Issuu on Google+

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Nulla lectus mi, sodales ac, consectetuer sed, luctus sit amet, risus. Mauris tempus quam  sit amet mi. Mauris sagittis augue nec augue. Fusce ipsum.

Periodic Table Simulator How Mendeleev Did It.

Fall 2009

Introduction Dmitri Ivanovich Mendeleev  organized the known elements, and  predicted some unknown elements,  by grouping according to similar  properties. We’ll simulate the methods Mendeleev used to make the modern periodic table.  First, we’ll organize playing cards by suit order (hearts, spades, diamonds) and numerical value (aces low to kings high).  Separate card group #1 from your stack of playing cards.  The big  green number 1 on the back indicates the card belongs to  group #1.  Group cards in a rectangular pattern by suit and  numerical value.  Compare your results to your neighbor’s.  Make a  table in your lab journal to summarize  your results.

More inside!

Summary In the first part of the activity, you  will group playing cards by their  “properties,” that is by suit and  rank.  In the second part of the  activity, you will group elements  by chemical properties and atomic  weight.   Finally, you will graph  selected periodic trends.


Find group #2 and arrange the cards in the same manner.   Do you notice a gap?  Predict the value and suit of the  missing card.  Once you make your prediction, remove  the missing card from the envelope marked  “Undiscovered Elements.”  Did your prediction match the  unknown card?  Make a table in your lab journal to  summarize your results.

On to card group #3!  Repeat the ordering sequence you 

Graphing Periodic Trends

used for groups #1 and #2.  Again, look for patterns and 

Use internet resources to find the atomic  radius, electronegativity and first ionization  energy for elements 1­56.  

gaps.  Identify where in your table a missing element  should appear.  Predict its properties (suit and value).   Record your predictions and find the missing card in the  Undiscovered Elements envelope.  Make a table in your  lab journal to summarize your results.

Create a spreadsheet with atomic number,  element name, element symbol and the  properties listed above.   Use your spreadsheet to create three graphs  showing the relationship between:

Based on what you know about Mendeleev’s work, what 

Atomic radius and atomic number

are the connections between what you did with the 

First ionization energy and atomic number

playing cards and what Mendeleev did when making his  periodic table?  Discuss with you lab partners and write a 

Electronegativity and atomic number. Look for patterns.  How can you use the  periodic table to predict properties?

brief statement comparing the card activity with  Mendeleev’s work.

The Tellurium Dilemma When Mendeleev arranged the elements in order of increasing  atomic weight, he found that tellurium and iodine ended up in the  wrong groups.  Iodine (atomic weight = 126.9 AMU) would be  placed before tellurium (atomic weight = 127.6 AMU).  However,  the chemical and physical properties of iodine matched the  properties of fluorine, chlorine and bromine.  So Mendeleev  decided to place iodine with the other halogens, rather than with  the oxygen group.  It turned out to be the correct grouping,  because Moseley re­ordered the periodic table by atomic number  several years later.

2


Create your own periodic table!

Get the element cards.  They’re the smaller cards with the  names and symbols of the elements on them.  Find the  oxygen combination ratio on one of the cards.  You should  see something like 2:3 or 1:2.  Group the cards by oxygen  combination ratio—that is, get all the 2:3 elements in the  same pile, all the 2:7 elements in the same pile, and so on.  Once you have the cards grouped by oxygen combination  ratio, arrange each element in the group in order of 

ulius Lothar Meyer

increasing atomic weight, lightest on top and heaviest on  bottom.  Repeat for each oxygen combination group.  

JMendeleev published his periodic table of all known  elements in 1870. Working completely independently, a 

With each group in a stack (lightest element on top), 

few months later, Meyer published a revised and expanded 

arrange the stacks in order of increasing atomic weight, 

version of his 1864 table, virtually identical to that 

lightest on the left to heaviest on the right.  Expand the 

published by Mendeleev, and a paper showing graphically 

ranked groups into a rectangular table.  Leave spaces in the 

the periodicity of the elements as a function of atomic 

table as needed to maintain the  sequence of increasing 

weight.   

atomic weight.

Meyer’s and Mendeleev’s work , and the following  supporting evidence from other researchers led to the  development of modern periodic law.

1.

What do the gaps represent?  Make predictions about the  properties of the missing elements.  Write your predictions 

Mendeleev predicted the existence of 

in your lab journal, and “discover” the missing elements. 

several undiscovered elements.  “Eka­

How close were your predictions?

silicon” was discovered in 1886 by  Winkler.  The properties predicted by  Mendeleev match the actual properties  closely. 

2.

When arranged by atomic number, the  tellurium­iodine problem was  resolved. 

3.

The periodic table was developed by  grouping elements by physical properties.  It also shows grouping by valence  electron configuration.

3


Henry Moseley’s Contributions Henry Moseley (1887­1915): A British chemist, Henry Moseley studied under Rutherford and brilliantly developed the  application of X­ray spectra to study atomic structure; Moseley's discoveries resulted in a more accurate positioning of  elements in the Periodic Table.   In 1913, almost fifty years after Mendeleev, Henry Moseley published the results of his  measurements of the wavelengths of the X­ray spectral lines of a number of elements which showed that the ordering of 

Tragically for the development of science, Moseley  was killed in action at Gallipoli in 1915.

Accounting for Transition Elements Look at your table.  Without referring to a periodic table, what differences do you notice?  Look at one column.  Find the “transition property” for the elements in the column.  Remove the three elements (two from the fluorine  group) that don’t match the others.  NOTE:  You cannot remove the first card from a column. Order the removed elements so each group of three is arranged by increasing atomic weight (lightest on top, heaviest  on bottom).  Arrange each group of three (or two) left to right in order of increasing atomic weight.  You should  now have two “tables.”  Look at the original elements.  Ideally, they will still be arranged by increasing atomic weight from left to right and  top to bottom. Find where you can insert the “transition” part of the table into the original table while maintaining  the order of increasing atomic weight. Your table should now look familiar.  Compare your table to the modern periodic table.  Discuss with your partners —see if you can find similarities and differences.  Make a table in your lab journal to summarize your results.

Problems?   Talk it out with your lab partners.  Remember—understanding is  more important than answering! Remember you can visit the tutor room or contact me through e­ mail.  Don’t remember my e­mail?  Its  amusson@mountmichael.org.  


periodic table simulation lab