Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Обычная таблица Менделеева висит на стене и молчит. Эта отвечает на вопросы: нажмите на любую клетку, и карточка расскажет, сколько у атома электронов, как они разложены по слоям, какие степени окисления он принимает и чем он похож на соседей. Здесь можно добавлять электроны по одному и смотреть, как растёт атом, сравнивать два элемента цифрами, собирать электронную конфигурацию и проверять себя в играх. А ещё здесь спрятаны истории, которые обычно не помещаются в учебник.
Если вы здесь впервые, пройдите этот маршрут. Каждая кнопка включает нужный урок прямо в таблице выше и прокручивает к ней, а потом можно вернуться сюда и читать дальше.
В 1869 году химикам было известно 63 элемента, и они выглядели как куча разрозненных фактов. Дмитрий Менделеев писал на карточках название элемента, атомную массу и главные свойства, а потом раскладывал их, как пасьянс, пытаясь найти закономерность. Есть известная легенда, что таблица приснилась ему во сне. Сам он, по воспоминаниям современников, отвечал, что думал над ней много лет, а не видел готовой.
Главной смелостью Менделеева были не клетки, а пустоты. Там, где элементы по свойствам не складывались в ряд, он оставлял место и описывал вещество, которого ещё никто не видел: его массу, плотность, формулу оксида. Он даже дал им временные имена с приставкой «эка» (на санскрите «один»): так он обозначал элемент, стоящий на одно место ниже известного в той же группе.
История с галлием. В 1875 году француз Лекок де Буабодран открыл новый металл и измерил плотность: 4,7 г/см³. Менделеев, никогда не державший этот металл в руках, написал ему, что тот ошибся и плотность должна быть около 5,9. Лекок де Буабодран очистил образец, перемерил и получил 5,9. После этого к таблице стали относиться всерьёз.
Менделеев располагал элементы по атомной массе, но иногда нарушал этот порядок ради свойств. Теллур он поставил перед йодом, хотя теллур тяжелее (по современным данным 127,6 против 126,9), потому что йод по свойствам явно галоген. Похожая пара появилась позже: аргон, открытый в 1894 году, оказался тяжелее калия, но по свойствам встал перед ним. Объяснение нашёл Генри Мозли в 1913 году: порядок в таблице задаёт не масса, а заряд ядра, то есть порядковый номер.
Сегодня в таблице 118 элементов, и седьмой период заполнен до конца. В 2016 году имена получили четыре последних элемента, среди них оганесон, названный в честь физика Юрия Оганесяна. Это второй случай в истории, когда элемент назвали именем живущего учёного.
В каждой клетке четыре вещи. Самая важная из них не символ и не масса, а маленькое число в углу: порядковый номер. Он равен числу протонов в ядре, а значит и числу электронов у нейтрального атома. Всё остальное в химии элемента вытекает из того, как эти электроны расселяются.
Символы пришли из латыни, поэтому некоторые читаются неожиданно. Водород H произносят «аш», железо Fe «феррум», медь Cu «купрум», ртуть Hg «гидраргирум». Карточка элемента подсказывает чтение, если оно отличается от русского названия.
У таблицы две формы. В длинной 18 групп, так рекомендует IUPAC. В короткой восемь групп, каждая делится на подгруппы А и Б: такую форму дают на ЕГЭ и ОГЭ. Переключатель формы в таблице показывает обе, а режим «Как на ЕГЭ» ещё и подставляет округлённые массы из справочных материалов ФИПИ, например хлор 35,5.
Положение в таблице работает как адрес, и по нему можно рассказать об атоме, не заглядывая в справочник. Номер периода равен числу электронных слоёв. У элементов главных подгрупп (А-подгрупп короткой формы) номер группы равен числу электронов на внешнем слое, и именно эти электроны участвуют в реакциях. Единственное исключение — гелий: он стоит в VIIIА, но электронов у него два.
Под карточкой есть ползунок «электронов: … из …». Двигайте его, и электроны будут заселять слои по одному, в том порядке, в каком это происходит на самом деле. Так видно, почему после 8 электронов на втором слое начинается третий, а у калия 19-й электрон уходит на четвёртый слой раньше, чем заполнится третий.
Исключение, которое любят составители задач. Палладий стоит в пятом периоде, но электронных слоёв у него всего четыре: [Kr] 4d10. Оба 5s-электрона, положенные по правилу, «ушли» на 4d, и пятый слой пуст.
Внутри атома идёт перетягивание каната. Ядро притягивает электроны, а внутренние слои заслоняют от него внешние. Отсюда два простых правила, из которых выводится большая часть школьной химии.
Вправо по периоду число слоёв не меняется, а заряд ядра растёт. Ядро тянет сильнее, атом сжимается, электроны держатся крепче. Расчётный радиус атома лития 167 пм, а у фтора в том же периоде только 42 пм. Вниз по группе добавляется новый слой, и атом раздувается: от лития к цезию радиус вырастает с 167 до 298 пм. Это расчётные радиусы по Клементи; в других справочниках (ковалентные, металлические радиусы) числа другие, но тренд тот же.
Способность атома притягивать к себе электроны в связи называется электроотрицательностью. У фтора она самая высокая, 3,98 по шкале Полинга (в уточнении Олреда), а у цезия одна из самых низких — 0,79. Металлические свойства усиливаются к левому нижнему углу, неметаллические — к правому верхнему.
Правила работают почти всегда, и тем интереснее исключения. Галлий стоит под алюминием, но его электроотрицательность выше: 1,81 против 1,61. Между ними вклинились десять d-элементов, и их электроны плохо заслоняют ядро. Блок «Соседи и тренды» под таблицей отмечает такие случаи, когда вы открываете элемент.
Слово «периодическая» в названии таблицы лучше всего объясняет один график. Под таблицей построена энергия ионизации: сколько энергии нужно, чтобы оторвать от атома один электрон. Если идти по номерам подряд, график выглядит как зубья пилы.
Пики приходятся на благородные газы: гелий (24,59 эВ), неон, аргон. Их внешний слой заполнен, и электрон отдавать им невыгодно. Сразу за пиком обрыв: литий (5,39), натрий, калий (4,34). У них один электрон на новом слое, далеко от ядра, и он уходит легко. Именно поэтому свойства повторяются: каждый период заново проходит путь от щелочного металла к благородному газу.
Присмотритесь к маленьким зазубринам внутри периода. У бора энергия ниже, чем у бериллия, потому что с бора начинается p-подуровень. У кислорода ниже, чем у азота, потому что в 2p появляется первая пара электронов, и они отталкиваются. Задача на такие провалы встречается на олимпиадах.
Электронная формула записывает, сколько электронов на каждом подуровне. В школе её собирают по правилу: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d и так далее. Правило верное почти всегда, но у двух элементов из первых 36 оно ломается, и это проверяют на экзамене.
Вторая ловушка про ионы. Железо по правилу имеет конфигурацию [Ar] 3d6 4s2. Когда оно становится ионом Fe²⁺, первыми уходят не последние записанные 3d-электроны, а два электрона с 4s. Остаётся [Ar] 3d6. В режиме «Собери конфигурацию» вы раскладываете электроны сами, и тренажёр проверяет каждый шаг.
У хлора в таблице масса 35,45, и новички пытаются вычесть из неё 17, чтобы найти число нейтронов. Так нельзя: атома массой 35,45 не существует. В природе хлор — это смесь двух изотопов, у которых одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.
Число нейтронов считают для конкретного изотопа: N = A − Z, где A — массовое число, оно всегда целое. В режиме «Нейтроны» тренажёр даёт изотоп и просит посчитать нейтроны, а ловушка с хлором показывает, что будет, если взять табличную массу.
Эти два понятия путают чаще всего, потому что часто они совпадают. Валентность показывает, сколько связей образует атом. Степень окисления считает условный заряд, как если бы все связи были ионными. Разницу лучше всего видно на азотной кислоте.
Степень окисления азота здесь +5, а валентность IV. Поэтому соединения NCl5 не существует, хотя «по группе» азоту положена пятая валентность. Карточка элемента показывает оба числа рядом, и для азота, кислорода и фтора отдельно отмечает, где школьное правило «высшая валентность равна номеру группы» не работает.
Под графиком есть ещё блок «Соединения». Он показывает высший оксид элемента с его характером (основный, амфотерный, кислотный), гидроксид и летучее водородное соединение, а для многих элементов добавляет пояснение. У хрома, например, объяснено, как характер оксида меняется со степенью окисления: CrO — основный, Cr2O3 — амфотерный, CrO3 — кислотный.
Линза перекрашивает всю таблицу по одному свойству. Это самый быстрый способ увидеть то, что в справочнике разбросано по сотне строк.
Двигайте термометр и смотрите, что плавится и кипит. При комнатной температуре жидкие только ртуть и бром, а цезий (28,5 °C) и галлий (29,8 °C) плавятся чуть выше, галлий — прямо в ладони.
Плотность в сравнении с водой. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на ней, пока реагируют. Самый плотный металл, осмий, тяжелее воды больше чем в 22 раза.
Соли некоторых металлов окрашивают пламя: литий — в карминово-красный, натрий — в жёлтый, калий — в фиолетовый. На этом основаны качественный анализ и цвета салюта.
Распространённость элементов в космосе, в земной коре, в морской воде и в человеке. Вещество Солнечной системы по массе примерно на 71 % состоит из водорода, а тело человека примерно на 61–65 % из кислорода.
Период полураспада радиоактивных элементов, от долей секунды до миллиардов лет. Хорошо видно, что после свинца стабильных элементов уже нет: даже висмут, который долго считали стабильным, распадается, только очень медленно.
Выберите элемент, и таблица покажет, какую связь он образует с каждым другим: ионную, ковалентную полярную или неполярную. Это задание 4 ЕГЭ.
Линзы связывают химию с физикой. Если интересно, почему одни металлы плавают, а другие тонут, продолжение есть в тренажёре сила Архимеда. Линза «Температура» подводит к поведению газов, которое разбирает тренажёр идеальный газ и изопроцессы. А случайность распада отдельного ядра удобно почувствовать в эксперименте с вероятностью.
Выучить 118 клеток подряд трудно и не нужно. Работает другой подход: сначала запомнить каркас, потом заполнять его, и каждый раз проверять себя, а не перечитывать. В тренажёре для этого две игры.
Раунд из десяти вопросов четырёх типов: найти клетку по названию, по адресу (период и группа), по семейству или по электронной конфигурации. После ошибки правильная клетка остаётся в рамке, пока вы её не нажмёте, а в конце раунда есть список ошибок для разбора.
Таблица спрашивает клетки, пока вы не найдёте все без подсказки. Промахнулись: клетка вернётся в очередь позже. Есть и обратный вариант «Назови элемент», где клетка подсвечена, а назвать её нужно вам.
Удобный порядок уровней такой. Сначала первые 20 элементов: их спрашивают в 8 классе. Потом 1–36, где появляются d-элементы и ловушки с хромом и медью. Потом главные подгруппы шести периодов, которых хватает для ЕГЭ. И только потом все 118. Десять минут в день с проверкой дают больше, чем час чтения.
Помогают и опоры. Запоминайте семьи, а не отдельные клетки: щелочные металлы, галогены, благородные газы. Держите в голове пару «якорей» в каждом периоде. И произносите символы вслух, как их читают на уроке: «аш», «феррум», «купрум».
Сейчас 118. Седьмой период заполнен полностью, последние четыре элемента получили имена в 2016 году, самый тяжёлый из них оганесон, Z = 118.
Потому что свойства элементов повторяются через период. После каждого благородного газа начинается новый электронный слой, и следующий элемент снова оказывается активным щелочным металлом. Лучше всего это видно на «пиле» энергии ионизации.
Короткая, с группами I–VIII и подгруппами А и Б, с округлёнными массами из справочных материалов ФИПИ. Кнопка «Как на ЕГЭ» включает именно её.
Содержанием ничем, только раскладкой. В длинной форме 18 групп, и d-элементы стоят отдельными колонками. В короткой они подселены к главным подгруппам как подгруппы Б, поэтому таблица компактнее, но её труднее читать.
Да. Кнопка печати готовит таблицу на лист A4, а экспорт выгружает данные по элементам в Excel.
Массы — по данным IUPAC, энергии ионизации — по базе NIST, радиусы — по расчётам Клементи, электроотрицательность — по шкале Полинга в уточнении Олреда. Для экзамена в режиме «Как на ЕГЭ» массы берутся из справочных материалов ФИПИ.
Таблица создана для учёбы. Числа округлены, а модели заполнения орбиталей школьные: они объясняют закономерности, но не заменяют квантовую химию. На экзамене пользуйтесь официальными справочными материалами ФИПИ, для лабораторной работы сверяйтесь с актуальным справочником.
Источники
ООО «Иннер Инжиниринг»