Dobereiners Triads – 定义、类型、限制
自古以来，人们一直在尝试根据元素的性质将元素分类。随着新元素的发现，出现了许多对元素进行分类的理论。不同的科学家使用不同的方法和事实来证明他们的分类是正确的。这些理论被不断提炼，最终导致了现代元素周期表的发展。让我们看一下这些古老的理论之一，即杜伯莱纳的三合会。
杜宾犬的三合会
A German chemist Johann Wolfgang Dobereiner identified that elements with similar properties could be grouped together in groups of three which were referred to as triads. The elements in a particular triad had similar chemical and physical properties.
三元组定律：根据 Dobereiner 的说法，当元素按原子质量递增的顺序排列时，三元组中第一个和第三个元素的原子质量的算术平均值大约等于该三元组中第二个元素的原子质量.他还提出该定律也适用于元素的其他性质。其中一个属性是密度。
各种杜宾犬的三合会
1817 年发现了第一个 Dobereiner's triad。它由碱土金属组成，即钙、锶和钡。后来又发现了三个三合会。让我们详细看看这些三合会。 Dobereiner 的三和弦有五个，如下所示：
- 三元组1：该三元组由碱金属锂、钠和钾构成。
| Element | Atomic Mass |
Lithium | 7 |
Sodium | 23 |
Potassium | 39 |
对于这个三合会，可以验证三合会法则如下：
钠的原子质量 = (锂的原子质量 + 钾的原子质量) / 2
= (7 + 39)/2
= 46/2
= 23
因此，对于这个三合会，三合会的规律得到了验证。
- 三元组 2：该三元组由碱土金属组成，即钙、锶和钡。
| Element | Atomic Mass |
Calcium | 40 |
Strontium | 87.6 |
Barium | 137 |
让我们也验证这个三合会的三合会法则。
(钙的原子质量 + 钡的原子质量) / 2 = (40 + 137) / 2
= 177/2
= 87.5
87.5 非常接近锶的原子质量。从而验证了三合会的规律。
- 三元组 3：该三元组由卤素、氯、溴、碘组成。
Element | Atomic Mass |
Chlorine | 35.5 |
Bromine | 80 |
Iodine | 127 |
对于这个三合会，也可以再次验证三合会法则。
溴的原子质量 = (氯的原子质量 + 碘的原子质量) / 2
= (35.5 + 127)/2
= 162.5/2
= 81.25
这非常接近溴的原子质量。因此，三合会法则得到了验证。
- 三元组 4：这个三元组由硫、selenium和碲组成。
Element | Atomic Mass |
Sulphur | 32 |
Selenium | 79 |
Tellurium | 128 |
硫和碲的原子质量的算术平均值为80，与Selenium的原子质量非常接近。
- 三合会 5：该三合会由铁、钴和镍组成。
Element | Atomic Mass |
Iron | 55.8 |
Cobalt | 58.9 |
Nickel | 58.7 |
钴的原子质量大致等于铁和镍原子质量的算术平均值，即 57.25。
Dobereiner 三合会的局限性：
尽管 Dobereiner 的三元组尝试根据元素的属性将元素分为三个一组，但仍然存在各种限制，如下所述：
- 在 18 和 19 世纪发现了许多新元素，这使得 Dobereiner 三合会中的元素分类变得困难，在某些情况下也是不可能的。
- 只能识别出 5 个杜宾犬三合会，新元素不能归入杜宾犬三合会。
- 在杜伯瑞纳三合会形成时，也存在一些不适合杜伯瑞纳三合会的因素。
- 这导致了无序的元素收集。
尽管 Dobereiner 的三合会不能根据它们的性质对所有元素进行分组，但它却说明了现代元素周期表形成的基础。
示例问题
问题一：什么是三合法？
回答：
According to the law of triads, when elements are arranged in increasing order of their atomic masses, the arithmetic mean of the atomic masses of the first and third element in a triad is approximately equal to the atomic mass of the second element in that triad.
问题 2：关于杜宾犬三合会，您所说的三合会是什么意思？
回答：
In reference to Dobereiner’s triads, triad refers to a group of 3 elements. According to Dobereiner, the elements could be made into groups of three having similar physical and chemical properties.
问题 3：说明 Dobereiner 三元组的任何两个限制。
回答：
Limitations of Dobereiner’s triads were as follows:
- Many new elements were discovered in 18th and 19th century which made the classification of elements in Dobereiner’s triads difficult and also impossible in some cases.
- Only 5 Dobereiner’s triads could be identified and new elements could not be grouped in Dobereiner’s triads.
问题 4：哪些卤素属于 Dobereiner 三合会的一部分？
回答：
Dobereiner triad that consisted of halogens was formed by Chlorine, Bromine and Iodine.
问题 5：验证原子质量为 12、14 和 16 的碳、氮和氧是否构成杜伯瑞纳三元组。
回答：
To form a Dobereiner triad, the arithmetic mean of the atomic mass of first and third element must be approximately equal to the atomic mass of the second element.
Here arithmetic mean of the atomic mass of Carbon and Oxygen is 14 which is equal to the atomic mass of Nitrogen. Hence they form Dobereiner’s triad.
问题6：说出碱土金属杜伯瑞纳三元组。
回答：
The alkaline earth metals that are a part of the Dobereiner triads are calcium, strontium and barium.
问题 7：验证碱金属三元组的三元组规律。
回答：
The alkali metals triad consists of Lithium. Sodium and Potassium. The atomic masses of these elements are 7, 23 and 39 respectively. The arithmetic mean of the masses of lithium and potassium is equal to 23 which is the atomic mass of Sodium. Hence the law of triads is verified.