Презентація" Спроби класифікації хімічних елементів"

Короткі історичні відомості про спроби класифікації хімічних елементів

10.06.2026 СьогодніПерші класифікації будь-чого зазвичай недосконалі. Так, у біології види тварин спочатку класифікували за середовищем їхнього життя. Тому кити спершу були віднесені до риб, а не до ссавців. Зробимо екскурс в історію хімії та з’ясуємо, до яких класифікацій хімічних елементів удавалися в різні часи. Класифікація – це поділ об’єктів (предметів, явищ, живих організмів, тощо) на певні групи, угрупування, класи, розряди за тими чи іншими ознаками.

Сучасній хімії трохи більше ніж 200 років, проте базові хімічні знання накопичувались більше ніж два тисячоліття. Арістотель, а згодом й алхіміки, вважали, що всі речовини природи складаються з чотирьох елементів: повітря, земля, вогонь та вода, що формують всі речовини у різних співвідношеннях

10.06.2026 Сьогодні1801 -1850 рік – відкривають 44 елементи1750р. – відомо 15 елементів1869р. – відомо 63 елемента,100 000 речовин. Потреба класифікувати хімічні елементи з`явилась поступово:

10.06.2026 СьогодніАнтуан Лоран Лавуазьє – відомий французький вчений, вважається засновником сучасної хімії. Експериментально довів, що повітря це суміш різних за властивостями газів. Запропонував назву «Оксиген» та довів закон збереження маси речовини. Один із засновників термохімії.

У 1789 році у книжці «Елементарний курс хімії» перелічив більше ніж ЗО хімічних елементів. Проте серед них не всі були справжніми елементами. Адже вода, вапно, глинозем і деякі інші «субстанції», згадані ним, були стійкими речовинами, які вчені на той час просто не змогли розкласти на простіші. Велика заслуга Лавуазье полягає в тому, що він розділив відомі речовини на метали та неметали. Це була перша наукова класифікація, що збереглась і до сьогодні.

А тепер давайте і ми спробуємо себе у ролі Лавуазьє, розташувавши в одну колонку метали, а в іншу – неметали. Pb H S Cl K Na C N Al Fe Sb F O Mn Zn Ca P Li Br Ag I Si Hg Be

Pb. HCNa. Sb. PCa. FO Zn. N SAl. Cl. Fe. KAg. I Si Hg. Mn. Be. Br. Li МЕТАЛИНЕМЕТАЛИ

Йоган Деберейнер — перший науковець, якому вдалося з’ясувати певні закономірності в характері хімічних елементів і їх сполук. У 1817 році згрупував певні елементи за подібними властивостями їхніх сполук у тріади (групи). Перша з них була така: Кальцій, Стронцій, Барій. Атомна маса проміжного елемента у тріаді дорівнювала середньому арифметичному мас суміжних елементів. Через 12 років він установив іще дві тріади: лужних елементів (Літій, Натрій і Калій) і халькогенів (Сульфур, Селен і Телур).

Закон тріад Деберайнера підготував основу для систематизації елементів, що згодом завершилось створенням Періодичного закону.

Александр Еміль Бегуйє де Шанкуртуа в 1862 році запропонував систематизацію хімічних елементів, в основі якої лежала закономірність зміни відносних атомних мас – «земна спіраль» (vis tellurique) або «циліндр Бегуйє». Вчений наніс на бічну поверхню циліндра, розмічену на 16 рівних частин, лінію під кутом 45°, на яку помістив символи хімічних елементів (кожна точка відповідала тому чи іншому значенню відносної атомної маси). Таким чином, елементи, атомні маси яких відрізнялись на 16 або число кратне 16, розташовувались на одній вертикальній лінії.

Систематизація де Шанкуртуа була важливим кроком вперед, але залишилась практично непоміченою аж до відкриття періодичного закону Дмитром Івановичем Менделеєвим.

1864 року Джон Ньюлендс уперше розташував усі відомі на той час хімічні елементи в ряд за збільшенням їх відносних атомних мас. Він відзначив, що в цьому ланцюзі періодично з’являються хімічно подібні елементи. Пронумерувавши всі елементи й зіставивши номери з характером елементів, Ньюлендс дійшов висновку, що кожний восьмий елемент є подібним за властивостями першого елемента, так само, як у музиці восьма нота в октаві є подібною до першої. Своє відкриття він назвав «закон октав»: номери подібних елементів відрізняються на сім або на число, кратне семи. Ньюлендсом було вперше висунуто припущення про періодичність змін характеру хімічних елементів. Однак Ньюлендс не зміг виявити фізичний зміст свого відкриття.

1864 року, свою першу таблицю хімічних елементів опублікував німецький хімік Лотар Меєр. Таблиця складалася із 43 елементів з-поміж 63 відомих на той час. Меєр розташував елементи за збільшенням відношення молярної маси простої речовини до її молярного об’єму. Аналізуючи отримані дані, він спостерігав періодичну зміну характеру елементів. Але робота Меєра не була систематичною й не мала характеру закону. Меєр навіть не запідозрив, що для деяких елементів були неправильно визначені атомні маси, а це, своєю чергою, вносило певні похибки в його відкриття й не давало загального розуміння класифікації хімічних елементів.

Doodle від Google в честь дня народження МайераІдея Мейера в упорядкуванні елементів спочатку пропонувала розташувати їх в залежності від ступеня окислення. Але пізніше він передумав, упорядкувавши їх за валентністю. В його таблиці було 42 елементи. Такий же варіант запропонував російський хімік Дмитро Менделєєв. Це спровокувало суперечку між вченими, хто ж став першим. Тільки в 1882 конфлікт вдалося вирішити. Лондонське королівське товариство вирішило присудити нагороди і Мейєру, і Менделєєву.

1868 рік. Рукописний проєкт першої версії періодичної системи Менделєєва

1869 рік. Перша таблиця Менделєєва Менделєєв розповідав у своєму щоденнику:«Я побачив уві сні таблицю, де всі елементи розташувалися на свої місця, як потрібно. Прокинувшись, я відразу записав це на аркуші паперу»

1871 рік. Друга таблиця Менделєєва

1871 рік Передбачені Менделєєвим елементи. Передбачення Менделєєва включають: Ека-бор (скандій)Ека-алюміній (галій)Ека-марганець (технецій)Ека-силіцій (германій)

Менделєєв змінив порядок деяких елементів, якщо вони не відповідали їхнім хімічним властивостям

Вивчаючи зміну властивостей елементів у ряду зі зростанням відносних атомних мас, Менделєєв помітив повторення ознак у хімічних елементів і назвав це періодичністю

Періодичний закон Менделєєв сформулював так: Властивості елементів і утворених ними сполук знаходяться в періодичній залежності від величин атомних мас елементів.

Періодична система є графічним виразом періодичного закону

Родини хімічних елементів:лужні елементилужноземельні елементигалогениінертні елементи

Лужні елементи – металічні елементи І групи головної підгрупи Періодичної системи. До родини лужних металів належать елементи: Літій – Li Натрій – Na Калій – КРубідій – Rb Цезій – Cs Францій – Fr (радіоактивний елемент) Лужні елементи

Лужноземельні елементи – металічні елементи ІІ групи головної підгрупи Періодичної системи. У головній підгрупі II групи містяться: берилій Be, магній Mg, 4 лужноземельні елементи: кальцій Ca, стронцій Sr, барій Ba, радій Ra. Лужноземельні елементи

Галогени — елементи головної підгрупи VII групи періодичної системи: Флуор FХлор Cl Бром Br Йод IАстат At. Теннессін Ts Астат є радіоактивним елементом. Всі галогени належать до неметалів. Галогени

Інертні елементи – це елементи головної підгрупи VIII групи періодичної системи: Гелій Не. Неон Ne Аргон Аr. Криптон Кr Ксенон Хе Радон Rn. Оганесон Og – № 118, відкритий у 2002 р.Інертні (благородні) елементи

Період – це горизонтальний ряд, що починається активним лужним металом і завершується інертним елементом

Група - вертикальний ряд хімічних елементів, що мають подібні хімічні властивості, оскільки вони мають однакову кількість валентних електронів

Значення Періодичного закону. Відкриття Періодичного закону та створення Періодичної системи хімічних елементів — найбільше досягнення фундаментальної науки XIX століття. Закон — це вища форма організації знань. Закон має не лише пояснювати виявлені факти, але й передбачати нові відкриття. На момент відкриття Періодичного закону було відомо 63 хімічні елементи, але він дав змогу передбачити існування невідомих на той час елементів.

Коротко про головне!1. Формулювання періодичного закону Менделєєва: «Властивості елементів і утворених ними сполук знаходяться в періодичній залежності від величин зарядів ядер елементів».2. Періодична система є графічним виразом періодичного закону.3. Період – це горизонтальний ряд, що починається активним лужним металом і завершується інертним елементом. 4. Група – це вертикальний ряд подібних за властивостями елементів. 5. Металічні властивості збільшуються по групі зверху донизу і зменшується по періоду зліва направо. 6. Номер групи вказує на максимальну валентність хімічного елемента.