Номер 7, страница 36 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 4. Периодический закон и Периодическая система в свете теории строения атома. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 7, страница 36.

Условие.

7. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, рассмотрите одну из доменделеевских попыток систематизации химических элементов (триады Доберейнера, закон октав Ньюленда, спираль де Шанкартуа, таблица Л. Мейера).

Что было положено в основу описываемого вами исследования?

Почему этим учёным не удалось открыть Периодический закон?

Подготовьте доклад по выбранной вами теме.

Решение.

Решение 2.

Рассмотрите одну из доменделеевских попыток систематизации химических элементов: триады Дёберейнера

Одной из первых значимых попыток систематизации химических элементов является «закон триад», предложенный немецким химиком Иоганном Вольфгангом Дёберейнером в 1829 году. Дёберейнер обнаружил, что некоторые элементы со схожими химическими свойствами можно объединить в группы по три, которые он назвал триадами. В этих триадах он выявил математическую закономерность, связывающую их атомные массы.

Суть закономерности заключалась в том, что атомная масса среднего элемента триады приблизительно равна среднему арифметическому атомных масс двух крайних элементов. Классическими примерами триад Дёберейнера являются:

1. Щелочные металлы: Литий (Li), Натрий (Na), Калий (K).

2. Галогены: Хлор (Cl), Бром (Br), Йод (I).

3. Щелочноземельные металлы: Кальций (Ca), Стронций (Sr), Барий (Ba).

Работа Дёберейнера впервые наглядно продемонстрировала наличие связи между атомной массой и свойствами элементов, что послужило важной предпосылкой для дальнейших исследований в этом направлении.

Проведем расчет для триады галогенов, чтобы продемонстрировать эту закономерность.

Дано:

Атомная масса хлора: $A_r(\text{Cl}) \approx 35,5$
Атомная масса йода: $A_r(\text{I}) \approx 127$
Фактическая атомная масса брома: $A_r(\text{Br}) \approx 80$

Найти:

Рассчитать среднюю арифметическую атомную массу для хлора и йода и сравнить её с атомной массой брома.

Решение:

Найдем среднее арифметическое атомных масс первого и третьего элементов триады (хлора и йода): $A_{r, \text{расч.}} = \frac{A_r(\text{Cl}) + A_r(\text{I})}{2} = \frac{35,5 + 127}{2} = \frac{162,5}{2} = 81,25$

Сравним полученное расчетное значение с фактической атомной массой среднего элемента триады (брома): $81,25 \approx 80$. Как мы видим, расчетное значение очень близко к фактическому, что и подтверждает «закон триад».

Ответ: Триады Дёберейнера — это группы из трёх химически сходных элементов, в которых атомная масса среднего элемента приблизительно равна среднему арифметическому атомных масс двух других элементов.

Что было положено в основу описываемого вами исследования?

В основу исследования Иоганна Дёберейнера были положены два фундаментальных критерия:

1. Атомная масса элемента. Это была главная количественная характеристика, которую Дёберейнер использовал для поиска математических связей между элементами.

2. Химическое сходство элементов. Он объединял в триады только те элементы, которые проявляли явно выраженные общие химические свойства (например, образовывали сходные по составу и свойствам оксиды, кислоты или основания).

Таким образом, Дёберейнер пытался найти числовую закономерность, которая бы объясняла сходство свойств у определённых групп элементов.

Ответ: В основу исследования были положены атомные массы элементов и их химическое сходство.

Почему этим учёным не удалось открыть Периодический закон?

Несмотря на свою важность, работа Дёберейнера не привела к открытию Периодического закона по нескольким ключевым причинам.

Во-первых, концепция была не универсальной. «Закон триад» охватывал лишь небольшую часть известных на тот момент химических элементов. Для многих элементов (например, железа, марганца, меди, фтора) не удавалось найти подходящие триады, и они оставались вне предложенной классификации.

Во-вторых, отсутствовало понятие периодичности. Дёберейнер выявил лишь локальные закономерности внутри отдельных замкнутых групп. Его работа не раскрывала общей, всеобъемлющей картины, согласно которой свойства элементов повторяются периодически, если расположить все элементы в единый ряд по возрастанию их атомных масс.

В-третьих, концепция не обладала предсказательной силой. В отличие от периодической системы Менделеева, «закон триад» не позволял систематически предсказывать существование и свойства ещё не открытых элементов.

Таким образом, открытие Дёберейнера было гениальной догадкой и важным шагом, но являлось лишь частным случаем, а не всеобщим законом природы.

Ответ: Дёберейнеру не удалось открыть Периодический закон, поскольку его «закон триад» был не универсален (применим лишь к некоторым элементам), не отражал идею периодичности в изменении свойств всех элементов и не давал возможности предсказывать новые элементы.