Regula de Clarks mari
Toate caracteristicile comportamentului elementelor chimice sunt determinate în cele din urmă de o lege periodică. Va arăta tabelul periodic cu o mai mare claritate decât compararea simplă a două serii de cifre, relația dintre ordinea descoperirii elementelor și prevalența lor în crusta pământului?
Să începem de la începutul mesei, cu grupul Ia. Printre metalele alcaline, sodiul și potasiul au fost descoperite pentru prima oară în același timp, litiul a fost al treilea, cesiul a fost al patrulea, rubidiul al cincilea, iar Franța al șaselea. Dar secvența clark: sodiu, potasiu, rubidiu, litiu, cesiu, Franța. Singurul violator al corespondenței exacte a ordinului în acest grup este rubidium. Nu foarte gravă, deoarece, lipsind două elemente fără coadă, totuși a căzut în "furculița" dintre cele mai comune metale alcaline și cele mai puțin obișnuite.
Să verificăm grupul IIa. Coada de descoperiri: calciu, magneziu, bariu, stronțiu, beriliu, radium. Secvența clark: calciu, magneziu, bariu, stronțiu, beriliu, radium. Corespondența este completă.
Grupa IIIa. Aceeași imagine ca și în primul grup - există un infractor minor - galiu.
Dar cu grupul IVa începe o mizerie. Toate elementele descoperite în antichitate - carbon, staniu, plumb - au urcat în masă fără întoarcere.
În grupul Va, arsenicul, antimonul, bismutul, care fuseseră cunoscute încă din Evul Mediu, nu au ținut pasul.
Situație ciudată în grupul VIa. Singurul element vechi al acestui grup, sulf, desigur, după o tradiție incomprehensibilă, sa dovedit a fi cel care a încălcat legea, luând primul loc datorită oxigenului. Și seleniul a devenit cel care a încălcat "al doilea grad", cum ar fi rubidiul și galiul.
În grupul VIIa, soarta infractorilor minori - bromul separat de seleniu, rubidiu, galiu.
În grupa VIIIa, ordinea relativă. Heliu a fost descoperit pentru prima data; deși în atmosfera pământului este mai puțin decât argon și neon, dar pe Soare, unde a fost descoperit heliul, este mult mai mare decât alte gaze nobile. Mai multe încalcă ordinea neonului - în principiu la fel ca rubidiul și alți infractori secundari similare în grupurile lor.
Să trecem de la grupurile principale la grupurile laterale.
În grupul 16, reprezentat complet de elemente vechi - cupru, argint, aur, cum ne-am fi așteptat, o mizerie completă.
În grupul 116, ordinea clarkelor nu se supune mercurului antic.
Dar toate grupurile ulterioare "b" se comportă destul de decent: au doar două excepții - crom și platină. Desigur, dacă nu vorbiți despre lantanide și actinide, ocupând un loc special în masa periodică. Cu toate acestea, în general, lanthanoidele se comportă nu atât de rău: primul a fost descoperit cel mai frecvent ceriu, și ultimul - promethium de scurtă durată. Da, și actinidele - au fost descoperite mai întâi cele mai comune uraniu și toriu, apoi, cu o marjă mare, actinium și protactinium, și abia apoi elementele artificiale de transuraniu.
Deci, ordinea de descoperire a elementelor în grupurile sistemului periodic corespunde, în general, prevalenței elementelor. Acest tipar este mai mult sau mai puțin subiect al 94 dintre cele 107 elemente cunoscute. Doar 13 elemente constituie o excepție.
Ordinea de deschidere a elementelor (numărul din stânga) și ordinea clarkelor în ordine descrescătoare (numărul din dreapta). Pentru gazele nobile, secvența conținutului în aer este prezentată în ordine descrescătoare
Regula "spate larg"
Înainte de a examina excepțiile, hai să ne îndreptăm atenția asupra infractorilor mici. Aici sunt elementele, care, sub rezerva regulii de mare Clark, a arătat încă o oarecare lipsă de disciplină: rubidiu, galiu, seleniu, brom, neon, toriu, tuliu, samariu, gadoliniu, disprosiu. Toți "au întârziat să muncească" - au fost deschise ceva mai târziu decât ar fi de așteptat, judecând după clark. Rubidiul a trebuit să fie deschis persoanelor înainte de litiu și cesiu, și nu după ele, galiu - până la taliu și indiu, seleniu - până la telur, etc.
Să căutăm motivul întârzierii. Să ne amintim, de exemplu, istoria descoperirii rubidiului. Apele minerale din stațiunea germană rubidiu a fost mult mai mult decât cesiu, dar Bunsen și Kirchhoff au descoperit mai întâi de cesiu și rubidiu încă un an a reușit să se ascundă într-o fracțiune de potasiu. El a întârziat pentru că era prea asemănător cu potasiul mult mai comun.
Acesta a fost motivul pentru care au cauzat celelalte încălcări minore? Ea este cea mai mare! Rubidiul din grupul său este localizat imediat după potasiu, galiu - pentru aluminiu, seleniu - pentru sulf ... Toți au fost ascunși în spatele unor spate largi, mult mai răspândite și foarte asemănătoare în proprietăți.
Regulă de activitate
Un lucru este cel al celor 13 elemente care au refuzat cu hotărâre să se supună regulii marilor clarke, 12 au fost descoperite în antichitate și în Evul Mediu, indicând caracterul ne-aleator al acestor excepții. Deoarece a existat o eroare cantitativă, se poate presupune că factorul de calitate a interferat cu istoria descoperirilor.
Cea mai generală caracteristică calitativă a unui element este, probabil, activitatea sa chimică. Adevărata activitate chimică - conceptul este oarecum vag, deoarece, în raport cu diferite substanțe, activitatea chimică a unei anumite substanțe simple poate fi diferită. Și totuși, ideea intuitivă că unele elemente sunt mai active și altele mai puțin, în general, este corectă: există gaze inerte și metale nobile și există o fluorură omnivoră.
Dar gradul de creștere a activității metalelor începe la începutul unei serii de solicitări: aur, platină, argint, mercur, cupru, plumb, staniu ...
Dar nu este cu aceste elemente și aproape aceeași ordine pe care începe descoperirea metalelor? Principala regularitate, care se supune elementelor antice și medievale, este evidentă: au fost descoperite primele metale care posedă cea mai scăzută activitate chimică. Este mai ușor de înțeles: cu cât metalul este mai activ, cu atât mai puternic se leagă de alte substanțe, cu atât este mai dificil să distrugeți această legătură și să izolați metalul într-o formă liberă.
Din ce și cum depinde ordinea descoperirii acestui sau acelui element, este spus în articol. Iar cifra arată dependența ratelor descoperirii de cele mai importante realizări ale științei și tehnologiei, care au înarmat cercetătorii cu noi metode de detectare și izolare a elementelor. Această relație este ciclică. Ultimele cicluri arată foarte clar. Lipsa completă a descoperirilor în decada a șasea a secolului al XIX-lea. se explică prin epuizarea completă a posibilităților metodelor disponibile atunci - cu ajutorul lor era imposibil să se detecteze elementele ascunse rare și împrăștiate. Din impas dedus invenția din 1859, spectroscopul și cu descoperirea legii periodice și a radioactivității, rata de descoperire a devenit chiar mai mare. Cu toate acestea, până la începutul secolului al XX-lea. aproape toate elementele existente pe planeta noastră, în cantități semnificative, au fost deja deschise și a început o altă recesiune; a fost înlocuită de o creștere doar atunci când a fost posibil să se găsească modalități de sinteză a nucleelor artificiale
Comportamentele minore ale ordinii de mercur și platină au probabil propriile lor explicații. Să le căutăm.
În ceea ce privește mercurul, atunci explicația se află pe suprafață. În antichitate, descoperirea unei noi substanțe însemna nu numai descoperirea ei, ci și aplicarea acesteia în cazul respectiv. Și mai întâi de toate puteai aplica metale solide. Aparent, mercurul - singurul metal lichid - a dat drumul la coada de descoperire a metalelor grele, din care este posibil să se facă unelte și ornamente. Și mult mai târziu, când oamenii au învățat să folosească metale lichide - topite, a existat și un caz de mercur.
Și ce zici de platină? În primul rând, geografia: spre deosebire de alte elemente descoperite în antichitate, grupurile sale apreciabile se găsesc numai în America și Asia de Nord. În plus, soarta platinei nu se poate reflecta în refractare: aurul se topește la 1063, cuprul la 1083 și platina la 1773 ° C. Desigur, la început oamenii s-ar putea adapta cazului doar la metale cu temperaturi scăzute.
Și geografia, pe lângă platină, a jucat un rol fatal și în soarta cromului. Krokoit, în care - cu o întârziere de 15 ani - Voklen a găsit crom, găsit în regiunile îndepărtate de centrele de civilizație dezvoltate timpurie.
Până acum, am încercat să înțelegem infractorii - metale, dar trebuie totuși să explicăm motivele încălcării flagrante a liniei de către două nemetale - carbon și sulf. Probabil faptul că carbonul și sulful sunt singurele nemetale solide care se găsesc pe suprafața pământului într-o formă nativă (prin urmare, cea mai puțin activă)? Carbonul dintre toate nemetalele solide este primul în prevalență, a fost deschis primul ...
Apropo, a treia dintre non-metale solide a fost descoperit fosfor - al doilea cel mai frecvent. Acest lucru pare să indice faptul că în Evul Mediu sa înregistrat o creștere a semnificației prevalenței în procesul de descoperire. Același lucru este evidențiat prin ordinea reciprocă a descoperirii a patru metale medievale - zinc, arsen, antimoniu și bismut au fost descoperite în strictă concordanță cu clarkul lor. Este pentru că descoperirea lor a avut loc chiar și atunci când activitatea chimică mică a încetat să mai fie o condiție necesară pentru posibilitatea descoperirii, când arsenalul chimic a devenit mult mai puternic decât în antichitate?