Таблиця Менделєєва: Всі Значення Елементів

Таблиця Менделєєва — це одна з найвизначніших наукових відкриттів в історії хімії, що змінила наше розуміння природи хімічних елементів. Вона була створена російським хіміком Дмитром Івановичем Менделєєвим у 1869 році. Головною ідеєю таблиці є впорядкування елементів за їх атомною масою та властивостями, що дозволило виявити закономірності, які раніше залишалися непоміченими. Ця система не лише вплинула на розвиток науки свого часу, але й стала ключовим інструментом для вивчення хімічних реакцій, відкриття нових елементів і прогнозування їх властивостей.

Структура періодичної системи

Періодична система Менделєєва побудована на основі впорядкування хімічних елементів за їх атомними номерами, що відображає кількість протонів у ядрі атома. Основні компоненти структури таблиці — це періоди та групи.

• Періоди — це горизонтальні ряди таблиці. У кожному періоді елементи розташовані за зростанням атомного номера, відображаючи зміну їх фізичних і хімічних властивостей. У таблиці є сім періодів, кожен з яких відповідає певному енергетичному рівню електронів в атомі.
• Групи — це вертикальні стовпці, які об’єднують елементи зі схожими хімічними властивостями. Усього є 18 груп, і елементи всередині однієї групи мають однакову кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні, що визначає їх подібні реакційні властивості.

Окрім цього, елементи діляться на метали, неметали та металоїди, що характеризуються різними фізичними та хімічними властивостями. Особливими блоками є лантаноїди та актиноїди, які розташовані окремо внизу таблиці через їхні унікальні властивості.

Основні поняття

Періодична таблиця Менделєєва базується на кількох ключових поняттях, які допомагають пояснити хімічні властивості елементів і їх взаємодію між собою:

1. Атомний номер – це кількість протонів у ядрі атома елемента. Він визначає місце елемента в таблиці та його хімічні властивості. Елементи розташовані у порядку зростання атомного номера.
2. Атомна маса – середня маса атома елемента, що враховує різні ізотопи та їхню кількість у природі. Цей показник важливий для розуміння маси молекул і хімічних реакцій.
3. Періодичний закон – ключове поняття, на основі якого створена таблиця. Воно стверджує, що властивості хімічних елементів повторюються через певні інтервали (періоди) в міру зростання атомного номера.
4. Групи і періоди – вертикальні та горизонтальні ряди у таблиці. Елементи однієї групи мають подібну будову зовнішнього електронного шару, що зумовлює їх схожі хімічні властивості. Періоди показують поступову зміну цих властивостей.
5. Метали, неметали та металоїди – категорії елементів, що відрізняються за своїми фізичними та хімічними властивостями. Метали проводять електрику і тепло, неметали мають протилежні властивості, а металоїди мають риси обох.
6. Електронна конфігурація – розподіл електронів у атомі елемента по енергетичних рівнях. Вона визначає хімічну поведінку елемента та його здатність утворювати зв’язки з іншими елементами.

Таблиця Значення Елементів

Атомний номер	Символ	Назва	Атомна маса (г/моль)
1	H	Водень	1.008
2	He	Гелій	4.0026
3	Li	Літій	6.94
4	Be	Берилій	9.0122
5	B	Бор	10.81
6	C	Вуглець	12.011
7	N	Азот	14.007
8	O	Кисень	15.999
9	F	Фтор	18.998
10	Ne	Неон	20.180
11	Na	Натрій	22.990
12	Mg	Магній	24.305
13	Al	Алюміній	26.982
14	Si	Кремній	28.085
15	P	Фосфор	30.974
16	S	Сірка	32.06
17	Cl	Хлор	35.45
18	Ar	Аргон	39.948
19	K	Калій	39.098
20	Ca	Кальцій	40.078
21	Sc	Скандій	44.956
22	Ti	Титан	47.867
23	V	Ванадій	50.942
24	Cr	Хром	51.996
25	Mn	Марганець	54.938
26	Fe	Залізо	55.845
27	Co	Кобальт	58.933
28	Ni	Нікель	58.693
29	Cu	Мідь	63.546
30	Zn	Цинк	65.38
31	Ga	Галій	69.723
32	Ge	Германій	72.63
33	As	Миш’як	74.922
34	Se	Селен	78.971
35	Br	Бром	79.904
36	Kr	Криптон	83.798
37	Rb	Рубідій	85.468
38	Sr	Стронцій	87.62
39	Y	Ітрій	88.906
40	Zr	Цирконій	91.224
41	Nb	Ніобій	92.906
42	Mo	Молібден	95.95
43	Tc	Технецій	[98]
44	Ru	Рутеній	101.07
45	Rh	Родій	102.91
46	Pd	Паладій	106.42
47	Ag	Срібло	107.87
48	Cd	Кадмій	112.41
49	In	Інд	114.82
50	Sn	Олово	118.71
51	Sb	Сурма	121.76
52	Te	Телур	127.60
53	I	Йод	126.90
54	Xe	Ксенон	131.29
55	Cs	Цезій	132.91
56	Ba	Барій	137.33
57	La	Лантан	138.91
58	Ce	Церій	140.12
59	Pr	Празеодим	140.91
60	Nd	Неодим	144.24
61	Pm	Прометій	[145]
62	Sm	Самарій	150.36
63	Eu	Європій	151.96
64	Gd	Гадоліній	157.25
65	Tb	Тербій	158.93
66	Dy	Диспрозій	162.50
67	Ho	Гольмій	164.93
68	Er	Ербій	167.26
69	Tm	Тулій	168.93
70	Yb	Ітербій	173.04
71	Lu	Лютецій	174.97
72	Hf	Гафній	178.49
73	Ta	Тантал	180.95
74	W	Вольфрам	183.84
75	Re	Реній	186.21
76	Os	Осмій	190.23
77	Ir	Іридій	192.22
78	Pt	Платина	195.08
79	Au	Золото	196.97
80	Hg	Ртуть	200.59
81	Tl	Талій	204.38
82	Pb	Свинець	207.2
83	Bi	Вісмут	208.98
84	Po	Полоній	[209]
85	At	Астат	[210]
86	Rn	Радон	[222]
87	Fr	Францій	[223]
88	Ra	Радій	[226]
89	Ac	Актиній	[227]
90	Th	Торій	232.04
91	Pa	Протактиній	231.04
92	U	Уран	238.03
93	Np	Нептуній	[237]
94	Pu	Плутоній	[244]
95	Am	Америцій	[243]
96	Cm	Кюрій	[247]
97	Bk	Берклій	[247]
98	Cf	Каліфорній	[251]
99	Es	Ейнштейній	[252]
100	Fm	Фермій	[257]
101	Md	Менделевій	[258]
102	No	Нобелій	[259]
103	Lr	Лоуренсій	[262]
104	Rf	Резерфордій	[267]
105	Db	Дубній	[270]
106	Sg	Сиборгій	[271]
107	Bh	Борий	[270]
108	Hs	Хассій	[277]
109	Mt	Мейтнерій	[276]
110	Ds	Дармштадтій	[281]
111	Rg	Рентгеній	[282]
112	Cn	Коперницій	[285]
113	Nh	Ніхоній	[286]
114	Fl	Флеровій	[289]
115	Mc	Московій	[290]
116	Lv	Ліверморій	[293]
117	Ts	Теннессин	[294]
118	Og	Оганесон	[294]

Примітки:

• Для деяких елементів атомна маса записана в квадратних дужках (наприклад, [209]), що вказує на те, що ці елементи мають нестабільні ізотопи, і атомна маса залежить від конкретного ізотопу.
• Елементи з атомними номерами від 93 і вище зазвичай синтезовані штучно і не зустрічаються в природі.

Закономірності в таблиці

Періодична таблиця Менделєєва відображає кілька ключових закономірностей, які допомагають зрозуміти, як змінюються властивості елементів у міру збільшення їх атомного номера. Ці закономірності важливі для прогнозування хімічної поведінки елементів і їх сполук:

1. Періодичність властивостей: Основний принцип таблиці полягає в тому, що властивості елементів повторюються через певні інтервали (періоди) зі збільшенням атомного номера. Це пов’язано з тим, що електронна конфігурація атомів змінюється періодично. Наприклад, елементи однієї групи мають подібні хімічні властивості, оскільки у них однакова кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні.
2. Електронегативність: Це здатність атома притягувати до себе електрони під час утворення хімічних зв’язків. Електронегативність зростає зліва направо по періоду і зменшується зверху вниз по групі. Найбільш електронегативні елементи — це фтор, кисень і азот.
3. Атомний радіус: Атомний радіус зменшується зліва направо у межах періоду, оскільки зі збільшенням числа протонів ядро сильніше притягує електрони до себе. Водночас радіус збільшується зверху вниз по групі, оскільки з кожним новим періодом додається новий енергетичний рівень.
4. Енергія іонізації: Це енергія, необхідна для видалення електрона з атома в його газоподібному стані. Іонізаційна енергія зростає зліва направо по періоду і зменшується зверху вниз по групі. Наприклад, у лужних металів (група 1) дуже низька енергія іонізації, що робить їх надзвичайно реактивними.
5. Металічність і неметалічність: У таблиці спостерігається поступовий перехід від металів до неметалів. Металічні властивості елементів зменшуються зліва направо по періоду і збільшуються зверху вниз по групі. Неметали, навпаки, знаходяться у верхній правій частині таблиці й мають високі електронегативності та іонізаційні енергії.
6. Окисно-відновні властивості: Метали, особливо лужні (група 1) і лужноземельні (група 2), легко віддають електрони, виступаючи в ролі відновників. Неметали, особливо галогени (група 17), навпаки, здатні приймати електрони, виступаючи в ролі окисників.

Оновлення таблиці

Таблиця Менделєєва, спочатку створена у 1869 році, значно еволюціонувала з часом. Одним з найбільших досягнень таблиці є її здатність адаптуватися до нових відкриттів та елементів, які ще не були відомі на момент її створення. Основні етапи оновлення таблиці включають:

Відкриття нових елементів

Після першої версії таблиці, створеної Менделєєвим, поступово були відкриті нові елементи, які стали доповненням до її структури. Наприклад, у ХХ столітті були додані благородні гази, які займають групу 18, і трансурани (елементи після урану з атомним номером більше 92). Ці елементи, в основному, синтезовані штучно у лабораторіях, розширили межі таблиці.

Додавання лантаноїдів і актиноїдів

У таблиці було відокремлено дві окремі серії елементів — лантаноїди та актиноїди. Вони були винесені з основної частини таблиці і розміщені нижче, щоб не порушувати її компактність. Ці рідкісноземельні метали та радіоактивні елементи мають унікальні властивості й відіграють важливу роль в сучасних технологіях, таких як виробництво акумуляторів та ядерна енергетика.

Відкриття елементів з високими атомними номерами

Протягом другої половини ХХ та початку ХХІ століття були синтезовані нові елементи з атомними номерами від 93 до 118. Останні з них — флеровій (114), московій (115), ліверморій (116), теннессин (117) і оганесон (118) — були офіційно підтверджені та додані до таблиці у 2015-2016 роках. Ці елементи є надважкими і мають нестабільні ізотопи, що розпадаються за лічені секунди.

Сучасні моделі та передбачення

Вчені продовжують працювати над синтезом нових елементів, і таблиця залишається відкритою для подальшого розширення. У деяких теоретичних моделях передбачають існування елементів із атомними номерами понад 118, які можуть бути стабільнішими за поточні суперважкі елементи. Ці потенційні елементи лежать у так званому “острові стабільності” — гіпотетичній зоні таблиці, де надважкі елементи можуть мати триваліший час життя.

Перегляд назв елементів

Із відкриттям нових елементів постає необхідність їх офіційного затвердження та назви. Процес присвоєння імен новим елементам відбувається через Міжнародний союз теоретичної і прикладної хімії (IUPAC), і імена часто вшановують місця або вчених, пов’язаних із відкриттям елементів, як, наприклад, у випадку з елементом 118 — оганесоном, названим на честь вченого Юрія Оганесяна.

Чим хороша система Менделєєва?

Періодична система Менделєєва залишається незамінним інструментом у хімії та науці загалом, і її ефективність обумовлена кількома ключовими перевагами:

1. Організація і впорядкованість: Таблиця впорядковує всі відомі хімічні елементи за їх атомним номером і властивостями. Це дозволяє легко знайти потрібний елемент і зрозуміти його основні характеристики, що робить її неймовірно зручною для використання як хіміками, так і студентами, інженерами та вченими.
2. Періодичний закон: Однією з найважливіших переваг системи є періодичність властивостей елементів. Хімічні властивості повторюються через певні інтервали, що дозволяє не тільки зрозуміти існуючі закономірності, але й прогнозувати поведінку невідомих або ще не відкритих елементів. Саме завдяки цьому закону Менделєєв зміг передбачити існування кількох елементів, які ще не були відкриті в його час.
3. Простота і зручність: Таблиця легко сприймається візуально. Завдяки чіткому поділу на групи та періоди, стає зрозуміло, як елементи взаємодіють між собою. Елементи в одній групі мають схожі хімічні властивості, що робить вивчення хімії систематичним та менш хаотичним.
4. Універсальність: Періодична система є універсальною мовою хімії по всьому світу. Незалежно від країни чи мови, науковці, інженери та студенти використовують однакову структуру для класифікації та вивчення елементів, що значно полегшує комунікацію і спільну роботу між різними науковими спільнотами.
5. Прогностичні можливості: Таблиця допомагає передбачати хімічну активність елементів. Наприклад, знаючи положення елементів у таблиці, можна зробити висновки про їхню реакційність, електронегативність, енергію іонізації та інші важливі характеристики. Це допомагає як у навчанні, так і в наукових дослідженнях та промислових процесах.
6. Адаптивність і розвиток: Таблиця Менделєєва — це жива система, яка постійно розширюється. З відкриттям нових елементів вона залишається актуальною, оскільки її структура легко приймає нові елементи, а закономірності дозволяють науковцям інтегрувати нові знання без потреби радикально змінювати всю систему.
7. Фундамент для інших наук: Періодична система має значення не лише для хімії, а й для фізики, біології, матеріалознавства та багатьох інших наук. Вона є основою для розуміння будови матерії, хімічних реакцій у живих організмах та властивостей матеріалів, що використовуються в технологіях.

Висновок

Періодична таблиця Менделєєва є не просто засобом упорядкування хімічних елементів, але і потужним інструментом для розуміння властивостей матерії та закономірностей, що керують поведінкою елементів у природі. Її головна цінність полягає в універсальності та здатності інтегрувати нові відкриття, залишаючись при цьому незмінним фундаментом хімії та інших наук.

Ця система дозволяє прогнозувати хімічні реакції, відкривати нові елементи, розуміти будову матерії та вивчати її властивості на атомному рівні. Вона є ключовим інструментом для науковців у таких галузях, як матеріалознавство, медицина, екологія та інженерія. Таблиця також залишається відкритою для нових відкриттів і синтезованих елементів, постійно розширюючись та адаптуючись. Завдяки своїй чіткості, гнучкості та здатності організовувати інформацію, періодична таблиця продовжує відігравати фундаментальну роль у сучасній науці, будучи невід’ємним інструментом для майбутніх поколінь науковців.

FAQ (Часті питання про періодичну таблицю Менделєєва)

Які основні закономірності в періодичній таблиці?

Основними закономірностями є періодичність властивостей елементів: у межах одного періоду відбуваються закономірні зміни властивостей, а в групах (стовпцях) елементи мають схожі хімічні та фізичні властивості.

Чому таблиця має таку структуру?

Таблиця організована на основі атомних номерів, що вказує на кількість протонів у ядрі атома. Елементи згруповані в періоди (горизонтальні ряди) і групи (вертикальні стовпці), що показує повторюваність хімічних властивостей.

Як нові елементи додаються до таблиці?

Нові елементи додаються до таблиці після їх відкриття або синтезу. Після офіційного підтвердження їх існування, Міжнародний союз теоретичної та прикладної хімії (IUPAC) затверджує їхні назви та місця в таблиці.

Скільки елементів у таблиці Менделєєва?

Станом на сьогодні у таблиці 118 елементів, останній з яких — оганесон (Og) з атомним номером 118, синтезований у 2002 році.

Що таке лантаноїди та актиноїди?

Лантаноїди та актиноїди — це серії елементів, що розташовані окремо внизу таблиці. Лантаноїди включають елементи від 57 (лантан) до 71 (лютецій), а актиноїди — від 89 (актиній) до 103 (лоуренсій). Вони мають схожі властивості, особливо в області електронних конфігурацій.

Чому таблиця важлива для науки?

Періодична таблиця є ключовим інструментом для розуміння хімічних властивостей елементів та їх взаємодії. Вона дозволяє вченим прогнозувати поведінку елементів у різних хімічних реакціях, що сприяє дослідженням у таких галузях, як хімія, фізика, біологія та матеріалознавство.

Чи є стабільні елементи після урану?

Елементи після урану (атомний номер 92) називаються трансуранами. Більшість із них є штучними і нестабільними, вони швидко розпадаються. Однак деякі трансурани мають ізотопи з відносно довгими періодами напіврозпаду.

Що означає електронна конфігурація елементів?

Електронна конфігурація — це спосіб описати розподіл електронів в атомі елемента по енергетичних рівнях та орбіталях. Вона визначає хімічну активність елемента, його валентність та реакційні властивості.