Таблица Менделеева: что это, как её читать и как быстро выучить

Таблицу Менделеева видел каждый школьник: она висит почти в каждом кабинете химии. Но многие до конца школы воспринимают её как набор непонятных клеток. Между тем это карта, по которой можно прочитать устройство атома, свойства элемента и даже предсказать, как он будет реагировать. Разберём, что это такое, как её читать и как выучить без зубрёжки.

Что такое таблица Менделеева

Периодическая таблица химических элементов — это способ расположить все известные элементы так, чтобы их свойства повторялись в определённом порядке. Её автор — русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев. В 1869 году он сформулировал периодический закон и представил первую таблицу, расположив элементы по возрастанию атомной массы и заметив, что свойства периодически повторяются.

Сегодня закон звучит чуть иначе: свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома. В таблице 118 элементов, последние из них получены в лабораториях искусственно.

Менделеев оставил в таблице пустые клетки для ещё не открытых элементов и описал их свойства заранее. Позже были найдены галлий, скандий и германий, и их свойства оказались близки к предсказанным. Это стало главным доказательством правоты закона.

Как устроена таблица: периоды и группы

• Период — горизонтальный ряд. Периодов семь. Номер периода равен числу электронных слоёв в атоме.
• Группа — вертикальный столбец. В короткой форме таблицы их восемь, в длинной — восемнадцать. У элементов главных подгрупп номер группы равен числу электронов на внешнем слое.
• Главная и побочная подгруппы. В короткой форме в каждой группе есть две подгруппы: главная и побочная. Главные содержат элементы малых и больших периодов, побочные — только больших.

Элементы одной главной подгруппы похожи друг на друга: у лития, натрия и калия (I группа) одинаковое число электронов на внешнем слое, поэтому все они активные металлы.

Как читать клетку элемента

В каждой клетке четыре сведения:

• символ — одна или две латинские буквы, например Fe или O;
• порядковый номер — он же заряд ядра и число протонов в нём;
• название — русское название элемента;
• относительная атомная масса — дробное число, которое обычно округляют до целого (у хлора принято 35,5).

Например, для магния Mg порядковый номер 12, а атомная масса около 24. Для натрия Na номер 11, а масса около 23. Если масса в клетке дробная, как 24,3 у магния, для расчёта нейтронов её округляют до целого.

Как найти протоны, электроны и нейтроны

Три правила решают большинство школьных задач:

• Протоны — столько же, сколько порядковый номер. У магния их 12.
• Электроны — в нейтральном атоме их столько же, сколько протонов. У магния тоже 12.
• Нейтроны — атомная масса, округлённая до целого, минус порядковый номер: 24 − 12 = 12.

Распределение электронов по слоям тоже читается по таблице. Число электронных слоёв (энергетических уровней) равно номеру периода, а на внешнем слое у главных подгрупп столько электронов, каков номер группы. Магний стоит в 3 периоде и II группе: три слоя и два электрона снаружи. Именно эти два электрона магний отдаёт при реакциях, поэтому его валентность равна II. О валентности подробнее: как определить валентность по таблице Менделеева.

Как закономерности меняются по таблице

Внутри периода слева направо металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются: каждый период, кроме первого, начинается активным металлом, а заканчивается инертным газом. Внутри главной подгруппы сверху вниз металлические свойства, наоборот, растут, а радиус атома увеличивается, потому что добавляются электронные слои. Эти два правила помогают сравнивать элементы: из двух металлов одной главной подгруппы активнее тот, что стоит ниже.

Как быстро выучить таблицу Менделеева

Зубрить 118 клеток подряд бессмысленно, а учить по частям легко. Работает такая последовательность:

• Начните с первых двадцати элементов. Они покрывают большую часть школьных задач: от водорода до кальция.
• Учите группами, а не по порядку. Выпишите в столбик щелочные металлы, галогены, инертные газы и повторяйте их как «семьи».
• Привязывайте символ к знакомому предмету. Fe — железо, Cu — медь, Au — золото, Ag — серебро; многие символы берутся из латинских названий.
• Рисуйте таблицу по памяти. Пустая сетка и карандаш работают лучше простого чтения. Сверяйтесь с образцом и исправляйте только ошибки.
• Повторяйте понемногу и каждый день. Десять минут ежедневно дают лучший результат, чем час накануне контрольной.
• Проверяйте себя карточками. На одной стороне символ, на другой название, номер и группа.

Примерный план на неделю: в первый день выучите водород, гелий и элементы второго периода, во второй — третий период, в третий и четвёртый — щелочные металлы (с калием и кальцием) и галогены, в пятый — инертные газы, в шестой повторите всё пройденное. Седьмой день отведите на проверку по пустой сетке. Такой график не перегружает и показывает, где остались пробелы.

Ещё один способ — соединять таблицу с реальными веществами. В каталоге «Химички» есть магний, цинк, железо, алюминий и сера: когда видишь вещество своими глазами, а не на картинке, символ запоминается быстрее. Для постоянной тренировки пригодится таблица Менделеева и таблица растворимости из каталога. Общий разбор школьной программы — в статье «Химия 8 класс: программа, главные темы и с чего начать».

Безопасность

Если вы знакомитесь с таблицей на примере настоящих веществ, помните простые правила:

• опыты с металлами и реактивами проводите только вместе со взрослым;
• надевайте защитные очки и перчатки, работайте в проветриваемом помещении;
• не пробуйте вещества на вкус и не нюхайте их вплотную;
• мелкие порошки и гранулы храните в закрытой таре вне досягаемости детей;
• после работы вымойте руки с мылом.

Часто задаваемые вопросы

Итог

Таблица Менделеева — не список для зубрёжки, а карта: по ней видны устройство атомов, повторяющиеся свойства и связи между элементами. Научившись читать клетку, периоды и группы, вы находите протоны, электроны и нейтроны за пару секунд, а остальное закрепляется практикой и повторением.