Периодическая система элементов Д. И. Менделеева

Таблица Менделеева - это, вероятно, одна из наиболее часто используемых таблиц. Вряд ли найдется хотя бы один человек старше 14 лет, который ни разу не слышал о ней. Это неудивительно, ибо эта таблица - кладезь полезной информации для любого химика. Напомню основное.

• В каждой ячейке данной таблицы указаны название химического элемента, его символ, порядковый номер и приближенное значение атомной массы.
• Порядковый номер элемента совпадает с количеством протонов в ядре атома данного элемента и с количеством электронов в атоме.
• Элементы, расположенные в таблице Менделеева в одной группе (в одном вертикальном ряду) и в одной подгруппе, имеют похожие свойства.
• Свойства элементов в периодах (горизонтальных рядах) изменяются похожим образом. Например, 2-й и 3-й периоды включают 8 элементов, начинаются со щелочного металла, заканчиваются благородным газом.

Последние два пункта - следствия периодического закона, который в современной формулировке звучит так:

Периодический закон Менделеева - один из основных законов химии, а таблица, которую мы обсуждаем, является лишь средством, позволяющим наглядно выразить этот закон.

Я предлагаю вам несколько вариантов таблицы Менделеева:

Классический вариант таблицы Менделеева

Вероятно, именно такой вариант периодической таблицы является для вас наиболее привычным. Нечто подобное мы видим в любом школьном учебнике химии. К сожалению, данный вариант (т. н. короткопериодный) не очень наглядно отражает периодический закон. Возьмите, например, элементы седьмой группы: ярко выраженные неметаллы (F, Cl, Br, I) соседствуют здесь с типичными металлами (Mn, Tc, Re). А ведь мы ожидаем видеть в одной группе элементы с похожими свойствами.

Приходится выделять т. н. главные и побочные подгруппы, прибегать к другим ухищрениям (например, "вырезать" из таблицы лантаноиды и актиноиды). В действительности, правильный вариант таблицы Менделеева выглядит так, а короткопериодная форма - это некоторый компромиссный вариант, который используется в целях экономии места.

Скачайте версию для печати

Длиннопериодная форма таблицы Менделеева

Именно нечто подобное и было создано Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Именно такой вариант таблицы наиболее наглядно иллюстрирует периодический закон. К сожалению, у длиннопериодной формы есть один недостаток: таблица занимает слишком много места. Именно поэтому многие отдают предпочтение короткопериодной форме.

Скачайте эту таблицу в высоком разрешении по ссылке

Таблица Менделеева с выделением s-, p-, d-, f- элементов

Разными цветами в данном варианте таблицы Менделеева отмечены s-, p-, d- и f- элементы. Напоминаю, что элемент относится к одному из этих типов, если внешние электроны в атоме данного элемента находятся соответственно на s-, p-, d- или f- подуровне. Например, электронная формула натрия имеет вид: 1s²s2s²2p⁶3s¹. Внешний электронный уровень - 3s, следовательно, натрий относится к s-элементам. Электронная формула кислорода: 1s²s2s²2p⁴. Внешний электронный подуровень - 2p, значит кислород - это р-элемент.

Свойства элементов из этих 4 групп отличаются достаточно сильно. Например, среди d-элементов присутствуют только металлы, а большинство неметаллов относятся к p-элементам.

Скачайте эту таблицу в высоком разрешении по ссылке

Таблица Менделеева, в которой отмечены металлы и неметаллы

Неметаллы отмечены в этой таблице красным цветом. Обратите внимание: неметаллы сосредоточены в правой верхней части таблицы Менделеева. Все они, кроме водорода и гелия, относятся к p-элементам. Вы не найдете ни одного неметалла среди d-элементов и f-элементов. Именно по этой причине я счел возможным не приводить в данном варианте список лантаноидов и актиноидов - все они относятся к металлам.

Иногда особым образом выделяют группу элементов, сочетающих в себе свойства металлов и неметаллов (например, к ним можно отнести германий). Данные элементы называют полуметаллами или металлоидами.

Версия для печати в формате png

Таблица Менделеева с выделением главных и побочных подгрупп

Элементы главных подгрупп обозначены фиолетовым цветом, побочных - серым. Я напоминаю, что свойства элементов, находящихся в одной группе, но в разных подгруппах, отличаются достаточно сильно.

Например, натрий, калий, медь и серебро находятся в I группе: Na и K - в главной подгруппе, Cu и Ag - в побочной. Свойства натрия и калия весьма похожи - активные металлы, бурно реагирующие с водой, легко окисляющиеся на воздухе, имеют низкие температуры плавления и кипения. Все это сильно отличается от свойств меди и серебра: инертные металлы, которые не реагируют не только с водой, но и с большинством кислот, на воздухе устойчивы, температуры плавления и кипения достаточно высоки.

Еще ярче отличия заметны, например, в VI группе. Кислород, сера, селен (главная подгруппа) - типичные неметаллы, а хром, молибден и вольфрам, находящиеся в побочной подгруппе, относятся к металлам.

Все проблемы исчезают, если вы используете длиннопериодную форму таблицы Менделеева: "мешанина" из элементов главных и побочных подгрупп исчезает, и мы начинаем отчетливо видеть логику периодического закона.

Версия для печати в формате png

Таблица Менделеева, предлагаемая на ЕГЭ и ОГЭ по химии

Напоминаю вам, что на ЕГЭ и ОГЭ по химии, на любой контрольной, на любом экзамене по химии вы имеете право использовать Периодическую таблицу и таблицу растворимости.

Вместе с вариантом ЕГЭ вы получите таблицу Менделеева, напоминающую ту, которая приведена ниже. Никакой дополнительной раскраски, все строго и лаконично. Если во время подготовки к ЕГЭ вы привыкли пользовались другим вариантом таблицы, это может создать вам определенные неудобства. Именно по этой причине я настоятельно рекомендую своим ученикам в течение нескольких месяцев перед экзаменом использовать только такой вариант таблицы:

Скачайте версию для печати

Таблица Менделеева для мобильных телефонов

Сколько ни старайся, не удастся отобразить периодическую таблицу целиком на экране мобильного телефона с приемлемым качеством: либо будет видна лишь часть таблицы, либо качество изображения получиться слишком низким.

Приведенный ниже вариант нельзя, конечно, назвать полноценной таблицей Менделеева, но он более удобен для просмотра с экрана мобильного телефона.

К сожалению, подобный список не отражает периодического изменения свойств элементов; не видны периоды и группы. Но если вы используете таблицу Менделеева, чтобы найти атомную массу элемента или количество протонов в ядре, данный вариант вполне приемлем.