Периодическая система элементов Д. И. Менделеева. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева - система хим. элементов, отражающая периодич. закон Менделеева - периодич. зависимость физ. и хим. свойств элементов от их ат. веса (в совр. формулировке - от заряда ядра элемента, т. е. от ат. номера в П. с. э.). Первую П. с. э. Менделеев предложил в 1869, а в 1871 разработал т. н. короткую форму (сходную с совр. П. с. э.), получившую признание после того, как были открыты элементы, для к-рых Менделеев оставил в П. с. э. незаполненные клетки. Новое развитие П. с. э. получила после открытия радиоактивности (1896), изотопии [Ф. Содди (F. Soddy), 1913] и Мозли закона (1913). Полное научное объяснение П. с. э. осуществлено на основе квантовой механики.
Все известные хим. элементы образуют 8 вертикальных столбцов - групп (табл.), обозначаемых римскими цифрами, все группы состоят из двух подгрупп - а и б (напр., VII группа делится на подгруппу марганца и подгруппу галогенов); иногда подгруппы а и б наз. главной и побочной соответственно. Номер группы в П. с. э. соответствует высшей положит. валентности элемента. Свойства элементов в подгруппах а изменяются закономерно. Так, в подгруппе щелочных металлов (I a)увеличение ат. номера Z сопровождается повышением химической активности, тогда как в подгруппе галогенов (VII а)наблюдается обратная зависимость.
Горизонтальные ряды П. с. э. наз. периодами (их 7) и обозначаются араб. цифрами. Внутри каждого периода наблюдается б. или м. равномерный переход от активных металлов через менее активные металлы и слабоактивные неметаллы к очень активным неметаллам и, наконец, к инертным газам.
В каждом периоде, начиная с 4-го, между II и III группами находятся ряды переходных элементов - металлов со сходными хим. свойствами. 15 переходных элементов 6-го периода, начиная с лантана, практически не различимые по свойствам, наз. лантаноидами или редкоземельными элементами. В 7-м периоде также имеется ряд очень сходных металлов - актиноидов.
Структура П. с. э. полностью отвечает порядку заполнения электронных оболочек и слоов в атомах. Число хим. элементов в периоде равно числу электронов в слое, к-рое определяется в соответствии с Паули принципом ,запрещающим существование в атоме электронов в одинаковом квантовом состоянии. Состояние электрона определяют 4 квантовых числа: главное квантовое число п = 1, 2, 3,..., орбитальное (азимутальное) квантовое число l = 0, 1, 2, ..., п - 1, магн. квантовое число m_l = 0,1,2, ...,l и спиновое квантовое число m_s =1/2. Каждому значению l соответствуют 2l + 1 значений m_l, а каждому значению m_l - 2 возможных значения m_s. Т. о., замкнутая оболочка, характеризуемая определёнными значениями п и l, содержит 2(2l + 1) электронов. Макс. число электронов в слое с определённым п равно:

Т. о., замкнутая s-оболочка (l = 0) содержит 2 электрона, р-оболочка (l= 1) - 6 электронов, d-оболочка (l = 2) - 10 электронов и т. д. Число же электронов в слоях (число элементов в периодах) с n = 1, 2, 3, 4,... составляет 2, 8, 18, 32, ... соответственно.
Свойства атомов элементов определяются числом электронов во внеш. электронной оболочке, поэтому элементы, имеющие одинаковое строение внеш. оболочки, принадлежат к одной группе П. с. э. Элементы с замкнутой внеш. оболочкой являются инертными газами. Для лёгких элементов сначала заполняются слои с меньшим, а затем с большим значением п; внутри слоя сначала заполняется s-, затем р- и т. д. оболочки. В переходных элементах порядок заполнения оболочек и слоев нарушается, т. к. состояния с большими значениями п могут иметь меньшую энергию, чем состояния с меньшим п и большим l. В результате s-, р-оболочки застраиваются раньше, чем d- и f-оболочки (см. Атом ).Все переходные элементы являются металлами (в зависимости от застраивающейся оболочки их иногда называют d- или f-элементами), входят в б-подгруппы соответствующих групп П. с. э., их свойства с ростом Z меняются не резко.
П. с. э. не завершена, конечное число элементов в ней не определено. Элементы с Z > 95 были синтезированы искусственно, время жизни изотопов этих элементов крайне мало. Работы по синтезу и теоретической интерпретации свойств изотопов элементов с Z > 107 продолжаются.

Литература по

Кедров Б. М., Трифонов Д. Н., О современных проблемах периодической системы, М., 1974; Учение о периодичности. История и современность, под ред. Д. Н. Трифонова, М., 1981; Химия и периодическая таблица, под ред. К. Сайто, пер. с япон., М., 1982.

В. Г. Дашевсхий.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира