Kimyoviy elementlar davriy sistemasi

Кимёвий унсурлар даврий жадвали

Кимёвий элементлар даврий системаси (бошқа номлари: Даврий жадвал, Менделеев даврий системаси) — кимёвий унсурларни уларнинг атом рақами, электрон конфигурацияси ва даврий такрорланувчи кимёвий хоссаларига асосланган ҳолда жадвал шаклида тасвирлашдир. Унсурлар унда атом рақамлари (протонлари сони) ошиб бориши тартибида жойлашган. Жадвалнинг стандарт шакли тепада 18 × 7 катаклардаги асосий унсурлар ва остида икки қатор бошқа гуруҳ унсурларидан иборат. Жадвал шунингдек тўртта тўртбурчак блоклар: чапда с-блок, ўнгда п-блок, ўртада д-блок ва пастда ф-блокларга бўлиниши мумкин. Жадвал қаторлари давр, с-, д- ва п-блоклардаги устунлар эса гуруҳ дейилади; бу устунларга галогенлар ёки инерт газлар деган алоҳида номлар ҳам берилади. Даврий жадвал таърифига биноан у даврий қонунга кўра тузилган учун, ҳар қандай даврий жадвал ёрдамида тегишли унсурларнинг хоссалари орасида алоқадорлик келтириб чиқариш ва янги, ҳали очилмаган ёки синтезланмаган унсурлар хоссаларини башорат этиш мумкин. Натижада даврий жадвал кимёда кенг қўлланилиб, муҳим асос бўлиб хизмат қилади.

ЎзМЕдан

Менделеев даврий системасида, Кимёвий элементлар даврий системаси — Д. И. Менделеевнинг ўзи кашф этган даврий қонун асосида тузган элементлар даврий системаси, даврий қонуннинг график ифодаси. Кимёвий элементлар даврий системаси с. мавжуд элементларнинг ҳаммасини бир бутун қилиб бирлаштиради, улар ўртасида обектив қонуний алоқа борлигини кўрсатади ва ҳали маълум бўлмаган элементларни, уларнинг хоссаларини олдиндан айтишга имкон беради.

Менделеевгача ҳам кимёвий элементларни системага солишга уриниб кўрилган (франсуз кимёгари Ж. Дюма, немис кимёгарлари И. Дёберейнер, Л. Меер, инглиз кимёгари У. Одлинг, америкалик олим Ж. Нюлендс ва бошқалар).

Ж. Нюлендс 1863-йилда элементларни атом оғирликлари ортиб бориши тартибида кетма-кет жойлаштириб, ҳар қандай элементдан ҳисоблаганда саккизинчи элемент биринчи элементнинг хоссаларини, музикадаги саккизинчи нотага ўхшаш, маълум даражада такрорлашини топди. Нюлендс бу қонуниятни „октавалар қонуни“ деб атади ва унга асосланиб, ўзига маълум элементларни гуруҳ (саккизлик)ларга бўлишга уриниб кўрди. 1864-йилда Л. Меер кимёвий элементларни валентликларига қараб олти гуруҳга бўлди. Шундай қилиб, Менделеевдан олдин элементларни кимёвий ўхшашликлари асосида гуруҳга бўлишдан нарига ўтилмади. Бу олимлар ҳар қайси элементни бошқа элементлардан мутлакр ажралган ҳолда олиб қарашди. Менделеев, ўзидан илгари ўтган тадқиқотчиларнинг аксича, элементларнинг атом массаси қийматларига, физик ва кимёвий хоссаларига катта эътибор берди. Мавжуд элементларни атом массаси ортиб бориши тартибида жойлаштириб, элементларнинг хоссалари ва уларнинг бирикмалари ҳам ўша тартибда аста-секин ўзгариб боришини ва маълум хоссаларнинг ўзи элементлар қаторида даврий суратда, яъни бир неча элементдан кейин такрорланишини аниқлади. Бу қонуният даврий қонунда ўз ифодасини топди. Менделеев даврий қонунни қуйидагича таърифлади: оддий моддалар (элементлар)нинг хоссалари, шунингдек, элементлар бирикмаларининг шакл ва хоссалари элементларнинг атом массасиларига даврий равишда боғлиқ бўлади. У барча элементлар бўйсунадиган даврий қонунни тўлиқ намоён қилди ва баъзи элементлар (чунончи: бериллий, лантан, индий, титан, ванадий, эрбий, серий, уран, торий)нинг ўша вақтда қабул қилинган атом массасини 1,5-2-марта ўзгартириш, баъзи элементлар (кобалт, теллур, аргон)нинг жойлашиш тартибини ўзгартириш ва ниҳоят 11 элементнинг (франсий, радий, актиний, скандий, галлий, германий, протактиний, полоний, технеций, рений, астат) кашф қилиниши кераклигини олдиндан айтиб берди.

Элементларнинг хоссалари куйидаги тартибда ўзгаради (жадвалга кўра). Фаол ишқорий металл — литийдан сўнг фаоллиги камроқ, металл — бериллий, ундан кейин кучсиз металлоидлик хоссаларга ва металларнинг баъзи хоссаларига эга бўлган бор туради. Қаторда бордан кейин 4 валентли металлоид — углерод, сўнг металлоидлик хоссалари янада равшанроқ ифодаланган азот, яққол металлоид — кислород ва ниҳо-ят энг фаол металлоид, еттинчи элемент — фтор келади. Юқорида айтиб ўтилган 7 та элемент хоссаларининг қисқача таърифидан кўринадики, литийда ифодаланган металлик хоссалари бир элементдан иккинчисига утиши билан аста-секин заифлашиб, металлоидлик хоссалари кучайиб боради ва фторда энг юқори даражага етади. Шу билан бирга атом массасилари ортиб борган сари элементларнинг кислородга нисбатан валентлиги литийда бирдан бошлаб, ундан кейинги ҳар қайси элементда мунтазам суратда биттадан ортиб боради. Фтордан кейин келадиган элемент — неон бошқа элементлар билан бирикмайдиган инерт газдир.

Неондан сўнг (кейинги қаторда) литийга ўхшаш бир валентли металл — натрий келади. Натрийдан кейин элементлар хоссаларининг ўзгариб бориши тартибга қараб жойлашади, яъни юқоридаги ҳолат такрорланади. Дарҳақиқат натрийдан сўнг бериллий аналоги бўлган магний келади; ундан кейин алюминий туради. Алюминий, гарчи бор каби металлоид бўлмай, балки металл бўлса ҳам, у баъзида металлоидлик хоссаларини намоён қиладиган элементдир. Алюминийдан кейин кўп жиҳатдан углеродга ўхшаш тўрт валентли металлоид — кремний, ундан сўнг кимёвий хоссаларига кўра, азотга ўхшаш беш валентли фосфор, сўнгра металлоидлик хоссалари кучли ифодаланган элемент — олтингугурт ундан кейин жуда фаол металлоид бўлган хлор, ва, ниҳоят, яна инерт газ — аргон келади. Маълум сондаги элементлардан кейин, гўё орқага, дастлабки нуқтага қайтиш юз беради; шундан кейин, маълум даражада, ундан олдинги элементларнинг хоссалари худди ўша тартибда, аммо сифат жиҳатидан фарқ қилган ҳолда такрорланади.

1869-йил йилда Менделеев даврий системанинг биринчи вариантини тузди. Бу системада у барча элементларни даврларга бўлди (у пайтда 63 элемент маълум бўлиб, улар 19 та горизонтал ва 6 та вертикал қаторга жойлаштирилган эди) ва хоссалари бир-бирига ўхшаган, ҳосил қиладиган бирикмалари ўхшаш бўлган элементларни бир-бирининг остига тушадиган қилиб, бу даврларни бирининг остига иккинчисини жойлаштириш йўли билан жадвал тузди. Менделеев ўша вақтда ҳали маълум бўлмаган элементлар учун бо"ш жой қолдирди ва уч элементнинг (у бу элементларни экабарий, экаалюминий, экасицилий деб атади) мавжудлигини айтибгина қолмасдан, балки уларнинг хоссаларини ҳам олдиндан айтиб берди. Бу элементлар (галлий, скандий, германий) кейинчалик кашф қилинди. Уларнинг хоссалари Менделеев башорат қилганидай бўлиб чиқди. Бу вариант узун даврли вариант ҳисобланади. 1871-йилда Кимёвий элементлар даврий системасининг иккинчи варианти эълон қилинди. Бу вариантда ўзаро ўхшаш элементлар вертикал қаторларга жойлашган бўлиб,’ қисқа даврли вариант ҳисобланарди. Унда 8 та вертикал, 10 та горизонтал қатор бор эди. Бу вариантга асосланиб, Менделеев урангача 11 та элементнинг ва урандан кейин бир нечта элемент кашф этилишини ба-шорат қилди. Менделеевнинг даврий қонуни тажрибада тасдиқланди ва кимёнинг ривожланишида катта рол ўйнади. Даврий система жадвалининг ҳозирги кўриниши кейинги йиллардаги кашфиётлар ва маълумотлар билан тўлдирилган.

Айни вақтда даврий системанинг 500 дан ортиқ варианти чоп этилган. Улардан энг кенг тарқалган шакллари қуйидагилардир: 1) Менделеев таклиф этган даврий системанинг қиска варианти (шу жадвал келтирилди). 2) Кимёвий элементлар даврий системасининг Шветйсариялик кимёгар А. Вернер томонидан 1905-йилда такомиллаштирилган узун варианти. 3) Даниялик физик Н. Бор чоп этган (1921-йил) даврий системанинг зинапоясимон шакли.

Сўнгги йилларда кўриниши ва амалий жиҳатдан қулайлиги сабабли Кимёвий элементлар даврий системасис.нинг қисқа ва узун вариантилари кенг қўлланади.

Маълум бўлган 109 та элемент (110-элементнинг синтез қилинганлиги ҳақида маълумотлар бор, 104—109 элементлар ИУПАC томонидан ҳали тасдиқланмаган) атом массасиларнинг ортиб бориши тартибида вертикал ва горизонтал каторларда жойлаштирилган. Вертикал қаторлар гуруҳлар деб номланган. Жадвалда И—ВИИИ ва 0 гуруҳ мавжуд. И—ВИИ гуруҳларнинг ҳар бири икки — асосий ва қўшимча гуруҳчадан иборат. Ҳар қайси гуруҳча ва гуруҳ (ВИИИ, 0)да жойлашган элементлар бир-бирига ўхшайди, мас, 1 гуруҳнинг асосий гуруҳчасида ишқорий металлар, ИИ гуруҳнинг асосий гуруҳчасида — ишқорий-ер металлар ва ВИИ гуруҳнинг асосий гуруҳчасида — галогенлар ва нолинчи гуруҳчадаги инерт газлар. Бир гуруҳда, асосий ёки қўшимча гуруҳчада жойлашган элементларнинг хоссалари бир-бирига ухшайди, аммо баъзи хоссалари фарқ қилади. Горизонтал қаторлар даврлар деб аталади. Биринчи 3та (кичик) даврнинг ҳар бирида 2 та, 8 та ва 8 та элемент бор. 4, 5 ва 6 (катта) даврларда 18 та, 18 та ва 32 та элемент мавжуд. 7 даврда 23 та элемент бўлиб, у ҳали тугалланмаган. 1940-йилдан бери бу давр сунъий йўл билан олинган радиоактив (трансуран) элементлар билан тулиб бормоқда. Булар табиатда учрамайди (қаранг Радиоактив элементлар). Кимёвий хоссалари ва электрон каватларининг тузилишига кўра, барча трансуран элементлар бир-бирига, шунингдек, торий, протактиний, уранга ўхшайди. Кимёвий элементлар даврий системасис.да актинийдан сўнг келадиган (90—103 рақамлардаги) элементлар актиноидлар оиласига бирлаштирилган ва жадвалда лантаноидлар (58—71 рақамдаги элементлар)дан ке-йинда жойлаштирилган. Кимёвий хоссалари ва электрон кавати тузилишига кўра, бу иккала оила бирбирига Ухшайди. Улар ИИИ гуруҳга мансуб. Ҳар бир 2 та давр, яъни 2 ва 3, 4 ва 5, 6 ва тугалланмаган 7даврлардаги элементлар сони, уларнинг жойланиш тартиби бир хил эканлиги системадан аниқ кўриниб турибди. Шунга қараб 7 даврдаги ҳали ҳам номаълум элементларнинг урнини курсатиб бериш мумкин. Аммо даврий система кайси элемент билан тугашини айтиш қийин. Сунъий радиоактив кимёвий элементларнинг атом массасини изотоплар табиий аралашмасининг ўртача массаси деб ҳисоблаш мумкин эмас. Шунинг учун бу элементларнинг кимёвий формуласи остидаги сон бошқа элементлардаги каби унинг атом массасиини эмас, балки энг узоқ мавжуд буладиган изотопнинг масса сонини курсатади. Даврий системадаги элементларнинг хоссалари қонуний равишда узгариб боради. Мас, ишқорий металлар гуруҳчасида юқоридан пастга, яъни литийдан сезийга томон металларнинг электрон бериш қобилияти ортиб, шу билан бирга уларнинг кимёвий фаоллиги ҳам кучайиб боради. Галогенлар гуруҳчасида эса, аксинча, пастда жойлашган элемент юқоридаги элементга Караганда электронни қи-йинлик билан бириктиради. Демак, галогенлар гуруҳчасида металлоидларнинг фаоллиги юқоридан пастга томон пасайиб боради. Даврлардаги қонуният шундайки, Унгда жойлашган элементларга қараганда чапда турган элементлар электронларни осон йўқотиб, қи-йинлик билан бириктиради. Шунга мувофиқ, чапдан ўнгга (фаол ишқорий металлардан яққол металлмаслар — галогенларга) томон оддий моддаларнинг хоссалари ўзгаради, айни вақтда элементлар бирикмасининг хоссалари ҳам даврий равишда узгариб боради.

Масалан, даврлар бошидаги элементлар асосли оксидлар ва шуларга тўғри келадиган гидроксидлар (асослар) ҳосил қилади. Тартиб рақамининг ортиб боришига қараб гидроксиднинг асос тавсифи амфотер, сўнг кислота тавсифи билан алмашади. Гуруҳчаларда элементлар гидроксидларининг тавсифи юқоридан пастга томон кучайиб, кислота тавсифи заифлашиб боради. Кимёвий элементлар даврий системасис. ки-мёвий элементлар ва бирикмаларнинг физиккимёвий хоссаларини ўрганишда, бу хоссалар орасидаги қонуниятларни очишда, ядровий реаксияларни ўтказишда ҳамда радиоактив изотопларни синтез қилиш соҳасидаги тадқиқотларда қисқа ва аниқ илмий асос бўлиб хизмат қилади.

Адабиёт

• Менделеев Д. И., Периодический закон. Основниэ стати, М., 1958;
• Раҳимов Х., Гулбоев Т., Д. И. Менделеевнинг элементлар даврий қонуни ва атомлар тузилиши, Т., 1968;
• Мелников В. П., Дмитриев И. С, Дополнителниэ види периодичности в периодической системе Д. И. Менделеева, М., 1988.