Трансформация в природе

Периодическая система элементов, созданная во второй половине Х1Х века Менделеевым, гениально отразила великий закон эволюции: от простого к сложному с повторяемостью, но на новом уровне или с неполной повторяемостью. Периодический закон звучит так: свойства элемента являются периодической функцией заряда его ядра (порядкового номера в таблице).

Удивительно прозрение Менделеева: таблица создавалась, когда считалось, что атом не делим, но объяснить все периодическое изменение свойств можно только, опираясь на теорию строения атома.

Взглянем на таблицу. В ней семь периодов и восемь групп. В горизонтальных периодах мы наблюдаем плавное изменение химических и физических свойств от элемента к элементу, от ярко выраженных металлов (например Na) к диэлектрикам и благородным газам. При переходе на новый период мы возвращаемся опять к щелочному металлу, но с несколько усиленными качествами (например К)и опять дальше движемся по горизонтальному ряду к диэлектрику.

Различие свойств, связанных с увеличением заряда ядра, наблюдается в горизонтальных периодах (количество их символическое - 7), а схожесть свойств, частичное повторение их в процессе усложнения элементов, можно наблюдать в вертикальных рядах.

Химические и физические свойства элементов объясняются строением, слагающих их атомов. Увеличение заряда ядра приводит к изменению количества электронов, вращающихся вокруг него. Электроны вокруг ядра поселяются на определенных энергетических уровнях, как на этажах многоэтажного дома. Всего этих этажей 7, причем заполнение идет с нижних этажей, как наиболее энергетически выгодных. У каждого этажа - уровня, имеются еще подуровни. Каждый уровень имеет определенное число электронов, которое может на нем поселиться. Количество электронов на внешнем уровне и определяет свойства элемента. Увеличение заряда ядра при движении вдоль периода таблицы приводит к увеличению количества электронов на внешнем уровне. Достигнув определенного предела, количество переходит в качество - скачок и начало нового уровня, начало нового набора «внешних» электронов, возврат к начальным свойствам, но с неполной повторяемостью.

У металлов на внешнем электронном уровне количество электронов значительно меньше максимального, и стремясь к совершенному внешнему уровню с энергетической точки зрения, ему легче отдать имеющееся электроны и вернуться к заполненному предыдущему электронному уровню, чем достраивать имеющийся. В диэлектрике наоборот. Небольшое недостающее число электронов, необходимых для завершения внешней электронной орбиты заставляет их жадно отнимать электроны у всех "потенциальных жертв". Причем в зависимости от номера группы (количества электронов на внешней орбите) характер связи элемента, его химические свойства меняются от стремления все отдать, не задумываясь и "голым" войти в состав соединения (металлический характер связи) до совместного владения имуществом, электронами (ковалентная связь), и как ее крайний вариант - все забрать себе.

В процессе развития элементов мы видим пример частичной повторяемости состояния объекта, но это не полная повторяемость, это только кажущийся возврат к старому. В качестве примера частичной периодичности может служить то, что каждый период начинается со щелочного металла, но более активного, чем предыдущий: натрий более активен, чем литий, а калий еще более активен, чем натрий. В направлении сверху вниз возрастают металлические свойства элементов: в каждом периоде повторяются свойства элементов предыдущего периода, но это неполное повторение. Интересно, что в направлении сверху вниз с увеличением количества электронных уровней связь между внешними электронами и ядром все более слабая, и элементы усиливают именно за счет этого свои металлические свойства, они легче отдают электроны.

<<< >>>