Mavzu: D. I. Mendeleyevning elementlar davriy sistemasi

N. Bor nazariyasi. Nils Bor 1913 yilda vodorod atomining tuzilish nazariyasini taklif qildi. N. Bor o'zining nazariyasini yaratishda E. Rezerford nuklear nazariyasiga va Plankning kvantlar nazariyasiga asoslandi.
N.Borning nazariyasining I postulatiga ko'ra, elektron yadro atrofida faqat kvantlangan, ya'ni ma'lum energiya darajasiga muvofiq keladigan orbitalar bo'ylab aylanadi. Bu orbitalarning qaysi birining elektron bilan band etilishi atomning energiyasiga bog'liq. Agar atomning energiyasi minimal qiymatga ega bo'lsa elektron yadroga eng yaqin birinchi orbita bo'ylab harakat qiladi; atomning bu holatini qo'zg'olmagan, normal yoki asosiy holat deyiladi. Bu holda elektron yadro bilan eng mustahkam bog'langan bo'ladi. Qo'shimcha energiya qabul qilgan atom qo'zg'olgan holatga o'tadi, lekin atomning qo'zg'olgan holati nihoyatda qisqa muddatlidir. Elektron uzoq orbitadan yaqin orbitaga o'tganda atom elektromagnit nur chiqarib o'z energiyasini kamaytiradi.
N.Borning II postulatiga ko'ra, elektron bir orbitadan ikkinchi orbitaga o'tgandagina atom o'z energiyasini o'zgartiradi; elektron kvantlangan orbitalar bo'ylab aylanganda, atom energiya chiqarmaydi va energiya yutmaydi.
Elektron yadrodan uzokda to’rgan orbitadan yadroga yakin orbitaga utganda atom yoruglikning bir kvantiga teng energiya chiqaradi. Bu kvantning kattaligi dastlabki va oxirgi xolatlarning energiyalari orasidagi ayirmaga tengdir:
E = E₁ - E₂ = h
E₁ va E₂ - dastlabki va oxirgi xolatlar energiyalari ;
h - Plank doimiysi, 6,624*10^-34 joul* sek ;
 - nurning 1 sekunddagi tebranishlar soni (chastotasi):
 q sG’
s - yoruglik tezligi;
 - yoruglikning tulkin uzunligi.


Kimyoviy unsurlar davriy jadvali
Kimyoviy elementlar davriy sistemasi (boshqa nomlari: Davriy jadval,

Kimyoviy elementlar davriy sistemasi (boshqa nomlari: Davriy jadval, Mendeleyev davriy sistemasi) — kimyoviy unsurlarni ularning atom raqami, [[elektron konfiguratsiyasi]fig ] va davriy takrorlanuvchi kimyoviy xossalariga asoslangan holda jadval shaklida tasvirlashdir. Unsurlar unda atom raqamlari (protonlari soni) oshib borishi tartibida joylashgan. Jadvalning standart shakli tepada 18 × 7 kataklardagi asosiy unsurlar va ostida ikki qator boshqa guruh unsurlaridan iborat. Jadval shuningdek toʻrtta toʻrtburchak bloklar: chapda s-blok, oʻngda p-blok, oʻrtada d-blok va pastda f-bloklarga boʻlinishi mumkin. Jadval qatorlari davr, s-, d- va p-bloklardagi ustunlar esa guruh deyiladi; bu ustunlarga galogenlar yoki inert gazlar degan alohida nomlar ham beriladi. Davriy jadval taʼrifiga binoan u davriy qonunga koʻra tuzilgan uchun, har qanday davriy jadval yordamida tegishli unsurlarning xossalari orasida aloqadorlik keltirib chiqarish va yangi, hali ochilmagan yoki sintezlanmagan unsurlar xossalarini bashorat etish mumkin. Natijada davriy jadval kimyoda keng qoʻllanilib, muhim asos boʻlib xizmat qiladi.
.
Elementlarning xossalari kuyidagi tartibda oʻzgaradi (jadvalga k,.). Faol ishqoriy metall — litiydan soʻng faolligi kamrok, metall — berilliy, undan keyin kuchsiz metalloidlik xossalarga va metallarning baʼzi xossalariga ega boʻlgan bor turadi. Qatorda bordan keyin 4 valentli metalloid — uglerod, soʻng metalloidlik xossalari yanada ravshanroq ifodalangan azot, yaqqol metalloid — kislorod va niho-yat eng faol metalloid, yettinchi element — ftor keladi. Yuqorida aytib oʻtilgan 7 ta element xossalarining qisqacha taʼrifidan koʻrinadiki, litiyda ifodalangan metallik xossalari bir elementdan ikkinchisiga utishi bilan asta-sekin zaiflashib, metalloidlik xossalari kuchayib boradi va ftorda eng yuqori darajaga yetadi. Shu bilan birga atom massasilari ortib borgan sari elementlarning kislorodga nisbatan valentligi litiyda birdan boshlab, undan keyingi har qaysi elementda muntazam suratda bittadan ortib boradi. Ftordan keyin keladigan element — neon boshqa elementlar bilan birikmaydigan inert gazdir.
Neondan soʻng (keyingi qatorda) litiyga oʻxshash bir valentli metall — natriy keladi. Natriydan keyin elementlar xossalarining oʻzgarib borishi tartibga qarab joylashadi, yaʼni yuqoridagi holat takrorlanadi. Darhaqiqat natriydan soʻng berilliy analogi boʻlgan magniy keladi; undan keyin alyuminiy turadi. Alyuminiy, garchi bor kabi metalloid boʻlmay, balki metall boʻlsa ham, u baʼzida metalloidlik xossalarini namoyon qiladigan elementdir. Alyuminiydan keyin koʻp jihatdan uglerodga oʻxshash toʻrt valentli metalloid — kremniy, undan soʻng kimyoviy xossalariga koʻra, azotga oʻxshash besh valentli fosfor, soʻngra metalloidlik xossalari kuchli ifodalangan element — oltingugurt undan keyin juda faol metalloid boʻlgan xlor, va, nihoyat, yana inert gaz — argon keladi. Maʼlum sondagi elementlardan keyin, goʻyo orqaga, dastlabki nuqtaga qaytish yuz beradi; shundan keyin, maʼlum darajada, undan oldingi elementlarning xossalari xuddi oʻsha tartibda, ammo sifat jihatidan farq qilgan holda takrorlanadi.
1869 yilda Mendeleyev davriy sistemaning birinchi variantini tuzdi. Bu sistemada u barcha elementlarni davrlarga boʻldi (u paytda 63 element maʼlum boʻlib, ular 19 ta gorizontal va 6 ta vertikal qatorga joylashtirilgan edi) va xossalari bir-biriga oʻxshagan, hosil qiladigan birikmalari oʻxshash boʻlgan elementlarni bir-birining ostiga tushadigan qilib, bu davrlarni birining ostiga ikkinchisini joylashtirish yoʻli bilan jadval tuzdi. Mendeleyev oʻsha vaqtda hali maʼlum boʻlmagan elementlar uchun bush joy qoldirdi va uch elementning (u bu elementlarni ekabariy, ekaalyuminiy, ekasitsiliy deb atadi) mavjudligini aytibgina qolmasdan, balki ularning xossalarini ham oldindan aytib berdi. Bu elementlar (galliy, skandiy, germaniy) keyinchalik kashf qilindi. Ularning xossalari Mendeleyev ba-shorat kilganiday boʻlib chiqdi. Bu variant uzun davrli variant hisoblanadi. 1871-yilda Kimyoviy elementlar davriy sistemasis. ning ikkinchi varianti eʼlon qilindi. Bu variantda uzaro oʻxshash elementlar vertikal qatorlarga joylashgan boʻlib,’ qisqa davrli variant hisoblanardi. Unda 8 ta vertikal, 10 ta gorizontal qator bor edi. Bu variantga asoslanib, Mendeleyev urangacha 11 ta elementning va urandan keyin bir nechta element kashf etilishini ba-shorat qildi. Mendeleyevning davriy qonuni tajribada tasdiklandi va kimyoning rivojlanishida katta rol uynadi. Davriy sistema jadvalining hozirgi koʻrinishi keyingi yillardagi kashfiyotlar va maʼlumotlar bilan toʻldirilgan.
Ayni vaqtda davriy sistemaning 500 dan ortiq varianti chop etilgan. Ulardan eng keng tarqalgan shakllari quyidagilardir: 1) Mendeleyev taklif etgan davriy sistemaning kiska varianti (shu jadval keltirildi). 2) Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.ning shveysariyalik kimyogar A. Verner tomonidan 1905-yilda takomillashtirilgan uzun varianti. 3) Daniyalik fizik N. Bor chop etgan (1921-yil) davriy sistemaning zinapoyasimon shakli.
Soʻnggi yillarda koʻrinishi va amaliy jihatdan qulayligi sababli Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.ning qisqa va uzun variantilari keng kullanadi.
Maʼlum boʻlgan 109 ta element (110-elementning sintez qilinganligi haqida maʼlumotlar bor, 104—109 elementlar IUPAC tomonidan hali tasdiqlanmagan) atom massasilarning ortib borishi tartibida vertikal va gorizontal katorlarda joylashtirilgan. Vertikal qatorlar guruhlar deb nomlangan. Jadvalda I—VIII va 0 guruh mavjud. I—VII guruhlarning har biri ikki — asosiy va qoʻshimcha guruhchadan iborat. Har qaysi guruhcha va guruh (VIII, 0)da joylashgan elementlar bir-biriga oʻxshaydi, mas, 1 guruhning asosiy guruhchasida ishqoriy metallar, II guruhning asosiy guruhchasida — ishqoriy-yer metallar va VII guruhning asosiy guruhchasida — galogenlar va nolinchi guruhchadagi inert gazlar. Bir guruhda, asosiy yoki qoʻshimcha guruhchada joylashgan elementlarning xossalari bir-biriga uxshaydi, ammo baʼzi xossalari farq qiladi. Gorizontal qatorlar davrlar deb ataladi. Birinchi 3ta (kichik) davrning har birida 2 ta, 8 ta va 8 ta element bor. 4, 5 va 6 (katta) davrlarda 18 ta, 18 ta va 32 ta element mavjud. 7 davrda 23 ta element boʻlib, u hali tugallanmagan. 1940-yildan beri bu davr sunʼiy yul bilan olingan radioaktiv (transuran) elementlar bilan tulib bormoqda. Bular tabiatda uchramaydi (qarang Radioaktiv elementlar). Kimyoviy xossalari va elektron kavatlarining tuzilishiga koʻra, barcha transuran elementlar bir-biriga, shuningdek, toriy, protaktiniy, uranga oʻxshaydi. Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.da aktiniydan soʻng keladigan (90—103 raqamlardagi) elementlar aktinoidlar oilasiga birlashtirilgan va jadvalda lantanoidlar (58—71 raqamdagi elementlar)dan ke-yinda joylashtirilgan. Kimyoviy xossalari va elektron kavati tuzilishiga koʻra, bu ikkala oila birbiriga Uxshaydi. Ular III guruhga mansub. Har bir 2 ta davr, yaʼni 2 va 3, 4 va 5, 6 va tugallanmagan 7davrlardagi elementlar soni, ularning joylanish tartibi bir xil ekanligi sistemadan aniq koʻrinib turibdi. Shunga qarab 7 davrdagi hali ham nomaʼlum elementlarning urnini kursatib berish mumkin. Ammo davriy sistema kaysi element bilan tugashini aytish qiyin. Sunʼiy radioaktiv kimyoviy elementlarning atom massasini izotoplar tabiiy aralashmasining oʻrtacha massasi deb hisoblash mumkin emas. Shuning uchun bu elementlarning kimyoviy formulasi ostidagi son boshqa elementlardagi kabi uning atom massasiini emas, balki eng uzoq mavjud buladigan izotopning massa sonini kursatadi. Davriy sistemadagi elementlarning xossalari qonuniy ravishda uzgarib boradi. Mas, ishqoriy metallar guruhchasida yuqoridan pastga, yaʼni litiydan seziyga tomon metallarning elektron berish qobiliyati ortib, shu bilan birga ularning kimyoviy faolligi ham kuchayib boradi. Galogenlar guruhchasida esa, aksincha, pastda joylashgan element yuqoridagi elementga Karaganda elektronni qi-yinlik bilan biriktiradi. Demak, galogenlar guruhchasida metalloidlarning faolligi yuqoridan pastga tomon pasayib boradi. Davrlardagi qonuniyat shundayki, Ungda joylashgan elementlarga qaraganda chapda turgan elementlar elektronlarni oson yoʻqotib, qi-yinlik bilan biriktiradi. Shunga muvofiq, chapdan oʻngga (faol ishqoriy metallardan yaqqol metallmaslar — galogenlarga) tomon oddiy moddalarning xossalari oʻzgaradi, ayni vaqtda elementlar birikmasining xossalari ham davriy ravishda uzgarib boradi.
Masalan, davrlar boshidagi elementlar asosli oksidlar va shularga toʻgʻri keladigan gidroksidlar (asoslar) hosil qiladi. Tartib raqamining ortib borishiga qarab gidroksidning asos tavsifi amfoter, soʻng kislota tavsifi bilan almashadi. Guruhchalarda elementlar gidroksidlarining tavsifi yuqoridan pastga tomon kuchayib, kislota tavsifi zaiflashib boradi. Kimyoviy elementlar davriy sistemasis. ki-myoviy elementlar va birikmalarning fizikkimyoviy xossalarini oʻrganishda, bu xossalar orasidagi qonuniyatlarni ochishda, yadroviy reaksiyalarni oʻtkazishda hamda radioaktiv izotoplarni sintez qilish sohasidagi tadqiqotlarda qisqa va aniq ilmiy asos boʻlib xizmat qiladi^[1].
XVIII asr oxirida 25 ta element ma'lum bo'lib, XIX asrning birinchi choragida yana 19 element kashf qilindi. Elementlar kashf qilinishi bilan ularning atom og'irliklari, fizikaviy va kimyoviy xossalari o’rganib borildi. Bu tekshirishlar natijasida ba'zi elementlarning avvaldan ma'lum bo'lgan tabiiy gruppalari (masalan, ishkoriy metallar, ishkoriy yer metallar, galogenlar) ga o'xshash elementlar gruppalari aniqlana bordi. Elementlar va ularning birikmalari haqidagi ma'lumotlar kimyogarlar oldiga barcha elementlarni gruppalarga ajratish vazifasini qo’ydi. 1789 yilda A.Lavuazye kimyoviy elementlarning birinchi klassifikasiyasini yaratdi. U barcha oddiy moddalarni 4 gruppaga (metallmaslar, metallar, kislota radikallari va "yerlar", ya'ni "oksidlar") ajratdi.
1812- yilda Berselius barcha elementlarni metallar va metallmaslarga ajratdi. Bu klassifikasiya dag’al va noaniq edi, lekin shunga qaramasdan xaligacha o’z kuchini yo’qotmay kelmokda.
1829 yilda Debereyner uchta-uchta elementdan iborat o'xshash elementlarning gruppalarini tuzdi va ularni "triadalar" deb atadi. Xar qaysi triadada o’rtadagi elementning atom og'irligi ikki chetdagi elementlarning atom og'irliklari yig’indisining 2 ga bo’linganiga teng. O’sha vaqtda ma'lum bo'lgan elementlardan faqat yettita triada tuzish mumkin bo'ldi. Fransuz olimi de Shankurtua 1863- yilda elementlar sistemasini tuzish uchun silindr o’qiga nisbatan 45° burchak bo’ylab silindr sirtiga spiral chiziqlar chizdi. Xar ikki spiral orasini 16 bulakka bo'ldi. Spiral chiziqlarga barcha elementlarni ularning atom og'irliklari ortib borish tartibida joylashtirganida, o'zaro o'xshash elementlarning atom og'irliklari orasidagi ayirma 16, 32, 48.. ga teng bo'lishi aniqlandi. Ingliz olimi Nyulends 1863 yilda o'zining oktavalar qonunini kashf etdi. U elementlarni ularning atom og'irliklari ortib borish tartibida bir qatorga joylashtirganda, xar qaysi sakkizinchi element uz xossalari bilan birinchi elementga o'xshash bo'lishini kurdi.Bu tartib muzika notasidagi gammalar kabi takrorlandi.
Nemis olimi Lotar Meyer 1864 yilda o’z sistemasini ishlab chiqdi. U 27 ta elementni valentliklariga qarab olti gruppaga bo'ldi. U o’z asarini "atom og'irliklarning son bilan ifodalanadigan qiymatlarida biror qonuniyat borligiga shubxa bo'lishi mumkin emas" degan ibora bilan tugatdi. Meyer o'zining ikkinchi maqolasida (uning maqolasi Mendeleyev maqolasidan keyin nashr qilingan edi) elementlarning solishtirma xajmlari davriy ravishda o’zgarishini (ya'ni bir necha elementdan keyin qaytarilishini) kashf etdi. Bu kashfiyot katta axamiyatga ega bo'ldi,lekin davriy qonunni ta'riflash uchun yetarli emas edi.

D.I.Mendeleyevdan oldin olib borilgan ishlarning xech birida kimyoviy elementlar orasida o'zaro uzviy bog'lanish borligi topilmadi. Xech kim elementlar orasidagi o'xshashlik va ayirmalar asosida kimyoning muxim qonunlaridan biri turganligini D.I.Mendeleyevgacha kashf etolmadi. Chuqur ilmiy bashorat va ilmiy izlanishlar natijasida D.I.Mendeleyev 1869- yilda tabiatning muxim qonuni-kimyoviy elementlarning davriy qonunini ta'rifladi. U ta'riflagan davriy qonun va uning grafik ifodasi - davriy jadval xozirgi zamon kimyo fanining fundamenti bo'lib qoldi.