MITÄ OVAT DÖBEREINER-KOLMIAT? - KEMIA - 2025

Kolmisoinnut Döbereiner ovat kolmen ryhmissä kemikaaleja, jotka jakavat samanlaisia ominaisuuksia. Ne ovat osa 118 kemiallista alkuainetta, ja ne ovat esitettyjen reaktioiden monimuotoisuus ja niiden yhdisteet, kiehtovin näkökohta.

Elementtien luokittelun tarkoituksena on käsitellä niiden kemiallisia ominaisuuksia riittävästi ilman, että jokaiselle niistä erikseen kehitetään sääntöjä ja teorioita.

Niiden jaksollinen luokittelu on tarjonnut erittäin hyödyllisen systemaattisen kehyksen korreloida ne muutaman hyvin yksinkertaisen ja loogisen mallin mukaan.

Elementit on järjestetty systemaattisesti riveihin ja sarakkeisiin, joiden atomimäärä on kasvava, ja tilaa on varattu uusille löytöille.

Vuonna 1815 tiedettiin vain noin 30 kohdetta. Vaikka näistä ja niiden yhdisteistä oli saatavilla paljon tietoa, ei ollut selvää järjestystä.

Järjestystä yritettiin löytää useita, mutta kaiken tunnetun organisointi oli vaikeaa, joten monet tutkijat alkoivat etsiä sen ominaisuuksista mallia, joka voisi korjata tilanteen.

Döbereiner-triadien löytäminen

Tiedemies Johann Wolfgang Döbereiner teki tärkeitä havaintoja elementtien atomipainojen välisestä numeerisesta säännöllisyydestä. Hän havaitsi ensimmäisenä useiden kolmen elementin ryhmien olemassaolon, joita hän kutsui kolmoisiksi, jotka osoittivat kemiallisia samankaltaisuuksia.

Nämä elementit paljastivat tärkeän numeerisen suhteen, koska kun ne on järjestetty niiden ekvivalenttipainon tai atomipainon mukaan, keskeisen elementin paino osoittautui likimääräiseksi keskiarvoksi kolmen jäljellä olevan alkion kolmesta osasta.

Vuonna 1817 Döbereiner havaitsi, että jos tietyt elementit yhdistetään happeen binaarisissa yhdisteissä, näiden yhdisteiden vastaavien painojen välillä voitaisiin erottaa numeerinen suhde.

Döbereinerin havainnolla oli aluksi vain vähän vaikutusta kemikaalimaailmaan, mutta sitten siitä tuli erittäin vaikutusvaltainen. Nykyään häntä pidetään yhtenä jaksollisen järjestelmän kehittämisen edelläkävijöistä.

Kaksitoista vuotta myöhemmin, vuonna 1829, Döbereiner lisäsi kolme uutta kolmikkoa, jotka esitetään alla:

Halogeeniryhmä

Kloorilla, bromilla ja jodilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet ja ne muodostavat triadin. Nämä elementit ovat erittäin reaktiivisia ei-metalleja. Jos ne on lueteltu suhteellisen massan kasvavan järjestyksen mukaan, ne ovat reaktiivisuuden vähenevän järjestyksen mukaan. Bromilla on keskimääräinen atomismassa kloorin ja jodin välillä.

Keskielementin, bromin (Br) atomimassa on yhtä suuri kuin kloorin (Cl) ja jodin (I) atomimassojen keskiarvo.

Saatu keskimääräinen arvo on lähellä bromin (Br) atomimassaa.

Kemiallisten ominaisuuksien yhtäläisyydet:

1. Ne ovat kaikki ei-metalleja.
2. Ne kaikki reagoivat veden kanssa happojen muodostamiseksi (esim.: HCl, HBr, HF).
3. Niillä kaikilla on valenssi yksi (esim.: HCl, HBr, HF).
4. Kaikki ne reagoivat alkalimetallien kanssa muodostaen neutraaleja suoloja (esim. NaCl, NaBr, NaI)

Alkalimetalliryhmä

Litiumilla, natriumilla ja kaliumilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet ja ne muodostavat triadin. Nämä elementit ovat pehmeitä ja kevyitä metalleja, mutta erittäin reaktiivisia.

Jos ne on lueteltu suhteellisen atomimassan kasvavan järjestyksen mukaan, ne ovat myös reaktiivisuuden lisääntymisjärjestyksessä. Natriumilla on keskimääräinen atomismassa litiumin ja kaliumin välillä.

Keskielementin natriumin (Na) atomimassa on yhtä suuri kuin litiumin (Li) ja kaliumin (K) atomimassan keskiarvo.

Kemiallisten ominaisuuksien yhtäläisyydet:

1. Ne ovat kaikki metalleja.
2. Ne kaikki reagoivat veden kanssa muodostaen alkalisia liuoksia ja vetykaasua.
3. Niillä kaikilla on valenssi yksi (esim.: LiCl, NaCl, KCl).
4. Sen karbonaatit kestävät lämpöhajoamista.

Kalkogeeni- tai ampigeeniryhmä

Rikillä, seleenillä ja telluurilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet ja ne muodostavat triadin. Seleenillä on välituotteen massa rikkin ja telluurin välillä.

Keskielementin seleenin (Se) atomimassa on yhtä suuri kuin rikkin (S) ja telluurin (Te) keskimääräiset atomimassat.

Jälleen kerran saatu keskiarvo on lähellä seleenin (Se) atomimassaa.

Kemiallisten ominaisuuksien yhtäläisyydet:

1. Näiden alkuaineiden vetyyhdistelmät johtavat myrkyllisiin kaasuihin.
2. Jokaisella näistä elementeistä on 6 valenssielektronia.
3. Metallin ominaisuudet paranevat, kun atomiluku kasvaa.

Döbereiner huomautti myös, että kolmioiden on paljastettava kemialliset suhteet elementtien välillä sekä numeeriset suhteet ollakseen voimassa.

Toisaalta hän kieltäytyi ryhmittämästä fluoria yhdessä kloorin, bromin ja jodin kanssa, kuten hän olisi voinut tehdä kemiallisista syistä, koska hän ei löytänyt triadsuhdetta fluorin atomipainojen ja näiden muiden halogeenien välillä.

Hän ei myöskään halunnut harkita kolmioiden esiintymistä erilaisten elementtien, kuten typen, hiilen ja hapen, välillä, huolimatta siitä, että ne osoittivat merkittävää kolmijakoista numeerista suhdetta.

Dobereinerin työ keskittyi kolmion elementtien välisiin suhteisiin, mutta ei antanut mitään vihjeitä kolmioiden välisestä suhteesta.

Riittää, kun sanotaan, että Döbereinerin tutkimus vahvisti kolmioiden käsitteen voimakkaana käsitteenä, jonka monet muut kemistit ottavat pian huomioon.

Itse asiassa Döbereiner-triaatit edustivat ensimmäistä vaihetta ryhmitellä elementit pystysuorissa sarakkeissa jaksotaulukossa ja luoda siten järjestelmä, joka selittää kemialliset ominaisuudet ja paljastaa elementtien fysikaaliset suhteet.

Triadien jatkaminen

Muut kemistit laajensivat Döbereiner-triadia kattamaan enemmän kuin kolme alkuperäistä elementtiä. Esimerkiksi fluoria lisättiin triadin yläosaan, joka sisälsi klooria, bromia ja jodia.

Tuotettiin muita "kolmioita", kuten sellainen, joka sisälsi happea, rikkiä, seleeniä ja telluuria. Mutta ei ollut järjestelmää, joka korreloi heidät kokonaisuutena.

Yksi suurimmista haitoista oli, että monet suhteelliset atomimassat olivat edelleen väärin toistaiseksi.

Viitteet

1. Clugston, M. ja Flemming, R. (2000), Advanced Chemistry. New York, Oxford University Press.
2. Johann Wolfgang Döbereiner. Palautettu osoitteesta: britannica.com.
3. Sauders, N. (2010). Läpimurtoja tieteessä ja tekniikassa: Kuka keksi jaksollisen taulukon? Minnesotta, Arcturus Publishing Limited.
4. Scerri, E. (2007). Jaksollinen taulukko: sen tarina ja merkitys. New York, Oxford University Press.
5. Shyamal, A. (2008), elävä tiedekemia 10. New Delhi, Ratna Sagar P. Ltd.
6. Mikä on jaksotaulukon ryhmä 16? Kuinka näitä elementtejä käytetään? Palautettu osoitteesta: quora.com.