Dobereiner Triads • Ivan Kharitonov •งานวิทยาศาสตร์ยอดนิยมเรื่อง "Elements" • Chemistry

Triads ของ Dobereiner

ในปี ค.ศ. 1829 นักเคมีชาวเยอรมัน Johann Wolfgang Döbereinerได้พยายามจัดองค์ประกอบแรก (DI Mendeleev ได้จัดทำกฎหมายระยะ 40 ปีต่อมาในปี 1869) Döbereinerตั้งข้อสังเกตว่าองค์ประกอบบางอย่างที่คล้ายคลึงกันในคุณสมบัติทางเคมีสามารถรวมกันเป็นกลุ่มของสามซึ่งเขาเรียกว่า triads:

a) Li, Na, K
b) Ca, Sr, Ba
c) P, As, Sb
d) S, Se, Te
e) Cl, Br, I

และแม้ว่าตอนนี้เรารู้ว่าDöbereinerมีความเหมาะสมแล้ว แต่โคตรของเขาก็ตอบโต้โดยไม่กระตือรือร้นต่อข้อสันนิษฐานของเขาชี้ไปที่ความไม่เที่ยงตรงและความไม่สมบูรณ์ของระบบนี้

งาน

คิดเกี่ยวกับสิ่งที่ขัดแย้งได้Döbereiner (ในความโปรดปรานของการรวมกันเป็น triads) และสิ่งที่ฝ่ายตรงข้ามของเขาสามารถนำ (ต่อการรวมกันเช่น)? สนับสนุนสมมติฐานของคุณด้วยตัวอย่างปฏิกิริยาทางเคมีหรือสารประกอบที่เกี่ยวข้อง


ช่วย

เพื่อยืนยันความคิดของDöbereinerใส่ใจกับระดับสูงสุดของการเกิดออกซิเดชัน
ที่จะลบล้าง – พยายามที่จะพิจารณาปฏิกิริยารีดอกซ์และรัฐต่างๆในรูปแบบของสารที่เรียบง่ายหรือสารประกอบต่างๆ


การตัดสิน

1. ด้วยการยืนยันของกฎหมายทุกอย่างจะค่อนข้างง่าย

a) M = (Li, Na, K) สำหรับกลุ่มแรก,ว่าโลหะทั้งหมดเหล่านี้มีคุณสมบัติในการลดความแข็งแรงมากพอที่จะนำไฮโดรเจนไปสู่สภาวะออกซิเดชั่นได้ -1:
2M + H2 = 2MH,

และลดปริมาณไฮโดรเจนจากน้ำ:
2H2O + 2M = 2MOH + H2↑,

กับฮาโลเจนฟอร์มฟอร์มเกลือที่ละลายในน้ำ:
2 ล้าน + ฉัน2 = 2MI
2M + F2 = 2MF
2 ล้านบาท2 = 2MCl
2M + Br2 = 2MBr

ในขณะเดียวกันโลหะ ALWAYS มีสถานะออกซิเดชัน +1 หรือ 0:
2M + 2HCl (dec.) = 2MCl + H2
2M + 3H2SO4 (conc.) = 2MHSO4 + ดังนั้น2↑ + 2H2O
3M + 4HNO3 (col.) = 3MNO3 + NO ↑ + 2H2O
2M + H2 = 2MH
4M + O2 = 2 ล้าน2O
2M + S = M2S
6M + N2(เปียก) = 2 ล3ยังไม่มีข้อความ
6M + N2 = 2 ล้าน3ยังไม่มีข้อความ
2M + 2C = M2C2
4M + Si = M4ศรี
2M + 2NH3 = 2MNH2 + H2
2M + NH3 = M2NH + H2
2NH3 + 2M = 2MNH2 + H2
NH3 + 2 M = M2NH + H2.

b) M = (Ca, Sr, Ba) โลหะของกลุ่มที่สองเป็นสารลดขนาดใหญ่ แต่ไม่เป็นโลหะที่ใช้เป็นกลุ่มแรก ยังลดไฮโดรเจนจากน้ำ แต่ไม่ระเบิด:
2H2O + M = M (OH)2 + H2↑,

กับฮาโลเจนจะก่อให้เกิดสารประกอบในสถานะออกซิเดชัน +2:
M + F2 = MF2
M + Cl2 = MCl2
M + Br2 = MBr2
M + I2 = MI2.

ในหลักการโลหะของกลุ่มที่สองชอบสารประกอบในสภาวะออกซิเดชัน +2, ระดับของการเกิดออกซิเดชัน +1 เป็นสิ่งที่หายากมาก ดังนั้นในรูปของโลหะที่พวกเขาอยู่ในภาวะออกซิเดชัน 0:
2CO2 + 5 MC = MC2 + 4MO
2P (สีแดง) + 3M = M3P2
2M + O2 = 2MO
V2O5 + 5M = 2V + 5MO
Cr2O3 + 3M = 2Cr + 3MO
2CrCl3 + 3M = 2Cr + 3MCl2
M + 2H2O = M (OH)2↓ + H2
2M + H2O (ไอน้ำ) = MO + MH2
M + 2HCl (dec.) = MCl2 + H2
4M + 10HNO3 (col.) = 4M (NO3)2 + N2O ↑ + 5H2O
4M + 10HNO3 (ดีมาก) = 4M (NO3)2 + NH4NO3 + 3 ชม2O
M + H2 = MH2
2M + O2 = 2MO
M + S = MS
3M + N2 = M3ยังไม่มีข้อความ2
3M + 2P (สีแดง) = M3P2
M + 2C (แกรไฟต์) = MC2
6M + 2NH3 (g) = M3ยังไม่มีข้อความ2 + 3MH2
M + 6NH3 (g) = [M (NH3)6] (syn)
M + 2NH3 (g) = M (NH2)2↓ + H2
2As + M = MAs2
M + H2 = MH2
M + 2H2O = M (OH)2 + H2
3M + N2 = M3ยังไม่มีข้อความ2
M + 6NH3 = M (NH3)6

c) M = (P, As, Sb) ทั้งสามองค์ประกอบของกลุ่มที่สามแสดงตัวเองเป็นทั้งออกซิไดซ์และสารลด:
3Zn + 2M = Zn3M2
10NO + 4M = 5N2 + M4O10
10NO2 + 8 M = 5 N2 + 2 ล4O10
2M (แดง) + 3Ca = Ca3M2
5HNO3 (conc.) + M = H3มิสซูรี่4 + 5NO2↑ + H2ทุม

มีสถานะออกซิเดชัน -3, 0, +3, +5:
5HClO3 + 6M + 9H2O = 5HCl + 6H3มิสซูรี่4
2M + 3Cl2 = 2MCl3
2M + 8H2O = 2H3มิสซูรี่4 + 5 ชม2
3M + 5HNO3 + 2H2O = 3H3มิสซูรี่4 + 5NO
4M + 10S = M4S10.

d) M = (S, Se, Te) องค์ประกอบของกลุ่มที่สี่แสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์และการลดคุณสมบัติ:
H2 + M = H2M
2M + Br2 = M2br2
M + 3F2 = MF6,

รูปแบบของสารประกอบที่เสถียรในสภาวะออกซิเดชั่น -2, 0, +4, +6 ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ค่อนข้างมีลักษณะ:
M + H2 = H2M
2Ag + M = Ag2M
Zn + M = ZnM
Ni + M = NiM (สีดำ)
2Li + M = Li2M
2LiH + 2M = Li2M + H2M
C + 2 M = CM2
CO + M = CMO
NaCN (ตราไว้หุ้นละ) + M = NaNCM
KCN (col.) + M = KNCM
Mi + M = MiM
Mi + 2 M = MiM2
Mn + 2 M = MnM2
PbO2 + 2 M = PbM + MO2
2PbCO3 + 3M = 2PbM + 2CO2 + MO2
2NO2 + 2 M = N2 + 2MO2
4P (สีแดง) + 9M = P4M9
P4O6 + 9M = P4M6 + 3MO2
2NaH + 2M = Na2M + H2M
2NA2O2 + M = Na2มิสซูรี่3 + นา2O
P4M3 + 2 M = P4M5

e) M = (Cl, Br, I) สำหรับกลุ่มที่ห้า halogens สถานะออกซิเดชันที่ต้องการคือ -1 และ 0 แต่ยังมี +1, +3, +5, +7 สถานะออกซิเดชั่น +2, +4 ไม่เสถียร องค์ประกอบทั้งหมดนี้เป็นอโลหะและบางทีอาจเป็นชุดของสภาวะออกซิเดชั่นที่ใหญ่ที่สุด (และตามด้วยสารประกอบทั่วไปที่มีองค์ประกอบอื่น ๆ ของตารางธาตุ):
นา2SO3 + 2 นาโนเมตร + M2 = นา2SO4 + 2 นาโนเมตร + H2O
K2SO3 + 2KOH (conc.) + M2 = K2SO4 + 2KM + H2O
2Na + M2 = 2 นาโนเมตร
Zn + M2 = ZnM2
Ca + M2 = CaM2
Ba + M2 = BaM2
2Cr (ผง) + 3 ม2 = 2CrM3
2K + M2 = 2KM
2Ag + M2 = 2AgM
2Rb + M2 = 2RbM
SM + 2M2 = SMM4
2NH2OH + 2KOH (พัก) + M2 = N2↑ + 2KM + 4H2O
2NaOH (เย็น) + M2 + H2S (g) = 2NaM + S ↓ + 2H2O
M2 + 2NaOH (col.) = NaM + NaMO + H2O
3M2 + 6NaOH (m) = 5NaM + NaMO3 + 3 ชม2O
M2 + 5O3 + H2O = 2HMO3 + 5O2
5M2 + 2P (สีแดง) + 8H2O = 2H3PO4 + 10 ชม
M2 + 2Na = 2NaM
M2 + 7KrF2 = 2MF7 + 7Kr
M2 + 5 ชม2O2 (conc., mountains) = 2HMO3 + 4 ชม2O
M2 (ระงับ) + H2S (ถ.) = 2HM + S ↓
M2 + ดังนั้น2 + 2H2O = 2HM + H2SO4
HMO + M2 = M2• HMO
2Cr + 3M2 = 2CrM3 (สีดำ)
Cr + M2 = crm2 (สีแดง)
Fe + M2 = FeM2
2 อัล (ผง) + 3 ม2 = 2 ALM3
นา2CO3 (conc., mountains.) + 3M2 = 5NaM + NaMO3 + 3CO2
H2 + M2 = 2HM
M2 + AgNO3 = AgM + MNO3
M2 + H2SO3 + H2O = h2SO4 + 2HM
M2 + 10HNO3 = 2HMO3 + 10NO2 + 4 ชม2O
2M2 + 3O3 = M4O9
ยังไม่มีข้อความ2H4 + 2 ล2 = 4HM + N2

2. แต่ด้วยการปฏิเสธทุกอย่างน่าสนใจมากขึ้น

a) สำหรับกลุ่มแรกทุกสิ่งทุกอย่างค่อนข้างง่ายจำเป็นต้องพิจารณาปฏิกิริยากับออกซิเจนหรือโอโซน:

ลิเธียมจะก่อตัวออกไซด์:
4Li + O2 = 2 ลิตร2O,

โซเดียมมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดเปอร์ออกไซด์:
2Na + O2= นา2O2,

และโพแทสเซียม – superoxides หรือ superoxides:
K + O2 = KO2,
และเมื่อทำปฏิกริยากับโอโซน:
K + O3 = KO3.

ข) มีปัญหาที่สำคัญกับกลุ่มที่สอง แต่โดยทั่วไปแล้วคุณยังสามารถลองเล่นเรื่องเล็ก ๆ ได้:

แคลเซียมไม่ก่อให้เกิดโอโซนเช่น
มิสซูรี่2 + O3 = MO3 (M = Sr, Ba),

และ Ba (OH)2 ละลายได้ดีในน้ำ – ไม่เหมือนเพื่อนบ้านในกลุ่ม เนื่องจากสารอนินทรีย์ที่ละลายน้ำได้โดยทั่วไปไฮดรอกไซด์เป็นสิ่งสำคัญมาก

c) ฟอสฟอรัสในทางตรงกันข้ามกับเพื่อนบ้านในกลุ่มเป็นระบบที่มีเสถียรภาพของ tetrahedra P4 (ซึ่งแตกต่างจากสารหนูและพลวงซึ่งมีตะแกรงโลหะและยังเป็นตัวออกไซด์ที่มีเสถียรภาพ M4O6 (ซึ่งแตกต่างจากฟอสฟอรัสซึ่งทันทีที่ออกซิเจนในอากาศจาก P4O7 ถึง P4O9 – ใช่นี่ตำราเรียนอยู่)

ในโครงสร้างของออกไซด์ที่สูงขึ้นพวกเขายังแตกต่างกันมากทีเดียว: แอนติโมนมีแนวโน้มที่จะสร้างโครงสร้างรูปแปดเหลี่ยมและโครงสร้างฟอสฟอรัส – จัตุรมุข สารหนูมีรูปแบบระดับกลางซึ่งมีส่วนผสมของ octahedra และ tetrahedra

นอกจากนี้ Sb2O5 ไม่ดูดความชื้น (ไม่แสวงหาน้ำจากอากาศ) และไม่ละลายในน้ำเลย

d) กำมะถันเป็นสารที่เรียบง่ายมีเสถียรภาพในสถานะคล้ายโคโรน่า S8.

ซีลีเนียมยังเป็นสิ่งที่เรียกว่าซีลีเนียมซีลีเนียมแดงเมื่อมันลดลง8แต่มันไม่เสถียรและเข้าสู่กลุ่มพอลิเมอร์

Tellurium ก่อให้เกิดรูปแบบดังกล่าวทันที

นอกจากนี้กรด selenic ยังก่อตัวเป็นเชิงซ้อนที่มีเสถียรภาพด้วยทองคำและมีสารประกอบซึ่งแสดงสถานะออกซิเดชั่นเป็น "5+": Se2O5.

เทลลาเรียมเกลือมักเป็น orthosols นั่นคือพวกเขามีกากอยู่ในรูป TeO6(6).

นอกจากนี้ยังเป็นปฏิกิริยาของกรดกำมะถัน selenic และ telluric กับไอโอดีน:
H2SO3 + ฉัน2 = (ไม่มีปฏิกิริยา)
H2SEO3 + ฉัน2 = HIO3 + Se + H2O
H2TeO3 + ฉัน2= H4Tei4(OH)2

e) ดีที่สุดกับฮาโลเจนทุกอย่างยังเป็นที่ชัดเจนสวย:

คลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ทั่วไปไอโอดีนเป็นสารลดทั่วไปและค่อนข้างแปลกที่จะระบุว่าเป็นกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งได้อย่างรวดเร็วก่อน


เล่ม

ปัญหาของระบบการทำให้เป็นระบบและความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างมีความสำคัญในทุกด้าน ตอนนี้ที่โรงเรียนมันเป็นเรื่องปกติที่จะไปทาง "ย้อนกลับ": จากคำอธิบายของ orbitals อิเล็กทรอนิกส์เพื่อคุณสมบัติทางเคมีของสารและดังนั้นจึงไม่กี่คนที่คิดเกี่ยวกับที่ความคิดของโครงสร้างอิเล็กตรอนมาจาก เมื่อมีการจัดตั้งกฎหมายเป็นระยะ ๆ มีปัญหาหลายอย่างเกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าองค์ประกอบทั้งหมดไม่ได้ถูกค้นพบแล้วไม่ใช่องค์ประกอบทั้งหมดที่เข้าใจได้สารบริสุทธิ์หรือสารประกอบนี้เรียกว่า "องค์ประกอบเท็จ" ซึ่งโดยปกติแล้วมีองค์ประกอบของออกไซด์ที่เสถียร โดยทั่วไปทำไมทุกสิ่งทุกอย่างไม่ประกอบด้วยหลักการพื้นฐานสี่ประการเนื่องจากนักเล่นแร่แปรธาตุเคยคิด

Debereiner เป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่เดาได้ว่าจะเข้ามาใกล้การจัดระบบความรู้ของนักเคมีในสมัยนั้นได้อย่างไร เขาเข้าใจถูกต้องว่าจำเป็นต้องพิจารณาถึงการพึ่งพาคุณสมบัติทางเคมีของอะตอมน้ำหนัก และกฎของมันในสูตรดั้งเดิมอ่านได้ดังนี้: "ถ้าเราวางสามองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายกันตามลำดับของน้ำหนักอะตอมของพวกเขาน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบที่สอง (กลาง) จะเท่ากับค่าเฉลี่ยเลขคณิตของน้ำหนักอะตอมที่หนึ่งและสาม"เขาได้รับความช่วยเหลือจากนักเคมีชาวสวีเดนชื่อJöns Jakob Berzelius ซึ่งเป็นผู้สร้างต้นแบบของศัพท์ทางเคมีและสารประกอบสมัยใหม่ ในที่สุดลีโอโพลด์มิวนิลินนักเคมีชาวเยอรมันผู้ซึ่งเป็นที่รู้จักในผลงานการศึกษาเกี่ยวกับน้ำหนักอะตอมของธาตุต่างๆยืนยันข้อมูลของเขาแล้ว

แทนที่จะเป็นชื่อ "Periodic Table" ชื่อ "periodic system of elements" จะถูกนำมาใช้ในต่างประเทศซึ่งเป็นความจริงบางประการเนื่องจากนักเคมีจำนวนมากทำงานในการสร้าง แม้ว่าควรจะสังเกตว่า Mendeleev สามารถพัฒนาและหาแนวทางในการค้นหาได้มากกว่าสี่สิบปี แต่ยิ่งไปกว่านั้นเขายังคาดการณ์ว่าคุณสมบัติและมวลอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ อีกสามอย่างซึ่งยังไม่เปิดในเวลานั้นและถ้าไม่ใช่ความตายเขาอาจจะได้รับ รางวัลโนเบล


Like this post? Please share to your friends:
ใส่ความเห็น

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: