პერიოდული სისტემის ახსნა

როგორ წავიკითხოთ ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი

პერიოდული ცხრილი მთელი მეცნიერების ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი შეჯამებაა. ერთ ცხრილზე ის აორგანიზებს ყოველ ცნობილ ქიმიურ ელემენტს, წყალბადიდან ოგანესონამდე, ბადეში, რომელიც გეუბნებათ, როგორ იქცევა ყოველი ელემენტი, სანამ ლაბორატორიაში საერთოდ შეეხებით. ამ გვერდზე წარმოდგენილი ვერსია ყველა 118 ელემენტს გვიჩვენებს, და ყოველი უჯრედი დაწკაპუნებადია, რათა ცალკეული ელემენტის დეტალები გახსნათ. როცა ერთხელ გაიგებთ, როგორ არის ბადე ჩამოყალიბებული, ეს უჯრედების კედელი მატერიის თავად წასაკითხ რუკად იქცევა.

როგორ არის ცხრილი ორგანიზებული

მთელი განლაგების ერთადერთი წესია ატომური ნომერი — პროტონების რაოდენობა ატომის ბირთვში. ელემენტები ჩამოთვლილია ატომური ნომრის ზრდის მიხედვით, დაწყებული 1-დან (წყალბადი) და დამთავრებული 118-ით (ოგანესონი). რადგან ნეიტრალურ ატომს იმდენივე ელექტრონი აქვს, რამდენიც პროტონი, ატომური ნომერი ასევე გეუბნებათ, რამდენ ელექტრონს ატარებს ელემენტი.

ამ დალაგებიდან მოდის ორი მიმართულება, რომელსაც განსხვავებულად წაიკითხავთ:

• პერიოდები — ჰორიზონტალური მწკრივები. სულ შვიდია. როცა ერთი პერიოდიდან მომდევნოზე ქვევით მოძრაობთ, ატომები ელექტრონების კიდევ ერთ გარსს იძენენ, ამიტომ ცხრილში ქვემოთ მდებარე ელემენტები ჩვეულებრივ უფრო დიდი და მძიმეა.
• ჯგუფები — ვერტიკალური სვეტები, დანომრილი 1-დან 18-მდე. ერთი ჯგუფის ელემენტებს აქვთ იგივე რაოდენობის გარეთა გარსის (ვალენტური) ელექტრონები, რის გამოც ისინი მსგავსად რეაგირებენ. 1-ლი ჯგუფის ლითონები ცნობილად რეაქტიულია; 18-ე ჯგუფი, კეთილშობილი აირები, თითქმის ინერტულია, რადგან მათი გარეთა გარსი სავსეა.

სწორედ ეს ერთი დიზაინური გადაწყვეტილება — ერთნაირი გარეთა ელექტრონების მქონე ელემენტების ერთ სვეტში დაწყობა — ხდის ცხრილს „პერიოდულს". ქიმიური ქცევა რეგულარულ ინტერვალებში მეორდება, როგორც ატომური ნომერი იზრდება.

რისი ამოკითხვა შეგიძლიათ ერთი უჯრედიდან

ყოველი უჯრედი რამდენიმე ფაქტს ცოტა ადგილში ეტევა. ჩვეულებრივ ცენტრში ნახავთ ქიმიურ სიმბოლოს (ერთი ან ორი ასო, როგორიცაა O ჟანგბადისთვის ან Na ნატრიუმისთვის), მის თავზე ატომურ ნომერს, ხოლო ქვემოთ — ატომურ მასას. ატომური მასა დაახლოებით პროტონებისა და ნეიტრონების ჯამური წონაა, გასაშუალოებული ელემენტის ბუნებრივად წარმოქმნილ ფორმებზე, რის გამოც ის იშვიათად არის მთელი რიცხვი.

ძირითადი ჯგუფებისთვის მოსახერხებელი ხერხი არსებობს: ჯგუფის ნომერი ხშირად ვალენტური ელექტრონების რაოდენობას ავლენს. 1-ლი ჯგუფის ელემენტებს ერთი აქვთ, მე-2-ს — ორი, ხოლო მე-13-იდან მოყოლებული ბოლო ციფრი ემთხვევა — მე-14-ს ოთხი აქვს, მე-17-ს — შვიდი, ხოლო მე-18-ს ჩვეულებრივ რვა (ჰელიუმი ცნობილი გამონაკლისია, სავსე გარსით მხოლოდ ორი ელექტრონისგან).

ლითონები, არალითონები და მეტალოიდები

გაუყევით თვალით კიბისებრ ხაზს, რომელიც ბორთან იწყება და პოლონიუმისკენ ეშვება. ეს ხაზი ცხრილს დაახლოებით სამ ოჯახად ყოფს.

ლითონები მარცხნივ არიან და ცხრილის უმეტესობას შეადგენენ. ისინი მბზინავია, სითბოსა და ელექტროობის კარგი გამტარები, პლასტიკური (შეგიძლიათ ფურცლებად დაარტყათ) და ცილინდრული (შეგიძლიათ მავთულად გამოწელოთ). თითქმის ყველა მყარია ოთახის ტემპერატურაზე, ვერცხლისწყალი ცნობილი გამონაკლისია, თხევადი. არალითონები ზედა მარჯვენა კუთხეში ჯგუფდებიან. ისინი ჩვეულებრივ ცუდი გამტარებია, მყარ მდგომარეობაში მყიფე, და ბევრი აირისებრია. მეტალოიდები — როგორიცაა სილიციუმი და გერმანიუმი — კიბისებურ ხაზს ეხვევა და ორივეს თვისებებს აერთიანებს, რის გამოც სილიციუმი ნახევარგამტარებისთვის ასე ღირებულია.

პერიოდული ტენდენციები მარტივი სიტყვებით

ბადე უბრალო კარტოთეკა არ არის — მისი პოზიცია იმას აკოდირებს, თუ როგორ იცვლება თვისებები. ორი ტენდენცია ღირს ცოდნა.

ატომური რადიუსი ატომის დაახლოებითი ზომაა. მარცხნიდან მარჯვნივ პერიოდის გასწვრივ ის ჩვეულებრივ იკლებს, რადგან ყოველი ნაბიჯი პროტონს ამატებს, რომელიც ელექტრონებს უფრო მჭიდროდ იზიდავს. ჯგუფის გასწვრივ ქვევით ის იზრდება, რადგან ყოველი ახალი პერიოდი კიდევ ერთ ელექტრონულ გარსს ამატებს.

ელექტროუარყოფითობა ზომავს, რამდენად ძლიერად იზიდავს ატომი გაზიარებულ ელექტრონებს ბმაში. ის ზოგადად იზრდება პერიოდის გასწვრივ მარჯვნივ მოძრაობისას და მცირდება ჯგუფის გასწვრივ ქვევით მოძრაობისას, ასე რომ ყველაზე ძლიერი მიზიდულობა ზედა მარჯვენა კუთხეშია (ფტორი კლასიკური ჩემპიონია). ამ მიმართულებების ცოდნა საშუალებას გაძლევთ, იწინასწარმეტყველოთ, მაგალითად, ორი ელემენტი მოახდენს თუ არა იონურ ან კოვალენტურ ბმას, ყოველი რეაქციის დაზეპირების გარეშე.

რატომაა ეს მნიშვნელოვანი სტუდენტებისთვის

ვისაც ქიმიას სწავლობს, ცხრილი ერთგვარი „ცხრილია, რომლის გამოყენებაც ნებადართულია". 118 ელემენტის ქცევის ერთიანად დამახსოვრების ნაცვლად, ერთხელ სწავლობთ განლაგებას და პოზიციიდან მსჯელობთ. გჭირდებათ ფორმულის დაბალანსება, რეაქციის პროგნოზირება ან მოლეკულური მასის შეფასება? ატომური მასები სწორედ იქ არის. დაუკავშირეთ ეს ჩვენს საცნობარო ცხრილებს მონათესავე მონაცემებისთვის, ხოლო როცა ამოცანა რიცხვითი ხდება, გამოიყენეთ ჩვენი კალკულატორები. პერიოდული ცხრილი დამახსოვრებაზე მეტად გაგებას აჯილდოებს — ეს ზუსტად ისაა, რაც მას ასეთ გამძლე ხელსაწყოდ აქცევს.

ხშირად დასმული კითხვები