Norqulov Mirzayusuf Ne’matulla o’g’lining

Mendeleyev davriy sistemasi, Kimyoviy elementlar davriy sistemasi - D. I. Mendeleyevning o'zi kashf etgan davriy qonun asosida tuzgan elementlar davriy sistemasi, davriy qonunning grafik ifodasi. Kimyoviy elementlar davriy sistemasi s. mavjud elementlarning hammasini bir butun qilib birlashtiradi, ular o'rtasida ob'yektiv qonuniy aloqa borligini ko'rsatadi va hali ma'lum bo'lmagan elementlarni, ularning xossalarini oldindan aytishga imkon beradi.

Mendeleyevgacha ham kimyoviy elementlarni sistemaga solishga urinib ko'rilgan (fransuz kimyogari J. Dyuma, nemis kimyogarlari I. Dyobereyner, L. Meyer, ingliz kimyogari U. Odling, amerikalik olim J. Nyulends va boshqalar).

J. Nyulends 1863 yilda elementlarni atom og'irliklari ortib borishi tartibida ketma-ket joylashtirib, har qanday elementdan hisoblaganda sakkizinchi element birinchi elementning xossalarini, muzikadagi sakkizinchi notaga o'xshash, ma'lum darajada takrorlashini topdi. Nyulends bu qonuniyatni „oktavalar krnuni" deb atadi va unga asoslanib, o'ziga ma'lum elementlarni guruh (sakkizlik)larga bo'lishga urinib ko'rdi. 1864 yilda L. Meyer kimyoviy elementlarni valentliklariga qarab olti guruhga bo'ldi.Shunday qilib, Mendeleyevdan oldin elementlarni kimyoviy o'xshashliklari asosida guruhga bo'lishdan nariga o'tilmadi.Bu olimlar har qaysi elementni boshqa elementlardan mutlakr ajralgan holda olib qarashdi. Mendeleyev, o'zidan ilgari o'tgan tadqiqotchilarning aksicha, elementlarning atom massasi qiymatlariga, fizik va kimyoviy xossalariga katta e'tibor berdi. Mavjud elementlarni atom massasi ortib borishi tartibida joylashtirib, elementlarning xossalari va ularning birikmalari ham o'sha tartibda asta-sekin o'zgarib borishini va ma'lum xossalarning o'zi elementlar qatorida davriy suratda, ya'ni bir necha elementdan keyin takrorlanishini aniqladi. Bu krnuniyat davriy qonunda o'z ifodasini topdi. Mendeleyev davriy qonunni quyidagicha ta'rifladi: oddiy moddalar (elementlar)ning xossalari, shuningdek, elementlar birikmalarining shakl va xossalari elementlarning atom massasilariga davriy ravishda bog'liq bo'ladi. U barcha elementlar bo'ysunadigan davriy qonunni to'liq namoyon qildi va ba'zi elementlar (chunonchi: berilliy, lantan, indiy, titan, vanadiy, erbiy, seriy, uran, toriy)ning o'sha vaqtda qabul qilingan atom massasini 1,5-2 marta o'zgartirish, ba'zi elementlar (kobalt, tellur, argon)ning joylashish tartibini o'zgartirish va nihoyat 11 elementning (fransiy, radiy, aktiniy, skandiy, galliy, germaniy, protaktiniy, poloniy, texnetsiy, reniy, astat) kashf qilinishi kerakligini oldindan aytib berdi.

Elementlarning xossalari kuyidagi tartibda o'zgaradi (jadvalga k,.). Faolishqoriy metall- litiydan so'ng faolligi kamrok,metall -berilliy, undan keyin kuchsizmetalloidlikxossalarga va metallarning ba'zi xossalariga ega bo'lganborturadi. Qatorda bordan keyin 4 valentli metalloid - uglerod, so'ng metalloidlik xossalari yanada ravshanroq ifodalangan azot, yaqqol metalloid - kislorod va niho-yat eng faol metalloid, yettinchi element - ftor keladi. Yuqorida aytib o'tilgan 7 ta element xossalarining qisqacha ta'rifidan ko'rinadiki, litiyda ifodalangan metallik xossalari bir elementdan ikkinchisiga utishi bilan asta-sekin zaiflashib, metalloidlik xossalari kuchayib boradi va ftorda eng yuqori darajaga yetadi. Shu bilan birga atom massasilari ortib borgan sari elementlarning kislorodga nisbatan valentligi litiyda birdan boshlab, undan keyingi har qaysi elementda muntazam suratda bittadan ortib boradi.Ftordankeyin keladigan element - neon boshqa elementlar bilan birikmaydigan inert gazdir.

Neondanso'ng (keyingi qatorda) litiyga o'xshash bir valentli metall -natriykeladi.Natriydankeyin elementlar xossalarining o'zgarib borishi tartibga qarab joylashadi, ya'ni yuqoridagi holat takrorlanadi.Darhaqiqat natriydan so'ng berilliy analogi bo'lgan magniy keladi; undan keyin alyuminiy turadi.Alyuminiy, garchi bor kabi metalloid bo'lmay, balki metall bo'lsa ham, u ba'zida metalloidlik xossalarini namoyon qiladigan elementdir.Alyuminiydan keyin ko'p jihatdan uglerodga o'xshash to'rt valentli metalloid - kremniy, undan so'ng kimyoviy xossalariga ko'ra, azotga o'xshash besh valentli fosfor, so'ngra metalloidlik xossalari kuchli ifodalangan element - oltingugurt undan keyin juda faol metalloid bo'lgan xlor, va, nihoyat, yana inert gaz - argon keladi. Ma'lum sondagi elementlardan keyin, go'yo orqaga, dastlabki nuqtaga qaytish yuz beradi; shundan keyin, ma'lum darajada, undan oldingi elementlarning xossalari xuddi o'sha tartibda, ammo sifat jihatidan farq qilgan holda takrorlanadi.

1869 yilda Mendeleyev davriy sistemaning birinchi variantini tuzdi. Bu sistemada u barcha elementlarni davrlarga bo'ldi (u paytda 63 element ma'lum bo'lib, ular 19 ta gorizontal va 6 ta vertikal qatorga joylashtirilgan edi) va xossalari bir-biriga o'xshagan, hosil qiladigan birikmalari o'xshash bo'lgan elementlarni bir-birining ostiga tushadigan qilib, bu davrlarni birining ostiga ikkinchisini joylashtirish yo'li bilan jadval tuzdi. Mendeleyev o'sha vaqtda hali ma'lum bo'lmagan elementlar uchun bush joy qoldirdi va uch elementning (u bu elementlarni ekabariy, ekaalyuminiy, ekasitsiliy deb atadi) mavjudligini aytibgina qolmasdan, balki ularning xossalarini ham oldindan aytib berdi. Bu elementlar (galliy, skandiy, germaniy) keyinchalik kashf qilindi.Ularning xossalari Mendeleyev ba-shorat kilganiday bo'lib chiqdi.Bu variant uzun davrli variant hisoblanadi.1871 yilda Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.ning ikkinchi varianti e'lon qilindi. Bu variantda uzaro o'xshash elementlar vertikal qatorlarga joylashgan bo'lib,’ qisqa davrli variant hisoblanardi.Unda 8 ta vertikal, 10 ta gorizontal qator bor edi. Bu variantga asoslanib, Mendeleyev urangacha 11 ta elementning va urandan keyin bir nechta element kashf etilishini ba-shorat qildi. Mendeleyevning davriy qonuni tajribada tasdiklandi va kimyoning rivojlanishida katta rol uynadi. Davriy sistema jadvalining hozirgi ko'rinishi keyingi yillardagi kashfiyotlar va ma'lumotlar bilan to'ldirilgan.

Ayni vaqtda davriy sistemaning 500 dan ortiq varianti chop etilgan. Ulardan eng keng tarqalgan shakllari quyidagilardir: 1) Mendeleyev taklif etgan davriy sistemaning kiska varianti (shu jadval keltirildi). 2) Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.ning shveysariyalik kimyogar A. Verner tomonidan 1905 yilda takomillashtirilgan uzun varianti. 3) Daniyalik fizik N. Bor chop etgan (1921 yil) davriy sistemaning zinapoyasimon shakli.

So'nggi yillarda ko'rinishi va amaliy jihatdan qulayligi sababli Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.ning qisqa va uzun variantilari keng kullanadi.

Ma'lum bo'lgan 109 ta element (110-elementning sintez qilinganligi haqida ma'lumotlar bor, 104-109 elementlar IUPAC tomonidan hali tasdiqlanmagan) atom massasilarning ortib borishi tartibida vertikal va gorizontal katorlarda joylashtirilgan. Vertikal qatorlar guruhlar deb nomlangan. Jadvalda I-VIII va 0 guruh mavjud. I-VII guruhlarning har biri ikki - asosiy va qo'shimcha guruhchadan iborat. Har qaysi guruhcha va guruh (VIII, 0)da joylashgan elementlar bir-biriga o'xshaydi, mas, 1 guruhning asosiy guruhchasida ishqoriy metallar, II guruhning asosiy guruhchasida - ishqoriy-yer metallar va VII guruhning asosiy guruhchasida - galogenlar va nolinchi guruhchadagi inert gazlar. Bir guruhda, asosiy yoki qo'shimcha guruhchada joylashgan elementlarning xossalari bir-biriga uxshaydi, ammo ba'zi xossalari farq qiladi.Gorizontal qatorlar davrlar deb ataladi. Birinchi 3ta (kichik) davrning har birida 2 ta, 8 ta va 8 ta element bor. 4, 5 va 6 (katta) davrlarda 18 ta, 18 ta va 32 ta element mavjud. 7 davrda 23 ta element bo'lib, u hali tugallanmagan.1940 yildan beri bu davr sun'iy yul bilan olingan radioaktiv (transuran) elementlar bilan tulib bormoqda.Bular tabiatda uchramaydi (qarangRadioaktiv elementlar). Kimyoviy xossalari va elektron kavatlarining tuzilishiga ko'ra, barcha transuran elementlar bir-biriga, shuningdek, toriy, protaktiniy, uranga o'xshaydi. Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.da aktiniydan so'ng keladigan (90-103 raqamlardagi) elementlar aktinoidlar oilasiga birlashtirilgan va jadvalda lantanoidlar (58-71 raqamdagi elementlar)dan ke-yinda joylashtirilgan. Kimyoviy xossalari va elektron kavati tuzilishiga ko'ra, bu ikkala oila birbiriga Uxshaydi. Ular III guruhga mansub. Har bir 2 ta davr, ya'ni 2 va 3, 4 va 5, 6 va tugallanmagan 7davrlardagi elementlar soni, ularning joylanish tartibi bir xil ekanligi sistemadan aniq ko'rinib turibdi. Shunga qarab 7davrdagi hali noma'lum elementlarning urnini kursatib berish mumkin.Ammo davriy sistema kaysi element bilan tugashini aytish qiyin.Sun'iy radioaktiv kimyoviy elementlarning atom massasini izotoplar tabiiy aralashmasining o'rtacha massasi deb hisoblash mumkin emas. Shuning uchun bu elementlarning kimyoviy formulasi ostidagi son boshka elementlardagi kabi uning atom massasiini emas, balki eng uzoq mavjud buladigan izotopning massa sonini kursatadi. Davriy sistemadagi elementlarning xossalari qonuniy ravishda uzgarib boradi. Mas, ishqoriy metallar guruhchasida yuqoridan pastga, ya'ni litiydan seziyga tomon metallarning elektron berish qobiliyati ortib, shu bilan birga ularning kimyoviy faolligi ham kuchayib boradi. Galogenlar guruhchasida esa, aksincha, pastda joylashgan element yuqoridagi elementga Karaganda elektronni qi-yinlik bilan biriktiradi.Demak, galogenlar guruhchasida metalloidlarning faolligi yuqoridan pastga tomon pasayib boradi.Davrlardagi qonuniyat shundayki, Ungda joylashgan elementlarga qaraganda chapda turgan elementlar elektronlarni oson yo'qotib, qi-yinlik bilan biriktiradi.Shunga muvofiq, chapdan o'ngga (faol ishqoriy metallardan yaqqol metallmaslar - galogenlarga) tomon oddiy moddalarning xossalari o'zgaradi, ayni vaqtda elementlar birikmasining xossalari ham davriy ravishda uzgarib boradi.

Mac, davrlar boshidagi elementlar asosli oksidlar va shularga to'g'ri keladigan gidroksidlar (asoslar) hosil qiladi. Tartib raqamining ortib borishiga qarab gidroksidning asos tavsifi amfoter, so'ng kislota tavsifi bilan almashadi.Guruhchalarda elementlar gidroksidlarining tavsifi yuqoridan pastga tomon kuchayib, kislota tavsifi zaiflashib boradi.Kimyoviy elementlar davriy sistemasis.ki-myoviy elementlar va birikmalarning fizikkimyoviy xossalarini o'rganishda, bu xossalar orasidagi qonuniyatlarni ochishda, yadroviy reaksiyalarni o'tkazishda hamda radioaktiv izotoplarni sintez qilish sohasidagi tadqiqotlarda qisqa va aniq ilmiy asos bo'lib xizmat qiladi^[1].

Elementlarni birinchi marta sinflashga bo‘lgan urinish fransuz olimi A.Lavuazye va Ya. Bersilius tomonidan amalga oshirilgan. Ular barcha elementlarni metall va metallmaslarga bo‘lgan edilar.

Nemis kimyogari Y.Debereyner elementlarni o‘xshash kimyoviy xossalariga ko‘ra birlashtirib elementlarning “triadalarini” hosil qildi.

1857 yilda ingliz U.Odling va fransuz E.B.Shankurtua elementlarning atom massalari ortib borishi bilan ularning kimyoviy xossalari o‘zgarishida davriylik borligini payqadilar. O‘tgan asrning 60- yillarida 64 ta kimyoviy elementlar ma’lum bo‘lib, ular qatoriga oltin, kumush, temir, mis, oltingugurt va boshqalar kirgan edi. Keyinchalik azot, kislorod, vodorod va boshqa elementlar ochildi.

1864 yilda D.Nyulendes “oktavalar” qonunini ochdi. Bu qonunga ko‘ra har bir yettita elementdan keyin elementlarning xossalari qaytarilishi kuzatildi. D.Nyulendes elmentlarning eng asosiy kattaligi sifatida ularning ekvivalent massalarini oldi. U o‘sha paytda ma’lum bo‘lgan 64 ta elementni yettidan qilib sakkizta guruhga bo‘lib chiqdi. U ba’zan bir katakka ikkita elementni joylashtirib, hali yangi elementlar ham ochilishini hisobga olmadi.

L.Meyer e’lon qilgan jadvalida o‘sha paytda ma’lum bo‘lgan 64 ta elementdan 44 tasini joylashtirib, ularni atom massasi ortib borishi va vodorodga nisbatan yuqori valentligi ortishiga ko‘ra jadvalga qo‘yib chiqdi. 1868 yilda L.Meyer davrlar ham ko‘rsatilgan yarim uzun ko‘rinishda elementlar jadvalini chop etdi. Bu jadvalga vodorod, bor, indiy, uran va ko‘pgina boshqa elementlar kiritilmagan edi. Bu jadvalda 12 ta elementning joylanishi noto‘g‘ri ko‘rsatilgan bo‘lib, bir davrda vodorod va geliyning joylanishi mutlaqo hisobga olinmagan edi.

1869 yilda rus kimyogari D.I.Mendeleyev elementlarning eng asosiy kattaligi sifatida ularning atom massasi deb hisobladi. U elementlarning bir-biriga o‘xshamaydigan tabiiy guruhlarini taqqoslab, atom massasini o‘zgarishiga qarab elementlar xossalarini davriy ravishda o‘zgarishini aniqladi. Shularga asoslangan holda D.I. Mendeleyev elementlar davriy qonunini quyidagicha ta’rifladi:

Kimyoviy elementlar va ular hosil qilgan oddiy va murakkab moddalarning xossalari shu elementning atom massasiga davriy ravishda bog‘liqdir.

Boshqalardan farqli ravishda D.I.Mendeleyev galogenlar, ishqoriy metallar, ishqoriy-yer metallarining atom massalarini o‘zgarishini ko‘rsatib, elementlarning va ularning birikmalari xossalarini davriy ravishda o‘zgarishiga alohida e’tibor berdi. Bu qonun asosida u elementlar atom massasini ortib borishiga asoslanib davriy jadval yaratdi.

1871 yilda D.I.Mendeleyev davriy sistemadagi 17 elementni davriy jadvaldagi o‘rnini atom massalari ortib borish tartibidan boshqacha bo‘lsa ham o‘zgartirdi. Keyinchalik bu tuzatishlar to‘g‘ri ekanligi ma’lum bo‘ldi. Davriy qonun va elementlar davriy jadvaliga asoslangan holda D.I.Mendeleyev oltita element hali ochilishi mumkinligini ko‘ra bildi, ularga bo‘sh joy qoldirdi, hamda ularning xossalarini tasniflab berdi. Shu orada uchta element – skandiy, galliy va germaniy ochildi. Keyinchalik bo‘lsa, qolgan elementlar ham (texnisiy, reniy va polloniy) kashf etildi. Davriy qonun asosida keyinchalik yana 20 ta yangi elementlar ochilib, kimyo fanining jadal rivojlanishiga turtki bo‘ldi.

Davriy qonun va davriy sistema atom tuzilishini jadal rivojlanishiga, atom tuzilish nazariyasi esa davriy qonunni yanada chuqur ma’noga ega bo‘lishiga sabab bo‘ldi. Keyinchalik elementlarning tartib raqami ham chuqur ma’noga ega ekanligi va u elementlarning atom yadrosini zaryadini hamda atomdagi elektronlar sonini ko‘rsatishi ma’lum bo‘ldi.

Hozirgi vaqtda D.I.Mendeleyevning elementlar davriy qonuni quyidagicha ta’riflanadi: “Elementlarning xossalari, birikmalarining shakli va xossalari ularning atom yadrolari zaryadiga davriy ravishda bog‘liqdir”.

D.I.Mendeleyevning kimyoviy elementlarning davriy qonuni va davriy sistemasi kmyo fani rivojlanishida juda katta ahamiyatga ega.

Elementlar davriy sistemasi davriy qonunning grafik tasviridir. Hozirgi paytda elementlar davriy sistemasida 118 ta element keltirilgan.

D.I.Mendeleyevning 1869 yilda taklif etgan uzun shakldagi jadvalda davrlar bir qatorga joylashgan edi. 1870 yilda D.I.Mendeleyev davriy sistemaning ikkinchi xili qisqacha shaklni e’lon qildi. Bu sistemada davrlar qatorlarga, guruhlar bo‘lsa asosiy va qo‘shimcha guruhlarga bo‘lingan.

Hozirgi paytda davriy sistemaning 500 xili ma’lum bo‘lib, ularning ichida eng ko‘p qo‘llanilayotgani D.I.Mendeleyev taklif etgan variantlar hisoblanadi. Qisqa shakldagi davriy sistemaning eng asosiy kamchiligi xossalari keskin farq qiladigan, asosiy va qo‘shimcha guruh elementlarining bir guruhda joylashganligidir. Shuning uchun ham ba’zan davriy jadvalning uzun shakli ko‘proq ishlatiladi. Ba’zan jadvaldagi lantanoidlar va aktinoidlar jadvalda alohida qatorga joylashtirilib, davriy sistema yarim uzun variantga aylantirilgan.

Davriy sistemada xossalari o‘xshash elementlar guruhlarga bo‘lingan. Elementlar davrlarga ham bo‘lingan bo‘lib davrlar ishqoriy metallardan boshlanib tipik metallmaslar bilan tugallanadi. D.I.Mendeleyevning davriy jadvalida yettita davr bo‘lib, faqat birinchi davrda ikkita element joylashtirilgan (vodorod va geliy). Qolgan davrlar ishqoriy metallardan boshlanib, inert gaz bilan tugallanadi. 2- va 3- davrlar kichik davrlar hisoblanadi va ularda 8 tadan element joylashgan. 4-, 5-, 6- davrlar bo‘lsa katta davrlar deyiladi. 4- va 5- davrlarda 18 tadan element bor bo‘lgan holda, 6-davrda 32 element joylashtirilgan. Oxirgi 7-davr tugallanmagan davr hisoblanib, bu davrda unda hozir 24 ta element keltirilgan. Bu davr tugallanishi uchun unga yana 10 ta element yetishmaydi.

6-davrdagi elementlar tarkibiga 14 ta element kiritilgan bo‘lib, ular lantanoidlar deyiladi. Bu elementlar lantandan keyin keladigan elementlar, ular o‘xshash kimyoviy xossalarga ega. Shunga o‘xshash 7-davrga 14 element- aktinoidlar kiritilgan. Bu elementlarning barcha xossalari aktiniyga o‘xshaydi. Ba’zan aktinoidlarning xossalari lantanoidlarga ham o‘xshab ketadi.

Elementlar davriy jadvalida vertikal joylashgan elementlar qatori kimyoviy xossalari o‘xshash bo‘lib, ular guruhlar deyiladi. Guruhlar asosiy(A) va qo‘shimcha(B) guruhlarga bo‘lingan. Davriy jadvalda guruhlar soni 18 ta. Bosh guruhcha elementlari kichik davrlardan, qo‘shimcha guruh elementlari katta davrlardan boshlangan. Ko‘pchilik bosh va qo‘shimcha guruh elementlari orasida kimyoviy o‘xshashlik va o‘ziga xos tafovutlar uchraydi.

Barcha elementlar ichida vodorod o‘ziga xos xossaga ega bo‘lganligi tufayli u davriy jadvalda ham I guruhga ham 17-guruhga joylashtirilgan. Vodorod xossalari jihatidan metallarga ham o‘xshab ketadi, galogenlar bilan birikmalar hosil qiladi. Metallar bilan hosil qiladigan birikmalarda bo‘lsa metallmaslarga o‘xshaydi.

I va II s blok elementlari (18 guruhdagi geliy ham) s- elementlar, qolgan 13-18 guruh elementlari p-oila elementlari hisoblanadi. d-elementlar katta davrda joylashgan.

Litiydan ftorga qarab elementlarning metallik xossalari kamayib, metallmaslik xossalari ortib boradi. Nodir gazlar tipik metallmaslar bilan metallarni ajratuvchi chegara hisoblanadi. Birinchi davrdagina shunday qonuniyat kuzatilmaydi.

Davriy sistemaning hozirgi zamon shakli kimyoviy elementlarning elektron strukturasiga asoslanadi. Davrlar nomeri bosh kvant son qiymatiga mos keladi. Jadvaldagi bloklarda s-,p- energetik qavatlarning elektron to‘lishi e’tiborga olinadi. Guruhlar nomeri tashqi qavatdagi valent elektronlar bilan bog‘langan. IUPAC tavsiyasiga ko‘ra nomerlash 1 dan 18 gacha belgilangan. S va d-elementlarda elektronlar 18 tagacha borishi, p- elementlarda esa tashqi qavatdagi elektronlar guruh nomerini 10 dan ayirib toppish mumkin.d-blok elementlarida valent qavatdagi elektronlar n s va (n-1)d orbitallardagi elektronlardan tashkil topgan. Masalan, xromda d-5 va s-1 , maksimal valenlik 6, skandiyda 1 ta d- va 2 s elektronlar hisobiga uch, p-blok elementlarida bo‘lsa s-va p-elektronlar yig‘indisi hisobga olinadi: oltingugurt uchun s-2 va p-4- umumiy olti valentli bo‘ladi.

Katta davrlarda elementlarning xossalari kichik davrdagilardan ko‘ra sust o‘zgaradi.