Периодическая система химических элементов определение. Периодическая система химических элементов менделеева. Ключевые слова и словосочетания

Восьмикратный чемпион мира и Европы, семикратный чемпион СССР. На его счету 79 мировых и 81 рекорд СССР.

Двукратный чемпион Мюнхенской и Монреальской Олимпиад. Восьмикратный чемпион мира и Европы, семикратный чемпион СССР. На его счету 79 мировых и 81 рекорд СССР. Заслуженный мастер спорта СССР. Выступал во 2-ом тяжелом весе. При росте 186 см весил до 162,7 кг. В сборную команду страны входил с 1970 г.

Василий родился и вырос он в поселке Рочегда Виноградовского района, закончил Архангельский лесотехнический институт. Никому не известный 25-летний Василий Алексеев стартовал на IV Спартакиаде Народов СССР и проиграл чемпиону Л.Жаботинскому 110 (!) кг. Через 4 года именно Алексеев стал главным героем V Спартакиады, за один вечер он 7 раз превышал мировые рекорды!

В январе 1970 г. приступил к штурму абсолютного рекорда, превысил мировые рекорды американцев Р.Беднарского и Дьюба, а также своего соотечественника - Л.Жаботинского, показав в сумме троеборья 595 кг.

В марте того же года, Василий Алексеев открыл новую страницу в истории мировой тяжелой атлетики. Выступая в международных соревнованиях на <Кубок дружбы> в минском Дворце спорта, он первым в мире набрал в троеборье 600 кг!

Василий опрокинул все привычные представления о пределе физических возможностей человека. В апреле 1972г. он установил свой 54-й рекорд мира, набрав в троеборье 645 кг. С Алексеевым конкурировали бельгиец С.Рединг и Р.Манг из ФРГ, Кен Патера и Д.Дьюб из США, Г.Бонк и Ю.Хойзер из ГДР, Христо Плачков из Болгарии, А.Еналдиев и С.Рахманов (СССР).

После олимпийской победы в Мюнхене над <немецким чудом> Р.Мангом, капитан команды Василий Алексеев под занавес олимпийского турнира в Монреале поднял самую тяжелую штангу - 255 кг. Весомость золотой медали самого сильного атлета планеты - 440 кг. Их, супертяжеловесов, было одиннадцать. Общий вес атлетов полторы тонны. Самым тяжелым оказался П.Павласек из ЧССР. Алексеев весил 156,8 кг. Единственный, кто намеревался бороться с Василием, - немецкий тяжелоатлет Бонк (рекордсмен мира в толчке 252,5 кг) был в рывке четвертым.

Алексеев сначала толкнул 230 кг. После того как серебряный медалист Бонк исчерпал попытки, на табло появилась фантастическая цифра <255>. Чудовищно тяжелые 255 кг, которые обыкновенному мужчине впору лишь покатать по помосту, Алексеев поднял так легко, что смог бы толкнуть и 260 кг. Он установил рекорд СССР в двоеборье - 440 кг. На 2,5 кг превысил мировое достижение Бонка в толчке. Своим выступлением он привел в неописуемый восторг всех любителей тяжелой атлетики. Монреальская <Газетт> поместила фотографию советского тяжелоатлета Василия Алексеева, сопровождая ее подписью:"Русский богатырь подтвердил, что ему нет равных".

На ХХII Олимпиаде в Москве В.Алексеев сошел, не осилив начального веса. Это стало главной сенсацией тяжелоатлетического турнира. Неудачу Алексеева объясняют его долгим отсутствием на помосте - после травмы, полученной 2 года назад на первенстве мира в Геттисберге (США). Повторил олимпийский рекорд Алексеева 440 кг - С.Рахманов, став олимпийским чемпионом ХХII олимпийских игр. С 1980г. Василий Алексеев ведет тренерскую работу в г.Шахты.

6 сентября в Мюнхене многие ждали падения советского колосса. Немец Рудольф Манг был моложе, к тому же надеялся на фактор «дома и стены помогают». На предолимпийских соревнованиях Манг лишь на 2,5 кг отстал от Алексеева - на Играх он обещал съесть и отставание, и соперника. Когда атлеты вышли, зал затих: даже рядом с Мангом (130 кг, 180 см) Василий выглядел гигантом (152,8 кг, 188 см). Но подавлял наш спортсмен не габаритами, а своей холодной уверенностью: на фоне спокойного и сухого Алексеева бросались в глаза лица соперников, пот по которым тек градом.

«Силищу чувствую страшную», - по легенде, сказал он в тот день в раздевалке. К концу соревнований между золотом Василия и серебром Рудольфа легла пропасть в 30 кг.

Журналисты раздували миф о тайнах подготовки советского титана, подкрепляемый тем, что тренировался он за закрытыми дверями. Сегодня мы раскроем и те двери, и пресловутые секреты, которые помогли Алексееву установить 80 мировых рекордов, по восемь раз выиграть чемпионаты мира и Европы и дважды взять золото Олимпиад.

1. 40 тонн в день

Столько поднимал Василий в течение двух тренировок, занимаясь по четыре часа утром и вечером. В зале он не брал рекордные веса («только нервы растратишь и травмы получишь») - вместо этого многократно рвал, толкал и жал те килограммы, в которых был уверен.

2. Делай то, что идет

Акцент в тренировках Алексеев делал на том упражнении, которое шло лучше всего, и выполнял его до изнеможения. Это, по мнению чемпиона, и помогало двигать рекорды вверх.

3. Не зацикливайся

В отличие от большинства коллег-тяжеловесов, Василий мог подтянуться 12 раз или устроить марафонский забег на лыжах. В выходные по четыре часа играл в волейбол в свинцовом поясе (13 кг). Использовал утяжелители и : цеплял по 7 кг на руки и 15 кг на грудь. Любил водные лыжи: трос за катером натягивался - и из воды вырастал богатырь.

4. В жидкости вся сила

На тренировки Алексеев брал 10 рубашек и самовар. Теряя с потом по 4 кг, он менял рубашку за рубашкой. Самовар помогал восполнять потери - хороший чай был допингом штангиста. Другого допинга он не знал, что подтверждали тесты.

5. Больше воздуха

Закрытые двери спортзала защищали не от шпионов, а от сквозняка - окна при этом Василий открывал настежь. Да и на уличном помосте его можно было увидеть в любую погоду - он любил свежий воздух. Даже отправляясь с сыновьями и женой Олимпиадой на шашлыки, Алексеев брал с собой штангу. Не расставался с ней и на пляже - живший на берегу Дона спортсмен разнообразил досуг подъемами штанги в воде.

6. Любимые блины

Сила Алексеева в том, что он обожал тренировки. Даже в возрасте под 70 занимался на станках собственной конструкции, которые мечтал продвигать в массы. Не успел - чемпион умер в 2011 году: «Килограммы мышц совсем не лишние, когда толкаешь рекордную штангу, но я сознаю, что сейчас имею не менее 60 кг веса, обременительного для жизнедеятельности организма. Я - это два человека, а сердце - одно».

Дата рождения: 7 января 1942
Дата смерти: 25 ноября 2011
Место рождения: Рязанская область, РФ

Алексеев Василий Иванович знаменитый тяжелоатлет советского союза, Алексеев В.И - дважды становился олимпийским чемпионом в 1972 и в 1976 г. Алексеев, является заслуженным мастером спорта, установил 81 рекорд в СССР и 80 мировых.

Василий Алексеев родился 07 января 1942 г. в семье рабочего в Милославском районе Рязанской области деревня Покрово-Шишкино.
В 1953 году состоялся переезд всей семьи в п. Рочегда Архангельской области. Помогая отцу на заготовке леса Василий получил первый опыт подъема тяжестей, но случилось что в споре проиграл старшекласснику, пытаясь поднять ось вагонетки. Василий проиграл, в то время как соперник играючи поднял ось 12 раз.

Первым тренером Алексеева стал его учитель физкультуры Семен Милейко и с 1955 г. участвует во всех региональных юнешеских соревнованиях.

После школы Василий поступает в Лесотехнический институт где также же занимался тяжелой атлетикой и к 1961 г. дошел до суммарного веса в 315 кг. По семейным обстоятельствам Алексеев был вынужден уйти в академический отпуск и оставить занятия спортом на целый год. Спустя это врямя, восстановившись в институте, Василий переехал в г. Коряжму, где работая на Коласском бумажном комбинате постепенно стал начальником смены.

Спустя всего год тренировок Василий мог уже поднимать до 442,5 кг и заслужил мастера спорта. Но в Архангельской области отсутствовала база для тренировок и регистрации его достижений как тяжелоатлета, Алеексеев был вынужден переехать в г. Шахты, где тренировал своих подопечных знаменитый в то время чемпион Олимпиады 1940 г. в Токио Рудольф Плюкфельдер. Из-за непреодолимых разногласий с этим тренером Алексееву пришлось разработать собственную систему тренировок.

Выступая за сборную Советского Союза 24.01.1970 г. в Великих Луках Алексеев смог обойти рекорды американских тяжелоатлетов, а также знаменитого русского атлета Жаботинского по троеборью.

На чемпионате Европы в Самбахее 28.06.1970 г. результаты Алексеева впечатляли – рывок 170 кг, толчок – 225,5 кг и жим 219,5 кг, что стало новыми мировыми рекордами.

В 1971 г. на чемпионате в Софии сумма троеборья Алексеева составила 627,5 кг снова сделав спортсмена лучшим. Параллельно тяжелоатлет в институте защитил диплом горного инженера.

26.09.1971 г. на мировом первенстве в Лиме спортсмен установил 2 новых мировых рекорда, тем самым подтвердил свое звание. В результате Академия спорта Франции именовала Василия Ивановича Алексеева «спортсменом года».

И уже на первой своей олимпиаде в Мюнхене 1972 г. Алексеев не показав свой максимум обошел всех своих соперников и при сумме трех действий 640 кг – побил олимпийский рекорд. За 2,5 года Алексеев 54 раза побивал разнообразные мировые рекорды, но после олимпиады в Мюнхене была отменена самая сильная для Алексеева часть троеборья – жим и для сохранения лидирующих позиций Алексееву пришлось изменить систему тренировок, чтобы не навредить здоровью.

Вот основные достижения Василия Алексеева за период 1973-1976 годы:

1973 г. – 2 мировых рекорда в толчке на чемпионате Европы в Мадриде, где сумма двоеборья составила – 417,5 кг.
- 1973 г. в Гаване – Алексеев получил титул чемпиона мира
- 1974 г. – Алексеев стал чемпионом Европы
- сентябрь 1974 г. в Маниле сумма двоеборья достигла 425 кг, что выше на целых 35 кг чему у Рединга
- 1975 г. в Москве на чемпионате мира и Европы Алексеев был снова первым, его рекорды в толчке и по сумме – 427,5 кг.
- 1976 г. на чемпионате СССР проходящем в Караганде был установлен 76-й рекорд мира - 435 кг
- 1976 г. на XXI Олимпиаде проходящей в Монреале новые достижения - рывок 185 кг и толчок – 255 кг.

В 35 лет Василий Алексеев установил свой последний восьмидесятый мировой рекорд, поднял штангу весом 256 кг и стал восьмикратным чемпионом мира.

До ХХII Олимпийских игр Алексеев не выступал на соревнованиях уже в течении 2-х лет, в связи с чем возможно потерял превосходство, уступив место более молодым соперникам.

В дальнейшем Василий Алексеев принял решение больше не выступать, а передовать огромный тренерский опыт новому покалению, став тренером сборной команды СССР в 1989 г. и до 1992 г.

9 ноября 2011 г. в связи с проблемой с сердцем Алексеев был увезен из Барселоны, с шоу «Большие гонки», туда где в последствии 25 ноября 2011 г. в клинике Мюнхена и скончался.

Достижения Василия Алексеева:

В 1972 и 1976 г.г. получил звание чемпиона Олимпийских игр
В 1970-1971, 1973-1975, 1977 г. 8 раз становился чемпионом мира
Установил следующие рекорды в тяжелой атлетике:
- 81 рекорд Советского Союза
- 80 мировых рекордов.
Рекорды Василия Алексеева:
- троеборье – 645 кг – существующий мировой рекорд
- двоеборье – 445 кг
- в рывке – 187,5 кг
- в толчке – 256 кг

Даты из биографии Василия Алексеева:

7 января 1942 г. родился в Рязанской области
С 1955 г. стал участвовать в соревнованиях по подъему штанги
1970 г. впервые победил действующих рекордсменов в сумме троеборья.
1971 г. был назван лучшим спортсменом года
1971 г. победил в Олимпийских играх, установив новый олимпийский рекорд - 640 кг
1973 г. установил несколько мировых рекордов в Мадриде, стал чемпионом мира в Гаване
1974 г. стал чемпионом Европы.
1975 г. в Москве победил в чемпионате мира и Европы
1976 г. установил 76-й рекорд мира, победил в Олимпиаде в Монреале
1977 г. побил свой последний восьмидесятый рекорд мира и в 8-й раз получил титул чемпиона мира.
С 1889 по 1992 г. был тренером сборной СССР
25 ноября 2011 г. Алексеев умер.

Интересные факты Василия Алексеева:

Является русским кумиром Арнольда Шварценеггера, который высоко ценил тежелоатлетические достижения Алексеева и ценил его на ровне с Юрием Власовым и Леонидом Жаботинским.
Песня «Штангист» В. Высоцкого посвящена Алексееву В.И.
Алексеев изображен на почтовой марке Аджмана 1972 года.
В память об Алексееве В.И. были переименованы школа в его городе, парк, проспект в г. Шахты, один из самолетов «Аэрофлота»

Периодическая система химических элементов - естественная классификация химических элементов, которая является графическим (табличным) выражением периодического закона химических элементов. Структура её, во многом сходная с современной, разработана Д. И. Менделеевым на основе периодического закона в 1869-1871 гг.

Прообразом периодической системы был "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом родстве", составленный Д. И. Менделеевым 1 марта 1869 г. На протяжении двух лет учёный непрерывно совершенствовал "Опыт системы", ввёл представление о группах, рядах и периодах элементов. В результате структура периодической системы приобрела во многом современные очертания.

Важным для её эволюции стало понятие о месте элемента в системе, определяемом номерами группы и периода. Опираясь на это понятие, Менделеев пришёл к выводу, что необходимо изменить атомные массы некоторых элементов: урана, индия, церия и его спутников. Это было первое практическое применение периодической системы. Менделеев также впервые предсказал существование нескольких неизвестных элементов. Учёный описал важнейшие свойства экаалюминия (будущего галлия), экабора (скандия) и экасилиция (германия). Кроме того, он предсказал существование аналогов марганца (будущих технеция и рения), теллура (полония), иода (астата), цезия (франция), бария (радия), тантала (протактиния). Прогнозы учёного в отношении данных элементов носили общий характер, поскольку эти элементы располагались в малоизученных областях периодической системы.

Первые варианты периодической системы во многом представляли лишь эмпирическое обобщение. Ведь был неясен физический смысл периодического закона, отсутствовало объяснение причин периодического изменения свойств элементов в зависимости от возрастания атомных масс. В связи с этим оставались нерешёнными многие проблемы. Есть ли границы периодической системы? Можно ли определить точное количество существующих элементов? Оставалась неясной структура шестого периода - каково точное количество редкоземельных элементов. Было неизвестно, существуют ли ещё элементы между водородом и литием, какова структура первого периода. Поэтому вплоть до физического обоснования периодического закона и разработки теории периодической системы перед ней не раз возникали серьёзные трудности. Неожиданным было открытие в 1894-1898 гг. плеяды инертных газов, которым, казалось, не находилось места в периодической системе. Эта трудность была устранена благодаря идее включить в структуру периодической системы самостоятельную нулевую группу. Массовое открытие радиоэлементов на стыке XIX и XX вв. (к 1910 г. их число составляло около 40) привело к резкому противоречию между необходимостью их размещения в периодической системе и её сложившейся структурой. Для них было только 7 вакантных мест в шестом и седьмом периодах. Эта проблема была решена в результате установления правил сдвига и открытия изотопов.

Одна из главных причин невозможности объяснить физический смысл периодического закона и структуру периодической системы состояла в том, что было неизвестно, как построен атом. Важнейшей вехой на пути развития периодической системы явилось создание атомной модели Э. Резерфордом (1911). На её основе голландский учёный А. Ван ден Брук (1913) высказал предположение, что порядковый номер элемента в периодической системе численно равен заряду ядра его атома (Z). Это экспериментально подтвердил английский ученый Г. Мозли (1913). Периодический закон получил физическое обоснование: периодичность изменения свойств элементов стала рассматриваться в зависимости от Z-заряда ядра атома элемента, а не от атомной массы.

В результате структура периодической системы значительно упрочилась. Была определена нижняя граница системы. Это водород - элемент с минимальным Z = 1. Стало возможным точно оценить количество элементов между водородом и ураном. Были определены "пробелы" в периодической системе, соответствующие неизвестным элементам с Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87. Однако оставались неясными вопросы о точном количестве редкоземельных элементов и, что особенно важно, не были вскрыты причины периодичности изменения свойств элементов в зависимости от Z.

Опираясь на сложившуюся структуру периодической системы и результаты изучения атомных спектров, датский учёный Н. Бор в 1918-1921 гг. развил представления о последовательности построения электронных оболочек и подоболочек в атомах. Учёный пришёл к выводу, что сходные типы электронных конфигураций атомов периодически повторяются. Таким образом, было показано, что периодичность изменения свойств химических элементов объясняется существованием периодичности в построении электронных оболочек и подоболочек атомов.

В настоящее время периодическая система охватывает 126 элементов. Из них все трансурановые элементы (Z = 93-107), а также элементы с Z = 43 (технеций), 61 (прометий), 85 (астат), 87 (франций) получены искусственно. За всю историю существования периодической системы было предложено большое количество (> 500) вариантов ее графического изображения, преимущественно в виде таблиц, а также в виде различных геометрических фигур (пространственных и плоскостных), аналитических кривых (спиралей и пр.) и т. д. Наибольшее распространение получили короткая, длинная и лестничная формы таблиц.

В настоящее время предпочтение отдается короткой.

Фундаментальным принципом построения периодической системы является её подразделение на группы и периоды. Менделеевское понятие рядов элементов ныне не употребляется, поскольку лишено физического смысла. Группы, в свою очередь, подразделяются на главную (а) и побочную (b) подгруппы. В каждой подгруппе содержатся элементы - химические аналоги. Элементы а- и b-подгрупп в большинстве групп также обнаруживают между собой определённое сходство, главным образом в высших степенях окисления, которые, как правило, равны номеру группы. Периодом называется совокупность элементов, которая начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом (особый случай - первый период). Каждый период содержит строго определённое количество элементов. Периодическая система состоит из восьми групп и восьми периодов.

Особенность первого периода заключается в том, что он содержит всего 2 элемента: водород и гелий. Место водорода в системе неоднозначно. Поскольку он проявляет свойства, общие со щелочными металлами и с галогенами, то его помещают либо в Iаα-, либо в VIIaα - подгруппу, причем последний вариант употребляется чаще. Гелий - первый представитель VIIIa - подгруппы. Долгое время гелий и все инертные газы выделяли в самостоятельную нулевую группу. Это положение потребовало пересмотра после синтеза химических соединений криптона, ксенона и радона. В результате инертные газы и элементы бывшей VIII группы (железо, кобальт, никель и платиновые металлы) были объединены в рамках одной группы. Этот вариант не безупречен, так как инертность гелия и неона не вызывает сомнений.

Второй период содержит 8 элементов. Он начинается щелочным металлом литием, единственная степень окисления которого +1. Далее следует бериллий (металл, степень окисления +2). Бор проявляет уже слабо выраженный металлический характер и является неметаллом (степень окисления +3). Следующий за бором углерод - типичный неметалл, который проявляет степень окисления как +4, так и -4. Азот, кислород, фтор и неон - все неметаллы, причём у азота высшая степень окисления +5 соответствует номеру группы; для фтора известна степень окисления +7. Инертный газ неон завершает период.

Третий период (натрий - аргон) также содержит 8 элементов. Характер изменения их свойств во многом аналогичен тому, который наблюдался для элементов второго периода. Но здесь есть и своя специфика. Так, магний в отличие от бериллия более металличен, так же как и алюминий по сравнению с бором. Кремний, фосфор, сера, хлор, аргон - всё это типичные неметаллы. И все они, кроме аргона, проявляют высшие степени окисления, равные номеру группы.

Как видим, в обоих периодах по мере увеличения Z наблюдается ослабление металлических и усиление неметаллических свойств элементов. Д. И. Менделеев называл элементы второго и третьего периодов (по его словам, малых) типическими. Элементы малых периодов принадлежат к числу самых распространённых в природе. Углерод, азот и кислород (наряду с водородом) - органогены, т.е. основные элементы органической материи.

Все элементы первого-третьего периодов размещаются в аα-подгруппах.

Четвёртый период (калий - криптон) содержит 18 элементов. По Менделееву, это первый большой период. После щелочного металла калия и щелочноземельного металла кальция следует ряд элементов, состоящий из 10 так называемых переходных металлов (скандий - цинк). Все они входят в b-подгруппы. Большинство переходных металлов проявляют высшие степени окисления, равные номеру группы, кроме железа, кобальта и никеля. Элементы, начиная с галлия и кончая криптоном, принадлежат к а-подгруппам. Криптон в отличие от предшествующих инертных газов может образовывать химические соединения.

Пятый период (рубидий - ксенон) по своему построению аналогичен четвёртому. В нём также содержится вставка из 10 переходных металлов (иттрий - кадмий). У элементов этого периода есть свои особенности. В триаде рутений - родий - палладий для рутения известны соединения, где он проявляет степень окисления +8. Все элементы а-подгрупп проявляют высшие степени окисления, равные номеру группы, исключая ксенон. Можно заметить, что особенности изменения свойств у элементов четвёртого и пятого периодов по мере роста Z имеют по сравнению со вторым и третьим периодами более сложный характер.

Шестой период (цезий - радон) включает 32 элемента. В этом периоде кроме 10 переходных металлов (лантан, гафний - ртуть) содержится ещё и совокупность из 14 лантаноидов - от церия до лютеция. Элементы от церия до лютеция химически очень похожи, и на этом основании их давно включают в семейство редкоземельных элементов. В короткой форме периодической системы ряд лантаноидов включают в клетку лантана и расшифровку этого ряда дают внизу таблицы.

В чём состоит специфика элементов шестого периода? В триаде осмий - иридий - платина для осмия известна степень окисления +8. Астат имеет достаточно выраженный металлический характер. Радон, по всей вероятности, обладает наибольшей реакционной способностью из всех инертных газов. К сожалению, из-за того, что он сильно радиоактивен, его химия мало изучена.

Седьмой период начинается с франция. Подобно шестому, он также должен содержит 32 элемента. Франций и радий соответственно являются элементами Iaα- и IIаα-подгрупп, актиний принадлежит к III b-подгруппе. Наиболее распространено представление о семействе актиноидов, которое включает элементы от тория до лоуренсия и аналогично лантаноидам. Расшифровка этого ряда элементов также дается внизу таблицы.

Теперь посмотрим, как изменяются свойства химических элементов в подгруппах периодической системы. Основная закономерность этого изменения заключается в усилении металлического характера элементов по мере роста Z. Особенно отчётливо эта закономерность проявляется в IIIаα- VIIaα-подгруппах. Для металлов Iaα-IIIаα-подгрупп наблюдается рост химической активности. У элементов IVаα - VIIaα-подгрупп по мере увеличения Z наблюдается ослабление химической активности элементов. У элементов b-подгрупп изменение химической активности более сложно.

Теория периодической системы была разработана Н. Бором и другими учёными в 20-х гг. XX в. и основана на реальной схеме формирования электронных конфигураций атомов. Согласно этой теории, по мере роста Z заполнение электронных оболочек и подоболочек в атомах элементов, входящих в периоды периодической системы, происходит в следующей последовательности:

Номера периодов

На основании теории периодической системы можно дать следующее определение периода: период есть совокупность элементов, начинающаяся элементом со значением n, равным номеру периода, и l = 0 (s-элементы) и заканчивающаяся элементом с тем же значением n и l = 1 (р-элементы). Исключение составляет первый период, содержащий только 1s-элементы. Из теории периодической системы следуют и числа элементов в периодах: 2, 8, 8, 18, 18, 32...

На приложенной цветной вкладке символы элементов каждого типа (s-, р-, d- и f-элементы) изображены на определённом цветовом фоне: s-элементы - на красном, р-элементы - на оранжевом, d-элементы - на синем, f-элементы - на зелёном. В каждой клетке приведены порядковые номера и атомные массы элементов, а также электронные конфигурации внешних электронных оболочек, которые в основном и определяют химические свойства элементов.

Из теории периодической системы следует, что к а-подгруппам принадлежат элементы с n, равным номеру периода, и l = 0 и 1. К b-подгруппам относятся те элементы, в атомах которых происходит достройка оболочек, ранее остававшихся незавершёнными. Именно поэтому первый, второй и третий периоды не содержат элементов b-подгрупп.

Структура периодической системы элементов тесно связана со строением атомов химических элементов. По мере роста Z периодически повторяются сходные типы конфигурации внешних электронных оболочек. А именно они определяют основные особенности химического поведения элементов. Эти особенности по-разному проявляются для элементов а-подгрупп (s- и р-элементы), для элементов b-подгрупп (переходные d-элементы) и элементов f-семейств - лантаноидов и актиноидов. Особый случай представляют элементы первого периода - водород и гелий. Для водорода характерна высокая химическая активность, потому что его единственный 1s-электрон легко отщепляется. В то же время конфигурация гелия (1s 2) весьма устойчива, что обусловливает его полную химическую бездеятельность.

У элементов а-подгрупп происходит заполнение внешних электронных оболочек (с n, равным номеру периода); поэтому свойства этих элементов заметно изменяются по мере роста Z. Так, во втором периоде литий (конфигурация 2s) - активный металл, легко теряющий единственный валентный электрон; бериллий (2s 2) - также металл, но менее активный вследствие того, что его внешние электроны более прочно связаны с ядром. Далее, бор (2s 2 р) имеет слабо выраженный металлический характер, а все последующие элементы второго периода, у которых происходит построение 2р-подоболочки, являются уже неметаллами. Восьмиэлектронная конфигурация внешней электронной оболочки неона (2s 2 р 6) - инертного газа - очень прочна.

Химические свойства элементов второго периода объясняются стремлением их атомов приобрести электронную конфигурацию ближайшего инертного газа (конфигурацию гелия - для элементов от лития до углерода или конфигурацию неона - для элементов от углерода до фтора). Вот почему, например, кислород не может проявлять высшей степени окисления, равной номеру группы: ведь ему легче достичь конфигурации неона путём приобретения дополнительных электронов. Такой же характер изменения свойств проявляется у элементов третьего периода и у s- и р-элементов всех последующих периодов. В то же время ослабление прочности связи внешних электронов с ядром в а-подгруппах по мере роста Z проявляется в свойствах соответствующих элементов. Так, для s-элементов отмечается заметный рост химической активности по мере роста Z, а для р-элементов - нарастание металлических свойств.

В атомах переходных d-элементов достраиваются не завершенные ранее оболочки со значением главного квантового числа n, на единицу меньшим номера периода. За отдельными исключениями, конфигурация внешних электронных оболочек атомов переходных элементов - ns 2 . Поэтому все d-элементы являются металлами, и именно поэтому изменения свойств d-элементов по мере роста Z не так резки, как мы это видели у s-и р-элементов. В высших степенях окисления d-элементы проявляют определенное сходство с р-элементами соответствующих групп периодической системы.

Особенности свойств элементов триад (VIII b-подгруппа) объясняются тем, что d-подоболочки близки к завершению. Вот почему железо, кобальт, никель и платиновые металлы, как правило, не склонны давать соединения высших степеней окисления. Исключение составляют лишь рутений и осмий, дающие оксиды RuO 4 и OsO 4 . У элементов Ib- и IIb-подгрупп d-подоболочка фактически оказывается завершенной. Поэтому они проявляют степени окисления, равные номеру группы.

В атомах лантаноидов и актиноидов (все они металлы) происходит достройка ранее не завершенных электронных оболочек со значением главного квантового числа n на две единицы меньше номера периода. В атомах этих элементов конфигурация внешней электронной оболочки (ns 2) сохраняется неизменной. В то же время f-электроны фактически не оказывают влияния на химические свойства. Вот почему лантаноиды так сходны.

У актиноидов дело обстоит гораздо сложнее. В интервале зарядов ядер Z = 90 - 95 электроны 6d и 5f могут принимать участие в химических взаимодействиях. А отсюда следует, что актиноиды проявляют гораздо более широкий диапазон степеней окисления. Например, для нептуния, плутония и америция известны соединения, где эти элементы выступают в семивалентном состоянии. Только у элементов, начиная с кюрия (Z = = 96), становится устойчивым трехвалентное состояние. Таким образом, свойства актиноидов значительно отличаются от свойств лантаноидов, и оба семейства поэтому нельзя считать подобными.

Семейство актиноидов заканчивается элементом с Z = 103 (лоуренсий). Оценка химических свойств курчатовия (Z = 104) и нильсбория (Z = 105) показывает, что эти элементы должны быть аналогами соответственно гафния и тантала. Поэтому ученые полагают, что после семейства актиноидов в атомах начинается систематическое заполнение 6d-подоболочки.

Конечное число элементов, которое охватывает периодическая система, неизвестно. Проблема её верхней границы - это, пожалуй, основная загадка периодической системы. Наиболее тяжёлый элемент, который удалось обнаружить в природе, - это плутоний (Z = 94). Достигнутый предел искусственного ядерного синтеза - элемент с порядковым номером 118. Остается открытым вопрос: удастся ли получить элементы с большими порядковыми номерами, какие и сколько? На него нельзя пока ответить сколь-либо определённо.

С помощью сложнейших расчетов, выполненных на электронных вычислительных машинах, ученые попытались определить строение атомов и оценить важнейшие свойства таких "сверхэлементов", вплоть до огромных порядковых номеров (Z = 172 и даже Z = 184). Полученные результаты оказались весьма неожиданными. Например, в атоме элемента с Z = 121 предполагается появление 8р-электрона; это после того, как в атомах c Z = 119 и 120 завершилось формирование 85-подоболочки. А ведь появление р-электронов вслед за s-электронами наблюдается только в атомах элементов второго и третьего периодов. Расчёты показывают также, что у элементов гипотетического восьмого периода заполнение электронных оболочек и подоболочек атомов происходит в очень сложной и своеобразной последовательности. Поэтому оценить свойства соответствующих элементов - проблема весьма сложная. Казалось бы, восьмой период должен содержать 50 элементов (Z = 119-168), но согласно расчетам, он должен завершаться у элемента с Z = 164, т. е. на 4 порядковых номера раньше. А "экзотический" девятый период, оказывается, должен состоять из 8 элементов. Вот его "электронная" запись: 9s 2 8p 4 9p 2 . Иными словами, он содержал бы всего 8 элементов, как второй и третий периоды.

Трудно сказать, насколько соответствовали бы истине расчёты, проделанные с помощью ЭВМ. Однако если бы они были подтверждены, то пришлось бы серьезно пересмотреть закономерности, лежащие в основе периодической системы элементов и её структуры.

Периодическая система сыграла и продолжает играть огромную роль в развитии различных областей естествознания. Она явилась важнейшим достижением атомно-молекулярного учения, способствовала появлению современного понятия "химический элемент" и уточнению понятий о простых веществах и соединениях.

Закономерности, вскрытые периодической системой, оказали существенное влияние на разработку теории строения атомов, открытие изотопов, появление представлений о ядерной периодичности. С периодической системой связана строго научная постановка проблемы прогнозирования в химии. Это проявилось в предсказании существования и свойств неизвестных элементов и новых особенностей химического поведения элементов, уже открытых. Ныне периодическая система представляет фундамент химии, в первую очередь неорганической, существенно помогая решению задачи химического синтеза веществ с заранее заданными свойствами, разработке новых полупроводниковых материалов, подбору специфических катализаторов для различных химических процессов и т.д. И наконец, периодическая система лежит в основе преподавания химии.