tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn mendeleev

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ TÌM HIỂU LỊCH SỬ XÂY DỰNG BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN MENDELEEV Luận văn tốt nghiệp Ngành : SƯ PHẠM VẬT LÝ – TIN HỌC Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ths GVC Hoàng Xuân Dinh Võ Đức Yến Ngọc Mã số SV: 1110252 Lớp: SP Vật lý – Tin học Khóa: 37 Cần Thơ, năm 2014 Lời Cảm Ơn Trong suốt trình học tập hoàn thành luận văn này, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu quý Thầy, Cô, anh chị bạn Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Thạc sĩ – Giảng viên Hoàng Xuân Dinh người thầy kính mến hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin gửi đến quý Thầy, Cô Bộ môn Vật lý nói riêng trường Đại học Cần Thơ nói chung tận tình giảng dạy, dìu dắt em suốt bốn năm học lời biết ơn chân thành Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô hội đồng chấm luận văn Cảm ơn thư viện Khoa Sư phạm trường Đại học Cần Thơ cung cấp cho em nhiều tài liệu liên quan đến luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn thiện Song hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên khó tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn học Cuối em kính chúc quý Thầy, Cô dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Trân trọng kính chào! Sinh viên thực Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích đề tài Giới hạn đề tài Phương pháp phương tiện thực Các bước thực Phần NỘI DUNG Chương 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 1.1 Những nguyên tố khám phá 1.2 Những dự kiến hệ thống hóa trước Mendeleev 1.2.1 Ý tưởng 1.2.2 Quy tắc tam tử 1.2.3 Mô hình đinh vít A Béruyer De Chancuortois 1.2.4 Quy tắc bát tử 1.2.5 Sự biến đổi tuần hoàn nguyên tử theo khối lượng nguyên tử Mayer Chương 2: SỰ SÁNG LẬP ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN 2.1 Phương án 2.2 Phương án thứ hai Quá trình phát định luật tuần hoàn 10 2.2.1 Quá trình phát định luật tuần hoàn 10 2.2.2 Các tiên đoán Mendeleev kiểm nghiệm 13 Chương 3: BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN MENDELEEV 15 3.1 Cấu trúc hệ thống tuần hoàn nguyên tố 15 3.1.1 Các chu kỳ 15 3.1.2 Nhóm 16 3.1.3 Phân nhóm 16 3.1.4 Số thứ tự nguyên tử nguyên tố (Ô) 17 3.2.Những quy luật thay đổi tính chất nguyên tố 17 3.2.1 Quy luật biến thiên tính chất nguyên tố chu kỳ 17 3.2.2 Quy luật biến thiên tính chất nguyên tố nhóm 17 Chương 4: QUÁ TRÌNH BỔ SUNG BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 18 4.1 Đưa nguyên tố khí trơ vào hệ thống tuần hoàn 18 GVHD: Ths GVC Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev 4.2 Chế tạo phát nguyên tố 19 4.2.1 Tecnơxi ( Tc) 19 4.2.2 Prômêti (Pm) 19 4.2.3 Atatin (At) 20 4.2.4 Franxi (Fr) 20 Chương 5: CÁC NGUYÊN TỐ MỚI 21 5.1 Các nguyên tố siêu Urani 21 5.1.1 Neptuni (Np) (1940) 21 5.1.2 Plutoni (Pu) (1940) 22 5.1.3 Amerixi (Am) (1945) Curi (Cm) (1944) 23 5.1.4 Nguyên tố Beckeli (Bk) (1950) Califoni (Cf) (1950) 24 5.2 Các nguyên tố phóng xạ nhân tạo 24 5.2.1 Nguyên tố Ensteni (Es) Fecmi (Fm) 24 5.2.2 Nguyên tố Menđelevi (Md) 25 5.2.3 Nguyên tố 102 (1963 – 1966) 26 5.2.4 Nguyên tố 103 (1961) 27 5.2.5 Nguyên tố Kusatovi (Ku – 1964) 28 5.2.6 Nguyên tố 105 (1970) 28 5.2.7 Nguyên tố 106 (1974) nguyên tố 107 (1976) 29 5.2.8 Nguyên tố 108 (1984) nguyên tố 109 (1982) 29 5.3 Các nguyên tố khám phá 30 5.3.1 Nguyên tố hoá học thứ 110 mang tên Darmstattium 30 5.3.2 Nguyên tố hóa học thứ 111 30 5.3.3 Nguyên tố 112 30 5.3.4 Nguyên tố 113 31 5.3.5 Nguyên tố 114 nguyên tố thứ 116 33 5.3.6 Nguyên tố 115 thực tồn 34 5.3.7 Nguyên tố 117 34 5.3.8 Nguyên tố thứ 118 – số phận long đong 35 5.3.9 Nguyên tố siêu nặng 119 nguyên tố 120 36 Chương 6: Ý NGHĨA CỦA BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN MENDELEEV 37 6.1 Vỏ electron 37 GVHD: Ths GVC Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev 6.1.1 Mô hình hành tinh nguyên tử 37 6.1.2 “Hàm sóng vật chất” viết cho trạng thái dừng electron nguyên tử 39 6.1.3 Cơ học lượng tử việc giải phương trị riêng toán 40 6.1.4 Các đại lượng đặc trưng trạng thái electron nguyên tử giá trị số lượng 41 6.1.5 Nguyên lý Pauli 42 6.1.6 Cấu hình electron nguyên tử 43 6.2 Cấu trúc hạt nhân nguyên tử 44 6.2.1 Mẫu hạt nhân Ivanencô – Hayxenbec 44 6.2.2 Cấu trúc hạt nhân X 46 6.2.3 Năng lượng liên kết hạt nhân 46 6.2.4 Các chu kỳ bảng tuần hoàn 49 Phần KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC GVHD: Ths GVC Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Phần MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Một thành tựu vĩ đại lịch sử phát triển khoa học nhân loại phát định luật tuần hoàn nhà bác học Dmitri Ivanovich Mendeleev Ông trải qua bao gian nan, thử thách gặp nhiều khó khăn việc tìm tòi khám phá quy luật nguyên tố hóa học Sự phân loại nguyên tố hóa học dựa vào định luật tuần hoàn mà Mendeleev thể dạng hệ thống tuần hoàn, đóng vai trò quan trọng việc nghiên cứu tính chất nguyên tố hóa học phát triển sau thuyết cấu tạo chất Những người nghi ngờ bảng hệ thống tuần hoàn luôn tìm cách công vào sơ hở, điểm thiếu sót bảng hệ thống tuần hoàn Nhưng không mà bảng hệ thống tuần hoàn tính tổng quát mà thông qua thúc đẩy phát triển nhảy vọt Ngày nay, học sinh phổ thông có số kiến thức bảng hệ thống tuần hoàn Khi nhìn vào đó, tưởng tượng công trình vĩ đại với cống hiến vô hạn nhà bác học Ngược dòng thời gian, kỷ trước, bảng hệ thống tuần hoàn “cái đó” đầy bí ẩn, chí thần bí, gây hoang mang, tranh luận sôi giới khoa học Lịch sử chọn lựa phân loại cách chặt chẽ, kỹ điều người tìm thấy sáng tạo Sự xác kỳ lạ trở thành quen thuộc bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev cho thấy công trình khổng lồ nhà bác học việc nhận biết phát trước biến đổi chất, mà công trình giúp cho việc dự đoán trực giác vĩ đại tồn định luật mới: “Định luật tuần hoàn tính chất nguyên tố hóa học” Để hiểu nỗi gian truân vất vả Mendeleev cống hiến cho thành tựu mà người thừa hưởng Chúng ta tìm lịch sử hình thành xây dựng bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, ý nghĩa vật lý Một thành công lớn vật lý học nguyên tử giải thích nguyên nhân tính chất tuần hoàn xếp nguyên tố ô bảng Vật lý học nguyên tử giải thích đầy đủ ý nghĩa “con số” ghi ô: số thứ tự, khối lượng nguyên tử, số khối, số cột, số hàng (chu kỳ) Song song với phát triển định luật Mendeleev ngành vật lý học phát triển rầm rộ Phần sau viết vận dụng kiến thức vật lý, đặc biệt học lượng tử để giải thích cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn cách chặt chẽ Với lý định chọn đề tài “Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev” làm đề tài nghiên cứu MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu, tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Đồng thời, khám phá nguyên tố hóa học phát sau GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu dựa lý thuyết túy nghiên cứu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN Nghiên cứu đề tài dựa sở tham khảo, phân tích tổng hợp nguồn tài liệu có liên quan sách, báo, internet,… Từ đưa nhận xét, đánh giá chung trao đổi với giáo viên hướng dẫn GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev CÁC BƯỚC THỰC HIỆN Bước 1: Nhận đề tài Bước 2: Tìm hiểu tài liệu viết đề cương Bước 3: Phân tích, tổng hợp tài liệu, tiến hành viết luận văn Bước 4: Nộp luận văn cho giáo viên hướng dẫn luận văn Bước 5: Hoàn chỉnh luận văn Bước 6: Bảo vệ luận văn GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Phần NỘI DUNG Chương 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 1.1 NHỮNG NGUYÊN TỐ ĐẦU TIÊN ĐƯỢC KHÁM PHÁ Các nguyên tố khám phá từ bao giờ? Đó điều mà muốn biết Vậy điểm qua vài nét nguyên tố qua thời đại Kể từ người biết dùng lửa lần lịch sử mình, họ để lại đống than Chính nhờ nó, họ làm họa lên vách hang động Ở thời kỳ đồ đá, người biết lấy đá gọt đẽo thành công cụ Họ chế tạo đồ dùng từ đất sét mà biết hợp chất nhôm silic oxi Đến thời đại đồng đen, họ tạo đồng đen nhờ trộn đồng thiếc với Họ thu chì nhờ trình lấy quặng trộn với than ném vào đống lửa Đồng thời họ thu thủy ngân tinh khiết cho kinova (thủy ngân sunfur) đun nóng Thời đại đồ sắt hàng nghìn năm trước công nguyên, người ta khám phá hợp kim sắt Và buổi bình minh nghề luyện kim, xuất sắt thước đo đánh giá trình độ văn minh người thời Dần dần họ ý đến nguyên tố; họ không hoài nghi đụng chạm đến nguyên tố Ta nhận xét phương pháp làm chủ yếu họ dùng lửa (nhiệt) Rồi họ biết cacbon dạng than đá, đến lưu huỳnh, vàng, bạc… Như vậy, trước công nguyên, loài người biết nguyên tố hóa học, họ biết chế tạo sử dụng chúng cách hoàn toàn có ý thức Các nguyên tố (được viết theo kí hiệu hóa học Bezeliuxo) là: C (cacbon) Cu (đồng) Sn (thiếc) S (lưu huỳnh) Ag (bạc) Hg (thủy ngân) Fe (sắt) Au (vàng) Pb (chì) Đây xem bậc thang cho việc phát nguyên tố tương lai Nó đóng vai trò quan trọng sống người Trước thời kì trung cổ người chưa làm đáng kể việc tách nguyên tố hóa học Thế nhưng, thời kỳ này, xuất nhà giả kim thuật Sự có mặt họ đóng góp không nhỏ vào việc phát nguyên tố Các loại axit sáng tạo quan trọng họ Họ làm hàng loạt phát minh suốt kỉ (từ kỉ XII đến kỉ XIV) họ khám phá nguyên tố hóa học quan trọng: Asen (As), Antimon (Sb), Bismut (Bi) Plantin lần tìm thấy Mexico vào kỉ XVI Vẫn chưa xác định người khám phá số 13 nguyên tố phổ biến kỉ XVII Đến cuối kỉ XVII, kẽm tách dạng tinh khiết rõ nguồn gốc Năm 1669, Photpho - theo tiếng Hi Lạp có nghĩa “chất mang ánh sáng” - khám phá Hamburg (Đức) Hennig Brand (một nhà giả kim thuật đồng thời thương gia) thu từ cặn khô nước tiểu Năm 1735, Coban phát Georg Brandt Tiếp theo đó, năm 1766, Henry Cavendish khám phá Hyđrô nhờ quan sát bọt khí phát (“khí cháy”) GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev để miếng kim loại tiếp xúc với axit Mặc dù ông sai lầm cho hiđrô hợp chất thủy ngân (và axít), ông miêu tả nhiều thuộc tính hiđrô cẩn thận Vào năm 70 kỉ XVII, Daniel Rutherford coi người phát Nitơ Năm 1774, Giôdep Prixtơli điều chế khí oxi nghiên cứu tính chất quan trọng Ông lấy hợp chất thủy ngân màu đỏ cho vào ống nghiệm dùng thấu kính (do ông sáng chế ra) để đốt nóng Ông nhận thấy chất khí thoát trì cháy tốt Như vậy, đến năm 70 kỉ XVIII, loài người biết 20 nguyên tố hóa học Trong vòng 25 năm tiếp theo, loài người khám phá thêm 11 nguyên tố Đầu kỉ XIX, Kali Natri Humphry Davy khám phá cách đun nóng chảy Kali Hyđroxit Natri Hyđroxit cho dòng điện chạy qua Năm 1808 phát thêm hàng loạt nguyên tố Năm 1817, loài người biết gần 50 nguyên tố Đến năm 1869, tổng cộng có 63 nguyên tố tìm 1.2 NHỮNG DỰ KIẾN HỆ THỐNG HÓA TRƯỚC MENDELEEV Nhiều nguyên tố tìm ra, lại vấn đề quan trọng liệu xếp chúng theo quy luật, trật tự định đó, nhằm tìm tính chất chung phân loại đơn chất, hợp chất không? Đây vấn đề quan trọng giải nhiều câu hỏi như: Còn có nguyên tố chưa tìm không? Những nguyên tố có tính chất tương tự nhau, liệu ứng dụng chúng thực tiễn có hay không? Chính yêu cầu khiến cho nhà hóa học thời thúc đẩy tư để xếp nguyên tố lại Và có nhiều quy luật đưa 1.2.1 Ý tưởng Nhà bác học người Pháp Lavoadiê tiến hành vào cuối kỉ XVIII Lúc Lavoadiê biết 33 “ thực thể đơn giản” ông phân chúng làm loại: - Các chất khí “flut” ( ánh sáng nhiệt lượng) - Các kim - Các kim loại - Đất Dĩ nhiên phân loại thô sơ, khởi đầu cho nhiều cố gắng khác, mà cố gắng tăng lên theo mức độ phát minh ngày nhiều nguyên tố 1.2.2 Quy tắc tam tử Năm 1817, Johann Dobereiner nhận thấy trọng lượng nguyên tử Sr rơi vào khoảng trọng lượng Ca Ba - hai nguyên tố hóa học có tính chất tương đồng với 12 năm sau, ông lại quan sát thấy quy luật nhóm halogen (Cl, Br, I) nhóm kim loại kiềm (Li, Na, K), từ quan sát ông chia số nguyên tố phát trước thành nhóm nguyên tố gọi chúng “bộ ba” (tam tử) Tính chất chứa đựng “bộ ba” nguyên tố nằm có tính chất trung bình cộng tính chất hai nguyên tố nằm cạnh nó, thứ tự nguyên tố xếp theo tăng dần trọng lượng nguyên tử GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Hình 1.1: Quan niệm “bộ ba” Johann Dobereiner Quan niệm “bộ ba” không chấp nhận phát nhóm gồm nguyên tố (nhóm halogen: O, S, Se, Te) hay nguyên tố (đồng đẳng nitơ: N, P, As, Sb, Bi) 1.2.3 Mô hình đinh vít A Béruyer De Chancuortois Hình 1.2: Mô hình đinh vít A Béruyer De Chancuortoi Thập kỉ 60 - 70 kỉ XIX, quan niệm tuần hoàn tính chất nguyên tố (ở trạng thái đơn nguyên tử, đơn phân tử hay hợp chất) đời, đánh dấu mốc tư logic nhà hóa học Đi tiên phong cho quan niệm A Béruyer De Chancuortois (1862), ông có nhận định nguyên tố có liên quan mặt tính chất với Ông dùng mô hình đinh vít để xếp nguyên tố với Trong mô hình nguyên tố “họ” nằm đường sinh hình trụ chia thành 16 đơn vị, số gắn khối lượng oxi GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev - Với n = 2; l = : lớp 2p (lớp thuộc lớp L) Số electron tối đa lớp: S = 2n2 6.1.6 Cấu hình electron nguyên tử Để viết cấu hình electron nguyên tử người ta dựa vào quy tắc: - Quy tắc Kleskovski: Lần lượt xếp điện tử vào phân lớp từ phân lớp có mức lượng thấp trước, phân lớp đủ điện tử mà dư điện tử xếp vào phân lớp có mức lượng cao Lần lượt điện tử vào phân lớp (n+l) lớn dần Nếu hai phân có số (n+l) ưu tiên điện tử vào phân lớp có n nhỏ trước Sau giản đồ cách nhớ để vận dụng quy tắc Kleskovski: - Quy tắc Hund: Khi phải xếp điện tử vào obitan tương đương như: obitan p, obitan d, obitan f điện tử vào obitan tương đương với spin chiều trước Sau tất obitan tương đương chứa môt điện tử mà dư điện tử tiếp điện tử thứ hai vào obitan với spin ngược chiều Ví dụ: xếp phân tử vào phân lớp p ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ sai sai - Quy ước: + Điện tử vào obitan có số lượng tử sz = + , điện tử thứ nhì vào có số lượng tử spin sz = - + Với phân lớp có nhiều obitan tương đương như: phân lớp p có obitan, phân lớp d có obitan, phân lớp f có obitan electron phân lơp chiếm obitan có số lượng tử số từ m nhỏ trước Ví dụ 1: Điện tử Điện tử có số lượng tử: vào phân lớp 2p (n = 2, l = 1) - n = - l =1 ↑ - m= - m: - 1, - sz = + Ví dụ 2: Sắp điện tử vào phân lớp Điện tử thứ có lượng tử: 3p (n = 3, l = 1) - n=3 - l=1 ↑↓ ↑↓ ↑ - m=0 m: - 1, - sz = GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 43 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Ví dụ 3: điện tử vào phân lớp 3d ( n = 3, l = 2) ↑ ↑ ↑ ↑ m: - - 1 Điện tử thứ có số lượng tử: - n=3 - l=2 - m =1 - sz = + 6.2 CẤU TRÚC HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 6.2.1 Mẫu hạt nhân Ivanencô – Heisenberg 6.2.1.1 Ký hiệu cấu tạo thành phần hạt nhân nguyên tử Nguyên tử hệ phức tạp gồm ba loại hạt: proton, notron hạt nhân nguyên tử điện tử (electron) bao quanh hạt nhân, tạo thành đám mây điện tử nguyên tử tổ hợp Proton notron tham gia vào thành phần hạt nhân Số proton số thứ tự nguyên tố bảng hệ thống tuần hoàn lập nên điện tích chung z hạt nhân Bởi số proton số thứ tự nguyên tố z, z gọi “nguyên tử số” Nếu khối lượng proton đơn vị, khối lượng chung chúng hạt nhân đại lượng z Nếu ký hiệu khối lượng chung hạt nhân làm tròn gọi “số khối” (ký hiệu A), khối lượng notron hạt nhân hiệu (A - Z) Khi làm tròn khối lượng notron đến đơn vị, ta đến kết luận rằng: số khối hạt nhân nguyên tử hiệu (A - Z) Chẳng hạn, xem xét thành phần hạt nhân nguyên tử Urani: loại Urani có số khối 235, loại khác có số khối 238 Nói cách khác 235 238 số khối A hạt nhân loại nguyên tử này, số thứ tự Urani bảng hệ thống tuần hoàn 92 nên điện tích hạt nhân z nguyên tử Urani loại Theo điều nói hạt nhân nguyên tử Urani loại có 92 proton, notron hạt nhân Urani 235 có 235 - 92 = 143 notron, hạt nhân Urani 238 có 146 notron Hạt nhân nguyên tử nguyên tố (E) biểu diễn chung: Do hạt nhân nguyên tử Urani ký hiệu U U 6.2.1.2 Đồng vị Những dạng khác tương tự nguyên tử nguyên tố, chúng chiếm vị trí hệ thống, phân biệt với số khối gọi đồng vị (những nguyên tử vị trí) Tập hợp đồng vị nguyên tố gọi “nhóm đồng vị” 6.2.1.3 Đồng lượng Khi hai nguyên tử có số khối (A) lại nguyên tố khác (có điện tích khác nhau) Những nguyên tử hạt nhân chúng “đồng lượng” (những nguyên tử có khối lượng nhau) Ví dụ: nguyên tử Argon Ar nguyên tử Canxi Ca ; nguyên tử Urani U nguyên tử Plutoni Pu Nên nhớ hạt nhân đồng vị nguyên tố có chứa số proton nhau, số notron khác nhau, hạt nhân đồng lượng nguyên tố có chứa số proton số notron khác Nếu ví dụ đưa đồng lượng Argon có 18 proton 22 notron; đồng lượng Canxi có 20 proton 20 notron GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 44 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Thuyết thành phần hạt nhân trình bày thuyết proton - notron nhà Vật lý Liên Xô Đ.Đ.Ivanenko (Đ.Đ.Ivannenko) trình bày năm 1932 Sau lâu phát triển đầy đủ nhà bác học Đức Hayxenbec (Werrnerr Heisenberg) Thuyết đòi hỏi số giải thích bổ sung Vấn đề chỗ, proton notron thuộc hạt loại tính chất điều kiện định, biến đổi qua lại điều cho phép xem chúng hai trạng thái khác hạch tử thống - nuclon 6.2.1.4 Sự chuyển hóa loại nucleon Vì khối lượng thực hạt không gần chúng phân biệt với điện tích, nên biến đổi qua lại cần phải kèm theo tách hạt sóng cân điện tích khối lượng tách hấp thụ lượng Người ta miêu tả biến đổi qua lại chúng phương trình: n → p+ e+ v+ Q p → n+ e+ v e e ký hiệu điện tử positron, hạt có khối lượng bé bỏ qua coi Những hạt chuyển động với tốc độ lớn đẩy vật thể nhẹ; v v tương ứng với ký hiệu hạt antinơtrino nơtrino (tiếng Ý có nghĩa nơtrino nhỏ bé) Điện tích hạt không nơtrino khối lượng vô bé Như với tách lượng tự chuyển hóa thành dãy thể hạt: proton, điện tử antinơtrino Proton lại hạt nhân, điện tử antinơtrino bay khỏi hạt nhân phân rã phóng xạ bêta âm (β ) Proton chuyển thể thành dãy hạt khác notron, positron nơtrino, tự xảy Bây notron thay proton hạt nhân, chuyển hóa positron nơtrino bị bay khỏi hạt nhân Các nhà bác học gọi bay positron (phản hạt điện tử) phân rã bêta dương (β ) hạt nhân Trong chuyển hóa trình bày, thấy qui luật cân tổng spin hệ đầu hệ tạo thành (tất hạt kể đến có đại lượng spin đó) Ta vừa nói qua phân rã phóng xạ (chuyển hóa) nên cần phải nhắc đến dạng phân rã quan trọng khác, nghĩa cách biểu thị tính không bền hạt nhân Tính không bền tổ hợp proton notron tạo thành hạt nhân 6.2.1.5 Phân rã anpha Thường hạt nhân nặng bị phân rã phóng xạ anpha α Trong từ hạt nhân ban đầu tách hạt α tổ hợp bền gồm proton notron hạt nhân nguyên tử Heli Người ta ký hiệu là: Điện tích dương 2, số khối Hạt nhân “con” tạo phân rã phóng xạ tương ứng với nguyên tố đứng trước nguyên tố ban đầu hai số thứ tự Ví dụ: hạt nhân nguyên tử Rađi (Ra) có số khối 226 điện tích 88 bay hạt (He) chuyển thành hạt nhân nguyên tử Radon (Rn) có số khối 222 điện tích 86 Ra → He + Rn 6.2.1.6 Sự thâu đoạt điện tử hạt nhân Sự thâu đoạt điện tử (thâu đoạt e ) dạng quan trọng độc đáo phân rã phóng xạ, hạt nhân ban đầu chiếm điện tử gần hạt nhân GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 45 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev lớp vỏ, điện tích dương hạt nhân Z giảm đơn vị, chỗ trống điện tử vừa hấp thụ hạt nhân “lấp đầy” điện tử lớp tiếp tục Nhờ có cân thiết lập nhanh sau “rơi bậc thang”, nên với số điện tử lại lớp vỏ, ứng với điện tích hạt nhân nhỏ Sự thâu đoạt điện tử kèm theo phát tia Rơnghen kết cuối tương tự phóng xạ β Sự thâu đoạt điện tử nguyên nhân tượng bất thường cách xếp số nguyên tố bảng hệ thống tuần hoàn trái ngược với tăng khối lượng nguyên tử chúng Vì bất thường Argon - Kali giải thích đồng vị Kali vào thời gian xa xưa đại diện đồng vị trội họ đồng vị nguyên tố này, nhờ phóng xạ thâu đoạt điện tử mà chuyển hóa thành đồng vị Argon ( He ) trộn lẫn với đồng vị nhẹ ( Ar , Ar ) Do mà khối lượng nguyên tử Kali giảm dần tới gía trị ≈ 39,1 khối lượng nguyên tử Argon tăng lên đến giá trị ≈ 39,95 6.2.2 Cấu trúc hạt nhân 6.2.2.1 Điện tích hạt nhân Nếu ký hiệu số thứ tự nguyên tố bảng Mendeleev Z, điện tích hạt nhân bằng: Ze = Z 4,8 10 - 10 CGSEq = Z.1,6.10 - 19C Trong e trị số điện tích electron điện tích proton Điện tích hạt nhân đặc trưng bản, xác định tính nguyên tố Điện tích Z hạt nhân ( đơn vị e hay proton) lấy giá trị từ đến 103 (hiện tại); notron có Z = 0; hạt nhân Hiđrô (proton, đơtron, Ariton) có Z = 1, Heli có Z = 2, Menđelevi có Z = 101 6.2.2.2 Số khối Khối lượng nguyên tử biểu diễn đại lượng gần số nguyên Vì nhiều mục đích, cần biết số nguyên khối lượng, người ta đưa vào khái niệm khối lượng số A Khối lượng số A nguyên tử số nguyên gần khối lượng nhất, biễu diễn đơn vị khối lượng nguyên tử Các khối lượng số tất nguyên tử thay đổi từ A = đến A = 260 Các nguyên tử có khối lượng số nhau, điện tích Z, hạt nhân khác nhau, gọi đồng khối 6.2.2.3 Cách viết quy ước nguyên tử Để nói lên tính nguyên tử X hay hạt nhân nó, cần nêu lên khối lượng số A hay điện tích Z Ký hiệu: ZXA hay Trong đó: X ký hiệu nguyên tố A số khối hạt nhân Z nguyên tử số Nhưng ký hiệu nguyên tố có liên hệ đơn trị với Z, nên Z không cần viết Chẳng hạn đồng vị nhẹ Oxi có khối lượng số A = 16 viết: 8O16, hay O16 6.2.3 Năng lượng liên kết hạt nhân 6.2.3.1 Năng lượng liên kết hạt nhân Các nucleon liên kết tạo thành hạt nhân bền vững mà ta biết hệ liên kết phải có lượng liên kết Vậy vấn đề đặt lượng liên kết hạt nhân xác định nào? GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 46 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Ta hạt nhân đơn giản, hạt Đơtron đồng vị Hiđrô Hạt nhân tạo proton nơtron có ký hiệu (hoặc ) Khối lượng nghỉ MD = 2,01355 đvklnt Người ta thấy có tượng đặc biệt khó hiểu đây: khối lượng hạt nhân Đơtron nhỏ tổng khối lượng riêng rẽ hạt thành phần tạo Thật vậy: mp + mn = 1,00728 + 1,00867 = 2,01595 đvklnt > MD Sự chênh lệch khối lượng gọi độ hụt khối trường hợp hạt Đơtron: m = (mp + mn) – MD = 0,00240 đvklnt Hiện tượng giải thích nhờ định luật tương đối tính bảo toàn lượng Anstanh Theo định luật này, lượng khối lượng có mối liên hệ: E = m c2 Theo hệ thức trên, biến đổi lượng tương ứng với biến đổi khối lượng thỏa mãn ∆E = ∆m c Trong hạt nhân bền, proton nơtron dĩ nhiên có liên kết chặt chẽ với Do muốn phá vỡ hạt nhân để tách chúng thành hạt riêng rẽ, ta cần phải tốn lượng cung cấp từ cho hạt nhân: ứng với tăng lượng ∆ phải kèm theo tăng thêm khối lượng ∆E ∆m = c Như vậy, từ giá trị độ hụt khối ∆ , ta biết lượng cần để phá vỡ hạt nhân, giá trị phải ngược dấu với lượng liên kết nuclon mà ta gọi lượng liên kết hạt nhân: ∆W = - ∆E = −∆m c Bây ta tính xem lượng tương đương với đơn vị khối lượng nguyên tử (đvklnt) E = 1,66.10 - 27 (3.10 m/s2) đ = 1,494 10 - 10 J/đvklnt = 931,48 Mev/ đvklnt =>∆W = −0,00240.931,48 = −2,225 Mev Với hạt nhân X Độ hụt khối: ∆m = Z + (A − Z) m − M Thông thường phương pháp thực nghiệm người ta tách riêng hạt nhân để đo khối lượng MX mà đo trực tiếp khối lượng nguyên tử Vì chuyển biểu thức ∆m thành dạng thích hợp hơn: ∆m = Z + (A − Z)m − M Năng lượng liên kết: (Mev) (đvklnt) 6.2.3.2 Đơn vị khối lượng nguyên tử (AEM) Khối lượng nguyên tử hạt nhân đơn vị nhỏ người ta thống chọn đơn vị riêng để đo cho thích hợp mà không dùng đơn vị khối lượng thông thường Hiện đơn vị sử dụng (từ năm 1962) định nghĩa sau: 1đvklnt = khối lượng đồng vị C Với giá trị thực nghiệm đo là: GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 47 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev 1đvklnt = 1,6598.10 - 27kg Có nghĩa đồng vị C dùng làm đơn vị chuẩn có đơn vị có số khối lượng số nguyên thực sự: A = 12,00000 đvklnt GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 48 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev 6.2.4 Các chu kỳ bảng tuần hoàn 6.2.4.1 Hàng cột Năm 1869, Mendeleev thống kê tất nguyên tố hóa học biết bảng theo thứ tự nguyên tử số Z Đặc điểm bật hệ thống tính chất tuần hoàn nguyên tố có lý tính hóa tính giống xuất khoảng cách định, nói cách khác có chu kỳ mà ta gặp lại nguyên tố có tính chất lý hóa giống nguyên tố thấy trước Những nguyên tố có tính chất tương tự hợp thành họ nằm cột dọc Ta nêu vài họ điển hình: - Họ I gồm Hyđro (H) kim loại kiềm, nguyên tố có hoạt tính hóa học mạnh tất có hóa trị +1 - Họ VII gồm nguyên tố nhóm Halogen có hoạt tính khác hẳn kim loại có hóa trị - hợp thành phân tử lưỡng nguyên tử thể khí - Họ VIII gồm khí trơ nguyên tố hoạt tính hóa học, gần không kết hợp với nguyên tố khác, nguyên tử chúng không liên kết với để tạo thành phân tử nguyên tử khí khác Các hàng ngang bảng gọi chu kỳ có tất chu kỳ Trong chu kỳ ta gặp nguyên tố kim loại mạnh, đến kim loại yếu, tiếp nguyên tố không kim loại yếu, qua nguyên tố không kim loại mạnh kết thúc nguyên tố khí trơ Cần lưu ý họ (cột) có biến đổi đặn tính chất so với biến đổi chu kỳ rõ rệt nhiều Ví dụ tăng nguyên tử số, họ kim loại kiềm ta thấy có tăng hoạt tính hóa học Trong họ Halogen ngược lại Ngoài từ chu kỳ IV trở thấy xuất chu kỳ dãy nguyên tố chuyển tiếp nằm họ nguyên tố II III Các nguyên tố kim loại có tính chất hóa học tương tự không hoàn toàn giống nguyên tố họ Ở chu kỳ có 14 nguyên tố chuyển tiếp thể hợp thành nhóm Lantan (đất hiếm) Nhóm nguyên tố chuyển tiếp chu kỳ nguyên tố Actini (phóng xạ) 6.2.4.2 Tính chất vật lý hàng cột Quy luật tuần hoàn hệ thống nguyên tố Mendeleev rõ rệt xác Thế người ta không giải thích nguồn gốc quy luật buộc phải thừa nhận thiên tài nhà bác học Chỉ sau lý thuyết học lượng tử đời ứng dụng để nghiên cứu cấu trúc nguyên tử phức tạp bí mật hệ thống bảng tuần hoàn nguyên tố sáng tỏ Trước tiên ta xem quy luật tuần hoàn hệ thống nguyên tố có liên quan tới cấu trúc theo lớp vỏ nguyên tử nào? Nguyên lý Pauli cho biết lớp vỏ chứa số tối đa electron định Nhưng phải kể đến vai trò nguyên lý nữa, nguyên lý lượng cực tiểu Theo nguyên lý này, electron phải có xu hướng chiếm trạng thái lượng từ thấp đến cao, tức theo trật tự định phân lớp lớp có lượng tăng dần Khi l lớn phụ thuộc lượng vào có ảnh hưởng mạnh so với lượng tử số n Nguồn gốc vật lý tượng electron s (l = 0) có liên kết với hạt nhân mạnh electron d f: Thật electron có l nhỏ khả (xác suất) tìm thấy gần hạt nhân lớn, lượng liên kết lớn lượng toàn phần nhỏ Chẳng hạn mức phân lớp 4s thấp mức 3d, mức 5s thấp mức 4d mức 6s thấp mức 4f 5d… Do thứ tự phân lớp electron chiếm đầy nguyên tử là: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s,4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p… GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 49 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Như cấu trúc nguyên tử phức tạp electron chiếm hết lớp K đến L, M, N… Trái lại, ta thấy có lớp chưa bị lấp đầy mà electron bắt đầu chiếm vị trí lớp Quá trình lấp dần lớp vỏ lặp lại cho ta hình ảnh xếp tuần hoàn electron thuộc lớp vỏ Vì tính chất lý học hóa học nguyên tố hoàn toàn electron lớp vỏ định, cấu trúc tuần hoàn lớp vỏ gắn với quy luật tuần hoàn tính chất nguyên tố hệ thống Mendeleev Ta xét cụ thể nguyên tố chu kỳ Chu kỳ 1: có nguyên tố H He ứng với số electron tối đa lớp vỏ K Chu kỳ 2: Li nguyên tố xếp họ với H Nguyên tố thứ tư Be có cấu hình 1s22s2 phân lớp 2p bỏ trống (2p0) Các nguyên tố từ B (Z = 5) trở có electron làm đầy dần phân lớp 2p, Ne (Z = 10) phân lớp đầy lớp vỏ L đầy Hai nguyên tố He Ne có cấu hình điện tử giống nhau, lớp vỏ chúng đầy tạo thành liên kết bền vững, thuộc họ khí trơ hoạt tính hóa học Chu kỳ 3: nguyên tố Na (Z = 11), electron nối tiếp phải chuyển sang lớp M bắt đầu chu kỳ 3, cấu trúc lớp vỏ lặp lại với electron đơn độc: Na thuộc họ kim loại kiềm với H Li Các nguyên tố có tính chất lý, hóa giống nguyên tố đứng trước chúng chu kỳ 2, Ar (Z = 18) phân lớp 3p lấp đầy hoàn toàn Đến đây, theo lớp vỏ khả cho 10 electron thuộc phân lớp 3d nữa, electron nguyên tố K (Z = 19) phải chiếm mức lượng 4s thấp mức lượng 3d lớp vỏ N nguyên tử K lại có electron nhất: K thuộc họ kim loại kiềm chu kỳ nguyên tố Ta thấy có phù hợp xác cấu trúc tuần hoàn lớp vỏ electron nguyên tử với quy luật tuần hoàn bảng Mendeleev Chu kỳ có nguyên tố 18 (số electron tối da lớp vỏ M thứ 3) Tiếp sau nguyên tố thứ 20 (Ca) electron trở lại lấp đầy dần phân lớp 3d thuộc lớp M bên trống tạo thành nguyên tố chuyển tiếp Chu kỳ 4: có 18 nguyên tố kết thúc Kr (Z=36) có cấu hình 4p6 lấp đầy Thật electron 37 Rb chiếm mức thấp 5s, Rb trở thành nguyên tố bắt đầu chu kỳ Điều giải thích chu kỳ bảng Mendeleev có 18 nguyên tố 32 Tiếp tục cách đoán nhận trên, vào cấu hình điện tử tất nguyên tố ta thấy qui luật tuần hoàn hệ thống nguyên tố Mendeleev hoàn toàn sáng tỏ Cấu trúc tuần hoàn lớp vỏ nguyên tử cung cấp cho ta hiểu biết tính chất nguyên tố Nếu đem so sánh với nguyên tố khí trơ có lớp vỏ đầy, số nguyên tố thuộc họ kim loại kiềm có cấu trúc electron đơn độc lớp vỏ có liên kết yếu với điện tích hiệu dụng hạt nhân Ví dụ, ta so sánh Na Ar thuộc chu kỳ Ta thấy electron nguyên tử Ar chịu tác dụng điện tích hiệu dụng hạt nhân lớn lần so với điện tích hiệu dụng electron nguyên tử Na hai trường hợp electron thuộc vào lớp vỏ M GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 50 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev +11 = +18 Na +1e = +8e Ar Chính thế, nguyên tử có electron lớp vỏ dễ dàng electron này: H kim loại kiềm có hóa trị +1 Ngược lại, nguyên tử lớp vỏ thiếu electron đầy có xu hướng lấy thêm electron hút mạnh điện tích hiệu dụng hạt nhân bị che chắn: nguyên tố Halogen thuộc họ có hóa trị - Còn nguyên tố khí trơ, chúng có lớp vỏ đầy, mà ta biết tổng momen quỹ đạo momen spin electron lớp đầy không Do nguyên tử momen lưỡng cực từ nên không hấp dẫn electron khác electron không dễ dàng bị Những nguyên tố hoạt tính hóa học, bền không kết hợp với nguyên tố khác Một chứng thực nghiệm rõ rệt kết khảo sát phụ thuộc lượng ion hóa vào nguyên tử số Z nguyên tố cho thấy với giá trị Z = 2, 10, 18, 36, 51 86 đồ thị có đỉnh tăng vọt cách rõ rệt với nguyên tử số liên tiếp liền với giá trị 3, 11, 19,… đồ thị lại tụt xuống giá trị cực tiểu thấp Hình mức măng lượng ion hóa thứ Xem phụ lục Những số Z trùng cách xác với nguyên tố thuộc họ khí trơ He, Ar, Kr, Xe Rn Còn với nguyên tố tiếp liền nguyên tố khí trơ lượng ion hóa thấp, nguyên tố kim loại kiềm Li, Na, Rb… chứng tỏ nguyên tố dễ dàng để electron lớp vỏ chúng GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 51 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Phần KẾT LUẬN Nhờ vào trình nghiên cứu thực đề tài có thêm điều kiện để tìm hiểu kí hơn, sâu vào lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Đồng thời dịp mà có thêm hiểu biết nguyên tố phát thời gian gần Hiện bảng hệ thống tuần hoàn có 118 nguyên tố, có 94 nguyên tố tự nhiên (88 nguyên tố dễ tìm, nguyên tố hiếm), 24 nguyên tố nhân tạo có tính phóng xạ với chu kỳ bán rã ngắn Đề tài mạnh dạn giới thiệu cho tất người nghiên cứu hóa học rằng, muốn nghiên cứu đối tượng phải nghiên cứu bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố Mendeleev Vì sở sở hóa học, tinh hoa tri thức hóa học, phần tóm tắt ngắn gọn hóa học, đồng thời sổ tay người dẫn đường nhà hóa học vật lý học Sự sáng lập hệ thống tuần hoàn nguyên tố, Đ.I.Mendeleev trước hết đưa học thuyết nguyên tử nguyên tố lên mức độ phát triển cao Như ta biết, nhiều kỉ hai học thuyết nguyên tử nguyên tố phát triển biệt lập với lần Mendeleev hợp hai học thuyết thành Trước hết hệ thống tuần hoàn nguyên tố Mendeleev bắt buộc nhà bác học phải tiến hành công việc chỉnh lý làm xác lại khối lượng nguyên tử, thành phần công thức oxit hợp chất hiđro cao hóa trị nguyên tố Hệ thống tuần hoàn hướng cho nhà bác học tập trung cố gắng điều chế oxit (ví dụ: Fe3O4), hợp chất hiđro (ví dụ: PbH4)… tiên đoán hệ thống tuần hoàn nguyên tố Hệ thống tuần hoàn bắt buộc nhà bác học phải tìm kiếm nguyên tố Mendeleev tiên đoán cách không mù quáng mà soi sáng hệ thống tuần hoàn Ví dụ, tìm nguyên tố ô 72 (Hafini), phân tích nhiều quặng khác Nhưng có cách khác có phương hướng chắn tìm quặng Ziriconi (ô 40), nguyên tố lựa chọn “đồng bọn” cho quặng vỏ trái đất theo quy luật đạo hệ thống tuần hoàn Một ví dụ khác phát nguyên tố ô 75 (Reni) Ở theo hàng loạt dự kiến tác giả phải giả thiết giống theo đường chéo chiều ngang trội chiều thẳng đứng Vì mà họ bắt đầu tìm tìm thấy nguyên tố ô 75 quặng nguyên tố nặng lân cận thuộc chu kỳ VI nguyên tố hàng ngang với nó, cụ thể Vonfram (W) Osmi (Os), Molipden (Mo) Ruteni (Ru) quặng Mangan nguyên tố ô 75 phân nhóm Mangan Còn vấn đề quan trọng sáng lập hệ thống tuần hoàn nguyên tố Mendeleev kích thích nhà bác học phải tìm hiểu nguyên nhân, tính chất nguyên tố lặp lại cách tuần hoàn, tìm hiểu ý nghĩa vật lý khái niệm “nhóm”, “phân nhóm”, “số thứ tự nguyên tố”, “số thứ tự chu kỳ” Sự sáng lập hệ thống tuần hoàn kích động nhà bác học phải tìm hiểu nguyên nhân không phù hợp hóa trị vài nguyên tố với số thứ tự nhóm chúng, tìm hiểu nguyên nhân mà dãy 14 nguyên tố Lantani thể hóa trị chủ yếu dương (+3) Kết câu hỏi đặt cho nhà bác học từ hệ thống tuần hoàn dẫn tới hàng loạt phát minh kỳ diệu kỷ XX: chuyển hóa qua lại nguyên tố, việc tìm hiểu đường khác để thu nhận lượng vô lớn hạt nhân nguyên tử, để điều chế đồng vị nguyên tố biết từ lâu, điều chế nhân tạo nguyên tố mới, nghĩa để mở rộng bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố Chúng đưa đến tìm hiểu cấu tạo hạt nhân dẫn đến kết luận nguồn gốc tính tuần hoàn lại hạt nhân nguyên tử, tới niềm tin khả GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 52 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev tồn sáng tạo thực loại nguyên tố (phản nguyên tố, mezon nguyên tố, siêu nguyên tố) Dựa sở định luật tuần hoàn, ngày người ta nghiên cứu giải thích bất thường tính chất hợp chất riêng biệt, tạo hợp chất, hợp kim có tính chất định trước Cũng dựa hệ thống tuần hoàn mà tình hình phân bố nguyên tố vỏ Trái Đất, vũ trụ cơ thể sống trở nên rõ ràng thật mở rộng cánh cửa để vào vấn đề bao la hàng loạt ngành khoa học Viện sĩ A.E.Phesman nhận xét: “Những thành tựu nảy nở khắp chỗ, nơi mà nhà bác học ứng dụng định luật tuần hoàn Mendeleev để phân tích tượng tự nhiên” Viện sĩ Phesman nói: “những lý thuyết, khái quát quan điểm thay đổi khái niệm cũ kỹ nguyên tử điện tử Những phát minh thí nghiệm vĩ đại làm hết thiếu sót khứ, mở triển vọng vô lớn lao Tất điều đến, khỏi định luật tuần hoàn Mendeleev tồn mãi đạo cho tìm tòi mới” Nhà bác học Anh U.Ramzai gọi định luật tuần hoàn “cái địa bàn” nhà nghiên cứu, nhà bác học Đan Mạch N.Bo gọi “Ngôi đường việc nghiên cứu hóa học, vật lý, khoáng vật học kỹ thuật” Hội nghị hóa học Mendeleev lần thứ mười vào thu năm 1969 kỷ niệm trăm năm định luật tuần hoàn tổ chức Leningrat (X.Petecbua) với tham gia nhiều nhà bác học tiếng từ nước khẳng định rằng, tất phát triển hóa học lĩnh vực diễn sở hệ thống tuần hoàn, lời phát biểu Mendeleev lời tiên tri Theo mức độ phát triển khoa học, định luật tuần hoàn trở nên sâu sắc vĩ đại Ngày dựa vào hệ thống tuần hoàn nhà bác học không ngày sâu vào bí mật cấu tạo chất, mà cải tạo giới cách tích cực chế tạo nguyên tố mới, hợp chất có tính chất mong muốn từ trước Nội dung đề tài tương đối kỹ lưỡng, song khó tránh khỏi thiếu sót Một là, nguồn tài liệu cung cấp kiến thức đa dạng nên khó khăn việc tổng hợp Hai nguyên tố phát sau tranh cãi tên gọi quyên sở hữu Mong với tiến khoa học, công nghệ tiếp tục nghiên cứu, tìm hiểu sâu kỹ đề tài để tìm nguyên tố bổ sung cho bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev hoàn chỉnh GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 53 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev TÀI LIỆU THAM KHẢO N.P.Agphosin Định luật tuần hoàn hệ thống tuần hoàn nguyên tố Mendeleev NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Năm 1993 Hoàng Xuân Dinh Vật lý nguyên tử hạt nhân NXB Đại học Cần Thơ Năm 2001 Hoàng Dũng Cơ học lượng tử NXB giáo duc Năm 1999 Website http://hoahocvadoisong.webnode.vn Website http://vi.wikipedia.org/wiki/Danh sach cac nguyen to hoa hoc Website http://en.wikipedia.org/wiki/John_Alexander_Reina_Newlands Website http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/quan-sat-duoc-tinh-chat-hoa-hoc-cuanguyen-to-sieu-nang-2057610.html Website http://vi.wikipedia.org/wiki/ Website http://hoahoc.somee.com/Lich%20su%20hoa%20hoc/Ls%20bth1.html 10 Website http://vi.wikipedia.org/wiki/Bảng _ Tuần _Hoàn 11 Website http://www.khoahoc.com.vn/timkiem/nguyên+tố+hóa+học+mới/ index.aspx 12 Website http://hoahocvadoisong.webnode.vn 13 Website http://www.bachkhoatrithuc.vn/Nhung-nha-sang-tao-cho-mot-thoi-dai-khoahoc-moi/Mendeleev-va-bang-he-thong-tuan-hoan-cac-nguyen-to.htm 14 Website http://vietnamnet.vn/vn/khoa-hoc/105567/san-tim-nguyen-to-sieu-nang-119va-120.html GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev PHỤ LỤC BẢNG TUẦN HOÀN 18 CỘT (DẠNG THÔNG THƯỜNG) Chú thích Kim loại kiềm Kim loại kiềm thổ Nhóm lantan Nhóm actini Kim loại chuyển tiếp Kim loại yếu Á kim Phi kim Halogen Khí trơ Thuộc tính hóa học không rõ GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev NĂNG LƯỢNG ION HÓA THỨ NHẤT GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev DẠNG CỘT CỦA BẢNG TUẦN HOÀN, CẬP NHẬT CÁC NGUYÊN TỐ ĐƯỢC KHÁM PHÁ TỚI NĂM 2014 GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc [...]... tục tìm tòi các nguyên tố mới trong tự nhiên, dựa trên định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn không những giúp các nhà bác học trên con đường tìm chân lí mà còn giúp chỉnh lí các sai lầm và lạc hướng trong khoa học GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 14 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Chương 3: BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN... kim loại mạnh nhất GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 17 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Chương 4: QUÁ TRÌNH BỔ SUNG BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 4.1 ĐƯA NGUYÊN TỐ KHÍ TRƠ VÀO HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Một vấn đề thú vị được đưa ra là D.I .Mendeleev đã tiên đoán sự tồn tại của các nguyên tố trơ và chúng có phải là chất khí hay không? D.I .Mendeleev rất chú ý phân tích khối... Mendeleev và củng cố uy tín cho bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố do ông sáng lập Mendeleev hài lòng vì được chứng kiến sự khám phá cả 3 nguyên tố ngay lúc ông còn sống Như vậy, việc phát hiện ra Gali, Scandi, Gemani là thành công vĩ đại nhất của định luật tuần hoàn GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 13 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Mendeleev đã tiên đoán sự... cho ra tia β vừa cho ra tia α, số khối đồng vị bền hơn hết của nó bằng 223: Fr Th GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 20 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Chương 5: CÁC NGUYÊN TỐ MỚI Việc phát minh ra 4 nguyên tố còn thiếu đã cho phép hoàn thiện bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố cho đến Urani Nhưng đó chỉ là những bước đi ban đầu trên con đường tạo ra những... phát hiện Nhận thấy rằng các bảng phân loại không phản ánh hết quy luật cơ bản chung nhất của các nguyên tố mà đó chỉ là hình ảnh giả tạo về trật tự trong thế giới các nguyên tố GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 7 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Chương 2: SỰ SÁNG LẬP ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN 2.1 PHƯƠNG ÁN ĐẦU TIÊN “Thí nghiệm hệ thống các nguyên tố dựa trên nguyên... mà ngay chính tác giả chưa làm được một cách hoàn chỉnh Có lẽ các nguyên tố này rất hiếm trên Trái Đất nên nó bị phát hiện khá muộn và chưa có một nguyên tố nào được khám phá trước Mendeleev Một số nhà bác học không tin vào hệ GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 18 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev thống của D.I .Mendeleev đã cố gắng giải thích những phát minh... GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 12 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Phương án thứ hai này được xây dựng phức tạp và hiện đại hơn, nó giúp Mendeleev có khả dự đoán sự tồn tại của nhiều hơn 4 nguyên tố như ở phương án đầu tiên Đồng thời ông còn dự đoán được khả năng tồn tại của các nguyên tố sau Urani Tám nguyên tố được ông sắp xếp trong hệ thống trái hẳn... cuối bảng tuần hoàn Mendeleev lâu nay vẫn là mối quan tâm lớn của giới khoa học Lý do là ở những nguyên tố này, để không bị rơi vào hạt nhân siêu nặng, điện tử phải quay với tốc độ cực lớn trên quỹ đạo Người ta có thể so sánh quan hệ điện tử - hạt nhân của nguyên tố siêu nặng với quan hệ vệ tinh - lỗ GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 29 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn. .. GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 6 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Ông nói rằng từ Li đến Na là một chu kì của 8 nguyên tố, trên Li và Na là các chu kì khác Tuy nhiên đến chu kì thứ 4 của Co/Ni thì đã xảy ra lỗi Vậy là lại một hệ thống nữa ra đời nhưng vẫn chưa thể sắp xếp được chính xác các nguyên tố theo một trật tự nhất định, đồng nhất 1.2.5 Sự biến đổi tuần hoàn. .. 31 19 Cl 32 35 Như vậy, các nguyên tố có tính chất hóa học giống nhau được xếp hành “cột dọc” Cách sắp xếp này hoàn toàn thể hiện rõ tính tuần hoàn về tính chất các nguyên tố Chẳng hạn: GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 10 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev - Kim loại Liti giống Natri: mềm, nhẹ, cắt được bằng dao, tác dụng mãnh liệt với nước tạo thành kiềm ... chọn đề tài Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev làm đề tài nghiên cứu MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu, tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Đồng... BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 18 4.1 Đưa nguyên tố khí trơ vào hệ thống tuần hoàn 18 GVHD: Ths GVC Hoàng Xuân Dinh SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev. .. GVHD:Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh 14 SVTH: Võ Đức Yến Ngọc Tìm hiểu lịch sử xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev Chương 3: BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN MENDELEEV Chúng ta bắt đầu nghiên cứu cấu tạo bảng hệ thống