Элементүүдийн үечилсэн систем нь химийн дараагийн хөгжилд ихээхэн нөлөө үзүүлсэн. Энэ нь химийн элементүүдийн анхны байгалийн ангилал бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо уялдаатай систем бүрдүүлдэг, хоорондоо нягт холбоотой байдаг гэдгийг харуулсан төдийгүй цаашдын судалгаа шинжилгээний хүчирхэг хэрэгсэл болсон юм.
Менделеев өөрийн нээсэн үелэх хуулинд үндэслэн хүснэгтээ зохиож байх үед олон элемент тодорхойгүй хэвээр байв. Тиймээс 4 элементийн скандиумын үе тодорхойгүй байв. Атомын массын хувьд Ti нь Ca-ын дараа ирсэн боловч Ти-г Ca-ийн дараа шууд байрлуулж болохгүй, учир нь Энэ нь 3-р бүлэгт багтах боловч Ti-ийн шинж чанараас шалтгаалан 4-р бүлэгт ангилагдах ёстой. Тиймээс Менделеев нэг эсээ алдсан. Үүний үндсэн дээр 4-р үед Zn ба As-ийн хооронд хоёр чөлөөт эс ​​үлдсэн. Бусад эгнээнд хоосон суудал байсаар байна. Менделеев зөвхөн итгэлтэй байсангүй Эдгээр газруудыг дүүргэх үл мэдэгдэх элементүүд байх ёстой, гэхдээ үелэх системийн бусад элементүүдийн дунд байр сууриа үндэслэн эдгээр элементүүдийн шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж байсан.Эдгээр элементүүдийг мөн экаборон (шинж чанар нь бортой төстэй байх ёстой), экаалюминий, эказилициум гэж нэрлэжээ.

Дараагийн 15 жилийн хугацаанд Менделеевийн таамаглал гайхалтай батлагдсан; Хүлээгдэж буй гурван элемент бүгд нээлттэй байсан. Эхлээд Францын химич Лекок де Бойсбаудран эка-хөнгөн цагааны бүх шинж чанарыг агуулсан галлиумыг нээсэн. Үүний дараа Шведэд Л.Ф. Нилсон скандийг нээсэн бөгөөд эцэст нь хэдэн жилийн дараа Германд К.А.Винклер германий гэж нэрлэсэн элементийг нээсэн бөгөөд энэ нь эаксиалиацтай яг адилхан болсон...
Ga, Sc, Ge-г нээсэн нь үечилсэн хуулийн хамгийн том ялалт байв. Үелэх систем нь зарим элементийн валент ба атомын массыг тогтооход чухал ач холбогдолтой байв. Үүний нэгэн адил үелэх систем нь зарим элементийн атомын массыг засахад түлхэц өгсөн.Жишээ нь, Cs өмнө нь 123.4 атомын масстай байсан. Менделеев элементүүдийг хүснэгтэд байрлуулж, шинж чанарын дагуу Cs нь Rb-ийн дагуу эхний бүлгийн үндсэн дэд бүлэгт багтах ёстой тул атомын масс нь 130 орчим байх болно гэдгийг олж мэдсэн. Орчин үеийн тодорхойлолтууд нь Cs-ийн атомын массыг харуулж байна. 132.9054..
Одоогийн байдлаар үечилсэн хууль нь химийн чиглүүлэгч од хэвээр байна. Үүний үндсэн дээр трансуран элементүүдийг зохиомлоор бий болгосон.Тэдний нэг болох 1955 онд анх олж авсан №101 элементийг Оросын агуу эрдэмтний нэрэмжит менделевиум гэж нэрлэжээ.
Шинжлэх ухааны дараагийн хөгжил нь үечилсэн хуульд үндэслэн материйн бүтцийг илүү гүнзгий ойлгох боломжийг олгосон. Энэ нь Менделеевийн амьдралын үед боломжтой байсан.
Менделеевийн эш үзүүллэгийн үгс гайхалтай батлагдсан: "Тогтмол хуулийг устгах аюул заналхийлдэггүй, харин зөвхөн дээд бүтэц, хөгжлийг амлаж байна."

Тогтмол хуулийг нээх урьдчилсан нөхцөл нь 1860 онд Карлсруэ хотод болсон олон улсын химичүүдийн их хурлын шийдвэр, атом-молекулын шинжлэх ухаан эцэслэн байгуулагдаж, молекул, атомын тухай ойлголтуудын анхны нэгдсэн тодорхойлолтууд байв. Бид одоо харьцангуй атомын масс гэж нэрлэдэг атомын жинг авсан.

Д.И.Менделеев нээлтдээ тодорхой томъёолсон эхлэлийн цэгүүдэд тулгуурласан.

Бүх химийн элементүүдийн атомуудын нийтлэг өөрчлөгддөггүй шинж чанар нь тэдний атомын масс юм;

Элементүүдийн шинж чанар нь тэдгээрийн атомын массаас хамаардаг;

Энэ хамаарлын хэлбэр нь үе үе юм.

Дээр дурдсан урьдчилсан нөхцөлүүдийг химийн шинжлэх ухаан болох түүхэн хөгжлөөр тодорхойлсон тул эрдэмтдийн хувийн шинж чанараас үл хамааран объектив гэж нэрлэж болно.

III Үелэх хууль ба химийн элементүүдийн үечилсэн систем.

Менделеев үечилсэн хуулийг нээсэн.

Элементүүдийн үелэх системийн анхны хувилбарыг Д.И.Менделеев 1869 онд буюу атомын бүтцийг судлахаас нэлээд өмнө хэвлүүлсэн. Энэ үед Менделеев Санкт-Петербургийн их сургуульд химийн хичээл заадаг байв. Д.И.Менделеев "Химийн үндэс" сурах бичгийнхээ лекцэнд бэлдэж, материал цуглуулж байхдаа элементүүдийн химийн шинж чанарын талаархи мэдээлэл нь хоорондоо ялгаатай баримтуудын багц мэт харагдахгүй байхаар материалыг хэрхэн системчлэх талаар бодож байв.

Д.И.Менделеев энэ бүтээлийн удирдамж нь элементүүдийн атомын масс (атомын жин) байв. Д.И.Менделеевийн оролцсон 1860 онд болсон Дэлхийн химичүүдийн их хурлын дараа атомын жинг зөв тодорхойлох асуудал дэлхийн олон тэргүүлэх химич, тэр дундаа Д.И.Менделеев нарын анхаарлын төвд байсан.Д.И.Менделеев элементүүдийг атомын жингийнхээ өсөлтийн дарааллаар байрлуулснаар байгалийн үндсэн хуулийг нээсэн бөгөөд үүнийг одоо үечилсэн хууль гэж нэрлэдэг.

Элементүүдийн шинж чанар нь атомын жингээс хамаарч үе үе өөрчлөгддөг.

Дээрх томъёолол нь "атомын жин" гэсэн ойлголтыг "цөмийн цэнэг" гэсэн ойлголтоор сольсон орчин үеийнхтэй огт зөрчилддөггүй. Цөм нь протон ба нейтроноос бүрдэнэ. Ихэнх элементүүдийн цөм дэх протон ба нейтроны тоо ойролцоогоор ижил байдаг тул цөм дэх протоны тоо (цөмийн цэнэг Z) нэмэгдэхийн хэрээр атомын жин ойролцоогоор ижил хэмжээгээр нэмэгддэг.

Тогтмол хуулийн үндсэн шинэлэг зүйл нь дараах байдалтай байв.

1. Шинж чанараараа ялгаатай элементүүдийн хооронд холбоо тогтоогдсон. Энэ холболт нь элементүүдийн шинж чанар нь атомын жин нэмэгдэхийн хэрээр жигд, ойролцоогоор тэнцүү өөрчлөгддөг бөгөөд дараа нь эдгээр өөрчлөлтүүд ҮЕ үе ДАВТДАГДдагт оршино.

2. Элементүүдийн шинж чанарын өөрчлөлтийн дараалалд ямар нэг холбоос байхгүй мэт санагдсан тохиолдолд GAPS-ийг үечилсэн системд оруулсан бөгөөд үүнийг хараахан нээж амжаагүй элементүүдээр дүүргэх шаардлагатай байв.

Элементүүдийн хоорондын хамаарлыг тодорхойлох өмнөх бүх оролдлогууддаа бусад судлаачид хараахан нээгдээгүй элементүүдэд орон зай байхгүй бүрэн дүр зургийг бүтээхийг хичээсэн. Харин ч Д.И.Менделеев өөрийн үелэх системийн хамгийн чухал хэсгийг хоосон хэвээр байгаа эсүүд гэж үзсэн. Энэ нь одоог хүртэл үл мэдэгдэх элементүүд байгаа эсэхийг урьдчилан таамаглах боломжтой болсон.

Д.И.Менделеев олон элементийн атомын жинг маш ойролцоогоор тодорхойлж, ердөө 63 элемент нь өөрөө мэдэгдэж байсан, өөрөөр хэлбэл өнөөгийн бидэнд мэдэгдэж байгаа элементүүдийн талаас арай илүү байсан үед нээлтээ хийсэн нь бахдалтай юм.

Төрөл бүрийн элементүүдийн химийн шинж чанарын талаархи гүнзгий мэдлэг нь Менделеевт хараахан нээгдээгүй элементүүдийг зааж өгөхөөс гадна тэдгээрийн шинж чанарыг нарийн таамаглах боломжийг олгосон! Д.И.Менделеев "эка-цахиур" гэж нэрлэсэн элементийн шинж чанарыг нарийн таамаглаж байсан. 16 жилийн дараа энэ элементийг үнэхээр Германы химич Винклер нээж германий гэж нэрлэжээ.

Д.И.Менделеевийн хараахан нээгдээгүй байгаа "эка-цахиур" элементийн урьдчилан таамагласан шинж чанарыг германий (Ge) элементийн шинж чанаруудтай харьцуулах. Орчин үеийн үечилсэн хүснэгтэд германий "эка-цахиур" -ын байрыг эзэлдэг.

Өмч

1870 онд Д.И.Менделеев "эка-цахиур"-ын талаар таамаглаж байсан

1886 онд нээгдсэн германий Ge-д зориулагдсан

Өнгө, гадаад төрх

бор

цайвар бор

Атомын жин

72,59

Нягт (г/см3)

5,5

5,35

Оксидын томъёо

XO2

GeO2

Хлоридын томъёо

XCl4

GeCl4

Хлоридын нягт (г/см3)

1,9

1,84

Үүнтэй адилаар “эка-хөнгөн цагаан” (1875 онд нээсэн галлий Ga элемент), “эка-бор” (1879 онд нээсэн скандийн Sc элемент)-ийн шинж чанарыг Д.И.Менделеев гайхалтай баталжээ.

Үүний дараа Д.И.Менделеевийн үелэх систем нь элементүүдийг зүгээр нэг системчилдэггүй, харин байгалийн үндсэн хууль болох Үелэх хуулийн график илэрхийлэл болох нь дэлхийн эрдэмтэдэд тодорхой болсон.

Үелэх системийн бүтэц.

D.I-ийн үечилсэн хуульд үндэслэн. Менделеев 7 үе, 8 бүлгээс бүрдсэн химийн элементүүдийн үечилсэн хүснэгтийг бүтээсэн (хүснэгтийн богино хугацааны хувилбар). Одоогийн байдлаар үечилсэн системийн урт хугацааны хувилбарыг илүү их ашиглаж байна (7 үе, 8 бүлэг, лантанид ба актинидын элементүүдийг тусад нь үзүүлэв).

Цэгүүд нь хүснэгтийн хэвтээ эгнээ бөгөөд тэдгээрийг жижиг, том гэж хуваадаг. Жижиг хугацаанд 2 элемент (1-р үе) эсвэл 8 элемент (2, 3-р үе), том үед - 18 элемент (4, 5-р үе) эсвэл 32 элемент (6, 5-р үе) 7-р үе). Үе бүр нь ердийн металлаас эхэлж, металл бус (галоген) ба язгуур хийгээр төгсдөг.

Бүлгүүд нь элементүүдийн босоо дараалал бөгөөд тэдгээрийг I-ээс VIII хүртэлх Ром тоогоор, оросын А ба В үсгээр дугаарласан байдаг. Үелэх системийн богино хугацааны хувилбарт элементүүдийн дэд бүлгүүд (үндсэн ба хоёрдогч) багтдаг.

Дэд бүлэг нь болзолгүй химийн аналог болох элементүүдийн багц юм; Ихэнх тохиолдолд дэд бүлгийн элементүүд нь бүлгийн дугаартай харгалзах хамгийн их исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг.

А-бүлэгт элементүүдийн химийн шинж чанар нь металл бусаас металл хүртэл янз бүр байж болно (жишээлбэл, V бүлгийн үндсэн дэд бүлэгт азот нь металл бус, висмут нь металл юм).

Үелэх системд ердийн металлууд IA (Li-Fr), IIA (Mg-Ra) ба IIIA (In, Tl) бүлэгт байрладаг. Металл бус VIIA (F-Al), VIA (O-Te), VA (N-As), IVA (C, Si) ба IIIA (B) бүлгүүдэд байрладаг. А бүлгийн зарим элементүүд (бериллий Be, хөнгөн цагаан Al, германий Ge, сурьма Sb, полони Po болон бусад), түүнчлэн B бүлгийн олон элементүүд нь метал ба металл бус шинж чанарыг харуулдаг (амфотерийн үзэгдэл).

Зарим бүлгүүдийн хувьд бүлгийн нэрийг ашигладаг: IA (Li-Fr) - шүлтлэг металл, IIA (Ca-Ra) - шүлтлэг шороон металл, VIA (O-Po) - халькоген, VIIA (F-At) - галоген, VIIIA ( He-Rn ) - үнэт хий. Д.И.-ийн санал болгосон үечилсэн хүснэгтийн хэлбэр. Менделеевийг богино хугацааны буюу сонгодог гэж нэрлэдэг байв. Одоогийн байдлаар үечилсэн хүснэгтийн өөр нэг хэлбэр илүү өргөн хэрэглэгддэг - урт хугацааны хэлбэр.

Тогтмол хууль D.I. Менделеев ба химийн элементүүдийн үечилсэн систем нь орчин үеийн химийн үндэс суурь болсон. Харьцангуй атомын массыг 1983 оны Олон улсын хүснэгтийн дагуу өгсөн болно. 104-108 элементийн хувьд хамгийн урт насалдаг изотопуудын массын тоог дөрвөлжин хаалтанд оруулсан болно. Хаалтанд оруулсан элементүүдийн нэр, тэмдэглэгээг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөггүй.

IV Үелэх хууль ба атомын бүтэц.

Атомын бүтцийн талаархи үндсэн мэдээлэл.

19-р зууны төгсгөл, 20-р зууны эхэн үед физикчид атом нь нийлмэл бөөмс бөгөөд энгийн (элементар) бөөмсөөс бүрддэг болохыг нотолсон. Олдсон:

катодын туяа (Английн физикч Ж.Ж. Томсон, 1897), бөөмсийг электрон гэж нэрлэдэг e− (нэг сөрөг цэнэгтэй);

элементүүдийн байгалийн цацраг идэвхт байдал (Францын эрдэмтэд - радиохимич А. Беккерел, М. Склодовска-Кюри, физикч Пьер Кюри, 1896) ба α-бөөмс (гелийн цөм 4He2+) байгаа эсэх;

атомын төвд эерэг цэнэгтэй цөм байгаа эсэх (Английн физикч, радиохимич Э. Рутерфорд, 1911);

нэг элементийг нөгөөд зохиомлоор хувиргах, жишээ нь азотыг хүчилтөрөгч болгон хувиргах (Э. Рутерфорд, 1919). Нэг элементийн атомын цөмөөс (азот - Рутерфордын туршилтаар) α-бөөмтэй мөргөлдсөний дараа өөр элементийн атомын цөм (хүчилтөрөгч) ба нэгж эерэг цэнэг агуулсан шинэ бөөмийг протон гэж нэрлэдэг ( p+, 1H цөм) үүссэн.

цахилгаан саармаг хэсгүүдийн атомын цөмд байх - нейтрон n0 (Английн физикч Ж.Чадвик, 1932).

Судалгааны үр дүнд элемент бүрийн атомд (1Н-ээс бусад) протон, нейтрон, электронууд агуулагдаж, протон, нейтрон нь атомын цөмд төвлөрч, электронууд нь түүний захад (электрон бүрхүүлд) агуулагддаг болохыг тогтоожээ. .

Цөм дэх протоны тоо нь атомын бүрхүүл дэх электронуудын тоотой тэнцүү бөгөөд энэ элементийн үечилсэн систем дэх серийн дугаартай тохирч байна.

Атомын электрон бүрхүүл нь нарийн төвөгтэй систем юм. Энэ нь янз бүрийн энергитэй (энергийн түвшин) дэд бүрхүүлд хуваагддаг; түвшин нь эргээд дэд түвшинд хуваагддаг ба дэд түвшинд хэлбэр, хэмжээгээрээ ялгаатай атомын орбиталууд (s, p, d, f гэх мэт үсгээр тэмдэглэгдсэн) багтдаг.

Тиймээс атомын гол шинж чанар нь атомын масс биш, харин цөмийн эерэг цэнэгийн хэмжээ юм. Энэ нь атомын илүү ерөнхий бөгөөд үнэн зөв шинж чанар, тиймээс элемент юм. Элементийн бүх шинж чанар, түүний үелэх систем дэх байрлал нь атомын цөмийн эерэг цэнэгийн хэмжээнээс хамаарна. Тиймээс химийн элементийн атомын дугаар нь түүний атомын цөмийн цэнэгтэй тоогоор давхцдаг. Элементүүдийн үелэх систем нь үечилсэн хуулийн график дүрслэл бөгөөд элементийн атомын бүтцийг тусгадаг.

Атомын бүтцийн онол нь элементүүдийн шинж чанарын үечилсэн өөрчлөлтийг тайлбарладаг. Атомын цөмийн эерэг цэнэгийг 1-ээс 110 хүртэл нэмэгдүүлэх нь атом дахь гадаад энергийн түвшний бүтцийн элементүүдийг үе үе давтахад хүргэдэг. Элементүүдийн шинж чанар нь гадаад түвшний электронуудын тооноос ихээхэн хамаардаг тул үе үе давтагддаг. Энэ бол үечилсэн хуулийн физик утга юм.

Тогтмол системийн үе бүр нь гаднах түвшний атомууд нь нэг s-электронтой (бүрэн бус гадаад түвшин) элементүүдээс эхэлдэг тул ижил төстэй шинж чанарыг харуулдаг - тэдгээр нь металл шинж чанарыг тодорхойлдог валентийн электронуудаас амархан татгалздаг. Эдгээр нь шүлтлэг металлууд - Li, Na, K, Rb, Cs.

Энэ үе нь гаднах түвшний атомууд нь 2 (s2) электрон (эхний үед) эсвэл 8 (s2p6) электрон (дараагийн бүх үед) агуулсан элементүүдээр дуусдаг, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь бүрэн гадаад түвшинтэй байдаг. Эдгээр нь идэвхгүй шинж чанартай He, Ne, Ar, Kr, Xe зэрэг үнэт хий юм.

1869 онд Д.И.Менделеев энгийн бодис, нэгдлүүдийн шинж чанарын шинжилгээнд үндэслэн Үелэх хуулийг томъёолжээ. "Энгийн бие ба элементүүдийн нэгдлүүдийн шинж чанар нь элементүүдийн атомын массын хэмжээнээс үе үе хамаардаг."Тогтмол хуулинд үндэслэн элементүүдийн үечилсэн системийг эмхэтгэсэн. Үүнд ижил төстэй шинж чанартай элементүүдийг босоо бүлгийн багана болгон нэгтгэсэн. Зарим тохиолдолд элементүүдийг үечилсэн системд байрлуулахдаа шинж чанаруудын давталтын давтамжийг хадгалахын тулд атомын массын өсөлтийн дарааллыг зөрчих шаардлагатай байв. Жишээлбэл, теллур, иод, түүнчлэн аргон, кали зэргийг "солих" шаардлагатай байв. Учир нь атомын бүтцийн талаар юу ч мэддэггүй байсан үед Менделеев үелэх хуулийг санаачилсан нь 20-р зуунд атомын гаригийн загварыг дэвшүүлсний дараа үелэх хуулийг дараах байдлаар томъёолжээ.

"Химийн элемент ба нэгдлүүдийн шинж чанар нь атомын цөмийн цэнэгээс үе үе хамааралтай байдаг."

Цөмийн цэнэг нь үелэх систем дэх элементийн тоо болон атомын электрон бүрхүүл дэх электронуудын тоотой тэнцүү байна. Энэхүү томъёолол нь Тогтмол хуулийн "зөрчил"-ийг тайлбарлав. Үелэх системд хугацааны дугаар нь атом дахь электрон түвшний тоотой, үндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн бүлгийн дугаар нь гаднах түвшний электронуудын тоотой тэнцүү байна.

Тогтмол хуулийн шинжлэх ухааны ач холбогдол. Тогтмол хууль нь химийн элементүүд болон тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг системчлэх боломжийг олгосон. Менделеев үелэх систем зохиохдоо олдоогүй олон элемент байдгийг урьдчилан таамаглаж, тэдэнд хоосон эс үлдээж, нээгдээгүй элементүүдийн олон шинж чанарыг урьдчилан таамагласан нь тэднийг нээхэд дөхөм болсон бөгөөд эхнийх нь дөрвөн жилийн дараа гарчээ.

Гэхдээ Менделеевийн агуу гавьяа нь зөвхөн шинэ зүйлийг нээсэн явдал биш юм.

Менделеев байгалийн шинэ хуулийг нээсэн. Шинжлэх ухаан нь салангид, хоорондоо холбоогүй бодисуудын оронд Орчлон ертөнцийн бүх элементүүдийг нэг цогц болгон нэгтгэсэн нэг эв нэгдэлтэй системтэй тулгарсан; атомыг дараахь байдлаар авч үзэж эхлэв.

1. нийтлэг хэв маягаар бие биетэйгээ органик байдлаар холбогдсон,

2. атомын жингийн тоон өөрчлөлтийг химийн бодисын чанарын өөрчлөлт рүү шилжүүлэхийг илрүүлэх. хувь хүний ​​онцлог,

3. эсрэгээр нь металл байгааг харуулж байна. болон металл бус. атомын шинж чанар нь урьд өмнө бодож байсанчлан үнэмлэхүй биш, зөвхөн харьцангуй шинж чанартай байдаг.

24. Органик химийн хөгжлийн явцад бүтцийн онолууд үүссэн. Атом-молекулын шинжлэх ухаан нь бүтцийн онолын онолын үндэс.

Органик хими. 18-р зууны туршид. Организм ба бодисуудын химийн харилцан үйлчлэлийн талаархи асуултад эрдэмтэд амьдралыг орчлон ертөнцийн хууль тогтоомжид захирагддаггүй, харин онцгой амин хүчний нөлөөнд автдаг онцгой үзэгдэл гэж үздэг витализмын сургаалыг удирдан чиглүүлдэг байв. Энэ үзлийг 19-р зууны олон эрдэмтэд өвлөн авсан боловч 1777 онд Лавуазье амьсгал нь шаталттай төстэй үйл явц гэж санал болгосноор түүний үндэс суурь ганхаж байжээ.

1828 онд Германы химич Фридрих Вёлер (1800-1882) аммонийн цианатыг (энэ нэгдлийг болзолгүйгээр органик бус бодис гэж ангилсан) халааж, хүн, амьтны хаягдал бүтээгдэхүүн болох мочевин гаргаж авсан. 1845 онд Вёлерийн шавь Адольф Колбе анхдагч элементүүд болох нүүрстөрөгч, устөрөгч, хүчилтөрөгчөөс цууны хүчлийг нийлэгжүүлжээ. 1850-иад онд Францын химич Пьер Бертелот органик нэгдлүүдийн нийлэгжилтийн талаар системчилсэн ажил эхлүүлж, метилийн болон этилийн спирт, метан, бензол, ацетиленийг гаргаж авсан. Байгалийн органик нэгдлүүдийн системчилсэн судалгаагаар тэдгээр нь бүгд нэг буюу хэд хэдэн нүүрстөрөгчийн атом, олон нь устөрөгчийн атом агуулдаг болохыг харуулсан. Төрлийн онол. Маш олон тооны нүүрстөрөгч агуулсан нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг олж, тусгаарлах нь тэдгээрийн молекулуудын найрлагын талаархи асуултыг тавьж, одоо байгаа ангиллын системийг шинэчлэх шаардлагатай болсон. 1840-өөд он гэхэд химийн эрдэмтэд Берзелиусын хоёрдмол үзэл санаа нь зөвхөн органик бус давстай холбоотой болохыг ойлгосон. 1853 онд бүх органик нэгдлүүдийг төрлөөр нь ангилах оролдлого хийсэн. Францын химич ерөнхий "төрлийн онол"-ыг санал болгосон Чарльз Фредерик Жерард, атомын янз бүрийн бүлгүүдийн нэгдэл нь эдгээр бүлгүүдийн цахилгаан цэнэгээр тодорхойлогддоггүй, харин тэдгээрийн химийн өвөрмөц шинж чанараар тодорхойлогддог гэж тэд үзсэн.

Бүтцийн хими. 1857 онд Кекуле валентын онол дээр үндэслэн (валентыг тухайн элементийн нэг атомтай нэгдэх устөрөгчийн атомын тоо гэж ойлгодог) нүүрстөрөгч нь дөрвөн валенттай тул бусад дөрвөн атомтай нэгдэж, урт гинж үүсгэдэг гэж санал болгосон. шулуун эсвэл салаалсан. Тиймээс органик молекулуудыг радикалуудын нэгдэл хэлбэрээр биш харин бүтцийн томьёо - атом ба тэдгээрийн хоорондын холбоо хэлбэрээр дүрсэлж эхэлсэн.

1874 онд Данийн химич Жейкоб вант ХоффФранцын химич Жозеф Ахилле Ле Бел (1847–1930) энэ санааг сансар огторгуй дахь атомуудын зохион байгуулалтад өргөн нэвтрүүлсэн. Тэд молекулууд нь хавтгай биш, харин гурван хэмжээст бүтэцтэй гэдэгт итгэдэг байв. Энэхүү ойлголт нь орон зайн изомеризм, ижил найрлагатай, гэхдээ өөр өөр шинж чанартай молекулуудын оршин тогтнох гэх мэт олон алдартай үзэгдлүүдийг тайлбарлах боломжийг олгосон. Өгөгдөл үүнд маш сайн нийцдэг Луис Пастердарсны хүчлийн изомеруудын тухай.

6. Үелэх хууль ба үечилсэн систем Д.И. Менделеев Үелэх системийн бүтэц (үе, бүлэг, дэд бүлэг). Үелэх хууль ба үечилсэн системийн утга.

Үе үехууль D.I. Менделеев:Энгийн биеийн шинж чанарууд, түүнчлэн нэгдлүүдийн хэлбэр, шинж чанаруудэлементүүдийн ялгаа нь үе үе хамааралтай байдагэлементүүдийн атомын жингийн утгууд (Элементүүдийн шинж чанар нь цөмийн атомуудын цэнэгээс үе үе хамаардаг).

Элементүүдийн үечилсэн систем. Шинж чанар нь дараалан өөрчлөгддөг элементүүдийн цуваа, тухайлбал литийн неон, натриас аргон хүртэлх найман элементийн цувааг Менделеев үе гэж нэрлэсэн. Хэрэв бид натри литийн доор, аргон нь неон доор байхаар эдгээр хоёр үеийг нэг нэгээр нь бичвэл дараах элементүүдийн зохион байгуулалтыг олж авна.

Ийм зохион байгуулалттайгаар босоо баганууд нь шинж чанараараа ижил төстэй, ижил валенттай элементүүдийг агуулдаг, жишээлбэл, лити ба натри, берилли ба магни гэх мэт.

Бүх элементүүдийг үе болгон хувааж, нэг үеийг нөгөө доор байрлуулснаар шинж чанар, үүссэн нэгдлүүдийн төрлөөр ижил төстэй элементүүд бие биенийхээ доор байрладаг тул Менделеев элементүүдийн үечилсэн систем гэж нэрлэсэн хүснэгтийг бүлэг, цуваагаар нэрлэсэн.

Тогтмол системийн утгаБид.Элементүүдийн үечилсэн систем нь химийн дараагийн хөгжилд ихээхэн нөлөө үзүүлсэн. Энэ нь химийн элементүүдийн анхны байгалийн ангилал бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо уялдаатай систем бүрдүүлдэг, хоорондоо нягт холбоотой байдаг гэдгийг харуулсан төдийгүй цаашдын судалгаа шинжилгээний хүчирхэг хэрэгсэл болсон юм.

7. Химийн элементүүдийн шинж чанарын үечилсэн өөрчлөлт. Атом ба ионы радиусууд. Ионжуулалтын энерги. Электрон хамаарал. Цахилгаан сөрөг чанар.

Атомын радиусын Z атомын цөмийн цэнэгээс хамаарах хамаарал нь үе үе юм. Нэг хугацааны дотор Z ихсэх тусам атомын хэмжээ буурах хандлагатай байдаг нь ялангуяа богино хугацаанд тод ажиглагддаг.

Цөмөөс илүү алслагдсан шинэ электрон давхарга баригдаж эхэлснээр, тухайлбал, дараагийн үе рүү шилжих үед атомын радиус нэмэгддэг (жишээлбэл, фтор ба натрийн атомын радиусыг харьцуулах). Үүний үр дүнд дэд бүлгийн дотор цөмийн цэнэг нэмэгдэхийн хэрээр атомын хэмжээ нэмэгддэг.

Электрон атомын алдагдал нь түүний үр дүнтэй хэмжээ буурахад хүргэдэг бөгөөд илүүдэл электронууд нэмэгдэхэд хүргэдэг. Тиймээс эерэг цэнэгтэй ионы (катион) радиус үргэлж бага, сөрөг цэнэггүй (анионы) радиус нь харгалзах цахилгаан саармаг атомын радиусаас үргэлж их байдаг.

Нэг дэд бүлгийн дотор цөмийн цэнэг нэмэгдэхийн хэрээр ижил цэнэгийн ионуудын радиус нэмэгддэг.Энэ зүй тогтол нь электрон давхаргын тоо ихсэх, гаднах электронуудын цөмөөс хол зайд орсноор тайлбарлагддаг.

Металлын хамгийн онцлог химийн шинж чанар нь атомууд нь гадаад электронуудаа хялбархан өгч эерэг цэнэгтэй ион болгон хувиргах чадвартай байдаг бол металл бус нь эсрэгээрээ сөрөг ион үүсгэхийн тулд электрон нэмэх чадвартай байдаг. Атомоос электроныг салгаж, эерэг ион болгон хувиргахын тулд иончлолын энерги гэж нэрлэгддэг зарим энерги зарцуулах шаардлагатай.

Иончлолын энергийг атомуудыг цахилгаан талбарт хурдасгасан электроноор бөмбөгдөх замаар тодорхойлж болно. Электрон хурд атомыг ионжуулахад хүрэлцэхүйц талбайн хамгийн бага хүчдэлийг тухайн элементийн атомын иончлох потенциал гэж нэрлэдэг ба вольтоор илэрхийлнэ. Хангалттай энерги зарцуулснаар атомаас хоёр, гурав ба түүнээс дээш электроныг салгаж болно. Тиймээс тэд эхний иончлолын потенциал (эхний электроныг атомаас зайлуулах энерги) ба хоёр дахь иончлолын потенциал (хоёр дахь электроныг зайлуулах энерги) тухай ярьдаг.

Дээр дурдсанчлан атомууд зөвхөн хандивлахаас гадна электрон олж авах боломжтой. Чөлөөт атомд электрон нэгдэх үед ялгарах энергийг атомын электроны хамаарал гэнэ. Иончлолын энергитэй адил электрон хамаарал нь ихэвчлэн электрон вольтоор илэрхийлэгддэг. Тиймээс устөрөгчийн атомын электрон хамаарал нь 0.75 эВ, хүчилтөрөгч - 1.47 эВ, фтор - 3.52 эВ байна.

Металлын атомуудын электрон хамаарал нь ихэвчлэн тэгтэй ойролцоо эсвэл сөрөг байдаг; Үүнээс үзэхэд ихэнх металлын атомуудын хувьд электрон нэмэх нь энергийн хувьд тааламжгүй байдаг. Төмөр бус атомуудын электрон хамаарал нь үргэлж эерэг байдаг ба их байх тусам металл бус нь үелэх систем дэх язгуур хийтэй ойр байдаг; Энэ нь хугацааны төгсгөл ойртох тусам металл бус шинж чанар нэмэгдэж байгааг харуулж байна.

Үл мэдэгдэх элементүүдийг шинжлэх ухаанчаар таамаглах боломж нь үелэх хууль, элементүүдийн үелэх системийг нээсний дараа л бодитой болсон. Д.И.Менделеев 11 байдаг гэж таамаглаж байсан шинэ элементүүд: экаборон, экассиликон, экаалюминий гэх мэт Үелэх систем дэх элементийн "координатууд" (серийн дугаар, бүлэг ба үе) нь атомын массыг урьдчилан таамаглахаас гадна урьдчилан таамагласан элементийн хамгийн чухал шинж чанаруудыг урьдчилан таамаглах боломжийг олгосон. Эдгээр таамаглалын нарийвчлал нь ялангуяа урьдчилан таамагласан элемент нь мэдэгдэж байгаа, хангалттай судлагдсан элементүүдээр хүрээлэгдсэн үед нэмэгдсэн.

Үүний ачаар 1875 онд Францад Л.де Бойсбаудран галли (эка-хөнгөн цагаан) нээсэн; 1879 онд Л.Нилсон (Швед) скандиум (экабор) нээсэн; 1886 онд Германд К.Винклер германий (exasilicon) нээсэн.

Ес, арав дахь эгнээний нээгдээгүй элементүүдийн тухайд Д.И.Менделеевийн мэдэгдлүүд нь тэдний шинж чанарыг маш муу судалсан тул илүү болгоомжтой байв. Тиймээс, зургаа дахь үе дууссан висмутын дараа хоёр зураас үлдсэн байв. Нэг нь теллурын аналогтой тохирч, нөгөө нь үл мэдэгдэх хүнд галогенд хамаарах байв. Долдугаар үед зөвхөн хоёр элемент мэдэгдэж байсан - тори ба уран. Д.И.Менделеев торийн өмнөх эхний, хоёр, гуравдугаар бүлгийн элементүүдэд хамаарах ёстой зураастай хэд хэдэн нүдийг үлдээжээ. Тори, уран хоёрын хооронд хоосон эс үлджээ. Таван хоосон газар ураны ард үлдсэн, өөрөөр хэлбэл. Бараг 100 жилийн турш трансуран элементүүдийг урьдчилан таамаглаж байсан.

Ес, арав дахь эгнээний элементүүдийн талаархи Д.И.Менделеевийн таамаглал үнэн зөвийг батлахын тулд бид полоний (серийн дугаар 84) жишээг өгч болно. 84 серийн дугаартай элементийн шинж чанарыг урьдчилан таамаглахдаа Д.И.Менделеев үүнийг теллурын аналог гэж тодорхойлж, түүнийг dwitellurium гэж нэрлэжээ. Энэ элементийн хувьд тэрээр 212 атомын масстай, EO e төрлийн исэл үүсгэх чадвартай гэж үзсэн. Энэ элемент нь 9.3 г/см 3 нягттай байх ба хайлдаг, талстлаг, дэгдэмхий чанар багатай саарал металл байх ёстой. Зөвхөн 1946 онд цэвэр хэлбэрээр олж авсан полониум нь 9.3 г/см3 нягттай зөөлөн, хайлдаг, мөнгөн өнгөтэй металл юм. Түүний шинж чанар нь теллуртай маш төстэй юм.

Д.И.Менделеевийн үечилсэн хууль нь байгалийн хамгийн чухал хуулиудын нэг тул онцгой ач холбогдолтой юм. Элементүүдийн хоорондын байгалийн хамаарал, материйн хөгжлийн үе шатыг энгийнээс нарийн төвөгтэй болгон тусгасан энэхүү хууль нь орчин үеийн химийн эхлэлийг тавьсан юм. Түүний нээлтээр хими нь тодорхойлогч шинжлэх ухаан байхаа больсон.

Д.И.Менделеевийн үелэх хууль ба элементүүдийн систем нь ертөнцийг танин мэдэх найдвартай аргуудын нэг юм. Элементүүд нь нийтлэг шинж чанар эсвэл бүтцээр нэгддэг тул энэ нь үзэгдлийн харилцан хамаарал, харилцан хамаарлын хэв маягийг илтгэнэ.

Бүх элементүүд нийлээд хамгийн энгийн устөрөгчөөс 118-р элемент хүртэлх тасралтгүй хөгжлийн нэг шугамыг бүрдүүлдэг. Энэ зүй тогтолыг Д.И.Менделеев анх анзаарч, шинэ элементүүдийн оршин тогтнохыг урьдчилан таамаглаж, улмаар материйн хөгжлийн тасралтгүй байдлыг харуулж чадсан юм.

Бүлэг доторх элементүүд ба тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг харьцуулах замаар тоон өөрчлөлтийг чанарын өөрчлөлтөд шилжүүлэх хуулийн илрэлийг хялбархан илрүүлж болно. Тиймээс аль ч хугацаанд ердийн металлаас ердийн металл бус (галоген) руу шилжих шилжилт явагддаг боловч галогенээс дараагийн үеийн эхний элемент (шүлтлэг металл) руу шилжих нь шинж чанар огцом дагалддаг. энэ галогенийн эсрэг. Д.И.Менделеевийн нээлт нь атомын бүтцийн онолын үнэн зөв бөгөөд найдвартай үндсийг тавьж, бодисын мөн чанарын талаарх орчин үеийн бүх мэдлэгийг хөгжүүлэхэд асар их нөлөө үзүүлсэн.

Д.И.Менделеевийн үелэх систем бий болгох ажил нь шинэ химийн элементүүдийг зорилтот эрэлхийлэх шинжлэх ухааны үндэслэлтэй аргын үндэс суурийг тавьсан юм. Жишээ нь орчин үеийн цөмийн физикийн олон тооны амжилтыг дурдаж болно. Сүүлийн хагас зуун жилийн хугацаанд 102-118 серийн дугаартай элементүүдийг нэгтгэсэн. Химийн элементүүдийн хоорондын харилцааны хэв маягийн талаар мэдлэггүйгээр тэдгээрийн шинж чанар, тэдгээрийн үйлдвэрлэлийг судлах боломжгүй юм.

Ийм мэдэгдлийн баталгаа нь үр дүн 114, 116, 118-р элементийн синтезийн судалгаа.

114-р элементийн изотопыг плутони 48 Са изотоптой, 116-р элементийг куриум 48 Са изотоптой харилцан үйлчилснээр олж авсан.

Үүссэн изотопуудын тогтвортой байдал нь маш өндөр тул тэдгээр нь аяндаа хуваагддаггүй, харин альфа задралыг мэдэрдэг. альфа тоосонцор нэгэн зэрэг ялгарах цөмийн хуваагдал.

Туршилтын олж авсан өгөгдөл нь онолын тооцоог бүрэн баталж байна: дараалсан альфа задралын үед 112 ба 110-р элементүүдийн цөмүүд үүсч, дараа нь аяндаа хуваагдал эхэлдэг.

Элементүүдийн шинж чанарыг харьцуулж үзвэл тэдгээр нь нийтлэг бүтцийн шинж чанаруудаар хоорондоо холбоотой гэдэгт бид итгэлтэй байна. Иймд гадаад болон өмнөх электрон бүрхүүлийн бүтцийг харьцуулж үзвэл тухайн элементийн шинж чанартай бүх төрлийн нэгдлүүдийг өндөр нарийвчлалтайгаар урьдчилан таамаглах боломжтой. Ийм тодорхой харилцааг 104-р элемент - рутерфордиумын жишээгээр маш сайн харуулсан. Хэрэв энэ элемент нь гафни (72 Hf) -ийн аналог бол түүний тетрахлорид нь HfCl 4-тэй ойролцоогоор ижил шинж чанартай байх ёстой гэж химич нар таамаглаж байсан. Химийн туршилтын судалгаанууд химичүүдийн таамаглалыг баталгаажуулаад зогсохгүй шинэ хэт хүнд элемент 1(M Rf. Os (Z = 76) болон Ds (Z = 110)) шинж чанаруудаас ижил төстэй байдлыг олж илрүүлсэн. элементүүд нь R0 4 төрлийн дэгдэмхий ислийг үүсгэдэг.Энэ бүхнийг хэлж байна үзэгдлийн харилцан хамаарал, харилцан хамаарлын хуулийн илрэл.

Элементүүдийн шинж чанарыг бүлэг, үе дэх харьцуулах, атомын бүтэцтэй харьцуулах нь хуулийг илтгэнэ. тоо хэмжээнээс чанарт шилжих.Тоон өөрчлөлтийг чанарын өөрчлөлтөд шилжүүлэх нь зөвхөн боломжтой юм дамжууланүгүйсгэхийг үгүйсгэх.Цөмийн цэнэг нэмэгдэхийн хэрээр шүлтлэг металлаас язгуур хий рүү шилждэг. Дараагийн үе нь шүлтлэг металлаар дахин эхэлдэг - түүний өмнөх сайн хийн шинж чанарыг бүрэн үгүйсгэдэг элемент (жишээлбэл, Хэ ба Ли; Не ба На; Ар ба Кр гэх мэт).

Үе бүрт дараагийн элементийн цөмийн цэнэг өмнөхтэй харьцуулахад нэгээр нэмэгддэг. Энэ процесс нь устөрөгчөөс 118-р элемент хүртэл ажиглагдаж байгааг харуулж байна материйн хөгжлийн тасралтгүй байдал.

Эцэст нь атом дахь эсрэг цэнэгийн (протон ба электрон) нэгдэл, металл ба металл бус шинж чанаруудын илрэл, амфотерийн исэл ба гидроксидууд байгаа нь хуулийн илрэл юм. Эсрэг талуудын эв нэгдэл, тэмцэл.

Мөн үечилсэн хуулийг нээсэн нь материйн шинж чанарын талаархи суурь судалгааны эхлэл байсныг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Нильс Борын хэлснээр үелэх систем нь "хими, физик, минералоги, технологийн салбарын судалгаанд чиглүүлэгч од" юм.

• 112, 114, 116, 118-р элементүүдийг Цөмийн судалгааны нэгдсэн хүрээлэнгээс (Дубна, ОХУ) авсан. 113, 115-р элементүүдийг Орос, Америкийн физикчид хамтран гаргаж авсан. Материалыг Оросын ШУА-ийн академич Ю.Ц.Оганесян эелдэгээр хүргэсэн.