Химические формулы. Относительная атомная и молекулярная массы (Часть 1)

В 1668 году вышла первая публикация трудов Роберта Бойля, талантливого химика, физика и богослова из Ирландии. В ней ученый изложил рассуждения о потребности поиска и изучения химических элементов н поддающихся разложению. Несмотря на то, что в книге представлен перечень из 15 элементов, ученый был уверен, что есть еще элементы.

Труд Бойля стал началом поиска и классификации химических элементов. По прошествии 100 лет известный химик из Франции Антуан Лавуазье опубликовал обновленный список из 35 элементов. Чуть позже 23 из них были признаны неразложимыми.

Открытие системы

 Ученые всего мира отыскивали новые элементы. Но преуспел в этом деле Менделеев — известный русский химик, который первым сформировал гипотезу о наличии взаимосвязи между атомной массой и положением элемента в системе. В 1869 году ученый сформировал периодический закон и выступил перед русским химическим обществом с докладом «соотношение свойств элементов с атомным весом».

Несмотря на сформированную идею периодичности, собрать ее в порядковую систему Менделеев долго не мог. Ученый упорно трудился над таблицей на протяжении трое суток, не прерываясь на сон и отдых. Он перебирал все возможные методы систематизации элементов, но наука того времени не знала обо всех химических элементах и это существенно осложняло работу. 

Когда Менделеев принял решение немного отдохнуть, ему приснилась готовая периодическая система. Когда он проснулся, то изобразил на листке бумаги таблицу. При этом ученый утверждал, что эта работа далась ему напористым трудом, хотя все думают, что система просто приснилась ему во сне.

В таблице русский химик оставил незаполненные клетки, прогнозируя, что в будущем будут изучены и классифицированы новые элементы. Все вещества в системе размещены рядами, по мере увеличения атомной массы. Длина ряда при этом позволяет сгруппировать схожие по свойствам элементы.

Например

Благородные газы радон, ксенон, криптон, аргон, неон и гелий практически не вступают в реакцию с остальными элементами, а также обладают низкой химической активностью, из-за чего размещены в крайнем правом столбике.

В противовес этому элементы левого столбца калий, натрий, литий и так далее прекрасно реагируют с другими элементами, а основные реакции имеют взрывной характер.

Все элементы, находящиеся в таблице до номера 92 можно встретить в природе. А начиная с номера 93, расположены искусственные элементы, которые создаются исключительно в лабораторных условиях. 

Обозначение химических элементов

Изначально периодическая система создавалась как отражение существующего в природе порядка и не подразумевала никаких объяснений. После появления квантовой механики, стал понятен истинный смысл порядка элементов в таблице. 

Для правильного применения периодической системы, необходимо изучить химический алфавит, то есть знаки химических элементов. Они помогают записать химические формулы и уравнения химических реакций. Каждый химический элемент обозначается уникальным химическим знаком или символом, который наряду с названием записан в таблице Менделеева.

В качестве символа, по предложению шведского ученого Йёнса Якоба Берцелиуса, были приняты первые буквы латинских названий элементов. 

Обратите внимание на то, как образуются названия некоторых химических элементов:

• водород → гидрогениум → Н
• кислород → оксигениум → О
• углерод → карбонеум → С

Так как на одну букву латинского алфавита могут начинаться названия нескольких химических элементов, Берцелиус предложил в таком случае к начальной букве добавлять еще одну. Появились такие символы элементов:

• медь → купрум → Cu
• кальций → кальциум → Ca
• кобальт → кобальтум → Co

В названиях некоторых элементов отражены их свойства. Например:

• водород→ hydrogenium → рождающий воду;
• кислород → oxygenium → рождающий кислоты;
• азот → nitrogenium → безжизненный (так как азот очень плохо взаимодействует с другими веществами), рождающий селитру;
• фосфор → phosphorus → несущий свет.

Также есть элементы, названные в честь небесных тел и планет Солнечной системы:

• Теллур → Tellurium → Земля
• Селен → Selenium → Луна, элемент назван так, потому что в природе он является спутником химически сходного с ним теллура, названного в честь земли.
• Нептуний → Neptunium → назван в честь планеты Нептун
• Плутоний → Plutonium → в честь Плутона
• Уран → Uranium → получил название по планете Уран

Названия некоторых элементов заимствованы из мифологии:

• Торий → thorium → назван по имени Бога Тора из скандинавской мифологии
• Тантал → tantalum → в честь героя древнегреческой мифологии Тантала

Многие элементы получили название в честь государств или городов:

• Рутений → Ruthenium → латинское название России
• Дубний → Dubnium → в честь города Дубна
• Московий → Moscovium → в честь Московской области

В названиях элементов также увековечены имена великих ученых:

• Менделевий → Mendelevius → в честь Дмитрия Ивановича Менделеева, создателя периодической системы
• Резерфордий → Rutherfordium → в честь выдающегося английского физика Эрнеста Резерфорда

Структура периодической системы

Периодическая система химических элементов Менделеева включает в себя 7 периодов.

Выделяют 3 малых и 4 больших периода. Большие периоды делятся на четные и нечетные ряды. Четные содержат только металлы, нечетные — металлы и неметаллы. 

Периодическая система имеет восемь групп.

Каждая группа делится на две подгруппы — главную и побочную (а или б). Главные — объединяют элементы малых и больших периодов. В побочные — включены элементы больших периодов. Особое место занимают лантаноиды и актиноиды.