Åpner det periodiske systemet kort. Mendeleevs periodiske system. Kjemiske elementer i det periodiske systemet. Nye fakta om strålende framsyn

Etableringen av atom-molekylær teori på begynnelsen av 1800- og 1800-tallet ble ledsaget av en rask vekst i antall kjente kjemiske elementer. Bare i det første tiåret av 1800-tallet ble 14 nye grunnstoffer oppdaget. Rekordholderen blant oppdagerne var den engelske kjemikeren Humphry Davy, som på ett år ved hjelp av elektrolyse oppnådde 6 nye enkle stoffer (natrium, kalium, magnesium, kalsium, barium, strontium). Og innen 1830 nådde antallet kjente elementer 55.

Eksistensen av et slikt antall elementer, heterogene i deres egenskaper, forvirret kjemikere og krevde orden og systematisering av elementene. Mange forskere søkte etter mønstre i listen over elementer og oppnådde noen fremgang. Vi kan fremheve tre mest betydningsfulle verk som utfordret prioriteringen av oppdagelsen av den periodiske loven av D.I. Mendeleev.

Mendeleev formulerte den periodiske loven i form av følgende grunnleggende prinsipper:

1. Grunnstoffer ordnet etter atomvekt representerer en klar periodisitet av egenskaper.
2. Vi bør forvente oppdagelsen av mange flere ukjente enkle kropper, for eksempel elementer som ligner på Al og Si med en atomvekt på 65 - 75.
3. Atomvekten til et grunnstoff kan noen ganger korrigeres ved å kjenne dets analoger.

Noen analogier avsløres av størrelsen på vekten til atomet deres. Den første posisjonen var kjent allerede før Mendeleev, men det var han som ga den karakteren av en universell lov, som på grunnlag av den forutså eksistensen av elementer som ennå ikke var oppdaget, endret atomvektene til en rekke elementer og ordnet noen elementer i tabellen i motsetning til deres atomvekter, men i full overensstemmelse med deres egenskaper (hovedsakelig etter valens). De resterende bestemmelsene ble bare oppdaget av Mendeleev og er logiske konsekvenser av den periodiske loven. Riktigheten av disse konsekvensene ble bekreftet av mange eksperimenter i løpet av de neste to tiårene og gjorde det mulig å snakke om den periodiske loven som en streng naturlov.

Ved å bruke disse bestemmelsene kompilerte Mendeleev sin egen versjon av det periodiske systemet for grunnstoffer. Det første utkastet til tabellen over elementer dukket opp 17. februar (1. mars, ny stil) 1869.

Og den 6. mars 1869 ga professor Menshutkin en offisiell kunngjøring om Mendeleevs oppdagelse på et møte i Russian Chemical Society.

Følgende tilståelse ble lagt i munnen på vitenskapsmannen: Jeg ser i en drøm et bord hvor alle elementene er ordnet etter behov. Jeg våknet og skrev det umiddelbart ned på et stykke papir - bare på ett sted viste det seg senere å være nødvendig med en korrigering.» Hvor enkelt er alt i legender! Det tok mer enn 30 år av forskerens liv å utvikle og korrigere det.

Prosessen med å oppdage den periodiske loven er lærerikt og Mendeleev selv snakket om det på denne måten: «Ideen oppsto ufrivillig at mellom masse og kjemiske egenskaper det må være en sammenheng.

Og siden massen til et stoff, selv om det ikke er absolutt, men bare relativ, til slutt uttrykkes i form av atomvekter, er det nødvendig å se etter en funksjonell samsvar mellom de individuelle egenskapene til elementene og deres atomvekter. Du kan ikke lete etter noe, selv sopp eller en slags avhengighet, bortsett fra ved å se og prøve.

Så jeg begynte å velge, på separate kort, elementer med deres atomvekter og grunnleggende egenskaper, lignende elementer og lignende atomvekter, noe som raskt førte til konklusjonen at elementenes egenskaper periodisk er avhengig av deres atomvekt, og tvilte på mange uklarheter , jeg tvilte ikke et minutt på allmennheten i konklusjonen som ble trukket, siden det er umulig å tillate ulykker.»

I det aller første periodiske system er alle grunnstoffer til og med kalsium de samme som i den moderne tabellen, med unntak av edelgassene. Dette kan sees fra et fragment av en side fra en artikkel av D.I. Mendeleev, som inneholder det periodiske systemet for grunnstoffer.

Basert på prinsippet om å øke atomvekten, skulle de neste grunnstoffene etter kalsium ha vært vanadium, krom og titan. Men Mendeleev satte et spørsmålstegn etter kalsium, og plasserte deretter titan, og endret atomvekten fra 52 til 50.

Det ukjente elementet, angitt med et spørsmålstegn, ble tildelt en atomvekt A = 45, som er det aritmetiske gjennomsnittet mellom atomvektene til kalsium og titan. Så, mellom sink og arsen, ga Mendeleev plass til to grunnstoffer som ennå ikke var oppdaget. I tillegg plasserte han tellur foran jod, selv om sistnevnte har lavere atomvekt. Med dette arrangementet av elementer inneholdt alle horisontale rader i tabellen bare lignende elementer, og periodisiteten til endringer i elementenes egenskaper var tydelig. I løpet av de neste to årene forbedret Mendeleev systemet av elementer betydelig. I 1871 ble den første utgaven av Dmitry Ivanovichs lærebok "Fundamentals of Chemistry" utgitt, som presenterte det periodiske systemet i en nesten moderne form.

I tabellen ble det dannet 8 grupper av elementer, gruppetallene indikerer den høyeste valensen av elementene i de seriene som er inkludert i disse gruppene, og periodene blir nærmere moderne, delt inn i 12 serier. Nå begynner hver periode med et aktivt alkalimetall og slutter med et typisk ikke-metall halogen. Den andre versjonen av systemet gjorde det mulig for Mendeleev å forutsi eksistensen av ikke 4, men 12 elementer og utfordrende den vitenskapelige verden med fantastiske nøyaktighet beskrev han egenskapene til tre ukjente elementer, som han kalte ekabor (eka på sanskrit betyr "en og den samme"), eka-aluminium og eka-silisium. (Gallia er det gamle romerske navnet på Frankrike). Forskeren klarte å isolere dette elementet i sin rene form og studere dets egenskaper. Og Mendeleev så at egenskapene til gallium falt sammen med egenskapene til eka-aluminium, som han forutså, og fortalte Lecoq de Boisbaudran at han feilaktig målte tettheten til gallium, som skulle være lik 5,9-6,0 g/cm3 i stedet for 4,7 g. /cm3. Mer forsiktige målinger førte faktisk til riktig verdi på 5,904 g/cm3. Endelig anerkjennelse av den periodiske loven til D.I. Mendeleev ble oppnådd etter 1886, da den tyske kjemikeren K. Winkler, som analyserte sølvmalm, skaffet seg et grunnstoff som han kalte germanium. Det viser seg å være ecasilicon.

Periodisk lov og periodisk system av elementer.

Den periodiske loven er en av kjemiens viktigste lover. Mendeleev trodde det hovedkjennetegn av et grunnstoff er dets atommasse. Derfor arrangerte han alle elementene på én rad i rekkefølge etter økende atommasse.

Hvis vi vurderer en rekke grunnstoffer fra Li til F, kan vi se at de metalliske egenskapene til elementene er svekket, og de ikke-metalliske egenskapene forbedres. Egenskapene til grunnstoffene i serien fra Na til Cl endres tilsvarende. Det neste tegnet K, som Li og Na, er et typisk metall.

Den høyeste valensen av grunnstoffer øker fra I y Li til V y N (oksygen og fluor har en konstant valens, henholdsvis II og I) og fra I y Na til VII y Cl. Det neste grunnstoffet K, som Li og Na, har en valens på I. I rekken av oksider fra Li2O til N2O5 og hydroksider fra LiOH til HNO3 svekkes de grunnleggende egenskapene, og syreegenskaper intensiverer. Egenskapene til oksider endres tilsvarende i serien fra Na2O og NaOH til Cl2O7 og HClO4. Kaliumoksid K2O, som litium- og natriumoksidene Li2O og Na2O, er et basisk oksid, og kaliumhydroksid KOH, som litium- og natriumhydroksidene LiOH og NaOH, er en typisk base.

Formene og egenskapene til ikke-metaller endres på samme måte fra CH4 til HF og fra SiH4 til HCl.

Denne karakteren av egenskapene til elementer og deres forbindelser, som observeres med en økning i atommassen til elementer, kalles periodisk endring. Egenskapene til alle kjemiske elementer endres periodisk med økende atommasse.

Denne periodiske endringen kalles den periodiske avhengigheten av egenskapene til elementer og deres forbindelser av atommassen.

Derfor D.I. Mendeleev formulerte loven han oppdaget som følger:

· Egenskapene til grunnstoffer, samt formene og egenskapene til sammensetninger av grunnstoffer, er periodisk avhengig av grunnstoffenes atommasse.

Mendeleev arrangerte elementenes perioder under hverandre og kompilerte som et resultat det periodiske systemet for elementene.

Han sa at elementtabellen ikke bare var frukten av hans eget arbeid, men også av innsatsen til mange kjemikere, blant dem bemerket han spesielt "forsterkerne av den periodiske lov" som oppdaget elementene han forutså.

Å lage et moderne bord krevde mange års hardt arbeid av tusenvis av kjemikere og fysikere. Hvis Mendeleev var i live i dag, kunne han, når han så på den moderne tabellen over elementer, godt gjenta ordene til den engelske kjemikeren J. W. Mellor, forfatter av det klassiske 16-binds leksikon om uorganisk og teoretisk kjemi. Etter å ha fullført sitt arbeid i 1937, etter 15 års arbeid, skrev han med takknemlighet på tittelsiden: «Dedikert til menige til en enorm hær av kjemikere. Navnene deres er glemt, verkene deres forblir ...

Det periodiske systemet er en klassifisering av kjemiske elementer som fastslår avhengigheten av ulike egenskaper til grunnstoffer på ladningen til atomkjernen. Systemet er et grafisk uttrykk for den periodiske lov. Per oktober 2009 er 117 kjemiske grunnstoffer kjent (med serienummer fra 1 til 116 og 118), hvorav 94 finnes i naturen (noen bare i spormengder). Resten23 ble oppnådd kunstig som et resultat av kjernefysiske reaksjoner - dette er prosessen med transformasjon av atomkjerner som skjer under deres interaksjon med elementære partikler, gammastråler og med hverandre, som vanligvis fører til frigjøring av kolossale mengder energi. De første 112 elementene har permanente navn, resten har midlertidige navn.

Oppdagelsen av element 112 (det tyngste av de offisielle) er anerkjent av International Union of Pure and Applied Chemistry.

Den mest stabile kjente isotopen av dette elementet har en halveringstid på 34 sekunder. I begynnelsen av juni 2009 bærer det det uoffisielle navnet ununbium; det ble først syntetisert i februar 1996 ved den tunge ioneakseleratoren ved Heavy Ion Institute i Darmstadt. Oppdagere har seks måneder på seg til å foreslå et nytt offisielt navn å legge til tabellen (de har allerede foreslått Wickhausius, Helmholtzius, Venusius, Frischius, Strassmannius og Heisenbergius). Foreløpig er transuraniske elementer med nummer 113-116 og 118 kjent, oppnådd ved Joint Institute for Nuclear Research i Dubna, men de er ennå ikke offisielt anerkjent. Mer vanlig enn andre er 3 former for det periodiske systemet: "kort" (kort periode), "lang" (lang periode) og "ekstra lang". I den "superlange" versjonen opptar hver periode nøyaktig én linje. I den "lange" versjonen, lantanidene (en familie på 14 kjemiske elementer med serienummer 58-71, lokalisert i VI-perioden av systemet) og aktinidene (en familie av radioaktive kjemiske elementer som består av aktinium og 14 som ligner på det i deres kjemiske egenskaper) fjernes fra den generelle tabellen, noe som gjør den mer kompakt. I den "korte" formen for opptak, i tillegg til dette, opptar den fjerde og påfølgende perioden 2 linjer hver; Symbolene til elementene i hoved- og sekundærundergruppene er justert i forhold til forskjellige kanter av cellene. Den korte formen av bordet, som inneholder åtte grupper med elementer, ble offisielt forlatt av IUPAC i 1989. Til tross for anbefalingen om å bruke den lange formen, fortsatte den korte formen å være det stort nummer Russiske oppslagsverk og manualer selv etter dette tidspunktet. Fra moderne utenlandsk litteratur er den korte formen helt utelukket, og den lange formen brukes i stedet. Noen forskere forbinder denne situasjonen blant annet med den tilsynelatende rasjonelle kompaktheten til den korte formen av bordet, samt med stereotyp tenkning og ikke-oppfatning av moderne (internasjonal) informasjon.

I 1969 foreslo Theodore Seaborg en utvidet periodisk tabell over elementene. Niels Bohr utviklet stigen (pyramideformet) form av det periodiske system.

Det er mange andre, sjelden eller ikke brukte i det hele tatt, men veldig originale metoder for grafisk visning Periodisk lov. I dag er det flere hundre versjoner av bordet, og forskere tilbyr stadig nye alternativer.

Periodisk lov og dens begrunnelse.

Den periodiske loven gjorde det mulig å systematisere og generalisere en enorm mengde vitenskapelig informasjon i kjemi. Denne funksjonen til loven kalles vanligvis integrerende. Det er spesielt tydelig manifestert i struktureringen av vitenskapelige og undervisningsmateriell kjemi.

Akademiker A.E. Fersman sa at systemet forente all kjemi innenfor en enkelt romlig, kronologisk, genetisk og energisk forbindelse.

Den integrerende rollen til den periodiske loven ble også manifestert i det faktum at noen data om elementer som angivelig falt ut av generelle mønstre, ble sjekket og avklart av både forfatteren selv og hans tilhengere.

Dette skjedde med egenskapene til beryllium. Før Mendeleevs arbeid ble det ansett som en trivalent analog av aluminium på grunn av deres såkalte diagonale likhet. I den andre perioden var det altså to trivalente grunnstoffer og ikke en eneste toverdig. Det var på dette stadiet at Mendeleev mistenkte en feil i forskningen på egenskapene til beryllium, han fant arbeidet til den russiske kjemikeren Avdeev, som hevdet at beryllium var toverdig og hadde en atomvekt på 9. Avdeevs arbeid forble ubemerket vitenskapelige verden, døde forfatteren tidlig, tilsynelatende etter å ha blitt forgiftet av ekstremt giftige berylliumforbindelser. Resultatene av Avdeevs forskning ble etablert i vitenskapen takket være den periodiske loven.

Slike endringer og forbedringer av verdiene til både atomvekter og valenser ble gjort av Mendeleev for ni flere elementer (In, V, Th, U, La, Ce og tre andre lantanider).

For ytterligere ti grunnstoffer ble bare atomvekter korrigert. Og alle disse avklaringene ble senere bekreftet eksperimentelt.

Den prognostiske (prediktive) funksjonen til den periodiske loven fikk den mest slående bekreftelsen i oppdagelsen av ukjente grunnstoffer med serienummer 21, 31 og 32.

Deres eksistens ble først spådd intuitivt, men med dannelsen av systemet var Mendeleev i stand til å beregne egenskapene deres med høy grad av nøyaktighet. Fint kjent historie Oppdagelsen av scandium, gallium og germanium var en triumf for Mendeleevs oppdagelse. Han kom med alle sine spådommer på grunnlag av den universelle naturloven som han selv oppdaget.

Totalt spådde Mendeleev tolv grunnstoffer. Helt fra begynnelsen påpekte Mendeleev at loven beskriver egenskapene til ikke bare de kjemiske elementene selv, men også til mange av deres forbindelser. For å bekrefte dette er det nok å gi følgende eksempel. Siden 1929, da akademiker P. L. Kapitsa først oppdaget den ikke-metalliske ledningsevnen til germanium, begynte utviklingen av studiet av halvledere i alle land i verden.

Det ble umiddelbart klart at elementer med slike egenskaper okkuperer hovedundergruppen til gruppe IV.

Over tid kom forståelsen av at halvlederegenskaper i større eller mindre grad burde være besatt av sammensetninger av grunnstoffer lokalisert i perioder like fjernt fra denne gruppen (f.eks. generell formel type AzB).

Dette gjorde umiddelbart letingen etter nye praktisk talt viktige halvledere målrettet og forutsigbar. Nesten all moderne elektronikk er basert på slike forbindelser.

Det er viktig å merke seg at spådommer innen Periodiske tabell ble laget selv etter dens generelle anerkjennelse. I 1913

Moseley oppdaget at bølgelengden røntgenstråler, som er oppnådd fra anti-katoder laget av forskjellige grunnstoffer, endres naturlig avhengig av serienummeret som konvensjonelt er tildelt grunnstoffene i det periodiske systemet. Eksperimentet bekreftet at serienummeret til et element har en direkte fysisk betydning.

Først senere ble serienummer knyttet til verdien av den positive ladningen til kjernen. Men Moseleys lov gjorde det mulig å umiddelbart eksperimentelt bekrefte antall grunnstoffer i periodene og samtidig forutsi stedene for hafnium (nr. 72) og rhenium (nr. 75) som ennå ikke var oppdaget på det tidspunktet.

I lang tid var det en debatt: å fordele inerte gasser i en uavhengig nullgruppe av elementer eller å betrakte dem som hovedundergruppen til gruppe VIII.

Basert på posisjonen til elementene i det periodiske systemet, har teoretiske kjemikere ledet av Linus Pauling lenge tvilt på den fullstendige kjemiske passiviteten til edelgasser, og peker direkte på den mulige stabiliteten til deres fluorider og oksider.

Men først i 1962 var den amerikanske kjemikeren Neil Bartlett den første som utførte reaksjonen av platinaheksafluorid med oksygen under de mest vanlige forhold, og oppnådde xenonheksafluorplatinat XePtF^, etterfulgt av andre gassforbindelser som nå mer korrekt kalles edel enn inerte .

Her vil leseren finne informasjon om en av de viktigste lovene som noen gang er oppdaget av mennesket i det vitenskapelige feltet - den periodiske loven til Dmitry Ivanovich Mendeleev. Du vil bli kjent med dens betydning og innflytelse på kjemi, og vil vurdere generelle bestemmelser, kjennetegn og detaljer ved den periodiske lov, oppdagelseshistorie og hovedbestemmelser.

Hva er periodisk lov

Den periodiske loven er naturlov av grunnleggende natur, som først ble oppdaget av D.I. Mendeleev tilbake i 1869, og selve oppdagelsen skjedde gjennom en sammenligning av egenskapene til noen kjemiske elementer og atommasseverdier kjent på den tiden.

Mendeleev hevdet at i henhold til hans lov er enkle og komplekse legemer og forskjellige sammensetninger av grunnstoffer avhengig av deres periodiske typeavhengighet og av vekten av atomet deres.

Den periodiske loven er unik i sitt slag, og dette skyldes det faktum at den ikke uttrykkes ved matematiske ligninger, i motsetning til andre grunnleggende natur- og universets lover. Grafisk finner den sitt uttrykk i det periodiske systemet for kjemiske elementer.

Oppdagelseshistorie

Oppdagelsen av den periodiske loven skjedde i 1869, men forsøk på å systematisere alle kjente x-te elementer begynte lenge før det.

Det første forsøket på å lage et slikt system ble gjort av I. V. Debereiner i 1829. Han klassifiserte alle de kjemiske grunnstoffene han kjente til i triader, relatert til hverandre ved nærhet til halvparten av summen av atommassene inkludert i denne gruppen av tre komponenter . Etter Debereiner ble det forsøkt å lage en unik tabell for klassifisering av elementer av A. de Chancourtois; han kalte systemet sitt den "jordiske spiralen", og etter ham ble Newlands-oktaven kompilert av John Newlands. I 1864, nesten samtidig, publiserte William Olding og Lothar Meyer tabeller laget uavhengig av hverandre.

Den periodiske loven ble presentert for det vitenskapelige miljøet for gjennomgang 8. mars 1869, og dette skjedde under et møte i det russiske samfunnet. Dmitry Ivanovich Mendeleev kunngjorde sin oppdagelse foran alle, og samme år ble Mendeleevs lærebok "Fundamentals of Chemistry" utgitt, hvor det periodiske systemet laget av ham ble vist for første gang. Et år senere, i 1870, skrev han en artikkel og sendte den inn til Russian Chemical Society, hvor konseptet med den periodiske loven først ble brukt. I 1871 ga Mendeleev en uttømmende beskrivelse av konseptet sitt i sin berømte artikkel om den periodiske loven om kjemiske elementer.

Uvurderlig bidrag til utviklingen av kjemi

Betydningen av den periodiske loven er utrolig stor for det vitenskapelige miljøet rundt om i verden. Dette skyldes det faktum at oppdagelsen ga en kraftig drivkraft til utviklingen av både kjemi og annen naturvitenskap, for eksempel fysikk og biologi. Forholdet mellom grunnstoffer og deres kvalitative kjemiske og fysiske egenskaper var åpent; dette gjorde det også mulig å forstå essensen av konstruksjonen av alle elementer etter ett prinsipp og ga opphav til den moderne formuleringen av begreper om kjemiske elementer, for å konkretisere kunnskapen av stoffer med kompleks og enkel struktur.

Bruken av den periodiske loven gjorde det mulig å løse problemet med kjemisk prognose og bestemme årsaken til oppførselen til kjente kjemiske elementer. Atomfysikk, inkludert kjernekraft, ble mulig som et resultat av denne samme loven. På sin side gjorde disse vitenskapene det mulig å utvide horisonten til essensen av denne loven og utdype dens forståelse.

Kjemiske egenskaper til elementer i det periodiske systemet

I hovedsak er kjemiske elementer forbundet med egenskapene som er iboende i dem i tilstanden til et fritt atom eller ion, solvatisert eller hydratisert, i en enkel substans og formen som deres mange forbindelser kan danne. Imidlertid består disse egenskapene vanligvis av to fenomener: egenskaper karakteristiske for et atom i fri tilstand og for et enkelt stoff. Det finnes mange typer egenskaper av denne typen, men de viktigste er:

Atomisk ionisering og dets energi, avhengig av elementets plassering i tabellen, dets ordningsnummer.
Energiaffiniteten til et atom og et elektron, som i likhet med atomisk ionisering avhenger av elementets plassering i periodiske tabell.
Elektronegativiteten til et atom, som ikke har en konstant verdi, men kan endre seg avhengig av ulike faktorer.
Radius av atomer og ioner - her brukes som regel empiriske data, som er assosiert med bølgenaturen til elektroner i bevegelsestilstand.
Atomisering av enkle stoffer - en beskrivelse av reaktivitetsevnene til et element.
Oksidasjonstilstander er en formell egenskap, men de fremstår som en av de viktigste egenskapene til et grunnstoff.
Oksidasjonspotensial for enkle stoffer er en måling og indikasjon på potensialet til et stoff til å virke i vandige løsninger, samt nivået av manifestasjon av redoksegenskaper.

Periodisitet av interne og sekundære type elementer

Den periodiske loven gir en forståelse av en annen viktig komponent i naturen - intern og sekundær periodisitet. Ovennevnte studieområder atomegenskaper, faktisk er mye mer komplisert enn du kanskje tror. Dette skyldes det faktum at elementene s, p, d i tabellen endrer sine kvalitative egenskaper avhengig av deres plassering i perioden (intern periodisitet) og gruppe (sekundær periodisitet). For eksempel er den interne prosessen med overgang av element s fra den første gruppen til den åttende til p-elementet ledsaget av minimums- og maksimumspunkter på kurven til energilinjen til det ioniserte atomet. Dette fenomenet viser den indre ustabiliteten til periodisiteten til endringer i egenskapene til et atom i henhold til dets posisjon i perioden.

Resultater

Nå har leseren en klar forståelse og definisjon av hva Mendeleevs periodiske lov er, innser dens betydning for mennesket og utviklingen av ulike vitenskaper, og har en ide om dens moderne bestemmelser og historien til dens oppdagelse.

Essay

"Historien om oppdagelsen og bekreftelsen av den periodiske loven av D.I. Mendeleev"

St. Petersburg 2007

Introduksjon

Periodisk lov D.I. Mendeleev er en grunnleggende lov som etablerer en periodisk endring i egenskapene til kjemiske elementer avhengig av økningen i ladningene til kjernene til atomene deres. Åpnet av D.I. Mendeleev i februar 1869. Når man sammenligner egenskapene til alle elementer kjent på den tiden og verdiene til deres atommasser (vekter). Mendeleev brukte først begrepet "periodisk lov" i november 1870, og i oktober 1871 ga han den endelige formuleringen av den periodiske lov: "... egenskapene til elementene, og derfor egenskapene til de enkle og komplekse kroppene de danner, er periodisk avhengig av deres atomvekt.» Det grafiske (tabellformede) uttrykket for den periodiske loven er det periodiske systemet av elementer utviklet av Mendeleev.

1. Forsøk fra andre forskere på å utlede den periodiske loven

Det periodiske systemet, eller periodiske klassifiseringen, av grunnstoffer var av stor betydning for utviklingen av uorganisk kjemi i andre halvdel av 1800-tallet. Denne betydningen er for tiden kolossal, fordi systemet selv, som et resultat av å studere problemene med materiens struktur, gradvis skaffet seg en grad av rasjonalitet som ikke kunne oppnås ved kun å kjenne til atomvekter. Overgangen fra empirisk regularitet til lov er det endelige målet for enhver vitenskapelig teori.

Jakten på grunnlaget for den naturlige klassifiseringen av kjemiske elementer og deres systematisering begynte lenge før oppdagelsen av den periodiske loven. Vanskelighetene for naturforskerne som var de første som arbeidet på dette området, var forårsaket av mangelen på eksperimentelle data: i tidlig XIX V. antallet kjente kjemiske elementer var fortsatt for lite, og de aksepterte verdiene for atommassene til mange grunnstoffer var unøyaktige.

Bortsett fra forsøkene til Lavoisier og hans skole på å klassifisere elementer basert på kriteriet om analogi i kjemisk oppførsel, tilhører det første forsøket på en periodisk klassifisering av elementer Döbereiner.

Döbereiner-triader og de første elementene

I 1829 forsøkte den tyske kjemikeren I. Döbereiner å systematisere grunnstoffene. Han la merke til at noen elementer med lignende egenskaper kan kombineres i grupper på tre, som han kalte triader: Li–Na–K; Ca–Sr–Ba; S–Se–Te; P–As–Sb; Cl-Br-I.

Essensen av det foreslåtte lov om triader Döbereiner var at atommassen til det midterste elementet i triaden var nær halvparten av summen (aritmetisk gjennomsnitt) av atommassene til de to ekstreme elementene i triaden. Selv om Döbereiner naturligvis ikke lyktes i å bryte alle kjente grunnstoffer i triader, indikerte loven om triader klart eksistensen av et forhold mellom atommasse og egenskapene til elementene og deres forbindelser. Alle ytterligere forsøk på systematisering var basert på plassering av grunnstoffer i samsvar med deres atommasser.

Döbereiners ideer ble utviklet av L. Gmelin, som viste at forholdet mellom egenskapene til grunnstoffer og deres atommasser er mye mer komplekst enn triader. I 1843 publiserte Gmelin en tabell der kjemisk like grunnstoffer ble ordnet i grupper i rekkefølge med økende (tilsvarende) vekter. Elementene var sammensatt av triader, samt tetrader og pentader (grupper på fire og fem elementer), og elektronegativiteten til elementene i tabellen endret seg jevnt fra topp til bunn.

På 1850-tallet M. von Pettenkofer og J. Dumas foreslo den såkalte. differensialsystemer, rettet mot å identifisere generelle mønstre i endringer i atomvekten til elementer, som ble utviklet i detalj av de tyske kjemikerne A. Strecker og G. Chermak.

På begynnelsen av 60-tallet av XIX århundre. flere verk dukket opp som umiddelbart gikk foran den periodiske lov.

Spiral de Chancourtois

A. de Chancourtois arrangerte alle de kjemiske grunnstoffene som var kjent på den tiden i en enkelt sekvens av økende atommasser og påførte den resulterende serien på overflaten av sylinderen langs en linje som kom fra basen i en vinkel på 45° til planet til sylinderen. base (den såkalte jordspiral). Ved utfolding av sylinderens overflate viste det seg at det på vertikale linjer parallelt med sylinderaksen var kjemiske elementer med lignende egenskaper. Så litium, natrium, kalium falt på en vertikal; beryllium, magnesium, kalsium; oksygen, svovel, selen, tellur, etc. Ulempen med de Chancourtois-spiralen var det faktum at på samme linje med de nærme på sin egen måte kjemisk natur Grunnstoffene viste seg også å være elementer med en helt annen kjemisk oppførsel. Mangan falt i gruppen alkalimetaller, og titan, som ikke hadde noe til felles med dem, falt i gruppen oksygen og svovel.

Newlands bord

Den engelske vitenskapsmannen J. Newlands publiserte i 1864 en tabell med elementer som gjenspeiler hans foreslåtte oktaverloven. Newlands viste at i en rekke elementer arrangert i rekkefølge etter økende atomvekter, er egenskapene til det åttende elementet lik egenskapene til det første. Newlands prøvde å gi denne avhengigheten, som faktisk forekommer for lette elementer, en universell karakter. I tabellen hans var lignende elementer plassert i horisontale rader, men i samme rad var det ofte elementer helt forskjellige i egenskaper. I tillegg ble Newlands tvunget til å plassere to elementer i noen celler; til slutt inneholdt ikke bordet noen tomme plasser; Som et resultat ble oktaverloven akseptert med ekstrem skepsis.

Odling og Meyer bord

I samme 1864 dukket det første bordet til den tyske kjemikeren L. Meyer opp; den inkluderte 28 elementer, arrangert i seks kolonner i henhold til deres valens. Meyer begrenset bevisst antall elementer i tabellen for å understreke den regelmessige (lik Döbereiners triader) endring i atommasse i serier av lignende elementer.

I 1870 publiserte Meyer et verk som inneholder en ny tabell med tittelen "The Nature of the Elements as a Function of their Atomic Weight", bestående av ni vertikale kolonner. Lignende elementer var plassert i de horisontale radene på bordet; Meyer lot noen celler være tomme. Tabellen ble ledsaget av en graf over avhengigheten av atomvolumet til et element av atomvekten, som har en karakteristisk sagtannform, som perfekt illustrerer begrepet "periodisitet", allerede foreslått på den tiden av Mendeleev.

2. Hva ble gjort før dagen for den store oppdagelsen

Forutsetningene for oppdagelsen av den periodiske lov bør søkes i boken til D.I. Mendeleev (heretter D.I.) "Fundamentals of Chemistry". De første kapitlene i den andre delen av denne boken av D.I. skrev i begynnelsen av 1869. 1. kapittel var viet til natrium, det 2. - til dets analoger, det tredje - til varmekapasitet, det 4. - til jordalkalimetaller. Da den periodiske loven ble oppdaget (17. februar 1869), hadde han sannsynligvis allerede skissert spørsmålet om forholdet mellom slike polare-motsatte grunnstoffer som alkalimetaller og halogenider, som var nær hverandre når det gjelder deres atomitet (valens) ), samt spørsmålet om forholdet mellom alkalimetallene i seg selv når det gjelder deres atomvekter. Han kom også nær spørsmålet om å samle og sammenligne to grupper av polar-motsatte grunnstoffer i henhold til atomvektene til medlemmene deres, noe som faktisk allerede innebar å forlate prinsippet om å fordele grunnstoffer i henhold til deres atomitet og gå over til prinsippet om deres atomitet. fordeling etter atomvekter. Denne overgangen var ikke en forberedelse til oppdagelsen av den periodiske loven, men begynnelsen på selve oppdagelsen

Ved begynnelsen av 1869 ble en betydelig del av grunnstoffene kombinert i separate naturlige grupper og familier basert på felles kjemiske egenskaper; Sammen med dette var en annen del av dem spredte, isolerte enkeltelementer som ikke var forent i spesielle grupper. Følgende ble ansett som godt etablert:

- en gruppe alkalimetaller - litium, natrium, kalium, rubidium og cesium;

– en gruppe jordalkalimetaller – kalsium, strontium og barium;

– oksygengruppe – oksygen, svovel, selen og tellur;

– nitrogengruppe – nitrogen, fosfor, arsen og antimon. I tillegg ble det ofte tilsatt vismut her, og vanadium ble ansett som en ufullstendig analog av nitrogen og arsen;

– karbongruppe – karbon, silisium og tinn, og titan og zirkonium ble ansett som ufullstendige analoger av silisium og tinn;

– en gruppe halogener (halogener) – fluor, klor, brom og jod;

– kobbergruppe – kobber og sølv;

– sinkgruppe – sink og kadmium

– jernfamilie – jern, kobolt, nikkel, mangan og krom;

– familien av platinametaller – platina, osmium, iridium, palladium, rutenium og rhodium.

Situasjonen var mer komplisert med elementer som kunne klassifiseres i forskjellige grupper eller familier:

– bly, kvikksølv, magnesium, gull, bor, hydrogen, aluminium, tallium, molybden, wolfram.

I tillegg var en rekke elementer kjent, hvis egenskaper ennå ikke var tilstrekkelig studert:

- familie av sjeldne jordartsmetaller - yttrium, erbium, cerium, lantan og didymium;

- niob og tantal;

- beryllium;

3. Dag for den store oppdagelsen

DI. var en svært allsidig vitenskapsmann. Han hadde vært veldig interessert i spørsmål i lang tid og Jordbruk. Han deltok tett i aktivitetene til Volny økonomisk samfunn i St. Petersburg (VEO), som han var medlem av. VEO organiserte artel-ostproduksjon i en rekke nordlige provinser. En av initiativtakerne til dette initiativet var N.V. Vereshchagin. I slutten av 1868, d.v.s. mens D.I. avsluttet problemet. 2 i boken sin, henvendte Vereshchagin seg til VEO med en forespørsel om å sende et av medlemmene av foreningen for å inspisere arbeidet til artel ostemeierier på stedet. Samtykke til denne typen reise ble uttrykt av D.I. I desember 1868 undersøkte han en rekke artelostmeierier i Tver-provinsen. En ekstra forretningsreise var nødvendig for å fullføre eksamen. Avgangen var nøyaktig planlagt til 17. februar 1869.

I sitt arbeid fra 1668 ga Robert Boyle en liste over uoppløselige kjemiske elementer. Det var bare femten av dem på den tiden. Samtidig hevdet ikke forskeren at andre enn elementene han listet opp ikke lenger eksisterte, og spørsmålet om deres mengde forble åpent.

Hundre år senere kompilerte den franske kjemikeren Antoine Lavoisier en ny liste over elementer kjent for vitenskapen. Hans register inkluderte 35 kjemiske substanser, hvorav 23 senere ble anerkjent som de svært uoppløselige elementene.

Søket etter nye grunnstoffer ble utført av kjemikere over hele verden og gikk ganske vellykket. Den russiske kjemikeren Dmitry Ivanovich Mendeleev spilte en avgjørende rolle i denne saken: det var han som kom opp med ideen om muligheten for et forhold mellom atommassen av elementer og deres plass i "hierarkiet". Med hans egne ord, "vi må se etter ... samsvar mellom de individuelle egenskapene til elementer og deres atomvekter."

Ved å sammenligne de kjemiske elementene kjent på den tiden, oppdaget Mendeleev, etter kolossalt arbeid, til slutt den avhengigheten, den generelle naturlige forbindelsen mellom individuelle elementer, der de fremstår som en enkelt helhet, der egenskapene til hvert element ikke er noe som eksisterer av seg selv , men med jevne mellomrom og et regelmessig tilbakevendende fenomen.

Så i februar 1869 ble det formulert mendeleevs periodiske lov. Samme år, 6. mars, kom en rapport utarbeidet av D.I. Mendeleev, med tittelen "Forholdet mellom egenskaper og atomvekten til elementer" ble presentert av N.A. Menshutkin på et møte i Russian Chemical Society.

Samme år dukket publikasjonen opp i det tyske magasinet "Zeitschrift für Chemie", og i 1871 i bladet "Annalen der Chemie" en detaljert publikasjon av D.I. Mendeleev, dedikert til hans oppdagelse - "Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente" (Periodisk mønster av kjemiske elementer).

Opprette det periodiske systemet

Til tross for at Mendeleev dannet ideen på ganske kort tid, kunne han ikke formalisere konklusjonene sine på lenge. Det var viktig for ham å presentere ideen sin i form av en klar generalisering, et strengt og visuelt system. Som D.I. selv sa en gang. Mendeleev i samtale med professor A.A. Inostrantsev: "Alt kom sammen i hodet mitt, men jeg kan ikke uttrykke det i en tabell."

Ifølge biografer jobbet forskeren etter denne samtalen med å lage bordet i tre dager og tre netter, uten å legge seg. Han gikk gjennom ulike alternativer der elementene kunne kombineres for å bli organisert til en tabell. Arbeidet ble også komplisert av det faktum at på tidspunktet for opprettelsen av det periodiske systemet var ikke alle kjemiske grunnstoffer kjent for vitenskapen.

I 1869-1871 fortsatte Mendeleev å utvikle ideene om periodisitet som ble fremsatt og akseptert av det vitenskapelige samfunnet. Et av trinnene var introduksjonen av konseptet om et elements plass i det periodiske systemet som et sett av dets egenskaper sammenlignet med egenskapene til andre elementer.

Det var på dette grunnlaget, i tillegg til å stole på resultatene oppnådd under studiet av sekvensen av endringer i glassdannende oksider, at Mendeleev korrigerte verdiene til atommassene til 9 grunnstoffer, inkludert beryllium, indium, uran og andre.

Under arbeidet til D.I. Mendeleev forsøkte å fylle ut de tomme cellene i tabellen han kompilerte. Som et resultat forutså han i 1870 oppdagelsen av elementer som var ukjente for vitenskapen på den tiden. Mendeleev beregnet atommassene og beskrev egenskapene til tre elementer som ennå ikke var oppdaget på den tiden:

"ekaaluminium" - oppdaget i 1875, kalt gallium,
"ekabora" - oppdaget i 1879, kalt scandium,
"exasilicon" - oppdaget i 1885, kalt germanium.

Hans neste realiserte spådommer var oppdagelsen av ytterligere åtte grunnstoffer, inkludert polonium (oppdaget i 1898), astatin (oppdaget i 1942-1943), technetium (oppdaget i 1937), rhenium (oppdaget i 1925) og Frankrike (oppdaget i 1939) .

I 1900 kom Dmitry Ivanovich Mendeleev og William Ramsay til den konklusjon at det var nødvendig å inkludere elementer fra en spesiell nullgruppe i det periodiske systemet. I dag kalles disse grunnstoffene edelgasser (før 1962 ble disse gassene kalt edelgasser).

Prinsippet for organisering av det periodiske systemet

I hans tabell D.I. Mendeleev arrangerte de kjemiske elementene i rader i rekkefølge etter økende masse, og valgte lengden på radene slik at de kjemiske elementene i en kolonne hadde lignende kjemiske egenskaper.

Edelgassene – helium, neon, argon, krypton, xenon og radon – er motvillige til å reagere med andre grunnstoffer og viser lav kjemisk aktivitet og befinner seg derfor helt til høyre.

Derimot reagerer elementene i kolonnen lengst til venstre - litium, natrium, kalium og andre - voldsomt med andre stoffer, prosessen er eksplosiv. Elementer i andre kolonner i tabellen oppfører seg på samme måte - i en kolonne er disse egenskapene like, men varierer når de flyttes fra en kolonne til en annen.

Det periodiske systemet i sin første versjon reflekterte ganske enkelt den eksisterende tilstanden i naturen. I utgangspunktet forklarte ikke tabellen på noen måte hvorfor det skulle være slik. Og bare med utseendet kvantemekanikk Den sanne betydningen av arrangementet av elementer i det periodiske systemet ble tydelig.

Kjemiske grunnstoffer opp til uran (inneholder 92 protoner og 92 elektroner) finnes i naturen. Fra og med nummer 93 er det kunstige elementer laget i laboratorieforhold.

Utdannings- og vitenskapsdepartementet i Den russiske føderasjonen

Institutt for utdanning av administrasjonen i Tver

Kommunal utdanningsinstitusjon

"Kveld (skift) omfattende skole No. 2" Tver

Student essaykonkurranse "Krugozor"

Sammendrag om emnet:

Historien om oppdagelsen av den periodiske loven og det periodiske systemet for kjemiske elementer av Dmitry Ivanovich Mendeleev

elev av 8. gruppe Kommunal Utdanningsinstitusjon VSOSH nr. 2, Tver

Veileder:

kjemilærer av høyeste kategori

Kommunal utdanningsinstitusjon VSOSH nr. 2, Tver

Introduksjon………………………........................................ ..........................................................3

1. Forutsetninger for oppdagelsen av den periodiske lov……..4

1.1. Klassifisering………………………………………………………………..4

1.2. Döbereiners triader og de første elementene …………………….4

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

1.5.Odling- og Meyer-tabeller………………………………………………………………………………….7

2. Oppdagelsen av den periodiske loven…………………………9

Konklusjon…………………………………………………………………. 16

Referanser……………………………………………………………….17

Introduksjon

Den periodiske loven og det periodiske systemet for kjemiske elementer er grunnlaget for moderne kjemi.

Mendeleev navnga byer, fabrikker, utdanningsinstitusjoner, forskningsinstitutter. Til ære i Russland godkjent Gylden medalje– den tildeles for fremragende arbeid innen kjemi. Navnet på forskeren ble tildelt Russian Chemical Society. Til ære holdes regionale Mendeleev-avlesninger årlig i Tver-regionen. Selv elementet med serienummer 101 fikk navnet mendelevium, til ære for Dmitry Ivanovich.

Hans viktigste fortjeneste var oppdagelsen av den periodiske loven og opprettelsen av det periodiske systemet av kjemiske elementer, som udødeliggjorde navnet hans i verdensvitenskapen. Denne loven og det periodiske systemet er grunnlaget for alt videre utvikling lære om atomer og grunnstoffer, de er grunnlaget for våre dagers kjemi og fysikk.

Målet med arbeidet: studer forutsetningene for fremveksten av den periodiske loven og det periodiske systemet av kjemiske elementer og evaluer bidraget til Dmitry Ivanovich Mendeleev til denne oppdagelsen.

1. Forutsetninger for oppdagelsen av den periodiske lov

Jakten på grunnlaget for den naturlige klassifiseringen av kjemiske elementer og deres systematisering begynte lenge før oppdagelsen av den periodiske loven. Da den periodiske loven ble oppdaget, var 63 kjemiske elementer kjent, og sammensetningen og egenskapene til forbindelsene deres ble beskrevet.

1.1 Klassifisering

Den fremragende svenske kjemikeren delte alle grunnstoffer inn i metaller og ikke-metaller basert på forskjeller i egenskapene til de enkle stoffene og forbindelsene de dannet. Han bestemte at metaller tilsvarer basiske oksider og baser, og ikke-metaller tilsvarer sure oksider og syrer.

Tabell 1. Klassifisering

1.2. Döbereiner-triader og de første elementene

I 1829 gjorde den tyske kjemikeren Johann Wolfgang Döbereiner det første betydningsfulle forsøket på å systematisere grunnstoffene. Han la merke til at noen elementer med lignende egenskaper kan kombineres i grupper på tre, som han kalte triader.

Essensen av den foreslåtte loven til Döbereiner-triader var at atommassen til det midterste elementet i triaden var nær halvparten av summen (aritmetisk gjennomsnitt) av atommassene til de to ekstreme elementene i triaden. Til tross for at Döbereiners triader til en viss grad er prototyper av Mendeleevs grupper, er disse ideene som helhet fortsatt for ufullkomne. Fraværet av magnesium i enkeltfamilien av kalsium, strontium og barium eller oksygen i familien av svovel, selen og tellur er et resultat av den kunstige begrensning av sett med lignende elementer til bare trippelunioner. Veldig veiledende i denne forstand er Döbereiners unnlatelse av å isolere en triade av fire elementer med lignende egenskaper: P, As, Sb, Bi. Döbereiner så tydelig dype analogier i de kjemiske egenskapene til fosfor og arsen, antimon og vismut, men etter å ha begrenset seg til å søke etter triader, kunne han ikke finne den rette løsningen. Et halvt århundre senere ville Lothar Mayer si at hvis Döbereiner bare kort hadde distrahert seg fra triadene sine, ville han umiddelbart ha sett likheten mellom alle disse fire elementene samtidig.

Selv om Döbereiner naturligvis ikke lyktes i å bryte alle kjente grunnstoffer i triader, indikerte loven om triader klart eksistensen av et forhold mellom atommasse og egenskapene til elementene og deres forbindelser. Alle ytterligere forsøk på systematisering var basert på plassering av grunnstoffer i samsvar med deres atommasser.

1.3. Spiral de Chancourtois (1862)

Professor ved Paris Higher School Alexandre Beguier de Chancourtois arrangerte alle de kjemiske grunnstoffene som var kjent på den tiden i en enkelt sekvens for å øke deres atommasser og påførte den resulterende serien på overflaten av sylinderen langs en linje som kom fra basen i en vinkel på 45° til planet til basen (den såkalte jordspiral). Ved utfolding av sylinderens overflate viste det seg at det på vertikale linjer parallelt med sylinderaksen var kjemiske elementer med lignende egenskaper. Så litium, natrium, kalium falt på en vertikal; beryllium, magnesium, kalsium; oksygen, svovel, selen, tellur, etc. Ulempen med de Chancourtois-spiralen var det faktum at elementer med en helt annen kjemisk oppførsel var på linje med elementer som var like i sin kjemiske natur. Mangan falt i gruppen alkalimetaller, og titan, som ikke hadde noe til felles med dem, falt i gruppen oksygen og svovel. Dermed ble ideen om periodisiteten til egenskapene til elementer født for første gang, men det ble ikke tatt hensyn til den, og snart ble den glemt.

Rett etter de Chancourtois' spiral gjorde den amerikanske forskeren John Newlands et forsøk på å sammenligne de kjemiske egenskapene til grunnstoffer med deres atommasser. Ved å ordne elementene i rekkefølge etter økende atommasse, la Newlands merke til at likheter i egenskaper dukket opp mellom hvert åttende element. Newlands kalte det funnet mønsteret oktavenes lov i analogi med de syv intervallene til den musikalske skalaen. I tabellen sin ordnet han de kjemiske grunnstoffene i vertikale grupper med syv grunnstoffer hver og oppdaget samtidig at (med en liten endring i rekkefølgen til noen grunnstoffer) grunnstoffer med lignende kjemiske egenskaper havnet på samme horisontale linje. John Newlands var selvfølgelig den første som ga en rekke grunnstoffer ordnet i rekkefølge etter økende atommasser, tildelte de kjemiske elementene tilsvarende atomnummer og la merke til det systematiske forholdet mellom denne rekkefølgen og de fysisk-kjemiske egenskapene til elementene. Han skrev at i en slik sekvens gjentas egenskapene til elementene, hvor ekvivalentvektene (massen) avviker med 7 enheter, eller med en verdi som er et multiplum av 7, dvs. som om det åttende elementet i rekkefølge gjentar egenskapene av den første, som i musikk, gjentas den åttende tonen først.

Newlands prøvde å gi denne avhengigheten, som faktisk forekommer for lette elementer, en universell karakter. I tabellen hans var lignende elementer plassert i horisontale rader, men i samme rad var det ofte elementer helt forskjellige i egenskaper. London Chemical Society hilste hans oktaverlov med likegyldighet og foreslo at Newlands skulle prøve å ordne elementene alfabetisk og identifisere ethvert mønster.

1.5 Odling- og Meyer-tabeller

Også i 1864 dukket det første bordet til den tyske kjemikeren Lothar Meyer opp; den inkluderte 28 elementer, arrangert i seks kolonner i henhold til deres valens. Meyer begrenset bevisst antall elementer i tabellen for å understreke den regelmessige (lik Döbereiners triader) endring i atommasse i serier av lignende elementer.

Fig. 3. Meyers tabell over kjemiske grunnstoffer

I 1870 ble Meyers arbeid publisert som inneholder en ny tabell med tittelen "The Nature of the Elements as a Function of Their Atomic Weight", bestående av ni vertikale kolonner. Lignende elementer var plassert i de horisontale radene på bordet; Meyer lot noen celler være tomme. Tabellen ble ledsaget av en graf over avhengigheten av atomvolumet til et element av atomvekten, som har en karakteristisk sagtannform, som perfekt illustrerer begrepet « periodisitet », allerede foreslått på den tiden av Mendeleev.

2. Oppdagelsen av den periodiske lov

Det er flere historier fra nære personer om hvordan den periodiske loven ble oppdaget; Disse historiene ble overført muntlig av øyenvitner, trengte deretter inn i pressen og ble en slags legender, som ennå ikke har vært mulig å verifisere på grunn av mangel på relevante dokumentardata. Historien om en professor i geologi i St. Petersburg er interessant. Universitetet (), nær venn. , som besøkte akkurat i de dager da han oppdaget den periodiske loven, gir interessante innslag om hvordan han jobbet med å lage sitt system av elementer, som publiserte historien, skrev:

"Om finalen kreativ prosess Mendeleevs intuisjon, emeritusprofessor Alexander Aleksandrovich Inostrantsev, fortalte meg veldig interessante ting. En gang, allerede som sekretær ved fakultetet for fysikk og matematikk, kom AA for å besøke Mendeleev, som han som vitenskapsmann og nær venn var i konstant åndelig kommunikasjon med. Han ser: D.I. stå ved skrivebordet, tilsynelatende i en dyster, deprimert tilstand.

Hva gjør du, Dmitry Ivanovich?

Mendeleev begynte å snakke om det som senere ble nedfelt i det periodiske systemet av elementer, men i det øyeblikket var loven og tabellen ennå ikke dannet: "Alt kom sammen i hodet mitt," la Mendeleev bittert til, "men jeg kan ikke uttrykke det i en tabell." Litt senere skjedde følgende. Mendeleev jobbet ved skrivebordet sitt i tre dager og tre netter, uten å legge seg, og prøvde å kombinere resultatene av sin mentale konstruksjon til et bord, men forsøk på å oppnå dette var mislykket. Til slutt, under påvirkning av ekstrem tretthet, gikk Mendeleev til sengs og sovnet umiddelbart. «I drømmen min ser jeg et bord hvor elementene er ordnet etter behov. Jeg våknet og skrev det umiddelbart ned på et stykke papir - bare på ett sted viste det seg senere å være nødvendig med en korrigering.»

Deretter er det nødvendig å ta hensyn til hans eget vitnesbyrd i "Fundamentals of Chemistry" om hvordan han, da han fullførte klassifiseringen av elementer, brukte kort som data om individuelle elementer ble skrevet på. Kortene var nødvendig nettopp for å identifisere et fortsatt ukjent forhold mellom elementer, og slett ikke for den endelige utformingen. Og viktigst av alt, som det første utkastet til tabellen viser, var kortene med elementene skrevet på dem i utgangspunktet ikke plassert i rekkefølgen av grupper og rader (perioder), men bare i rekkefølgen av grupper (periodene var ikke ennå oppdaget først). Gruppene ble plassert under hverandre, og det var denne plasseringen av grupper som førte til oppdagelsen av at de vertikale søylene (perioder) av grunnstoffer ligger ved siden av hverandre, og danner en felles sammenhengende serie av grunnstoffer der visse kjemiske egenskaper periodisk forekommer. gjentatt. Dette var strengt tatt oppdagelsen av den periodiske lov.

Dessuten, hvis eksistensen av ikke bare grupper, men også perioder med elementer allerede var kjent, ville det ikke være behov for å ty til kort for individuelle elementer.

Den tredje historien, igjen fortalt med hans egne ord, kommer fra en nær venn - en fremragende tsjekkisk kjemiker. Denne historien ble utgitt av Brauner i 1907. etter døden til hans store venn; i 1930 den ble trykt på nytt i en samling verk av tsjekkoslovakiske kjemikere. Under andre verdenskrig ble denne historien gitt av Gerald Druce i hans biografi om Boguslav Brauner. I følge Brauner fortalte han ham hvordan kompileringen av en lærebok i kjemi, det vil si "Fundamentals of Chemistry", bidro til å oppdage og formulere den periodiske loven.

"Da jeg begynte å skrive læreboken min," sa Brauner, "følte jeg at det var behov for et system som ville tillate meg å distribuere de kjemiske elementene. Jeg fant ut at alle eksisterende systemer var kunstige og derfor uegnet for mitt formål; jeg forsøkte å etablere et naturlig system. For dette formål skrev jeg symbolene til elementene og deres atomvekter på små pappbiter, hvoretter jeg begynte å gruppere dem forskjellige måter i henhold til deres likhet. Men denne metoden tilfredsstilte meg ikke før jeg ordnet pappene etter hverandre etter økningen i atomvekt. Da jeg plasserte den første raden i tabellen:

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

Jeg har funnet ut at følgende elementer kan danne en andre rad under den første, men starter under litiumet. Deretter fant jeg det i denne nye raden:

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

natrium gjentar hver egenskap av litium; det samme skjer for følgende elementer. Den samme repetisjonen skjer i tredje rad, etter en viss periode, og fortsetter i alle rader."

Dette er historien fortalt fra hans ord. Videre, i forklaring og utvikling av denne historien, sies det at han "arrangerte lignende elementer i grupper og, i henhold til økningen i atomvekter, i rader der egenskapene og karakteren til elementene endret seg gradvis, som kan sees ovenfor På venstre side av bordet hans var det "elektropositive" elementer, til høyre "elektronegative". Han proklamerte sin lov med følgende ord"

Historien som han formidlet fra ordene hans, angår altså ikke hele oppdagelsen som helhet og ikke hele historien om skapelsen av det naturlige systemet av elementer, men bare sluttstadiet av denne oppdagelsen, når, på grunnlag av en allerede skapte systemet, var han i stand til å oppdage og formulere den periodiske loven til kjemikalier som ligger til grunn for dette systemelementene. Kort sagt, historien formidlet av Brauner angår ikke historien om sammensetningen av et system av elementer, men historien til formuleringen av den periodiske loven på grunnlag av et allerede kompilert system.

En indikasjon på eksistensen av en fjerde versjon er inneholdt i det redaksjonelle etterordet til det andre bindet av utvalgte verk, utgitt i 1934. og inneholder verk knyttet til den periodiske lov. skriver at i det angitte bindet "bare én artikkel "Kommentar j" ai trouve la loi periodique" ikke var inkludert som av mer biografisk karakter." Av en eller annen grunn ga han ikke en lenke til hvor denne artikkelen ble publisert. Denne artikkelen, naturlig nok forårsaket en enorm interesse, siden man, etter navnet å dømme, kunne forvente at den endelig ville gi et svar på spørsmålet om interesse for alle kjemikere om hvordan den periodiske loven ble oppdaget, og dette svaret ville ikke bli mottatt fra tredjeparter med ord, men fra ham selv.. Henvisningen til at denne artikkelen ble utelukket av prof. som angivelig av mer biografisk art virket helt ubegrunnet. Derfor burde den vært tatt med i samlingen av verk om den periodiske lov, og ikke ekskludert fra denne samlingen. Som et resultat av å søke etter denne artikkelen, ble det oppdaget at i det franske tidsskriftet for ren og anvendt kjemi for 1899, ble det faktisk publisert en artikkel under den spennende tittelen "Comment j"ai trouve le systeme periodique des elementer" ("Hvordan jeg fant det periodiske systemet av elementer"). I et notat til denne artikkelen rapporterer redaktørene av magasinet at de henvendte seg til D.I. Mendeleev i anledning hans valg i 1899. utenlandsk korresponderende medlem av Paris Academy of Sciences med en forespørsel om å skrive for tidsskriftet om hans periodiske system. oppfylte denne forespørselen med stor vilje og sendte sitt arbeid, skrevet på russisk, til et fransk blad. Oversettelsen av dette verket til fransk ble utført av redaktørene selv.

Nærmeste kjennskap til teksten publisert på fransk artikkelen viser at dette ikke er noe nytt arbeid, men en eksakt oversettelse fra artikkelen hans "Periodic Law of Chemical Elements", som han skrev for Encyklopedisk ordbok Brockhaus og Efron, og den ble utgitt i XXIII bind av denne ordboken i 1898. Åpenbart endret oversetteren eller redaktørene av det franske magasinet, for å øke interessen, tittelen som virket for tørr: «Periodic Law of Chemical Elements» til det spennende: «Hvordan jeg fant grunnstoffenes periodiske system». Ellers forble alt uendret, og jeg la ikke til noe biografisk i artikkelen min.

Dette er legendene og historiene om hvordan det periodiske systemet for kjemiske elementer ble oppdaget. Alle tvetydighetene generert av dem kan ovenfor betraktes som eliminert takket være oppdagelsen og studien av nye materialer relatert til historien til denne store oppdagelsen.

Fig.4. "Opplevelse av et system av elementer"

6. mars 1869, på et møte i Russian Chemical Society, i fravær av Mendeleev (Mendeleev var på ostefabrikkene i Tver-regionen og kanskje stoppet ved eiendommen hans "Boblovo" i Moskva-regionen), en melding om oppdagelsen av den periodiske loven ble gjort av ham, som mottok den for neste utgave av hans tidsskrift ("Journal of the Russian Chemical Society").

I 1871, i den siste artikkelen "Periodisk lov om kjemiske elementer", ga Mendeleev følgende formulering av den periodiske loven: "Egenskapene til grunnstoffene, og derfor egenskapene til de enkle og komplekse kroppene de danner, er periodisk avhengig av atomvekt." Samtidig ga Mendeleev sitt periodiske system en form som ble klassisk (den såkalte kortversjonen).

I motsetning til sine forgjengere, kompilerte Mendeleev ikke bare en tabell og påpekte tilstedeværelsen av utvilsomme mønstre i de numeriske verdiene av atomvekter, men bestemte seg også for å navngi disse mønstrene felles lov natur. Basert på antakelsen om at atommasse bestemmer egenskapene til et grunnstoff, tok han på seg å endre de aksepterte atomvektene til noen grunnstoffer og beskrive i detalj egenskapene til fortsatt uoppdagede grunnstoffer.

Fig.5. Periodisk system for kjemiske grunnstoffer

D.I. Mendeleev kjempet for anerkjennelsen av den periodiske loven i mange år; ideene hans fikk anerkjennelse først etter at elementene forutsagt av Mendeleev ble oppdaget: gallium (Paul Lecoq de Boisbaudran, 1875), scandium (Lars Nilsson, 1879) og germanium (Clemens Winkler, 1886) - henholdsvis eka-aluminium, eca-bor og eca-boron -silisium. Fra midten av 1880-tallet ble den periodiske loven endelig anerkjent som en av de teoretiske grunnlag kjemi.

Konklusjon

Den periodiske loven spilte en stor rolle i utviklingen av annen kjemi naturvitenskap. Det gjensidige forholdet mellom alle grunnstoffer og deres fysiske og kjemiske egenskaper ble oppdaget. Dette stilte naturvitenskapen for et vitenskapelig og filosofisk problem av enorm betydning: denne gjensidige sammenhengen må forklares. Etter oppdagelsen av den periodiske loven ble det klart at atomene til alle grunnstoffer må bygges etter et enkelt prinsipp, og deres struktur må gjenspeile periodisiteten til elementenes egenskaper. Dermed ble den periodiske loven et viktig ledd i utviklingen av atom-molekylær vitenskap, og hadde en betydelig innvirkning på utviklingen av teorien om atomstruktur. Han bidro også til formuleringen moderne konsept«kjemisk element» og avklarende ideer om enkle og komplekse stoffer. Fremskritt innen atomfysikk, inkludert kjerneenergi og syntese av kunstige elementer, ble bare mulig takket være den periodiske loven.

"Nye teorier og strålende generaliseringer vil dukke opp og dø. Nye ideer vil erstatte våre allerede utdaterte konsepter om atom og elektron. De største oppdagelsene og eksperimentene vil oppheve fortiden og åpne dagens horisonter med utrolig nyhet og bredde - alt dette vil komme og gå, men Mendeleevs periodiske lov vil alltid leve og veilede søket."

Bibliografi

2. . Grunnleggende om kjemi. - T. 2. – M. – L.: Goskhimizdat, 1947. - 389 s.

3. . Utvalgte forelesninger i kjemi. – M.: Høyere. skole, 1968. - 224 s.

4. . Nye materialer om historien til oppdagelsen av den periodiske loven. - M.–L.: Forlaget Acad. Sciences USSR, 1950. - 145 s.

5. . Filosofisk analyse av de første verkene om den periodiske loven (). - M.: Forlag Acad. Sciences USSR, 1959. - 294 s.

6. . Oppfinnelsens filosofi og oppfinnelsen i filosofien. - T.2. - M.: Vitenskap og skole, 1922.- S.88.