II Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА (МОДИФИКАЦИЯ)
Антипова Ю.К.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 Паспорт проектной работы

Название проекта: (модификация) Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева

Авторы проекта: 1) Антипова Юля, ученица 8Б класса

2) Фишер Ольга Викторовна, учитель химии

Целевая аудитория: учащиеся 5-11классов

Цели проекта: модифицировать ПСХЭ Д.И.Менделеева, (дополнить информацией о свойствах химических элементов и ученых открывших данные химические элементы.)

Задачи проекта: 1) Найти информацию о уже существующих таблицах ПСХЭ.

2) Подобрать материал о каждом химическом элементе.

3) Дополнить информацией Периодическую систему химических элементов Д.И.Менделеева.

Результат проекта: баннер « Периодическая система химических элементов» (модифицированная).

План проектной работы:

Этапы

Дата

Планируемый результат

Подготовительный

сентябрь

  1. Собрана информация о существующих видах ПСХЭ.

  2. Определены цели и задачи, результат.

Поисковый

Октябрь-ноябрь

  1. Подобран материал о физических свойствах и открытии химических элементов .

Технологический

Декабрь-январь

  1. Модифицированная таблица химических элементов, созданная в компьютерной программе Microsoft Word .

Заключительный

Февраль

  1. Баннер «Периодическая система химических элементов» (модификация)

  2. Презентация проекта

Механизм реализации проекта: анализ и систематизация знаний о химических элементах, модификация ПСХЭ Д.И.Менделеева

Материально-техническое обеспечение проекта: компьютер с выходом в интернет.

Введение

Изучая темы курса химии 8-11 классов, приходится часто обращаться к ПСХЭ Д.И.Менделеева. Периодическая система химических элементов дает информацию о строении элемента и о его химических свойствах. Для того, чтобы узнать о физических свойствах простого вещества, образованного химическим элементом, необходимо обращаться к учебнику или дополнительной литературе. Глядя в ПСХЭ Д.И.Менделеева, мы плохо представляем то, как выглядит, какого цвета, какого агрегатного состояния то или иное простое вещество образованное химическим элементом. Если дополнить ПСХЭ Д.И.Менделеева фотографиями простых веществ и ученых, открывших химические элементы, то она становится более информативной и интересной для восприятия и изучения. Такая таблица может быть интересна и полезна не только для учащихся старшей школы, но и для младшего и среднего звена.

Просмотрев таблицы имеющиеся на сайтах в сети интернет и печатных изданиях , мы не нашли той, которая бы максимально отражала свойства простых веществ. Этот факт нацелил нас на создание такой модифицированной таблицы. В задачи входило: 1. Поиск фотографий простых веществ, фотографий ученых открывших химические элементы и даты их открытия. 2. Дополнить Периодическую систему химических элементов найденной информацией.

История создания ПСХЭ Д.И.Менделеева.

К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно. В 1829 году Дёберейнер опубликовал найденный им «закон триад»: атомный вес многих элементов близок к среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам. Первую попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа, который разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил частое циклическое повторение химических свойств по вертикали. Обе указанные модели не привлекли внимания научной общественности.

В 1866 году свой вариант периодической системы предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, модель которого внешне немного напоминала менделеевскую, но была скомпрометирована настойчивыми попытками автора найти в таблице мистическую музыкальную гармонию. В этом же десятилетии появились ещё несколько попыток систематизации химических элементов; ближе всего к окончательному варианту подошёл Юлиус Лотар Мейер. Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов»; ещё ранее научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира.

По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».[4].

Написав на карточках основные свойства каждого элемента, Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим. Итогом работы стал отправленный в 1869 году в научные учреждения России и других стран первый вариант системы, в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам и по шести вертикальным столбцам. В 1870 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант системы, имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы.

Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото похоже на серебро и медь. Разумеется, свойства не повторяются в точности, к ним добавляются и изменения. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две — атомная масса и химическое сходство. Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеевым были предприняты очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов, несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими, оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы. В 1871 году на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма которого со временем была несколько усовершенствована.

В начале XX века с открытием строения атома было установлено, что периодичность изменения свойств элементов определяется не атомным весом, а зарядом ядра, равным атомному номеру и числу электронов, распределение которых по электронным оболочкам атома элемента определяет его химические свойства.

Дальнейшее развитие периодической системы связано с заполнением пустых клеток таблицы, в которые помещались всё новые и новые элементы: благородные газы, природные и искусственно полученные радиоактивные элементы. В 2010 году, с синтезом 117 элемента, седьмой период периодической системы был завершён, проблема нижней границы таблицы Менделеева остаётся одной из важнейших в современной теоретической химии.

Обзор имеющихся таблиц ПСХЭ Д.И.Менделеева

Периодическая система химических элементов — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году. Её первоначальный вариант был разработан Д. И. Менделеевым в 1869—1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса. Всего предложено несколько сотен вариантов изображения периодической системы. В современном варианте системы предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

Распространённее других являются 3 формы таблицы Менделеева: «короткая», «длинная» и «сверхдлинная».(приложение 1) В «сверхдлинном» варианте каждый период занимает ровно одну строчку. В «длинном» варианте лантаноиды и актиноиды вынесены из общей таблицы, делая её более компактной. В «короткой» форме записи, в дополнение к этому, четвёртый и последующие периоды занимают по 2 строчки; символы элементов главных и побочных подгрупп выравниваются относительно разных краёв клеток. Короткая форма таблицы, содержащая восемь групп элементов, была официально отменена ИЮПАК в 1989 году. Несмотря на рекомендацию использовать длинную форму, короткая форма продолжает приводиться в большом числе российских справочников и пособий и после этого времени. Из современной иностранной литературы короткая форма исключена полностью, вместо неё используется длинная форма. Такую ситуацию некоторые исследователи связывают в том числе с кажущейся рациональной компактностью короткой формы таблицы, а также с инерцией, стереотипностью мышления и невосприятием современной информации. В 1970 году Теодор Сиборг предложил расширенную периодическую таблицу элементов. Нильсом Бором разрабатывалась лестничная форма периодической системы.(приложение 2).

Сегодня существуют несколько сотен вариантов таблицы, при этом учёные предлагают всё новые варианты. Но из предложенного многообразия печатных таблиц нет той, которая наглядно бы отражала дополнительную информацию об физических свойствах и ученых открывших химические элементы. Конечно, существуют варианты интерактивных таблиц и они есть в продаже, но цена не позволяет приобрести их общеобразовательной школе. Поэтому мы решились на создание своего варианта информативной и оригинальной таблицы.

Этапы выполнения проекта.

Этапы

Дата

Описание этапов

Полученный результат

Подготовительный

сентябрь

1.Изучение истории создания ПСХЭ.

2.Осуществление анализа имеющихся таблиц в интернете и печатных изданиях.

  1. 1. Собрана информация о существующих видах ПСХЭ

  2. 2. Определены цели и задачи, результат.

Поисковый

Октябрь-ноябрь

Сбор информации (фотографий) простых веществ, ученых открывших тот или иной химический элемент и даты их открытия.

Подобран материал: фотографии простых веществ, фотографии ученых открывших химические элементы и выписаны даты их открытия.

Технологический

Декабрь-январь

Создание ПСХЭ в компьютерной программе Microsoft Word , дополненной информацией найденной ранее ( фотографиями, формулами молекул и датами открытия химических элементов).

Модифицированная таблица химических элементов, созданная в компьютерной программе Microsoft Word .

Заключительный

Февраль

  1. 1.Заказ баннера «Периодическая система химических элементов (модификация)».

  2. 2. Создание презентации для защиты проекта.

1.Баннер «Периодическая система химических элементов» (модификация)

2.Презентация проекта

Заключение

При выполнении проекта «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева (модификация)», мы пополнили свои знания об истории открытия химических элементов , о многообразии вариантов ПСХЭ Д.И.Менделеева. Работа над проектом помогла совершенствовать навыки поиска, анализа и систематизации информации, как при работе с печатными изданиями, так и в сети интернет. Приложив усердие, терпение и труд мы достигли своей цели. Нами создан еще один вариант Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева (приложение 3) и как нам кажется не хуже тех, что уже существуют. Таблица дополнена информацией, которая послужит учащимся основой для получения прочных знаний о простых веществах. А портреты ученых могут вызвать интерес учащихся для изучения истории открытия химических элементов и биографий этих ученых.

Список используемых источников

  1. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия/Глав.ред.В.А.Володин.-М.:Аванта+,2001.-640с.:ил.

  2. Химия: Энциклопедия химических элементов / Под ред. проф. А.М.Смолеговского.- М.: Дрофа, 2000.-432с.: ил.

  3. Химия. 8 класс: учеб. Для общеобразовательных учреждений / О.С.Габриелян. – 12-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2007. – 267, с.: ил.

  4. http://4108.ru/

  5. http://kakprosto.ru

  6. http:// alltimeades.ru

  7. http:// Wikipedia/ru

Приложение 1

Короткая форма Периодической таблицы химических элементов

Длинная форма Периодической таблицы химических элементов

Сверхдлинная форма Периодической таблицы химических элементов

Приложение 2

Лестничная форма периодической системы химических элементов

Приложение 3

периоды

Г Р У П П Ы Э Л Е М Е Н Т О В

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

1

(H)

         

1H

Водород Кавендиш

(1766)

13Al

Алюминий

Эрстед (1825)

2Не

Гелий Жансен (1868)

2

3 Li

Литий

Арфведсон (1817)

4Be

Вериллий

Воклен (1798)

5B Бор

Тенар (1808)

Углерод

Дэви (1830)

7 N

Азот

Рутерфорд (1772)

Кислород

O2 Пристли (1774)

9F

Фтор

Муассан (1898)

10Ne

Неон

Рамзай (1898)

3

11Na

Натрий

Дэви (1807)

12 Mg

Магний

Дэви (1808)

13Al

Алюминий

Эрстед (1825)

14Si

Кремний

Берцелиу (1823)

15 P

Фосфор

Бранд (1669)

16 S

Сера

VIII в.

17Cl

Хлор

Шееле (1774)

18Ar

Аргон

Рамзай(1894)

4

19K

Калий

Дэви (1807)

20Ca

Кальций

Дэви (1808)

21Sc

Скандий

Нильсон (1879)

22Ti

Титан

Клапрот (1797)

23V

Ванадий

Сефстрем (1830)

24Cr

Хром

Воклен (1797)

25Mn

Марганец

Шееле (1774)

26Fe

Железо

4-е тыс. до н. э.

27Со

Кобальт

Г.Брандт (1735)

28 Ni

Никель

Кронстедт (1751)

29Cu

Медь 3000 лет до н. э

30Zn

Цинк

VII в.

31Ga

Галий

Буабодран (1875)

32Ge

Германий

Винклер (1886)

33As

Мышьяк

XIII в.

34Se

Селен

Ган (1817)

35Br

Бром

Балар (1826)

 

36Kr

Криптон

Траверс (1898)

5

37Rb

Рубидий

Бунзен (1861)

38Sr

Стронций

Крофорд(1787)

39 Y

Иттрий

Гадолин (1794)

40 Zr

Цирконий

Клапрот (1789)

41 Nb

Ниобий

Хатчетт (1801)

42Mo

Молибден

Шееле (1778)

43 Тс

Технеций

Сегре (1937)

44 Ru

Рутений

Клаус (1844)

45 Rh

Родий

Вулластон (1804)

46 Pd

Палладий

Вулластон (1808)

47Ag

Серебро

48Сd

(1817) Кадмий

Штромейер

49 In

Индий

Райх (1863)

50 Sn

Олово

IV тыс.до н. э.

51 Sb

Сурьма

3000 лет до н. э.

52 Te

(1782) Теллур

Рейхенштейн

53I

(1811) Йод

Куртуа

 

54 Xe

(1898) Ксенон

Траверс

6

55 Cs

Цезий

Бунзен (1860)

56Ba

Барий

Шееле (1774)

57 La*

Лантан

Мосандер (1839)

72 Hf

(1923) Гафний Костер

73 Ta

Тантал

Экеберг (1802)

74W

(1781) Вольфрам

Шееле

75Re

(1828) Рений

Такке

76Os

(1804) Осмий

Теннант

77Ir

(1804) Иридий

Теннант

78PtПлатина

Лавуазье (1789)

79 Au

Золото

II тыс. до н. э.

80 Hg

Ртуть

III тыс. до н. э.

81Tl

Таллий (1861)

Крукс

82 Pb

Свинец

6400 г. до н.э.

83Bi

Висмут XV в. Н.Э.

84Pо

Полоний (1898)

Склодовская-Кюри Кюри

85At

Астат (1940)

Сегре

 

86Rn

Радон (1900)

Дорн

7

87Fr

Франций Пере

(1939)

88Ra

Радий

Кюри

89Ac

(1899) Актиний

Дебьерн

104Rf (1969) Резерфордий

Флёров

105Db

(1970) Дубний

Флёров

106Sg

Сиборгий

Сиборг (1974)

107Bh

(1981) Борий

Армбрустер

108Hs

Хассий

Звара (1984)

109Mt

(1987) Мейтнерий

Армбрустер

110Ds

Дармштадтий

 

R2O

RO

R2O3

RO2

R2O5

RO3

R2O7

RO4

 
       

RH4

RH3

RH2

RH

   

Лантаноид

58Се

(1803) Церий

Клапрот

59Pr (1885)Празеодим

Вельсба

60 Nb (1885) Неодим Вельсба

61Pm (1945) Прометий Гленденин

62Sm (1879) Самарий Буабодран

63Eu (1901) Европий Демарсе

64Gd (1886) Гадолиний Буабодран

65Tb (1843) Тербий Мосандер

66Dy (1886) Диспрозий Буабодран

67Ho (1879) Гольмий Клеве

68Er (1843) Эрбий Мосандер

69Tm(1879)Тулий Клеве

70YbИттербий Мариньяк (1878)

71Lu Лютеций Юрбен (1907)

Актиноиды

90Th (1828) Торий Берцелиус

91Pr(1885)Празеодим Вельсбах

92U (1789) Уран Клапрот

93Nq (1940) Нептуний Абельсон

94Pu (1934) Плутоний Ферми

95Am (1944) Америций Сиборг

96CmКюрий Гиорсо

97Bk (1949) Берклий Сиборг

(1950)98 KfКалифорний Сиборг

(1952)99 EsЭнштейнийГиорсо

100Fm (1952)Фермий Гиорсо

101MdМенделевий Гиорсо (1955)

102NoНобелий Флёров(1967)

103LrЛоуренсий Флёров(1965)

Периодическая система химических элементов (модифицированная)