ваг не тільки у хімічно подібних елементів, всередині однієї природної групи, а й між несхожі елементами. Зіставивши такі вкрай протилежні в хімічному відношенні, але близькі за атомним вагам їх членів групи, як лужні метали та галогени, і написавши перші під другими, Менделєєв розташував під і над ними і інші групи подібних елементів в порядку зміни атомних ваг. Виявилося. Що члени цих природних груп утворюють загальний закономірний ряд, причому хімічні властивості елементів періодично повторюються.
При розміщенні елементів в періодичній системі Менделєєв керувався не тільки правилом поступового зростання атомної ваги. Але і принципом періодичності хімічних властивостей; серед останніх в якості безпосереднього і основного критерію він вибрав форми кисневих і водневих сполук елементів, що відповідають їх вищої валентності. Дотримання правил періодичності дозволило Менделєєву в декількох місцях системи правильно розташувати елементи не в порядку зростання атомних ваг, а з порушенням цього порядку, як вимагали хімічні аналогії (Co-Ni, Te-J), а для деяких елементів змінити загальноприйняті в той час атомні ваги навіть в 1,5-2 рази (Be, In, Ce, U та ін.) Одночасно Менделєєв передбачив багато невідомі тоді елементи, для яких у періодичній системі виявилися незаповнені місця, а для трьох з них - так зв. екаалюмінія, екабору і екасіцілія, докладно описав очікувані властивості. Незабаром ці елементи були відкриті: аналог алюмінію - галій, Лекоком де Буабодраном в 1875, аналог бору - скандій, Л. Нильсоном в 1879; аналог кремнію - германій, А. Винклером в 1886. Вражаючий збіг їх властивостей з передбаченнями Менделєєва привернуло увагу вчених усього світу; періодичний закон отримав загальне визнання і ліг в основу всього подальшого розвитку хімії. Над уточненням і розвитком своєї системи Менделєєв працював ок.40 років. Але особливо великих успіхів досягла система Менделєєва після його смерті, з відкриттям самої причини періодичності, укладеної в складному будову атомів.
Принципи побудови періодичної системи
Кожен електрон в атомі, відповідно до квантової механікою, характеризується чотирма квантовими числами: головним квантовим числом n, приймаючим значення n = 1,2,3,4 ..., Азимутним l, приймаючим значення l = 0,1,2 ..., n-1, магнітним m, мають (2l +1) значень, і спіновим ms, приймаючим значення +1/2 і -1/2. Стан з l = 0,1,2,3,4 ... прийнято позначати літерами s, p, d, j, g - і відповідно називати s-, p-, d-, j-, g-... станами. Електрони з даними n утворюють електронний шар, який складається з n оболонок з l = 0,1,2 ... N-1 і містить 2n в квадраті електронів. Звідси отримуємо наступний розподіл електронів по верствам і оболонкам.
Таблиця 1. Розподіл електронів по верствам і оболонкам.
n
1
2
3
4
......
l
0
0
1
0
1
2
0
1
2
3
......
Позначення шарів і оболонок
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
.......
Число електронів в шарі
2
2 +6 = 8
2 +6 +10 = 18
2 +6 +10 +14 = 32
......
Звідси видно, що максимально можливе число електронів в першому шарі (n = 1) дорівнює 2 (1s-стану); у другому шарі - 8 (2s-і 2p-стани); в третьому і у четвертому шарах - відповідно 18 і 32 електрона. Тим самим встановлюється зв'язок між шаруватим розташуванням електронів в атомі і періодичної системою: періоди таблиці Менделєєва містять 2, 8, 18 і 32 елемента. Залишається з'ясувати, чому в таблиці Менделєєва зустрічаються по два рази періоди з 8 і 18 елементів. Це пояснюється тим, що в таблиці 1 вказано можливе максимальне число електронів у різних шарах, насправді ж електрони в атомах розташовуються в тих станах (з числа можливих), які відповідають найменшої енергії. Енергія електрона на орбіті тим вище, чим більш...
