7. évfolyam · kémia · 3.4
Feltárul az elemek rendszere
Hogyan készült el az elemek térképe, a periódusos rendszer? Döbereinertől Mengyelejevig.
Ráhangolódás
Van-e olyan fém, amely víz hatására meggyullad?
Minden kémiateremben és tankönyvben ott van egy táblázat, amely eligazít az elemek világában: ez a periódusos rendszer. Most visszatekintünk, mikor és hogyan készült el a kémia birodalmának térképe.
💥 igen — a kálium a vízen úszva lángra lobban!
🎬
Kálium a vízen (kísérlet)
sajat-kalium-viz.jpg
🗺️
Periódusos rendszer
sajat-periodusos.jpga periódusos rendszer az elemek térképe
🎬
A nátrium és a víz reakciója
realika-natrium-viz.mp4🎞️
Nátrium vízben (valódi felvétel) → Na⁺, OH⁻, H₂
realika-anim-ks5-343-natrium-vizben.swfAz első próbálkozás
Döbereiner elemhármasai
👤
Portré
sajat-dobereiner.jpgJohann Döbereiner1780–1849 · német kémikus
A 19. század elején egyre több elemet fedeztek fel, ezért felmerült az igény a rendszerezésükre. Döbereiner megfigyelte, hogy bizonyos elemhármasok (triádok) tagjai hasonlítanak fizikai és kémiai tulajdonságaikban.
🔺 ilyen hármas: lítium – nátrium – kálium, vagy klór – bróm – jód
hasonló elemek hármasokba rendezhetők
🎞️
Newlands (1865) és Döbereiner (1829) portré
realika-anim-ks5-302-newlands.swfA triád titka
A középső elem a két szélső „átlaga"
A hármas középső elemének relatív atomtömege nagyon közel esik a két szélső elem atomtömegének átlagához.
Li
lítium
7
+
Na
nátrium
23
+
K
kálium
39
→
(7 + 39) / 2 =
23
= a Na tömege!
🖼️
Triád-ábra
sajat-triad-abra.jpg
🎬
Cl–Br–I hármas
sajat-halogen-triad.jpga foszfor–arzén–antimon hármasnál is: (76,4 ≈ 74,9)
Egy hármas közelről · 3.4.1
A nátrium és a kálium
Puha, késsel is vágható fémek. Nagy reakciókészségük miatt a levegőtől elzárva, petróleumban tárolják őket.
Vízzel hevesen reagálnak, közben hidrogéngáz keletkezik. A kálium esetén a hidrogén meg is gyullad.
🖼️
Petróleumban tárolt fém
sajat-petroleum-tarolas.jpg
🎬
Nátrium reakciója vízzel
sajat-natrium-viz.jpgreakciójuk közben hidrogéngáz fejlődik
🎞️
Lítium-, nátrium-, káliumatom: egyre több héj, 1 külső elektron
realika-anim-ks4-215-litium-natrium-kaliumatom-egyre-tobb.swf🎞️
SZIMULÁCIÓ: kálium, nátrium, kalcium – petróleum alól, vágás késsel
realika-anim-ks5-358-szim-kalium-natrium-kalcium.swfKeményebb rokonok · 3.4.2
A magnézium és a kalcium
Ezeket már nem kell petróleumban tartani. Keményebb, ridegebb fémek, késsel sem vághatók.
Az oxigénnel és a vízzel lassabban, sósavval azonban hevesen reagálnak, miközben hidrogéngáz fejlődik.
🎬
Kalcium + sósav
sajat-kalcium-sosav.jpg
🎬
Magnézium + sósav
sajat-magnezium-sosav.jpga reakció hevessége elmarad a nátriumétól
A harmadik hármas · 3.4.3
A klór, a bróm és a jód
A klór sárgászöld színű, szúrós szagú, mérgező gáz. A jód sötétszürke, kristályos anyag. Fizikai tulajdonságaik nem hasonlítanak.
🧲 mégis egy csoportba tartoznak — a hasonló kémiai reakcióik miatt
🖼️
Klór és jód
sajat-klor-jod.jpg
🎬
Reakció fémmel
sajat-jod-szublimacio.jpga hasonlóság a kémiai reakciókban mutatkozik meg
A nagy áttörés · 3.4.4
Mengyelejev rendszerbe foglalja az elemeket
👤
Portré
sajat-mengyelejev.jpgD. I. Mengyelejev1834–1907 · orosz kémikus
Az 1860-as években a szentpétervári professzornak sikerült az akkor ismert 63 elemet egy jól áttekinthető rendszerbe foglalni.
Az elemeket növekvő atomtömeg szerint sorba rendezve azok tulajdonságai szakaszosan, periodikusan ismétlődnek. A hasonlókat egy csoportba rendezte.
a tulajdonságok periodikusan ismétlődnek
🎞️
Mengyelejev kártyákkal rendezi az elemeket → az első táblázat
realika-anim-ks5-303-mengyelejev-kartyakkal-rendezi-az-elemek.swfA jóslat · 3.4.5
Üres helyek a még ismeretlen elemeknek
A szabályszerűséget felismerve Mengyelejev a táblázatában üres helyeket hagyott a később felfedezendő elemeknek, sőt megjósolta azok tulajdonságait.
📜 a periódusos rendszer és Mengyelejev neve összefonódott
🖼️
Mengyelejev eredeti táblázata
sajat-mengyelejev-tabla.jpg
🎬
Az üres helyek betöltése
sajat-uresek-anim.jpga jó rendszer előre jelezte az ismeretlen elemeket
Igazolódik a jóslat
A gallium és a megjósolt sűrűség
👤
Portré
sajat-boisbaudran.jpgLecoq de Boisbaudran1838–1912 · francia vegyész
1875-ben a francia vegyész felfedezte a galliumot (hazája ókori nevéről). Mengyelejev levélben vitába szállt vele: az új fém sűrűsége nem 4,7, hanem 5,9 g/cm³ körül kell legyen.
Boisbaudran gondosabban megmérte: a sűrűség valóban 5,91 g/cm³ lett — a professzornak igaza volt!
a jóslat pontosan beigazolódott
Összefoglalás
Amit ma megtanultunk
Döbereiner
Hasonló elemeket elemhármasokba (triádokba) rendezte; a középső a szélsők átlaga.Mengyelejev
Az akkor ismert 63 elemet növekvő atomtömeg szerint rendezte — a tulajdonságok periodikusan ismétlődnek.Üres helyek
Az ismeretlen elemeknek helyet hagyott, és megjósolta a tulajdonságaikat.Gallium
Boisbaudran felfedezése igazolta a megjósolt sűrűséget (5,91 g/cm³).
🎬
Összefoglaló animáció
sajat-osszefoglalo-1.jpg
🗺️
A rendszer születése
sajat-osszefoglalo-2.jpgúj fogalmak: elemhármas · periodikus ismétlődés · periódusos rendszer
🗺️
3.4 · vége
Köszönöm a figyelmet!
Legközelebb: hogyan használjuk a periódusos rendszert?