სახლში » ექსპლუატაცია » პერიოდული სისტემის პერიოდული კანონის მნიშვნელობა. პერიოდული სისტემის მნიშვნელობა და პერიოდული კანონი დ

პერიოდული სისტემის პერიოდული კანონის მნიშვნელობა. პერიოდული სისტემის მნიშვნელობა და პერიოდული კანონი დ

1869 წელს, დ.ი. მენდელეევმა, მარტივი ნივთიერებებისა და ნაერთების თვისებების ანალიზის საფუძველზე, ჩამოაყალიბა პერიოდული კანონი: მარტივი სხეულებისა და ელემენტების ნაერთების თვისებები პერიოდულად დამოკიდებულია ელემენტების ატომური მასების სიდიდეზე.პერიოდული კანონის საფუძველზე შედგენილია ელემენტების პერიოდული სისტემა. მასში მსგავსი თვისებების მქონე ელემენტები გაერთიანდა ვერტიკალური ჯგუფის სვეტებად. ზოგიერთ შემთხვევაში, პერიოდულ ცხრილში ელემენტების მოთავსებისას საჭირო იყო ატომური მასების გაზრდის თანმიმდევრობის დარღვევა, რათა შენარჩუნებულიყო თვისებების გამეორების პერიოდულობა. მაგალითად, საჭირო იყო ტელურისა და იოდის, ასევე არგონისა და კალიუმის „გაცვლა“. მიზეზი ისაა, რომ მენდელეევმა შემოგვთავაზა პერიოდული კანონი იმ დროს, როდესაც არაფერი იყო ცნობილი ატომის აგებულების შესახებ.მე-20 საუკუნეში ატომის პლანეტარული მოდელის შემოთავაზების შემდეგ პერიოდული კანონი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად:

ქიმიური ელემენტებისა და ნაერთების თვისებები პერიოდულად არის დამოკიდებული ატომის ბირთვების მუხტებზე.

ბირთვის მუხტი ტოლია ელემენტის რაოდენობას პერიოდულ სისტემაში და ელექტრონების რაოდენობას ატომის ელექტრონულ გარსში. ეს ფორმულირება ხსნიდა პერიოდული კანონის „დარღვევებს“. პერიოდულ სისტემაში პერიოდის რიცხვი ტოლია ატომში ელექტრონული დონეების რაოდენობას, ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტების ჯგუფის ნომერი უდრის ელექტრონების რაოდენობას გარე დონეზე.

პერიოდული კანონის მეცნიერული მნიშვნელობა. პერიოდულმა კანონმა შესაძლებელი გახადა ქიმიური ელემენტების და მათი ნაერთების თვისებების სისტემატიზაცია. პერიოდული ცხრილის შედგენისას მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა მრავალი აღმოუჩენელი ელემენტის არსებობა, მათთვის ცარიელი უჯრედების დატოვება და აღმოუჩენელი ელემენტების მრავალი თვისება იწინასწარმეტყველა, რამაც ხელი შეუწყო მათ აღმოჩენას. პირველი მათგანი მოჰყვა ოთხი წლის შემდეგ.

მაგრამ მენდელეევის დიდი დამსახურება მხოლოდ ახლის აღმოჩენაში არ არის.

მენდელეევმა აღმოაჩინა ბუნების ახალი კანონი. განსხვავებული, დაუკავშირებელი ნივთიერებების ნაცვლად, მეცნიერებას შეექმნა ერთიანი ჰარმონიული სისტემა, რომელიც აერთიანებდა სამყაროს ყველა ელემენტს ერთ მთლიანობაში; ატომები დაიწყო განხილვა, როგორც:

1. ორგანულად დაკავშირებულია ერთმანეთთან საერთო ნიმუშით,

2. ატომური წონის რაოდენობრივი ცვლილებების მათი ქიმიური ხარისხობრივ ცვლილებებში გადასვლის გამოვლენა. ინდივიდუალობა,

3. რაც მიუთითებს იმაზე, რომ საპირისპირო მეტალიკია. და არალითონური. ატომების თვისებები არ არის აბსოლუტური, როგორც ადრე ეგონათ, არამედ მხოლოდ ფარდობითი ხასიათისაა.

24. სტრუქტურული თეორიების გაჩენა ორგანული ქიმიის განვითარების პროცესში. ატომურ-მოლეკულური მეცნიერება, როგორც სტრუქტურული თეორიების თეორიული საფუძველი.

Ორგანული ქიმია.მთელი მე-18 საუკუნის განმავლობაში. ორგანიზმებისა და ნივთიერებების ქიმიური ურთიერთობის საკითხში, მეცნიერები ხელმძღვანელობდნენ ვიტალიზმის დოქტრინით - დოქტრინა, რომელიც სიცოცხლეს განიხილავდა, როგორც განსაკუთრებულ ფენომენს, ექვემდებარება არა სამყაროს კანონებს, არამედ განსაკუთრებული სასიცოცხლო ძალების გავლენას. ეს შეხედულება მე-19 საუკუნის ბევრმა მეცნიერმა მემკვიდრეობით მიიღო, თუმცა მისი საფუძვლები ჯერ კიდევ 1777 წელს შეირყა, როდესაც ლავუაზიემ თქვა, რომ სუნთქვა წვის მსგავსი პროცესია.

1828 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ფრიდრიხ ვოლერმა (1800–1882) ამონიუმის ციანატის გაცხელებით (ეს ნაერთი უპირობოდ კლასიფიცირებული იყო როგორც არაორგანული ნივთიერება), მიიღო შარდოვანა, ადამიანისა და ცხოველების ნარჩენი პროდუქტი. 1845 წელს ადოლფ კოლბემ, ვოჰლერის სტუდენტმა, მოახდინა ძმარმჟავას საწყისი ელემენტების ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის სინთეზირება. 1850-იან წლებში ფრანგმა ქიმიკოსმა პიერ ბერტელომ დაიწყო სისტემატური მუშაობა ორგანული ნაერთების სინთეზზე და მიიღო მეთილის და ეთილის სპირტები, მეთანი, ბენზოლი და აცეტილენი. ბუნებრივი ორგანული ნაერთების სისტემატურმა შესწავლამ აჩვენა, რომ ისინი ყველა შეიცავს ერთ ან მეტ ნახშირბადის ატომს და ბევრი შეიცავს წყალბადის ატომს. ტიპების თეორია. ნახშირბადის შემცველი ნაერთების უზარმაზარი რაოდენობის აღმოჩენამ და იზოლაციამ წამოჭრა მათი მოლეკულების შემადგენლობის საკითხი და განაპირობა არსებული კლასიფიკაციის სისტემის გადახედვის აუცილებლობა. 1840-იანი წლებისთვის ქიმიკოსებმა გააცნობიერეს, რომ ბერცელიუსის დუალისტური იდეები მხოლოდ არაორგანულ მარილებს ეხება. 1853 წელს გაკეთდა მცდელობა ყველა ორგანული ნაერთების კლასიფიკაციის მიხედვით. განზოგადებული „ტიპის თეორია“ შემოგვთავაზა ფრანგმა ქიმიკოსმა ჩარლზ ფრედერიკ ჟერარდი, რომელიც თვლიდა, რომ ატომების სხვადასხვა ჯგუფის ერთობლიობა განისაზღვრება არა ამ ჯგუფების ელექტრული მუხტით, არამედ მათი სპეციფიკური ქიმიური თვისებებით.

სტრუქტურული ქიმია. 1857 წელს კეკულემ, ვალენტობის თეორიაზე დაყრდნობით (ვალენტობა გაგებული იყო, როგორც წყალბადის ატომების რაოდენობა, რომლებიც ერწყმის მოცემული ელემენტის ერთ ატომს), ვარაუდობდა, რომ ნახშირბადი ოთხვალენტიანია და, შესაბამისად, შეიძლება გაერთიანდეს ოთხ სხვა ატომთან და წარმოქმნას გრძელი ჯაჭვები - სწორი ან განშტოებული. ამრიგად, ორგანული მოლეკულების გამოსახვა დაიწყო არა რადიკალების კომბინაციების სახით, არამედ სტრუქტურული ფორმულების სახით - ატომები და მათ შორის ობლიგაციები.

1874 წელს დანიელი ქიმიკოსი იაკობ ვანტ ჰოფიდა ფრანგმა ქიმიკოსმა ჯოზეფ აჩილ ლე ბელმა (1847–1930) გაავრცელა ეს იდეა სივრცეში ატომების განლაგებაზე. მათ სჯეროდათ, რომ მოლეკულები არ იყო ბრტყელი, არამედ სამგანზომილებიანი სტრუქტურები. ამ კონცეფციამ შესაძლებელი გახადა მრავალი ცნობილი ფენომენის ახსნა, მაგალითად, სივრცითი იზომერიზმი, იგივე შემადგენლობის, მაგრამ განსხვავებული თვისებების მქონე მოლეკულების არსებობა. მონაცემები ძალიან კარგად ჯდება მასში ლუი პასტერიღვინის მჟავას იზომერების შესახებ.

100 რუბლიბონუსი პირველი შეკვეთისთვის

სამუშაოს ტიპის შერჩევა სადიპლომო ნამუშევარი კურსის ნამუშევარი აბსტრაქტი სამაგისტრო ნაშრომი პრაქტიკული ანგარიში სტატია ანგარიში მიმოხილვა ტესტის სამუშაო მონოგრაფია პრობლემის გადაჭრა ბიზნეს გეგმა კითხვებზე პასუხები შემოქმედებითი სამუშაო ესე ნახატი ესეები თარგმანი პრეზენტაციები აკრეფა სხვა ტექსტის უნიკალურობის გაზრდა სამაგისტრო ნაშრომი ლაბორატორიული სამუშაო ონლაინ დახმარება

გაიგე ფასი

ელემენტების პერიოდული ცხრილის პირველი ვერსია გამოქვეყნდა დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის მიერ 1869 წელს - ატომის სტრუქტურის შესწავლამდე დიდი ხნით ადრე. დ.ი. მენდელეევის სახელმძღვანელო ამ ნაშრომში იყო ელემენტების ატომური მასები (ატომური წონა). ელემენტების ატომური წონის გაზრდის თანმიმდევრობით დალაგებით, დ.ი. მენდელეევმა აღმოაჩინა ბუნების ფუნდამენტური კანონი, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც პერიოდული კანონი: ელემენტების თვისებები პერიოდულად იცვლება მათი ატომური წონის შესაბამისად.

დ.ი.მენდელეევის მიერ აღმოჩენილი და ჩამოყალიბებული პერიოდული კანონის ფუნდამენტური სიახლე იყო შემდეგი:

1. დამყარდა კავშირი თვისებებში განსხვავებულ ელემენტებს შორის. ეს კავშირი მდგომარეობს იმაში, რომ ელემენტების თვისებები იცვლება შეუფერხებლად და დაახლოებით თანაბრად, როდესაც იზრდება მათი ატომური წონა, და შემდეგ ეს ცვლილებები მეორდება პერიოდულად.

2. იმ შემთხვევებში, როდესაც ჩანდა, რომ ელემენტების თვისებების ცვლილებების თანმიმდევრობით რაიმე ბმული აკლდა, პერიოდულ ცხრილში მოყვანილი იყო GAPS, რომელიც ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი ელემენტებით. უფრო მეტიც, პერიოდულმა კანონმა შესაძლებელი გახადა ამ ელემენტების თვისებების პროგნოზირება.

ელემენტებს შორის ურთიერთობის დადგენის ყველა წინა მცდელობაში, სხვა მკვლევარები ცდილობდნენ შეექმნათ სრული სურათი, რომელშიც არ არსებობდა ადგილი ელემენტებისთვის, რომლებიც ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი.

აღფრთოვანებულია, რომ დ.ი. მენდელეევმა გააკეთა თავისი აღმოჩენა იმ დროს, როდესაც მრავალი ელემენტის ატომური წონა განისაზღვრა ძალიან მიახლოებით და მხოლოდ 63 ელემენტი იყო ცნობილი - ანუ დღეს ჩვენთვის ცნობილი მათგან ნახევარზე ცოტა მეტი.

პერიოდული კანონი მენდელეევის მიხედვით: ”მარტივი სხეულების თვისებები და ელემენტების ნაერთები პერიოდულად არის დამოკიდებული ელემენტების ატომური მასების სიდიდეზე”.

პერიოდული კანონის საფუძველზე შედგენილია ელემენტების პერიოდული სისტემა. მასში მსგავსი თვისებების მქონე ელემენტები გაერთიანდა ვერტიკალური ჯგუფის სვეტებად. ზოგიერთ შემთხვევაში, პერიოდულ ცხრილში ელემენტების მოთავსებისას საჭირო იყო ატომური მასების გაზრდის თანმიმდევრობის დარღვევა, რათა შენარჩუნებულიყო თვისებების გამეორების პერიოდულობა. მაგალითად, საჭირო იყო ტელურისა და იოდის, ასევე არგონისა და კალიუმის „გაცვლა“.

თუმცა, ქიმიკოსების უზარმაზარი და ფრთხილი მუშაობის შემდეგაც კი, ატომური წონის გამოსწორების მიზნით, პერიოდული ცხრილის ოთხ ადგილას ელემენტები "არღვევენ" ატომური მასის გაზრდის განლაგების მკაცრ წესრიგს.

დ.ი.მენდელეევის დროს ასეთი გადახრები პერიოდული ცხრილის ნაკლოვანებად ითვლებოდა. ატომური სტრუქტურის თეორიამ ყველაფერი თავის ადგილზე დააყენა: ელემენტები განლაგებულია აბსოლუტურად სწორად - მათი ბირთვების მუხტების შესაბამისად. მაშინ როგორ შეგვიძლია ავხსნათ, რომ არგონის ატომური წონა კალიუმის ატომურ წონაზე მეტია?

ნებისმიერი ელემენტის ატომური წონა უდრის მისი ყველა იზოტოპის საშუალო ატომურ წონას, ბუნებაში მათი სიმრავლის გათვალისწინებით. შემთხვევით, არგონის ატომური წონა განისაზღვრება "უმძიმესი" იზოტოპით (ის ბუნებაში უფრო დიდი რაოდენობით გვხვდება). კალიუმში, პირიქით, ჭარბობს მისი „მსუბუქი“ იზოტოპი (ანუ იზოტოპი უფრო დაბალი მასის რაოდენობით).

მიზეზი ის არის, რომ მენდელეევმა შემოგვთავაზა პერიოდული კანონი იმ დროს, როდესაც არაფერი იყო ცნობილი ატომის სტრუქტურის შესახებ. მე-20 საუკუნეში ატომის პლანეტარული მოდელის შემოთავაზების შემდეგ, პერიოდული კანონი ჩამოყალიბდა შემდეგნაირად:

ქიმიური ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილების მიზეზი არის ელექტრონული გარსების პერიოდული შევსება. შემდეგი გარსის შევსების შემდეგ იწყება ახალი პერიოდი. ელემენტების პერიოდული ცვლილებები აშკარად ჩანს ოქსიდების შემადგენლობისა და თვისებების ცვლილებებში.

პერიოდული კანონის მეცნიერული მნიშვნელობა.

პერიოდულმა კანონმა შესაძლებელი გახადა ქიმიური ელემენტების და მათი ნაერთების თვისებების სისტემატიზაცია. პერიოდული ცხრილის შედგენისას მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა მრავალი აღმოუჩენელი ელემენტის არსებობა, მათთვის ცარიელი უჯრედები დატოვა და აღმოუჩენელი ელემენტების მრავალი თვისება იწინასწარმეტყველა, რამაც ხელი შეუწყო მათ აღმოჩენას. პირველი მათგანი ოთხი წლის შემდეგ მოჰყვა. ელემენტი, რომელსაც მენდელეევმა დაუტოვა ადგილი და თვისებები, რომლის ატომური წონაც მან იწინასწარმეტყველა, მოულოდნელად გამოჩნდა! ახალგაზრდა ფრანგმა ქიმიკოსმა ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა წერილი გაუგზავნა პარიზის მეცნიერებათა აკადემიას. Მან თქვა:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. მაგრამ ყველაზე საოცარი რამ ჯერ კიდევ წინ იყო. მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა, სანამ ამ ელემენტისთვის ადგილი დატოვა, რომ მისი სიმკვრივე უნდა იყოს 5,9. და ბოისბოდრანმა თქვა: მის მიერ აღმოჩენილ ელემენტს აქვს 4,7 სიმკვრივე. მენდელეევმა, რომელსაც არასოდეს უნახავს ახალი ელემენტი - რაც მას უფრო გასაკვირს ხდის - თქვა, რომ ფრანგმა ქიმიკოსმა შეცდომა დაუშვა თავის გამოთვლებში. მაგრამ ბოისბოდრანიც ჯიუტი აღმოჩნდა: ის ამტკიცებდა, რომ ზუსტი იყო. ცოტა მოგვიანებით, დამატებითი გაზომვების შემდეგ, გაირკვა: მენდელეევი უპირობოდ მართალი იყო. ბოისბოდრანმა თავისი სამშობლოს საფრანგეთის პატივსაცემად დაასახელა პირველი ელემენტი, რომელმაც მაგიდაზე ცარიელი ადგილი შეავსო გალიუმი. და მაშინ არავის უფიქრია მისთვის იმ ადამიანის სახელის მიცემა, ვინც იწინასწარმეტყველა ამ ელემენტის არსებობა, ადამიანი, რომელმაც ერთხელ და სამუდამოდ წინასწარ განსაზღვრა ქიმიის განვითარების გზა. მეოცე საუკუნის მეცნიერებმა ეს გააკეთეს. საბჭოთა ფიზიკოსების მიერ აღმოჩენილი ელემენტი მენდელეევის სახელს ატარებს.

მაგრამ მენდელეევის დიდი დამსახურება მხოლოდ ახლის აღმოჩენაში არ არის.

1. ორგანულად დაკავშირებულია ერთმანეთთან საერთო ნიმუშით,

3. რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ატომების მეტალურ და არამეტალურ თვისებებს შორის დაპირისპირება არ არის აბსოლუტური, როგორც ადრე ეგონათ, არამედ მხოლოდ ფარდობითია.

ყველა ელემენტს შორის ურთიერთკავშირის აღმოჩენამ, მათ ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს შორის წარმოშვა უზარმაზარი მნიშვნელობის სამეცნიერო და ფილოსოფიური პრობლემა: ეს ურთიერთკავშირი, ეს ერთიანობა უნდა აიხსნას.

მენდელეევის კვლევამ შექმნა მყარი და საიმედო საფუძველი ატომის სტრუქტურის ახსნის მცდელობებისთვის: პერიოდული კანონის აღმოჩენის შემდეგ ცხადი გახდა, რომ ყველა ელემენტის ატომები უნდა აშენდეს „ერთი გეგმის მიხედვით“, რომ მათი სტრუქტურა უნდა იყოს. ასახავს ელემენტების თვისებების პერიოდულობას.

მხოლოდ ატომის იმ მოდელს შეეძლო ჰქონდეს აღიარებისა და განვითარების უფლება, რაც მეცნიერებას დააახლოებს პერიოდულ სისტემაში ელემენტის პოზიციის საიდუმლოს გაგებას. ჩვენი საუკუნის უდიდესმა მეცნიერებმა, ამ დიდი პრობლემის გადაჭრით, გამოავლინეს ატომის სტრუქტურა - ამრიგად, მენდელეევის კანონმა უზარმაზარი გავლენა მოახდინა მატერიის ბუნების შესახებ ყველა თანამედროვე ცოდნის განვითარებაზე.

თანამედროვე ქიმიის ყველა წარმატება, ატომური და ბირთვული ფიზიკის წარმატება, მათ შორის ბირთვული ენერგია და ხელოვნური ელემენტების სინთეზი, შესაძლებელი გახდა მხოლოდ პერიოდული კანონის წყალობით. თავის მხრივ, ატომური ფიზიკის წარმატებებმა, ახალი კვლევის მეთოდების გაჩენამ და კვანტური მექანიკის განვითარებამ გააფართოვა და გააღრმავა პერიოდული კანონის არსი.

გასული საუკუნის განმავლობაში მენდელეევის კანონი - ბუნების ნამდვილი კანონი - არა მხოლოდ მოძველდა და არ დაკარგა მნიშვნელობა. პირიქით, მეცნიერების განვითარებამ აჩვენა, რომ მისი მნიშვნელობა ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე გააზრებული და დასრულებული, რომ ის ბევრად უფრო ფართოა, ვიდრე მის შემქმნელს შეეძლო წარმოედგინა, ვიდრე მეცნიერები ბოლო დრომდე ფიქრობდნენ. ახლახან დადგინდა, რომ პერიოდულობის კანონს ექვემდებარება არა მხოლოდ ატომის გარე ელექტრონული გარსების სტრუქტურა, არამედ ატომის ბირთვების წვრილი სტრუქტურა. როგორც ჩანს, იმ შაბლონებს, რომლებიც მართავენ ელემენტარული ნაწილაკების რთულ და დიდწილად გაუგებარ სამყაროს, ასევე აქვთ პერიოდული ხასიათი.

შემდგომმა აღმოჩენებმა ქიმიასა და ფიზიკაში არაერთხელ დაადასტურა პერიოდული კანონის ფუნდამენტური მნიშვნელობა. აღმოაჩინეს ინერტული აირები, რომლებიც შესანიშნავად ჯდება პერიოდულ ცხრილში – ამას განსაკუთრებით ნათლად აჩვენებს ცხრილის გრძელი ფორმა. ელემენტის სერიული ნომერი აღმოჩნდა ამ ელემენტის ატომის ბირთვის მუხტის ტოლი. ბევრი აქამდე უცნობი ელემენტი აღმოაჩინეს ზუსტად იმ თვისებების მიზნობრივი ძიების წყალობით, რომლებიც პერიოდული ცხრილიდან იყო ნაწინასწარმეტყველები.

დ.ი.მენდელეევის პერიოდულ კანონს განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს. მან საფუძველი ჩაუყარა თანამედროვე ქიმიას და აქცია იგი ერთიან, განუყოფელ მეცნიერებად. ელემენტების განხილვა დაიწყო ურთიერთობაში, რაც დამოკიდებულია პერიოდულ სისტემაში მათი ადგილის მიხედვით. ქიმიამ შეწყვიტა აღწერითი მეცნიერება. პერიოდული კანონის აღმოჩენით მასში შესაძლებელი გახდა მეცნიერული შორსმჭვრეტელობა. შესაძლებელი გახდა ახალი ელემენტების და მათი ნაერთების წინასწარმეტყველება და აღწერა. ამის ბრწყინვალე მაგალითია დ.ი. მენდელეევის წინასწარმეტყველება იმ ელემენტების არსებობის შესახებ, რომლებიც ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი თავის დროზე, რომელთაგან სამი - Ga, Sc, Ge - მან ზუსტად აღწერა მათი თვისებები.

მენდელეევის კანონის საფუძველზე, მისი სისტემის ყველა ცარიელი უჯრედი Z=1-დან Z=92-მდე შეივსო და აღმოაჩინეს ტრანსურანის ელემენტები. დღეს კი ეს კანონი ახალი ქიმიური ელემენტების აღმოჩენის ან ხელოვნურად შექმნის გზამკვლევს წარმოადგენს. ამრიგად, პერიოდული კანონით ხელმძღვანელობით, შეიძლება ითქვას, რომ თუ Z=114 ელემენტი სინთეზირებულია, მაშინ ის იქნება ტყვიის ანალოგი (ეკასლეად), თუ ელემენტი Z=118 სინთეზირებულია, მაშინ ეს იქნება კეთილშობილი გაზი. (ეკარადონი).

რუსმა მეცნიერმა N.A. მოროზოვმა XIX საუკუნის 80-იან წლებში იწინასწარმეტყველა კეთილშობილი გაზების არსებობა, რომლებიც შემდეგ აღმოაჩინეს. პერიოდულ სისტემაში ავსებენ პერიოდებს და ქმნიან VII ჯგუფის მთავარ ქვეჯგუფს. „პერიოდიურ კანონამდე“, წერდა დ.ი.მენდელეევი, „ელემენტები წარმოადგენდნენ ბუნების მხოლოდ ფრაგმენტულ შემთხვევით მოვლენებს; ახლის მოლოდინის საფუძველი არ იყო და ხელახლა აღმოჩენილი სრულიად მოულოდნელი სიახლე იყო. პერიოდული კანონი იყო პირველი, რომელმაც შესაძლებელი გახადა ჯერ კიდევ აღმოუჩენელი ელემენტების დანახვა მანძილიდან, რომელსაც ამ კანონის გარეშე ხედვა მანამდე არ მიუღწევია“.

პერიოდული კანონი ემსახურებოდა ელემენტების ატომური მასების გამოსწორებას. 20 ელემენტის ატომური მასა შეასწორა დ.ი.მენდელეევმა, რის შემდეგაც ამ ელემენტებმა დაიკავეს ადგილი პერიოდულ სისტემაში.

მენდელეევის პერიოდული კანონისა და პერიოდული სისტემის საფუძველზე სწრაფად განვითარდა დოქტრინა ატომის სტრუქტურის შესახებ. მან გამოავლინა პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა და განმარტა ელემენტების განლაგება პერიოდულ სისტემაში. ატომის სტრუქტურის მოძღვრების სისწორეს ყოველთვის პერიოდული კანონი ამოწმებდა. აი კიდევ ერთი მაგალითი. 1921 წელს ნ.ბორმა აჩვენა, რომ ელემენტს Z = 72, რომლის არსებობა იწინასწარმეტყველა დ.ი.მენდელეევმა 1870 წელს (ეკაბორი), უნდა ჰქონდეს ცირკონიუმის ატომის მსგავსი ატომური სტრუქტურა (Zr - 2. 8. 18. 10 ). 2; და Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2), და ამიტომ ის უნდა ვეძებოთ ცირკონიუმის მინერალებს შორის. ამ რჩევის შემდეგ, 1922 წელს უნგრელმა ქიმიკოსმა დ. ჰევესიმ და ჰოლანდიელმა მეცნიერმა დ. კოსტერმა აღმოაჩინეს ელემენტი Z=72 ნორვეგიულ ცირკონიუმის საბადოში და უწოდეს მას ჰაფნიუმი (ლათინური სახელწოდებიდან კოპენჰაგენი, ელემენტის აღმოჩენის ადგილი). . ეს იყო ატომის სტრუქტურის თეორიის უდიდესი ტრიუმფი: ატომის სტრუქტურის საფუძველზე იწინასწარმეტყველეს ელემენტის მდებარეობა ბუნებაში.

ატომების სტრუქტურის შესწავლამ გამოიწვია ატომური ენერგიის აღმოჩენა და მისი გამოყენება ადამიანის საჭიროებებისთვის. შეიძლება ითქვას, რომ პერიოდული კანონი მე-20 საუკუნის ქიმიისა და ფიზიკის ყველა აღმოჩენის მთავარი წყაროა. მან განსაკუთრებული როლი ითამაშა ქიმიასთან დაკავშირებული სხვა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების განვითარებაში.

პერიოდული კანონი და სისტემა ეფუძნება ქიმიურ მეცნიერებასა და მრეწველობაში თანამედროვე პრობლემების გადაწყვეტას. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის გათვალისწინებით, მიმდინარეობს მუშაობა ახალი პოლიმერული და ნახევარგამტარული მასალების, სითბოს მდგრადი შენადნობების, სპეციფიკური თვისებების მქონე ნივთიერებების მისაღებად, ბირთვული ენერგიის გამოყენების, დედამიწისა და სამყაროს ნაწლავების გამოსაყენებლად.

ელემენტების პერიოდულმა სისტემამ დიდი გავლენა მოახდინა ქიმიის შემდგომ განვითარებაზე.

დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევი (1834-1907)

ეს იყო არა მხოლოდ ქიმიური ელემენტების პირველი ბუნებრივი კლასიფიკაცია, რომელიც აჩვენა, რომ ისინი ქმნიან ჰარმონიულ სისტემას და ერთმანეთთან მჭიდრო კავშირშია, არამედ ის გახდა მძლავრი ინსტრუმენტი შემდგომი კვლევისთვის.

იმ დროს, როდესაც მენდელეევმა შეადგინა თავისი ცხრილი მის მიერ აღმოჩენილი პერიოდული კანონის საფუძველზე, ბევრი ელემენტი ჯერ კიდევ უცნობი იყო. ამრიგად, მეოთხე პერიოდის ელემენტი სკანდიუმი უცნობი იყო. ატომური მასის მხრივ, ტიტანი მოვიდა კალციუმის შემდეგ, მაგრამ ტიტანი არ შეიძლება მოთავსდეს კალციუმის შემდეგ დაუყოვნებლივ, რადგან ის მოხვდება მესამე ჯგუფში, ხოლო ტიტანი ქმნის უფრო მაღალ ოქსიდს და სხვა თვისებების მიხედვით იგი უნდა კლასიფიცირდეს მეოთხე ჯგუფში. . ამიტომ, მენდელეევმა გამოტოვა ერთი უჯრედი, ანუ მან დატოვა თავისუფალი სივრცე კალციუმსა და ტიტანს შორის. იმავე საფუძველზე, მეოთხე პერიოდში, ორი თავისუფალი უჯრედი დარჩა თუთიასა და დარიშხანს შორის, რომლებიც ახლა დაკავებულია გალიუმის და გერმანიუმის ელემენტებით. სხვა რიგებში ისევ ცარიელი ადგილებია. მენდელეევი არა მხოლოდ დარწმუნებული იყო, რომ ჯერ კიდევ უცნობი ელემენტები უნდა არსებობდეს, რომლებიც შეავსებდნენ ამ სივრცეებს, არამედ მან ასევე წინასწარ იწინასწარმეტყველა ასეთი ელემენტების თვისებები პერიოდული ცხრილის სხვა ელემენტებს შორის მათი პოზიციიდან გამომდინარე. ერთ-ერთ მათგანს მან დაარქვა სახელი ეკაბორი, რომელსაც მომავალში ადგილი უნდა დაეკავებინა კალციუმსა და ტიტანს შორის (რადგან მისი თვისებები ბორს უნდა ჰგავდეს); დანარჩენ ორს, რისთვისაც მაგიდაზე დარჩა სივრცეები თუთიასა და დარიშხანს შორის, დაარქვეს ეკა-ალუმინი და ეკა-სილიციუმი.

მომდევნო 15 წლის განმავლობაში მენდელეევის პროგნოზები ბრწყინვალედ დადასტურდა: სამივე მოსალოდნელი ელემენტი აღმოაჩინეს. ჯერ ფრანგმა ქიმიკოსმა ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა აღმოაჩინა გალიუმი, რომელსაც აქვს ეკა-ალუმინის ყველა თვისება; შემდეგ შვედეთში ლ.ფ.ნილსონმა აღმოაჩინა სკანდიუმი, რომელსაც ჰქონდა ეკაბორონის თვისებები და ბოლოს, რამდენიმე წლის შემდეგ გერმანიაში, კ.ა. ვინკლერმა აღმოაჩინა ელემენტი, რომელსაც გერმანიუმი უწოდა, რომელიც აღმოჩნდა ეკასილიკონის იდენტური.

მენდელეევის შორსმჭვრეტელობის საოცარი სიზუსტის შესაფასებლად, შევადაროთ მის მიერ 1871 წელს ნაწინასწარმეტყველები ეკა-სილიციუმის თვისებები 1886 წელს აღმოჩენილ გერმანიუმის თვისებებს:

გალიუმის, სკანდიუმის და გერმანიუმის აღმოჩენა იყო პერიოდული კანონის უდიდესი ტრიუმფი.

პერიოდულ სისტემას ასევე დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა ზოგიერთი ელემენტის ვალენტობისა და ატომური მასების დადგენისას. ამრიგად, ელემენტი ბერილიუმი დიდი ხანია განიხილებოდა ალუმინის ანალოგად და მის ოქსიდს მიენიჭა ფორმულა. ბერილიუმის ოქსიდის პროცენტული შემადგენლობისა და მოსალოდნელი ფორმულიდან გამომდინარე, მისი ატომური მასა იყო 13,5. პერიოდულმა ცხრილმა აჩვენა, რომ ცხრილში ბერილიუმის მხოლოდ ერთი ადგილია, კერძოდ მაგნიუმის ზემოთ, ამიტომ მის ოქსიდს უნდა ჰქონდეს ფორმულა, რომელიც იძლევა ბერილიუმის ატომურ მასას ათის ტოლი. ეს დასკვნა მალევე დადასტურდა ბერილიუმის ატომური მასის დადგენით მისი ქლორიდის ორთქლის სიმკვრივით.

ზუსტად და ამჟამად, პერიოდული კანონი რჩება ქიმიის სახელმძღვანელო ძაფად და სახელმძღვანელო პრინციპად. სწორედ მის საფუძველზე შეიქმნა ტრანსურანის ელემენტები, რომლებიც განთავსებულია პერიოდულ სისტემაში ურანის შემდეგ, ხელოვნურად ბოლო ათწლეულებში. ერთ-ერთ მათგანს - ელემენტს No101, რომელიც პირველად იქნა მიღებული 1955 წელს - დიდი რუსი მეცნიერის პატივსაცემად მენდელევიუმი დაარქვეს.

პერიოდული კანონის აღმოჩენას და ქიმიური ელემენტების სისტემის შექმნას დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა არა მხოლოდ ქიმიისთვის, არამედ ფილოსოფიისთვისაც, სამყაროს მთელი ჩვენი გაგებისთვის. მენდელეევმა აჩვენა, რომ ქიმიური ელემენტები ქმნიან ჰარმონიულ სისტემას, რომელიც ეფუძნება ბუნების ფუნდამენტურ კანონს. ეს არის მატერიალისტური დიალექტიკის პოზიციის გამოხატულება ბუნებრივი მოვლენების ურთიერთდაკავშირებისა და ურთიერთდამოკიდებულების შესახებ. ქიმიური ელემენტების თვისებებსა და მათი ატომების მასას შორის კავშირის გამოვლენისას, პერიოდული კანონი იყო ბუნების განვითარების ერთ-ერთი უნივერსალური კანონის - რაოდენობის ხარისხში გადასვლის კანონის ბრწყინვალე დადასტურება.

მეცნიერების შემდგომმა განვითარებამ შესაძლებელი გახადა, პერიოდულ კანონზე დაყრდნობით, გაეგო მატერიის სტრუქტურა ბევრად უფრო ღრმად, ვიდრე ეს შესაძლებელი იყო მენდელეევის სიცოცხლეში.

მე-20 საუკუნეში განვითარებულმა ატომური სტრუქტურის თეორიამ, თავის მხრივ, პერიოდულ კანონს და ელემენტების პერიოდულ სისტემას ახალი, უფრო ღრმა განათება მისცა. ბრწყინვალედ დადასტურდა მენდელეევის წინასწარმეტყველური სიტყვები: „პერიოდიურ კანონს განადგურება არ ემუქრება, არამედ მხოლოდ ზეკონსტრუქცია და განვითარებაა დაპირებული“.

შესავალი

ქიმიამ შეწყვიტა აღწერითი მეცნიერება. პერიოდული კანონის აღმოჩენით მასში შესაძლებელი გახდა მეცნიერული შორსმჭვრეტელობა. შესაძლებელი გახდა ახალი ელემენტების და მათი ნაერთების წინასწარმეტყველება და აღწერა... ამის ბრწყინვალე მაგალითია დ.ი. მენდელეევის წინასწარმეტყველება იმ ელემენტების არსებობის შესახებ, რომლებიც ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი თავის დროზე, რომელთაგან სამი - Ga, Sc და Ge - მან მისცა მათი თვისებების ზუსტი აღწერა.

პერიოდული ცხრილი და მისი მნიშვნელობა მსოფლიოს მეცნიერული სურათის გასაგებად

დ.ი.მენდელეევის ელემენტების პერიოდული ცხრილი, ქიმიური ელემენტების ბუნებრივი კლასიფიკაცია, რომელიც წარმოადგენს ტაბულურ (ან სხვა გრაფიკულ) გამოხატვას. მენდელეევის პერიოდული კანონი. P.S. ე. შემუშავებული D.I. მენდელეევი 1869-1871 წლებში.

პ.ს ისტორია. ე.ქიმიური ელემენტების სისტემატიზაციის მცდელობები გაკეთდა სხვადასხვა მეცნიერების მიერ გერმანიაში, საფრანგეთში, ინგლისში და აშშ-ში XIX საუკუნის 30-იანი წლებიდან. მენდელეევის წინამორბედები - ი. დობერაინერი, და. დიუმა, ფრანგი ქიმიკოსი ა.შანკურტუა, ინგლისელი. ქიმიკოსებმა ვ. თუმცა, ეს მეცნიერები არ წავიდნენ უფრო შორს, ვიდრე ჯგუფებში კონკრეტული შაბლონების დადგენა. 1864 წელს ლ. მაიერიატომური წონის შესახებ მონაცემებზე დაყრდნობით, მან შესთავაზა ცხრილი, რომელშიც ნაჩვენებია ატომური წონის თანაფარდობა ელემენტების რამდენიმე დამახასიათებელი ჯგუფისთვის. მაიერს არ გაუკეთებია თეორიული გზავნილები თავისი მაგიდიდან.

მეცნიერული პ.ს პროტოტიპი. ე. გამოჩნდა ცხრილი "ელემენტების სისტემის გამოცდილება მათი ატომური წონისა და ქიმიური მსგავსების მიხედვით", რომელიც შედგენილია მენდელეევის მიერ 1869 წლის 1 მარტს. მომდევნო ორი წლის განმავლობაში ავტორმა გააუმჯობესა ეს ცხრილი, გააცნო იდეები ჯგუფების, სერიებისა და პერიოდების შესახებ. ელემენტები; ცდილობდა შეეფასებინა მცირე და დიდი პერიოდების ტევადობა, რომელიც შეიცავდა, მისი აზრით, შესაბამისად 7 და 17 ელემენტს. 1870 წელს მან თავის სისტემას უწოდა ბუნებრივი, ხოლო 1871 წელს - პერიოდული. მაშინაც კი, სტრუქტურა P. s. ე. მრავალი თვალსაზრისით შეიძინა თანამედროვე ფორმა.

უაღრესად მნიშვნელოვანია პ.ს ევოლუციისთვის. ე. მენდელეევის მიერ შემოტანილი იდეა სისტემაში ელემენტის ადგილის შესახებ მართალი აღმოჩნდა; ელემენტის პოზიცია განისაზღვრება წერტილითა და ჯგუფის ნომრებით. ამ იდეიდან გამომდინარე, მენდელეევი მივიდა დასკვნამდე, რომ საჭირო იყო ზოგიერთი ელემენტის (U, In, Ce და მისი ანალოგების) მაშინ მიღებული ატომური წონის შეცვლა, რაც იყო ატომური წონის პირველი პრაქტიკული გამოყენება. ე., და ასევე პირველად იწინასწარმეტყველა რამდენიმე უცნობი ელემენტის არსებობა და ძირითადი თვისებები, რომლებიც შეესაბამებოდა P. s-ის ცარიელ უჯრედებს. ე. კლასიკური მაგალითია „ეკაალუმინის“ პროგნოზი (მომავალი Ga, აღმოჩენილი პ. ლეკოკ დე ბოისბოდრანი 1875 წელს), „ეკაბორი“ (Sc, აღმოაჩინა შვედმა მეცნიერმა ლ. ნილსონი 1879 წელს) და „ეგზილიკონი“ (Ge, აღმოაჩინა გერმანელმა მეცნიერმა კ. ვინკლერი 1886 წელს). გარდა ამისა, მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა მანგანუმის (მომავალი Tc და Re), ტელურუმის (Po), იოდის (At), ცეზიუმის (Fr), ბარიუმის (Ra), ტანტალის (Pa) ანალოგების არსებობა.

P.S. ე. მაშინვე არ მოიპოვა აღიარება, როგორც ფუნდამენტური სამეცნიერო განზოგადება; სიტუაცია მნიშვნელოვნად შეიცვალა მხოლოდ Ga, Sc, Ge-ს აღმოჩენისა და Be-ის დივალენტობის დადგენის შემდეგ (დიდი ხნის განმავლობაში იგი სამვალენტურად ითვლებოდა). მიუხედავად ამისა, პ.ს. ე. მრავალი თვალსაზრისით წარმოადგენდა ფაქტების ემპირიულ განზოგადებას, რადგან პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა გაურკვეველი იყო და არ იყო ახსნა ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილების მიზეზები, რაც დამოკიდებულია ატომური წონის ზრდაზე. მაშასადამე, პერიოდული კანონის ფიზიკურ დასაბუთებამდე და პ.ს თეორიის განვითარებამდე. ე. ბევრი ფაქტის ახსნა შეუძლებელია. ამრიგად, მე-19 საუკუნის ბოლოს აღმოჩენა მოულოდნელი იყო. ინერტული აირები, რომლებსაც ადგილი არ ჰქონდათ პ.ს. ე. ეს სირთულე აღმოიფხვრა პ-ის ჩართვის წყალობით. ე. დამოუკიდებელი ნულოვანი ჯგუფი (მოგვიანებით VIII ა- ქვეჯგუფები). მრავალი "რადიო ელემენტის" აღმოჩენა მე-20 საუკუნის დასაწყისში. გამოიწვია წინააღმდეგობა მათი განთავსების აუცილებლობას შორის P. s. ე. და მისი სტრუქტურა (30-ზე მეტი ასეთი ელემენტისთვის მეექვსე და მეშვიდე პერიოდებში 7 „ვაკანტური“ ადგილი იყო). ეს წინააღმდეგობა აღმოჩენის შედეგად დაიძლია იზოტოპები. საბოლოოდ, ატომური წონის (ატომური მასის) მნიშვნელობა, როგორც ელემენტების თვისებების განმსაზღვრელი პარამეტრი, თანდათან დაკარგა მნიშვნელობა.

პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობის ახსნის შეუძლებლობის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი და პ. ე. შედგებოდა ატომური სტრუქტურის თეორიის არარსებობაში. მაშასადამე, ყველაზე მნიშვნელოვანი ეტაპი პ.-ს განვითარების გზაზე. ე. გამოჩნდა ატომის პლანეტარული მოდელი, შემოთავაზებული ე. რეზერფორდი(1911 წ.). მის საფუძველზე ჰოლანდიელმა მეცნიერმა A. van den Broek-მა (1913) შესთავაზა, რომ ელემენტის რიგითი ნომერი P. s. ე. (ატომური რიცხვი Z) რიცხობრივად უდრის ატომის ბირთვის მუხტს (ელემენტარული მუხტის ერთეულებში). ეს ექსპერიმენტულად დაადასტურა გ. მოსელი(1913-14, იხ მოსლის კანონი). ამრიგად, შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ ელემენტების თვისებების ცვლილებების პერიოდულობა დამოკიდებულია ატომურ რიცხვზე და არა ატომურ წონაზე. შედეგად მეცნიერულ საფუძველზე განისაზღვრა პ.ს ქვედა ზღვარი. ე. (წყალბადი, როგორც ელემენტი მინიმალური Z = 1); წყალბადსა და ურანს შორის ელემენტების რაოდენობა ზუსტად არის შეფასებული; დადგენილია, რომ „ხარვეზები“ პ.ს. ე. შეესაბამება უცნობ ელემენტებს Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87.

თუმცა გაურკვეველი რჩებოდა იშვიათმიწების ელემენტების ზუსტი რაოდენობის საკითხი და (რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია) Z-ზე დამოკიდებული ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილებების მიზეზები არ გამოვლენილა. იშვიათი დედამიწის ელემენტების თეორია. ე. ეფუძნება ატომის სტრუქტურის კვანტურ კონცეფციებს (იხ. ქვემოთ). პერიოდული კანონის ფიზიკურმა დასაბუთებამ და იზოტონიის ფენომენის აღმოჩენამ შესაძლებელი გახადა მეცნიერულად განემარტა ცნება „ატომური მასა“ („ატომური წონა“). თანდართული პერიოდული ცხრილი შეიცავს ელემენტების ატომური მასების თანამედროვე მნიშვნელობებს ნახშირბადის შკალაზე 1973 წლის საერთაშორისო ცხრილის შესაბამისად. რადიოაქტიური ელემენტების ყველაზე ხანგრძლივი იზოტოპების მასური რიცხვები მოცემულია კვადრატულ ფრჩხილებში. ყველაზე სტაბილური იზოტოპების 99 Tc, 226 Ra, 231 Pa და 237 Np მასური რიცხვების ნაცვლად, მითითებულია ატომური წონის საერთაშორისო კომისიის მიერ მიღებული (1969) ამ იზოტოპების ატომური მასები.

სტრუქტურა P. s. ე. Modern (1975) P. გვ. ე. მოიცავს 106 ქიმიურ ელემენტს; აქედან ხელოვნურად იქნა მიღებული ყველა ტრანსურანიუმი (Z = 93-106), ისევე როგორც ელემენტები Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) და 87 (Fr). პ.ს ისტორიის განმავლობაში. ე. შემოთავაზებული იყო დიდი რაოდენობით (რამდენიმე ასეული) ვარიანტი მისი გრაფიკული წარმოდგენისთვის, ძირითადად ცხრილების სახით; გამოსახულებები ასევე ცნობილია სხვადასხვა გეომეტრიული ფიგურების (სივრცითი და პლანალური), ანალიტიკური მრუდების (მაგალითად, სპირალების) სახით. ყველაზე გავრცელებულია პ.ს სამი ფორმა. ე.: მოკლე, მენდელეევის მიერ შემოთავაზებული და საყოველთაო აღიარება; გრძელი კიბე. გრძელი ფორმა ასევე შეიმუშავა მენდელეევმა და გაუმჯობესებული სახით იგი 1905 წელს შემოგვთავაზა ა. ვერნერი. კიბის ფორმა შემოგვთავაზა ინგლისელმა მეცნიერმა ტ.ბეილიმ (1882), დანიელმა მეცნიერმა ჯ.ტომსენმა (1895) და გააუმჯობესა ნ. ბორომ(1921 წ.). სამივე ფორმას აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. პ.ს აგების ფუნდამენტური პრინციპი. ე. არის ყველა ქიმიური ელემენტის დაყოფა ჯგუფებად და პერიოდებად. თითოეული ჯგუფი თავის მხრივ იყოფა მთავარ (ა) და მეორად (ბ) ქვეჯგუფებად. თითოეული ქვეჯგუფი შეიცავს ელემენტებს, რომლებსაც აქვთ მსგავსი ქიმიური თვისებები. ელემენტები ა- და ბ-თითოეულ ჯგუფში ქვეჯგუფები, როგორც წესი, აჩვენებენ გარკვეულ ქიმიურ მსგავსებას ერთმანეთთან, ძირითადად უფრო მაღალ ჟანგვის მდგომარეობებში, რაც, როგორც წესი, შეესაბამება ჯგუფის რიცხვს. პერიოდი არის ელემენტების ერთობლიობა, რომელიც იწყება ტუტე ლითონით და მთავრდება ინერტული გაზით (განსაკუთრებული შემთხვევაა პირველი პერიოდი); თითოეული პერიოდი შეიცავს ელემენტების მკაცრად განსაზღვრულ რაოდენობას. P.S. ე. შედგება 8 ჯგუფისა და 7 პერიოდისგან (მეშვიდე ჯერ არ დასრულებულა).

პირველი პერიოდის სპეციფიკა ის არის, რომ შეიცავს მხოლოდ 2 ელემენტს: H და He. H-ის ადგილი სისტემაში ორაზროვანია: ვინაიდან მას აქვს ტუტე ლითონებისა და ჰალოგენების საერთო თვისებები, ის მოთავსებულია ან I-ში. ა-, ან (სასურველია) VII-ში ა- ქვეჯგუფი. ჰელიუმი - VII-ის პირველი წარმომადგენელი ა-ქვეჯგუფები (თუმცა დიდი ხნის განმავლობაში ის და ყველა ინერტული აირი გაერთიანდა დამოუკიდებელ ნულოვან ჯგუფში).

მეორე პერიოდი (Li - Ne) შეიცავს 8 ელემენტს. იგი იწყება ტუტე ლითონის Li-ით, რომლის ერთადერთი დაჟანგვის მდგომარეობაა I. შემდეგ მოდის Be, ლითონი, II-ის დაჟანგვის მდგომარეობა. მომდევნო B ელემენტის მეტალის ხასიათი სუსტად არის გამოხატული (დაჟანგვის მდგომარეობა III). შემდეგი C არის ტიპიური არამეტალი და შეიძლება იყოს დადებითად ან უარყოფითად ოთხვალენტიანი. შემდეგი N, O, F და Ne არის არამეტალები და მხოლოდ N-სთვის უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა V შეესაბამება ჯგუფის რიცხვს; ჟანგბადი მხოლოდ იშვიათად ავლენს დადებით ვალენტობას და F-სთვის ცნობილია VI ჟანგვის მდგომარეობა. პერიოდი მთავრდება ინერტული აირით Ne.

მესამე პერიოდი (Na - Ar) ასევე შეიცავს 8 ელემენტს, რომელთა თვისებებში ცვლილებების ბუნება დიდწილად მსგავსია მეორე პერიოდში დაფიქსირებულის. თუმცა, Mg, Be-სგან განსხვავებით, უფრო მეტალისაა, ისევე როგორც Al B-სთან შედარებით, თუმცა Al არსებითად ამფოტერულია. Si, P, S, Cl, Ar არის ტიპიური არამეტალები, მაგრამ ყველა მათგანი (გარდა Ar-ისა) ავლენს უფრო მაღალ ჟანგვის მდგომარეობებს ჯგუფის რიცხვის ტოლი. ამრიგად, ორივე პერიოდში, Z-ის მატებასთან ერთად შეინიშნება ელემენტების მეტალის შესუსტება და არალითონური ხასიათის გაძლიერება. მენდელეევმა ტიპიური უწოდა მეორე და მესამე პერიოდის (პატარა, მისი ტერმინოლოგიით) ელემენტებს. მნიშვნელოვანია, რომ ისინი ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია და C, N და O, H-თან ერთად, ორგანული ნივთიერებების (ორგანოგენები) ძირითადი ელემენტებია. პირველი სამი პერიოდის ყველა ელემენტი შედის ქვეჯგუფებში ა .

თანამედროვე ტერმინოლოგიის მიხედვით (იხ. ქვემოთ) ამ პერიოდების ელემენტები მიეკუთვნება ს-ელემენტები (ტუტე და მიწის ტუტე ლითონები), რომლებიც ქმნიან ი ა- და II ა-ქვეჯგუფები (ფერად ცხრილში წითლად ხაზგასმული) და რ III-ში შემავალი -ელემენტები (B - Ne, At - Ar). ა- VIII ა-ქვეჯგუფები (მათი სიმბოლოები მონიშნულია ნარინჯისფრად). რიგობითი რიცხვების მზარდი მცირე პერიოდების ელემენტებისთვის, პირველად შეინიშნება შემცირება ატომური რადიუსიდა შემდეგ, როდესაც ატომის გარე გარსში ელექტრონების რაოდენობა უკვე მნიშვნელოვნად იზრდება, მათი ურთიერთ მოგერიება იწვევს ატომური რადიუსების ზრდას. შემდეგი მაქსიმუმი მიიღწევა შემდეგი პერიოდის დასაწყისში ტუტე ელემენტზე. დაახლოებით იგივე ნიმუში დამახასიათებელია იონური რადიუსებისთვის.

მეოთხე პერიოდი (K - Kr) შეიცავს 18 ელემენტს (პირველი ძირითადი პერიოდი, მენდელეევის აზრით). ტუტე ლითონის K და ტუტე დედამიწის Ca (s-ელემენტების) შემდეგ მოდის ათი ე.წ. გარდამავალი ელემენტები(Sc - Zn), ან დ-ელემენტები (სიმბოლოები ლურჯია), რომლებიც შედის ქვეჯგუფებში ბპ.ს შესაბამისი ჯგუფები. ე. გარდამავალი ელემენტების უმეტესობა (ყველა მათგანი მეტალია) ავლენს უფრო მაღალ ჟანგვის მდგომარეობებს მათი ჯგუფის რიცხვის ტოლფასი. გამონაკლისს წარმოადგენს ტრიადა Fe - Co - Ni, სადაც ბოლო ორი ელემენტი მაქსიმალურად დადებითად სამვალენტიანია, ხოლო რკინა გარკვეულ პირობებში ცნობილია VI ჟანგვის მდგომარეობაში. ელემენტები დაწყებული Ga-დან და დამთავრებული Kr-ით ( რ-ელემენტები), მიეკუთვნება ქვეჯგუფებს ადა მათი თვისებების ცვლილების ბუნება იგივეა, რაც მეორე და მესამე პერიოდის ელემენტების შესაბამის Z ინტერვალებში. დადგენილია, რომ Kr-ს შეუძლია შექმნას ქიმიური ნაერთები (ძირითადად F-თან), მაგრამ მისი ჟანგვის მდგომარეობა VIII უცნობია.

მეხუთე პერიოდი (Rb - Xe) აგებულია მეოთხეს მსგავსად; მას ასევე აქვს 10 გარდამავალი ელემენტის ჩანართი (Y - Cd), დ- ელემენტები. პერიოდის სპეციფიკური მახასიათებლები: 1) ტრიადაში Ru - Rh - Pd მხოლოდ რუთენიუმი ავლენს ჟანგვის VIII მდგომარეობას; 2) ქვეჯგუფების ყველა ელემენტი აჩვენებს უფრო მაღალ ჟანგვის მდგომარეობებს ჯგუფის რიცხვის ტოლი, მათ შორის Xe; 3) მე მაქვს სუსტი მეტალის თვისებები. ამრიგად, თვისებების ცვლილების ბუნება, როდესაც Z იზრდება მეოთხე და მეხუთე პერიოდის ელემენტებისთვის, უფრო რთულია, რადგან მეტალის თვისებები შენარჩუნებულია რიგითი რიცხვების დიდ დიაპაზონში.

მეექვსე პერიოდი (Cs - Rn) მოიცავს 32 ელემენტს. 10-ის გარდა დ-ელემენტები (La, Hf - Hg) შეიცავს 14 კომპლექტს ვ- ელემენტები, ლანთანიდები, Ce-დან ლუმდე (შავი სიმბოლოები). ელემენტები La-დან Lu ქიმიურად საკმაოდ მსგავსია. მოკლედ P. s. ე. ლანთანიდები შედის La უჯრაში (რადგან მათი ჭარბი ჟანგვის მდგომარეობაა III) და იწერება ცალკე ხაზის სახით ცხრილის ბოლოში. ეს ტექნიკა გარკვეულწილად მოუხერხებელია, რადგან 14 ელემენტი ჩანს ცხრილის მიღმა. P.s-ის გრძელ და კიბის ფორმებს ასეთი ნაკლი არ გააჩნია. ე., კარგად ასახავს ლანთანიდების სპეციფიკას P. s-ის ინტეგრალური სტრუქტურის ფონზე. ე. პერიოდის თავისებურებები: 1) ტრიადაში Os - Ir - Pt მხოლოდ ოსმიუმი ავლენს ჟანგვის VIII მდგომარეობას; 2) At აქვს უფრო გამოხატული (1-თან შედარებით) მეტალის ხასიათი; 3) Rn, როგორც ჩანს (მისი ქიმია ნაკლებად არის შესწავლილი), უნდა იყოს ყველაზე რეაქტიული ინერტული აირებიდან.

მეშვიდე პერიოდი, დაწყებული Fr-ით (Z = 87), ასევე უნდა შეიცავდეს 32 ელემენტს, საიდანაც ჯერჯერობით ცნობილია 20 (ელემენტამდე Z = 106). Fr და Ra არის ელემენტები, შესაბამისად I ა- და II ა-ქვეჯგუფები (s-ელემენტები), Ac - III ელემენტების ანალოგი ბ- ქვეჯგუფები ( დ- ელემენტი). შემდეგი 14 ელემენტი, ვ-ელემენტები (Z 90-დან 103-მდე) ქმნიან ოჯახს აქტინიდები. მოკლედ P. s. ე. ისინი იკავებენ Ac უჯრედს და იწერება ცალკე სტრიქონში ცხრილის ბოლოში, ლანთანიდების მსგავსად, საპირისპიროდ, ისინი ხასიათდებიან ჟანგვის მდგომარეობების მნიშვნელოვანი მრავალფეროვნებით. ამ მხრივ, ქიმიური თვალსაზრისით, ლანთანიდების და აქტინიდების სერია შესამჩნევ განსხვავებებს აჩვენებს. Z = 104 და Z = 105 ელემენტების ქიმიური ბუნების შესწავლამ აჩვენა, რომ ეს ელემენტები არის ჰაფნიუმის და ტანტალის ანალოგები, შესაბამისად, ე.ი. დ-ელემენტები და უნდა განთავსდეს IV ბ- და ვ ბ- ქვეჯგუფები. წევრები ბ-ქვეჯგუფები უნდა იყოს შემდეგი ელემენტები Z = 112-მდე და შემდეგ გამოჩნდება (Z = 113-118) რ- ელემენტები (III ა-ვილ ა- ქვეჯგუფები).

თეორია პ ს. ე.პ-ის თეორია ეფუძნება ე. მდგომარეობს კონკრეტული კანონების იდეაზე, რომელიც არეგულირებს ელექტრონული გარსების (ფენები, დონეები) და ქვეჭურვები (ჭურვები, ქვედონეები) ატომებში ატომებში, როგორც Z იზრდება. ეს იდეა შეიმუშავა ბორმა 1913–21 წლებში, ბუნების გათვალისწინებით. ქიმიური ელემენტების თვისებების ცვლილება ელექტრონულ სპექტრში. ე. და მათი ატომური სპექტრების შესწავლის შედეგები. ბორმა გამოავლინა ატომების ელექტრონული კონფიგურაციის ფორმირების სამი მნიშვნელოვანი მახასიათებელი: 1) ელექტრონული გარსების შევსება (გარდა ჭურვებისა, რომლებიც შეესაბამება ძირითადი მნიშვნელობებს. კვანტური რიცხვი ნ= 1 და 2) არ ხდება მონოტონურად მათ სრულ სიმძლავრემდე, მაგრამ წყდება ელექტრონების ნაკრების გამოჩენით, რომლებიც მიეკუთვნებიან დიდი მნიშვნელობების მქონე გარსებს. ნ; 2) პერიოდულად მეორდება ატომების მსგავსი ტიპის ელექტრონული კონფიგურაციები; 3) პ.ს პერიოდების საზღვრები. ე. (გარდა პირველისა და მეორესა) არ ემთხვევა თანმიმდევრული ელექტრონული გარსების საზღვრებს.

მნიშვნელობა P. s. ე. P.S. ე. ითამაშა და აგრძელებს უზარმაზარ როლს საბუნებისმეტყველო მეცნიერების განვითარებაში. ეს იყო ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების ყველაზე მნიშვნელოვანი მიღწევა, რამაც შესაძლებელი გახადა „ქიმიური ელემენტის“ ცნების თანამედროვე განმარტება და მარტივი ნივთიერებებისა და ნაერთების ცნებების გარკვევა. პ.ს. გამოვლენილი ნიმუშები. ე.-მ მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინა ატომური სტრუქტურის თეორიის განვითარებაზე და ხელი შეუწყო იზოტონიის ფენომენის ახსნას. ᲛᲐᲓᲚᲝᲑᲐ. ე. დაკავშირებულია ქიმიაში პროგნოზირების პრობლემის მკაცრად მეცნიერულ ფორმულირებასთან, რომელიც გამოიხატა როგორც უცნობი ელემენტებისა და მათი თვისებების არსებობის წინასწარმეტყველებაში, ასევე უკვე აღმოჩენილი ელემენტების ქიმიური ქცევის ახალი მახასიათებლების წინასწარმეტყველებაში. P.S. ე - ქიმიის საფუძველი, პირველ რიგში არაორგანული; ის მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს წინასწარ განსაზღვრული თვისებების მქონე ნივთიერებების სინთეზის პრობლემების გადაჭრას, ახალი მასალების შემუშავებას, კერძოდ ნახევარგამტარებს, სხვადასხვა ქიმიური პროცესებისთვის სპეციფიკური კატალიზატორების შერჩევას და ა.შ. P.S. ასევე ქიმიის სწავლების სამეცნიერო საფუძველია ე.

დასკვნა

დ.ი.მენდელეევის პერიოდული ცხრილი გახდა ყველაზე მნიშვნელოვანი ეტაპი ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების განვითარებაში. მისი წყალობით ჩამოყალიბდა ქიმიური ელემენტის თანამედროვე კონცეფცია და დაზუსტდა იდეები მარტივი ნივთიერებებისა და ნაერთების შესახებ.

პერიოდული სისტემის პროგნოზირებადი როლი, რომელიც აჩვენა თავად მენდელეევმა, მე-20 საუკუნეში გამოიხატა ტრანსურანის ელემენტების ქიმიური თვისებების შეფასებაში.

პერიოდული სისტემის გამოჩენამ გახსნა ახალი, ჭეშმარიტად მეცნიერული ერა ქიმიის ისტორიაში და რიგი მასთან დაკავშირებული მეცნიერებები - ელემენტებისა და ნაერთების შესახებ მიმოფანტული ინფორმაციის ნაცვლად, გამოჩნდა თანმიმდევრული სისტემა, რომლის საფუძველზეც შესაძლებელი გახდა განზოგადება, გამოიტანე დასკვნები და იწინასწარმეტყველა.

მენდელის ატომის პერიოდული კანონი

პერიოდულმა კანონმა შესაძლებელი გახადა ქიმიაში უზარმაზარი სამეცნიერო ინფორმაციის სისტემატიზაცია და განზოგადება. კანონის ამ ფუნქციას ჩვეულებრივ ინტეგრაციულს უწოდებენ. ის განსაკუთრებით მკაფიოდ ვლინდება ქიმიაში სამეცნიერო და სასწავლო მასალის სტრუქტურირებაში. აკადემიკოსმა A.E. Fersman-მა თქვა, რომ სისტემა აერთიანებს მთელ ქიმიას ერთი სივრცითი, ქრონოლოგიური, გენეტიკური და ენერგეტიკული კავშირის ფარგლებში.

პერიოდული კანონის ინტეგრაციული როლი გამოიხატებოდა იმაშიც, რომ ზოგიერთი მონაცემი ელემენტების შესახებ, რომლებიც თითქოს ზოგად კანონებს სცილდებოდა, გადამოწმებული და დაზუსტებული იყო როგორც თავად ავტორის, ისე მისი მიმდევრების მიერ.

ეს მოხდა ბერილიუმის მახასიათებლებით. მენდელეევის ნაშრომამდე იგი ითვლებოდა ალუმინის სამვალენტიან ანალოგად მათი ე.წ. დიაგონალური მსგავსების გამო. ამრიგად, მეორე პერიოდში იყო ორი სამვალენტიანი ელემენტი და არა ერთი ორვალენტიანი. სწორედ ამ ეტაპზე, ჯერ გონებრივი მოდელის კონსტრუქციების დონეზე, მენდელეევმა ეჭვი შეიტანა შეცდომაში ბერილიუმის თვისებების შესწავლაში. შემდეგ მან აღმოაჩინა რუსი ქიმიკოსის ავდეევის ნაშრომი, რომელიც ამტკიცებდა, რომ ბერილიუმი იყო ორვალენტიანი და ჰქონდა 9 ატომური წონა. ავდეევის ნამუშევარი შეუმჩნეველი დარჩა სამეცნიერო სამყაროსთვის, ავტორი ადრე გარდაიცვალა, როგორც ჩანს, მოწამლული იყო უკიდურესად შხამიანი ბერილიუმის ნაერთებით. ავდეევის კვლევის შედეგები დამკვიდრდა მეცნიერებაში პერიოდული კანონის წყალობით.

ატომური წონის და ვალენტობის მნიშვნელობების ასეთი ცვლილებები და დახვეწა განხორციელდა მენდელეევის მიერ კიდევ ცხრა ელემენტისთვის (In, V, Th, U, La, Ce და სამი სხვა ლანთანიდი). კიდევ ათი ელემენტისთვის შესწორდა მხოლოდ ატომური წონა. და ყველა ეს განმარტება შემდგომში ექსპერიმენტულად დადასტურდა.

ანალოგიურად, კარლ კარლოვიჩ კლაუსის ნამუშევარი დაეხმარა მენდელეევს შექმნას ელემენტების უნიკალური VIII ჯგუფი, ახსნა ჰორიზონტალური და ვერტიკალური მსგავსება ელემენტების ტრიადებში:

რკინის კობალტის ნიკელი

რუთენიუმის როდიუმის პალადიუმი

რვაკუთხა ირიდიუმ პლატინა

პერიოდული კანონის პროგნოზულმა (პროგნოზირებადმა) ფუნქციამ მიიღო ყველაზე ნათელი დადასტურება უცნობი ელემენტების აღმოჩენაში სერიული ნომრებით 21, 31 და 32. მათი არსებობა პირველად ინტუიციურ დონეზე იწინასწარმეტყველა, მაგრამ სისტემის ჩამოყალიბებასთან ერთად, მენდელეევი იყო. შეუძლია მათი თვისებების მაღალი სიზუსტით გამოთვლა. სკანდიუმის, გალიუმის და გერმანიუმის აღმოჩენის ცნობილი ამბავი მენდელეევის აღმოჩენის ტრიუმფი იყო. ფ. ენგელსი წერდა: „რაოდენობის ხარისხში გადასვლის შესახებ ჰეგელის კანონის გაუცნობიერებლად გამოყენებით, მენდელეევმა მიაღწია მეცნიერულ წარმატებას, რომელიც უსაფრთხოდ შეიძლება განთავსდეს ლავერიერის აღმოჩენის გვერდით, რომელმაც გამოთვალა უცნობი პლანეტის ნეპტუნის ორბიტა“. თუმცა, არსებობს კლასიკასთან კამათის სურვილი. ჯერ ერთი, მენდელეევის მთელი კვლევა, სტუდენტობის წლებიდან დაწყებული, საკმაოდ შეგნებულად ეფუძნებოდა ჰეგელის კანონს. მეორეც, ლავერიერმა გამოთვალა ნეპტუნის ორბიტა ნიუტონის დიდი ხნის ცნობილი და დადასტურებული კანონების მიხედვით, ხოლო დ.ი. მენდელეევმა ყველა პროგნოზი გააკეთა მის მიერ აღმოჩენილი ბუნების უნივერსალური კანონის საფუძველზე.

სიცოცხლის ბოლოს მენდელეევმა კმაყოფილებით აღნიშნა: „1871 წელს რომ დავწერე სტატია პერიოდული კანონის გამოყენების შესახებ ჯერ კიდევ არ აღმოჩენილი ელემენტების თვისებების დასადგენად, არ მეგონა, რომ ვიცოცხლებდი ამ შედეგის გასამართლებლად. პერიოდული კანონი, მაგრამ რეალობა სხვაგვარად პასუხობდა. მე აღვწერე სამი ელემენტი: ეკაბორონი, ეკაალუმინი და ეკასილიკონი და 20 წელზე ნაკლები ხნის შემდეგ სამივეს აღმოჩენის ხილვა ყველაზე დიდი სიხარული მქონდა... ლ. დე ბოისბოდრანი, ნილსონი და ვინკლერი, ჩემი მხრივ, პერიოდულობის ნამდვილ გამაძლიერებლებს ვთვლი. კანონი. მათ გარეშე, ის ვერ იქნებოდა აღიარებული იმ მასშტაბით, როგორც ახლა. ” საერთო ჯამში, მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა თორმეტი ელემენტი.

თავიდანვე მენდელეევმა აღნიშნა, რომ კანონი აღწერს არა მხოლოდ თვით ქიმიური ელემენტების, არამედ მათი მრავალი ნაერთების თვისებებს, მათ შორის აქამდე უცნობი. ამის დასადასტურებლად საკმარისია შემდეგი მაგალითის მოყვანა. 1929 წლიდან, როდესაც აკადემიკოსმა P. L. Kapitsa-მ პირველად აღმოაჩინა გერმანიუმის არალითონური გამტარობა, ნახევარგამტარების შესწავლის განვითარება დაიწყო მსოფლიოს ყველა ქვეყანაში. მაშინვე გაირკვა, რომ ასეთი თვისებების მქონე ელემენტები IV ჯგუფის მთავარ ქვეჯგუფს იკავებს. დროთა განმავლობაში მივიდა იმის გაგება, რომ ნახევარგამტარული თვისებები მეტ-ნაკლებად უნდა გააჩნდეს ელემენტების ნაერთებს, რომლებიც მდებარეობს ამ ჯგუფისგან თანაბრად დაშორებულ პერიოდებში (მაგალითად, ზოგადი ფორმულით, როგორიცაა AzB;). ამან მაშინვე გახადა ახალი პრაქტიკულად მნიშვნელოვანი ნახევარგამტარების ძიება მიზანმიმართული და პროგნოზირებადი. თითქმის ყველა თანამედროვე ელექტრონიკა დაფუძნებულია ასეთ კავშირებზე.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ პერიოდული ცხრილის ფარგლებში პროგნოზები გაკეთდა მისი ზოგადი მიღების შემდეგაც. 1913 წელს მოსელიმ აღმოაჩინა, რომ რენტგენის ტალღის სიგრძე, რომელიც მიიღება სხვადასხვა ელემენტებისგან დამზადებული ანტიკათოდებიდან, ბუნებრივად იცვლება პერიოდული ცხრილის ელემენტებს პირობითად მინიჭებული სერიული ნომრის მიხედვით. ექსპერიმენტმა დაადასტურა, რომ ელემენტის სერიულ ნომერს აქვს პირდაპირი ფიზიკური მნიშვნელობა. მხოლოდ მოგვიანებით იყო დაკავშირებული სერიული ნომრები ბირთვის დადებითი მუხტის მნიშვნელობასთან. მაგრამ მოზელის კანონმა შესაძლებელი გახადა დაუყოვნებლივ ექსპერიმენტულად დაედასტურებინა ელემენტების რაოდენობა პერიოდებში და ამავე დროს იწინასწარმეტყველა ჰაფნიუმის (No 72) და რენიუმის (No 75) ადგილები, რომლებიც იმ დროისთვის ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი.

მოსელის იმავე კვლევებმა შესაძლებელი გახადა იმ სერიოზული „თავის ტკივილის“ ამოღება, რომელიც მენდელეევს გამოიწვია ატომური მასების ცხრილში ელემენტების ატომური მასების სწორი სერიიდან გადახრები. მენდელეევმა ისინი შექმნა ქიმიური ანალოგიების ზეწოლის ქვეშ, ნაწილობრივ ექსპერტის დონეზე და ნაწილობრივ უბრალოდ ინტუიციურ დონეზე. მაგალითად, კობალტი ნიკელს წინ უსწრებდა ცხრილში, ხოლო იოდი, უფრო დაბალი ატომური მასით, მიჰყვებოდა მძიმე ტელურუმს. საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებში დიდი ხანია ცნობილია, რომ ერთმა „მახინჯმა“ ფაქტმა, რომელიც არ ჯდება ულამაზესი თეორიის ჩარჩოებში, შეუძლია გაანადგუროს იგი. ანალოგიურად, აუხსნელი გადახრები ემუქრებოდა პერიოდულ კანონს. მაგრამ მოსელიმ ექსპერიმენტულად დაამტკიცა, რომ კობალტის (No. 27) და ნიკელის (No. 28) სერიული ნომრები ზუსტად შეესაბამება მათ პოზიციას სისტემაში. აღმოჩნდა, რომ ეს გამონაკლისები მხოლოდ ზოგად წესს ადასტურებს.

მნიშვნელოვანი პროგნოზი გააკეთა 1883 წელს ნიკოლაი ალექსანდროვიჩ მოროზოვმა. სახალხო ნების მოძრაობაში მონაწილეობისთვის ქიმიის სტუდენტ მოროზოვს მიესაჯა სიკვდილით დასჯა, რომელიც მოგვიანებით სამარტოო საკანში სამუდამო პატიმრობით შეიცვალა. მან დაახლოებით ოცდაათი წელი გაატარა სამეფო ციხეებში. შლისელბურგის ციხის პატიმარს საშუალება ჰქონდა მიეღო გარკვეული სამეცნიერო ლიტერატურა ქიმიის შესახებ. პერიოდულ სისტემაში ელემენტების მეზობელ ჯგუფებს შორის ატომური წონის ინტერვალების ანალიზის საფუძველზე, მოროზოვი მივიდა ინტუიციურ დასკვნამდე ჰალოგენებისა და ტუტეების ჯგუფებს შორის უცნობი ელემენტების სხვა ჯგუფის არსებობის შესაძლებლობის შესახებ. ლითონები. მან შესთავაზა მათ ჰაერში მოძებნა. უფრო მეტიც, მან გამოთქვა ჰიპოთეზა ატომების სტრუქტურის შესახებ და მის საფუძველზე ცდილობდა გამოეჩინა ელემენტების თვისებებში პერიოდულობის მიზეზები.

თუმცა, მოროზოვის ჰიპოთეზები განხილვისთვის ხელმისაწვდომი გახდა ბევრად მოგვიანებით, როდესაც ის გაათავისუფლეს 1905 წლის მოვლენების შემდეგ. მაგრამ იმ დროისთვის ინერტული აირები უკვე აღმოჩენილი და შესწავლილი იყო.

დიდი ხნის განმავლობაში ინერტული აირების არსებობისა და პერიოდულ სისტემაში მათი პოზიციის ფაქტი ქიმიურ სამყაროში სერიოზულ დაპირისპირებას იწვევდა. თავად მენდელეევს გარკვეული პერიოდის განმავლობაში სჯეროდა, რომ Nj ტიპის უცნობი მარტივი ნივთიერება შეიძლება იმალებოდა ღია არგონის ბრენდის ქვეშ. პირველი რაციონალური ვარაუდი ინერტული აირების ადგილის შესახებ მათი აღმოჩენის ავტორმა უილიამ რამზეიმ გააკეთა. და 1906 წელს მენდელეევი წერდა: „როდესაც დაარსდა პერიოდული ცხრილი (18b9), არა მხოლოდ არგონი იყო ცნობილი, არამედ არ არსებობდა საფუძველი ეჭვის შეტანა ამ ელემენტების არსებობის შესაძლებლობის შესახებ. დღეს... ამ ელემენტებმა, მათი ატომური წონის მიხედვით, ზუსტი ადგილი დაიკავეს ჰალოგენებსა და ტუტე ლითონებს შორის“.

დიდი ხნის განმავლობაში იყო დებატები: ინერტული აირების გამოყოფა ელემენტების დამოუკიდებელ ნულოვან ჯგუფში ან განხილვა VIII ჯგუფის მთავარ ქვეჯგუფად. თითოეულ თვალსაზრისს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები.

პერიოდულ ცხრილში ელემენტების პოზიციიდან გამომდინარე, თეორიულ ქიმიკოსებს ლინუს პაულინგის ხელმძღვანელობით დიდი ხანია ეჭვი ეპარებათ კეთილშობილი აირების სრულ ქიმიურ პასიურობაში, რაც პირდაპირ მიუთითებს მათი ფტორიდების და ოქსიდების შესაძლო სტაბილურობაზე. მაგრამ მხოლოდ 1962 წელს ამერიკელმა ქიმიკოსმა ნილ ბარტლეტმა პირველმა ჩაატარა პლატინის ჰექსაფტორიდის რეაქცია ჟანგბადთან ყველაზე ჩვეულებრივ პირობებში, მიიღო ქსენონის ჰექსაფტოროპლატინატი XePtF^, რასაც მოჰყვა სხვა გაზის ნაერთები, რომლებსაც ახლა უფრო სწორად უწოდებენ კეთილშობილს, ვიდრე ინერტული.

პერიოდული კანონი დღემდე ინარჩუნებს თავის პროგნოზირებულ ფუნქციას.

უნდა აღინიშნოს, რომ ნებისმიერი ნაკრების უცნობი წევრების პროგნოზები შეიძლება იყოს ორი ტიპის. თუ მსგავსი ელემენტების ცნობილ სერიაში მდებარე ელემენტის თვისებები წინასწარმეტყველებულია, მაშინ ასეთ პროგნოზს ინტერპოლაცია ეწოდება. ბუნებრივია ვივარაუდოთ, რომ ეს თვისებები დაექვემდებარება იმავე კანონებს, როგორც მეზობელი ელემენტების თვისებები. ასე იწინასწარმეტყველეს პერიოდულ სისტემაში დაკარგული ელემენტების თვისებები. გაცილებით რთულია ნაკრების ახალი წევრების მახასიათებლების პროგნოზირება, თუ ისინი აღწერილი ნაწილის გარეთ არიან. ექსტრაპოლაცია - ფუნქციის მნიშვნელობების პროგნოზირება, რომლებიც არაერთი ცნობილი ნიმუშის მიღმაა - ყოველთვის ნაკლებად გარკვეულია.

სწორედ ეს პრობლემა შეექმნათ მეცნიერებს, როდესაც მათ დაიწყეს ელემენტების ძებნა სისტემის ცნობილი საზღვრების მიღმა. მე-20 საუკუნის დასაწყისში. პერიოდული სისტემა ურანით მთავრდებოდა (No92). ტრანსურანის ელემენტების მოპოვების პირველი მცდელობები განხორციელდა 1934 წელს, როდესაც ენრიკო ფერმიმ და ემილიო სეგრემ დაბომბეს ურანი ნეიტრონებით. ასე დაიწყო გზა აქტინოიდებისა და ტრანსაქტინოიდებისკენ.

ბირთვული რეაქციები ასევე გამოიყენება სხვა ადრე უცნობი ელემენტების სინთეზირებისთვის.

ეიენ თეოდორ სიბორგისა და მისი კოლეგების მიერ ხელოვნურად სინთეზირებული ელემენტი No101 დაარქვეს "მენდელევიუმი". თავად სიბორგმა თქვა ეს: ”განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ელემენტს 101 ეწოდა დიდი რუსი ქიმიკოსის D.I. მენდელეევის პატივსაცემად ამერიკელმა მეცნიერებმა, რომლებიც მას ყოველთვის თვლიდნენ ქიმიის პიონერად”.

ახლად აღმოჩენილი, უფრო სწორად ხელოვნურად შექმნილი ელემენტების რაოდენობა მუდმივად იზრდება. ელემენტების უმძიმესი ბირთვების სინთეზი სერიული ნომრებით 113 და 115 განხორციელდა დუბნის ბირთვული კვლევების რუსეთის ერთობლივ ინსტიტუტში ხელოვნურად მიღებული ამერიკის ბირთვების დაბომბვით მძიმე იზოტოპის კალციუმ-48 ბირთვებით. ამ შემთხვევაში ჩნდება №115 ელემენტის ბირთვი, რომელიც მაშინვე იშლება და ქმნის №113 ელემენტის ბირთვს. ასეთი ზემძიმე ელემენტები ბუნებაში არ არსებობს, მაგრამ ისინი წარმოიქმნება სუპერნოვას აფეთქებების დროს და შესაძლოა არსებობდეს დიდი აფეთქების დროსაც. . მათი კვლევა გვეხმარება იმის გაგებაში, თუ როგორ გაჩნდა ჩვენი სამყარო.

სულ 39 ბუნებრივად არსებული რადიოაქტიური იზოტოპი გვხვდება ბუნებაში. სხვადასხვა იზოტოპები იშლება სხვადასხვა სიჩქარით, რომლებიც ხასიათდება ნახევარგამოყოფით. ურანი-238-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 4,5 მილიარდი წელია, ზოგიერთი სხვა ელემენტისთვის კი შეიძლება წამის მემილიონედს უდრიდეს.

რადიოაქტიური ელემენტები, რომლებიც თანმიმდევრულად იშლება და ერთმანეთში გარდაიქმნება, ქმნის მთელ სერიას. ცნობილია სამი ასეთი სერია: საწყისი ელემენტის მიხედვით, სერიის ყველა წევრი გაერთიანებულია ურანის, აქტინურანიუმის და თორიუმის ოჯახებში. კიდევ ერთი ოჯახი შედგება ხელოვნურად წარმოებული რადიოაქტიური იზოტოპებისგან. ყველა ოჯახში გარდაქმნები სრულდება ტყვიის არარადიოაქტიური ატომების გამოჩენით.

ვინაიდან დედამიწის ქერქი შეიძლება შეიცავდეს მხოლოდ იზოტოპებს, რომელთა ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეესაბამება დედამიწის ასაკს, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ მისი ისტორიის მილიარდობით წლის განმავლობაში ასევე არსებობდა ხანმოკლე იზოტოპები, რომლებიც ახლა ფაქტიურად გადაშენდნენ. ეს ალბათ მოიცავდა მძიმე იზოტოპს კალიუმ-40. მისი სრული დაშლის შედეგად კალიუმის ატომური მასის ტაბულური მნიშვნელობა დღეს არის 39,102, ამიტომ მასით ჩამოუვარდება მე-18 ელემენტს არგონს (39,948). ეს ხსნის პერიოდულ სისტემაში ელემენტების ატომური მასების თანმიმდევრული ზრდის გამონაკლისს.

გოლდანსკიმ მენდელეევის ხსოვნისადმი მიძღვნილ გამოსვლაში აღნიშნა "ფუნდამენტური როლი, რომელსაც მენდელეევის ნამუშევრები ასრულებენ ქიმიის სრულიად ახალ სფეროებშიც კი, რომლებიც წარმოიშვა პერიოდული ცხრილის ბრწყინვალე შემქმნელის გარდაცვალებიდან ათწლეულების შემდეგ".

მეცნიერება არის საუკუნეების სიბრძნისა და გამოცდილების ისტორია და საცავი, მათი რაციონალური ჭვრეტა და გამოცდილი განსჯა.

D. I. მენდელეევი

იშვიათად ხდება, რომ მეცნიერული აღმოჩენა აღმოჩნდეს რაღაც სრულიად მოულოდნელი; თითქმის ყოველთვის მოსალოდნელია:

თუმცა, მომდევნო თაობებს, რომლებიც იყენებენ ყველა კითხვაზე დადასტურებულ პასუხებს, ხშირად უჭირთ იმის დადგენა, თუ რა სირთულეებს დაუჯდა ეს მათ წინამორბედებს.

C. Darwin

ჩვენს ირგვლივ სამყაროს შესახებ თითოეულ მეცნიერებას კვლევის საგანი აქვს მატერიის მოძრაობის სპეციფიკური ფორმები. გაბატონებული იდეები განიხილავს მოძრაობის ამ ფორმებს სირთულის გაზრდის მიზნით:

მექანიკური - ფიზიკური - ქიმიური - ბიოლოგიური - სოციალური. ყოველი მომდევნო ფორმა არ უარყოფს წინაებს, არამედ მოიცავს მათ.

შემთხვევითი არ არის, რომ პერიოდული კანონის აღმოჩენის ასი წლისთავის აღსანიშნავად, G.T. Seaborg-მა თავისი მოხსენება მიუძღვნა ქიმიის უახლეს მიღწევებს. მასში მან ძალიან დააფასა რუსი მეცნიერის საოცარი მიღწევები: ”მენდელეევის დროიდან პერიოდული ცხრილის ევოლუციის განხილვისას, ყველაზე გასაოცარი ის არის, რომ მან შეძლო ელემენტების პერიოდული ცხრილის შექმნა, თუმცა მენდელეევი არ იყო. იცის ახლა საყოველთაოდ მიღებული ცნებები, როგორიცაა ბირთვული სტრუქტურა და იზოტოპები, ატომური რიცხვების ურთიერთობა ვალენტობასთან, ატომების ელექტრონული ბუნება, ელექტრონული სტრუქტურით ახსნილი ქიმიური თვისებების პერიოდულობა და ბოლოს, რადიოაქტიურობა.

შეიძლება მოვიყვანოთ აკადემიკოს A.E. Fersman-ის სიტყვები, რომელმაც ყურადღება გაამახვილა მომავალზე: „გაჩნდება და მოკვდება ახალი თეორიები, ბრწყინვალე განზოგადებები. ახალი იდეები ჩაანაცვლებს ჩვენს უკვე მოძველებულ ცნებებს ატომისა და ელექტრონის შესახებ. უდიდესი აღმოჩენები და ექსპერიმენტები გააუქმებს წარსულს და გახსნის დღეს წარმოუდგენელი სიახლისა და სიგანის ჰორიზონტს - ეს ყველაფერი მოვა და წავა, მაგრამ მენდელეევის პერიოდული კანონი ყოველთვის იცოცხლებს და წარმართავს ძიებას.

მსგავსი სტატიები