bular davriy qonunning turli shakldagi ifodasidir. D.l.Mendeleyev 1-mart 1869-yilda taklif etgan elementlar sistemasining birinchi varianti uzun shakldagi variant deyilar edi.Bu variantda davrlar bitta qatorga joylashtirilgan edi. 1870-yil dekabrda u davriy sistemaning ikkinchi — qisqa shakldagi variantini bosib chiqardi. Bu variantda davrlar qatorlarga, gruppalar esa gruppachalarga (bosh va yonaki) bo‘lingan edi. Davriy sistemaning ixcham bolgan qisqa shakldagi variantlari ko‘p tarqalgan. Lekin uning muhim kamchiligi — o‘xshash bo‘lmagan elementlarning bitta gruppaga birlashtirilganligi, ya’ni bosh va yonaki gruppachalardagi elementlar xossalarining bir-biridan katta farq qilishidir. Bu elementlar xossalarining davriyligini ma’lum darajada ,,xiralashtiradi“ va sistemadan foydalanishni qiyinlashtiradi. Lantanoidlar jadvalning pastki qismiga alohida joylashtirilgan, ularning sistemada joylashish ketma-ketligi katakchada yulduzcha bilan ko‘rsatilgan: La — Lu. Lantanoidlarning kimyoviy xossalari bir-biriga juda o‘xshaydi. Masalan, ularning hammasi reaksiyaga kirishuvchan metallar hisoblanadi, suv bilan reaksiyaga kirishib gidroksid hamda vodorod hosil qiladi. Bundan lantanoidlarda gorizontal o‘xshashlik kuchli ifodalangan, degan xulosa kelib chiqadi. 7-davrda tartib raqamlari 90—103 bolgan 14 element aktinoidlar oilasini hosil qiladi. Ular ham alohida — lantanoidlar ostiga joylashtirilgan, tegishli katakchada esa ularning sistemada joylashish ketma-ketligi ikkita yulduzcha bilan ko‘rsatilgan: Ac — Lr Lekin lantanoidlardan farq qilib, aktinoidlarda gorizontal analogiya bo'sh ifodalangan. Ular birikmalarida ko‘pincha turli xil oksidlanish darajalarini namoyon qiladi. Masalan, aktiniyning oksidlanish darajasi +3, uranniki +3, +4, +5 va +6. Aktinoidlarning yadrolari beqaror bolganligi sababli ularning kimyoviy xossalarini o‘rganish juda murakkab ishdir. Davriy sistemada vertikal bo‘yicha sakkizta gruppa joylashgan (rim raqamlari bilan belgilangan). Gruppaning tartib raqami elementlarning birikmalarida namoyon qiladigan oksidlanish darajalari bilan bog'liq. Odatda, eng yuqori musbat oksidlanish darajasi gruppa raqamiga teng. Ftor bundan mustasno — uning oksidlanish darajasi — 1 ga teng; mis, kumush, oltin +1, +2 va +3 oksidlanish darajalarini namoyon qiladi; VIII gruppa elementlaridan faqat osmiy, ruteniy va ksenon +8 oksidlanish darajasini namoyon qiladi. D.l.Mendeleyev elementlar davriy sistemasining uzun shaklida ham 7 davr va 18 gruppa bor. Gruppalar A yoki В harfli rim raqamlari bilan raqamlanadi. Lantanoidlar ham, aktinoidlar ham oilalar deyiladi va hech qaysi gruppaga kiritilmaydi. D.I.Mendeleyev kimyoviy elementlarning ko’pchilik xossalari shu elementlarning atom og'irligiga bog'liq ekanligini topdi. D.I.Mendeleyev o’sha zamonda ma'lum bo'lgan barcha elementlarni ularning atom og'irliklari ortib borishi tartibida bir qatorga qo’yganida elementlarning xossalari 7 ta, 17 ta va 31 ta elementdan keyin keladigan elementlarda qaytarilishini, ya'ni davriylik borligini ko’rdi. Masalan,litiydan ftorga o’tganda atom og'irlik ortib borishi bilan elementlar va ular birikmalarining kimyoviy xossalari ma'lum qonuniyat bilan o’zgarib boradi. Litiy tipik metall ; undan keyin keladigan berilliyda metallik xossalar ancha kuchsiz ifodalangan. Berilliydan keyingi element - bor metallmaslik xossalarini namoyon qiladi. Ugleroddan ftorga o’tganda metallmaslik xossalari kuchayadi, ftor eng tipik metallmas sifatida topilgan elementdir, ftordan keyingi element - natriy (o’sha zamonda neon xali ma'lum emas edi) – o’z xossalari bilan litiyga o'xshaydi. Uning oksidi Na2O o’z shakli bilan litiy oksid Li2O ga o'xshashdir. D.I.Mendeleyev o‘zi kashf etgan davriy qonunni quyidagicha ta'rifladi: elementlarning xossalari, shuningdek ularning birikmalarining shakl va xossalari elementlarning atom og'irliklariga davriy ravishda bog'liq bo'ladi. D.I.Mendeleyev davriy qonunni kashf etishda elementlarning atom og'irlik qiymatlariga , fizik va kimyoviy xossalariga e'tibor berdi. U barcha elementlar bo’ysunadigan davriy qonunni kashf qildi va ba'zi elementlar (chunonchi, berilliy, lantan, indiy, titan, vanadiy, erbiy, seriy, uran, toriy) ning o’sha vaqtda qabul qilingan atom og'irliklarini 1.5-2 marta o’zgartirish, ba'zi elementlarning (kobalt, tellur, argonning) joylashish tartibini o’zgartirish kerakligini va nixoyat 11 ta elementning (fransiy, radiy, aktiniy, skandiy, galliy, germaniy, protaktiniy, poloniy, texnisiy, reniy, astat) kashf qilinishi kerakligini oldindan aytib berdi. Ulardan uchta element (eka-bor, eka-alyuminiy va eka-silisiy) ning barcha kimyoviy va fizikaviy xossalarini batafsil bayon qildi. 15 yil ichida bu uch element kashf qilinib , D.I.Mendeleyevning bashorati tasdiklandi. Yukoridagi uchta elementga galliy (eka-alyuminiyga), skandiy (eka-borga) va germaniy (eka-silisiyga) nomlari berildi. D.I.Mendeleyev xar qaysi elementning tartib nomeri nixoyatda katta axamiyatga ega ekanligini ko’rsatdi. Hozir davriy sistemada 128 ta element bor. I, II va III davrlarning xar biri faqat birgina qatordan tuzilgan bo'lib, ularni kichik davrlar, IV, V, VI, va VII davrlar katta davrlar deyiladi. IV, V va VI davrlarning xar qaysisi ikki qatordan tuzilgan , VII davr tugallanmagan davrdir. Birinchi davrdan boshqa xamma davrlar ishkoriy metall bilan boshlanib inert gaz bilan tugaydi. Kichik davrlarda ishkoriy metall bilan galogen orasiga 5 ta element, katta davrlarda 15 ta element (VI da 29 ta element) joylashgan. Shunga ko’ra katta davrlarda bir elementdan ikkinchi elementga o’tganda elementlarning xossalari kichik davrdagilarga qaraganda bir muncha sustroq o’zgaradi. Katta davrlar juft va toq qatorlarga ega. Xar qaysi katta davrda elementlarning xossalari ishqoriy metalldan inert gazga o’tgan sayin ma'lum qonuniyat bilan o’zgarib boradi, bundan tashqari elementlarning xossalari xar bir juft qator ichida va xar bir toq qator ichida xam ma'lum ravishda o’zgaradi. Shunga asoslanib, katta davrlarda qo’shaloq davriylik namoyon bo'ladi deb aytiladi. Masalan, Be, Mg, Ca, Sr, Ba elementlaridan iborat gruppacha Zn, Cd, Hg elementlaridan tuzilgan gruppaga o'xshaydi. Xar ikkila gruppacha elementlarining maksimal valentligi ikkiga teng. Katta davrlarning juft qator elementlari faqat metallar bo'lib, metallik xususiyati chapdan o’ngga o’tgan sayin pasayadi. Toq qatorlarda chapdan o’ngga o’tish bilan metallik xossalari yanada zaiflashib , metallmaslik xossalari kuchayadi. Davriy sistemada 57- element lantan va undan keyin 14 ta element lantanoidlar aloxida vaziyatni egallaydi. Bu 14 ta element uzlarining kimyoviy xossalari bilan lantanga va bir-birlariga o'xshaydi. Shuning uchun davriy sistemada bu 15 ta elementga faqat bitta katak berilgan. VII davrda 89-element va 14 ta aktinoidlarga xam bir o’rin berilgan. II va III davr elementlarini D.I.Mendeleyev tipik elementlar deb atagan. Xar qaysi gruppa ikkita gruppachaga bo’linadi. Tipik elementlarga ega gruppacha asosiy gruppacha nomi bilan yuritiladi.Toq qatorlarning elementlari esa yonaki yoki qo’shimcha gruppacha deb ataladi. Asosiy gruppacha elementlari kimyoviy xossalari jixatidan yonaki gruppacha elementlaridan farq qiladi. Buni VII gruppa elementlarida yaqqol ko’rish mumkin. Bu gruppaning asosiy gruppacha elementlari (vodorod, ftor, brom, yod, astat) aktiv metallmaslar bo'lib, yonaki gruppacha elementlari (marganes, texnesiy, reniy)- xaqiqiy metallardir. VIII gruppaning asosiy gruppachasi inert gazlar, yonaki gruppachasi 9 ta metall (temir, kobalt, nikel, ruteniy, radiy, palladiy, osmiy, iridiy, platina)dir. Xar qaysi gruppa nomeri o’sha gruppaga kiruvchi elementlarning kislorodga nisbatan maksimal valentligini ko’rsatadi. Lekin mis gruppachasida va VIII , VII gruppa elementlarida bu qoidadan chetga chiqish xollari ro’y beradi; chunonchi mis bir va ikki valentli bo'ladi, oltinning valentligi 3 ga yetadi; VIII gruppaning qo’shimcha gruppacha elementlaridan faqat osmiy va iridiy 8 valentlik bo'ladi; VII gruppa elementi ftor faqat bir valentli bo’la oladi; boshqa galogenlarning kislorodga nisbatan valentligi yetti (yodda, xlorda) va besh (bromda) bo'lishi mumkin. Asosiy gruppacha elementlari vodorodga nisbatan xam valentlik namoyon qiladi. IV, V, VI va VII gruppa elementlari gazsimon (yoki uchuvchan) gidridlar xosil qiladi. Elementlarning vodorodga nisbatan valentligi IV gruppadan VII gruppaga o’tgan sari 4 dan 1 ga qadar pasayadi, ularning kislorodga nisbatan valentliklari esa 4 dan 7 ga qadar ortadi. Xar qaysi gruppada metallmasning kislorodga nisbatan valentligi bilan vodorodga nisbatan valentligi yigindisi 8 ga tengdir. Xar bir gruppa ichida atom og'irlik ortishi bilan elementlarning metallik xossalari kuchayib boradi. Demak, elementlarning xossalari (atom og'irligi,valentliklari, kimyoviy birikmalarining asos yoki kislota xarakteriga ega bo'lishi va xakazolar) davriy sistemada va davr ichida xam, gruppa ichida ma'lum qonuniyat bilan uzgaradi. Binobarin xar qaysi element davriy sistemada uz urniga ega va bu urin uz navbatida ma'lum xossalar majmuasini ifodalaydi va tartib nomer bilan xarakterlanadi. Shu sababli , agar biror elementning davriy sistemada tutgan urni ma'lum bulsa, uning xossalari haqida to'la fikr yuritib, ularni to’g’ri aytib berish mumkin. Davriy sistemaning tuzilishi D. I. Mendeleyev xossalari o‘xshash elementlarni gruppalarga, xossalari tipik metalldan to tipik metallmas elementgacha o‘zgaradigan elementlar qatorini davrlarga birlashtirdi. Hozir davriy sistemaning bir necha yuzlab shakllari bo‘lib, ular orasida faqat bizga tanish bo‘lgan turli-tuman jadval ko‘rinishidan tashqari geometrik shakllar va egriliklar bilan ifodalangan sistemalar ham mavjud. Biz keng qo‘llab keladigan jadvalda 7 ta davr bo‘lib, har bir davr (1- davr faqat ikkita — H va He elementdan tashkil topgan) ishqoriy metalldan boshlanib nodir gaz bilan tugallanadi. 2- va 3-davrlarda (kichik davrlar) 8 tadan element joylashgan, 4-, 5- va 6-davrlar katta davrlar deb ataladi, 4- va 5-davrlarda 18 tadan element, 6-davrda 32 ta element joylashgan. Oxirgi 7-davr tugallanmagan davr bo‘lib, unda hozir 19 ta element mavjud, bu davrning tugallanishi uchun yana 13 ta element yetishmaydi. Davriy sistema 8 ta gruppaga bolinib, ularning har biri ikkita — bosh (A) va qo’shimcha (B) yoki yonaki gruppachadan iborat. Har bir gruppachada kimyoviy jihatdan o’xshash elementlar joylashgan. Ko‘pchilik bosh va yonaki gruppacha elementlari orasida kimyoviy o ‘xshashlik mavjud, chunonchi, ularning maksimal oksidlanish darajalari gruppaning tartib raqamiga teng. Shu sababli ular orasida o’xshashlik kuzatiladi. Vodorod elementining kimyoviy xossalari o ‘ziga xos bo‘lganligi ( metallar bilan hosil qilgan birikmalarda galogenlarga o‘xshash bo‘lsa, metallmaslar bilan hosil qilgan birikmalarda ishqoriy metallarga o ‘xshaydi) uchun u qat’iy bir gruppaga joylashtirilmaydi. VIII gruppaning yonaki gruppasidagi 9 ta elementning jadvalda joylashish strukturasi boshqa gruppalaming qo‘shimcha gruppalari strukturasidan farq qiladi. Bu elementlar 2 ta: temir (temir, kobalt va nikel ) hamda platina ( ruteniy , rodiy, palladiy , osmiy, iridiy va platina) oilalariga bo‘linadi. Elementlar davriy sistemasining fizik ma’nosi asosida va elementlarning tartib raqami ortib borishi tartibida, ulaming elektron konfiguratsiyalarining tuzilishidagi davriylik yotadi. Har qaysi A gruppacha (I va II) (VIII gruppada bitta geliy elementi) elementlar s- oila elementlaridan, qolgan III—VIII gruppalarda esa p-oila elementlaridan tashkil topgan. Bu elementlarda davr tartib raqamiga teng bo‘lgan bosh kvant son (n) uchun orbital kvant son l= 0 va 1 ga teng bo‘Igan pog‘onachalari elektronlar bilan to‘lib boradi. Yonaki gruppa elementlari atomlarida bosh kvant son n, davr tartib raqamidan bittaga kichik bo‘lgan pog‘onalarning orbital kvant soni l=2 va 3 bo‘lgan (n-1)d- va (n-2)f- pog‘onachalari elektronlar bilan to ‘lib boradi. Shu sababli 1 – 3 – davrlarda yonaki gruppa elementlari yo‘q. Davriy sistema va uning xossalari Davriy sistemadagi s-elementlar ( H va He dan tashqari) metall (IA gruppachada ishqoriy metallar , IIA gruppachada ishqoriy-yer metallar) xossasiga ega bo‘lsa, p -elementlar (III—VIII gruppalaming bosh gruppacha elementlari)ning ko‘pchiligi metallmas (ular orasida Al , Ga, In, Ge, Sn, Pb, Se, Bi va Ro lar metalldir). Davrlar bo‘yicha s- va p-elementlarda tashqi pog‘onada elektronlar soni ortib borishi tufayli bir elementdan ikkinchi elementga o‘tgan sayin kimyoviy xossalarda o ‘zgarish sezilarli bo‘ladi. d-elementlar katta davr a ’zolari, ular har bir gruppaning yonaki gruppachasini tashkil etadi, ularda (n-1) bo’lgan pog‘onaning d-pog‘onachalari to‘lib boradi. Bu elementlarda tashqi valent pog‘onasi ko‘pincha ns 1 bo’ladi, shu sababli ularning hammasi metallardir . Elektronlar soni faqat ichki pog‘onada o‘zgarganligi sababli ulaming xossalari keskin o‘zgarmaydi. Jadvaldagi hamma f-elementlarda yadro zaryadi ortib borishi bilan tashqi energetik pog‘onadan 2 taga kichik bo’lgan ichki pog‘onalarning f- pog‘onachalari elektronlar bilan to’lib boradi ( lantanoid va aktinoidlar), lekin tashqi valent pog‘onasining konfigurtasiyasi ns 2 bo’ladi, ular birbiriga o ‘xshash, ko‘pchilik elementlarning oksidlanish darajasi +3 bo’ladi (lantanoidlar lantanga o‘xshash, lantan esa III gruppa elementidir). Aktinoidlarning lantanoidlardan farqi ancha katta (ayniqsa Np, Pu, Am larning oksidlanish darajasi 7 gacha yetadi, Z>96 boMgan elementlarda oksidlanish darajasi ko‘pincha 3 ga teng). Aktinoidlar kimyosi ham to‘la o ‘rganilmagan. Yuqorida qayd qilingan davriylik hozircha chuqur o ‘rganilgan emas, chunki davriy sistemadagi elementlar maksimal soni bizga ma’lum emas, bu muammoning hal etilishi Z qiymati katta bo’lgan elementlarning yadro reaksiyalari asosida sun’iy usulda olish bilan bog’liq, lekin ularning yashash davrlari juda ham qisqa bo’lishi ularni o ‘rganishni keskin qiyinlashtiradi. Download 1 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|