Načelo periodnega sistema. Zgodovina odkritja periodnega zakona in periodnega sistema elementov

Tu bo bralec našel informacije o enem najpomembnejših zakonov, ki jih je človek kdaj odkril na znanstvenem področju - periodičnem zakonu Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva. Spoznali boste njen pomen in vpliv na kemijo, upoštevali bodo splošne določbe, značilnosti in podrobnosti periodičnega zakona, zgodovino odkritja in glavne določbe.

Kaj je periodični zakon

Periodični zakon je naravni zakon temeljne narave, ki ga je leta 1869 prvič odkril DI Mendeleev, do samega odkritja pa je prišlo zaradi primerjave lastnosti nekaterih kemični elementi in takrat znane vrednosti mase atoma.

Mendeleev je trdil, da so po njegovem zakonu preprosta in zapletena telesa ter različne spojine elementov odvisne od njihove odvisnosti od periodičnega tipa in od teže njihovega atoma.

Periodični zakon je edinstven v svoji vrsti in to zaradi dejstva, da ga ne izražajo matematične enačbe, za razliko od drugih temeljnih zakonov narave in vesolja. Grafično je izražen v periodnem sistemu kemijskih elementov.

Zgodovina odkritij

Odkritje periodičnega zakona se je zgodilo leta 1869, vendar so se poskusi sistematizacije vseh znanih elementov x-kie začeli že veliko prej.

Prvi poskus ustvariti tak sistem je naredil IV Debereiner leta 1829. Vse kemične elemente, ki so mu bili znani, je razvrstil v med seboj povezane triade glede na bližino polovice vsote atomskih mas te skupine treh komponent. Po Debereinerju je A. de Chancourtois poskušal ustvariti edinstveno tabelo razvrščanja elementov, svoj sistem je imenoval "zemeljska spirala", za njim pa je Newlandsko oktavo sestavil John Newlands. Leta 1864 sta William Alding in Lothar Meyer skoraj istočasno objavila tabele, ustvarjene neodvisno drug od drugega.

Periodični zakon je bil znanstveni skupnosti predstavljen v pregled 8. marca 1869, in to se je zgodilo na sestanku ruske x-te družbe. Mendelejev Dmitrij Ivanovič je svoje odkritje napovedal pred vsemi, istega leta pa je izšel Mendelejev učbenik "Osnove kemije", kjer je bila prvič prikazana periodna tabela, ki jo je ustvaril sam. Leto kasneje, leta 1870, je napisal članek in ga dal v pregled RFC, kjer je bil prvič uporabljen koncept periodičnega zakona. Leta 1871 je Mendeleev v svojem znamenitem članku o periodičnem zakonu kemičnih elementov dal izčrpen opis svojega zn.

Neprecenljiv prispevek k razvoju kemije

Pomen periodičnega zakona je neverjetno velik za znanstveno skupnost po vsem svetu. To je posledica dejstva, da je njegovo odkritje močno spodbudilo razvoj tako kemije kot drugih naravoslovnih ved, na primer fizike in biologije. Medsebojna povezanost elementov z njihovimi kvalitativnimi kemijskimi in fizikalnimi lastnostmi je bila odprta, omogocila je tudi razumevanje bistva konstrukcije vseh elementov po enem nacelu in povzrocila sodobno oblikovanje konceptov o kemijskih elementih, konkretizirala znanje o koncept snovi kompleksne in enostavne strukture.

Uporaba periodičnega zakona je omogočila rešitev problema kemijskega napovedovanja in ugotavljanja vzroka vedenja znanih kemijskih elementov. Atomska fizika, vključno z jedrsko energijo, je postala mogoča zaradi istega zakona. Te znanosti pa so omogočile razširitev obzorja bistva tega zakona in poglobitev v njegovo razumevanje.

Kemijske lastnosti elementov periodičnega sistema

Dejansko so kemični elementi med seboj povezani z značilnostmi, ki so jim lastne v prostem stanju atoma in iona, solvatiranega ali hidriranega, v preprosti snovi in \u200b\u200bv obliki, ki jo lahko tvorijo njihove številne spojine. Vendar so lastnosti x običajno sestavljene iz dveh pojavov: lastnosti, značilne za atom v prostem stanju, in preprosta snov. Številne njihove vrste pripadajo tovrstnim lastnostim, najpomembnejše pa so:

1. Atomska ionizacija in njena energija, odvisno od položaja elementa v tabeli, njegove redne številke.
2. Energijsko razmerje atoma in elektrona, ki je tako kot atomska ionizacija odvisna od lokacije elementa v periodnem sistemu.
3. Elektronegativnost atoma, ki ni konstantna, vendar se lahko spreminja glede na različne vrste dejavnikov.
4. Polmeri atomov in ionov - tu se praviloma uporabljajo empirični podatki, ki so povezani z valovno naravo elektronov v stanju gibanja.
5. Razprševanje preprostih snovi - opis sposobnosti elementa za reaktivnost.
6. Stanje oksidacije je formalna značilnost, vendar se kaže kot ena najpomembnejših značilnosti elementa.
7. Oksidacijski potencial enostavnih snovi je merjenje in prikaz potenciala snovi za njeno delovanje v vodnih raztopinah, pa tudi stopnja izraženosti redoks lastnosti.

Periodičnost elementov notranjega in sekundarnega tipa

Periodični zakon daje razumevanje še ene pomembne sestavine narave - notranje in sekundarne periodičnosti. Omenjena področja preučevanja atomskih lastnosti so pravzaprav veliko bolj zapletena, kot bi si kdo mislil. To je posledica dejstva, da elementi s, p, d tabele spreminjajo svoje kvalitativne lastnosti, odvisno od položaja v obdobju (periodičnost notranjega znaka) in skupine (periodičnost sekundarnega znaka). Na primer, notranji proces prehoda elementa s iz prve skupine v osmi v p-element spremljajo točke minimalca in maksimuma na krivulji energijske črte ioniziranega atoma. Ta pojav kaže na notranjo neskladnost periodičnosti sprememb lastnosti atoma glede na položaj v obdobju.

Izid

Zdaj bralec jasno razume in opredeli, kaj je periodični zakon Mendelejeva, se zaveda njegovega pomena za človeka in razvoj različnih znanosti ter ima predstavo o njegovih sodobnih položajih in zgodovini odkritij.

V knjigi uglednega sovjetskega zgodovinarja kemije NF Figurovsky "Esej o splošni zgodovini kemije. Razvoj klasične kemije v XIX. Stoletju" (M., Nauka, 1979). glavna obdobja odkritja 63 kemičnih elementov od antičnih časov do 1869 - leta ustanovitve Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva (1834-1907) Periodičnega zakona:

1. Najstarejše obdobje (od 5. tisočletja pr. N. Št. Do 1200 n. Št.).

V to dolgo obdobje spada poznavanje človeka s 7 antičnimi kovinami - zlatom, srebrom, bakrom, svincem, kositrom, železom in živim srebrom. Poleg teh osnovnih snovi sta bila že v starih časih poznana žveplo in ogljik, ki se naravno pojavljata v prostem stanju.

2. Alkemično obdobje.

V tem obdobju (od 1200 do 1600) je bil ugotovljen obstoj več elementov, ki so bili izolirani bodisi v procesu alkimističnih iskanj načinov za pretvorbo kovin bodisi v procesih pridobivanja in predelave kovin različnih rud s strani obrtnikov-metalurgov. Sem spadajo arzen, antimon, bizmut, cink in fosfor.

3. Obdobje nastanka in razvoja tehnične kemije (konec 17. stoletja-1751).

V tem času je bil kot rezultat praktične študije značilnosti različnih kovinskih rud in premagovanja težav pri pridobivanju kovin ter odkritij v procesu mineraloških odprav ugotovljen obstoj platine, kobalta in niklja.

4. Prva stopnja kemijsko-analitičnega obdobja v razvoju kemije (1760-1805). V tem obdobju so s pomočjo kvalitativnih in utežnih kvantitativnih analiz odkrili številne elemente, nekatere le v obliki "dežel": magnezij, kalcij (ugotavljanje razlike med apnom in magnezijem), mangan, barij ( barit), molibden, volfram, telur, uran (oksid), cirkonij (zemlja), stroncij (zemlja), titan (oksid), krom, berilij (oksid), itrij (zemlja), tantal (zemlja), cerij (zemlja) , fluor (fluorovodikova kislina), paladij, rodij, osmij in iridij.

5. Faza pnevmatske kemije. V tem času (1760-1780) so bili odkriti plinasti elementi - vodik, dušik, kisik in klor (slednji je do leta 1809 veljal za kompleksno snov - oksidirana klorovodikova kislina).

6. Faza pridobivanja elementov v prostem stanju z elektrolizo (G. Davy, 1807-1808) in s kemičnimi sredstvi: kalij, natrij, kalcij, stroncij, barij in magnezij. Vsi pa so bili prej znani kot "ognjevarne" (kavstične) alkalije in zemeljske alkalije ali mehke alkalije.

7. Druga stopnja kemijsko-analitičnega obdobja v razvoju kemije (1805-1850).V tem času so kot rezultat izboljšanja metod kvantitativne analize in razvoja sistematičnega poteka kvalitativne analize bor, litij, kadmij, selen, silicij, brom, aluminij, jod, torij, vanadij, lantan (zemlja), erbij (zemlja), terbij (zemlja), rutenij, niobij.

8. Obdobje odkritja elementov s pomočjo spektralne analize, ki je sledilo razvoju in uvedbi te metode v prakso (1860-1863): cezij, rubidij, talij in indij. "

Kot veste, je prvo "Tabelo preprostih teles" v zgodovini kemije sestavil A. Lavoisier leta 1787. Vse enostavne snovi so bile razdeljene v štiri skupine: "I. Enostavne snovi, predstavljene v vseh treh kraljestvih narave, ki lahko štejejo za elemente teles: 1) svetloba, 2) kalorija, 3) kisik, 4) dušik, 5) vodik II. Preproste nekovinske snovi, ki oksidirajo in dajejo kisline: 1) antimon, 2) fosfor, 3) premog, 4) radikal mulčne kisline, 5) radial fluorovodikove kisline, 6) radikal borove kisline III. Preproste kovinske snovi oksidirajo in dajejo kisline: 1) antimon, 2) srebro, 3) arzen, 4) bizmut, 5) kobalt, 6) baker, 7) kositer, 8) železo, 9) mangan, 10) živo srebro, 11) molibden, 12) nikelj, 13) zlato, 14) platina, 15) svinec, 16) volfram, 17) cink. IV. Preproste snovi, ki tvorijo sol in so zemeljske: 1) apno (apnena zemlja), 2) magnezijev oksid (osnova magnezijevega sulfata), 3) barit (težka zemlja), 4) aluminijev oksid (glina, alum zemlja), 5) silicijev dioksid (silicijeva zemlja) ".

Ta tabela je bila podlaga za kemijsko nomenklaturo, ki jo je razvil Lavoisier. D. Dalton je v znanost uvedel najpomembnejšo kvantitativno značilnost atomov kemičnih elementov - relativno težo atomov ali atomsko težo.

Ko so raziskovalci iskali vzorce v lastnostih atomov kemičnih elementov, so bili najprej pozorni na naravo spremembe atomske teže. V letih 1815-1816. Angleški kemik W. Praut (1785-1850) je v Annals of Philosophy objavil dva anonimna članka, v katerih je bila izražena ideja in utemeljena, da so atomske teže vseh kemičnih elementov celo število (tj. Večkratniki atomske teže vodika, ki je bila takrat za enoto): "Če so pogledi, ki smo se jih odločili izraziti, pravilni, potem lahko skoraj domnevamo, da je prvotna snov starodavnih utelešena v vodiku ...". Proutova hipoteza je bila zelo mamljiva in je povzročila postavitev številnih eksperimentalnih študij, da bi čim natančneje določili atomske teže kemičnih elementov.

Leta 1829 je nemški kemik I. Debereiner (1780-1849) primerjal atomske uteži podobnih kemičnih elementov: litij, kalcij, klor, žveplo, mangan, natrij, stroncij, brom, selen, krom, kalij, barij, jod, telur, Iron in ugotovili, da je atomska teža srednjega elementa enaka polovični vsoti atomskih uteži skrajnih elementov. Iskanje novih triad je L. Gmelina (1788-1853) - avtorja svetovno znanega referenčnega priročnika o kemiji - pripeljalo do vzpostavitve številnih skupin podobnih elementov in oblikovanja njihove prvotne klasifikacije.

V 60. letih. V 19. stoletju so znanstveniki sami prešli na primerjavo skupin kemično podobnih elementov. Tako je profesor Pariške šole rudnikov A. Chancourtois (1820-1886) razporedil vse kemične elemente na površini valja v naraščajočem vrstnem redu glede na njihovo atomsko težo, tako da je bila pridobljena "vijačnica". Pri tej ureditvi so podobni elementi pogosto padali na isto navpično črto. Leta 1865 je angleški kemik D. Newlands (1838-1898) objavil tabelo, ki je vključevala 62 kemičnih elementov. Elementi so bili razporejeni in oštevilčeni v naraščajočem vrstnem redu atomskih uteži.

Newlands so s številčenjem poudarili, da se lastnosti kemičnih elementov ponovijo vsakih sedem elementov. Med razpravo v londonskem kemičnem društvu leta 1866 o novem članku Newlands (ni bil priporočljiv za objavo) je profesor J. Foster sarkastično vprašal: "Ali ste poskušali razporediti elemente po abecednem vrstnem redu njihovih imen in ali ste opazili kakšne novi vzorci? "

Leta 1868 je angleški kemik W. Alding (1829-1921) predlagal tabelo, ki je po besedah \u200b\u200bavtorja pokazala naravno razmerje med vsemi elementi.

Leta 1864 je nemški profesor L. Mayer (1830-1895) sestavil tabelo 44 kemičnih elementov (od 63 znanih).

Ob oceni tega obdobja je DI Mendeleev zapisal: "Ne obstaja niti en splošni naravni zakon, ki bi temeljil naenkrat, pred njegovo odobritvijo je vedno veliko predsodkov in zakon ni priznan, ko je v celoti uresničen v vseh svojih pomen, vendar le na potrditvi njegovih posledic s poskusi, ki bi jih morali naravoslovci prepoznati kot najvišjo avtoriteto svojih premislekov in mnenj. "

Leta 1868 je DI Mendeleev začel delati na tečaju "Osnove kemije". Za najbolj logično razporeditev materiala je bilo treba nekako razvrstiti 63 kemičnih elementov. Prvo različico Periodnega sistema kemijskih elementov je marca 1869 predlagal D. I. Mendeleev.

Dva tedna kasneje na srečanju Rusa kemijska družba Prebrano je bilo poročilo Mendelejeva "Korelacija lastnosti z atomsko težo elementov", v katerem so razpravljali o možnih načelih razvrščanja kemičnih elementov:

1) glede na vodik (formule hidridov); 2) v odnosu do kisika (formule višjih kisikovih oksidov); 3) po valenci; 4) z vrednostjo atomske teže.

Nadalje je v naslednjih letih (1869-1871) Mendeleev preučeval in ponovno preverjal tiste vzorce in "nedoslednosti", ki so bili opaženi v prvi različici "sistema elementov". Povzetek tega dela je DI Mendeleev zapisal: »Ko se atomska teža povečuje, imajo elementi najprej vse bolj spremenljive lastnosti, nato pa se te lastnosti ponovno ponovijo v novem vrstnem redu, v novi vrstici in v številnih elementih in v enako zaporedje Zato lahko zakon periodičnosti oblikujemo takole: "Lastnosti elementov in zato lastnosti preprostih in kompleksnih teles, ki jih tvorijo, so občasno odvisne (tj. pravilno ponoviti) od njihove atomske teže." narava ne dopušča izjem ... Uveljavitev zakona je mogoča le tako, da se iz njega izpeljejo posledice, ki so brez njega nemogoče in nepričakovane, ter se utemeljijo te posledice in eksperimentalno preveri. Zato sem, ko sem videl periodični zakon, z moje strani (1869-1871) iz njega izpeljane logične posledice, ki bi lahko pokazale, ali je res ali ne. Sem spadajo napovedovanje lastnosti neodkritih elementov in popravljanje atomske teže mnogih v tistem času je bilo malo elementov preučenih ... Eno je nujno - ali upoštevati periodični zakon kot resničnega do konca in predstavljati nov instrument kemijskega znanja ali pa ga zavrniti. "

V letih 1872-1874. Mendeleev se je začel ukvarjati z drugimi težavami in Periodični zakon v kemijski literaturi skoraj ni bil omenjen.

Leta 1875 je francoski kemik L. de Boisbaudran poročal, da je med preučevanjem cinkove mešanice v njem spektroskopsko odkril nov element. Pridobil je soli tega elementa in določil njegove lastnosti. V čast Franciji je novi element poimenoval galij (kot so Francijo imenovali že stari Rimljani). Primerjajmo, kaj je napovedal D.I. Mendeleev in kaj je ugotovil L. de Boisbaudran:

V prvem sporočilu L. de Boisbaudrana je bila ugotovljena specifična teža galija 4,7. DI Mendeleev mu je opozoril na svojo napako. Pri natančnejšem merjenju je bila specifična teža galija 5,96.

Leta 1879 se je pojavil sporočilo švedskega kemika L. Nilssona (1840-1899) o njegovem odkritju novega kemičnega elementa - skandija. L. Nilsson je skandij uvrstil med redke zemeljske elemente. P. T. Kleve je L. Nilssonu opozoril, da so skandijeve soli brezbarvne, njegov oksid je netopen v alkalijah in da je skandij ekabor, ki ga je napovedal D. I. Mendeleev. Primerjajmo njihove lastnosti.

Z analizo novega minerala februarja 1886 je nemški profesor K. Winkler (1838-1904) odkril nov element in ga obravnaval kot analog antimona in arzena. Nastala je razprava. K. Winkler se je strinjal, da je element, ki ga je odkril, ekasilikon, ki ga je napovedal D. I. Mendeleev. K. Winkler je ta element imenoval germanij.

Tako so kemiki trikrat potrdili obstoj kemičnih elementov, ki jih je napovedal Mendelejev. Poleg tega so lastnosti teh elementov, ki jih je napovedal Mendelejev, in njihov položaj v periodnem sistemu omogočili popravljanje napak, ki so jih eksperimenti nevede storili. Nadaljnji razvoj kemija je potekala na trdni podlagi Periodičnega zakona, ki je v 80. letih XIX. so ga vsi znanstveniki prepoznali kot enega najpomembnejših naravnih zakonov. Tako je najpomembnejša značilnost katerega koli kemičnega elementa njegovo mesto v periodnem sistemu D. I. Mendelejeva.

30.09.2015

V svetovni zgodovini je veliko odkritij, zaradi katerih je prišla znanost novo raven naslednji krog znanja. Ti revolucionarni dosežki so v celoti ali delno spremenili odnos do rešitve zastavljenih nalog in prisilili tudi širše razkritje znanstvena točka pogled na dogajanje.

Za datum odprtja periodičnega zakona velja 1896. V svojem zakonu D.I. Mendelejev nas prisili, da na razporeditev elementov v sistemu pogledamo drugače, kar dokazuje, da so lastnosti elementov, njihove oblike, lastnosti spojin teh elementov, lastnosti snovi, ki jih tvorijo, pa naj bodo preproste ali zapletene , odvisna od atomske mase. Skoraj takoj je izdal prvo knjigo "Osnove kemije", poleg vsega pa je bila natisnjena tudi periodna tabela.

Predpogojev za zakon je bilo veliko, ni nastal iz nič, za njegovo nastanek so bila uporabljena številna dela različnih znanstvenikov. Razvoj kemije na zori 19. stoletja je povzročil številne težave, saj nekateri elementi še niso bili odkriti in atomske mase že znanih snovi niso bile pravilne. Prva desetletja tega stoletja so bila zaznamovana s takšnimi odkritji temeljnih zakonov kemije, kamor spadajo zakoni proporcij in prostornin, Dulong in Petit in drugi.

Ta odkritja so postala osnova za razvoj različnih eksperimentalnih študij. A vseeno je večina nesoglasij med nauki povzročila zmedo pri opredelitvi atomskih uteži, zaradi česar je bila voda na primer v tistem času predstavljena s 4 formulami. Za reševanje sporov je bilo sklenjeno sklicati kongres, na katerega so bili povabljeni slavni kemiki. Zgodilo se je leta 1860 in tam je Canizzaro prebral poročilo o atomsko-molekularni teoriji. Znanstveniki so tudi uspeli priti do enotnosti v smislu atoma, molekule in enakovrednega.

Tabelo preprostih snovi, ki jo je Lavoisier predlagal že leta 1787, je sestavljalo le 35 elementov, konec 19. stoletja pa jih je bilo že 63. Številni znanstveniki so skušali najti tudi povezavo med lastnostmi elementov, da bi pravilneje izračuna atomsko težo. V tej smeri je velik uspeh dosegel kemik Debereiner, ki je razvil zakon triad. J.B Dumas in M.I. Pettenekofer je uspešno odkril homologno vrsto in izrazil enake predpostavke o pravilnosti razmerij med atomskimi utežmi.

Medtem ko so nekateri izračunavali težo atomov, so drugi poskušali periodični sistem spraviti v red. Kemik Odling ponuja tabelo z 57 elementi, razdeljenimi v 17 skupin, nadaljnji kemik de Chancourt pa poskuša vse prikazati v geometrijski formuli. Newlands ima poleg vijačnega sistema tudi mizo. Poleg tega je med raziskovalci vredno omeniti Meyerja, ki je leta 1864 izdal knjigo s tabelo, sestavljeno iz 44 elementov. Po D.I. Mendeleev je objavil svoj periodični zakon in sistem, kemik Maye je dolgo časa trdil, da ima prednost pri odkritju.

Vsi ti predpogoji so bili podlaga za odkritje, medtem ko je sam Mendeleev nekaj desetletij po odkritju dejal, da o sistemu razmišlja že skoraj 20 let. Vse glavne sklepe in določbe zakona je naredil v spisih do konca leta 1871. Ugotovil je, da so numerične vrednosti atomskih mas v določenem vzorcu, lastnosti elementov pa so le vmesni podatki, ki so odvisni od dveh sosednjih elementov zgoraj in spodaj ter hkrati od dveh elementov obdobja na desni in na leva.

Kasneje je D.I. Mendeleev je moral svoje odkritje dokazovati več kot eno leto. Njeno priznanje je prišlo šele veliko kasneje, ko so bili uspešno odkriti germanij, skandij, galij. Do konca 19. stoletja je večina znanstvenikov ta zakon prepoznala kot enega glavnih naravnih zakonov. Sčasoma je na začetku 20. stoletja periodni sistem doživel manjše spremembe, nastala je ničelna skupina z inertnimi plini in redke zemeljske kovine so bile v eni celici.

Odkritje periodičnega zakona [VIDEO]

Uvod

Periodični zakon in periodni sistem kemičnih elementov D.I. Mendelejeva - osnova sodobna kemija... Sklicujejo se na take znanstvene zakone, ki odražajo pojave, ki dejansko obstajajo v naravi, in zato nikoli ne bodo izgubili svojega pomena.

Periodični zakon in odkritja na njegovi osnovi na različnih področjih naravoslovja in tehnike so največji triumf človeškega uma, dokaz vedno globljega prodiranja v najgloblje skrivnosti narave, uspešnega preoblikovanja narave v dobro človeka .

"Redko se zgodi, da se znanstveno odkritje izkaže za nekaj povsem nepričakovanega, skoraj vedno je pričakovano, a naslednje generacije, ki uporabljajo preverjene odgovore na vsa vprašanja, pogosto težko ocenijo, kakšne težave je stalo njihove predhodnike." DI. Mendelejev.

Namen: Opredeliti koncept periodičnega sistema in periodičnega zakona elementov, periodičnega zakona in njegovo utemeljitev, opisati strukture periodičnega sistema: podskupine, obdobja in skupine. Preučite zgodovino odkritja periodičnega zakona in periodičnega sistema elementov.

Naloge: Upoštevajte zgodovino odkritja periodičnega zakona in periodičnega sistema. Dajte definicijo periodičnega zakona in periodičnega sistema. Analizirajte periodični zakon in njegovo utemeljitev. Struktura periodičnega sistema: podskupine, obdobja in skupine.

Zgodovina odkritja periodnega zakona in periodnega sistema kemijskih elementov

Odobritev atomsko-molekularne teorije na prelomu XIIX-XIX stoletja je spremljalo hitro povečanje števila znanih kemičnih elementov. Samo v prvem desetletju 19. stoletja je bilo odkritih 14 novih elementov. Rekorder med odkritelji je bil angleški kemik Humphrey Devi, ki je v enem letu z uporabo elektrolize pridobil 6 novih preprostih snovi (natrij, kalij, magnezij, kalcij, barij, stroncij). In do leta 1830 je število znanih elementov doseglo 55.

Obstoj toliko raznolikih elementov po lastnostih je zmedlo kemike in je zahtevalo urejanje in sistematizacijo elementov. Številni znanstveniki so iskali vzorce na seznamu elementov in dosegli določen napredek. Tri najpomembnejša dela so izpodbijala prednost odkritja periodičnega zakona D.I. Mendelejev.

Leta 1860 je potekal prvi mednarodni kemijski kongres, po katerem je postalo jasno, da je glavna značilnost kemičnega elementa njegova atomska teža. Francoski znanstvenik B. De Chancourtois je leta 1862 prvič razporedil elemente v naraščajočem vrstnem redu atomskih uteži in jih postavil v spiralo okoli valja. Vsak zavoj spirale je vseboval 16 elementov, podobni elementi so praviloma spadali v navpične stebre, čeprav so bila opažena znatna odstopanja. Delo De Chancourtoisa je ostalo neopaženo, toda njegova ideja razvrščanja elementov v naraščajočem vrstnem redu atomskih uteži se je izkazala za plodno.

In dve leti kasneje je angleški kemik John Newlands, ki ga je vodil ta ideja, razporedil elemente v tabelo in opazil, da se lastnosti elementov občasno ponavljajo vsakih sedem številk. Na primer, klor je po lastnostih podoben fluoru, kalij - natriju, selen - žveplu itd. Newlands je ta vzorec imenoval "zakon oktav", praktično pred konceptom obdobja. Toda Newlands je vztrajal, da je dolžina obdobja (enaka sedmim) nespremenjena, zato njegova tabela ne vsebuje le pravilnih vzorcev, temveč tudi naključne pare (kobalt - klor, železo - žveplo in ogljik - živo srebro).

Toda nemški znanstvenik Lothar Meyer je leta 1870 zgradil graf odvisnosti atomske prostornine elementov od njihove atomske teže in ugotovil jasno periodično odvisnost, dolžina obdobja pa ni sovpadala z zakonom o osmih in je bila spremenljivka.

Vsa ta dela imajo veliko skupnega. De Chancourtois, Newlands in Meyer so odkrili pojav periodičnosti sprememb lastnosti elementov, odvisno od njihove atomske teže. Vendar niso mogli ustvariti enotnega periodičnega sistema vseh elementov, saj mnogi elementi niso našli svojega mesta v zakonih, ki so jih odkrili. Ti znanstveniki tudi iz svojih opažanj niso uspeli priti do resnih zaključkov, čeprav so menili, da so številna razmerja med atomskimi masami elementov manifestacija nekega splošnega zakona.

Ta splošni zakon je leta 1869 odkril veliki ruski kemik Dmitrij Ivanovič Mendelejev. Mendelejev je periodični zakon oblikoval v obliki naslednjih osnovnih določb:

1. Elementi, razvrščeni glede na atomsko težo, predstavljajo jasno periodičnost lastnosti.

2. Pričakovati bi morali odkritje še veliko neznanih preprostih teles, na primer elementov, podobnih Al in Si z atomsko težo 65 - 75.

3. Vrednost atomske teže elementa lahko včasih popravimo s poznavanjem njegove analogije.

Nekatere analogije razkriva velikost teže njihovega atoma. Prvo stališče je bilo znano že pred Mendelejevom, toda prav on mu je dal značaj univerzalnega zakona, ki je na njegovi podlagi napovedal obstoj še ne odkritih elementov, spreminjal atomske teže številnih elementov in nekatere elemente razporejal v tabelo kljub njihovi atomski masi, vendar v celoti v skladu z njihovimi lastnostmi (predvsem z valenco). Preostale določbe je odkril le Mendeleev in so logične posledice periodičnega zakona

Številni poskusi so v naslednjih dveh desetletjih potrdili pravilnost teh posledic in omogočili govoriti o periodičnem zakonu kot o strogem zakonu narave.

Z uporabo teh določb je Mendeleev sestavil svojo različico periodnega sistema elementov. Prvi osnutek tabele elementov se je pojavil 17. februarja (1. marec po novem slogu) 1869.

In 6. marca 1869 je profesor Menshutkin uradno sporočil odkritje Mendelejeva na sestanku Ruskega kemijskega društva.

Znanstveniku so v usta dali naslednje priznanje: V sanjah vidim mizo, kjer so po potrebi razporejeni vsi elementi. Zbudil sem se, takoj zapisal na papir - le na enem mestu je bila sprememba potrebna pozneje. « Kako preproste so legende! Več kot 30 let življenja znanstvenika je trajalo, da se je razvil in dopolnil.

Proces odkrivanja periodičnega zakona je poučen in Mendelejev je o njem govoril takole: »Nehote se je pojavila ideja, da mora obstajati povezava med maso in kemijskimi lastnostmi. In ker je masa snovi, čeprav ne absolutna, ampak le relativna, končno izražena v obliki uteži atomov, potem je treba poiskati funkcionalno ujemanje med posameznimi lastnostmi elementov in njihovimi atomskimi masami. Toda iskati nekaj, tudi gobe ali kakšno zasvojenost, ne more biti drugače kot iskati in poskušati. Tako sem začel na ločene kartice izbirati elemente z njihovimi atomskimi masami in temeljnimi lastnostmi, podobnimi elementi in bližnjimi atomskimi masami, kar je hitro pripeljalo do zaključka, da so lastnosti elementov občasno odvisne od njihove atomske teže, poleg tega pa dvomim veliko dvoumnosti, niti minute nisem dvomil v splošnost sklepa, saj je nemogoče priznati nesrečo. "

V prvi periodični tabeli so vsi elementi do vključno kalcija enaki kot v sodobni tabeli, z izjemo plemenitih plinov. To je razvidno iz fragmenta strani iz članka D.I. Mendelejev, ki vsebuje periodni sistem elementov.

Če izhajamo iz načela povečevanja atomske teže, bi morali biti naslednji elementi po kalciju vanadij (A \u003d 51), krom (A \u003d 52) in titan (A \u003d 52). Toda Mendeleev je za kalcijem postavil vprašaj, nato pa postavil titan in spremenil njegovo atomsko težo z 52 na 50. Atomsko težo A \u003d 45 so pripisali neznanemu elementu, ki ga označuje vprašaj, kar je aritmetično povprečje med atomskimi masami kalcija in titana. Nato je Mendelejev med cinkom in arzenom pustil prostor še dvema elementoma, ki še nista bila odkrita. Poleg tega je pred jod postavil telur, čeprav ima slednji manjšo atomsko težo. S to razporeditvijo elementov so vse vodoravne vrstice v tabeli vsebovale le podobne elemente in periodičnost sprememb lastnosti elementov se je jasno pokazala.

V naslednjih dveh letih je Mendeleev bistveno izboljšal sistem elementov. Leta 1871 je izšla prva izdaja učbenika Dmitrija Ivanoviča "Osnove kemije", v katerem je periodični sistem predstavljen v skoraj sodobni obliki. V tabeli je bilo oblikovanih 8 skupin elementov, številke skupin označujejo največjo valenco elementov tistih serij, ki so vključene v te skupine, obdobja pa se približujejo sodobnim, razdeljenim v 12 vrstic. Vsako obdobje se zdaj začne z aktivno alkalijsko kovino in konča s tipičnim nekovinskim halogenom.

Druga različica sistema je omogočila, da je Mendelejev lahko napovedal obstoj ne 4, ampak 12 elementov in z izzivanjem znanstvenega sveta z neverjetno natančnostjo opisal lastnosti treh neznanih elementov, ki jih je poimenoval ekabor (eka v sanskrtu pomeni "enako"), ekaaluminij in ekasilikon ... Njihova sodobna imena so Se, Ga, Ge.

Zahodni znanstveni svet je bil skeptičen do sistema Mendelejeva in njegovih napovedi, vendar se je vse spremenilo, ko je leta 1875 francoski kemik P. Lecoq de Boisbaudran, ki je preučeval spektre cinkove rude, odkril sledi novega elementa, ki ga je poimenoval galij v čast svoje domovine (Galija - staro rimsko ime Francija)

Znanstveniku je uspelo ta element izolirati v najčistejši obliki in preučiti njegove lastnosti. In Mendeleev je videl, da lastnosti galija sovpadajo z lastnostmi eka-aluminija, ki jih je napovedal, in obvestil Lecoqa de Boisbaudrana, da je napačno izmeril gostoto galija, ki naj bi bila enaka 5,9-6,0 g / cm3 namesto 4,7 g / cm3. Dejansko so natančnejše meritve privedle do pravilne vrednosti 5,904 g / cm3.

Leta 1879 je švedski kemik L. Nilsson med ločevanjem redkozemeljskih elementov, pridobljenih iz minerala gadolinita, izoliral nov element in ga poimenoval skandij. To se izkaže za ekabor, ki ga je napovedal Mendeleev.

Končno priznanje periodičnega zakona D.I. Mendelejev je bil dosežen po letu 1886, ko je nemški kemik K. Winkler, ki je analiziral srebrno rudo, dobil element, ki ga je imenoval germanij. Izkazalo se je vznemirljivo.

Podobne informacije.

2.2. Zgodovina nastanka periodnega sistema.

Pozimi 1867-68 je Mendeleev začel pisati učbenik "Osnove kemije" in takoj naletel na težave pri sistematizaciji dejanskega gradiva. Sredi februarja 1869 je, razmišljajoč o strukturi učbenika, postopoma prišel do zaključka, da so lastnosti preprostih snovi (in to je oblika obstoja kemičnih elementov v prostem stanju) in atomske mase elementov povezane z določenim vzorcem.

Mendeleev ni vedel veliko o poskusih svojih predhodnikov, da so kemične elemente razporedili glede na povečanje njihovih atomskih mas in o incidentih, ki so iz tega izhajali. Na primer, skoraj ni imel informacij o delu Shancourtoisa, Newlandsa in Meyerja.

Odločilna stopnja v njegovih razmišljanjih je bila 1. marca 1869 (14. februarja po starem slogu). Dan prej je Mendelejev deset dni pisal dopis za pregled zadružnih sirarn v provinci Tver: pismo s priporočili za proučevanje proizvodnje sira je prejel od A. I. Hodneva, enega od voditeljev Svobodne gospodarske družbe.

Tistega dne je bilo v Sankt Peterburgu oblačno in zmrznjeno. Drevesa so zapičala v vetru na univerzitetnem vrtu, kamor so gledala okna Mendelejevega stanovanja. Ko je bil še v postelji, je Dmitrij Ivanovič popil vrček toplega mleka, nato vstal, se umil in odšel na zajtrk. Bil je čudovito razpoložen.

Med zajtrkom je imel Mendeleev nepričakovano idejo: primerjati bližnje atomske mase različnih kemičnih elementov in njihove kemijske lastnosti. Ne da bi dvakrat premislil, je na hrbtno stran Hodnjevega pisma zapisal simbola za klor Cl in kalij K s precej bližnjimi atomskimi masami, ki sta enaki 35,5 oziroma 39 (razlika je le 3,5 enote). V istem pismu je Mendelejev skiciral simbole drugih elementov in med njimi iskal podobne "paradoksalne" pare: fluor F in natrij Na, brom Br in rubidij Rb, jod I in cezij Cs, pri katerih se masna razlika poveča s 4,0 na 5,0 in nato do 6,0. Takrat Mendelejev ni mogel vedeti, da "nedoločena cona" med očitnimi nekovinami in kovinami vsebuje elemente - plemenite pline, katerih odkritje bi še bistveno spremenilo periodni sistem.

Po zajtrku se je Mendelejev zaprl v svoji pisarni. Iz mize je vzel kup vizitk in na hrbet začel pisati simbole elementov in njihove glavne kemijske lastnosti. Čez nekaj časa je gospodinjstvo slišalo, kako je iz pisarne začelo prihajati: "Joj! Rogati. Joj, kakšen pohoten! Premagal jih bom. Ubil jih bom!" Ti vzkliki so pomenili, da je imel Dmitrij Ivanovič ustvarjalni navdih. Mendeleev je prestavljal karte iz ene vodoravne vrstice v drugo, pri čemer so ga vodile vrednosti atomske mase in lastnosti preprostih snovi, ki jih tvorijo atomi istega elementa. Tudi tokrat mu je na pomoč prišlo temeljito poznavanje anorganske kemije. Postopoma se je začel oblikovati videz prihodnjega Periodnega sistema kemijskih elementov. Torej je najprej postavil karto z elementom berilij Be (atomska masa 14) poleg kartice elementa aluminij Al (atomska masa 27,4), po tedanji tradiciji je Berilij vzel za analog aluminija. Nato pa je primerjal kemijske lastnosti, da je dal berilij nad magnezij Mg. Po dvomih v takrat splošno sprejeto vrednost atomske mase berilija jo je spremenil na 9,4 in spremenil formulo berilijevega oksida iz Be 2 O 3 v BeO (kot magnezijev oksid MgO). Mimogrede, "popravljena" vrednost atomske mase berilija je bila potrjena šele deset let kasneje. Tudi ob drugih priložnostih je ravnal enako pogumno.

Postopoma je Dmitrij Ivanovič prišel do končnega zaključka, da elementi, ki se nahajajo v naraščajočem vrstnem redu svojih atomskih mas, kažejo očitno periodičnost fizikalnih in kemijske lastnosti... Ves dan je Mendeleev delal na sistemu elementov, si privoščil kratek oddih, da bi se igral s hčerko Olgo, imel kosilo in večerjo.

Zvečer 1. marca 1869 je prepisal tabelo, ki jo je sestavil, in jo pod naslovom »Izkušnje sistema elementov na podlagi njihove atomske teže in kemijske podobnosti« poslal v tiskarno, naredil opombe za pisatelje in postavil datum »17. februar 1869« (to je stari slog).

Tako je bil odkrit Periodični zakon, katerega sodobna formulacija je naslednja: Lastnosti enostavnih snovi ter oblike in lastnosti spojin elementov so občasno odvisne od naboja jeder njihovih atomov.

Mendeleev je natisnjene letake s tabelo elementov poslal številnim domačim in tujim kemikom, šele nato pa je zapustil Peterburg, da bi pregledal sirarno.

Pred odhodom mu je vseeno uspelo predati organskemu kemiku in bodočemu zgodovinarju kemije NA rokopis članka "Korelacija lastnosti z atomsko težo elementov" - za objavo v Journal of the Russian Chemical Society in za sporočanje na prihajajočem sestanku društva.

18. marca 1869 je Menšutkin, ki je bil takrat uslužbenec društva, v imenu Mendelejeva podal kratko poročilo o periodičnem zakonu. Poročilo sprva ni pritegnilo veliko pozornosti kemikov, predsednik Ruskega kemijskega društva akademik Nikolaj Zinin (1812–1880) pa je izjavil, da Mendeleev ne počne, kar bi moral narediti pravi raziskovalec. Res je, da se je Zinin dve leti pozneje, ko je prebral članek Dmitrija Ivanoviča "Naravni sistem elementov in njegova uporaba za navajanje lastnosti nekaterih elementov", premislil in Mendelejevu zapisal: "Zelo, zelo dobro, veliko izvrstne konvergence, celo zabavno za branje, Bog vas blagoslovil v eksperimentalni potrditvi vaših zaključkov. Iskreno vam vdan in vas globoko spoštujem. N. Zinin. " Mendelejev ni razporedil vseh elementov v vrstnem redu naraščajočih atomskih mas; v nekaterih primerih ga je bolj vodila podobnost kemijskih lastnosti. Na primer, kobalt Co ima večjo atomsko maso kot nikelj Ni; tudi telur Te ima več kot jod I, vendar jih je Mendelejev postavil v vrstni red Co - Ni, Te - I in ne obratno. V nasprotnem primeru bi telur padel v skupino halogenov, jod pa bi postal sorodnik selena Se.

Ženi in otrokom. Ali pa je morda vedel, da umira, ni pa hotel vnaprej vznemirjati in skrbeti družino, ki jo je imel toplo in nežno rad. " Po 5 urah 20 min. 20. januarja 1907 je umrl Dmitrij Ivanovič Mendelejev. Pokopan je bil na pokopališču Volkovskoye v Sankt Peterburgu, nedaleč od grobov matere in sina Vladimirja. Leta 1911 je na pobudo vodilnih ruskih znanstvenikov D.I. Mendeleev, kjer ...

Moskovska podzemna postaja, raziskovalno plovilo za oceanografske raziskave, 101. kemični element in mineral - Mendeleevit. Rusko govoreči učenjaki-šaljivci včasih vprašajo: "Ali ni Dmitrij Ivanovič Mendelejev Jud, boleče nenavaden priimek, ali ne izhaja iz priimka" Mendel "?" Odgovor na to vprašanje je zelo preprost: "Vsi štirje sinovi Pavla Maksimoviča Sokolova, ...

Licejski izpit, na katerem je starec Derzhavin blagoslovil mladega Puškina. Akademik Yu.F.Fritzsche, znani strokovnjak za organsko kemijo, je imel priložnost igrati vlogo merilnika. D. I. Mendeleev je diplomiral na Glavnem pedagoškem inštitutu leta 1855. Kandidatsko delo "Izomorfizem v povezavi z drugimi odnosi kristalne oblike s sestavo" je postalo njegovo prvo večje znanstveno ...

Predvsem glede vprašanja kapilarnosti in površinske napetosti tekočin, preživljal pa je proste ure v krogu mladih ruskih znanstvenikov: S.P. Botkin, I.M. Sechenov, I.A. Vyshnegradsky, A.P. Borodin in drugi. Leta 1861 se je Mendeleev vrnil v Sankt Peterburg, kjer je na univerzi nadaljeval s predavanji iz organske kemije in izdal za ta čas izjemen učbenik: " Organska kemija", v ...