В химии группа (также известная как семейство ) [ 1 ] представляет собой столбец элементов в периодической таблице химических элементов . В таблице Менделеева 18 пронумерованных групп; 14 столбцов f-блоков между группами 2 и 3 не пронумерованы. Элементы в группе имеют схожие физические или химические характеристики внешних электронных оболочек своих атомов (т. е. одинаковый заряд ядра ), поскольку в большинстве химических свойств доминирует орбитальное положение самого внешнего электрона.
Существует три системы нумерации групп; один и тот же номер может быть присвоен разным группам в зависимости от используемой системы. Современная система нумерации от «группы 1» до «группы 18» рекомендована Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) с 1988 года. Она заменяет две старые несовместимые схемы наименования, используемые Химической реферативной службой (CAS, подробнее популярный в США) и ИЮПАК до 1988 г. (более популярный в Европе). Система восемнадцати групп общепринята в химическом сообществе, но существуют некоторые разногласия по поводу членства элементов под номером 1 и 2 ( водорода и гелия ). Подобные вариации внутренних переходных металлов продолжают существовать в учебниках, хотя правильное расположение известно с 1948 года и дважды одобрено ИЮПАК в 1988 году (вместе с нумерацией 1–18) и 2021 году.
Группы также могут быть идентифицированы по их самому верхнему элементу или иметь определенное имя. Например, группу 16 также называют «кислородной группой» и «халькогенами » . Исключением является « группа железа », которая обычно относится к группе 8 , но в химии может также означать железо , кобальт и никель или какой-либо другой набор элементов со схожими химическими свойствами. В астрофизике и ядерной физике под ним обычно подразумевают железо, кобальт, никель, хром и марганец .
Имена групп
Названия современных групп — это числа от 1 до 18, при этом 14 столбцов f-блока остаются ненумерованными (вместе образуя 32 столбца в периодической таблице). Кроме того, распространены тривиальные названия (например, галогены ). В истории использовалось несколько наборов названий групп, основанных на римских нумерациях I–VIII и суффиксах «A» и «B». [2] [3]
Группа 1 состоит из водорода (H) и щелочных металлов. Элементы группы имеют один s-электрон во внешней электронной оболочке. Водород не считается щелочным металлом, поскольку он не является металлом, хотя он более аналогичен им, чем любая другая группа. Это делает группу в некоторой степени исключительной. b 14 групп (столбцов) f-блоков не имеют номера группы. c Правильный состав группы 3: скандий (Sc), иттрий (Y), лютеций (Lu) и лоуренсий (Lr), как показано здесь: это подтверждено отчетамиIUPAC 1988 г. [4] и 2021 г. [5] о вопрос. В текстах по общей неорганической химии скандий (Sc), иттрий (Y), лантан (La) и актиний (Ac) часто помещаются в группу 3, так что Ce-Lu и Th-Lr становятся f-блоком между группами 3 и 4; это было основано на неправильно измеренных электронных конфигурациях из истории, [6] и Лев Ландау и Евгений Лифшиц уже считали это неправильным в 1948 году . [7] В современной литературе все еще иногда можно встретить аргументы в защиту этого, но большинство авторов считают их логически противоречиво. [8] [9] [10] Некоторые источники следуют компромиссу, который ставит La–Lu и Ac–Lr в качестве строк f-блока (несмотря на то, что в каждой строке дается 15 элементов f-блока, что противоречит квантовой механике), оставляя более тяжелые представители группы 3 неоднозначны. [5] См. также элемент группы 3#Composition . г Группа 18, благородные газы, не была открыта во времена первоначальной таблицы Менделеева. Позднее (1902 г.) Менделеев принял доказательства их существования, и их можно было поместить в новую «группу 0», последовательно и не нарушая принципа таблицы Менделеева. Имя группы , рекомендованное IUPAC.
Список названий групп
^f Металлы для чеканки : авторы расходятся во мнениях относительно того, считается ли рентгений (Rg) металлом для чеканки. Он находится в группе 11, как и другие металлы для чеканки монет, и ожидается, что он по химическому составу подобен золоту. [17] С другой стороны, будучи чрезвычайно радиоактивным и недолговечным, он не может фактически использоваться для чеканки монет, как следует из названия, и на этом основании иногда исключается. [18]
^b триэлы (группа 13), от греческого три : три, III [13] [16]
^c тетрали (группа 14), от греческого тетра : четыре, IV [13] [16]
^n пентель (группа 15), от греческого penta : пять, V [16]
CAS и старая нумерация IUPAC (A/B)
Существуют две более ранние системы нумерации групп: CAS ( Chemical Abstracts Service ) и старая IUPAC . Оба используют цифры ( арабские или римские ) и буквы A и B. Обе системы согласны в цифрах. Цифры указывают примерно на самую высокую степень окисления элементов в этой группе и, таким образом, указывают на схожий химический состав с другими элементами с той же цифрой. Число по большей части линейно возрастает, один раз слева от таблицы и один раз справа (см. Список степеней окисления элементов ), с некоторыми неравномерностями в переходных металлах. Однако две системы используют буквы по-разному. Например, калий (К) имеет один валентный электрон . Поэтому он находится в 1 группе. Кальций (Ca) находится во 2 группе, так как содержит два валентных электрона.
В старой системе IUPAC буквы А и В обозначались для левой (А) и правой (В) части таблицы, тогда как в системе CAS буквы А и В обозначались для элементов основной группы (А) и переходных элементов. (Б). Старая система IUPAC часто использовалась в Европе, тогда как CAS наиболее распространена в Америке. Новая схема ИЮПАК была разработана для замены обеих систем, поскольку они по ошибке использовали одни и те же имена для обозначения разных вещей. Новая система просто нумерует группы слева направо в стандартной таблице Менделеева. Предложение ИЮПАК было впервые распространено в 1985 году для общественного обсуждения [2] и позднее было включено в Номенклатуру неорганической химии издания 1990 года . [19]
Группы без столбцов
Хотя группы определяются как столбцы в периодической таблице, как описано выше, существуют также наборы элементов с именем «группа», которые не являются столбцами:
^ Флак, Э. (1988). «Новые обозначения в таблице Менделеева» (PDF) . Чистое приложение. хим. 60 (3): 431–436. дои : 10.1351/pac198860030431. S2CID 96704008. Архивировано (PDF) из оригинала 25 марта 2012 года . Проверено 24 марта 2012 г.
↑ Аб Шерри, Эрик (18 января 2021 г.). «Предварительный отчет о дискуссиях по группе 3 периодической таблицы» (PDF) . Химия Интернэшнл . 43 (1): 31–34. doi : 10.1515/ci-2021-0115. S2CID 231694898. Архивировано (PDF) из оригинала 13 апреля 2021 года . Проверено 9 апреля 2021 г.
^ Уильям Б. Дженсен (1982). «Положения лантана (актиния) и лютеция (лоуренция) в периодической таблице». Дж. Хим. Образование . 59 (8): 634–636. Бибкод : 1982JChEd..59..634J. дои : 10.1021/ed059p634.
^ Дженсен, Уильям Б. (2015). «Положения лантана (актиния) и лютеция (лоуренция) в периодической таблице: обновление». Основы химии . 17 : 23–31. дои : 10.1007/s10698-015-9216-1. S2CID 98624395. Архивировано из оригинала 30 января 2021 года . Проверено 28 января 2021 г.
^ Скерри, Эрик (2009). «Какие элементы относятся к группе 3?». Журнал химического образования . 86 (10): 1188. doi : 10.1021/ed086p1188 . Проверено 1 января 2023 г.
^ Чеми, Александр Т.; Альбрехт-Шмитт, Томас Э. (2019). «Эволюция таблицы Менделеева посредством синтеза новых элементов». Радиохимика Акта . 107 (9–11): 1–31. дои : 10.1515/ract-2018-3082.
^ Симмонс, LM (1947). «Модификация таблицы Менделеева». Журнал химического образования . 24 (12): 588–591. дои : 10.1021/ed024p588.
^ abc Лю, Нин; Лу, На; Су, Ян; Ван, Пу; Цюань, Се (2019). «Изготовление композита g-C3N4/Ti3C2 и его фотокаталитическая способность в видимом свете разлагать ципрофлоксацин». Технология разделения и очистки . 211 : 782–789. дои : 10.1016/j.seppur.2018.10.027. S2CID 104746665 . Проверено 17 августа 2019 г.
^ Дженсен, Уильям Б. (2000). «Периодический закон и таблица» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 ноября 2020 г. Проверено 10 декабря 2022 г.
^ Фернелиус, WC; Лёнинг, Курт; Адамс, Рой М. (1971). «Названия групп и элементов». Журнал химического образования . 48 (11): 730–731. дои : 10.1021/ed048p730.
^ abcd Рич, Рональд (2007). Неорганические реакции в воде . Спрингер. стр. 307, 327, 363, 475. doi : 10.1007/978-3-540-73962-3. ISBN9783540739616.
^ Конради, Жанет; Гош, Абхик (2019). «Теоретический поиск состояний высшей валентности металлов чеканки: гептафторид рентгена может существовать». Неорганическая химия . 58 (13): 8735–8738. doi : 10.1021/acs.inorgchem.9b01139. PMID 31203606. S2CID 189944098.
^ Грочала, Войцех; Мажей, Зоран (2015). «Химия серебра(II): рог изобилия особенностей». Философские труды Королевского общества А. 373 (2037). дои : 10.1098/rsta.2014.0179 . PMID 25666068. S2CID 45589426.
