Význam periodického zákona periodického systému. Význam periodického systému a periodického zákona D

V roce 1869 D. I. Mendělejev na základě analýzy vlastností jednoduchých látek a sloučenin formuloval periodický zákon: "Vlastnosti jednoduchých těles a sloučenin prvků jsou periodicky závislé na velikosti atomových hmotností prvků." Na základě periodického zákona byla sestavena periodická soustava prvků. V něm byly prvky s podobnými vlastnostmi spojeny do vertikálních skupinových sloupců. V některých případech bylo při zařazování prvků do periodické tabulky nutné narušit sled rostoucích atomových hmotností, aby byla zachována periodicita opakování vlastností. Například bylo nutné „vyměnit“ telur a jód, stejně jako argon a draslík. Důvodem je, že Mendělejev navrhl periodický zákon v době, kdy se o struktuře atomu nic nevědělo. Poté, co byl ve 20. století navržen planetární model atomu, je periodický zákon formulován takto:

"Vlastnosti chemických prvků a sloučenin jsou periodicky závislé na nábojích atomových jader."

Náboj jádra se rovná počtu prvku v periodické tabulce a počtu elektronů v elektronovém obalu atomu. Tato formulace vysvětlila „porušení“ periodického zákona. V periodické tabulce je číslo periody rovno počtu elektronových hladin v atomu, skupinové číslo pro prvky hlavních podskupin se rovná počtu elektronů ve vnější hladině.

Vědecký význam periodického zákona. Periodický zákon umožnil systematizovat vlastnosti chemických prvků a jejich sloučenin. Mendělejev při sestavování periodické tabulky předpověděl existenci mnoha neobjevených prvků, ponechal pro ně prázdné buňky a předpověděl mnoho vlastností neobjevených prvků, což usnadnilo jejich objev.První z nich následoval o čtyři roky později.

Ale Mendělejevova velká zásluha není jen v objevování nových věcí.

Mendělejev objevil nový přírodní zákon. Místo nesourodých, nesouvisejících látek čelila věda jedinému harmonickému systému, který sjednotil všechny prvky vesmíru do jediného celku; atomy začaly být považovány za:

1. organicky propojeny navzájem společným vzorem,

2. zjišťování přechodu kvantitativních změn atomové hmotnosti v kvalitativní změny jejich chemického složení. individuality,

3. což naznačuje, že opak je kovový. a nekovové. vlastnosti atomů nejsou absolutní, jak se dříve myslelo, ale pouze relativní.

24. Vznik strukturních teorií v procesu rozvoje organické chemie. Atomově-molekulární věda jako teoretický základ strukturních teorií.

Organická chemie. Po celé 18. stol. V otázce chemických vztahů organismů a látek se vědci řídili doktrínou vitalismu – doktrínou, která považovala život za zvláštní jev, nepodléhající zákonům vesmíru, ale vlivu zvláštních životních sil. Tento názor zdědilo mnoho vědců 19. století, ačkoli jeho základy se otřásly již v roce 1777, kdy Lavoisier navrhl, že dýchání je proces podobný spalování.

Německý chemik Friedrich Wöhler (1800–1882) v roce 1828 zahřátím kyanátu amonného (tato sloučenina byla bezpodmínečně klasifikována jako anorganická látka) získal močovinu, odpadní produkt lidí a zvířat. V roce 1845 Adolf Kolbe, student Wöhlera, syntetizoval kyselinu octovou z výchozích prvků uhlíku, vodíku a kyslíku. V 50. letech 19. století zahájil francouzský chemik Pierre Berthelot systematickou práci na syntéze organických sloučenin a získal methyl a ethyl alkoholy, metan, benzen a acetylen. Systematické studium přírodních organických sloučenin ukázalo, že všechny obsahují jeden nebo více atomů uhlíku a mnohé obsahují atomy vodíku. Teorie typů. Objev a izolace obrovského množství komplexních sloučenin obsahujících uhlík vyvolaly otázku složení jejich molekul a vedly k nutnosti revize stávajícího klasifikačního systému. Ve 40. letech 19. století si chemičtí vědci uvědomili, že Berzeliusovy dualistické myšlenky se vztahují pouze na anorganické soli. V roce 1853 byl učiněn pokus klasifikovat všechny organické sloučeniny podle typu. Zobecněnou „teorii typu“ navrhl francouzský chemik Charles Frederic Gerard, který věřil, že kombinace různých skupin atomů není určena elektrickým nábojem těchto skupin, ale jejich specifickými chemickými vlastnostmi.

Strukturní chemie. V roce 1857 Kekule na základě teorie valence (valence byla chápána jako počet atomů vodíku, které se spojují s jedním atomem daného prvku), navrhl, že uhlík je čtyřvazný, a proto se může slučovat s dalšími čtyřmi atomy a vytvářet dlouhé řetězce - rovné nebo rozvětvené. Organické molekuly se proto začaly zobrazovat nikoli ve formě kombinací radikálů, ale ve formě strukturních vzorců - atomů a vazeb mezi nimi.

V roce 1874 dánský chemik Jacob van't Hoff a francouzský chemik Joseph Achille Le Bel (1847–1930) rozšířil tuto myšlenku na uspořádání atomů ve vesmíru. Věřili, že molekuly nejsou ploché, ale trojrozměrné struktury. Tento koncept umožnil vysvětlit mnoho dobře známých jevů, například prostorovou izomerii, existenci molekul stejného složení, ale s různými vlastnostmi. Data do něj velmi dobře zapadají Louis Pasteur o izomerech kyseliny vinné.

100 RUR bonus za první objednávku

Vyberte typ práce Diplomová práce Práce v kurzu Abstrakt Diplomová práce Praxe Článek Zpráva Recenze Testová práce Monografie Řešení problémů Podnikatelský plán Odpovědi na otázky Kreativní práce Esej Kresba Eseje Překlad Prezentace Psaní Ostatní Zvýšení jedinečnosti textu Diplomová práce Laboratorní práce On-line nápověda

Zjistěte cenu

První verzi Periodické tabulky prvků publikoval Dmitri Ivanovič Mendělejev v roce 1869 - dlouho předtím, než byla studována struktura atomu. Průvodcem D. I. Mendělejeva v této práci byly atomové hmotnosti (atomové hmotnosti) prvků. Uspořádáním prvků ve vzrůstajícím pořadí jejich atomových hmotností objevil D. I. Mendělejev základní přírodní zákon, který je nyní známý jako periodický zákon: Vlastnosti prvků se periodicky mění v souladu s jejich atomovou hmotností.

Základní novinka Periodického zákona, kterou objevil a formuloval D. I. Mendělejev, byla následující:

1. Bylo vytvořeno spojení mezi prvky, které byly svými vlastnostmi odlišné. Tato souvislost spočívá v tom, že vlastnosti prvků se plynule a přibližně stejně mění s rostoucí atomovou hmotností a následně se tyto změny PERIODICKY OPAKUJÍ.

2. V případech, kdy se zdálo, že v posloupnosti změn vlastností prvků chybí nějaký článek, byly v periodické tabulce uvedeny GAPS, které bylo nutné vyplnit prvky, které dosud nebyly objeveny. Periodický zákon navíc umožnil PŘEDPOVĚDĚT vlastnosti těchto prvků.

Ve všech předchozích pokusech určit vztah mezi prvky se jiní badatelé snažili vytvořit úplný obraz, ve kterém nebylo místo pro prvky, které dosud nebyly objeveny.

Je obdivuhodné, že D. I. Mendělejev učinil svůj objev v době, kdy byly atomové hmotnosti mnoha prvků určeny velmi přibližně a samotných prvků bylo známo pouze 63 - tedy o něco více než polovina těch, které známe dnes.

Periodický zákon podle Mendělejeva: "Vlastnosti jednoduchých těles... a sloučenin prvků jsou periodicky závislé na velikosti atomových hmotností prvků."

Na základě periodického zákona byla sestavena periodická soustava prvků. V něm byly prvky s podobnými vlastnostmi spojeny do vertikálních skupinových sloupců. V některých případech bylo při zařazování prvků do periodické tabulky nutné narušit sled rostoucích atomových hmotností, aby byla zachována periodicita opakování vlastností. Například bylo nutné „vyměnit“ telur a jód, stejně jako argon a draslík.

I po obrovské a pečlivé práci chemiků na opravě atomových hmotností však prvky na čtyřech místech periodické tabulky „porušují“ přísný řád uspořádání při zvyšování atomové hmotnosti.

V době D. I. Mendělejeva byly takové odchylky považovány za nedostatky periodické tabulky. Teorie atomové struktury dala vše na své místo: prvky jsou umístěny naprosto správně - v souladu s náboji jejich jader. Jak tedy můžeme vysvětlit, že atomová hmotnost argonu je větší než atomová hmotnost draslíku?

Atomová hmotnost jakéhokoli prvku se rovná průměrné atomové hmotnosti všech jeho izotopů, vezmeme-li v úvahu jejich hojnost v přírodě. Atomová hmotnost argonu je náhodou určena „nejtěžším“ izotopem (v přírodě se vyskytuje ve větším množství). U draslíku naopak převažuje jeho „lehčí“ izotop (tedy izotop s nižším hmotnostním číslem).

Důvodem je, že Mendělejev navrhl periodický zákon v době, kdy o struktuře atomu nebylo nic známo. Poté, co byl ve 20. století navržen planetární model atomu, byl periodický zákon formulován takto:

"Vlastnosti chemických prvků a sloučenin jsou periodicky závislé na nábojích atomových jader."

Náboj jádra se rovná počtu prvku v periodické tabulce a počtu elektronů v elektronovém obalu atomu. Tato formulace vysvětlila „porušení“ periodického zákona. V periodické tabulce je číslo periody rovno počtu elektronových hladin v atomu, skupinové číslo pro prvky hlavních podskupin se rovná počtu elektronů ve vnější hladině.

Důvodem periodické změny vlastností chemických prvků je periodické plnění elektronových obalů. Po naplnění další skořápky začíná nová perioda. Periodické změny prvků jsou jasně viditelné na změnách složení a vlastností oxidů.

Vědecký význam periodického zákona.

Periodický zákon umožnil systematizovat vlastnosti chemických prvků a jejich sloučenin. Mendělejev při sestavování periodické tabulky předpověděl existenci mnoha neobjevených prvků, nechal pro ně prázdné buňky a předpověděl mnoho vlastností neobjevených prvků, což usnadnilo jejich objev. První z nich následoval o čtyři roky později. Prvek, kterému Mendělejev zanechal místo a vlastnosti, jejichž atomovou hmotnost předpověděl, se náhle objevil! Mladý francouzský chemik Lecoq de Boisbaudran poslal dopis pařížské akademii věd. Řeklo:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. Ale to nejúžasnější mělo teprve přijít. Mendělejev předpověděl, i když stále ponechával prostor pro tento prvek, že jeho hustota by měla být 5,9. A Boisbaudran tvrdil: prvek, který objevil, má hustotu 4,7. Mendělejev, který nový prvek nikdy ani neviděl – což je o to překvapivější – prohlásil, že francouzský chemik udělal ve svých výpočtech chybu. Boisbaudran se ale také ukázal jako tvrdohlavý: trval na tom, že je přesný. O něco později, po dodatečných měřeních, bylo jasné: Mendělejev měl bezpodmínečnou pravdu. Boisbaudran pojmenoval první prvek, který zaplnil prázdné místo ve stole, gallium na počest své vlasti Francie. A nikoho tehdy nenapadlo dát mu jméno muže, který existenci tohoto prvku předpověděl, muže, který jednou provždy předurčil cestu rozvoje chemie. Vědci dvacátého století to udělali. Prvek objevený sovětskými fyziky nese jméno Mendělejev.

Ale Mendělejevova velká zásluha není jen v objevování nových věcí.

Mendělejev objevil nový přírodní zákon. Místo nesourodých, nesouvisejících látek čelila věda jedinému harmonickému systému, který sjednotil všechny prvky vesmíru do jediného celku; atomy začaly být považovány za:

1. organicky propojeny navzájem společným vzorem,

2. zjišťování přechodu kvantitativních změn atomové hmotnosti v kvalitativní změny jejich chemického složení. individuality,

3. což naznačuje, že protiklad mezi kovovými a nekovovými vlastnostmi atomů není absolutní, jak se dříve myslelo, ale pouze relativní.

Objev vzájemného spojení mezi všemi prvky, mezi jejich fyzikálními a chemickými vlastnostmi představoval vědecký a filozofický problém obrovského významu: toto vzájemné spojení, tato jednota musí být vysvětlena.

Mendělejevův výzkum poskytl pevný a spolehlivý základ pro pokusy vysvětlit strukturu atomu: po objevení periodického zákona se ukázalo, že atomy všech prvků by měly být postaveny „podle jediného plánu“, že jejich struktura by měla být odrážejí periodicitu vlastností prvků.

Pouze ten model atomu by mohl mít právo na uznání a vývoj, který by vědu přiblížil k pochopení záhady pozice prvku v periodické tabulce. Největší vědci našeho století, kteří vyřešili tento velký problém, odhalili strukturu atomu - Mendělejevův zákon tak měl obrovský dopad na vývoj všech moderních znalostí o povaze hmoty.

Všechny úspěchy moderní chemie, úspěchy atomové a jaderné fyziky, včetně jaderné energie a syntézy umělých prvků, byly možné jen díky periodickému zákonu. Úspěchy atomové fyziky, vznik nových výzkumných metod a rozvoj kvantové mechaniky zase rozšířily a prohloubily podstatu periodického zákona.

V průběhu minulého století Mendělejevův zákon – skutečný přírodní zákon – nejenže nezastaral a neztratil svůj význam. Rozvoj vědy naopak ukázal, že její význam ještě není zcela pochopen a dokončen, že je mnohem širší, než si její tvůrce dokázal představit, než si vědci donedávna mysleli. Nedávno bylo zjištěno, že nejen struktura vnějších elektronových obalů atomu, ale také jemná struktura atomových jader podléhá zákonu periodicity. Zdá se, že ty vzorce, které řídí složitý a do značné míry nepochopený svět elementárních částic, mají ve svém jádru také periodický charakter.

Další objevy v chemii a fyzice opakovaně potvrdily základní význam periodického zákona. Byly objeveny inertní plyny, které perfektně zapadají do periodické tabulky - to je zvláště jasně vidět na dlouhém tvaru tabulky. Ukázalo se, že pořadové číslo prvku se rovná náboji jádra atomu tohoto prvku. Mnoho dříve neznámých prvků bylo objeveno díky cílenému hledání přesně těch vlastností, které byly předpovězeny z periodické tabulky.

Výjimečně velký význam má periodický zákon D. I. Mendělejeva. Položil základy moderní chemie a učinil z ní jedinou integrální vědu. Prvky se začaly uvažovat ve vztahu v závislosti na jejich místě v periodické tabulce. Chemie přestala být popisnou vědou. S objevem periodického zákona se v něm stala možná vědecká předvídavost. Bylo možné předpovídat a popisovat nové prvky a jejich sloučeniny. Skvělým příkladem toho je předpověď D. I. Mendělejeva o existenci prvků v jeho době ještě neobjevených, z nichž u tří - Ga, Sc, Ge - přesně popsal jejich vlastnosti.

Na základě zákona D.I. Mendělejeva byly všechny prázdné buňky jeho systému od Z=1 do Z=92 vyplněny a byly objeveny prvky transuranu. A dnes tento zákon slouží jako vodítko pro objevování nebo umělé vytváření nových chemických prvků. Na základě periodického zákona lze tedy tvrdit, že pokud je syntetizován prvek Z=114, pak to bude analog olova (ekaslead), pokud je syntetizován prvek Z=118, pak to bude vzácný plyn (ekaradon).

Ruský vědec N.A. Morozov v 80. letech 19. století předpověděl existenci vzácných plynů, které byly následně objeveny. V periodické tabulce doplňují periody a tvoří hlavní podskupinu skupiny VII. „Před periodickým zákonem,“ napsal D. I. Mendělejev, „prvky představovaly pouze fragmentární náhodné jevy přírody; nebyl důvod očekávat nějaké nové a ty znovu nalezené byly úplnou nečekanou novinkou. Periodický zákon byl první, který umožnil vidět dosud neobjevené prvky na dálku, kam vize bez pomoci tohoto zákona do té doby nedosáhla.“

Periodický zákon sloužil jako základ pro korekci atomových hmotností prvků. Atomové hmotnosti 20 prvků byly opraveny D. I. Mendělejevem, poté tyto prvky zaujaly svá místa v periodické tabulce.

Na základě periodického zákona a periodického systému D.I. Mendělejeva se rychle rozvinula doktrína struktury atomu. Odhalila fyzikální význam periodického zákona a vysvětlila uspořádání prvků v periodické tabulce. Správnost nauky o struktuře atomu byla vždy ověřována periodickým zákonem. Zde je další příklad. V roce 1921 N. Bohr ukázal, že prvek Z = 72, jehož existenci předpověděl D. I. Mendělejev v roce 1870 (ekabor), by měl mít atomovou strukturu podobnou atomu zirkonia (Zr - 2. 8. 18. 10 . 2 a Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2), a proto je třeba jej hledat mezi minerály zirkonia. Na základě této rady v roce 1922 maďarský chemik D. Hevesy a nizozemský vědec D. Coster objevili v norské zirkoniové rudě prvek Z=72 a nazvali jej hafnium (z latinského názvu Copenhagen, místa, kde byl prvek objeven) . To byl největší triumf teorie atomové struktury: na základě struktury atomu bylo předpovězeno umístění prvku v přírodě.

Studium struktury atomů vedlo k objevu atomové energie a jejího využití pro lidské potřeby. Můžeme říci, že periodický zákon je primárním zdrojem všech objevů chemie a fyziky 20. století. Hrál vynikající roli ve vývoji dalších přírodních věd souvisejících s chemií.

Periodický zákon a systém jsou základem řešení moderních problémů v chemické vědě a průmyslu. S přihlédnutím k periodické soustavě chemických prvků D.I.Mendělejeva probíhají práce na získání nových polymerních a polovodičových materiálů, žáruvzdorných slitin, látek se specifikovanými vlastnostmi, na využití jaderné energie, na využití útrob Země a Vesmíru.

Velký vliv na následný vývoj chemie měla periodická soustava prvků.

Dmitrij Ivanovič Mendělejev (1834-1907)

Nejen, že to byla první přirozená klasifikace chemických prvků, která ukázala, že tvoří harmonický systém a jsou ve vzájemném úzkém spojení, ale stala se také mocným nástrojem pro další výzkum.

V době, kdy Mendělejev sestavoval svou tabulku na základě jím objeveného periodického zákona, bylo ještě mnoho prvků neznámých. Skandium čtvrtého období tedy nebylo známo. Pokud jde o atomovou hmotnost, titan přišel po vápníku, ale titan nemohl být zařazen hned po vápníku, protože by spadal do třetí skupiny, zatímco titan tvoří vyšší oxid a podle dalších vlastností by měl být zařazen do čtvrté skupiny . Mendělejev proto vynechal jednu buňku, tedy nechal volný prostor mezi vápníkem a titanem. Na stejném základě zůstaly ve čtvrté periodě dvě volné buňky mezi zinkem a arsenem, nyní obsazené prvky galliem a germaniem. V dalších řadách jsou ještě volná místa. Mendělejev byl nejen přesvědčen, že musí existovat dosud neznámé prvky, které by tyto prostory vyplnily, ale také předem předpověděl vlastnosti takových prvků na základě jejich postavení mezi ostatními prvky periodické tabulky. Jednomu z nich dal jméno ekabor, který měl v budoucnu zaujmout místo mezi vápníkem a titanem (jelikož svými vlastnostmi měl připomínat bor); další dva, pro které zbyly v tabulce mezery mezi zinkem a arsenem, byly pojmenovány eka-hliník a eca-křemík.

Během následujících 15 let se Mendělejevovy předpovědi brilantně potvrdily: byly objeveny všechny tři očekávané prvky. Nejprve francouzský chemik Lecoq de Boisbaudran objevil gallium, které má všechny vlastnosti eka-hliníku; pak ve Švédsku objevil L. F. Nilsson skandium, které mělo vlastnosti ekaboronu, a nakonec o pár let později v Německu objevil K. A. Winkler prvek, který nazval germanium, který se ukázal být totožný s ekasilikonem.

Abychom mohli posoudit úžasnou přesnost Mendělejevovy předvídavosti, porovnejme vlastnosti eca-křemíku, které předpověděl v roce 1871, s vlastnostmi germania objeveného v roce 1886:

Objev gallia, skandia a germania byl největším triumfem periodického zákona.

Periodický systém byl také velmi důležitý při stanovení valence a atomových hmotností některých prvků. Prvek beryllium byl tedy dlouho považován za analog hliníku a jeho oxidu byl přiřazen vzorec. Na základě procentuálního složení a očekávaného vzorce oxidu berylnatého byla jeho atomová hmotnost považována za 13,5. Periodická tabulka ukázala, že v tabulce je pouze jedno místo pro berylium, a to nad hořčíkem, takže jeho oxid musí mít vzorec , který dává atomovou hmotnost berylia rovnou deseti. Tento závěr byl brzy potvrzen stanovením atomové hmotnosti berylia z hustoty par jeho chloridu.

Přesně A v současnosti zůstává periodický zákon vůdčí nití a vůdčím principem chemie. Právě na jejím základě byly v posledních desetiletích uměle vytvořeny transuranové prvky nacházející se v periodické tabulce po uranu. Jeden z nich – prvek č. 101, poprvé získaný v roce 1955 – byl na počest velkého ruského vědce pojmenován mendelevium.

Objev periodického zákona a vytvoření soustavy chemických prvků mělo velký význam nejen pro chemii, ale i pro filozofii, pro celé naše chápání světa. Mendělejev ukázal, že chemické prvky tvoří harmonický systém, který je založen na základním zákonu přírody. To je vyjádřením postoje materialistické dialektiky o provázanosti a vzájemné závislosti přírodních jevů. Odhalením vztahu mezi vlastnostmi chemických prvků a hmotností jejich atomů byl periodický zákon brilantním potvrzením jednoho z univerzálních zákonů vývoje přírody – zákona přechodu kvantity v kvalitu.

Následný rozvoj vědy umožnil na základě periodického zákona porozumět struktuře hmoty mnohem hlouběji, než bylo možné za Mendělejevova života.

Teorie atomové struktury vyvinutá ve 20. století zase dala periodickému zákonu a periodické soustavě prvků nové, hlubší osvětlení. Skvěle se potvrdila prorocká slova Mendělejeva: „Periodickému zákonu nehrozí zničení, ale slibuje se pouze nadstavba a rozvoj.

Úvod

Výjimečně velký význam má periodický zákon D. I. Mendělejeva. Položil základy moderní chemie a učinil z ní jedinou integrální vědu. Prvky se začaly uvažovat ve vztahu v závislosti na jejich místě v periodické tabulce. Jak zdůraznil N.D. Zelinsky, periodický zákon byl „objev vzájemného spojení všech atomů ve vesmíru“.

Chemie přestala být popisnou vědou. S objevem periodického zákona se v něm stala možná vědecká předvídavost. Bylo možné předvídat a popisovat nové prvky a jejich sloučeniny... Skvělým příkladem toho je předpověď D. I. Mendělejeva o existenci prvků v jeho době ještě neobjevených, z nichž pro tři - Ga, Sc a Ge - dal přesný popis jejich vlastností.

Periodická tabulka a její význam pro pochopení vědeckého obrazu světa

Periodická tabulka prvků od D. I. Mendělejeva, přirozená klasifikace chemických prvků, což je tabulkové (nebo jiné grafické) vyjádření periodický zákon mendělejeva. P.S. E. vyvinutý D.I. Mendělejev v letech 1869-1871.

Historie P. s. E. Pokusy o systematizaci chemických prvků prováděli od 30. let 19. století různí vědci v Německu, Francii, Anglii a USA. Mendělejevovi předchůdci - I. Döbereiner, A. Dumas, francouzský chemik A. Chancourtois, angl. chemici W. Odling, J. Newlands a další prokázali existenci skupin prvků s podobnými chemickými vlastnostmi, tzv. „přírodních skupin“ (například Döbereinerovy „triády“). Tito vědci však nešli dále než k vytvoření konkrétních vzorců ve skupinách. V roce 1864 L. Meyer Na základě údajů o atomových hmotnostech navrhl tabulku ukazující poměr atomových hmotností pro několik charakteristických skupin prvků. Meyer nevydával teoretické zprávy ze svého stolu.

Prototyp vědeckého P. s. E. objevila se tabulka „Zkušenost systému prvků na základě jejich atomové hmotnosti a chemické podobnosti“, kterou sestavil Mendělejev 1. března 1869. Během následujících dvou let autor tuto tabulku vylepšil, představil představy o skupinách, řadách a obdobích Prvky; se pokusil odhadnout kapacitu malých a velkých období, obsahujících podle jeho názoru 7 a 17 prvků. V roce 1870 nazval svůj systém přirozený a v roce 1871 - periodický. Již tehdy byla struktura P. s. E. získala v mnoha ohledech moderní podobu.

Nesmírně důležité pro evoluci P. s. E. Mendělejevem představená myšlenka o místě prvku v systému se ukázala jako pravdivá; Pozice prvku je určena periodou a čísly skupin. Na základě této myšlenky Mendělejev dospěl k závěru, že je nutné změnit tehdy uznávané atomové hmotnosti některých prvků (U, In, Ce a jeho analogů), což byla první praktická aplikace atomových vah. e. a také poprvé předpověděl existenci a základní vlastnosti několika neznámých prvků, které odpovídaly prázdným buňkám P. s. E. Klasickým příkladem je předpověď „ekaaluminium“ (budoucí Ga, objevená P. Lecoq de Boisbaudran v roce 1875), „ekabor“ (Sc, objevený švédským vědcem L. Nilson v roce 1879) a „exasilikon“ (Ge, objevený německým vědcem K. Winkler v roce 1886). Kromě toho Mendělejev předpověděl existenci analogů manganu (budoucí Tc a Re), teluru (Po), jódu (At), cesia (Fr), barya (Ra), tantalu (Pa).

P.S. E. nezískal okamžitě uznání jako zásadní vědecké zobecnění; situace se výrazně změnila až po objevení Ga, Sc, Ge a ustavení divalence Be (dlouho byla považována za trivalentní). Přesto P. s. E. v mnoha ohledech představovalo empirické zobecnění faktů, protože fyzikální význam periodického zákona byl nejasný a chybělo vysvětlení důvodů periodické změny vlastností prvků v závislosti na nárůstu atomových hmotností. Proto až do fyzikálního doložení periodického zákona a rozvoje teorie P. s. E. mnoho skutečností nebylo možné vysvětlit. Objev na konci 19. století byl tedy nečekaný. inertní plyny, které jakoby neměly v P. s. místo. E.; tato obtíž byla odstraněna díky zařazení p. E. nezávislá nultá skupina (později VIII A-podskupiny). Objev mnoha „rádiových prvků“ na počátku 20. století. vedlo k rozporu mezi nutností jejich umístění do P. s. E. a jeho struktura (u více než 30 takových prvků bylo 7 „neobsazených“ míst v 6. a 7. období). Tento rozpor byl v důsledku objevu překonán izotopy. Konečně hodnota atomové hmotnosti (atomové hmotnosti) jako parametr určující vlastnosti prvků postupně ztrácela na významu.

Jedním z hlavních důvodů nemožnosti vysvětlit fyzikální význam periodického zákona a P. s. E. spočívala v absenci teorie atomové struktury. Proto nejdůležitější milník na cestě vývoje P. E. Objevil se planetární model atomu, navržený E. Rutherford(1911). Na jejím základě holandský vědec A. van den Broek navrhl (1913), že sériové číslo prvku v P. s. E. (atomové číslo Z) se číselně rovná náboji atomového jádra (v jednotkách elementárního náboje). To bylo experimentálně potvrzeno G. Moseley(1913-14, viz Moseleyho zákon). Bylo tedy možné zjistit, že periodicita změn vlastností prvků závisí na atomovém čísle, a nikoli na atomové hmotnosti. V důsledku toho byla spodní hranice P. s. stanovena na vědeckém základě. E. (vodík jako prvek s minimem Z = 1); počet prvků mezi vodíkem a uranem je přesně odhadnut; Bylo zjištěno, že „mezery“ v P. s. E. odpovídají neznámým prvkům se Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87.

Otázka přesného počtu prvků vzácných zemin však zůstala nejasná a (co je zvláště důležité) nebyly odhaleny důvody periodických změn vlastností prvků v závislosti na Z. Tyto důvody byly zjištěny během dalšího vývoje teorie prvků vzácných zemin. E. na základě kvantových představ o struktuře atomu (viz níže). Fyzikální zdůvodnění periodického zákona a objev fenoménu izotonie umožnily vědecky definovat pojem „atomová hmotnost“ („atomová hmotnost“). Přiložená periodická tabulka obsahuje moderní hodnoty atomových hmotností prvků na uhlíkové stupnici v souladu s Mezinárodní tabulkou z roku 1973. Hmotnostní čísla izotopů radioaktivních prvků s nejdelší životností jsou uvedena v hranatých závorkách. Místo hmotnostních čísel nejstabilnějších izotopů 99 Tc, 226 Ra, 231 Pa a 237 Np jsou uvedeny atomové hmotnosti těchto izotopů přijaté (1969) Mezinárodní komisí pro atomové váhy.

Struktura P. s. E. Moderní (1975) P. p. E. zahrnuje 106 chemických prvků; z toho všechen transuran (Z = 93-106), jakož i prvky se Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) a 87 (Fr) byly získány uměle. V celé historii P. s. E. bylo navrženo velké množství (několik stovek) možností jeho grafického znázornění, především ve formě tabulek; Obrázky jsou také známé ve formě různých geometrických obrazců (prostorových a rovinných), analytických křivek (například spirál) atd. Nejrozšířenější jsou tři formy P. s. e.: krátký, navržený Mendělejevem a získal všeobecné uznání; dlouhé schodiště. Dlouhá forma byla také vyvinuta Mendělejevem a ve vylepšené podobě byla navržena v roce 1905 A. Werner. Žebříkovou formu navrhl anglický vědec T. Bailey (1882), dánský vědec J. Thomsen (1895) a zlepšil ji N. Borom(1921). Každá ze tří forem má své výhody a nevýhody. Základní princip konstrukce P. s. E. je rozdělení všech chemických prvků do skupin a období. Každá skupina se dále dělí na hlavní (a) a vedlejší (b) podskupiny. Každá podskupina obsahuje prvky, které mají podobné chemické vlastnosti. Elementy A- A b-podskupiny v každé skupině zpravidla vykazují určitou chemickou podobnost, hlavně ve vyšších oxidačních stavech, které zpravidla odpovídají číslu skupiny. Perioda je soubor prvků počínaje alkalickým kovem a konče inertním plynem (zvláštním případem je první perioda); Každé období obsahuje přesně definovaný počet prvků. P.S. E. sestává z 8 skupin a 7 období (sedmé ještě není dokončeno).

Specifikem prvního období je, že obsahuje pouze 2 prvky: H a He. Místo H v systému je nejednoznačné: protože vykazuje vlastnosti běžné pro alkalické kovy a halogeny, je umístěn buď v I. A-, nebo (s výhodou) v VII A-podskupina. Helium - první zástupce VII A-podskupiny (však po dlouhou dobu byly He a všechny inertní plyny spojeny do samostatné nulové skupiny).

Druhá perioda (Li - Ne) obsahuje 8 prvků. Začíná alkalickým kovem Li, jehož jediným oxidačním stavem je I. Poté přichází Be, kov, oxidační stupeň II. Kovový charakter dalšího prvku B je vyjádřen slabě (oxidační stav III). Následující C je typický nekov a může být buď kladně, nebo záporně čtyřvazný. Následující N, O, F a Ne jsou nekovy a pouze pro N nejvyšší oxidační stav V odpovídá číslu skupiny; kyslík vykazuje kladnou valenci jen zřídka a pro F je znám oxidační stav VI. Perioda končí inertním plynem Ne.

Třetí perioda (Na - Ar) obsahuje rovněž 8 prvků, jejichž charakter změn vlastností je do značné míry podobný tomu, který byl pozorován ve druhé periodě. Mg je však na rozdíl od Be více kovové, stejně jako Al ve srovnání s B, ačkoli Al je ze své podstaty amfoterní. Si, P, S, Cl, Ar jsou typické nekovy, ale všechny (kromě Ar) vykazují vyšší oxidační stavy rovnající se číslu skupiny. V obou obdobích je tedy při zvyšování Z pozorováno oslabení kovového a zesílení nekovového charakteru prvků. Prvky druhého a třetího období (ve své terminologii malé) označil Mendělejev za typické. Je příznačné, že patří k nejrozšířenějším v přírodě a C, N a O jsou spolu s H hlavními prvky organické hmoty (organogeny). Všechny prvky prvních tří období jsou zahrnuty do podskupin A .

Podle moderní terminologie (viz níže) prvky těchto období patří s-prvky (alkalické kovy a kovy alkalických zemin), které tvoří I A- a II A-podskupiny (zvýrazněné červeně v tabulce barev) a R-prvky (B - Ne, At - Ar) zařazené do III A- VIII A-podskupiny (jejich symboly jsou zvýrazněny oranžově). U prvků malých period s rostoucími pořadovými čísly je nejprve pozorován pokles atomové poloměry a poté, když se počet elektronů ve vnějším obalu atomu již výrazně zvýší, jejich vzájemné odpuzování vede ke zvětšení atomových poloměrů. Další maximum je dosaženo na začátku dalšího období na alkalickém prvku. Přibližně stejný vzor je charakteristický pro iontové poloměry.

Čtvrtá perioda (K - Kr) obsahuje 18 prvků (první hlavní perioda, podle Mendělejeva). Po alkalickém kovu K a alkalické zemině Ca (s-prvcích) přichází řada deseti tzv přechodové prvky(Sc - Zn), popř d- prvky (symboly jsou modře), které jsou zahrnuty v podskupinách b odpovídající skupiny P. s. E. Většina přechodných prvků (všechny z nich jsou kovy) vykazuje vyšší oxidační stavy rovnající se jejich skupinovému číslu. Výjimkou je triáda Fe - Co - Ni, kde jsou poslední dva prvky maximálně kladně trojmocné a železo je za určitých podmínek známo v oxidačním stupni VI. Prvky začínající na Ga a končící na Kr ( R-prvky), patří do podskupin A a povaha změny jejich vlastností je stejná jako v odpovídajících Z intervalech pro prvky druhé a třetí periody. Bylo zjištěno, že Kr je schopen tvořit chemické sloučeniny (hlavně s F), ale jeho oxidační stav VIII není znám.

Pátá perioda (Rb - Xe) je konstruována podobně jako čtvrtá; má také vložku 10 přechodových prvků (Y - Cd), d-Prvky. Specifika období: 1) v triádě Ru - Rh - Pd vykazuje oxidační stupeň VIII pouze ruthenium; 2) všechny prvky podskupin a vykazují vyšší oxidační stavy rovné číslu skupiny, včetně Xe; 3) I má slabé kovové vlastnosti. Povaha změny vlastností se zvýšením Z pro prvky čtvrté a páté periody je tedy složitější, protože kovové vlastnosti jsou zachovány ve velkém rozsahu pořadových čísel.

Šestá perioda (Cs - Rn) obsahuje 32 prvků. Kromě 10 d-prvky (La, Hf - Hg) obsahuje množinu 14 F-Prvky, lanthanoidy, od Ce po Lu (černé symboly). Prvky La až Lu jsou si chemicky dost podobné. Ve zkratce P. s. E. lanthanoidy jsou zahrnuty v rámečku La (protože jejich převládající oxidační stav je III) a jsou zapsány jako samostatný řádek na konci tabulky. Tato technika je poněkud nepohodlná, protože 14 prvků se zdá být mimo stůl. Dlouhé a schodišťové formy P. s. takovou nevýhodu nemají. e. dobře odrážející specifičnost lanthanoidů na pozadí integrální struktury P.s. E. Charakteristiky období: 1) v triádě Os - Ir - Pt vykazuje oxidační stupeň VIII pouze osmium; 2) At má výraznější (oproti 1) kovový charakter; 3) Rn, zřejmě (jeho chemie byla málo studována), by měl být nejreaktivnější z inertních plynů.

Sedmá perioda počínaje Fr (Z = 87) by měla obsahovat také 32 prvků, z nichž je zatím známo 20 (až po prvek se Z = 106). Fr a Ra jsou prvky, respektive I A- a II A-podskupiny (s-prvky), Ac - analog prvků III b- podskupiny ( d-živel). Následujících 14 prvků, F-prvky (se Z od 90 do 103) tvoří rodinu aktinidy. Ve zkratce P. s. E. okupují Ac buňku a jsou zapsány na samostatném řádku na konci tabulky, jako lanthanoidy, na rozdíl od nich se vyznačují značnou rozmanitostí oxidačních stavů. V tomto ohledu, z chemického hlediska, řada lanthanoidů a aktinidů vykazuje znatelné rozdíly. Studium chemické povahy prvků se Z = 104 a Z = 105 ukázalo, že tyto prvky jsou analogy hafnia a tantalu, tj. d-prvky, a měl by být umístěn ve IV b- a V b- podskupiny. členové b-podskupiny by měly být následující prvky až do Z = 112 a poté se objeví (Z = 113-118) R-prvky (III A-Vill A-podskupiny).

Teorie P. s. E. Teorie P. vychází z E. spočívá myšlenka konkrétních zákonů, jimiž se řídí konstrukce elektronických obalů (vrstev, úrovní) a podskořápek (skořápek, podúrovní) v atomech, jak se zvyšuje Z. Tuto myšlenku rozvinul Bohr v letech 1913–21 s přihlédnutím k povaze změna vlastností chemických prvků v elektronovém spektru. E. a výsledky studia jejich atomových spekter. Bohr identifikoval tři významné rysy tvorby elektronových konfigurací atomů: 1) plnění elektronických obalů (kromě obalů odpovídajících hodnotám principu kvantové číslo n= 1 a 2) neprobíhá monotónně až do jejich plné kapacity, ale je přerušen výskytem sad elektronů patřících do slupek s velkými hodnotami n; 2) podobné typy elektronových konfigurací atomů se periodicky opakují; 3) hranice období P. s. E. (kromě prvního a druhého) se neshodují s hranicemi po sobě jdoucích elektronových obalů.

Význam P. s. E. P.S. E. hrál a stále hraje obrovskou roli ve vývoji přírodních věd. Byl to nejdůležitější úspěch atomově-molekulární vědy, umožnil podat moderní definici pojmu „chemický prvek“ a objasnit pojmy jednoduchých látek a sloučenin. Vzory odhalené P. s. e., měl významný vliv na rozvoj teorie atomové struktury a přispěl k vysvětlení fenoménu izotonie. DÍKY. E. spojena s přísně vědeckou formulací problému predikce v chemii, která se projevila jak v predikci existence neznámých prvků a jejich vlastností, tak v predikci nových rysů chemického chování již objevených prvků. P.S. e. - základy chemie, především anorganické; významně napomáhá řešení problematiky syntézy látek s předem určenými vlastnostmi, vývoje nových materiálů, zejména polovodičových materiálů, výběru specifických katalyzátorů pro různé chemické procesy atd. P.S. e. je také vědeckým základem pro výuku chemie.

Závěr

Periodická tabulka D. I. Mendělejeva se stala nejdůležitějším milníkem ve vývoji atomově-molekulární vědy. Díky ní se zformovalo moderní pojetí chemického prvku a vyjasnily se představy o jednoduchých látkách a sloučeninách.

Prediktivní role periodického systému, kterou ukázal sám Mendělejev, se ve 20. století projevila při hodnocení chemických vlastností transuraniových prvků.

Vznik periodického systému otevřel novou, skutečně vědeckou éru v historii chemie a řady příbuzných věd - namísto rozptýlených informací o prvcích a sloučeninách se objevil koherentní systém, na jehož základě bylo možné zobecnit, vyvozovat závěry a předvídat.

periodický zákon mendeleyho atomu

Periodický zákon umožnil systematizovat a zobecnit obrovské množství vědeckých informací v chemii. Tato funkce zákona se obvykle nazývá integrační. Zvláště zřetelně se projevuje ve strukturování vědeckého a vzdělávacího materiálu v chemii. Akademik A.E. Fersman řekl, že systém sjednotil veškerou chemii do jediného prostorového, chronologického, genetického a energetického spojení.

Integrační role Periodického zákona se projevila i v tom, že některé údaje o prvcích, které se údajně vymykaly obecným zákonům, byly ověřeny a upřesněny jak samotným autorem, tak jeho následovníky.

To se stalo s vlastnostmi berylia. Před Mendělejevovou prací byl považován za trojmocný analog hliníku kvůli jejich tzv. diagonální podobnosti. Ve druhém období tedy existovaly dva trojmocné prvky a ani jeden dvojmocný. Právě v této fázi, nejprve na úrovni konstrukcí mentálních modelů, měl Mendělejev podezření na chybu ve studiích vlastností berylia. Pak našel práci ruského chemika Avdějeva, který tvrdil, že berylium je dvojmocné a má atomovou hmotnost 9. Avdějevova práce zůstala nepovšimnuta vědeckým světem, autor zemřel brzy, zřejmě byl otráven extrémně jedovatými sloučeninami berylia. Výsledky Avdějevova výzkumu byly ve vědě založeny díky periodickému zákonu.

Takové změny a upřesnění hodnot atomových hmotností a valencí provedl Mendělejev pro dalších devět prvků (In, V, Th, U, La, Ce a tři další lanthanoidy). U dalších deseti prvků byly opraveny pouze atomové hmotnosti. A všechna tato objasnění byla následně experimentálně potvrzena.

Stejně tak práce Karla Karlovicha Klause pomohla Mendělejevovi vytvořit jedinečnou VIII skupinu prvků, vysvětlujících horizontální a vertikální podobnosti v triádách prvků:

železo kobalt nikl

ruthenium rhodium palladium

osmihranná iridium platina

Prognostická (prediktivní) funkce periodického zákona se nejvýrazněji potvrdila v objevu neznámých prvků s pořadovými čísly 21, 31 a 32. Jejich existence byla nejprve předpovězena na intuitivní úrovni, ale s vytvořením systému byl Mendělejev schopné vypočítat jejich vlastnosti s vysokou mírou přesnosti. Známý příběh o objevu skandia, galia a germania byl triumfem Mendělejevova objevu. F. Engels napsal: „Nevědomým uplatněním Hegelova zákona o přechodu kvantity v kvalitu Mendělejev provedl vědecký čin, který lze bezpečně přiřadit k objevu Laverriera, který vypočítal dráhu neznámé planety Neptun.“ Existuje však touha hádat se s klasikou. Za prvé, veškerý Mendělejevův výzkum, počínaje jeho studentskými lety, byl zcela vědomě založen na Hegelově zákonu. Za druhé, Laverrier vypočítal oběžnou dráhu Neptunu podle Newtonových dlouho známých a osvědčených zákonů a D. I. Mendělejev dělal všechny předpovědi na základě jím objeveného univerzálního přírodního zákona.

Na sklonku svého života Mendělejev s uspokojením poznamenal: „Když jsem v roce 1871 napsal článek o aplikaci periodického zákona na určování vlastností dosud neobjevených prvků, nemyslel jsem si, že se dožiju ospravedlnění tohoto důsledku periodický zákon, ale realita odpověděla jinak. Popsal jsem tři prvky: ekaboron, ekaaluminium a ekasilicon a o necelých 20 let později jsem měl největší radost z toho, že jsem všechny tři objevil... L. de Boisbaudran, Nilsson a Winkler za sebe považuji za opravdové posilovače periodika zákon. Bez nich by nebyl uznáván v takovém rozsahu, jako je nyní.“ Celkem Mendělejev předpověděl dvanáct prvků.

Mendělejev od začátku upozorňoval, že zákon popisuje vlastnosti nejen samotných chemických prvků, ale i mnoha jejich sloučenin, včetně dosud neznámých. Abychom to potvrdili, stačí uvést následující příklad. Od roku 1929, kdy akademik P. L. Kapitsa poprvé objevil nekovovou vodivost germania, začal rozvoj studia polovodičů ve všech zemích světa. Okamžitě se ukázalo, že prvky s takovými vlastnostmi zaujímají hlavní podskupinu skupiny IV. Postupem času došlo k pochopení, že polovodičové vlastnosti by ve větší či menší míře měly mít sloučeniny prvků nacházejících se v periodách stejně vzdálených od této skupiny (například s obecným vzorcem jako AzB;). To okamžitě učinilo hledání nových prakticky důležitých polovodičů cíleným a předvídatelným. Na takovém zapojení je založena téměř veškerá moderní elektronika.

Je důležité poznamenat, že předpovědi v rámci periodické tabulky byly provedeny i po jejím všeobecném přijetí. V roce 1913 Moseley objevil, že vlnová délka rentgenových paprsků, které jsou přijímány z antikatod vyrobených z různých prvků, se přirozeně mění v závislosti na sériovém čísle konvenčně přiřazeném prvkům v periodické tabulce. Experiment potvrdil, že sériové číslo prvku má přímý fyzikální význam. Teprve později se pořadová čísla vztahovala k hodnotě kladného náboje jádra. Moseleyho zákon ale umožnil okamžitě experimentálně potvrdit počet prvků v obdobích a zároveň předpovědět místa hafnia (č. 72) a rhenia (č. 75), která do té doby ještě nebyla objevena.

Stejné studie Moseleyho umožnily odstranit vážnou „bolest hlavy“, kterou Mendělejevovi způsobily určité odchylky od správné řady rostoucích atomových hmotností prvků v tabulce atomových hmotností. Mendělejev je vytvořil pod tlakem chemických analogií, částečně na expertní úrovni a částečně jednoduše na intuitivní úrovni. Například kobalt byl v tabulce před niklem a jód s nižší atomovou hmotností následoval těžší tellur. V přírodních vědách je již dávno známo, že jeden „ošklivý“ fakt, který nezapadá do rámce té nejkrásnější teorie, ji může zničit. Stejně tak nevysvětlitelné odchylky ohrožovaly periodický zákon. Moseley ale experimentálně dokázal, že sériová čísla kobaltu (č. 27) a niklu (č. 28) přesně odpovídají jejich pozici v systému. Ukázalo se, že tyto výjimky pouze potvrzují obecné pravidlo.

Důležitou předpověď učinil v roce 1883 Nikolaj Aleksandrovič Morozov. Za účast v hnutí Lidová vůle byl student chemie Morozov odsouzen k trestu smrti, který byl později nahrazen doživotním vězením na samotce. V královských věznicích strávil asi třicet let. Vězeň pevnosti Shlisselburg měl možnost získat nějakou vědeckou literaturu o chemii. Na základě analýzy intervalů atomových hmotností mezi sousedními skupinami prvků v periodické tabulce Morozov dospěl k intuitivnímu závěru o možnosti existence další skupiny neznámých prvků s „nulovými vlastnostmi“ mezi skupinami halogenů a alkálií. kovy. Navrhl je hledat ve vzduchu. Navíc vyslovil hypotézu o struktuře atomů a na jejím základě se pokusil odhalit příčiny periodicity vlastností prvků.

Morozovovy hypotézy se však staly dostupnými k diskusi mnohem později, když byl po událostech roku 1905 propuštěn. Ale v té době již byly objeveny a studovány inertní plyny.

Skutečnost existence inertních plynů a jejich pozice v periodické tabulce vyvolávala po dlouhou dobu v chemickém světě vážné kontroverze. Sám Mendělejev se nějakou dobu domníval, že pod obchodním názvem open argon by se mohla skrývat neznámá jednoduchá látka typu Nj. První racionální předpoklad o místě inertních plynů vyslovil autor jejich objevu William Ramsay. A v roce 1906 Mendělejev napsal: „Když byla ustanovena periodická tabulka (18b9), nejen že nebyl znám argon, ale nebyl důvod se domnívat, že existují takové prvky. Dnes... tyto prvky, pokud jde o jejich atomové hmotnosti, zaujaly přesné místo mezi halogeny a alkalickými kovy.

Dlouho se diskutovalo: zařadit inertní plyny do samostatné nulové skupiny prvků nebo je považovat za hlavní podskupinu skupiny VIII. Každý úhel pohledu má své pro a proti.

Na základě postavení prvků v periodické tabulce teoretičtí chemici vedení Linusem Paulingem dlouho pochybovali o úplné chemické pasivitě vzácných plynů a přímo poukazovali na možnou stabilitu jejich fluoridů a oxidů. Ale teprve v roce 1962 americký chemik Neil Bartlett jako první provedl reakci hexafluoridu platiny s kyslíkem za nejběžnějších podmínek, čímž získal xenonhexafluoroplatičitan XePtF^, následovaný dalšími sloučeninami plynů, které se dnes správněji nazývají ušlechtilé než inertní.

Periodický zákon si svou prediktivní funkci zachovává dodnes.

Je třeba poznamenat, že předpovědi neznámých členů libovolné množiny mohou být dvojího typu. Pokud jsou vlastnosti prvku nacházejícího se ve známé řadě podobných predikovány, pak se taková předpověď nazývá interpolace. Je přirozené předpokládat, že tyto vlastnosti budou podléhat stejným zákonům jako vlastnosti sousedních prvků. Takto byly predikovány vlastnosti chybějících prvků v periodické tabulce. Je mnohem obtížnější předpovědět vlastnosti nových členů množin, pokud jsou mimo popisovanou část. Extrapolace - predikce funkčních hodnot, které jsou mimo řadu známých vzorů - je vždy méně jistá.

Právě s tímto problémem se vědci potýkali, když začali hledat prvky za známými hranicemi systému. Na počátku 20. stol. Periodická tabulka končila uranem (č. 92). První pokusy získat transuranové prvky byly provedeny v roce 1934, kdy Enrico Fermi a Emilio Segre bombardovali uran neutrony. Tak začala cesta k aktinoidům a transaktinoidům.

Jaderné reakce se také používají k syntéze dalších dříve neznámých prvků.

Prvek č. 101, uměle syntetizovaný Eiennem Theodorem Seaborgem a jeho kolegy, byl pojmenován „mendelevium“. Sám Seaborg řekl toto: „Je obzvláště důležité poznamenat, že prvek 101 byl pojmenován na počest velkého ruského chemika D. I. Mendělejeva americkými vědci, kteří ho vždy považovali za průkopníka v chemii.

Počet nově objevených, či spíše uměle vytvořených prvků neustále roste. Syntéza nejtěžších jader prvků s pořadovými čísly 113 a 115 byla provedena v ruském Spojeném ústavu jaderného výzkumu v Dubně bombardováním jader uměle získaného americia jádry těžkého izotopu vápníku-48. V tomto případě se objeví jádro prvku č. 115, které se okamžitě rozpadne a vytvoří jádro prvku č. 113. Takové supertěžké prvky v přírodě neexistují, ale vznikají při explozích supernov a mohly by existovat i během Velkého třesku . Jejich výzkum pomáhá pochopit, jak náš vesmír vznikl.

V přírodě se vyskytuje celkem 39 přirozeně se vyskytujících radioaktivních izotopů. Různé izotopy se rozpadají různou rychlostí, pro které jsou charakteristické poločasy rozpadu. Poločas rozpadu uranu-238 je 4,5 miliardy let a pro některé další prvky se může rovnat miliontinám sekundy.

Radioaktivní prvky, které se postupně rozkládají a přeměňují v sebe, tvoří celé řady. Jsou známy tři takové řady: podle počátečního prvku jsou všichni členové řady sloučeni do rodin uranu, aktinourania a thoria. Další rodinu tvoří uměle vyrobené radioaktivní izotopy. Ve všech rodinách jsou přeměny dokončeny objevením se neradioaktivních atomů olova.

Protože zemská kůra může obsahovat pouze izotopy, jejichž poločas rozpadu je úměrný stáří Země, můžeme předpokládat, že za miliardy let její historie existovaly i izotopy s krátkou životností, které dnes doslova vyhynuly. Patřily mezi ně pravděpodobně těžký izotop draslíku-40. V důsledku jeho úplného rozpadu je dnes tabelovaná hodnota atomové hmotnosti draslíku 39,102, takže je hmotnostně nižší než prvek č. 18 argon (39,948). To vysvětluje výjimky v konzistentním nárůstu atomových hmotností prvků v periodické tabulce.

Akademik V. I. Goldansky v projevu věnovaném památce Mendělejeva poznamenal „zásadní roli, kterou hrají Mendělejevova díla i ve zcela nových oblastech chemie, které vznikly desetiletí po smrti skvělého tvůrce periodické tabulky“.

Věda je historií a úložištěm moudrosti a zkušeností staletí, jejich racionální kontemplace a prověřeného úsudku.

D. I. Mendělejev

Málokdy se stane, že se vědecký objev ukáže jako něco zcela neočekávaného; téměř vždy se to očekává:

Následující generace, které používají osvědčené odpovědi na všechny otázky, však často jen těžko doceňují, jaké potíže to jejich předchůdce stálo.

C. Darwin

Každá z věd o světě kolem nás má za předmět studia specifické formy pohybu hmoty. Převládající myšlenky zvažují tyto formy pohybu v pořadí rostoucí složitosti:

mechanická - fyzikální - chemická - biologická - sociální. Každá z následujících forem neodmítá předchozí, ale zahrnuje je.

Není náhodou, že na oslavě stého výročí objevu Periodického zákona věnoval G. T. Seaborg svou zprávu nejnovějším úspěchům chemie. V něm vysoce ocenil úžasné úspěchy ruského vědce: „Když vezmeme v úvahu vývoj periodické tabulky od dob Mendělejeva, nejpozoruhodnější je, že dokázal vytvořit periodickou tabulku prvků, ačkoli Mendělejev nebyl vědom si dnes obecně přijímaných pojmů, jako je jaderná struktura a izotopy, vztah atomových čísel k valenci, elektronová povaha atomů, periodicita chemických vlastností vysvětlovaných elektronovou strukturou a konečně radioaktivita.

Lze citovat slova akademika A.E. Fersmana, který upozornil na budoucnost: „Nové teorie, brilantní zobecnění se objeví a zemřou. Nové myšlenky nahradí naše již zastaralé koncepty atomu a elektronu. Největší objevy a experimenty zruší minulost a otevřou dnešní obzory neuvěřitelné novosti a šíře – to vše bude přicházet a odcházet, ale Mendělejevův periodický zákon bude vždy žít a řídit hledání.