Otvaranje periodnog sistema nakratko. Mendeljejevljev periodični sistem. Hemijski elementi periodnog sistema. Nove činjenice briljantne predviđanja

Uspostavljanje atomsko-molekularne teorije na prijelazu iz 19. u 19. stoljeće praćeno je brzim porastom broja poznatih hemijski elementi. Samo u prvoj deceniji 19. veka otkriveno je 14 novih elemenata. Rekorder među otkrivačima bio je engleski hemičar Humphry Davy, koji je u jednoj godini pomoću elektrolize dobio 6 novih jednostavnih supstanci (natrij, kalij, magnezij, kalcij, barij, stroncij). A do 1830. broj poznatih elemenata dostigao je 55.

Postojanje takvog broja elemenata, heterogenih po svojim svojstvima, zbunilo je hemičare i zahtevalo je redosled i sistematizaciju elemenata. Mnogi naučnici su tražili obrasce na listi elemenata i postigli određeni napredak. Možemo izdvojiti tri najznačajnija rada koja su dovela u pitanje prioritet otkrića periodnog zakona D.I. Mendeljejev.

Mendeljejev je formulisao periodični zakon u obliku sledećih osnovnih principa:

1. Elementi raspoređeni prema atomskoj težini predstavljaju jasnu periodičnost svojstava.
2. Treba očekivati otkriće još mnogo nepoznatih jednostavnih tijela, na primjer, elemenata sličnih Al i Si atomske težine 65 - 75.
3. Atomska težina elementa se ponekad može korigovati poznavanjem njegovih analoga.

Neke analogije otkrivaju se veličinom težine njihovog atoma. Prvi stav bio je poznat i prije Mendeljejeva, ali mu je upravo on dao karakter univerzalnog zakona, predviđajući na osnovu njega postojanje elemenata koji još nisu bili otkriveni, mijenjajući atomske težine određenog broja elemenata i uređujući neke elemenata u tabeli suprotno njihovoj atomskoj težini, ali u potpunosti u skladu sa njihovim svojstvima (uglavnom prema valentnosti). Preostale odredbe otkrio je samo Mendeljejev i logične su posljedice periodičnog zakona. Ispravnost ovih posljedica potvrđena je mnogim eksperimentima u naredne dvije decenije i omogućila da se o periodičnom zakonu govori kao o strogom zakonu prirode.

Koristeći ove odredbe, Mendeljejev je sastavio svoju verziju periodnog sistema elemenata. Prvi nacrt tabele elemenata pojavio se 17. februara (1. marta, novi stil) 1869.

A 6. marta 1869. godine, profesor Menšutkin je zvanično objavio Mendeljejevljevo otkriće na sastanku Ruskog hemijskog društva.

U usta naučnika iznijeto je sljedeće priznanje: Vidim u snu sto gdje su svi elementi raspoređeni po potrebi. Probudio sam se i odmah to zapisao na komad papira - samo na jednom mjestu se kasnije ispostavilo da je ispravka neophodna.” Kako je sve jednostavno u legendama! Bilo je potrebno više od 30 godina života naučnika da se to razvije i ispravi.

Proces otkrivanja periodičnog zakona je poučan i sam Mendeljejev je o tome govorio ovako: „Nehotice se pojavila ideja da između mase i hemijska svojstva mora postojati veza.

A budući da se masa tvari, iako nije apsolutna, već samo relativna, u konačnici izražava u obliku atomskih težina, potrebno je tražiti funkcionalnu korespondenciju između pojedinačnih svojstava elemenata i njihovih atomskih težina. Ne možete tražiti ništa, čak ni gljive ili neku vrstu zavisnosti, osim gledanjem i pokušajem.

Tako sam počeo da biram, zapisujući na odvojene kartice elemente sa njihovim atomskim težinama i osnovnim svojstvima, slične elemente i slične atomske težine, što je brzo dovelo do zaključka da svojstva elemenata periodično zavise od njihove atomske težine, i, sumnjajući u mnoge nejasnoće , nisam ni trenutka sumnjao u opštost izvedenog zaključka, jer je nemoguće dopustiti nesreće.”

U prvom periodnom sistemu, svi elementi do i uključujući kalcijum su isti kao u modernom sistemu, sa izuzetkom plemenitih gasova. To se može vidjeti iz fragmenta stranice iz članka D.I. Mendeljejeva, koji sadrži periodni sistem elemenata.

Na osnovu principa povećanja atomske težine, sljedeći elementi nakon kalcija trebali su biti vanadij, hrom i titan. Ali Mendeljejev je stavio znak pitanja iza kalcijuma, a zatim stavio titanijum, menjajući njegovu atomsku težinu sa 52 na 50.

Nepoznatom elementu, označenom znakom pitanja, pripisana je atomska težina A = 45, što je aritmetička sredina između atomskih težina kalcijuma i titanijuma. Zatim, između cinka i arsena, Mendeljejev je ostavio mjesta za dva elementa koja još nisu bila otkrivena. Osim toga, stavio je telur ispred joda, iako potonji ima manju atomsku težinu. Ovakvim rasporedom elemenata, svi horizontalni redovi u tabeli sadržavali su samo slične elemente, a periodičnost promjena svojstava elemenata bila je jasno vidljiva. Tokom naredne dvije godine, Mendeljejev je značajno poboljšao sistem elemenata. Godine 1871. objavljeno je prvo izdanje udžbenika Dmitrija Ivanoviča "Osnove hemije", u kojem je periodični sistem predstavljen u gotovo modernom obliku.

U tabeli je formirano 8 grupa elemenata, brojevi grupa ukazuju na najveću valencu elemenata onih serija koji su uključeni u ove grupe, a periodi postaju bliži modernim, podeljeni u 12 serija. Sada svaki period počinje aktivnim alkalnim metalom i završava se tipičnim nemetalnim halogenom.Druga verzija sistema omogućila je Mendeljejevu da predvidi postojanje ne 4, već 12 elemenata i, izazivajući naučni svijet, sa zadivljujućim preciznošću opisao je svojstva tri nepoznata elementa, koje je nazvao ekabor (eka na sanskrtu znači "jedno te isto"), eka-aluminijum i eka-silicij. (Galija je starorimsko ime za Francusku). Naučnik je uspio izolovati ovaj element u njegovom čistom obliku i proučiti njegova svojstva. I Mendeljejev je uvideo da se svojstva galija poklapaju sa svojstvima eka-aluminijuma, koje je on predvideo, i rekao je Lecoqu de Boisbaudranu da je pogrešno izmerio gustinu galija, koja bi trebalo da bude jednaka 5,9-6,0 g/cm3 umesto 4,7 g /cm3. Zaista, pažljivija mjerenja dovela su do tačne vrijednosti od 5,904 g/cm3. Konačno priznanje periodnog zakona D.I. Mendeljejev je postignut nakon 1886. godine, kada je njemački hemičar K. Winkler, analizirajući srebrnu rudu, dobio element koji je nazvao germanijum. Ispostavilo se da je to ecasilicon.

Periodični zakon i periodični sistem elemenata.

Periodični zakon je jedan od najvažnijih zakona hemije. Mendeljejev je u to verovao glavna karakteristika elementa je njegova atomska masa. Stoga je sve elemente rasporedio u jedan red prema rastu atomske mase.

Ako uzmemo u obzir niz elemenata od Li do F, možemo vidjeti da su metalna svojstva elemenata oslabljena, a nemetalna poboljšana. Svojstva elemenata u nizu od Na do Cl se mijenjaju slično. Sljedeći znak K, poput Li i Na, je tipičan metal.

Najveća valencija elemenata raste od I y Li do V y N (kiseonik i fluor imaju konstantnu valenciju, II i I, respektivno) i od I y Na do VII y Cl. Sljedeći element K, poput Li i Na, ima valenciju I. U nizu oksida od Li2O do N2O5 i hidroksida od LiOH do HNO3 osnovna svojstva su oslabljena i kiselinska svojstva se intenziviraju. Osobine oksida se slično mijenjaju u nizu od Na2O i NaOH do Cl2O7 i HClO4. Kalijum oksid K2O, kao i litijum i natrijum oksid Li2O i Na2O, je bazni oksid, a kalijum hidroksid KOH, kao litijum i natrijum hidroksidi LiOH i NaOH, je tipična baza.

Oblici i svojstva nemetala se mijenjaju slično od CH4 do HF i od SiH4 do HCl.

Ovakav karakter svojstava elemenata i njihovih spojeva, koji se uočava povećanjem atomske mase elemenata, naziva se periodična promjena. Svojstva svih hemijskih elemenata se periodično menjaju sa povećanjem atomske mase.

Ova periodična promjena naziva se periodična ovisnost svojstava elemenata i njihovih spojeva od atomske mase.

Stoga D.I. Mendeljejev je formulisao zakon koji je otkrio na sljedeći način:

· Svojstva elemenata, kao i oblici i svojstva spojeva elemenata, periodično zavise od atomske mase elemenata.

Mendeljejev je rasporedio periode elemenata jedan ispod drugog i kao rezultat sastavio periodni sistem elemenata.

On je rekao da je tabela elemenata plod ne samo njegovog rada, već i truda mnogih hemičara, među kojima je posebno istakao „pojačivače periodnog zakona“ koji su otkrili elemente koje je on predvideo.

Stvaranje modernog stola zahtevalo je mnogo godina napornog rada hiljada i hiljada hemičara i fizičara. Da je Mendeljejev danas živ, on bi, gledajući modernu tabelu elemenata, mogao da ponovi reči engleskog hemičara J. W. Mellora, autora klasične enciklopedije od 16 tomova o neorganskim i teorijske hemije. Završivši svoj rad 1937. godine, nakon 15 godina rada, sa zahvalnošću je napisao na naslovnoj strani: „Posvećeno vojnicima ogromne armije hemičara. Njihova imena su zaboravljena, njihova djela ostaju...

Periodični sistem je klasifikacija hemijskih elemenata koja uspostavlja zavisnost različitih svojstava elemenata od naelektrisanja atomskog jezgra. Sistem je grafički izraz periodičnog zakona. Od oktobra 2009. poznato je 117 hemijskih elemenata (sa serijskim brojevima od 1 do 116 i 118), od kojih se 94 nalaze u prirodi (neki samo u tragovima). Ostatak23 dobiven je umjetno kao rezultat nuklearnih reakcija - to je proces transformacije atomskih jezgri koji se događa tijekom njihove interakcije s elementarnim česticama, gama zrakama i međusobno, što obično dovodi do oslobađanja kolosalnih količina energije. Prvih 112 elemenata imaju trajna imena, ostali imaju privremena imena.

Otkriće elementa 112 (najtežeg od zvaničnih) priznala je Međunarodna unija čiste i primijenjene hemije.

Najstabilniji poznati izotop ovog elementa ima poluživot od 34 sekunde. Početkom juna 2009. nosi nezvanični naziv ununbijum; prvi put je sintetizovan u februaru 1996. u akceleratoru teških jona na Institutu za teške jone u Darmštatu. Otkrivači imaju šest mjeseci da predlože novo službeno ime koje će dodati u tabelu (već su predložili Wickhausius, Helmholtzius, Venusius, Frischius, Strassmannius i Heisenbergius). Trenutno su poznati transuranski elementi sa brojevima 113-116 i 118, dobijeni u Zajedničkom institutu za nuklearna istraživanja u Dubni, ali još nisu zvanično priznati. Češći od ostalih su 3 oblika periodnog sistema: “kratki” (kratki period), “dugi” (dugi period) i “ekstra-dugi”. U „superdugoj“ verziji svaki period zauzima tačno jedan red. U „dugoj“ verziji, lantanidi (familija od 14 hemijskih elemenata sa serijskim brojevima 58-71, koji se nalaze u VI periodu sistema) i aktinidi (familija radioaktivnih hemijskih elemenata koji se sastoje od aktinijuma i 14 njemu sličnih u njihova hemijska svojstva) su uklonjeni iz opšte tabele, čineći je kompaktnijom. U „kratkom“ obliku snimanja, pored ovoga, četvrti i naredni period zauzimaju po 2 reda; Simboli elemenata glavne i sekundarne podgrupe su poravnati u odnosu na različite rubove ćelija. IUPAC je službeno napustio kratak oblik tabele, koji sadrži osam grupa elemenata, 1989. Uprkos preporuci da se koristi duga forma, kratka forma je i dalje bila veliki broj Ruske referentne knjige i priručnici čak i nakon tog vremena. Iz savremene strane literature kratka forma je potpuno isključena, a umjesto nje se koristi duga forma. Neki istraživači ovu situaciju povezuju, između ostalog, sa prividnom racionalnom kompaktnošću kratke forme tabele, kao i sa stereotipnim razmišljanjem i nepercepcijom savremenih (međunarodnih) informacija.

Godine 1969. Theodore Seaborg je predložio prošireni periodni sistem elemenata. Niels Bohr je razvio lestvicu (piramidalni) oblik periodnog sistema.

Postoje mnoge druge, rijetko ili uopće ne korištene, ali vrlo originalne metode grafičkog prikaza periodični zakon. Danas postoji nekoliko stotina verzija tablice, a naučnici stalno nude nove opcije.

Periodični zakon i njegovo obrazloženje.

Periodični zakon je omogućio sistematizaciju i generalizaciju ogromne količine naučnih informacija u hemiji. Ova funkcija zakona se obično naziva integrativna. Posebno se jasno manifestuje u strukturiranju naučnih i edukativni materijal hemija.

Akademik A.E. Fersman je rekao da je sistem ujedinio svu hemiju unutar jedne prostorne, hronološke, genetske i energetske veze.

Integrativna uloga periodičnog zakona očitovala se i u tome što su pojedini podaci o elementima koji su navodno ispali iz opšti obrasci, provjerili su i razjasnili i sam autor i njegovi pratioci.

To se dogodilo sa karakteristikama berilija. Prije Mendeljejevljevog rada, smatran je trovalentnim analogom aluminija zbog njihove takozvane dijagonalne sličnosti. Dakle, u drugom periodu bila su dva trovalentna elementa, a ni jedan dvovalentni. U ovoj fazi Mendeljejev je posumnjao na grešku u istraživanju svojstava berilija; pronašao je rad ruskog hemičara Avdejeva, koji je tvrdio da je berilijum dvovalentan i da ima atomsku težinu od 9. Avdejevljev rad je ostao neprimećen. naučni svet, autor je rano umro, očigledno otrovan ekstremno otrovnim jedinjenjima berilijuma. Rezultati Avdejevljevog istraživanja utemeljeni su u nauci zahvaljujući periodičnom zakonu.

Takve promjene i preciziranja vrijednosti i atomskih težina i valencija izvršio je Mendeljejev za još devet elemenata (In, V, Th, U, La, Ce i tri druga lantanida).

Za još deset elemenata ispravljene su samo atomske težine. I sva ta pojašnjenja su naknadno eksperimentalno potvrđena.

Prognostička (prediktivna) funkcija periodičnog zakona dobila je najupečatljiviju potvrdu u otkrivanju nepoznatih elemenata sa rednim brojevima 21, 31 i 32.

Njihovo postojanje je prvo predviđeno intuitivno, ali sa formiranjem sistema, Mendeljejev je mogao da izračuna njihova svojstva sa visokim stepenom tačnosti. U redu poznata priča Otkriće skandijuma, galija i germanijuma bio je trijumf Mendeljejevljevog otkrića. Sva svoja predviđanja je napravio na osnovu univerzalnog zakona prirode koji je sam otkrio.

Mendeljejev je ukupno predvideo dvanaest elemenata.Od samog početka Mendeljejev je isticao da zakon opisuje svojstva ne samo samih hemijskih elemenata, već i mnogih njihovih jedinjenja. Da bismo to potvrdili, dovoljno je navesti sljedeći primjer. Od 1929. godine, kada je akademik P. L. Kapitsa prvi otkrio nemetalnu provodljivost germanija, počeo je razvoj proučavanja poluvodiča u svim zemljama svijeta.

Odmah je postalo jasno da elementi sa takvim svojstvima zauzimaju glavnu podgrupu grupe IV.

Vremenom je došlo do shvaćanja da svojstva poluprovodnika u većoj ili manjoj mjeri trebaju posjedovati spojevi elemenata koji se nalaze u periodima jednako udaljenim od ove grupe (npr. opšta formula tip AzB).

Ovo je odmah učinilo potragu za novim praktično važnim poluprovodnicima ciljanom i predvidljivom. Gotovo sva moderna elektronika zasnovana je na takvim vezama.

Važno je napomenuti da predviđanja unutar Periodni sistem su napravljene i nakon njenog opšteg priznanja. Godine 1913

Moseley je otkrio da je talasna dužina x-zrake, koji se dobijaju od antikatoda napravljenih od različitih elemenata, prirodno se menja u zavisnosti od serijskog broja koji je konvencionalno dodeljen elementima u periodnom sistemu. Eksperiment je potvrdio da serijski broj elementa ima direktno fizičko značenje.

Tek kasnije su serijski brojevi vezani za vrijednost pozitivnog naboja jezgra. Ali Moseleyjev zakon je omogućio da se odmah eksperimentalno potvrdi broj elemenata u periodima i istovremeno predvidi mjesta hafnija (br. 72) i renijuma (br. 75) koja do tada još nisu bila otkrivena.

Dugo se vodila debata: alocirati inertne gasove u nezavisnu nultu grupu elemenata ili ih smatrati glavnom podgrupom grupe VIII.

Na osnovu položaja elemenata u periodnom sistemu, teoretski hemičari predvođeni Linusom Paulingom dugo su sumnjali u potpunu hemijsku pasivnost plemenitih gasova, direktno ukazujući na moguću stabilnost njihovih fluorida i oksida.

Ali tek 1962., američki hemičar Neil Bartlett prvi je izveo reakciju heksafluorida platine s kisikom pod najobičnijim uvjetima, dobivši ksenon heksafluoroplatinat XePtF^, nakon čega su slijedila druga plinska jedinjenja koja se danas pravilnije nazivaju plemenitim, a ne inertnim. .

Ovdje će čitatelj pronaći informacije o jednom od najvažnijih zakona koje je čovjek ikada otkrio u naučnom polju - periodičnom zakonu Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva. Upoznat ćete se s njegovim značajem i utjecajem na hemiju, te ćete razmotriti opšte odredbe, karakteristike i detalji periodičnog zakona, istorija otkrića i glavne odredbe.

Šta je periodični zakon

Periodični zakon je prirodno pravo fundamentalne prirode, koju je prvi otkrio D. I. Mendeljejev davne 1869. godine, a do samog otkrića došlo je poređenjem svojstava nekih kemijskih elemenata i vrijednosti atomske mase poznatih u to vrijeme.

Mendeljejev je tvrdio da, prema njegovom zakonu, jednostavna i složena tijela i različiti spojevi elemenata zavise od ovisnosti o njihovom periodičnom tipu i od težine njihovog atoma.

Periodični zakon je jedinstven po svojoj vrsti i to zbog činjenice da se ne izražava matematičkim jednačinama, za razliku od drugih fundamentalnih zakona prirode i univerzuma. Grafički, ono nalazi svoj izraz u periodnom sistemu hemijskih elemenata.

Istorija otkrića

Otkriće periodičnog zakona dogodilo se 1869. godine, ali pokušaji da se sistematiziraju svi poznati x-ti elementi počeli su mnogo prije toga.

Prvi pokušaj da stvori takav sistem napravio je I. V. Debereiner 1829. On je klasifikovao sve njemu poznate hemijske elemente u trijade, međusobno povezane blizinom polovine zbira atomskih masa uključenih u ovu grupu od tri komponente. . Nakon Debereinera, pokušao je napraviti jedinstvenu tablicu klasifikacije elemenata A. de Chancourtois-a, koji je svoj sistem nazvao "zemaljska spirala", a nakon njega je Newlandsovu oktavu sastavio John Newlands. Godine 1864, gotovo istovremeno, William Olding i Lothar Meyer objavili su tabele kreirane nezavisno jedna od druge.

Periodični zakon predstavljen je naučnoj zajednici na pregled 8. marta 1869. godine, a to se dogodilo tokom sastanka Ruskog društva. Dmitrij Ivanovič Mendeljejev je pred svima najavio svoje otkriće, a iste godine objavljen je Mendeljejevljev udžbenik „Osnove hemije“, gde je prvi put prikazan periodni sistem koji je kreirao. Godinu dana kasnije, 1870., napisao je članak i predao ga Ruskom hemijskom društvu, gde je koncept periodičnog zakona prvi put korišćen. Godine 1871. Mendeljejev je dao sveobuhvatan opis svog koncepta u svom čuvenom članku o periodičnom zakonu hemijskih elemenata.

Neprocjenjiv doprinos razvoju hemije

Važnost periodičnog zakona je neverovatno velika za naučnu zajednicu širom sveta. To je zbog činjenice da je njegovo otkriće dalo snažan poticaj razvoju i kemije i drugih prirodnih znanosti, na primjer, fizike i biologije. Odnos između elemenata i njihovih kvalitativnih hemijskih i fizičkih karakteristika bio je otvoren, što je takođe omogućilo da se shvati suština konstrukcije svih elemenata po jednom principu i dalo je povod za moderno formulisanje pojmova o hemijskim elementima, da se konkretizuju znanja. tvari složene i jednostavne strukture.

Upotreba periodičnog zakona omogućila je rješavanje problema kemijskog predviđanja i utvrđivanje razloga ponašanja poznatih kemijskih elemenata. Atomska fizika, uključujući nuklearnu energiju, postala je moguća kao rezultat ovog istog zakona. Zauzvrat, ove nauke su omogućile da se prošire horizonti suštine ovog zakona i produbi njegovo razumevanje.

Hemijska svojstva elemenata periodnog sistema

U suštini, hemijski elementi su međusobno povezani karakteristikama koje su im svojstvene u stanju slobodnog atoma ili jona, rastvorenog ili hidratizovanog, u jednostavnoj supstanci i obliku koji njihovi brojni spojevi mogu formirati. Međutim, ova svojstva se obično sastoje od dva fenomena: svojstva karakteristična za atom u slobodnom stanju i za jednostavnu supstancu. Postoji mnogo vrsta nekretnina ove vrste, ali najvažnije su:

Atomska jonizacija i njena energija, u zavisnosti od položaja elementa u tabeli, njegov redni broj.
Energetski afinitet atoma i elektrona, koji, kao i atomska ionizacija, ovisi o lokaciji elementa u periodni sistem.
Elektronegativnost atoma, koja nema konstantnu vrijednost, ali se može mijenjati ovisno o različitim faktorima.
Radijusi atoma i iona - ovdje se u pravilu koriste empirijski podaci, koji su povezani s valovnom prirodom elektrona u stanju kretanja.
Atomizacija jednostavnih supstanci - opis reaktivnih sposobnosti elementa.
Oksidacijska stanja su formalna karakteristika, ali se pojavljuju kao jedna od najvažnijih karakteristika elementa.
Oksidacioni potencijal za jednostavne supstance je merenje i indikacija potencijala supstance da deluje u vodenim rastvorima, kao i stepena ispoljavanja redoks svojstava.

Periodičnost elemenata unutrašnjeg i sekundarnog tipa

Periodični zakon daje razumijevanje još jedne važne komponente prirode - unutrašnje i sekundarne periodičnosti. Gore navedene oblasti studija atomska svojstva, u stvari, mnogo je komplikovanije nego što mislite. To je zbog činjenice da elementi s, p, d u tabeli mijenjaju svoje kvalitativne karakteristike u zavisnosti od njihovog položaja u periodu (interna periodičnost) i grupi (sekundarna periodičnost). Na primjer, unutrašnji proces prijelaza elementa s iz prve grupe u osmu u p-element je praćen minimalnim i maksimalnim tačkama na krivulji energetske linije joniziranog atoma. Ovaj fenomen pokazuje unutrašnju nestabilnost periodičnosti promjena svojstava atoma prema njegovom položaju u periodu.

Rezultati

Sada čitatelj ima jasno razumijevanje i definiciju šta je Mendeljejevljev periodični zakon, shvaća njegov značaj za čovjeka i razvoj različitih znanosti, te ima ideju o njegovim modernim odredbama i povijesti njegovog otkrića.

Esej

“Istorija otkrića i potvrđivanja periodičnog zakona od strane D.I. Mendeljejev"

Sankt Peterburg 2007

Uvod

Periodični zakon D.I. Mendeljejev je temeljni zakon koji uspostavlja periodičnu promjenu svojstava kemijskih elemenata ovisno o povećanju naboja jezgara njihovih atoma. Otvorio D.I. Mendeljejev u februaru 1869. Kada se porede svojstva svih tada poznatih elemenata i vrednosti njihovih atomskih masa (težina). Mendeljejev je prvi put upotrebio termin „periodični zakon” u novembru 1870. godine, a u oktobru 1871. dao je konačnu formulaciju periodičnog zakona: „... svojstva elemenata, a samim tim i svojstva jednostavnih i složenih tela koja formiraju, periodično ovise o njihovoj atomskoj težini.” Grafički (tabelarni) izraz periodnog zakona je periodični sistem elemenata koji je razvio Mendeljejev.

1. Pokušaji drugih naučnika da izvedu periodični zakon

Periodični sistem ili periodična klasifikacija elemenata bio je od velikog značaja za razvoj neorganske hemije u drugoj polovini 19. veka. Ovaj značaj je trenutno kolosalan, jer je sam sistem, kao rezultat proučavanja problema strukture materije, postepeno stekao stepen racionalnosti koji se nije mogao postići poznavanjem samo atomskih težina. Prelazak sa empirijske pravilnosti na zakon je krajnji cilj svake naučne teorije.

Potraga za osnovom za prirodnu klasifikaciju hemijskih elemenata i njihovu sistematizaciju započela je mnogo prije otkrića Periodnog zakona. Poteškoće s kojima su se susreli prirodnjaci koji su prvi počeli raditi u ovoj oblasti uzrokovane su nedostatkom eksperimentalnih podataka: u početkom XIX V. broj poznatih hemijskih elemenata je još uvek bio premali, a prihvaćene vrednosti atomskih masa mnogih elemenata bile su netačne.

Osim pokušaja Lavoazijea i njegove škole da klasifikuju elemente na osnovu kriterijuma analogije u hemijskom ponašanju, prvi pokušaj periodične klasifikacije elemenata pripada Döbereineru.

Dobereinerove trijade i prvi sistemi elemenata

Godine 1829. njemački hemičar I. Döbereiner pokušao je da sistematizuje elemente. Primetio je da se neki elementi sličnih svojstava mogu kombinovati u grupe od tri, koje je nazvao trijade: Li–Na–K; Ca–Sr–Ba; S–Se–Te; P–As–Sb; Cl–Br–I.

Suština predloženog zakon trijada Döbereiner je bio da je atomska masa srednjeg elementa trijade blizu polovine zbira (aritmetičke sredine) atomskih masa dva ekstremna elementa trijade. Iako Döbereiner, naravno, nije uspio razbiti sve poznate elemente u trijade, zakon trijada jasno je ukazivao na postojanje veze između atomske mase i svojstava elemenata i njihovih spojeva. Svi dalji pokušaji sistematizacije zasnivali su se na postavljanju elemenata u skladu sa njihovim atomskim masama.

Döbereinerove ideje razvio je L. Gmelin, koji je pokazao da je odnos između svojstava elemenata i njihovih atomskih masa mnogo složeniji od trijada. Godine 1843. Gmelin je objavio tabelu u kojoj su hemijski slični elementi raspoređeni u grupe prema rastućim (ekvivalentnim) težinama. Elementi su bili sastavljeni od trozvuka, kao i tetrada i pentada (grupe od četiri i pet elemenata), a elektronegativnost elemenata u tabeli se glatko mijenjala od vrha do dna.

1850-ih godina M. von Pettenkofer i J. Dumas predložili su tzv. diferencijalni sistemi, usmjeren na identifikaciju općih obrazaca u promjenama atomske težine elemenata, koje su detaljno razvili njemački hemičari A. Strecker i G. Chermak.

Početkom 60-ih godina XIX vijeka. pojavilo se nekoliko radova koji su neposredno prethodili Periodičnom zakonu.

Spiral de Chancourtois

A. de Chancourtois je rasporedio sve tada poznate hemijske elemente u jedan niz rastućih atomskih masa i primenio rezultirajući niz na površinu cilindra duž linije koja izlazi iz njegove osnove pod uglom od 45° u odnosu na ravan cilindra. baza (tzv zemaljska spirala). Prilikom odvijanja površine cilindra pokazalo se da se na okomitim linijama paralelnim s osi cilindra nalaze kemijski elementi sličnih svojstava. Dakle, litijum, natrijum, kalijum su pali na jednu vertikalu; berilij, magnezijum, kalcijum; kiseonik, sumpor, selen, telur itd. Nedostatak de Chancourtoisove spirale bila je činjenica da je na istoj liniji sa bliskima na svoj način hemijske prirode Ispostavilo se da su elementi potpuno različitog hemijskog ponašanja. Mangan je spadao u grupu alkalnih metala, a titan, koji s njima nije imao ništa zajedničko, u grupu kiseonika i sumpora.

Newlands table

Engleski naučnik J. Newlands je 1864. objavio tabelu elemenata koji odražavaju njegove predložene zakon oktava. Newlands je pokazao da su u nizu elemenata raspoređenih po rastućoj atomskoj težini svojstva osmog elementa slična svojstvima prvog. Newlands je pokušao ovoj zavisnosti, koja se zapravo javlja za svjetlosne elemente, dati univerzalni karakter. U njegovoj tablici slični elementi su bili smješteni u horizontalnim redovima, ali u istom redu često su se nalazili elementi potpuno različitih svojstava. Pored toga, Newlands je bio primoran da u neke ćelije postavi dva elementa; konačno, za stolom nije bilo praznih mjesta; Kao rezultat toga, zakon oktava je prihvaćen s krajnjim skepticizmom.

Odling i Meyer stolovi

Iste 1864. godine pojavila se prva tablica njemačkog hemičara L. Meyera; uključivao je 28 elemenata, raspoređenih u šest kolona prema njihovim valencijama. Meyer je namjerno ograničio broj elemenata u tabeli kako bi naglasio redovitu (slično Döbereinerovim trijadama) promjenu atomske mase u nizu sličnih elemenata.

Godine 1870. Meyer je objavio rad koji je sadržavao novu tabelu pod naslovom “Priroda elemenata kao funkcija njihove atomske težine” koja se sastoji od devet vertikalnih stupaca. Slični elementi nalazili su se u horizontalnim redovima tabele; Meyer je ostavio neke ćelije prazne. Tablicu je pratio graf ovisnosti atomskog volumena elementa od atomske težine, koji ima karakterističan oblik pilastog oblika, koji savršeno ilustruje pojam "periodičnost", koji je do tada već predložio Mendeljejev.

2. Šta je učinjeno prije dana velikog otkrića

Preduvjete za otkriće periodnog zakona treba tražiti u knjizi D.I. Mendeljejev (u daljem tekstu D.I.) “Osnove hemije”. Prva poglavlja 2. dijela ove knjige D.I. pisao početkom 1869. Prvo poglavlje je bilo posvećeno natrijumu, drugo - njegovim analozima, treće - toplotnom kapacitetu, 4. - zemnoalkalnim metalima. Do dana kada je otkriven periodični zakon (17. februara 1869.), on je verovatno već postavio pitanje odnosa između polarno suprotnih elemenata kao što su alkalni metali i halogenidi, koji su bili bliski jedni drugima u smislu atomskog (valentnog) ), kao i pitanje o odnosu između samih alkalnih metala u smislu njihove atomske težine. Približio se i pitanju spajanja i poređenja dvije grupe polarno suprotnih elemenata prema atomskim težinama njihovih članova, što je zapravo već značilo napuštanje principa raspodjele elemenata prema njihovoj atomarnosti i prelazak na princip njihovog raspodjela prema atomskim težinama. Ova tranzicija nije bila priprema za otkriće periodičnog zakona, već početak samog otkrića

Do početka 1869. značajan dio elemenata spojen je u zasebne prirodne grupe i porodice na osnovu zajedničkih hemijskih svojstava; Uz to, drugi dio njih je bio rasuti, izolirani pojedinačni elementi koji nisu bili ujedinjeni u posebne grupe. Sljedeće se smatralo čvrsto utemeljenim:

– grupa alkalnih metala – litijum, natrijum, kalijum, rubidijum i cezijum;

– grupa zemnoalkalnih metala – kalcijum, stroncijum i barijum;

– grupa kiseonika – kiseonik, sumpor, selen i telur;

– grupa azota – azot, fosfor, arsen i antimon. Osim toga, ovdje se često dodavao bizmut, a vanadij se smatrao nepotpunim analogom dušika i arsena;

– grupa ugljenika – ugljenik, silicijum i kalaj, a titan i cirkonijum su smatrani nepotpunim analozima silicijuma i kalaja;

– grupa halogena (halogena) – fluor, hlor, brom i jod;

– grupa bakra – bakar i srebro;

– grupa cinka – cink i kadmijum

– porodica gvožđa – gvožđe, kobalt, nikl, mangan i hrom;

– porodica metala platine – platina, osmijum, iridijum, paladijum, rutenijum i rodijum.

Situacija je bila složenija sa elementima koji su se mogli svrstati u različite grupe ili porodice:

– olovo, živa, magnezijum, zlato, bor, vodonik, aluminijum, talijum, molibden, volfram.

Osim toga, bio je poznat niz elemenata čija svojstva još nisu bila dovoljno proučena:

– porodica rijetkih zemnih elemenata – itrijum, erbijum, cerij, lantan i didimijum;

– niobijum i tantal;

– berilij;

3. Dan velikog otkrića

DI. bio je veoma svestran naučnik. Dugo su ga zanimala pitanja i Poljoprivreda. Usko je učestvovao u aktivnostima Volnyja ekonomsko društvo u Sankt Peterburgu (VEO), čiji je bio član. VEO je organizovao artelsku proizvodnju sira u nizu severnih provincija. Jedan od pokretača ove inicijative bio je N.V. Vereshchagin. Krajem 1868. godine, tj. dok je D.I. završio izdanje. 2 svoje knjige, Vereščagin se obratio VEO-u sa molbom da pošalje jednog od članova Društva kako bi na licu mesta izvršio uvid u rad artelskih sirara. Saglasnost za ovakvu vrstu putovanja izrazio je D.I. U decembru 1868. pregledao je nekoliko artel sirara u Tverskoj guberniji. Za završetak ispita bio je potreban dodatni službeni put. Polazak je bio tačno zakazan za 17. februar 1869. godine.

U svom radu iz 1668. Robert Bojl je dao spisak nerazgradivih hemijskih elemenata. Tada ih je bilo samo petnaestak. Istovremeno, naučnik nije tvrdio da osim elemenata koje je naveo više ne postoje i pitanje njihove količine je ostalo otvoreno.

Stotinu godina kasnije, francuski hemičar Antoine Lavoisier sastavio je novu listu elemenata poznatih nauci. Njegov registar je uključivao 35 hemijske supstance, od kojih su 23 naknadno prepoznati kao ti vrlo nerazložljivi elementi.

Potragu za novim elementima vodili su hemičari širom svijeta i prilično uspješno je napredovala. Ruski kemičar Dmitrij Ivanovič Mendeljejev odigrao je odlučujuću ulogu u ovom pitanju: upravo on je došao na ideju o mogućnosti odnosa između atomske mase elemenata i njihovog mjesta u "hijerarhiji". Njegovim vlastitim riječima, "moramo tražiti... korespondencije između pojedinačnih svojstava elemenata i njihove atomske težine."

Upoređujući tada poznate hemijske elemente, Mendeljejev je, nakon kolosalnog rada, na kraju otkrio tu zavisnost, opštu prirodnu vezu između pojedinih elemenata, u kojoj se oni pojavljuju kao jedinstvena celina, gde svojstva svakog elementa nisu nešto što postoji samo po sebi. , ali periodično i redovno ponavljajuća pojava.

Tako je u februaru 1869. formulisano periodični zakon Mendeljejeva. Iste godine, 6. marta, objavljen je izvještaj D.I. Mendeljejeva, pod nazivom „Odnos svojstava sa atomskom težinom elemenata“ predstavio je N.A. Menshutkin na sastanku Ruskog hemijskog društva.

Iste godine objavljena je publikacija u njemačkom časopisu "Zeitschrift für Chemie", a 1871. u časopisu "Annalen der Chemie" detaljna publikacija D.I. Mendeljejev, posvećen njegovom otkriću - "Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente" (Periodični obrazac hemijskih elemenata).

Kreiranje periodnog sistema

Unatoč činjenici da je Mendeljejev formirao ideju u prilično kratkom vremenskom periodu, dugo nije mogao formalizirati svoje zaključke. Bilo mu je važno da svoju ideju predstavi u obliku jasne generalizacije, strogog i vizuelnog sistema. Kako je jednom rekao sam D.I. Mendeljejev u razgovoru sa profesorom A.A. Inostrantsev: „Sve mi se poklopilo u glavi, ali ne mogu to da iskažem u tabeli.“

Prema biografima, nakon ovog razgovora naučnik je radio na kreiranju stola tri dana i tri noći, bez odlaska u krevet. Prošao je kroz različite opcije u kojima su se elementi mogli kombinovati kako bi bili organizovani u tabelu. Posao je bio komplikovan i činjenicom da u vreme stvaranja periodnog sistema nisu svi hemijski elementi bili poznati nauci.

U periodu 1869-1871, Mendeljejev je nastavio da razvija ideje periodičnosti koje je iznela i prihvatila naučna zajednica. Jedan od koraka bilo je uvođenje koncepta mjesta elementa u periodnom sistemu kao skupa njegovih svojstava u poređenju sa svojstvima drugih elemenata.

Na osnovu toga, kao i oslanjajući se na rezultate dobijene tokom proučavanja redosleda promena u oksidima koji formiraju staklo, Mendeljejev je korigovao vrednosti atomskih masa 9 elemenata, uključujući berilij, indijum, uran i drugi.

Tokom rada D.I. Mendeljejev je nastojao da popuni prazne ćelije tabele koju je sastavio. Kao rezultat toga, 1870. godine predvidio je otkriće elemenata nepoznatih nauci u to vrijeme. Mendeljejev je izračunao atomske mase i opisao svojstva tri elementa koja još nisu otkrivena u to vrijeme:

"ekaaluminijum" - otkriven 1875., nazvan galijum,
"ekabora" - otkrivena 1879. godine, nazvana skandij,
"exasilicon" - otkriven 1885., nazvan germanijum.

Njegova sljedeća ostvarena predviđanja bila su otkriće još osam elemenata, uključujući polonijum (otkriven 1898.), astatin (otkriven 1942-1943.), tehnecij (otkriven 1937.), renijum (otkriven 1925.) i francusku (otkriven 1939) u .

Godine 1900. Dmitrij Ivanovič Mendeljejev i William Ramsay došli su do zaključka da je neophodno uključiti elemente posebne, nulte grupe u periodni sistem. Danas se ovi elementi nazivaju plemenitim plinovima (prije 1962. ovi su plinovi nazivani plemenitim plinovima).

Princip organizacije periodnog sistema

U svojoj tabeli D.I. Mendeljejev je rasporedio hemijske elemente u redove po rastućoj masi, birajući dužinu redova tako da hemijski elementi u jednoj koloni imaju slična hemijska svojstva.

Plemeniti gasovi - helijum, neon, argon, kripton, ksenon i radon - nerado reaguju sa drugim elementima i pokazuju nisku hemijsku aktivnost i stoga se nalaze u krajnjoj desnoj koloni.

Nasuprot tome, elementi krajnje lijeve kolone - litijum, natrijum, kalijum i drugi - burno reaguju sa drugim supstancama, proces je eksplozivan. Elementi u drugim kolonama tabele ponašaju se slično - unutar kolone ova svojstva su slična, ali se razlikuju pri prelasku iz jedne kolone u drugu.

Periodični sistem u svojoj prvoj verziji jednostavno je odražavao postojeće stanje stvari u prirodi. U početku, tabela ni na koji način nije objašnjavala zašto bi to trebalo biti tako. I to samo sa izgledom kvantna mehanika Pravo značenje rasporeda elemenata u periodnom sistemu postalo je jasno.

Hemijski elementi do uranijuma (sadrži 92 protona i 92 elektrona) se nalaze u prirodi. Počevši od broja 93 postoje umjetni elementi stvoreni u laboratorijskim uvjetima.

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Odeljenje za obrazovanje uprave Tvera

Opštinska obrazovna ustanova

„Veče (smjena) sveobuhvatne škole br. 2" Tver

Studentsko takmičenje eseja "Krugozor"

Sažetak na temu:

Istorija otkrića periodnog zakona i periodnog sistema hemijskih elemenata Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva

učenik 8. grupe Opštinske obrazovne ustanove VSOSH br. 2, Tver

Supervizor:

nastavnik hemije najviše kategorije

Opštinska obrazovna ustanova VSOSH br. 2, Tver

Uvod…………………………………………………………………………………… ........................................................3

1. Preduslovi za otkrivanje periodičnog zakona……..4

1.1. Klasifikacija…………………………………………………………………..4

1.2. Döbereinerove trijade i prvi sistemi elemenata………….4

1.3. Spiral de Chancourtois ………………………………………………………………………..5

1.5.Odling i Meyer tablice………………………………………………………………………………….7

2. Otkriće periodičnog zakona…………………...9

Zaključak………………………………………………………………………………. 16

Reference………………………………………………………….17

Uvod

Periodični zakon i periodni sistem hemijskih elemenata osnova su moderne hemije.

Mendeljejev je imenovao gradove, fabrike, obrazovne ustanove, istraživački instituti. U čast u Rusiji odobreno Zlatna medalja– dodjeljuje se za izuzetan rad u hemiji. Ime naučnika dodijeljeno je Ruskom hemijskom društvu. U čast, Regionalna Mendeljejevska čitanja održavaju se svake godine u regionu Tver. Čak je i element sa serijskim brojem 101 dobio ime mendelevium, u čast Dmitrija Ivanoviča.

Njegova glavna zasluga bilo je otkriće periodičnog zakona i stvaranje periodnog sistema hemijskih elemenata, čime je ovjekovječio njegovo ime u svjetskoj nauci. Ovaj zakon i periodični sistem su osnova svega dalji razvoj učenja o atomima i elementima, ona su temelj hemije i fizike naših dana.

Cilj rada: proučiti preduslove za nastanak periodičnog zakona i periodnog sistema hemijskih elemenata i proceniti doprinos Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva ovom otkriću.

1. Preduslovi za otkrivanje periodičnog zakona

Potraga za osnovom za prirodnu klasifikaciju hemijskih elemenata i njihovu sistematizaciju započela je mnogo prije otkrića Periodnog zakona. Do trenutka kada je otkriven periodični zakon, bila su poznata 63 hemijska elementa, a opisani su sastav i svojstva njihovih jedinjenja.

1.1 Klasifikacija

Izvanredni švedski hemičar podijelio je sve elemente na metale i nemetale na osnovu razlika u svojstvima jednostavnih supstanci i spojeva koje su formirali. Utvrdio je da metali odgovaraju bazičnim oksidima i bazama, a nemetali kiselim oksidima i kiselinama.

Tabela 1. Klasifikacija

1.2. Dobereinerove trijade i prvi sistemi elemenata

Godine 1829. njemački hemičar Johann Wolfgang Döbereiner napravio je prvi značajan pokušaj sistematizacije elemenata. Primijetio je da se neki elementi sa sličnim svojstvima mogu kombinirati u grupe od tri, koje je nazvao trijade.

Suština predloženog zakona Döbereinerovih trijada bila je da je atomska masa srednjeg elementa trijade blizu polovine zbira (aritmetičke sredine) atomskih masa dva ekstremna elementa trijade. Uprkos činjenici da su Döbereinerove trijade u određenoj mjeri prototipovi Mendeljejevljevih grupa, ove ideje u cjelini su još uvijek previše nesavršene. Odsustvo magnezijuma u jednoj porodici kalcijuma, stroncijuma i barijuma ili kiseonika u porodici sumpora, selena i telura rezultat je veštačkog ograničavanja skupova sličnih elemenata samo na trostruke spojeve. Vrlo indikativan u tom smislu je Döbereinerov neuspjeh da izoluje trijadu od četiri elementa sa sličnim svojstvima: P, As, Sb, Bi. Döbereiner je jasno vidio duboke analogije u hemijskim svojstvima fosfora i arsena, antimona i bizmuta, ali, pošto se prethodno ograničio na potragu za trozvucima, nije mogao pronaći pravo rješenje. Pola vijeka kasnije, Lothar Mayer bi rekao da bi Döbereiner samo nakratko skrenuo pažnju sa svojih trijada, odmah uočio sličnost sva ova četiri elementa u isto vrijeme.

Iako Döbereiner, naravno, nije uspio razbiti sve poznate elemente u trijade, zakon trijada jasno je ukazivao na postojanje veze između atomske mase i svojstava elemenata i njihovih spojeva. Svi dalji pokušaji sistematizacije zasnivali su se na postavljanju elemenata u skladu sa njihovim atomskim masama.

1.3. Spiral de Chancourtois (1862.)

Profesor Pariške Više škole Alexandre Beguier de Chancourtois rasporedio je sve tada poznate hemijske elemente u jednu sekvencu povećanja njihovih atomskih masa i primijenio rezultirajući niz na površinu cilindra duž linije koja izlazi iz njegove osnove pod uglom od 45° na ravan osnove (tzv zemaljska spirala). Prilikom odvijanja površine cilindra pokazalo se da se na okomitim linijama paralelnim s osi cilindra nalaze kemijski elementi sličnih svojstava. Dakle, litijum, natrijum, kalijum su pali na jednu vertikalu; berilij, magnezijum, kalcijum; kiseonik, sumpor, selen, telur, itd. Nedostatak de Chancourtoisove spirale bila je činjenica da su elementi potpuno drugačijeg hemijskog ponašanja bili na istoj liniji sa elementima koji su bili slični po svojoj hemijskoj prirodi. Mangan je spadao u grupu alkalnih metala, a titan, koji s njima nije imao ništa zajedničko, u grupu kiseonika i sumpora. Tako se po prvi put rodila ideja o periodičnosti svojstava elemenata, ali se na to nije obraćala pažnja, a ubrzo je zaboravljena.

Ubrzo nakon de Chancourtoisove spirale, američki naučnik Džon Njulends pokušao je da uporedi hemijska svojstva elemenata sa njihovim atomskim masama. Raspoređujući elemente prema rastu atomske mase, Newlands je primijetio da se sličnosti u svojstvima pojavljuju između svakog osmog elementa. Newlands je pronađeni obrazac nazvao zakonom oktava po analogiji sa sedam intervala muzičke ljestvice. U svojoj tabeli, on je rasporedio hemijske elemente u vertikalne grupe od po sedam elemenata i istovremeno otkrio da (uz malu promenu u redosledu nekih elemenata) elementi sa sličnim hemijskim svojstvima završavaju na istoj horizontalnoj liniji. John Newlands je, naravno, bio prvi koji je dao niz elemenata raspoređenih po rastućim atomskim masama, dodijelio odgovarajući atomski broj hemijskim elementima i uočio sistematski odnos između ovog reda i fizičko-hemijskih svojstava elemenata. Napisao je da se u takvom nizu ponavljaju svojstva elemenata, čije se ekvivalentne težine (mase) razlikuju za 7 jedinica, ili za vrijednost koja je višestruka od 7, tj. kao da osmi element po redu ponavlja svojstva prvog, kao što se u muzici prvo ponavlja osma nota.

Newlands je pokušao ovoj zavisnosti, koja se zapravo javlja za svjetlosne elemente, dati univerzalni karakter. U njegovoj tablici slični elementi su bili smješteni u horizontalnim redovima, ali u istom redu često su se nalazili elementi potpuno različitih svojstava. Londonsko hemijsko društvo pozdravilo je njegov zakon oktava s ravnodušnošću i predložilo da Newlands pokuša da rasporedi elemente po abecednom redu i identifikuje bilo koji obrazac.

1.5 Odlingove i Meyerove tablice

Takođe 1864. godine pojavila se prva tablica njemačkog hemičara Lotara Majera; uključivao je 28 elemenata, raspoređenih u šest kolona prema njihovim valencijama. Meyer je namjerno ograničio broj elemenata u tabeli kako bi naglasio redovitu (slično Döbereinerovim trijadama) promjenu atomske mase u nizu sličnih elemenata.

3. Meyerova tabela hemijskih elemenata

Godine 1870. objavljen je Meyerov rad koji sadrži novu tabelu pod nazivom "Priroda elemenata kao funkcija njihove atomske težine", koja se sastoji od devet vertikalnih stupaca. Slični elementi nalazili su se u horizontalnim redovima tabele; Meyer je ostavio neke ćelije prazne. Tabelu je pratio graf zavisnosti atomske zapremine elementa od atomske težine, koji ima karakterističan pilasti oblik, što savršeno ilustruje pojam « periodičnost », koji je do tada već predložio Mendeljejev.

2. Otkriće periodičnog zakona

Postoji nekoliko priča bliskih ljudi o tome kako je periodični zakon otkriven; Ove priče su očevici prenosili usmeno, zatim su prodrli u štampu i postali svojevrsne legende, koje zbog nedostatka relevantnih dokumentarnih podataka još nije bilo moguće provjeriti. Zanimljiva je priča profesora geologije u Sankt Peterburgu. Univerzitet (), bliski prijatelj. , koji je posetio baš u one dane kada je otkrio periodični zakon, daje zanimljive detalje o tome kako je radio na stvaranju svog sistema elemenata, koji je objavio priču, napisao:

„O finalu kreativni proces Mendeljejevljeva intuicija, profesor emeritus Aleksandar Aleksandrovič Inostrancev, ljubazno mi je rekao izuzetno zanimljive stvari. Jednom je, već kao sekretar Fizičko-matematičkog fakulteta, A.A. došao u posjetu Mendeljejevu, sa kojim je, kao naučnik i blizak prijatelj, bio u stalnoj duhovnoj komunikaciji. Vidi: D.I. kako stoji za stolom, očigledno u sumornom, depresivnom stanju.

Šta radite, Dmitrije Ivanoviču?

Mendeljejev je počeo da govori o onome što je kasnije oličeno u periodičnom sistemu elemenata, ali u tom trenutku zakon i tabela još nisu bili formirani: „Sve se skupilo u mojoj glavi“, dodao je ogorčeno Mendeljejev, „ali ne mogu da izrazim to u tabeli.” Nešto kasnije dogodilo se sljedeće. Mendeljejev je radio za svojim stolom tri dana i tri noći, bez odlaska u krevet, pokušavajući da spoji rezultate svoje mentalne konstrukcije u tabelu, ali pokušaji da to postigne su bili neuspješni. Konačno, pod uticajem ekstremnog umora, Mendeljejev je otišao u krevet i odmah zaspao. „U snu vidim sto na kojem su elementi raspoređeni po potrebi. Probudio sam se i odmah to zapisao na komad papira - samo na jednom mjestu se kasnije ispostavilo da je ispravka neophodna.”

Dalje, potrebno je uzeti u obzir i njegovo vlastito svjedočanstvo u “Osnovama hemije” o tome kako je pri dovršavanju svoje klasifikacije elemenata koristio kartice na kojima su ispisani podaci o pojedinim elementima. Kartice su bile potrebne upravo za identifikaciju još uvijek nepoznatog odnosa između elemenata, a ne za njegov konačni dizajn. I što je najvažnije, kao što dokazuje početni nacrt tabele, kartice sa elementima ispisanim na njima u početku nisu bile locirane po redosledu grupa i redova (perioda), već samo po redosledu grupa (točke još nisu bile otkriveno na početku). Grupe su bile postavljene jedna ispod druge, a upravo je ovo postavljanje grupa dovelo do otkrića da su vertikalni stubovi (periodi) elemenata susedni jedan drugom, formirajući zajednički neprekidni niz elemenata u kojima su određena hemijska svojstva periodično ponovljeno. To je, strogo govoreći, bilo otkriće periodičnog zakona.

Štaviše, ako je već poznato postojanje ne samo grupa, već i perioda elemenata, onda ne bi bilo potrebe da se pribegava kartama za pojedinačne elemente.

Treća priča, opet ispričana njegovim vlastitim riječima, dolazi od bliskog prijatelja - izvanrednog češkog hemičara. Ovu priču objavio je Brauner 1907. nakon smrti njegovog velikog prijatelja; 1930. godine ponovo je štampan u zbirci radova čehoslovačkih hemičara. Tokom Drugog svetskog rata, ovu priču je dao Gerald Druce u svojoj biografiji Boguslava Braunera. Prema Brauneru, ispričao mu je kako je kompilacija udžbenika hemije, tj. „Osnove hemije,“ pomogla da se otkrije i formuliše periodični zakon.

"Kada sam počeo da pišem svoj udžbenik", rekao je Brauner, "osećao sam da je potreban sistem koji bi mi omogućio da distribuiram hemijske elemente. Otkrio sam da su svi postojeći sistemi veštački i stoga neprikladni za moju svrhu; nastojao sam da uspostavim prirodni sistem.” U tu svrhu napisao sam simbole elemenata i njihove atomske težine na malim komadima kartona, nakon čega sam počeo da ih grupišem. Različiti putevi prema njihovoj sličnosti. Ali ova metoda me nije zadovoljila sve dok nisam složio kartone jedan za drugim prema povećanju atomske težine. Kada sam postavio prvi red u tabeli:

H=1, Li=7, Be=9, B=11, C=12, N=14, O=16, F=19,

Otkrio sam da sljedeći elementi mogu formirati drugi red ispod prvog, ali počevši ispod litijuma. Zatim sam to pronašao u ovom novom redu:

Na=23, Mg=24, Al=27, Si=28, P=31, S=32, Cl=35,5

natrijum ponavlja sva svojstva litijuma; ista stvar se dešava za sledeće elemente. Isto ponavljanje se dešava u trećem redu, nakon određenog perioda, i nastavlja se u svim redovima."

Ovo je priča ispričana iz njegovih riječi. Dalje, u objašnjenju i razvoju ove priče, kaže se da je „slične elemente rasporedio u grupe i, prema povećanju atomske težine, u redove u kojima su se svojstva i karakter elemenata postepeno mijenjali, kao što se može vidjeti gore Na lijevoj strani njegovog stola bili su "elektropozitivni" elementi, na desnoj "elektronegativni". Svoj zakon je proglasio sljedećim riječima"

Dakle, priča koju je on prenio iz njegovih riječi ne tiče se cjelokupnog otkrića u cjelini i ne cjelokupne istorije stvaranja prirodnog sistema elemenata, već samo završne faze ovog otkrića, kada se na osnovu već stvorio sistem, bio je u stanju da otkrije i formuliše periodični zakon hemikalija koje su u osnovi elemenata ovog sistema. Ukratko, priča koju prenosi Brauner ne tiče se istorije sastava sistema elemenata, već istorije formulacije periodičnog zakona na osnovu već sastavljenog sistema.

Naznaka postojanja četvrte verzije sadržana je u uvodniku drugog toma izabranih djela, objavljenom 1934. godine. i koji sadrži radove u vezi sa periodičnim zakonom. piše da u navedenom svesku "samo jedan članak "Comment j" ai trouve la loi periodique" nije uključen kao više biografske prirode." Iz nekog razloga nije naveo link gdje je ovaj članak objavljen. Ovaj članak, naravno, izazvalo je veliko interesovanje, jer se, sudeći po nazivu, moglo očekivati da će konačno dati odgovor na pitanje koje zanima sve hemičare o tome kako je periodični zakon otkriven, a taj odgovor neće dobiti od trećih lica riječima, ali od samog sebe.Pozivanje na činjenicu da je ovaj članak izuzeo prof.kao navodno više biografske prirode izgledalo je potpuno neutemeljeno.Zato ga je trebalo uvrstiti u zbornik radova o periodičnom pravu, a Kao rezultat pretraživanja ovog članka, otkriveno je da je u francuskom časopisu čiste i primijenjene hemije za 1899. godinu zapravo objavljen članak pod intrigantnim naslovom “Comment j”ai trouve le systeme periodique des elements” (“Kako sam pronašao periodični sistem elemenata”). U napomeni uz ovaj članak urednici časopisa navode da su se obratili D. I. Mendeljejevu povodom njegovog izbora 1899. strani dopisni član Pariške akademije nauka sa molbom da za časopis piše o svom periodnom sistemu. ispunio je ovaj zahtev sa velikom voljom i poslao svoje delo, napisano na ruskom, jednom francuskom časopisu. Prijevod ovog djela na francuski su izvršili sami urednici.

Najbliže upoznavanje sa tekstom objavljenim na francuskičlanak pokazuje da nije riječ o nekom novom djelu, već o tačnom prijevodu iz njegovog članka "Periodični zakon hemijskih elemenata" koji je napisao za Encyclopedic Dictionary Brockhaus i Efron, a objavljena je u XXIII tomu ovog rječnika 1898. godine. Očigledno je da su prevodilac ili urednici francuskog časopisa, da bi povećali interesovanje, promijenili naslov koji se činio suviše suh: „Periodični zakon hemijskih elemenata“ u intrigantan: „Kako sam pronašao periodični sistem elemenata“. Inače, sve je ostalo nepromijenjeno, a svom članku nisam dodao ništa biografsko.

Ovo su legende i priče o tome kako je otkriven periodni sistem hemijskih elemenata. Sve nejasnoće koje su oni generisali gore mogu se smatrati otklonjenim zahvaljujući otkriću i proučavanju novih materijala vezanih za istoriju ovog velikog otkrića.

Fig.4. "Iskustvo sistema elemenata"

Dana 6. marta 1869, na sastanku Ruskog hemijskog društva, u odsustvu Mendeljejeva (Mendeljejev je bio u fabrikama sira u Tverskoj oblasti i, možda, svratio do svog imanja "Boblovo" u Moskovskoj oblasti), poruka je o otkriću periodičnog zakona napravio je on, koji ga je dobio za sledeći broj svog članka („Časopis ruskog hemijskog društva“).

Godine 1871, u završnom članku „Periodični zakon hemijskih elemenata“, Mendeljejev je dao sledeću formulaciju periodičnog zakona: „Svojstva elemenata, a samim tim i svojstva jednostavnih i složenih tela koja formiraju, periodično zavise od atomska težina.” Istovremeno, Mendeljejev je svom periodnom sistemu dao oblik koji je postao klasičan (tzv. kratka verzija).

Za razliku od svojih prethodnika, Mendeljejev ne samo da je sastavio tabelu i ukazao na prisustvo nesumnjivih obrazaca u numeričkim vrednostima atomskih težina, već je i odlučio da te obrasce nazove common law priroda. Na osnovu pretpostavke da atomska masa određuje svojstva elementa, preuzeo je na sebe da promijeni prihvaćene atomske težine nekih elemenata i detaljno opiše svojstva još neotkrivenih elemenata.

Fig.5. Periodični sistem hemijskih elemenata

D. I. Mendeljejev se dugi niz godina borio za priznavanje periodičnog zakona; njegove ideje su dobile priznanje tek nakon što su otkriveni elementi koje je predvideo Mendeljejev: galijum (Paul Lecoq de Boisbaudran, 1875), skandij (Lars Nilsson, 1879) i germanijum (Clemens Winkler, 1886) - odnosno eka-aluminijum, eca-eca- -silicijum. Od sredine 1880-ih Periodični zakon je konačno priznat kao jedan od teorijske osnove hemija.

Zaključak

Periodični zakon je igrao ogromnu ulogu u razvoju druge hemije prirodne nauke. Otkriven je međusobni odnos svih elemenata i njihovih fizičkih i hemijskih svojstava. Ovo je prirodnu nauku stavilo pred naučni i filozofski problem od ogromnog značaja: ta međusobna povezanost mora biti objašnjena. Nakon otkrića periodičnog zakona, postalo je jasno da atomi svih elemenata moraju biti izgrađeni prema jednom principu, a njihova struktura mora odražavati periodičnost svojstava elemenata. Tako je periodični zakon postao važna karika u evoluciji atomsko-molekularne nauke, imajući značajan uticaj na razvoj teorije atomske strukture. On je takođe doprineo formulaciji moderan koncept"hemijski element" i razjašnjavanje ideja o jednostavnim i složenim supstancama. Napredak u atomskoj fizici, uključujući nuklearnu energiju i sintezu vještačkih elemenata, postao je moguć samo zahvaljujući periodičnom zakonu.

“Nove teorije i briljantne generalizacije će se pojaviti i umrijeti. Nove ideje će zamijeniti naše već zastarjele koncepte atoma i elektrona. Najveća otkrića i eksperimenti poništit će prošlost i otvoriti danas horizonte nevjerovatne novine i širine – sve će to doći i proći, ali Mendeljejevljev periodični zakon će uvijek živjeti i voditi potragu.”

Bibliografija

2. . Osnove hemije. - T. 2. – M. – L.: Goskhimizdat, 1947. – 389 str.

3. . Odabrana predavanja iz hemije. – M.: Više. škola, 1968. - 224 s.

4. . Novi materijali o istoriji otkrića periodnog zakona. - M.–L.: Izdavačka kuća Akad. Nauke SSSR, 1950. - 145 s.

5. . Filozofska analiza prvih radova o periodičnom zakonu (). - M.: Izdavačka kuća Acad. Nauke SSSR, 1959. - 294 s.

6. . Filozofija pronalaska i invencija u filozofiji. - T.2. - M.: Nauka i škola, 1922.- P.88.