Le XIXe siècle dans l'histoire de l'humanité est un siècle au cours duquel de nombreuses sciences ont été réformées, dont la chimie. C'est à cette époque qu'apparaît le système périodique de Mendeleïev, et avec lui la loi périodique. C'est lui qui est devenu la base de la chimie moderne. Le tableau périodique de DI Mendeleev est une systématisation des éléments, qui établit la dépendance des propriétés chimiques et physiques de la structure et de la charge d'un atome d'une substance.

Récit

Le début du périodique a été posé par le livre "Corrélation des propriétés avec le poids atomique des éléments", écrit dans le troisième quart du XVIIe siècle. Il reflétait les concepts de base des éléments chimiques connus (à cette époque il n'y en avait que 63). De plus, pour beaucoup d'entre eux, les masses atomiques ont été mal déterminées. Cela a grandement interféré avec la découverte de D.I. Mendeleev.

Dmitry Ivanovich a commencé son travail en comparant les propriétés des éléments. Tout d'abord, il s'est mis au chlore et au potassium, puis ce n'est qu'ensuite qu'il s'est tourné vers les métaux alcalins. Armé de cartes spéciales représentant des éléments chimiques, il a tenté à plusieurs reprises d'assembler cette "mosaïque": il l'a disposée sur sa table à la recherche des combinaisons et des coïncidences nécessaires.

Après de nombreux efforts, Dmitry Ivanovich a néanmoins trouvé le motif qu'il cherchait et a aligné les éléments en rangées périodiques. En conséquence, ayant reçu des cellules vides entre les éléments, le scientifique s'est rendu compte que tous les éléments chimiques ne sont pas connus des chercheurs russes, et que c'était lui qui devrait donner à ce monde les connaissances dans le domaine de la chimie qui n'avaient pas encore été données par ses prédécesseurs.

Tout le monde connaît le mythe selon lequel le tableau périodique est apparu à Mendeleev dans un rêve, et il a rassemblé les éléments en un seul système de mémoire. C'est, grosso modo, un mensonge. Le fait est que Dmitry Ivanovich a travaillé longtemps et avec concentration sur son travail, et cela l'a très épuisant. En travaillant sur le système des éléments, Mendeleev s'est une fois endormi. Quand il s'est réveillé, il s'est rendu compte qu'il n'avait pas terminé la table et a plutôt continué à remplir les cellules vides. Sa connaissance, un certain Inostrantsev, professeur d'université, a décidé que Mendeleev avait rêvé la table dans un rêve et a répandu cette rumeur parmi ses étudiants. C'est ainsi qu'est apparue cette hypothèse.

Notoriété

Les éléments chimiques de Mendeleev sont le reflet de la loi périodique créée par Dmitri Ivanovitch dans le troisième quart du XIXe siècle (1869). C'est en 1869 lors d'une réunion de la communauté chimique russe que l'avis de Mendeleev concernant la création d'une certaine structure a été lu. Et la même année, le livre "Fundamentals of Chemistry" a été publié, dans lequel le tableau périodique des éléments chimiques de Mendeleev a été publié pour la première fois. Et dans le livre "Le système naturel des éléments et son utilisation pour indiquer les qualités des éléments non découverts", D. I. Mendeleev a mentionné pour la première fois le concept de "loi périodique".

Structure et règles de placement des éléments

Les premiers pas dans la création de la loi périodique ont été faits par Dmitry Ivanovich en 1869-1871, à cette époque il a travaillé dur pour établir la dépendance des propriétés de ces éléments sur la masse de leur atome. La version moderne est un tableau d'éléments en deux dimensions.

La position d'un élément dans le tableau a une certaine signification chimique et physique. Par l'emplacement d'un élément dans le tableau, vous pouvez découvrir sa valence, déterminer d'autres caractéristiques chimiques. Dmitry Ivanovich a essayé d'établir une connexion entre des éléments, à la fois similaires dans leurs propriétés et différents.

Il basa la classification des éléments chimiques connus à cette époque sur la valence et la masse atomique. En comparant les propriétés relatives des éléments, Mendeleev a essayé de trouver un modèle qui combinerait tous les éléments chimiques connus en un seul système. Les ayant arrangés, en fonction de l'augmentation des masses atomiques, il atteint néanmoins la périodicité dans chacune des rangées.

Développement ultérieur du système

Le tableau périodique, paru en 1969, a été révisé plus d'une fois. Avec l'avènement des gaz rares dans les années 1930, il s'est avéré que la dépendance des éléments la plus récente était non pas la masse, mais le numéro de série. Plus tard, il a été possible d'établir le nombre de protons dans les noyaux atomiques, et il s'est avéré qu'il coïncide avec le nombre ordinal de l'élément. Les scientifiques du 20ème siècle ont étudié l'électronique. Il s'est avéré qu'il affecte également la fréquence. Cela a grandement changé l'idée des propriétés des éléments. Ce point a été reflété dans les éditions ultérieures du tableau périodique de Mendeleev. Chaque nouvelle découverte des propriétés et des caractéristiques des éléments s'intègre organiquement dans le tableau.

Caractéristiques du tableau périodique de Mendeleïev

Le tableau périodique est divisé en périodes (7 lignes disposées horizontalement), qui, à leur tour, sont subdivisées en grandes et petites. La période commence par un métal alcalin et se termine par un élément aux propriétés non métalliques.
Le tableau de Dmitry Ivanovich est divisé verticalement en groupes (8 colonnes). Chacun d'eux dans le système périodique se compose de deux sous-groupes, à savoir le principal et le secondaire. Après de longues disputes, à la suggestion de DI Mendeleev et de son collègue U. Ramzai, il a été décidé d'introduire le soi-disant groupe zéro. Il comprend les gaz inertes (néon, hélium, argon, radon, xénon, krypton). En 1911, le scientifique F. Soddy a proposé de placer des éléments indiscernables, appelés isotopes, dans le tableau périodique - des cellules distinctes leur ont été attribuées.

Malgré la fidélité et l'exactitude du système périodique, la communauté scientifique n'a pas voulu reconnaître cette découverte pendant longtemps. De nombreux grands scientifiques ont ridiculisé les activités de D.I. Mendeleev et ont cru qu'il était impossible de prédire les propriétés d'un élément qui n'avait pas encore été découvert. Mais après la découverte des éléments chimiques présumés (et ceux-ci étaient, par exemple, le scandium, le gallium et le germanium), le système de Mendeleev et sa loi périodique sont devenus la science de la chimie.

Tableau dans les temps modernes

Le tableau périodique des éléments de Mendeleev est à la base de la plupart des découvertes chimiques et physiques associées à la science atomique moléculaire. Le concept moderne d'élément a été formé précisément grâce au grand scientifique. L'émergence du tableau périodique de Mendeleev a entraîné des changements spectaculaires dans le concept de divers composés et substances simples. La création du système périodique par les scientifiques a eu un impact énorme sur le développement de la chimie et de toutes les sciences qui lui sont adjacentes.

Tous ceux qui sont allés à l'école se souviendront que l'une des matières obligatoires était la chimie. Elle peut ou non l'aimer, peu importe. Et il est probable qu'une grande partie des connaissances dans cette discipline a déjà été oubliée et n'est pas appliquée dans la vie. Cependant, tout le monde se souvient du tableau des éléments chimiques de D.I. Mendeleev. Pour beaucoup, c'est resté un tableau multicolore, où certaines lettres sont inscrites dans chaque carré, désignant les noms des éléments chimiques. Mais ici, nous ne parlerons pas de chimie en tant que telle et ne décrirons pas des centaines de réactions et de processus chimiques, mais parlerons de la façon dont le tableau périodique est apparu en général - cette histoire intéressera toute personne, et même tous ceux qui sont avides de informations intéressantes et utiles...

Un peu de fond

En 1668, un chimiste, physicien et théologien irlandais exceptionnel, Robert Boyle, publia un livre dans lequel de nombreux mythes sur l'alchimie étaient démystifiés et dans lequel il parlait de la nécessité de rechercher des éléments chimiques irréductibles. Le scientifique en a également donné une liste, composée de seulement 15 éléments, mais a admis l'idée qu'il pourrait y avoir plus d'éléments. C'est devenu le point de départ non seulement de la recherche de nouveaux éléments, mais aussi de leur systématisation.

Cent ans plus tard, une nouvelle liste a été dressée par le chimiste français Antoine Lavoisier, qui comprenait déjà 35 éléments. 23 d'entre eux ont ensuite été déclarés indécomposables. Mais la recherche de nouveaux éléments s'est poursuivie par les scientifiques du monde entier. Et le rôle principal dans ce processus a été joué par le célèbre chimiste russe Dmitry Ivanovich Mendeleev - il a été le premier à émettre l'hypothèse qu'il pourrait y avoir une relation entre la masse atomique des éléments et leur emplacement dans le système.

Grâce à un travail minutieux et à la comparaison des éléments chimiques, Mendeleev a pu découvrir un lien entre les éléments, dans lequel ils peuvent être un tout, et leurs propriétés ne sont pas considérées comme acquises, mais sont un phénomène qui se répète périodiquement. En conséquence, en février 1869, Mendeleev a formulé la première loi périodique, et déjà en mars, son rapport "Corrélation des propriétés avec le poids atomique des éléments" a été soumis à la Société chimique russe par l'historien de la chimie N. A. Menshutkin. Puis, la même année, la publication de Mendeleev a été publiée dans la revue "Zeitschrift fur Chemie" en Allemagne, et en 1871, une nouvelle publication approfondie du scientifique consacrée à sa découverte a été publiée par une autre revue allemande "Annalen der Chemie".

Création d'un tableau périodique

En 1869, l'idée principale avait déjà été formée par Mendeleev, et dans un délai assez court, mais pendant longtemps il n'a pas pu la formaliser en un système ordonné qui montre clairement ce qui se passait. Dans l'une des conversations avec son collègue A.A. Inostrantsev, il a même déclaré que tout avait déjà fonctionné dans sa tête, mais qu'il ne pouvait pas tout apporter à une table. Après cela, selon les biographes de Mendeleev, il a commencé un travail minutieux sur sa table, qui a duré trois jours sans interruption pour le sommeil. Toutes sortes de manières d'organiser les éléments dans un tableau ont été triées, et le travail a été encore compliqué par le fait qu'à cette époque la science ne connaissait pas encore tous les éléments chimiques. Mais, malgré cela, le tableau a néanmoins été créé, et les éléments ont été systématisés.

La légende du rêve de Mendeleev

Beaucoup ont entendu l'histoire selon laquelle D.I. Mendeleev rêvait de sa table. Cette version a été activement diffusée par l'associé susmentionné de Mendeleev A.A. Inostrantsev comme une histoire amusante avec laquelle il a diverti ses étudiants. Il a dit que Dmitry Ivanovich s'était couché et, dans un rêve, il avait clairement vu sa table, dans laquelle tous les éléments chimiques étaient disposés dans le bon ordre. Après cela, les étudiants ont même plaisanté en disant que la vodka à 40° a été découverte de la même manière. Mais il y avait encore de vraies conditions préalables à l'histoire avec le sommeil : comme déjà mentionné, Mendeleev travaillait sur la table sans sommeil ni repos, et Inostrantsev l'a trouvé une fois fatigué et épuisé. Dans l'après-midi, Mendeleev a décidé de faire une pause et quelque temps plus tard, il s'est réveillé brusquement, a immédiatement pris un morceau de papier et y a représenté une table toute faite. Mais le scientifique lui-même a réfuté toute cette histoire avec un rêve, en disant: "J'y pense depuis peut-être vingt ans, mais vous pensez: j'étais assis et tout à coup ... c'est prêt." Alors la légende du rêve est peut-être très séduisante, mais la création de la table n'a été possible que grâce à un travail acharné.

La poursuite des travaux

Dans la période de 1869 à 1871, Mendeleev a développé les idées de périodicité, auxquelles la communauté scientifique était encline. Et l'une des étapes importantes de ce processus a été de comprendre que tout élément du système doit être localisé, sur la base de la totalité de ses propriétés par rapport aux propriétés des autres éléments. Sur cette base, et s'appuyant également sur les résultats d'études sur le changement des oxydes verriers, le chimiste a pu modifier les valeurs des masses atomiques de certains éléments, parmi lesquels l'uranium, l'indium, le béryllium et d'autres.

Bien sûr, Mendeleev voulait remplir le plus tôt possible les cellules vides qui restaient dans le tableau et, en 1870, prédit que des éléments chimiques inconnus de la science seraient bientôt découverts, dont il était capable de calculer les masses atomiques et les propriétés. Les premiers d'entre eux étaient le gallium (découvert en 1875), le scandium (découvert en 1879) et le germanium (découvert en 1885). Ensuite, les prédictions ont continué à se réaliser et huit nouveaux éléments ont été découverts, notamment : le polonium (1898), le rhénium (1925), le technétium (1937), le francium (1939) et l'astate (1942-1943). Soit dit en passant, en 1900, D.I. Mendeleev et le chimiste écossais William Ramsay sont arrivés à la conclusion que les éléments du groupe zéro devraient également être inclus dans le tableau - jusqu'en 1962, ils étaient appelés gaz inertes, puis - gaz nobles.

Organisation du système périodique

Éléments chimiques du tableau des D.I. Par exemple, les gaz rares tels que le radon, le xénon, le krypton, l'argon, le néon et l'hélium réagissent difficilement avec d'autres éléments, et ont également une faible activité chimique, c'est pourquoi ils se situent dans la colonne la plus à droite. Et les éléments de la colonne de gauche (potassium, sodium, lithium, etc.) réagissent bien avec les autres éléments, et les réactions elles-mêmes sont explosives. En termes simples, dans chaque colonne, les éléments ont des propriétés similaires qui varient au fur et à mesure qu'ils passent d'une colonne à l'autre. Tous les éléments jusqu'au n° 92 se trouvent dans la nature, et à partir du n° 93 commencent les éléments artificiels, qui ne peuvent être créés que dans des conditions de laboratoire.

Dans sa version originale, le tableau périodique n'était compris que comme un reflet de l'ordre existant dans la nature, et il n'y avait aucune explication pour laquelle tout devrait être ainsi. Ce n'est que lorsque la mécanique quantique est apparue que la véritable signification de l'ordre des éléments dans le tableau est devenue claire.

Les leçons du processus créatif

Parlant des leçons du processus créatif qui peuvent être tirées de toute l'histoire de la création du tableau périodique de D.I. Donnons-leur un bref résumé.

Selon les études de Poincaré (1908) et Graham Wallace (1926), il existe quatre grandes étapes de la pensée créative :

• Entraînement- l'étape de formulation de la tâche principale et les premières tentatives pour la résoudre ;
• Incubation- l'étape au cours de laquelle il y a une distraction temporaire du processus, mais le travail pour trouver une solution au problème est effectué à un niveau subconscient;
• Éclaircissement- le stade où se situe la solution intuitive. De plus, cette solution peut être trouvée dans une situation absolument sans rapport ;
• Examen- l'étape de test et de mise en œuvre de la solution, à laquelle a lieu la vérification de cette solution et son éventuel développement ultérieur.

Comme on peut le voir, dans le processus de création de sa table, Mendeleev a intuitivement suivi ces quatre étapes. Son efficacité peut être jugée par les résultats, c'est-à-dire par le fait que la table a été créée. Et étant donné que sa création a été un énorme pas en avant non seulement pour la science chimique, mais pour toute l'humanité, les quatre étapes ci-dessus peuvent être appliquées à la fois à la mise en œuvre de petits projets et à la mise en œuvre d'idées globales. La principale chose à retenir est que pas une seule découverte, pas une seule solution à un problème ne peut être trouvée par elles-mêmes, peu importe combien nous voulons les voir dans un rêve et peu importe combien nous dormons. Pour que quelque chose fonctionne, peu importe qu'il s'agisse de créer un tableau d'éléments chimiques ou de développer un nouveau plan marketing, vous devez avoir certaines connaissances et compétences, ainsi qu'utiliser habilement votre potentiel et travailler dur.

Nous vous souhaitons du succès dans vos efforts et une mise en œuvre réussie de vos plans!

DI Mendeleev est arrivé à la conclusion que leurs propriétés doivent être déterminées par certaines caractéristiques générales fondamentales. En tant que caractéristique fondamentale d'un élément chimique, il choisit la masse atomique de l'élément et formule brièvement la loi périodique (1869) :

Les propriétés des éléments, ainsi que les propriétés des corps simples et complexes qu'ils forment, dépendent périodiquement des valeurs des poids atomiques des éléments.

Le mérite de Mendeleev réside dans le fait qu'il a compris la dépendance manifestée comme une loi objective de la nature, ce que ses prédécesseurs ne pouvaient pas faire. DI Mendeleev croyait que la composition des composés, leurs propriétés chimiques, leurs points d'ébullition et de fusion, la structure des cristaux, etc., dépendaient périodiquement de la masse atomique. Une compréhension approfondie de l'essence de la dépendance périodique a donné à Mendeleev l'occasion de tirer plusieurs conclusions et hypothèses importantes.

Tableau périodique moderne

Premièrement, sur les 63 éléments connus à cette époque, Mendeleev a modifié les masses atomiques de près de 20 éléments (Be, In, La, Y, Ce, Th, U). Deuxièmement, il a prédit l'existence d'environ 20 nouveaux éléments et leur a laissé une place dans le tableau périodique. Trois d'entre eux, à savoir l'ekabor, l'ekaaluminium et l'ecasilicon, ont été décrits de manière suffisamment détaillée et avec une précision surprenante. Cela a été triomphalement confirmé au cours des quinze années suivantes, lorsque les éléments Gallium (ekaaluminium), scandium (ekabor) et Germanium (ecasilicium) ont été découverts.

La loi périodique est l'une des lois fondamentales de la nature. Son influence sur le développement de la vision scientifique du monde ne peut être comparée qu'à la loi de conservation de la masse et de l'énergie ou à la théorie quantique. Même à l'époque de D.I.Mendeleev, la loi périodique est devenue la base de la chimie. D'autres découvertes de la structure et des phénomènes d'isotopie ont montré que la principale caractéristique quantitative d'un élément n'est pas la masse atomique, mais la charge du noyau (Z). En 1913, Moseley et Rutherford ont introduit le concept de "nombre ordinal d'un élément", ont numéroté tous les symboles du système périodique et ont montré que la base de la classification des éléments est le nombre ordinal d'un élément, égal à la charge des noyaux de leurs atomes.

Cette déclaration est maintenant connue sous le nom de loi de Moseley.

Par conséquent, la définition moderne de la loi périodique est formulée comme suit :

Les propriétés des substances simples, ainsi que les formes et propriétés des composés d'éléments, dépendent périodiquement de la valeur de la charge de leurs noyaux atomiques (ou du nombre ordinal de l'élément dans le système périodique).

Les structures électroniques des atomes des éléments montrent clairement qu'avec une augmentation de la charge du noyau, il se produit une répétition périodique régulière des structures électroniques, et donc la répétition des propriétés des éléments. Cela se reflète dans le tableau périodique des éléments, pour lequel plusieurs centaines de variantes ont été proposées. Le plus souvent, deux formes de tableaux sont utilisées - abrégé et développé, - contenant tous les éléments connus et disposant d'un espace libre pour les non encore ouverts.

Chaque élément occupe une certaine cellule du tableau périodique, dans laquelle le symbole et le nom de l'élément, son numéro de série, sa masse atomique relative sont indiqués, et pour les éléments radioactifs entre crochets, le numéro de masse de l'isotope le plus stable ou disponible est indiqué. . Dans les tableaux modernes, d'autres informations de référence sont souvent données : densité, points d'ébullition et de fusion de substances simples, etc.

Périodes

Les principales unités structurelles du système périodique sont des périodes et des groupes - des agrégats naturels en lesquels les éléments chimiques sont divisés selon des structures électroniques.

Une période est une rangée séquentielle horizontale d'éléments dans les atomes desquels les électrons remplissent le même nombre de niveaux d'énergie.

Le numéro de période coïncide avec le numéro du niveau quantique externe. Par exemple, l'élément calcium (4s 2) est dans la quatrième période, c'est-à-dire que son atome a quatre niveaux d'énergie, et les électrons de valence sont dans le quatrième niveau externe. La différence dans la séquence de remplissage des couches externe et électronique plus proche du noyau explique la raison des différentes longueurs des périodes.

Dans les atomes des éléments s et p, la construction du niveau externe a lieu, dans les éléments d - le deuxième à l'extérieur et dans les éléments f - le troisième à l'extérieur du niveau d'énergie.

Par conséquent, la différence de propriétés se manifeste le plus clairement dans les éléments s ou p voisins. Dans les éléments d et surtout f de la même période, la différence de propriétés est moins importante.

Comme déjà mentionné, selon le nombre de sous-niveaux d'énergie constitués par les électrons, les éléments sont combinés en familles électroniques. Par exemple, dans les périodes IV-VI, il existe des familles qui contiennent dix éléments d : famille 3d (Sc-Zn), famille 4d (Y-Cd), famille 5d (La, Hf-Hg). Aux sixième et septième périodes, quatorze éléments composent chacun les familles f : la famille 4f (Ce-Lu), appelée lanthanide, et la famille 5f (Th-Lr) - actinoïde. Ces familles sont énumérées sous le tableau périodique.

Les trois premières périodes sont appelées petites périodes ou périodes typiques, car les propriétés des éléments de ces périodes sont à la base de la répartition de tous les autres éléments en huit groupes. Toutes les autres périodes, y compris la septième, inachevée, sont appelées grandes périodes.

Toutes les périodes, sauf la première, commencent par les alcalins (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) et se terminent, à l'exception des septièmes éléments inertes incomplets (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) . Les métaux alcalins ont la même configuration électronique externe m s 1, où m- numéro de période. Les éléments inertes, à l'exception de l'hélium (1s 2), ont la même structure de la couche électronique externe : m s 2 m p 6, c'est-à-dire les contreparties électroniques.

La régularité considérée permet de conclure :

La répétition périodique des mêmes configurations électroniques de la couche électronique externe est la raison de la similitude des propriétés physiques et chimiques des éléments analogues, car ce sont les électrons externes des atomes qui déterminent principalement leurs propriétés.

Dans de petites périodes typiques, avec une augmentation du numéro de série, une diminution progressive des propriétés métalliques et une augmentation des propriétés non métalliques est observée, car le nombre d'électrons de valence au niveau d'énergie externe augmente. Par exemple, les atomes de tous les éléments de la troisième période ont trois couches électroniques. La structure des deux couches internes est la même pour tous les éléments de la troisième période (1s 2 2s 2 2p 6), et la structure de la troisième couche externe est différente. En passant de chaque élément précédent à chaque élément suivant, la charge du noyau atomique augmente de un et, par conséquent, le nombre d'électrons externes augmente. En conséquence, leur attraction vers le noyau augmente et le rayon de l'atome diminue. Cela conduit à un affaiblissement des propriétés métalliques et à la croissance des propriétés non métalliques.

La troisième période commence avec le sodium métallique très actif (11 Na - 3s 1), suivi par le magnésium légèrement moins actif (12 Mg - 3s 2). Ces deux métaux appartiennent à la famille des 3s. Le premier élément p de la troisième période, l'aluminium (13 Al - 3s 2 3p 1), dont l'activité métallique est inférieure à celle du magnésium, a des propriétés amphotères, c'est-à-dire qu'il peut se comporter dans les réactions chimiques comme un non-métal. Viennent ensuite les non-métaux silicium (14 Si - 3s 2 3p 2), phosphore (15 P - 3s 2 3p 3), soufre (16 S - 3s 2 3p 4), chlore (17 Cl - 3s 2 3p 5) . Leurs propriétés non métalliques sont améliorées de Si à Cl, qui est un non-métal actif. La période se termine par l'élément inerte argon (18 Ar - 3s 2 3p 6).

Au cours d'une période, les propriétés des éléments changent progressivement et lors de la transition de la période précédente à la suivante, un changement brutal des propriétés est observé, car la construction d'un nouveau niveau d'énergie commence.

Le changement progressif des propriétés est caractéristique non seulement pour les substances simples, mais aussi pour les composés complexes, comme le montre le tableau 1.

Tableau 1 - Quelques propriétés des éléments de la troisième période et de leurs composés

Famille électronique	éléments-s		éléments p
Symbole d'élément	N / A	mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
Charge nucléaire d'un atome	+11	+12	+13	+14	+15	+16	+17	+18
Configuration électronique externe	3s 1	3s 2	3s 2 3p 1	3s 2 3p 2	3s 2 3p 3	3s 2 3p 4	3s 2 3p 5	3s 2 3p 6
Rayon atomique, nm	0,189	0,160	0,143	0,118	0,110	0,102	0,099	0,054
Valence maximale	je	II	III	IV	V	VI	vii	—
Oxydes supérieurs et leurs propriétés	Na 2 O	MgO	Al 2 O 3	SiO 2	P 2 O 5	SỐ 3	Cl 2 O 7	—
	Propriétés de base		Propriétés amphotères	Propriétés acides				—
Oxydes hydratés (bases ou acides)	NaOH	mg (OH) 2	Al (OH) 3	H2SiO3	H 3 PO 4	H 2 SO 4	HClO 4	—
	Base	Base faible	Hydroxyde amphotère	Acide faible	Acide de force moyenne	Acide fort	Acide fort	—
Composés avec de l'hydrogène	NaH	MgH 2	AlH 3	SiH 4	PH 3	H 2 S	HCl	—
	Solides, substances semblables au sel			Substances gazeuses				—

Sur des périodes plus longues, les propriétés métalliques s'affaiblissent plus lentement. Cela est dû au fait qu'à partir de la quatrième période, dix éléments d de transition apparaissent, dans lesquels non pas le sous-niveau d extérieur, mais le deuxième sous-niveau extérieur, et sur la couche externe d'éléments d, il y a un ou deux électrons s, qui déterminent dans une certaine mesure les propriétés de ces éléments. Ainsi, pour les éléments d, le motif devient un peu plus compliqué. Par exemple, dans la cinquième période, les propriétés métalliques diminuent progressivement à partir du Rb alcalin, atteignant la résistance minimale pour les métaux de la famille du platine (Ru, Rh, Pd).

Cependant, après l'argent Ag inactif est placé du cadmium Cd, dans lequel une augmentation brutale des propriétés métalliques est observée. De plus, avec une augmentation du numéro de série de l'élément, des propriétés non métalliques apparaissent et augmentent progressivement jusqu'à l'iode non métallique typique. Cette période, comme toutes les précédentes, se termine par un gaz inerte. Un changement périodique des propriétés des éléments dans de grandes périodes permet de les diviser en deux rangées, dans lesquelles la deuxième partie de la période répète la première.

Groupes

Colonnes verticales d'éléments du tableau périodique - les groupes sont constitués de sous-groupes: principaux et secondaires, ils sont parfois désignés par les lettres A et B, respectivement.

Les sous-groupes principaux comprennent les éléments s et p, et les sous-groupes secondaires - les éléments d et f de grandes périodes.

Le sous-groupe principal est un ensemble d'éléments placés verticalement dans le tableau périodique et ayant la même configuration que la couche externe d'électrons dans les atomes.

Comme il ressort de la définition ci-dessus, la position d'un élément dans le sous-groupe principal est déterminée par le nombre total d'électrons (s- et p-) du niveau d'énergie externe, égal au nombre de groupe. Par exemple, le soufre (S - 3s 2 3p 4 ), dont l'atome contient six électrons au niveau externe, appartient au sous-groupe principal du sixième groupe, l'argon (Ar - 3s 2 3p 6 ) - au sous-groupe principal du huitième groupe et au strontium (Sr - 5s 2 ) - au sous-groupe IIA.

Les éléments d'un sous-groupe sont caractérisés par des propriétés chimiques similaires. A titre d'exemple, considérons les éléments des sous-groupes IА et VІІА (tableau 2). Avec une augmentation de la charge nucléaire, le nombre de couches électroniques et le rayon de l'atome augmentent, mais le nombre d'électrons au niveau d'énergie externe reste constant: pour les métaux alcalins (sous-groupe IA) - un, et pour les halogènes (sous-groupe VIIA ) - Sept. Comme ce sont les électrons externes qui affectent le plus les propriétés chimiques, il est clair que chacun des groupes d'éléments analogues considérés a des propriétés similaires.

Mais au sein du même sous-groupe, parallèlement à la similitude des propriétés, un certain changement est observé. Ainsi, tous les éléments du sous-groupe IA, à l'exception de H, sont des métaux actifs. Mais avec une augmentation du rayon de l'atome et du nombre de couches électroniques occultant l'influence du noyau sur les électrons de valence, les propriétés métalliques augmentent. Par conséquent, Fr est un métal plus actif que Cs, et Cs est plus actif que R in, etc. Et dans le sous-groupe VIIA, pour la même raison, les propriétés non métalliques des éléments sont affaiblies avec une augmentation du numéro de série. Par conséquent, F est un non-métal plus actif par rapport à Cl, et Cl est un non-métal plus actif par rapport à Br, etc.

Tableau 2 - Quelques caractéristiques des éléments ІА et des sous-groupes VІІА

point final	Sous-groupe AI				Sous-groupe VIIA
	Symbole d'élément	Frais de base	Rayon de l'atome, nm		Symbole d'élément	Frais de base	Rayon de l'atome, nm	Configuration électronique externe
II	Li	+3	0,155	2 s 1	F	+9	0,064	2 s 2 2 page 5
III	N / A	+11	0,189	3 s 1	Cl	+17	0,099	3 s 2 3 page 5
IV	K	+19	0,236	4 s 1	Frère	35	0,114	4 s 2 4 page 5
V	Rb	+37	0,248	5 s 1	je	+53	0,133	5 s 2 5 page 5
VI	Cs	55	0,268	6 s 1	À	85	0,140	6 s 2 6 page 5
vii	Fr	+87	0,280	7 s 1	—	—	—	—

Un sous-groupe latéral est un ensemble d'éléments qui sont placés verticalement dans le tableau périodique et ont le même nombre d'électrons de valence en raison de la formation des sous-niveaux d'énergie externe s et du deuxième d-énergie externe.

Tous les éléments des sous-groupes secondaires appartiennent à la famille d. Ces éléments sont parfois appelés métaux de transition. Dans les sous-groupes latéraux, les propriétés changent plus lentement, car dans les atomes des éléments d, les électrons construisent le deuxième niveau d'énergie de l'extérieur et il n'y a qu'un ou deux électrons au niveau externe.

La position des cinq premiers éléments d (sous-groupes IIIB-VIIB) de chaque période peut être déterminée en utilisant la somme des électrons s extérieurs et des électrons d du deuxième niveau extérieur. Par exemple, à partir de la formule électronique du scandium (Sc - 4s 2 3d 1 ) on peut voir qu'il est situé dans un sous-groupe latéral (puisque c'est un élément d) du troisième groupe (puisque la somme des électrons de valence est trois), et le manganèse (Mn - 4s 2 3d 5 ) se situe dans le sous-groupe secondaire du septième groupe.

La position des deux derniers éléments de chaque période (sous-groupes IB et IIB) peut être déterminée par le nombre d'électrons au niveau externe, car dans les atomes de ces éléments, le niveau précédent est complètement complet. Par exemple, Ag (5s 1 5d 10) est placé dans un sous-groupe secondaire du premier groupe, Zn (4s 2 3d 10) - dans un sous-groupe secondaire du deuxième groupe.

Les triades Fe-Co-Ni, Ru-Rh-Pd et Os-Ir-Pt sont situées dans un sous-groupe secondaire du huitième groupe. Ces triades forment deux familles : le fer et les platinoïdes. En plus de ces familles, la famille des lanthanides (quatorze éléments 4f) et la famille des actinides (quatorze éléments 5f) sont distinguées séparément. Ces familles appartiennent à un sous-groupe secondaire du troisième groupe.

Une augmentation des propriétés métalliques des éléments dans les sous-groupes de haut en bas, ainsi qu'une diminution de ces propriétés dans une période de gauche à droite, provoquent l'apparition d'un motif diagonal dans le système périodique. Ainsi, Be est très similaire à Al, B - à Si, Ti - à Nb. Cela se manifeste clairement par le fait que dans la nature, ces éléments forment des minéraux similaires. Par exemple, dans la nature, Te se produit toujours avec Nb, formant des minéraux - les titanoniobates.

Loi périodique de D.I. Mendeleev et le tableau périodique des éléments chimiques est d'une grande importance dans le développement de la chimie. Plongeons en 1871, lorsque le professeur de chimie D.I. Mendeleev, par la méthode de nombreux essais et erreurs, est arrivé à la conclusion que "... les propriétés des éléments, et donc les propriétés des corps simples et complexes qu'ils forment, dépendent périodiquement de leur poids atomique." La périodicité des changements dans les propriétés des éléments résulte de la répétition périodique de la configuration électronique de la couche électronique externe avec une augmentation de la charge nucléaire.

Formulation moderne de la loi périodique est-ce:

"Les propriétés des éléments chimiques (c'est-à-dire les propriétés et la forme des composés qu'ils forment) dépendent périodiquement de la charge nucléaire des atomes des éléments chimiques."

En enseignant la chimie, Mendeleev a compris que la mémorisation des propriétés individuelles de chaque élément causait des difficultés aux étudiants. Il a commencé à chercher des moyens de créer une méthode systématique pour faciliter la mémorisation des propriétés des éléments. Le résultat était tableau naturel, plus tard, il est devenu connu sous le nom périodique.

Notre table moderne est très similaire à celle de Mendeleev. Considérons-le plus en détail.

table de Mendeleïev

Le tableau périodique de Mendeleev se compose de 8 groupes et 7 périodes.

Les colonnes verticales du tableau sont appelées en groupes ... Les éléments de chaque groupe ont des propriétés chimiques et physiques similaires. Cela est dû au fait que les éléments d'un groupe ont des configurations électroniques similaires de la couche externe, dont le nombre d'électrons est égal au nombre de groupes. Dans ce cas, le groupe est divisé en sous-groupes majeurs et mineurs.

V Sous-groupes principaux comprend des éléments dans lesquels les électrons de valence sont situés sur les sous-niveaux externes ns et np. V Sous-groupes latéraux comprend des éléments dont les électrons de valence sont situés sur le sous-niveau ns extérieur et le sous-niveau intérieur (n - 1) d (ou (n - 2) f-sous-niveau).

Tous les éléments de tableau périodique , selon le sous-niveau (s-, p-, d- ou f-) les électrons de valence sont classés en : éléments s- (éléments du sous-groupe principal des groupes I et II), éléments p- (éléments des sous-groupes principaux Groupes III - VII), éléments d (éléments des sous-groupes latéraux), éléments f (lanthanides, actinides).

La valence la plus élevée d'un élément (à l'exception de O, F, éléments du sous-groupe du cuivre et du huitième groupe) est égale au numéro du groupe dans lequel il se trouve.

Pour les éléments des sous-groupes principal et secondaire, les formules des oxydes supérieurs (et de leurs hydrates) sont les mêmes. Dans les sous-groupes principaux, la composition des composés d'hydrogène est la même pour les éléments de ce groupe. Les hydrures solides forment des éléments des principaux sous-groupes I-III et les groupes IV-VII forment des composés d'hydrogène gazeux. Les composés hydrogénés du type EN 4 sont plus neutres que les composés, EN 3 sont des bases, H 2 E et NE sont des acides.

Les lignes horizontales du tableau sont appelées périodes. Les éléments dans les périodes diffèrent les uns des autres, mais ils ont en commun que les derniers électrons sont au même niveau d'énergie ( nombre quantique principalm- le même ).

La première période diffère des autres en ce qu'il n'y a que 2 éléments : l'hydrogène H et l'hélium He.

Dans la deuxième période il y a 8 éléments (Li - Ne). Lithium Li - un métal alcalin commence la période et ferme son néon de gaz noble Ne.

En troisième période, ainsi qu'en deuxième, il y a 8 éléments (Na - Ar). Le sodium de métal alcalin Na commence la période et le gaz noble argon Ar la ferme.

Dans la quatrième période, il y a 18 éléments (K - Kr) - Mendeleev l'a désigné comme la première grande période. Il commence également par le Potassium, métal alcalin, et se termine par le gaz inerte krypton Kr. Les longues périodes incluent des éléments de transition (Sc - Zn) - ré-éléments.

Dans la cinquième période, de manière similaire à la quatrième, il y a 18 éléments (Rb - Xe) et sa structure est similaire à la quatrième. Il commence également par le rubidium alcalin Rb et se termine par le gaz inerte xénon Xe. Les longues périodes incluent des éléments de transition (Y - Cd) - ré-éléments.

La sixième période se compose de 32 éléments (Cs - Rn). Sauf 10 ré-éléments (La, Hf - Hg) il contient une rangée de 14 F-éléments (lanthanides) - Ce - Lu

La septième période n'est pas terminée. Il commence par Francium Fr, on peut supposer qu'il contiendra, ainsi que la sixième période, 32 éléments déjà trouvés (jusqu'à l'élément avec Z = 118).

Tableau périodique interactif

Si vous regardez tableau périodique et tracez une ligne imaginaire commençant au bore et se terminant entre le polonium et l'astate, puis tous les métaux seront à gauche de la ligne et les non-métaux à droite. Les éléments directement adjacents à cette ligne auront les propriétés des métaux et des non-métaux. On les appelle métalloïdes ou semi-métaux. Il s'agit du bore, du silicium, du germanium, de l'arsenic, de l'antimoine, du tellure et du polonium.

Droit périodique

Mendeleev a donné la formulation suivante de la loi périodique : « les propriétés des corps simples, ainsi que les formes et propriétés des composés d'éléments, et donc les propriétés des corps simples et complexes formés par eux, dépendent périodiquement de leur poids atomique. "
Il existe quatre principaux modèles périodiques :

Règle de l'octet déclare que tous les éléments ont tendance à gagner ou à perdre un électron afin d'avoir la configuration à huit électrons du gaz noble le plus proche. Parce que les orbitales externes s et p des gaz rares sont complètement remplies, ce sont donc les éléments les plus stables.
Énergie d'ionisation C'est la quantité d'énergie nécessaire pour détacher un électron d'un atome. Selon la règle de l'octet, lorsqu'on se déplace le long du tableau périodique de gauche à droite, il faut plus d'énergie pour détacher un électron. Par conséquent, les éléments du côté gauche de la table ont tendance à perdre un électron et du côté droit - à le gagner. L'énergie d'ionisation la plus élevée pour les gaz inertes. L'énergie d'ionisation diminue en descendant le groupe, car les électrons de faible énergie ont la capacité de repousser les électrons des niveaux d'énergie plus élevés. Ce phénomène est nommé effet de blindage... En raison de cet effet, les électrons externes sont moins fermement liés au noyau. En se déplaçant le long de la période, l'énergie d'ionisation augmente progressivement de gauche à droite.

affinité électronique- un changement d'énergie lors de l'acquisition d'un électron supplémentaire par un atome d'une substance à l'état gazeux. Au fur et à mesure que le groupe se déplace vers le bas, l'affinité électronique devient moins négative en raison de l'effet de blindage.

Électronégativité- une mesure de la force avec laquelle il a tendance à attirer les électrons de l'autre atome qui lui est associé. L'électronégativité augmente lors de l'emménagement tableau périodique de gauche à droite et de bas en haut. Il faut se rappeler que les gaz rares n'ont pas d'électronégativité. Ainsi, l'élément le plus électronégatif est le fluor.

Sur la base de ces concepts, nous examinerons comment les propriétés des atomes et de leurs composés changent dans tableau périodique.

Ainsi, dans une dépendance périodique, il existe de telles propriétés d'un atome associées à sa configuration électronique: rayon atomique, énergie d'ionisation, électronégativité.

Considérons l'évolution des propriétés des atomes et de leurs composés en fonction de la position dans tableau périodique des éléments chimiques.

La non-métallicité de l'atome augmente en se déplaçant dans le tableau périodique de gauche à droite et de bas en haut... Concernant les propriétés basiques des oxydes sont réduites, et les propriétés acides augmentent dans le même ordre - en se déplaçant de gauche à droite et de bas en haut. Dans ce cas, les propriétés acides des oxydes sont d'autant plus fortes que l'état d'oxydation de l'élément le constituant est élevé.

Par période de gauche à droite propriétés de base hydroxydes affaiblir, la force des bases augmente le long des principaux sous-groupes de haut en bas. De plus, si le métal peut former plusieurs hydroxydes, alors avec une augmentation de l'état d'oxydation du métal, propriétés de base les hydroxydes sont affaiblis.

Par période de gauche à droite la force des acides oxygénés augmente. Lors du déplacement de haut en bas au sein d'un groupe, la force des acides contenant de l'oxygène diminue. Dans ce cas, la force de l'acide augmente avec une augmentation de l'état d'oxydation de l'élément formateur d'acide.

Par période de gauche à droite la force des acides anoxiques augmente. En se déplaçant de haut en bas au sein d'un groupe, la force des acides anoxiques augmente.

Catégories ,

Le tableau périodique des éléments chimiques est une classification des éléments chimiques créée par D.I.Mendeleev sur la base de la loi périodique découverte par lui en 1869.

D. I. Mendeleïev

Selon la formulation moderne de cette loi, les éléments ayant des propriétés similaires sont périodiquement répétés dans une série continue d'éléments disposés dans l'ordre croissant de la charge positive des noyaux de leurs atomes.

Le tableau périodique des éléments chimiques, présenté sous forme de tableau, se compose de périodes, de lignes et de groupes.

Au début de chaque période (sauf pour la première) se trouve un élément aux propriétés métalliques prononcées (métal alcalin).

Légende de la table des couleurs : 1 - signe chimique de l'élément ; 2 - nom; 3 - masse atomique (poids atomique); 4 - numéro de série ; 5 - répartition des électrons sur les couches.

Au fur et à mesure que le nombre ordinal de l'élément, égal à la valeur de la charge positive du noyau de son atome, augmente, les propriétés métalliques s'affaiblissent progressivement et les propriétés non métalliques augmentent. L'avant-dernier élément de chaque période est un élément aux propriétés non métalliques prononcées () et le dernier est un gaz inerte. En période I il y a 2 éléments, en II et III - 8 éléments chacun, en IV et V - 18 chacun, en VI - 32 et en VII (période inachevée) - 17 éléments.

Les trois premières périodes sont appelées petites périodes, chacune d'elles se compose d'une rangée horizontale ; le reste - en grandes périodes, dont chacune (à l'exclusion de la période VII) se compose de deux rangées horizontales - paire (supérieure) et impaire (inférieure). Seuls les métaux se trouvent dans les rangées paires des grandes périodes. Les propriétés des éléments de ces lignes changent peu avec l'augmentation du numéro de série. Les propriétés des éléments dans les rangées impaires de grandes périodes changent. Au cours de la période VI, le lanthane était suivi de 14 éléments, aux propriétés chimiques très similaires. Ces éléments, appelés lanthanides, sont répertoriés séparément sous le tableau principal. Les actinides, qui sont des éléments suivant l'actinium, sont présentés dans le tableau de manière similaire.

Il y a neuf groupes verticaux dans le tableau. Le numéro de groupe, à de rares exceptions près, est égal à la valence positive la plus élevée des éléments de ce groupe. Chaque groupe, à l'exclusion du zéro et du huitième, est subdivisé en sous-groupes. - principal (situé à droite) et secondaire. Dans les principaux sous-groupes, avec une augmentation du numéro de série, les propriétés métalliques des éléments augmentent et les propriétés non métalliques des éléments s'affaiblissent.

Ainsi, les propriétés chimiques et un certain nombre de propriétés physiques des éléments sont déterminées par la place qu'un élément donné occupe dans le tableau périodique.

Les éléments biogéniques, c'est-à-dire les éléments qui composent les organismes et y jouent un certain rôle biologique, occupent la partie supérieure du tableau périodique. Les cellules occupées par des éléments qui constituent la majeure partie (plus de 99%) de la matière vivante sont colorées en bleu, les cellules occupées par des microéléments (voir) sont colorées en rose.

Le tableau périodique des éléments chimiques est la plus grande réalisation de la science naturelle moderne et une expression vivante des lois dialectiques les plus générales de la nature.

Voir aussi, Poids atomique.

Le tableau périodique des éléments chimiques est une classification naturelle des éléments chimiques, créée par D.I.Mendeleev sur la base de la loi périodique découverte par lui en 1869.

Dans la formulation originale, la loi périodique de D. I. Mendeleev stipulait: les propriétés des éléments chimiques, ainsi que les formes et les propriétés de leurs composés, dépendent périodiquement de la valeur des poids atomiques des éléments. Plus tard, avec le développement de la théorie de la structure de l'atome, il a été montré qu'une caractéristique plus précise de chaque élément n'est pas le poids atomique (voir), mais la valeur de la charge positive du noyau de l'atome du élément, égal au nombre ordinal (atomique) de cet élément dans le système périodique de DIMendeleev ... Le nombre de charges positives dans le noyau d'un atome est égal au nombre d'électrons entourant le noyau d'un atome, puisque les atomes dans leur ensemble sont électriquement neutres. A la lumière de ces données, la loi périodique est formulée comme suit : les propriétés des éléments chimiques, ainsi que les formes et propriétés de leurs composés, dépendent périodiquement de l'amplitude de la charge positive des noyaux de leurs atomes. Cela signifie que dans une série continue d'éléments, disposés dans l'ordre des charges positives croissantes des noyaux de leurs atomes, des éléments ayant des propriétés similaires seront périodiquement répétés.

La forme tabulaire du tableau périodique des éléments chimiques est présentée sous sa forme moderne. Il se compose de périodes, de lignes et de groupes. La période est une rangée horizontale séquentielle d'éléments disposés dans l'ordre croissant de la charge positive des noyaux de leurs atomes.

Au début de chaque période (sauf pour la première) se trouve un élément aux propriétés métalliques prononcées (métal alcalin). Ensuite, à mesure que le numéro de série augmente, les propriétés métalliques s'affaiblissent progressivement et les propriétés non métalliques des éléments augmentent. L'avant-dernier élément de chaque période est un élément aux propriétés non métalliques prononcées (halogène) et le dernier est un gaz inerte. La première période est constituée de deux éléments, le rôle d'un métal alcalin et d'un halogène est ici joué simultanément par l'hydrogène. Les périodes II et III comprennent chacune 8 éléments, nommés par Mendeleev comme typiques. Les périodes IV et V ont chacune 18 éléments, VI-32. La période VII n'est pas encore terminée et se reconstitue avec des éléments créés artificiellement; il y a actuellement 17 éléments dans cette période. Les périodes I, II et III sont appelées petites, chacune d'elles se compose d'une rangée horizontale, IV-VII sont grandes: elles (à l'exception de VII) comprennent deux rangées horizontales - paires (supérieures) et impaires (inférieures). Dans les rangées paires de grandes périodes, seuls les métaux sont trouvés et le changement des propriétés des éléments d'une rangée de gauche à droite est faiblement exprimé.

Dans les séries impaires de grandes périodes, les propriétés des éléments de la série changent de la même manière que les propriétés des éléments typiques. Dans la rangée paire de la période VI, après le lanthane, il y a 14 éléments [appelés lanthanides (voir), lanthanides, éléments des terres rares], similaires en propriétés chimiques au lanthane et entre eux. Une liste d'entre eux est donnée séparément sous le tableau.

Les éléments suivants actinium - actinides (actinides) sont écrits séparément et répertoriés sous le tableau.

Il y a neuf groupes le long des lignes verticales dans le tableau périodique des éléments chimiques. Le numéro de groupe est égal à la valence positive la plus élevée (voir) des éléments de ce groupe. Les exceptions sont le fluor (cela n'arrive que négativement monovalent) et le brome (il n'est pas heptavalent); de plus, le cuivre, l'argent, l'or peuvent présenter une valence supérieure à +1 (Cu-1 et 2, Ag et Au-1 et 3), et parmi les éléments du groupe VIII, seuls l'osmium et le ruthénium ont une valence de + 8. Chaque groupe, à l'exception du huitième et du zéro, est divisé en deux sous-groupes : le principal (situé à droite) et le secondaire. Les sous-groupes principaux comprennent des éléments typiques et des éléments de grandes périodes, dans les secondaires - uniquement des éléments de grandes périodes et, de plus, des métaux.

En termes de propriétés chimiques, les éléments de chaque sous-groupe d'un groupe donné diffèrent significativement les uns des autres, et seule la valence positive la plus élevée est la même pour tous les éléments d'un groupe donné. Dans les principaux sous-groupes, de haut en bas, les propriétés métalliques des éléments sont renforcées et les propriétés non métalliques sont affaiblies (par exemple, le francium est un élément aux propriétés métalliques les plus prononcées et le fluor est non métallique). Ainsi, la place d'un élément dans le système périodique de Mendeleev (numéro de série) détermine ses propriétés, qui sont la moyenne des propriétés des éléments voisins verticalement et horizontalement.

Certains groupes d'éléments ont des noms spéciaux. Ainsi, les éléments des principaux sous-groupes du groupe I sont appelés métaux alcalins, groupe II - métaux alcalino-terreux, groupe VII - halogènes, éléments situés derrière l'uranium - transuraniens. Les éléments qui font partie des organismes, participent aux processus métaboliques et ont un rôle biologique prononcé, sont appelés éléments biogéniques. Tous occupent la partie supérieure de la table de D.I.Mendeleev. Ce sont principalement O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg et Fe qui constituent l'essentiel de la matière vivante (plus de 99%). Les places occupées par ces éléments dans le tableau périodique sont colorées en bleu clair. Les éléments biogéniques, très peu nombreux dans l'organisme (de 10 -3 à 10 -14 %), sont appelés microéléments (voir). Les cellules du système périodique, colorées en jaune, contiennent des oligo-éléments dont l'importance vitale pour l'homme a été prouvée.

Selon la théorie de la structure des atomes (voir Atome), les propriétés chimiques des éléments dépendent principalement du nombre d'électrons dans la couche externe d'électrons. Le changement périodique des propriétés des éléments avec une augmentation de la charge positive des noyaux atomiques s'explique par la répétition périodique de la structure de la couche externe d'électrons (niveau d'énergie) des atomes.

En petites périodes, avec une augmentation de la charge positive du noyau, le nombre d'électrons sur la couche externe augmente de 1 à 2 en période I et de 1 à 8 en périodes II et III. D'où le changement des propriétés des éléments dans la période du métal alcalin au gaz inerte. La couche externe d'électrons, contenant 8 électrons, est complète et énergétiquement stable (les éléments du groupe zéro sont chimiquement inertes).

Dans de grandes périodes en rangées paires, avec une augmentation de la charge positive des noyaux, le nombre d'électrons sur la couche externe reste constant (1 ou 2) et la deuxième couche est remplie d'électrons à l'extérieur. D'où la lente évolution des propriétés des éléments en rangées paires. Dans des séries impaires de grandes périodes, avec une augmentation de la charge nucléaire, la couche externe se remplit d'électrons (de 1 à 8) et les propriétés des éléments changent de la même manière que pour les éléments typiques.

Le nombre de couches électroniques dans un atome est égal au nombre de période. Les atomes des éléments des sous-groupes principaux ont sur les couches externes le nombre d'électrons égal au numéro de groupe. Les atomes des éléments des sous-groupes secondaires contiennent un ou deux électrons sur les couches externes. Ceci explique la différence dans les propriétés des éléments des sous-groupes principal et secondaire. Le numéro de groupe indique le nombre possible d'électrons pouvant participer à la formation de liaisons chimiques (valence) (voir Molécule), c'est pourquoi ces électrons sont appelés valence. Pour les éléments des sous-groupes latéraux, la valence n'est pas seulement les électrons des couches externes, mais aussi des avant-derniers. Le nombre et la structure des couches d'électrons sont indiqués dans le tableau périodique des éléments chimiques ci-joint.

La loi périodique de DI Mendeleev et le système qui en découle sont extrêmement importants dans la science et la pratique. La loi et le système périodiques ont été à la base de la découverte de nouveaux éléments chimiques, de la détermination précise de leurs poids atomiques, du développement de la théorie de la structure des atomes, de l'établissement des lois géochimiques de la répartition des éléments dans la croûte terrestre, et le développement d'idées modernes sur la matière vivante, dont la composition et les régularités associées sont conformes au système périodique. L'activité biologique des éléments et leur contenu dans l'organisme sont également largement déterminés par la place qu'ils occupent dans le système périodique de Mendeleev. Ainsi, avec une augmentation du numéro de série dans un certain nombre de groupes, la toxicité des éléments augmente et leur teneur dans le corps diminue. La loi périodique est une expression vivante des lois dialectiques les plus générales du développement de la nature.