تاریخچه ایجاد جدول تناوبی عناصر شیمیایی. تاریخچه کشف قانون تناوبی و نظام تناوبی عناصر. اصل سازماندهی جدول تناوبی

2.2. تاریخچه ایجاد جدول تناوبی.

در زمستان 1867-1868، مندلیف شروع به نوشتن کتاب درسی "مبانی شیمی" کرد و بلافاصله در نظام مند کردن مطالب واقعی با مشکلاتی مواجه شد. در اواسط فوریه 1869، در حالی که در مورد ساختار کتاب درسی فکر می کرد، به تدریج به این نتیجه رسید که خواص مواد ساده(و این شکلی از وجود است عناصر شیمیاییدر حالت آزاد) و توده های اتمی عناصر با الگوی خاصی به هم متصل می شوند.

مندلیف از تلاش های پیشینیان خود برای چیدمان عناصر شیمیایی به ترتیب افزایش جرم اتمی و حوادثی که در این مورد به وجود آمد اطلاع چندانی نداشت. به عنوان مثال، او تقریباً هیچ اطلاعاتی در مورد کار Chancourtois، Newlands و Meyer نداشت.

مرحله تعیین کننده افکار او در 1 مارس 1869 (14 فوریه به سبک قدیمی) فرا رسید. یک روز قبل، مندلیف درخواست مرخصی به مدت ده روز برای بازرسی لبنیات پنیر آرتل در استان توور نوشت: او نامه ای با توصیه هایی برای مطالعه تولید پنیر از A. I. Khodnev، یکی از رهبران Volny دریافت کرد. جامعه اقتصادی.

آن روز در سن پترزبورگ هوا ابری و یخبندان بود. درختان باغ دانشگاه، جایی که پنجره های آپارتمان مندلیف مشرف بود، در باد می ترکیدند. در حالی که هنوز در رختخواب بود، دیمیتری ایوانوویچ یک لیوان شیر گرم نوشید، سپس بلند شد، صورت خود را شست و به صبحانه رفت. او در روحیه فوق العاده ای بود.

در هنگام صبحانه، مندلیف یک ایده غیرمنتظره داشت: مقایسه جرم اتمی مشابه عناصر شیمیایی مختلف و خواص شیمیایی آنها. بدون اینکه دوبار فکر کند، در پشت نامه خودنف نمادهای کلر کلر و پتاسیم K را با جرم اتمی نسبتاً نزدیک، به ترتیب برابر با 35.5 و 39 نوشت (تفاوت فقط 3.5 واحد است). در همان نامه، مندلیف نمادهای عناصر دیگر را ترسیم کرد و به دنبال جفت‌های مشابه «پارادوکسیکال» در میان آنها بود: فلوئور F و سدیم سدیم، برم Br و روبیدیم Rb، ید I و سزیم Cs، که اختلاف جرم از 4.0 به 5.0 افزایش می‌یابد. و سپس تا 6.0. مندلیف در آن زمان نمی توانست بداند که "منطقه نامحدود" بین غیر فلزات و فلزات آشکار حاوی عناصر - گازهای نجیب است که کشف آنها متعاقباً جدول تناوبی را به طور قابل توجهی تغییر می دهد.

بعد از صبحانه، مندلیف خود را در دفترش حبس کرد. او یک دسته کارت ویزیت را از روی میز بیرون آورد و شروع به نوشتن روی پشت آنها کرد که نمادهای عناصر و خواص شیمیایی اصلی آنها را نشان می دهد. پس از مدتی، خانواده صدایی را شنیدند که از دفتر می آمد: "اوه! شاخ، وای، چه شاخ است! من آنها را شکست خواهم داد. آنها را خواهم کشت!" این تعجب ها به این معنی بود که دیمیتری ایوانوویچ الهام بخش خلاقانه ای داشت. مندلیف با هدایت مقادیر جرم اتمی و خواص مواد ساده ای که توسط اتم های همان عنصر تشکیل شده است، کارت ها را از یک ردیف افقی به ردیف دیگر منتقل کرد. بار دیگر دانش کامل به کمک او آمد شیمی معدنی. به تدریج، شکل جدول تناوبی عناصر شیمیایی آینده شروع به ظهور کرد. بنابراین، ابتدا یک کارت با عنصر بریلیوم بی ( جرم اتمی 14) در کنار کارت عنصر آلومینیوم Al (جرم اتمی 27.4)، طبق سنت آن زمان، بریلیم را با آنالوگ آلومینیوم اشتباه گرفت. با این حال، پس از مقایسه خواص شیمیایی، بریلیم را بر منیزیم منیزیم قرار داد. او با تردید به مقدار پذیرفته شده جرم اتمی بریلیم، آن را به 9.4 تغییر داد و فرمول اکسید بریلیم را از Be 2 O 3 به BeO (مانند اکسید منیزیم MgO) تغییر داد. به هر حال، ارزش "تصحیح" جرم اتمی بریلیم تنها ده سال بعد تأیید شد. در موارد دیگر نیز به همان جسارت عمل می کرد.

به تدریج، دیمیتری ایوانوویچ به این نتیجه نهایی رسید که عناصری که به ترتیب افزایش جرم اتمی خود مرتب شده اند، تناوب مشخصی از خواص فیزیکی و شیمیایی را نشان می دهند. مندلیف در طول روز روی سیستم عناصر کار می کرد و برای مدت کوتاهی با دخترش اولگا بازی می کرد و ناهار و شام می خورد.

در شامگاه اول مارس 1869، جدولی را که گردآوری کرده بود، کاملاً بازنویسی کرد و با عنوان «تجربه سیستمی از عناصر بر اساس وزن اتمی و شباهت شیمیایی آنها»، آن را به چاپخانه فرستاد و برای حروفچین ها یادداشت هایی تهیه کرد. و قرار دادن تاریخ "17 فوریه 1869" (این سبک قدیمی است).

به این ترتیب قانون تناوبی کشف شد که فرمول مدرن آن به شرح زیر است: خواص مواد ساده و همچنین شکل ها و خواص ترکیبات عناصر به طور دوره ای به بار هسته اتم های آنها وابسته است.

مندلیف برگه های چاپ شده با جدول عناصر را برای بسیاری از شیمیدانان داخلی و خارجی فرستاد و تنها پس از آن سن پترزبورگ را برای بازرسی کارخانه های پنیر ترک کرد.

قبل از ترک، او هنوز هم موفق شد نسخه خطی مقاله "رابطه خواص با وزن اتمی عناصر" را به N.A. Menshutkin، شیمیدان آلی و مورخ آینده شیمی - برای انتشار در مجله انجمن شیمی روسیه و برای ارتباط در جلسه آتی جامعه.

در 18 مارس 1869، منشوتکین، که در آن زمان منشی شرکت بود، از طرف مندلیف گزارش کوتاهی درباره قانون دوره ای ارائه کرد. این گزارش در ابتدا توجه زیادی از سوی شیمیدانان را جلب نکرد و رئیس انجمن شیمی روسیه، آکادمیک نیکولای زینین (1812-1880) اظهار داشت که مندلیف کاری را که یک محقق واقعی باید انجام دهد انجام نمی دهد. درست است، دو سال بعد، پس از خواندن مقاله دیمیتری ایوانوویچ "سیستم طبیعی عناصر و کاربرد آن برای نشان دادن خواص برخی عناصر"، زینین نظر خود را تغییر داد و به مندلیف نوشت: "ارتباطات بسیار، بسیار خوب، بسیار عالی، حتی سرگرم کننده. برای خواندن، خدا به شما در تأیید تجربی نتیجه گیری های شما موفق باشد. مندلیف همه عناصر را به ترتیب افزایش جرم اتمی قرار نداد. در برخی موارد او بیشتر با شباهت خواص شیمیایی هدایت می شد. بنابراین، جرم اتمی کبالت Co بزرگتر از نیکل نیکل است و تلوریم Te نیز از ید I بیشتر است، اما مندلیف آنها را به ترتیب Co - Ni، Te - I قرار داد و نه برعکس. در غیر این صورت، تلوریم در گروه هالوژن قرار می گیرد و ید یکی از بستگان سلنیوم Se می شود.

به همسر و فرزندانم. یا شاید می دانست که در حال مرگ است، اما نمی خواست خانواده ای را که به گرمی و مهربانی دوستشان داشت، مزاحم و نگران کند.» ساعت 5:20 صبح در 20 ژانویه 1907 دیمیتری ایوانوویچ مندلیف درگذشت. او در قبرستان Volkovskoye در سن پترزبورگ، نه چندان دور از قبر مادر و پسرش ولادیمیر به خاک سپرده شد. در سال 1911، به ابتکار دانشمندان پیشرفته روسی، موزه D.I. مندلیف، جایی که ...

ایستگاه مترو مسکو، کشتی تحقیقاتی برای تحقیقات اقیانوس شناسی، 101 عنصر شیمیایی و معدنی - مندلیویت. دانشمندان روسی زبان و جوک ها گاهی می پرسند: "آیا دمیتری ایوانوویچ مندلیف یهودی نیست، این نام خانوادگی بسیار عجیب است، آیا از نام خانوادگی "مندل" نیامده است؟" پاسخ به این سوال بسیار ساده است: "هر چهار پسر پاول ماکسیموویچ سوکولوف، ...

امتحان لیسه که در آن پیر درژاوین پوشکین جوان را برکت داد. نقش متر را اتفاقا آکادمیک یو.اف.فریتزچه، متخصص مشهور شیمی آلی بازی کرد. پایان نامه کاندیدایی D.I. مندلیف در سال 1855 از مؤسسه آموزشی اصلی فارغ التحصیل شد. پایان نامه او "ایزومورفیسم در ارتباط با سایر روابط شکل بلوری به ترکیب" اولین علمی اصلی او شد.

عمدتاً در مورد موضوع مویینگی و کشش سطحی مایعات، و اوقات فراغت خود را در حلقه دانشمندان جوان روسی گذراند: S.P. بوتکینا، آی.م. سچنوا، I.A. ویشنگرادسکی، A.P. در سال 1861، مندلیف به سن پترزبورگ بازگشت و در آنجا سخنرانی در مورد شیمی آلی را در دانشگاه از سر گرفت و کتاب درسی را منتشر کرد که برای آن زمان قابل توجه بود: شیمی ارگانیک"، V...

استقرار نظریه اتمی - مولکولی در اواخر قرن 19 - 19 با افزایش سریع تعداد عناصر شیمیایی شناخته شده همراه بود. تنها در دهه اول قرن نوزدهم، 14 عنصر جدید کشف شد. رکورددار در میان کاشفان شیمیدان انگلیسی هامفری دیوی بود که در یک سال با استفاده از الکترولیز 6 ماده ساده جدید (سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، باریم، استرانسیوم) به دست آورد. و در سال 1830 تعداد عناصر شناخته شده به 55 رسید.

وجود چنین تعدادی از عناصر، ناهمگون از نظر خواص، شیمیدانان را متحیر کرده و مستلزم نظم و نظام مندی عناصر است. بسیاری از دانشمندان به دنبال الگوهای موجود در فهرست عناصر بودند و به پیشرفت هایی دست یافتند. سه اثر مهم وجود دارد که اولویت کشف را به چالش می کشد قانون دوره ایدر D.I. مندلیف.

مندلیف قانون تناوبی را در قالب اصول اساسی زیر تدوین کرد:

1. عناصری که بر اساس وزن اتمی مرتب شده اند نشان دهنده تناوب مشخصی از خواص هستند.
2. ما باید منتظر کشف اجسام ساده ناشناخته بسیار بیشتری باشیم، به عنوان مثال، عناصر مشابه Al و Si با وزن اتمی 65 - 75.
3. وزن اتمی یک عنصر را گاهی می توان با دانستن آنالوگ های آن تصحیح کرد.

برخی از قیاس ها با اندازه وزن اتم آنها آشکار می شود. اولین موضع حتی قبل از مندلیف شناخته شده بود، اما او بود که به آن خصلت یک قانون جهانی داد و بر اساس آن وجود عناصری را که هنوز کشف نشده بودند، پیش بینی کرد، وزن اتمی تعدادی از عناصر را تغییر داد و تعدادی را ترتیب داد. عناصر موجود در جدول برخلاف وزن اتمی آنها، اما مطابق با خواص آنها (عمدتاً از نظر ظرفیت). مقررات باقی مانده تنها توسط مندلیف کشف شد و نتایج منطقی قانون ادواری است. درستی این پیامدها توسط آزمایش‌های زیادی طی دو دهه بعد تأیید شد و این امکان را فراهم کرد که از قانون تناوبی به عنوان یک قانون سخت‌گیرانه طبیعت صحبت کنیم.

مندلیف با استفاده از این مفاد نسخه خود را از جدول تناوبی عناصر گردآوری کرد. اولین پیش نویس جدول عناصر در 17 فوریه (1 مارس، سبک جدید) 1869 ظاهر شد.

و در 6 مارس 1869، پروفسور منشوتکین اعلامیه رسمی در مورد کشف مندلیف در جلسه انجمن شیمی روسیه اعلام کرد.

این اعتراف در دهان دانشمند قرار گرفت: در خواب میزی می بینم که در آن همه عناصر به اندازه نیاز چیده شده اند. از خواب بیدار شدم و فوراً آن را روی یک تکه کاغذ نوشتم - فقط در یک مکان بعداً اصلاح لازم بود. چقدر همه چیز در افسانه ها ساده است! توسعه و تصحیح آن بیش از 30 سال از عمر این دانشمند طول کشید.

روند کشف قانون تناوبی آموزنده است و خود مندلیف در مورد آن چنین صحبت می کند: «این ایده به طور غیرارادی بوجود آمد که بین جرم و خواص شیمیاییباید ارتباطی وجود داشته باشد

و از آنجایی که جرم یک ماده، اگرچه مطلق نیست، بلکه فقط نسبی است، در نهایت به صورت وزن های اتمی بیان می شود، لازم است به دنبال مطابقت عملکردی بین خصوصیات فردی عناصر و وزن اتمی آنها باشیم. شما نمی توانید به دنبال چیزی بگردید، حتی قارچ یا نوعی اعتیاد، مگر با نگاه کردن و تلاش کردن.

بنابراین شروع به انتخاب کردم و روی کارتهای جداگانه عناصری با وزن اتمی و خواص اساسی آنها، عناصر مشابه و وزن اتمی مشابه نوشتم که به سرعت به این نتیجه رسیدم که خواص عناصر به طور دوره ای به وزن اتمی آنها وابسته است و در بسیاری از ابهامات شک کردم. من یک دقیقه در کلیت نتیجه گیری شک نکردم، زیرا امکان تصادف وجود ندارد.»

در اولین جدول تناوبی، به استثنای گازهای نجیب، تمام عناصر تا و از جمله کلسیم مانند جدول مدرن هستند. این را می توان از قسمتی از یک صفحه از مقاله D.I. مندلیف، حاوی جدول تناوبی عناصر.

بر اساس اصل افزایش وزن اتمی، عناصر بعدی بعد از کلسیم باید وانادیم، کروم و تیتانیوم باشند. اما مندلیف بعد از کلسیم علامت سوال گذاشت و سپس تیتانیوم را گذاشت و وزن اتمی آن را از 52 به 50 تغییر داد.

عنصر ناشناخته، که با علامت سوال نشان داده می شود، وزن اتمی A = 45، که میانگین حسابی بین وزن اتمی کلسیم و تیتانیوم است، اختصاص داده شد. سپس، بین روی و آرسنیک، مندلیف جایی برای دو عنصری که هنوز کشف نشده بودند، باقی گذاشت. علاوه بر این، او تلوریم را در مقابل ید قرار داد، اگرچه ید دوم وزن اتمی کمتری دارد. با این ترتیب عناصر، تمام ردیف های افقی جدول فقط حاوی عناصر مشابه بودند و تناوب تغییرات در ویژگی های عناصر به وضوح مشهود بود. در طی دو سال آینده، مندلیف به طور قابل توجهی سیستم عناصر را بهبود بخشید. در سال 1871، اولین نسخه از کتاب درسی دیمیتری ایوانوویچ "مبانی شیمی" منتشر شد که سیستم دوره ای را به شکل تقریباً مدرن ارائه می کرد.

در جدول، 8 گروه از عناصر تشکیل شده است، اعداد گروه نشان دهنده بالاترین ظرفیت عناصر سری هایی است که در این گروه ها گنجانده شده اند، و دوره ها به دوره های مدرن، به 12 سری تقسیم می شوند. اکنون هر دوره با یک فلز قلیایی فعال شروع می شود و با یک هالوژن غیر فلزی معمولی به پایان می رسد.نسخه دوم سیستم این امکان را برای مندلیف فراهم کرد تا وجود 4 عنصر را پیش بینی کند، بلکه 12 عنصر را به چالش بکشد و دنیای علمی را با شگفت انگیز پیش بینی کند. او ویژگی های سه عنصر ناشناخته را توصیف کرد که آنها را ekabor (ایکا در سانسکریت به معنای "یک و یکسان")، eka-aluminium و eka-سیلیکون نامید. (Gaul نام رومی باستان فرانسه است). این دانشمند موفق شد این عنصر را به شکل خالص آن جدا کرده و خواص آن را مطالعه کند. و مندلیف دید که خواص گالیوم با خواص eka-آلومینیوم که او پیش‌بینی کرد مطابقت دارد و به Lecoq de Boisbaudran گفت که چگالی گالیوم را به اشتباه اندازه‌گیری کرده است که باید به جای 4.7 گرم برابر با 5.9-6.0 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد. /cm3. در واقع، اندازه گیری های دقیق تر به مقدار صحیح 5.904 گرم بر سانتی متر مکعب منجر شد. شناخت نهایی قانون تناوبی D.I. مندلیف پس از سال 1886 به دست آمد، زمانی که شیمیدان آلمانی K. Winkler، با تجزیه و تحلیل سنگ معدن نقره، عنصری را به دست آورد که او آن را ژرمانیوم نامید. معلوم شد که کاسیلیکون است.

قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر.

قانون تناوبی یکی از مهمترین قوانین شیمی است. مندلیف معتقد بود مشخصه اصلییک عنصر جرم اتمی آن است. بنابراین همه عناصر را به ترتیب افزایش جرم اتمی در یک ردیف قرار داد.

اگر تعدادی از عناصر را از Li تا F در نظر بگیریم، می بینیم که خواص فلزی عناصر ضعیف شده و خواص غیرفلزی افزایش می یابد. خواص عناصر در سری از Na تا Cl به طور مشابه تغییر می کند. علامت بعدی K، مانند Li و Na، یک فلز معمولی است.

بیشترین ظرفیت عناصر از I y Li به V y N (اکسیژن و فلوئور به ترتیب دارای ظرفیت ثابت II و I هستند) و از I y Na به VII y Cl افزایش می یابد. عنصر بعدی K، مانند Li و Na، دارای ظرفیت I است. در سری اکسیدها از Li2O تا N2O5 و هیدروکسیدها از LiOH تا HNO3، خواص اساسی ضعیف می شوند و خواص اسیدیتشدید می شوند. خواص اکسیدها به طور مشابه در سری از Na2O و NaOH به Cl2O7 و HClO4 تغییر می کند. اکسید پتاسیم K2O مانند اکسیدهای لیتیوم و سدیم Li2O و Na2O یک اکسید بازی است و هیدروکسید پتاسیم KOH مانند هیدروکسیدهای لیتیوم و سدیم LiOH و NaOH یک باز معمولی است.

شکل و خواص نافلزات به طور مشابه از CH4 به HF و از SiH4 به HCl تغییر می کند.

این ویژگی از خواص عناصر و ترکیبات آنها که با افزایش جرم اتمی عناصر مشاهده می شود، تغییر دوره ای نامیده می شود. خواص تمام عناصر شیمیایی با افزایش جرم اتمی به صورت دوره ای تغییر می کند.

این تغییر دوره ای را وابستگی دوره ای خواص عناصر و ترکیبات آنها به جرم اتمی می نامند.

بنابراین D.I. مندلیف قانونی را که کشف کرد به شرح زیر تدوین کرد:

· خواص عناصر و همچنین شکل ها و خواص ترکیبات عناصر به طور دوره ای به جرم اتمی عناصر وابسته است.

مندلیف دوره های عناصر را یکی زیر دیگری مرتب کرد و در نتیجه جدول تناوبی عناصر را تهیه کرد.

او گفت که جدول عناصر نه تنها ثمره کار خودش، بلکه ثمره تلاش بسیاری از شیمیدانان است که در میان آنها به ویژه به «تقویت‌کنندگان قانون تناوبی» اشاره کرد که عناصری را که او پیش‌بینی کرده بود، کشف کردند.

ایجاد یک جدول مدرن مستلزم سالها کار سخت هزاران و هزاران شیمیدان و فیزیکدان بود. اگر مندلیف امروز زنده بود و به جدول عناصر مدرن نگاه می کرد، به خوبی می توانست سخنان شیمیدان انگلیسی J. W. Mellor، نویسنده دایره المعارف کلاسیک 16 جلدی در مورد شیمی معدنی و نظری را تکرار کند. او پس از پایان کار خود در سال 1937، پس از 15 سال کار، با سپاس در صفحه عنوان نوشت: «تقدیم به سربازان ارتش عظیمی از شیمیدانان. نامشان فراموش شد آثارشان ماندگار شد...

سیستم تناوبی یک طبقه بندی از عناصر شیمیایی است که وابستگی خواص مختلف عناصر را به بار هسته اتم مشخص می کند. سیستم بیان گرافیکی قانون تناوبی است. تا اکتبر 2009، 117 عنصر شیمیایی شناخته شده است (با شماره سریال 1 تا 116 و 118)، که 94 مورد در طبیعت یافت می شوند (برخی فقط در مقادیر کم). بقیه 23 به طور مصنوعی در نتیجه واکنش های هسته ای به دست آمد - این فرآیند تبدیل هسته های اتمی است که در طول تعامل آنها با ذرات بنیادی، پرتوهای گاما و با یکدیگر رخ می دهد، که معمولا منجر به آزاد شدن مقادیر عظیم انرژی می شود. 112 عنصر اول دارای نام های دائمی و بقیه دارای نام های موقت هستند.

کشف عنصر 112 (سنگین ترین عنصر رسمی) توسط اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی به رسمیت شناخته شده است.

پایدارترین ایزوتوپ شناخته شده این عنصر دارای نیمه عمر 34 ثانیه است. در آغاز ژوئن 2009، نام غیر رسمی ununbium را یدک می کشد؛ اولین بار در فوریه 1996 در شتاب دهنده یون سنگین در موسسه یون سنگین در دارمشتات سنتز شد. کاشفان شش ماه فرصت دارند تا نام رسمی جدیدی را برای اضافه کردن به جدول پیشنهاد دهند (آنها قبلاً Wickhausius، Helmholtzius، Venusius، Frischius، Strassmannius و Heisenbergius را پیشنهاد کرده اند). در حال حاضر، عناصر فرااورانی با اعداد 113-116 و 118 که در موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای در دوبنا به دست آمده‌اند، شناخته شده‌اند، اما هنوز رسما به رسمیت شناخته نشده‌اند. 3 شکل از جدول تناوبی رایج تر از سایرین است: "کوتاه" (دوره کوتاه)، "طولانی" (طولانی مدت) و "فوق طولانی". در نسخه "فوق العاده طولانی"، هر نقطه دقیقاً یک خط را اشغال می کند. در نسخه طولانی، لانتانیدها (خانواده ای از 14 عنصر شیمیایی با شماره سریال 58-71، واقع در دوره VI سیستم) و اکتینیدها (خانواده ای از عناصر شیمیایی رادیواکتیو متشکل از اکتینیم و 14 عنصر مشابه آن در خواص شیمیایی آنها) از جدول کلی حذف شده و آن را فشرده تر می کند. در فرم "کوتاه" ضبط، علاوه بر این، دوره چهارم و بعدی هر کدام 2 خط را اشغال می کنند. نمادهای عناصر زیرگروه اصلی و فرعی نسبت به لبه های مختلف سلول ها در یک راستا قرار دارند. شکل کوتاه جدول، شامل هشت گروه از عناصر، به طور رسمی توسط IUPAC در سال 1989 کنار گذاشته شد. با وجود توصیه به استفاده از فرم بلند، فرم کوتاه همچنان ادامه داشت تعداد زیادیحتی پس از این زمان، کتاب های مرجع و راهنماهای روسی. از ادبیات خارجی مدرن، فرم کوتاه کاملاً حذف شده است و به جای آن از فرم بلند استفاده می شود. برخی از محققان این وضعیت را از جمله با فشردگی عقلانی ظاهری شکل کوتاه جدول و همچنین با تفکر کلیشه ای و عدم درک اطلاعات مدرن (بین المللی) مرتبط می دانند.

در سال 1969، تئودور سیبورگ یک جدول تناوبی گسترده از عناصر را پیشنهاد کرد. نیلز بور شکل نردبانی (هرمی) جدول تناوبی را توسعه داد.

روش های بسیار دیگری، به ندرت یا اصلاً استفاده نشده، اما بسیار اصلی، برای نمایش گرافیکی قانون تناوبی وجود دارد. امروزه چندین صد نسخه از جدول وجود دارد و دانشمندان دائماً گزینه های جدیدی را ارائه می دهند.

قانون ادواری و دلیل آن

قانون تناوبی این امکان را فراهم می کند که حجم عظیمی از اطلاعات علمی در شیمی را نظام مند و تعمیم دهد. این عملکرد قانون معمولاً یکپارچه نامیده می شود. به ویژه به وضوح در ساختار علمی و مطالب آموزشیعلم شیمی.

آکادمیک A.E. Fersman گفت که این سیستم تمام شیمی را در یک ارتباط فضایی، زمانی، ژنتیکی و انرژی واحد متحد کرد.

نقش یکپارچه قانون تناوبی نیز در این واقعیت آشکار شد که برخی از داده ها در مورد عناصری که ظاهراً از آنها خارج شده بودند. الگوهای عمومی، هم توسط خود نویسنده و هم توسط پیروانش بررسی و روشن شد.

این با ویژگی های بریلیم اتفاق افتاد. قبل از کار مندلیف، به دلیل شباهت به اصطلاح مورب آلومینیوم، آنالوگ سه ظرفیتی آلومینیوم در نظر گرفته می شد. بنابراین، در دوره دوم دو عنصر سه ظرفیتی وجود داشت و نه یک عنصر دو ظرفیتی. در این مرحله بود که مندلیف به اشتباهی در تحقیق در مورد خواص بریلیم مشکوک شد؛ او کار شیمیدان روسی Avdeev را پیدا کرد که استدلال می کرد بریلیم دو ظرفیتی است و وزن اتمی آن 9 است. کار آودیف مورد توجه قرار نگرفت. دنیای علمی، نویسنده زود درگذشت، ظاهراً با ترکیبات بسیار سمی بریلیم مسموم شده بود. نتایج تحقیقات آودیف به لطف قانون تناوبی در علم ایجاد شد.

چنین تغییرات و اصلاحاتی در مقادیر وزن و ظرفیت اتمی توسط مندلیف برای نه عنصر دیگر (In، V، Th، U، La، Ce و سه لانتانید دیگر) انجام شد.

برای ده عنصر دیگر، فقط وزن اتمی تصحیح شد. و تمام این شفاف سازی ها متعاقباً به صورت تجربی تأیید شد.

عملکرد پیش بینی کننده (پیش بینی کننده) قانون تناوبی در کشف عناصر ناشناخته با شماره های سریال 21، 31 و 32 قابل توجه ترین تأیید را دریافت کرد.

وجود آنها ابتدا به طور شهودی پیش بینی شد، اما با تشکیل سیستم، مندلیف توانست خواص آنها را با دقت بالایی محاسبه کند. خوب داستان معروفکشف اسکاندیم، گالیم و ژرمانیوم پیروزی کشف مندلیف بود. او تمام پیش بینی های خود را بر اساس قانون جهانی طبیعت که خودش کشف کرده بود انجام داد.

مندلیف در مجموع دوازده عنصر را پیش بینی کرد. مندلیف از همان ابتدا اشاره کرد که قانون نه تنها خواص خود عناصر شیمیایی، بلکه بسیاری از ترکیبات آنها را نیز توصیف می کند. برای تایید این موضوع کافی است به مثال زیر اشاره کنیم. از سال 1929، زمانی که آکادمیک P. L. Kapitsa برای اولین بار رسانایی غیرفلزی ژرمانیوم را کشف کرد، توسعه مطالعه نیمه هادی ها در تمام کشورهای جهان آغاز شد.

بلافاصله مشخص شد که عناصر با چنین ویژگی هایی زیر گروه اصلی گروه IV را اشغال می کنند.

با گذشت زمان، این درک به دست آمد که خواص نیمه هادی باید تا حد زیادی توسط ترکیبات عناصر واقع در دوره هایی به همان اندازه دور از این گروه (مثلاً با فرمول کلینوع AzB).

این بلافاصله جستجو برای نیمه هادی های جدید عملا مهم را هدفمند و قابل پیش بینی کرد. تقریباً تمام وسایل الکترونیکی مدرن مبتنی بر چنین اتصالاتی هستند.

ذکر این نکته حائز اهمیت است که پیش‌بینی‌ها در جدول تناوبی حتی پس از پذیرش عمومی آن انجام شده است. در سال 1913

موزلی کشف کرد که طول موج اشعه ایکسکه از آنتی کاتدهای ساخته شده از عناصر مختلف به دست می آیند، به طور طبیعی بسته به شماره سریالی که به طور معمول به عناصر در جدول تناوبی اختصاص داده می شود، تغییر می کند. آزمایش تأیید کرد که شماره سریال یک عنصر معنای فیزیکی مستقیم دارد.

فقط بعداً شماره های سریال مربوط به مقدار بار مثبت هسته بودند. اما قانون موزلی این امکان را به وجود آورد که بلافاصله تعداد عناصر در دوره ها را به صورت تجربی تأیید کرد و همزمان مکان های هافنیوم (شماره 72) و رنیم (شماره 75) را که تا آن زمان هنوز کشف نشده بودند، پیش بینی کرد.

برای مدت طولانی بحث وجود داشت: تخصیص گازهای بی اثر به یک گروه صفر مستقل از عناصر یا در نظر گرفتن آنها به عنوان زیر گروه اصلی گروه هشتم.

بر اساس موقعیت عناصر در جدول تناوبی، شیمیدانان نظری به رهبری لینوس پاولینگ مدتهاست که در غیرفعال بودن کامل شیمیایی گازهای نجیب تردید دارند و مستقیماً به پایداری احتمالی فلوریدها و اکسیدهای آنها اشاره می کنند.

اما تنها در سال 1962، نیل بارتلت شیمیدان آمریکایی اولین کسی بود که واکنش هگزا فلوراید پلاتین را با اکسیژن در معمولی ترین شرایط انجام داد و زنون هگزافلوئوروپلاتینات XePtF^ را به دست آورد، و به دنبال آن ترکیبات گاز دیگری که اکنون به درستی نجیب نامیده می شوند تا بی اثر. .

در زمستان 1867-1868، مندلیف شروع به نوشتن کتاب درسی "مبانی شیمی" کرد و بلافاصله در نظام مند کردن مطالب واقعی با مشکلاتی مواجه شد. او در اواسط فوریه 1869، با تأمل در ساختار کتاب درسی، به تدریج به این نتیجه رسید که خواص مواد ساده (و این شکل وجود عناصر شیمیایی در حالت آزاد است) و جرم اتمی عناصر با یکدیگر مرتبط هستند. یک الگوی خاص

مرحله تعیین کننده افکار او در 1 مارس 1869 (14 فوریه به سبک قدیمی) فرا رسید. یک روز قبل، مندلیف درخواست مرخصی به مدت ده روز برای بررسی کارخانه های لبنی پنیر آرتل در استان Tver نوشت: او نامه ای با توصیه هایی برای مطالعه تولید پنیر از A.I. Khodnev، یکی از رهبران جامعه آزاد اقتصادی دریافت کرد.

در هنگام صبحانه، مندلیف یک ایده غیرمنتظره داشت: مقایسه جرم اتمی مشابه عناصر شیمیایی مختلف و خواص شیمیایی آنها.

بدون اینکه دوبار فکر کند، در پشت نامه خودنف نمادهای کلر کلر و پتاسیم K را با جرم اتمی نسبتاً نزدیک، به ترتیب برابر با 35.5 و 39 نوشت (تفاوت فقط 3.5 واحد است). در همان نامه، مندلیف نمادهای عناصر دیگر را ترسیم کرد و به دنبال جفت‌های مشابه «پارادوکسیکال» در میان آنها بود: فلوئور F و سدیم سدیم، برم Br و روبیدیم Rb، ید I و سزیم Cs، که اختلاف جرم از 4.0 به 5.0 افزایش می‌یابد. و سپس تا 6.0. مندلیف در آن زمان نمی توانست بداند که "منطقه نامحدود" بین غیر فلزات و فلزات آشکار حاوی عناصر - گازهای نجیب است که کشف آنها متعاقباً جدول تناوبی را به طور قابل توجهی تغییر می دهد.

بعد از صبحانه، مندلیف خود را در دفترش حبس کرد. او یک دسته کارت ویزیت را از روی میز بیرون آورد و شروع به نوشتن روی پشت آنها کرد که نمادهای عناصر و خواص شیمیایی اصلی آنها را نشان می دهد.

بعد از مدتی، خانواده صدایی را شنیدند که از دفتر می آمد: "اوه، اوه! این تعجب ها به این معنی بود که دیمیتری ایوانوویچ الهام بخش خلاقانه ای داشت.

مندلیف با هدایت مقادیر جرم اتمی و خواص مواد ساده ای که توسط اتم های همان عنصر تشکیل شده است، کارت ها را از یک ردیف افقی به ردیف دیگر منتقل کرد. یک بار دیگر، دانش کامل از شیمی معدنی به کمک او آمد. به تدریج، شکل جدول تناوبی عناصر شیمیایی آینده شروع به ظهور کرد.

بنابراین، در ابتدا کارتی با عنصر بریلیم Be (جرم اتمی 14) در کنار کارتی با عنصر آلومینیوم Al (جرم اتمی 27.4) قرار داد، طبق سنت آن زمان، بریلیم را با آنالوگ آلومینیوم اشتباه گرفت. با این حال، پس از مقایسه خواص شیمیایی، بریلیم را بر منیزیم منیزیم قرار داد. او با تردید به مقدار پذیرفته شده جرم اتمی بریلیم، آن را به 9.4 تغییر داد و فرمول اکسید بریلیم را از Be2O3 به BeO (مانند اکسید منیزیم MgO) تغییر داد. به هر حال، ارزش "تصحیح" جرم اتمی بریلیم تنها ده سال بعد تأیید شد. در موارد دیگر نیز به همان جسارت عمل می کرد.

به تدریج، دیمیتری ایوانوویچ به این نتیجه نهایی رسید که عناصری که به ترتیب افزایش جرم اتمی خود مرتب شده اند، تناوب مشخصی از خواص فیزیکی و شیمیایی را نشان می دهند.

مندلیف در طول روز روی سیستم عناصر کار می کرد و برای مدت کوتاهی با دخترش اولگا بازی می کرد و ناهار و شام می خورد.

اینگونه بود که قانون تناوبی کشف شد که فرمول مدرن آن به شرح زیر است: "خواص مواد ساده و همچنین شکل ها و خواص ترکیبات عناصر به طور دوره ای به بار هسته اتم های آنها وابسته است. ”

مندلیف در آن زمان تنها 35 سال داشت.

پس از کشف قانون تناوبی، مندلیف کارهای بیشتری برای انجام دادن داشت. دلیل تغییر دوره‌ای در خواص عناصر ناشناخته باقی ماند و ساختار خود سیستم تناوبی، که در آن ویژگی‌ها از طریق هفت عنصر در هشتم تکرار شدند، قابل توضیح نبود. با این حال، اولین پرده رمز و راز از این اعداد برداشته شد: در دوره دوم و سوم سیستم در آن زمان فقط هفت عنصر وجود داشت.

مندلیف همه عناصر را به ترتیب افزایش جرم اتمی قرار نداد. در برخی موارد او بیشتر با شباهت خواص شیمیایی هدایت می شد. بنابراین، جرم اتمی کبالت Co بزرگتر از نیکل نیکل است و تلوریم Te نیز از ید I بیشتر است، اما مندلیف آنها را به ترتیب Co - Ni، Te - I قرار داد و نه برعکس. در غیر این صورت، تلوریم در گروه هالوژن قرار می گیرد و ید یکی از بستگان سلنیوم Se می شود.

مهمترین نکته در کشف قانون تناوبی، پیش بینی وجود عناصر شیمیایی است که هنوز کشف نشده اند. در زیر آلومینیوم Al، مندلیف مکانی را برای آنالوگ خود "eka-aluminium"، در زیر بور B - برای "eca-boron"، و زیر سیلیکون Si - برای "eca-سیلیکون" باقی گذاشت. این همان چیزی است که مندلیف آن را عناصر شیمیایی هنوز کشف نشده می نامد. او حتی نمادهای El، Eb و Es را به آنها داد.

مندلیف در مورد عنصر "اگزیسیلیکون" نوشت: "به نظر من جالب ترین فلز بدون شک گم شده، فلزی است که متعلق به گروه IV آنالوگ های کربن، یعنی ردیف III است. این فلز خواهد بود. بلافاصله پس از سیلیکون، و بنابراین ما او را اکاسیلیسیوم می نامیم." در واقع، این عنصر هنوز کشف نشده قرار بود به نوعی "قفل" تبدیل شود که دو غیرفلز معمولی - کربن C و سیلیکون Si - را با دو فلز معمولی - قلع Sn و سرب سرب متصل می کند.

همه شیمیدانان خارجی بلافاصله اهمیت کشف مندلیف را درک نکردند. در دنیای ایده های جا افتاده بسیار تغییر کرد. بنابراین، شیمیدان فیزیک آلمانی ویلهلم استوالد، برنده جایزه آینده جایزه نوبل، استدلال کرد که این قانون نبود که کشف شد، بلکه اصل طبقه بندی "چیزی نامطمئن" بود. شیمیدان آلمانی رابرت بونسن، که دو عنصر قلیایی جدید، روبیدیم Rb و سزیم Cs را در سال 1861 کشف کرد، نوشت که مندلیف شیمیدانان را به «دنیای دور از ذهن انتزاعات ناب» برد.

هرمان کولبه، استاد دانشگاه لایپزیگ، کشف مندلیف را در سال 1870 «گمان‌آمیز» خواند. کلبه با بی ادبی و رد دیدگاه های نظری جدید در شیمی متمایز بود. به ویژه او از مخالفان نظریه ساختار بود ترکیبات آلیو در یک زمان به شدت به مقاله Jacob van't Hoff "شیمی در فضا" حمله کرد. وانت هاف بعداً اولین نفر برای تحقیقات خود شد برنده جایزه نوبل. اما کولبه پیشنهاد کرد که محققانی مانند وانت هاف «از ردیف دانشمندان واقعی حذف و در اردوگاه معنویت گرایان ثبت نام کنند»!

هر سال قانون تناوبی طرفداران بیشتری به دست می آورد و کاشف آن بیشتر و بیشتر به رسمیت شناخته می شد. بازدیدکنندگان عالی رتبه در آزمایشگاه مندلیف از جمله حتی ظاهر شدند گراند دوککنستانتین نیکولاویچ، مدیر بخش دریایی.

کشف جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط دیمیتری مندلیف در مارس 1869 یک پیشرفت واقعی در شیمی بود. این دانشمند روسی موفق شد دانش در مورد عناصر شیمیایی را سیستماتیک کند و آنها را در قالب جدولی ارائه دهد که دانش آموزان مدرسه همچنان باید در درس های شیمی مطالعه کنند. جدول تناوبی پایه ای برای توسعه سریع این علم پیچیده و جالب شد و تاریخ کشف آن در افسانه ها و افسانه ها پوشیده شده است. برای همه علاقه مندان به علم، دانستن حقیقت در مورد چگونگی کشف جدول توسط مندلیف جالب خواهد بود عناصر دوره ای.

تاریخچه جدول تناوبی: چگونه همه چیز شروع شد

تلاش‌هایی برای طبقه‌بندی و نظام‌بندی عناصر شیمیایی شناخته‌شده مدت‌ها قبل از دیمیتری مندلیف انجام شد. دانشمندان مشهوری مانند دوبراینر، نیولندز، مایر و دیگران سیستم عناصر خود را پیشنهاد کردند. با این حال، به دلیل کمبود اطلاعات در مورد عناصر شیمیایی و جرم اتمی صحیح آنها، سیستم های پیشنهادی کاملا قابل اعتماد نبودند.

تاریخچه کشف جدول تناوبی از سال 1869 آغاز می شود، زمانی که یک دانشمند روسی در جلسه انجمن شیمی روسیه به همکاران خود درباره کشف خود گفت. در جدول ارائه شده توسط دانشمند، عناصر شیمیایی بسته به خواص آنها مرتب شده اند که با اندازه وزن مولکولی آنها تضمین می شود.

یکی از ویژگی های جالب جدول تناوبی نیز وجود سلول های خالی بود که در آینده با عناصر شیمیایی باز پیش بینی شده توسط دانشمند (ژرمانیوم، گالیوم، اسکاندیم) پر می شد. از زمان کشف جدول تناوبی، بارها اضافات و اصلاحاتی در آن صورت گرفته است. مندلیف همراه با شیمیدان اسکاتلندی ویلیام رمزی، گروهی از گازهای بی اثر (گروه صفر) را به جدول اضافه کرد.

پس از آن، تاریخ جدول تناوبی مندلیف مستقیماً با اکتشافات در علم دیگری - فیزیک مرتبط بود. کار بر روی جدول عناصر تناوبی تا به امروز ادامه دارد و دانشمندان مدرن به محض کشف آنها عناصر شیمیایی جدیدی را اضافه می کنند. اهمیت سیستم تناوبی دیمیتری مندلیف به سختی قابل برآورد است، زیرا به لطف آن:

دانش در مورد خواص عناصر شیمیایی قبلاً کشف شده سیستماتیک شد.
پیش بینی کشف عناصر شیمیایی جدید ممکن شد.
شاخه هایی از فیزیک مانند فیزیک اتمی و فیزیک هسته ای شروع به توسعه کردند.

گزینه های زیادی برای به تصویر کشیدن عناصر شیمیایی طبق قانون تناوبی وجود دارد، اما معروف ترین و رایج ترین گزینه جدول تناوبی آشنا برای همه است.

افسانه ها و حقایق در مورد ایجاد جدول تناوبی

رایج ترین تصور غلط در تاریخ کشف جدول تناوبی این است که دانشمند آن را در خواب دیده است. در واقع، خود دیمیتری مندلیف این افسانه را رد کرد و اظهار داشت که سال ها در مورد قانون دوره ای فکر می کرد. او برای سیستم‌بندی عناصر شیمیایی، هر یک از آنها را روی کارتی جداگانه نوشت و بارها آنها را با یکدیگر ترکیب کرد و بسته به ویژگی‌های مشابه آنها را در ردیف‌هایی مرتب کرد.

افسانه رویای "پیشگویی" دانشمند را می توان با این واقعیت توضیح داد که مندلیف روزها متوالی بر روی سیستم سازی عناصر شیمیایی کار می کرد که با خواب کوتاه قطع می شد. با این حال، تنها کار سخت و استعداد طبیعی دانشمند نتیجه مورد انتظار را به دست آورد و شهرت جهانی را برای دیمیتری مندلیف فراهم کرد.

بسیاری از دانش‌آموزان در مدرسه، و گاهی در دانشگاه، مجبور هستند جدول تناوبی را به خاطر بسپارند یا حداقل به طور تقریبی پیمایش کنند. برای انجام این کار، شخص نه تنها باید حافظه خوبی داشته باشد، بلکه باید منطقی فکر کند و عناصر را به گروه ها و طبقات جداگانه پیوند دهد. مطالعه جدول برای آن دسته از افرادی که با گذراندن دوره آموزشی بر روی BrainApps دائماً مغز خود را در وضعیت خوبی نگه می‌دارند، آسان‌تر است.

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه

اداره آموزش و پرورش اداره Tver

موسسه آموزشی شهرداری

"عصر (شیفت) مدرسه جامعشماره 2 اینچ Tver

مسابقه انشا دانش آموزی "کروگوزور"

چکیده با موضوع:

تاریخچه کشف قانون تناوبی و جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط دیمیتری ایوانوویچ مندلیف

دانشجوی گروه هشتم مؤسسه آموزشی شهری VSOSH شماره 2، Tver

سرپرست:

معلم شیمی بالاترین رده

موسسه آموزشی شهری VSOSH شماره 2، Tver

معرفی………………………........................................ ..........................................3

1. پیش نیازهای کشف قانون تناوبی ……..4

1.1. طبقه بندی………………………………………………………..4

1.2. سه‌گانه‌های دوبراینر و اولین سیستم‌های عناصر……………………….4

1.3. مارپیچ د شانکورتوا………………………………………………………………..5

1.5. جداول Odling و Meyer……………………………………………………………………………………………………………

2. کشف قانون ادواری…………………………

نتیجه…………………………………………………………………. 16

مراجع………………………………………………………….17

معرفی

قانون تناوبی و جدول تناوبی عناصر شیمیایی اساس شیمی مدرن است.

مندلیف نام شهرها، کارخانه ها، موسسات آموزشی، موسسات تحقیقاتی. مدال طلا در روسیه به افتخار تأیید شده است - این مدال برای کارهای برجسته در شیمی اعطا می شود. نام این دانشمند به انجمن شیمی روسیه اختصاص داده شد. به افتخار، قرائت های منطقه ای مندلیف هر ساله در منطقه Tver برگزار می شود. حتی عنصر با شماره سریال 101 به افتخار دیمیتری ایوانوویچ نام مندلویوم داده شد.

شایستگی اصلی او کشف قانون تناوبی و ایجاد سیستم تناوبی عناصر شیمیایی بود که نام او را در علم جهان جاودانه کرد. این قانون و نظام تناوبی اساس همه چیز است پیشرفتهای بعدیآموزه های مربوط به اتم ها و عناصر، آنها پایه شیمی و فیزیک روزگار ما هستند.

هدف کار:پیش نیازهای ظهور قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر شیمیایی را مطالعه کنید و سهم دیمیتری ایوانوویچ مندلیف را در این کشف ارزیابی کنید.

1. پیش نیازهای کشف قانون تناوبی

جستجو برای مبنای طبقه بندی طبیعی عناصر شیمیایی و سیستم بندی آنها مدت ها قبل از کشف قانون تناوبی آغاز شد. تا زمان کشف قانون تناوبی، 63 عنصر شیمیایی شناخته شده بود و ترکیب و خواص ترکیبات آنها شرح داده شد.

1.1 طبقه بندی

شیمیدان برجسته سوئدی همه عناصر را بر اساس تفاوت در خواص مواد و ترکیبات ساده ای که تشکیل می دادند، به فلزات و غیرفلزات تقسیم کرد. او تعیین کرد که فلزات مربوط به اکسیدها و بازهای اساسی و غیرفلزات مربوط به اکسیدها و اسیدهای اسیدی است.

جدول 1. طبقه بندی

1.2. سه‌گانه‌های دوبراینر و اولین سیستم‌های عناصر

در سال 1829، شیمیدان آلمانی، یوهان ولفگانگ دوبراینر، اولین تلاش مهم را برای نظام‌بندی عناصر انجام داد. او متوجه شد که برخی از عناصر با ویژگی‌های مشابه را می‌توان در گروه‌های سه تایی ترکیب کرد که آنها را سه‌گانه نامید.

ماهیت قانون پیشنهادی سه گانه دوبراینر این بود که جرم اتمی عنصر میانی سه گانه نزدیک به نصف مجموع (میانگین حسابی) جرم اتمی دو عنصر افراطی سه گانه است. علیرغم این واقعیت که سه گانه های دوبراینر تا حدی نمونه های اولیه گروه های مندلیف هستند، این ایده ها در کل هنوز بسیار ناقص هستند. عدم وجود منیزیم در خانواده منفرد کلسیم، استرانسیم و باریم یا اکسیژن در خانواده گوگرد، سلنیوم و تلوریم نتیجه محدودیت مصنوعی مجموعه عناصر مشابه تنها به اتحادیه های سه گانه است. از این نظر بسیار نشان‌دهنده شکست دوبراینر در جداسازی سه عنصر از چهار عنصر با ویژگی‌های مشابه است: P، As، Sb، Bi. دوبراینر به وضوح تشابهات عمیقی را در خواص شیمیایی فسفر و آرسنیک، آنتیموان و بیسموت مشاهده کرد، اما که قبلاً خود را به جستجوی سه گانه محدود کرده بود، نتوانست راه حل مناسبی را بیابد. نیم قرن بعد، لوتار مایر می‌گوید که اگر دوبراینر فقط برای مدت کوتاهی خود را از سه‌گانه‌هایش منحرف می‌کرد، بلافاصله شباهت همه این چهار عنصر را در یک زمان مشاهده می‌کرد.

اگرچه دوبراینر، به طور طبیعی، موفق به شکستن تمام عناصر شناخته شده به سه گانه نشد، اما قانون سه گانه به وضوح وجود رابطه ای بین جرم اتمی و خواص عناصر و ترکیبات آنها را نشان می دهد. تمام تلاش‌های بعدی برای سیستم‌سازی مبتنی بر قرار دادن عناصر مطابق با جرم اتمی آنها بود.

1.3. Spiral de Chancourtois (1862)

پروفسور مدرسه عالی پاریس، الکساندر بگیه د شانکورتوا، تمام عناصر شیمیایی شناخته شده در آن زمان را در یک توالی افزایش جرم اتمی آنها مرتب کرد و سری به دست آمده را بر روی سطح استوانه در امتداد خطی که از قاعده آن بیرون می آمد با زاویه ای از آن اعمال کرد. 45 درجه به صفحه پایه (به اصطلاح مارپیچ زمین). هنگام باز کردن سطح استوانه، مشخص شد که در خطوط عمودی موازی با محور سیلندر، عناصر شیمیایی با خواص مشابه وجود دارد. بنابراین، لیتیوم، سدیم، پتاسیم در یک عمودی سقوط کرد. بریلیم، منیزیم، کلسیم؛ اکسیژن، گوگرد، سلنیوم، تلوریم، و غیره. نقطه ضعف مارپیچ د شانکورتوا این واقعیت بود که در یک خط با مشابه طبیعت شیمیاییعناصر همچنین عناصری با رفتار شیمیایی کاملاً متفاوت بودند. منگنز در گروه فلزات قلیایی قرار گرفت و تیتانیوم که هیچ وجه اشتراکی با آنها نداشت در گروه اکسیژن و گوگرد قرار گرفت. بنابراین، برای اولین بار، ایده تناوب بودن ویژگی های عناصر متولد شد، اما توجهی به آن نشد و به زودی فراموش شد.

اندکی پس از مارپیچ دو شانکورتوا، جان نیولندز دانشمند آمریکایی تلاش کرد تا خواص شیمیایی عناصر را با جرم اتمی آنها مقایسه کند. نیولندز با ترتیب دادن عناصر به ترتیب افزایش جرم اتمی متوجه شد که شباهت هایی در خواص بین هر عنصر هشتم ظاهر می شود. نیولندز الگوی یافت شده را قانون اکتاوها بر اساس قیاس با هفت بازه مقیاس موسیقی نامید. او در جدول خود عناصر شیمیایی را در گروه های عمودی هفت عنصری قرار داد و در عین حال متوجه شد که (با اندکی تغییر در ترتیب برخی عناصر) عناصر با خواص شیمیایی مشابه در یک خط افقی قرار می گیرند. البته جان نیولندز اولین کسی بود که مجموعه ای از عناصر را به ترتیب افزایش جرم اتمی ارائه کرد، عدد اتمی متناظر را به عناصر شیمیایی نسبت داد و به رابطه سیستماتیک بین این ترتیب و خواص فیزیکوشیمیایی عناصر توجه کرد. او نوشت که در چنین دنباله‌ای ویژگی‌های عناصر تکرار می‌شوند، وزن‌های معادل (جرم) آن‌ها 7 واحد یا با مقداری که مضربی از 7 است متفاوت است، یعنی گویی عنصر هشتم به ترتیب خواص را تکرار می‌کند. از اولین، همانطور که در موسیقی نت هشتم اول تکرار می شود.

نیولندز سعی کرد به این وابستگی، که در واقع برای عناصر سبک رخ می دهد، یک ویژگی جهانی بدهد. در جدول او، عناصر مشابه در ردیف های افقی قرار داشتند، اما در همان ردیف اغلب عناصر کاملاً متفاوت از نظر خصوصیات وجود داشت. انجمن شیمی لندن با بی تفاوتی از قانون اکتاوهای او استقبال کرد و به نیولندز پیشنهاد کرد که سعی کند عناصر را بر اساس حروف الفبا مرتب کند و هر الگوی را شناسایی کند.

1.5 جداول Odling و Meyer

همچنین در سال 1864، اولین جدول شیمیدان آلمانی لوتار مایر ظاهر شد. این شامل 28 عنصر است که در شش ستون با توجه به ظرفیت آنها مرتب شده اند. مایر عمداً تعداد عناصر جدول را محدود کرد تا بر تغییر منظم (مشابه سه‌گانه‌های دوبراینر) در جرم اتمی در مجموعه‌ای از عناصر مشابه تأکید کند.

شکل 3. جدول مایر از عناصر شیمیایی

در سال 1870، کار مایر حاوی جدول جدیدی با عنوان "ماهیت عناصر به عنوان تابعی از وزن اتمی آنها" منتشر شد که شامل 9 ستون عمودی بود. عناصر مشابه در ردیف های افقی جدول قرار داشتند. مایر تعدادی سلول را خالی گذاشت. جدول با نموداری از وابستگی حجم اتمی یک عنصر به وزن اتمی همراه بود که دارای شکل دندانه اره ای مشخص است و این اصطلاح را کاملاً نشان می دهد. « دوره ای », قبلاً در آن زمان توسط مندلیف پیشنهاد شده بود.

2. کشف قانون تناوبی

چندین داستان از افراد نزدیک در مورد چگونگی کشف قانون تناوبی وجود دارد. این داستان ها به صورت شفاهی توسط شاهدان عینی مخابره شد، سپس به مطبوعات رسوخ کرد و به نوعی افسانه تبدیل شد که به دلیل نبود اطلاعات مستند مربوطه، هنوز امکان تایید آن وجود ندارد. داستان یک استاد زمین شناسی در سن پترزبورگ جالب است. دانشگاه ()، دوست صمیمی. او که درست در همان روزهایی که قانون تناوبی را کشف کرد از آن بازدید کرد، نکات جالبی در مورد نحوه کار او در ایجاد سیستم عناصر خود ارائه می دهد، کسی که داستان را منتشر کرده است، می نویسد:

"در مورد فینال فرآیند خلاقشهود مندلیف، پروفسور ممتاز الکساندر الکساندرویچ اینوسترانتسف با مهربانی به من اطلاع داد. بالاترین درجهچیزهای جالب. یک بار که قبلاً دبیر دانشکده فیزیک و ریاضیات بود ، A.A. به دیدار مندلیف آمد که به عنوان یک دانشمند و دوست صمیمی با او در ارتباط معنوی دائمی بود. او می بیند: D.I. که ظاهراً در حالت غمگین و افسرده ای پشت میز ایستاده است.

داری چیکار میکنی دیمیتری ایوانوویچ؟

مندلیف شروع به صحبت در مورد چیزی کرد که بعداً در سیستم تناوبی عناصر تجسم یافت، اما در آن لحظه قانون و جدول هنوز شکل نگرفته بود: مندلیف با تلخی اضافه کرد: "همه چیز در سرم جمع شد، اما نمی توانم بیان کنم. آن را در یک جدول." کمی بعد اتفاق زیر افتاد. مندلیف سه روز و سه شب بدون اینکه به رختخواب برود پشت میزش کار کرد و سعی کرد نتایج ساخت ذهنی خود را در جدولی ترکیب کند، اما تلاش برای رسیدن به این هدف ناموفق بود. سرانجام مندلیف تحت تأثیر خستگی مفرط به رختخواب رفت و بلافاصله به خواب رفت. "در خوابم میزی را می بینم که در آن عناصر به اندازه نیاز چیده شده اند. از خواب بیدار شدم و فوراً آن را روی یک تکه کاغذ نوشتم - فقط در یک مکان بعداً اصلاح لازم بود.

در مرحله بعد، لازم است شهادت خود او را در "مبانی شیمی" در مورد نحوه استفاده از کارت هایی که در آنها اطلاعات مربوط به عناصر جداگانه نوشته شده است، در هنگام نهایی کردن طبقه بندی عناصر خود در نظر بگیریم. کارت‌ها دقیقاً برای شناسایی رابطه ناشناخته بین عناصر و نه برای طراحی نهایی آن مورد نیاز بودند. و مهمتر از همه، همانطور که در پیش نویس اولیه جدول نشان می دهد، کارت هایی که عناصر روی آنها نوشته شده بود در ابتدا به ترتیب گروه ها و ردیف ها (دوره ها) قرار نداشتند، بلکه فقط به ترتیب گروه ها قرار داشتند (دوره ها هنوز مشخص نشده بودند. در ابتدا کشف شد). گروه ها یکی زیر یکدیگر قرار گرفتند و این قرارگیری گروه ها بود که منجر به کشف این شد که ستون های عمودی (دوره ها) عناصر در مجاورت یکدیگر قرار دارند و یک سری پیوسته مشترک از عناصر را تشکیل می دهند که در آن خواص شیمیایی خاصی به طور دوره ای وجود دارد. تکرار کرد. این، به طور دقیق، کشف قانون تناوبی بود.

علاوه بر این، اگر نه تنها وجود گروه‌ها، بلکه دوره‌هایی از عناصر نیز قبلاً شناخته شده بود، دیگر نیازی به توسل به کارت‌هایی برای عناصر فردی نبود.

داستان سوم که باز هم به قول خودش گفته می شود، از یک دوست نزدیک - یک شیمیدان برجسته چک - می آید. این داستان توسط Brauner در سال 1907 منتشر شد. پس از مرگ دوست بزرگش؛ در سال 1930 در مجموعه ای از آثار شیمیدانان چکسلواکی تجدید چاپ شد. در طول جنگ جهانی دوم، این داستان توسط جرالد دروس در بیوگرافی بوگوسلاو براونر ارائه شد. به گفته براونر، او به او گفت که چگونه تالیف کتاب درسی شیمی، یعنی «مبانی شیمی» به کشف و تدوین قانون تناوبی کمک کرد.

براونر گفت: "وقتی شروع به نوشتن کتاب درسی خود کردم، احساس کردم که به سیستمی نیاز است که به من اجازه دهد عناصر شیمیایی را توزیع کنم. متوجه شدم که تمام سیستم های موجود مصنوعی هستند و بنابراین برای هدف من مناسب نیستند؛ من به دنبال ایجاد آن بودم. برای این منظور، نمادهای عناصر و وزن اتمی آنها را روی قطعات کوچک مقوا نوشتم و پس از آن شروع به گروه بندی آنها کردم. راه های مختلفبا توجه به شباهت آنها اما این روش مرا راضی نکرد تا اینکه مقواها را یکی پس از دیگری با توجه به افزایش وزن اتمی چیدم. وقتی ردیف اول را در جدول قرار دادم:

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

من متوجه شده ام که عناصر زیر می توانند ردیف دوم را در زیر ردیف اول تشکیل دهند، اما از زیر لیتیوم شروع می شوند. بعد متوجه شدم که در این ردیف جدید:

Na=23، Mg=24، Al=27، Si=28، P=31، S=32، Cl=35.5

سدیم هر خاصیت لیتیوم را تکرار می کند. همین اتفاق برای عناصر زیر می افتد. همین تکرار در ردیف سوم، پس از مدت معینی اتفاق می‌افتد و در همه ردیف‌ها ادامه می‌یابد».

این داستانی است که از سخنان او نقل شده است. در ادامه در توضیح و بسط این داستان گفته می‌شود که وی عناصر مشابه را به گروه‌ها و با توجه به افزایش وزن‌های اتمی، به ردیف‌هایی که در آن‌ها ویژگی‌ها و ویژگی‌های عناصر به تدریج تغییر می‌کند، قرار داده است. در سمت چپ میز او عناصر "الکترو مثبت" و در سمت راست "الکترون منفی" وجود داشت. او قانون خود را با کلمات زیر اعلام کرد.

بنابراین، داستانی که او از سخنانش منتقل می کند، نه به کل کشف به عنوان یک کل و نه کل تاریخچه ایجاد سیستم طبیعی عناصر، بلکه فقط به مرحله نهایی این کشف مربوط می شود، زمانی که بر اساس او توانست قانون تناوبی مواد شیمیایی زیربنایی عناصر این سیستم را کشف و فرموله کند. به طور خلاصه، داستانی که براونر منتقل می کند، نه به تاریخ ترکیب یک سیستم از عناصر، بلکه به تاریخچه فرمول بندی قانون تناوبی بر اساس یک سیستم از قبل تدوین شده مربوط می شود.

نشانه ای از وجود نسخه چهارم در پسگفتار سرمقاله جلد دوم آثار منتخب منتشر شده در سال 1934 آمده است. و حاوی آثار مربوط به قانون تناوبی. می نویسد که در مجلد ذکر شده «فقط یک مقاله «Comment j» ai trouve la loi periodique به عنوان ماهیت بیوگرافی بیشتر گنجانده نشده است.» به دلایلی پیوندی به محل انتشار این مقاله ارائه نداده است. طبیعتاً علاقه زیادی ایجاد کرد، زیرا با قضاوت از نام آن می توان انتظار داشت که سرانجام به سؤال مورد علاقه همه شیمیدانان در مورد چگونگی کشف قانون تناوبی پاسخ دهد و این پاسخ از طرف شخص ثالث دریافت نشود. با کلمات، اما از جانب خود، اشاره به حذف این مقاله توسط پروفسور به عنوان ظاهراً زندگی نامه ای کاملاً بی اساس به نظر می رسید، به همین دلیل باید در مجموعه آثار قانون ادواری گنجانده می شد و در نتیجه جستجوی این مقاله، مشخص شد که در مجله فرانسوی شیمی محض و کاربردی در سال 1899، مقاله ای با عنوان جالب "Comment j"ai trouve le systeme periodique منتشر شده است. des element» («چگونه سیستم تناوبی عناصر را پیدا کردم»). در یادداشتی به این مقاله، سردبیران مجله گزارش می دهند که به مناسبت انتخاب دی.آی مندلیف در سال 1899 به او مراجعه کردند. عضو خارجی آکادمی علوم پاریس با درخواست نوشتن برای مجله در مورد سیستم دوره ای خود. این درخواست را با کمال میل برآورده کرد و اثر خود را که به زبان روسی نوشته شده بود برای یک مجله فرانسوی فرستاد. ترجمه این اثر به زبان فرانسه توسط خود ویراستاران انجام شده است.

نزدیکترین آشنایی با متن منتشر شده در فرانسویمقاله نشان می دهد که این کار جدید نیست، بلکه ترجمه ای دقیق از مقاله او "قانون تناوبی عناصر شیمیایی" است که او برای آن نوشته است. فرهنگ لغت دایره المعارفیبروکهاوس و افرون، و در جلد بیست و سوم این فرهنگ لغت در سال 1898 منتشر شد. بدیهی است که مترجم یا سردبیران مجله فرانسوی، برای افزایش علاقه، عنوانی را که خیلی خشک به نظر می رسید، تغییر دادند: «قانون تناوبی عناصر شیمیایی» به جالب: «چگونه سیستم تناوبی عناصر را پیدا کردم». در غیر این صورت، همه چیز بدون تغییر باقی ماند و من چیزی بیوگرافیک به مقاله خود اضافه نکردم.

اینها افسانه ها و داستان هایی در مورد چگونگی کشف جدول تناوبی عناصر شیمیایی است. تمام ابهامات ایجاد شده توسط آنها را می توان به لطف کشف و مطالعه مواد جدید مرتبط با تاریخچه این کشف بزرگ، رفع شده دانست.

شکل 4. "تجربه یک سیستم عناصر"

در 6 مارس 1869، در جلسه انجمن شیمی روسیه، در غیاب مندلیف (مندلیف در کارخانه های پنیر در منطقه Tver بود و احتمالاً در املاک خود "Boblovo" در منطقه مسکو توقف کرد)، یک پیام. در مورد کشف قانون تناوبی توسط او انجام شد که آن را برای شماره بعدی مقاله مجله خود ("مجله انجمن شیمی روسیه") دریافت کرد.

در سال 1871، در مقاله نهایی "قانون تناوبی عناصر شیمیایی"، مندلیف فرمول زیر را از قانون تناوبی ارائه کرد: "خواص عناصر، و بنابراین خواص اجسام ساده و پیچیده ای که تشکیل می دهند، به طور دوره ای به وزن اتمی." در همان زمان، مندلیف به جدول تناوبی خود شکلی داد که کلاسیک شد (به اصطلاح نسخه کوتاه).

مندلیف بر خلاف پیشینیان خود نه تنها جدولی تهیه کرد و به وجود الگوهای بدون شک در مقادیر عددی اوزان اتمی اشاره کرد، بلکه تصمیم گرفت این الگوها را نامگذاری کند. قانون عمومیطبیعت بر اساس این فرض که جرم اتمی ویژگی های یک عنصر را تعیین می کند، او وظیفه خود را بر عهده گرفت تا وزن اتمی پذیرفته شده برخی از عناصر را تغییر دهد و ویژگی های عناصر هنوز کشف نشده را به تفصیل شرح دهد.

شکل 5. جدول تناوبی عناصر شیمیایی

D.I. مندلیف سالها برای به رسمیت شناختن قانون تناوبی مبارزه کرد. ایده های او تنها پس از کشف عناصر پیش بینی شده توسط مندلیف به رسمیت شناخته شد: گالیم (پل لکوک د بویزباودران، 1875)، اسکاندیم (لارس نیلسون، 1879) و ژرمانیوم (کلمنس وینکلر، 1886) - به ترتیب کا-آلومینیوم، اکا-بورون و اکا-بورون. -سیلیکون از اواسط دهه 1880، قانون دوره ای سرانجام به عنوان یکی از قوانین شناخته شد مبانی نظریعلم شیمی.

نتیجه

قانون تناوبی نقش بزرگی در توسعه شیمی دیگر ایفا کرد علوم طبیعی. رابطه متقابل بین همه عناصر و خواص فیزیکی و شیمیایی آنها کشف شد. این علم طبیعی را با یک مشکل علمی و فلسفی با اهمیت بسیار ارائه کرد: این ارتباط متقابل باید توضیح داده شود. پس از کشف قانون تناوبی، مشخص شد که اتم های همه عناصر باید بر اساس یک اصل واحد ساخته شوند و ساختار آنها باید منعکس کننده تناوب خواص عناصر باشد. بنابراین، قانون تناوبی به حلقه مهمی در تکامل علم اتمی-مولکولی تبدیل شد و تأثیر قابل توجهی در توسعه نظریه ساختار اتمی داشت. او همچنین در فرمولاسیون مشارکت داشت مفهوم مدرن"عنصر شیمیایی" و روشن کردن ایده ها در مورد مواد ساده و پیچیده. پیشرفت در فیزیک اتمی، از جمله انرژی هسته ای و سنتز عناصر مصنوعی، تنها به لطف قانون تناوبی ممکن شد.

«نظریه‌های جدید و تعمیم‌های درخشان ظاهر خواهند شد و خواهند مرد. ایده های جدید جایگزین مفاهیم منسوخ شده ما در مورد اتم و الکترون خواهند شد. بزرگ‌ترین اکتشافات و آزمایش‌ها گذشته را باطل می‌کنند و افق‌های تازگی و گستردگی باورنکردنی را باز می‌کنند - همه این‌ها خواهند آمد و می‌روند، اما قانون تناوبی مندلیف همیشه زنده خواهد بود و جستجو را هدایت می‌کند.

کتابشناسی - فهرست کتب

2. . مبانی شیمی. - T. 2. – M. – L.: Goskhimizdat, 1947. - 389 p.

3. . سخنرانی های منتخب در مورد شیمی. - م.: بالاتر. مدرسه، 1968. - 224 ثانیه

4. . مطالب جدید در مورد تاریخچه کشف قانون تناوبی. - M.–L.: انتشارات Acad. علوم اتحاد جماهیر شوروی، 1950. - 145 ثانیه

5. . تحلیل فلسفی اولین آثار در قانون تناوبی (). - م.: انتشارات آکادمی. علوم اتحاد جماهیر شوروی، 1959. - 294 s.

6. . فلسفه اختراع و اختراع در فلسفه. - T.2. - م.: علم و مدرسه، 1922.- ص88.