hjem » Utnyttelse » Betydningen av den periodiske loven til det periodiske systemet. Betydningen av det periodiske systemet og den periodiske loven D

Betydningen av den periodiske loven til det periodiske systemet. Betydningen av det periodiske systemet og den periodiske loven D

I 1869 formulerte D.I. Mendeleev, basert på en analyse av egenskapene til enkle stoffer og forbindelser, den periodiske loven: "Egenskapene til enkle legemer og sammensetninger av grunnstoffer er periodisk avhengig av størrelsen på atommassene til elementene." Basert på den periodiske loven ble det periodiske systemet av grunnstoffer satt sammen. I den ble elementer med lignende egenskaper kombinert til vertikale gruppekolonner. I noen tilfeller, når du plasserer elementer i det periodiske systemet, var det nødvendig å forstyrre sekvensen av økende atommasser for å opprettholde periodisiteten til gjentakelsen av egenskaper. For eksempel måtte vi "bytte" tellur og jod, samt argon og kalium. Årsaken er at Mendeleev foreslo den periodiske loven i en tid da ingenting var kjent om atomets struktur.Etter at planetmodellen for atomet ble foreslått på 1900-tallet, er den periodiske loven formulert slik:

"Egenskapene til kjemiske elementer og forbindelser er periodisk avhengig av ladningene til atomkjerner."

Ladningen til kjernen er lik antallet av grunnstoffet i det periodiske systemet og antall elektroner i atomets elektronskall. Denne formuleringen forklarte "bruddene" av den periodiske loven. I det periodiske system er periodetallet lik antall elektroniske nivåer i atomet, gruppenummeret for grunnstoffer i hovedundergruppene er lik antall elektroner i det ytre nivået.

Den vitenskapelige betydningen av den periodiske loven. Den periodiske loven gjorde det mulig å systematisere egenskapene til kjemiske elementer og deres forbindelser. Da han kompilerte det periodiske systemet, spådde Mendeleev eksistensen av mange uoppdagede grunnstoffer, og etterlot tomme celler for dem, og forutså mange egenskaper til uoppdagede grunnstoffer, noe som gjorde det lettere å oppdage dem.Den første av disse fulgte fire år senere.

Men Mendeleevs store fortjeneste ligger ikke bare i oppdagelsen av nye ting.

Mendeleev oppdaget en ny naturlov. I stedet for forskjellige, usammenhengende stoffer, sto vitenskapen overfor et enkelt harmonisk system som forente alle elementene i universet til en enkelt helhet; atomer begynte å bli betraktet som:

1. organisk forbundet med hverandre ved et felles mønster,

2. oppdage overgangen av kvantitative endringer i atomvekt til kvalitative endringer i deres kjemikalier. individualiteter,

3. som indikerer at det motsatte er metallisk. og ikke-metallisk. egenskapene til atomer er ikke absolutte, som tidligere antatt, men kun relativ i naturen.

24. Fremveksten av strukturelle teorier i prosessen med utvikling av organisk kjemi. Atom-molekylær vitenskap som teoretisk grunnlag for strukturelle teorier.

Organisk kjemi. Gjennom hele 1700-tallet. I spørsmålet om de kjemiske forholdene mellom organismer og stoffer ble forskere ledet av læren om vitalisme - en lære som betraktet livet som et spesielt fenomen, ikke underlagt universets lover, men påvirkningen fra spesielle vitale krefter. Dette synet ble arvet av mange vitenskapsmenn fra 1800-tallet, selv om grunnlaget ble rystet allerede i 1777, da Lavoisier antydet at respirasjon var en prosess som ligner på forbrenning.

I 1828 oppnådde den tyske kjemikeren Friedrich Wöhler (1800–1882), ved å varme opp ammoniumcyanat (denne forbindelsen ble ubetinget klassifisert som et uorganisk stoff), urea, et avfallsprodukt fra mennesker og dyr. I 1845 syntetiserte Adolf Kolbe, en student av Wöhler, eddiksyre fra startelementene karbon, hydrogen og oksygen. På 1850-tallet begynte den franske kjemikeren Pierre Berthelot systematisk arbeid med syntese av organiske forbindelser og oppnådde metyl- og etylalkoholer, metan, benzen og acetylen. En systematisk studie av naturlige organiske forbindelser har vist at de alle inneholder ett eller flere karbonatomer og mange inneholder hydrogenatomer. Typeteori. Oppdagelsen og isoleringen av et stort antall komplekse karbonholdige forbindelser reiste spørsmålet om sammensetningen av molekylene deres og førte til behovet for å revidere det eksisterende klassifiseringssystemet. På 1840-tallet innså kjemiske forskere at Berzelius' dualistiske ideer bare gjaldt uorganiske salter. I 1853 ble det gjort et forsøk på å klassifisere alle organiske forbindelser etter type. En generalisert "typeteori" ble foreslått av en fransk kjemiker Charles Frederic Gerard, som mente at kombinasjonen av forskjellige grupper av atomer ikke bestemmes av den elektriske ladningen til disse gruppene, men av deres spesifikke kjemiske egenskaper.

Strukturkjemi. I 1857 foreslo Kekule, basert på teorien om valens (valens ble forstått som antall hydrogenatomer som kombineres med ett atom i et gitt grunnstoff), at karbon er fireverdig og derfor kan kombineres med fire andre atomer, og danner lange kjeder - rett eller forgrenet. Derfor begynte organiske molekyler å bli avbildet ikke i form av kombinasjoner av radikaler, men i form av strukturformler - atomer og bindinger mellom dem.

I 1874, en dansk kjemiker Jacob van't Hoff og den franske kjemikeren Joseph Achille Le Bel (1847–1930) utvidet denne ideen til arrangementet av atomer i rommet. De mente at molekyler ikke var flate, men tredimensjonale strukturer. Dette konseptet gjorde det mulig å forklare mange kjente fenomener, for eksempel romlig isomerisme, eksistensen av molekyler med samme sammensetning, men med forskjellige egenskaper. Dataene passer veldig godt inn i det Louis Pasteur om isomerer av vinsyre.

100 RUR bonus for første bestilling

Velg type arbeid Diplomarbeid Kursarbeid Abstrakt Masteroppgave Praksisrapport Artikkel Rapport Gjennomgang Prøvearbeid Monografi Problemløsning Forretningsplan Svar på spørsmål Kreativt arbeid Essay Tegning Essays Oversettelse Presentasjoner Skriving Annet Øke det unike i teksten Masteroppgave Laboratoriearbeid Online hjelp

Finn ut prisen

Den første versjonen av det periodiske system ble publisert av Dmitri Ivanovich Mendeleev i 1869 – lenge før strukturen til atomet ble studert. D. I. Mendeleevs veiledning i dette arbeidet var atommassene (atomvekter) til grunnstoffer. Ved å ordne elementene i økende rekkefølge etter deres atomvekter, oppdaget D. I. Mendeleev en grunnleggende naturlov, som nå er kjent som den periodiske loven: Egenskapene til elementer endres med jevne mellomrom i samsvar med deres atomvekt.

Den grunnleggende nyheten til den periodiske loven, oppdaget og formulert av D. I. Mendeleev, var som følger:

1. Det ble etablert en sammenheng mellom elementer som var forskjellige i egenskapene. Denne sammenhengen ligger i det faktum at elementenes egenskaper endres jevnt og omtrent likt ettersom atomvekten deres øker, og så gjentas disse endringene PERIODISK.

2. I de tilfellene hvor det så ut til at en kobling manglet i sekvensen av endringer i elementenes egenskaper, ble det gitt GAPS i det periodiske systemet som måtte fylles med elementer som ennå ikke var oppdaget. Dessuten gjorde den periodiske loven det mulig å forutsi egenskapene til disse elementene.

I alle tidligere forsøk på å fastslå forholdet mellom grunnstoffer, søkte andre forskere å skape et helhetsbilde der det ikke var plass til elementer som ennå ikke var oppdaget.

Det er beundringsverdig at D. I. Mendeleev gjorde sin oppdagelse i en tid da atomvektene til mange grunnstoffer ble bestemt svært omtrentlig, og bare 63 grunnstoffer i seg selv var kjent - det vil si litt mer enn halvparten av de som er kjent for oss i dag.

Periodisk lov ifølge Mendeleev: "Egenskapene til enkle legemer ... og sammensetninger av elementer er periodisk avhengig av størrelsen på atommassene til elementene."

Basert på den periodiske loven ble det periodiske systemet av grunnstoffer satt sammen. I den ble elementer med lignende egenskaper kombinert til vertikale gruppekolonner. I noen tilfeller, når du plasserer elementer i det periodiske systemet, var det nødvendig å forstyrre sekvensen av økende atommasser for å opprettholde periodisiteten til gjentakelsen av egenskaper. For eksempel måtte vi "bytte" tellur og jod, samt argon og kalium.

Men selv etter kjemikernes enorme og omhyggelige arbeid med å korrigere atomvekter, "krenker" elementene fire steder i det periodiske systemet den strenge rekkefølgen for å øke atommassen.

I løpet av D.I. Mendeleevs tid ble slike avvik ansett som mangler ved det periodiske systemet. Teorien om atomstruktur satte alt på plass: elementene er plassert helt riktig - i samsvar med ladningene til kjernene deres. Hvordan kan vi da forklare at atomvekten til argon er større enn atomvekten til kalium?

Atomvekten til ethvert element er lik den gjennomsnittlige atomvekten til alle dets isotoper, tatt i betraktning deres overflod i naturen. Ved en tilfeldighet bestemmes atomvekten til argon av den "tyngste" isotopen (den finnes i naturen i større mengder). I kalium, tvert imot, dominerer dens "lettere" isotop (det vil si en isotop med et lavere massetall).

Årsaken er at Mendeleev foreslo den periodiske loven på et tidspunkt da ingenting var kjent om atomets struktur. Etter at den planetariske modellen av atomet ble foreslått på 1900-tallet, ble den periodiske loven formulert som følger:

"Egenskapene til kjemiske elementer og forbindelser er periodisk avhengig av ladningene til atomkjerner."

Årsaken til den periodiske endringen i egenskapene til kjemiske elementer er den periodiske fyllingen av elektronskall. Etter å ha fylt neste skall, begynner en ny periode. Periodiske endringer i grunnstoffer er tydelig synlige i endringer i sammensetningen og egenskapene til oksider.

Den vitenskapelige betydningen av den periodiske loven.

Den periodiske loven gjorde det mulig å systematisere egenskapene til kjemiske elementer og deres forbindelser. Da han kompilerte det periodiske systemet, spådde Mendeleev eksistensen av mange uoppdagede elementer, og etterlot tomme celler for dem, og forutså mange egenskaper til uoppdagede elementer, noe som gjorde det lettere å oppdage dem. Den første av disse fulgte fire år senere. Elementet som Mendeleev forlot et sted og egenskaper, atomvekten han forutså, dukket plutselig opp! Den unge franske kjemikeren Lecoq de Boisbaudran sendte et brev til Paris Academy of Sciences. Det sto:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. Men det mest fantastiske var ennå ikke kommet. Mendeleev spådde, mens det fortsatt var plass til dette elementet, at dens tetthet skulle være 5,9. Og Boisbaudran hevdet: elementet han oppdaget har en tetthet på 4,7. Mendeleev, som aldri engang hadde sett det nye grunnstoffet - noe som gjør det desto mer overraskende - erklærte at den franske kjemikeren hadde gjort en feil i sine beregninger. Men Boisbaudran viste seg også å være sta: han insisterte på at han var nøyaktig. Litt senere, etter ytterligere målinger, ble det klart: Mendeleev hadde ubetinget rett. Boisbaudran kåret det første elementet til å fylle den tomme plassen i bordet gallium til ære for hjemlandet Frankrike. Og ingen tenkte da på å gi ham navnet på mannen som spådde eksistensen av dette elementet, mannen som en gang for alle forhåndsbestemte veien for utvikling av kjemi. Det tjuende århundres forskere gjorde dette. Et element oppdaget av sovjetiske fysikere bærer navnet Mendeleev.

Men Mendeleevs store fortjeneste ligger ikke bare i oppdagelsen av nye ting.

1. organisk forbundet med hverandre ved et felles mønster,

2. oppdage overgangen av kvantitative endringer i atomvekt til kvalitative endringer i deres kjemikalier. individualiteter,

3. som indikerer at motsetningen mellom metalliske og ikke-metalliske egenskaper til atomer ikke er absolutt, som tidligere antatt, men bare relativ.

Oppdagelsen av den gjensidige forbindelsen mellom alle elementer, mellom deres fysiske og kjemiske egenskaper, utgjorde et vitenskapelig og filosofisk problem av enorm betydning: denne gjensidige forbindelsen, denne enheten må forklares.

Mendeleevs forskning ga et solid og pålitelig grunnlag for forsøk på å forklare strukturen til atomet: etter oppdagelsen av den periodiske loven ble det klart at atomene til alle elementer skulle bygges "i henhold til en enkelt plan", at deres struktur skulle gjenspeiler periodisiteten til elementenes egenskaper.

Bare den modellen av atomet kunne ha rett til anerkjennelse og utvikling, noe som ville bringe vitenskapen nærmere forståelsen av mysteriet rundt elementets plassering i det periodiske systemet. De største forskerne i vårt århundre, som løste dette store problemet, avslørte strukturen til atomet - dermed hadde Mendeleevs lov en enorm innflytelse på utviklingen av all moderne kunnskap om materiens natur.

Alle suksessene til moderne kjemi, suksessene til atom- og kjernefysikk, inkludert kjernekraft og syntese av kunstige elementer, ble bare mulig takket være den periodiske loven. På sin side har suksessene til atomfysikk, fremveksten av nye forskningsmetoder og utviklingen av kvantemekanikk utvidet og utdypet essensen av den periodiske loven.

I løpet av det siste århundret har Mendeleevs lov – en sann naturlov – ikke bare ikke blitt utdatert og ikke mistet sin betydning. Tvert imot har utviklingen av vitenskapen vist at dens betydning ennå ikke er fullt ut forstått og fullført, at den er mye bredere enn dens skaper kunne ha forestilt seg, enn forskerne trodde inntil nylig. Det har nylig blitt fastslått at ikke bare strukturen til de ytre elektronskallene til et atom, men også den fine strukturen til atomkjerner er underlagt periodisitetsloven. Tilsynelatende har de mønstrene som styrer den komplekse og i stor grad misforståtte verden av elementærpartikler også en periodisk karakter i kjernen.

Ytterligere oppdagelser innen kjemi og fysikk har gjentatte ganger bekreftet den grunnleggende betydningen av den periodiske loven. Det ble oppdaget inerte gasser, som passet perfekt inn i det periodiske system - dette vises spesielt tydelig av tabellens lange form. Serienummeret til et element viste seg å være lik ladningen til kjernen til et atom i dette elementet. Mange tidligere ukjente grunnstoffer ble oppdaget takket være et målrettet søk etter nøyaktig de egenskapene som ble forutsagt fra det periodiske systemet.

Den periodiske loven til D.I. Mendeleev er av eksepsjonelt stor betydning. Han la grunnlaget for moderne kjemi og gjorde det til en enkelt, integrert vitenskap. Elementer begynte å bli vurdert i forhold, avhengig av deres plass i det periodiske systemet. Kjemi har sluttet å være en beskrivende vitenskap. Med oppdagelsen av den periodiske loven ble vitenskapelig framsyn mulig i den. Det ble mulig å forutsi og beskrive nye grunnstoffer og deres forbindelser. Et strålende eksempel på dette er D.I. Mendeleevs spådom om eksistensen av elementer som ennå ikke ble oppdaget i sin tid, hvorav for tre - Ga, Sc, Ge - ga han en nøyaktig beskrivelse av egenskapene deres.

Basert på D.I. Mendeleevs lov ble alle de tomme cellene i systemet hans fra Z=1 til Z=92 fylt, og transuranelementer ble oppdaget. Og i dag fungerer denne loven som en rettesnor for oppdagelsen eller kunstig skapelse av nye kjemiske elementer. Altså, styrt av den periodiske loven, kan det hevdes at hvis grunnstoffet Z=114 syntetiseres, vil det være en analog av bly (ekaslead), hvis grunnstoffet Z=118 syntetiseres, vil det være en edelgass (ekaradon).

Russisk vitenskapsmann N.A. Morozov på 80-tallet av 1800-tallet spådde eksistensen av edelgasser, som deretter ble oppdaget. I det periodiske systemet fullfører de periodene og utgjør hovedundergruppen til gruppe VII. «Før den periodiske lov», skrev D.I. Mendeleev, «representerte elementene bare fragmentariske tilfeldige naturfenomener; det var ingen grunn til å forvente noen nye, og de som ble funnet igjen var en fullstendig uventet nyhet. Periodisk lov var den første som gjorde det mulig å se ennå uoppdagede grunnstoffer på en avstand som synet uten hjelp av denne loven ikke hadde nådd før da.»

Den periodiske loven tjente som grunnlag for å korrigere atommassene til grunnstoffer. Atommassene til 20 grunnstoffer ble korrigert av D.I. Mendeleev, hvoretter disse elementene tok plass i det periodiske systemet.

På grunnlag av den periodiske loven og det periodiske systemet til D.I. Mendeleev utviklet læren om atomets struktur raskt. Den avslørte den fysiske betydningen av den periodiske loven og forklarte arrangementet av elementer i det periodiske systemet. Riktigheten av læren om atomets struktur har alltid blitt bekreftet av den periodiske loven. Her er et annet eksempel. I 1921 viste N. Bohr at grunnstoffet Z = 72, hvis eksistens ble forutsagt av D. I. Mendeleev i 1870 (ekabor), skulle ha en atomstruktur som ligner på zirkoniumatomet (Zr - 2. 8. 18. 10 . 2; og Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2), og derfor bør det ses etter blant zirkoniummineraler. Etter dette rådet, i 1922, oppdaget den ungarske kjemikeren D. Hevesy og den nederlandske forskeren D. Coster grunnstoffet Z=72 i norsk zirkoniummalm, og kalte det hafnium (fra det latinske navnet København, stedet hvor grunnstoffet ble oppdaget) . Dette var den største triumfen til teorien om atomstruktur: basert på strukturen til atomet ble plasseringen av et element i naturen forutsagt.

Studiet av strukturen til atomer førte til oppdagelsen av atomenergi og dens bruk for menneskelige behov. Vi kan si at den periodiske loven er den primære kilden til alle oppdagelsene av kjemi og fysikk på 1900-tallet. Han spilte en enestående rolle i utviklingen av andre naturvitenskaper relatert til kjemi.

Den periodiske loven og systemet ligger til grunn for løsningen av moderne problemer innen kjemisk vitenskap og industri. Tatt i betraktning det periodiske systemet av kjemiske elementer til D.I. Mendeleev, arbeides det med å skaffe nye polymer- og halvledermaterialer, varmebestandige legeringer, stoffer med spesifiserte egenskaper, for å bruke kjernekraft, for å bruke jordens og universets tarmer.

Det periodiske system av grunnstoffer hadde stor innflytelse på den etterfølgende utviklingen av kjemi.

Dmitry Ivanovich Mendeleev (1834-1907)

Ikke bare var det den første naturlige klassifiseringen av kjemiske elementer, som viser at de danner et harmonisk system og er i nær forbindelse med hverandre, men det ble også et kraftig verktøy for videre forskning.

På det tidspunktet da Mendeleev kompilerte tabellen sin basert på den periodiske loven han oppdaget, var mange grunnstoffer fortsatt ukjente. Dermed var det fjerde perioden elementet scandium ukjent. Når det gjelder atommasse, kom titan etter kalsium, men titan kunne ikke plasseres umiddelbart etter kalsium, siden det ville falle inn i den tredje gruppen, mens titan danner et høyere oksid, og ifølge andre egenskaper bør det klassifiseres i den fjerde gruppen . Derfor hoppet Mendeleev over en celle, det vil si at han etterlot ledig plass mellom kalsium og titan. På samme grunnlag ble det i den fjerde perioden to frie celler igjen mellom sink og arsen, nå okkupert av grunnstoffene gallium og germanium. Det er fortsatt tomme seter på andre rader. Mendelejev var ikke bare overbevist om at det måtte være ukjente elementer som ville fylle disse områdene, men han forutså også egenskapene til slike elementer på forhånd basert på deres plassering blant andre elementer i det periodiske systemet. Han ga navnet ekabor til en av dem, som i fremtiden skulle ta en plass mellom kalsium og titan (siden egenskapene skulle ligne bor); de to andre, hvor det var mellomrom igjen i tabellen mellom sink og arsen, ble kalt eka-aluminium og eca-silisium.

I løpet av de neste 15 årene ble Mendeleevs spådommer bekreftet briljant: alle de tre forventede elementene ble oppdaget. Først oppdaget den franske kjemikeren Lecoq de Boisbaudran gallium, som har alle egenskapene til eka-aluminium; så, i Sverige, oppdaget L. F. Nilsson scandium, som hadde egenskapene til ekaboron, og til slutt, noen år senere i Tyskland, oppdaget K. A. Winkler et grunnstoff han kalte germanium, som viste seg å være identisk med ekasilisium.

For å bedømme den utrolige nøyaktigheten til Mendeleevs framsyn, la oss sammenligne egenskapene til eca-silisium forutsagt av ham i 1871 med egenskapene til germanium oppdaget i 1886:

Oppdagelsen av gallium, scandium og germanium var den periodiske lovens største triumf.

Det periodiske systemet var også av stor betydning for å etablere valensen og atommassene til noen grunnstoffer. Dermed har elementet beryllium lenge vært ansett som en analog av aluminium, og dets oksid ble tildelt formelen. Basert på den prosentvise sammensetningen og den forventede formelen for berylliumoksid, ble dens atommasse ansett å være 13,5. Det periodiske systemet har vist at det bare er ett sted for beryllium i tabellen, nemlig over magnesium, så oksidet må ha formelen , som gir atommassen til beryllium lik ti. Denne konklusjonen ble snart bekreftet ved å bestemme atommassen til beryllium fra damptettheten til dets klorid.

Akkurat Og for tiden forblir den periodiske loven den ledende tråden og ledende prinsippet for kjemi. Det var på grunnlag av det at transuranelementer som ligger i det periodiske systemet etter uran ble kunstig skapt de siste tiårene. En av dem - element nr. 101, først oppnådd i 1955 - ble kalt mendelevium til ære for den store russiske vitenskapsmannen.

Oppdagelsen av den periodiske loven og opprettelsen av et system av kjemiske elementer var av stor betydning ikke bare for kjemien, men også for filosofien, for hele vår forståelse av verden. Mendeleev viste at kjemiske elementer danner et harmonisk system, som er basert på en grunnleggende naturlov. Dette er et uttrykk for den materialistiske dialektikkens posisjon om naturfenomeners sammenkobling og gjensidige avhengighet. Ved å avsløre forholdet mellom egenskapene til kjemiske elementer og massen til deres atomer, var den periodiske loven en strålende bekreftelse på en av de universelle lovene for utviklingen av naturen - loven om overgangen av kvantitet til kvalitet.

Den påfølgende utviklingen av vitenskapen gjorde det mulig, basert på den periodiske loven, å forstå strukturen til materie mye dypere enn det som var mulig under Mendeleevs levetid.

Teorien om atomstruktur utviklet på 1900-tallet ga på sin side den periodiske loven og det periodiske systemet av grunnstoffer en ny, dypere belysning. De profetiske ordene til Mendeleev ble briljant bekreftet: "Den periodiske loven er ikke truet med ødeleggelse, men bare overbygning og utvikling er lovet."

Introduksjon

Kjemi har sluttet å være en beskrivende vitenskap. Med oppdagelsen av den periodiske loven ble vitenskapelig framsyn mulig i den. Det ble mulig å forutsi og beskrive nye grunnstoffer og deres forbindelser... Et strålende eksempel på dette er D.I. Mendeleevs spådom om eksistensen av grunnstoffer som ennå ikke var oppdaget i sin tid, hvorav han for tre - Ga, Sc og Ge - ga en nøyaktig beskrivelse av deres egenskaper.

Det periodiske system og dets betydning for å forstå det vitenskapelige bildet av verden

Periodisk system av elementer av D. I. Mendeleev, en naturlig klassifisering av kjemiske elementer, som er et tabellformet (eller annet grafisk) uttrykk mendeleevs periodiske lov. P.S. e. utviklet av D.I. Mendeleev i 1869-1871.

Historien til P. s. e. Forsøk på å systematisere kjemiske elementer ble gjort av forskjellige forskere i Tyskland, Frankrike, England og USA siden 30-tallet av 1800-tallet. Mendeleevs forgjengere - I. Döbereiner, OG. Dumas, fransk kjemiker A. Chancourtois, engelsk. kjemikerne W. Odling, J. Newlands og andre etablerte eksistensen av grupper av grunnstoffer med lignende kjemiske egenskaper, de såkalte "naturlige gruppene" (for eksempel Döbereiners "triader"). Disse forskerne gikk imidlertid ikke lenger enn å etablere spesielle mønstre i grupper. I 1864 L. Meyer Basert på data om atomvekter foreslo han en tabell som viser forholdet mellom atomvekter for flere karakteristiske grupper av grunnstoffer. Meyer laget ikke teoretiske meldinger fra bordet sitt.

Prototypen til vitenskapelig P. s. e. tabellen «Erfaring av et system av elementer basert på deres atomvekt og kjemiske likhet» dukket opp, satt sammen av Mendeleev 1. mars 1869. I løpet av de neste to årene forbedret forfatteren denne tabellen, introduserte ideer om grupper, serier og perioder av elementer; gjort et forsøk på å estimere kapasiteten til små og store perioder, inneholdende, etter hans mening, henholdsvis 7 og 17 elementer. I 1870 kalte han systemet sitt naturlig, og i 1871 - periodisk. Selv da strukturen til P. s. e. har fått en moderne form på mange måter.

Ekstremt viktig for utviklingen av P. s. e. ideen introdusert av Mendeleev om plassen til et element i systemet viste seg å være sann; Plasseringen av elementet bestemmes av periode- og gruppetallene. Basert på denne ideen kom Mendeleev til den konklusjon at det var nødvendig å endre de da aksepterte atomvektene til noen grunnstoffer (U, In, Ce og dets analoger), som var den første praktiske anvendelsen av atomvekter. e., og spådde også for første gang eksistensen og de grunnleggende egenskapene til flere ukjente elementer, som tilsvarte de tomme cellene til P. s. e. Et klassisk eksempel er spådommen om "ekaalumium" (fremtidig Ga, oppdaget av P. Lecoq de Boisbaudran i 1875), "ekabor" (Sc, oppdaget av den svenske vitenskapsmannen L. Nilson i 1879) og "exasilicon" (Ge, oppdaget av den tyske forskeren K. Winkler i 1886). I tillegg spådde Mendeleev eksistensen av analoger av mangan (fremtidig Tc og Re), tellur (Po), jod (At), cesium (Fr), barium (Ra), tantal (Pa).

P.S. e. fikk ikke umiddelbart anerkjennelse som en grunnleggende vitenskapelig generalisering; situasjonen endret seg betydelig først etter oppdagelsen av Ga, Sc, Ge og etableringen av divalensen til Be (den ble ansett som trivalent i lang tid). Likevel, P. s. e. representerte på mange måter en empirisk generalisering av fakta, siden den fysiske betydningen av den periodiske loven var uklar og det ikke var noen forklaring på årsakene til den periodiske endringen i egenskapene til elementer avhengig av økningen i atomvekter. Derfor, opp til den fysiske underbyggelsen av den periodiske loven og utviklingen av teorien til P. s. e. mange fakta kunne ikke forklares. Dermed var oppdagelsen på slutten av 1800-tallet uventet. inerte gasser, som ikke så ut til å ha noen plass i P. s. e.; denne vanskeligheten ble eliminert takket være inkluderingen av s. e. uavhengig nullgruppe (senere VIII en-undergrupper). Oppdagelsen av mange "radioelementer" på begynnelsen av 1900-tallet. førte til en motsetning mellom behovet for deres plassering i P. s. e. og dens struktur (for mer enn 30 slike elementer var det 7 "ledige" plasser i den sjette og syvende perioden). Denne motsetningen ble overvunnet som et resultat av oppdagelsen isotoper. Til slutt mistet verdien av atomvekt (atommasse) som en parameter som bestemmer egenskapene til elementer gradvis sin betydning.

En av hovedårsakene til umuligheten av å forklare den fysiske betydningen av den periodiske loven og P. s. e. besto i fravær av en teori om atomstruktur. Derfor er den viktigste milepælen på veien til P.s utvikling. e. En planetarisk modell av atomet dukket opp, foreslått av E. Rutherford(1911). På grunnlag av dette foreslo den nederlandske forskeren A. van den Broek (1913) at serienummeret til et element i P. s. e. (atomnummer Z) er numerisk lik ladningen til atomkjernen (i enheter av elementær ladning). Dette ble eksperimentelt bekreftet av G. Moseley(1913-14, se Moseley lov). Dermed var det mulig å fastslå at periodisiteten til endringer i elementenes egenskaper avhenger av atomnummeret, og ikke av atomvekten. Som et resultat ble den nedre grensen for P. s. bestemt på et vitenskapelig grunnlag. e. (hydrogen som et grunnstoff med minimum Z = 1); antall grunnstoffer mellom hydrogen og uran er nøyaktig estimert; Det er slått fast at "hull" i P. s. e. tilsvarer ukjente elementer med Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87.

Spørsmålet om det eksakte antallet grunnstoffer fra sjeldne jordarter forble imidlertid uklart, og (det som er spesielt viktig) ble ikke avslørt årsakene til de periodiske endringene i elementenes egenskaper avhengig av Z. Disse årsakene ble funnet under videreutviklingen av teorien om sjeldne jordartselementer. e. basert på kvantebegreper om atomets struktur (se nedenfor). Den fysiske begrunnelsen av den periodiske loven og oppdagelsen av fenomenet isotoni gjorde det mulig å vitenskapelig definere begrepet "atommasse" ("atomvekt"). Det vedlagte periodiske systemet inneholder moderne verdier av grunnstoffers atommasser på karbonskalaen i samsvar med den internasjonale tabellen fra 1973. Massetallene til de lengstlevende isotoper av radioaktive grunnstoffer er gitt i hakeparenteser. I stedet for massetallene til de mest stabile isotopene 99 Tc, 226 Ra, 231 Pa og 237 Np, angis atommassene til disse isotopene vedtatt (1969) av Den internasjonale atomvektkommisjonen.

Struktur av P. s. e. Modern (1975) S. s. e. dekker 106 kjemiske elementer; av disse ble alt transuran (Z = 93-106), samt grunnstoffer med Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) og 87 (Fr) oppnådd kunstig. Gjennom historien til P. s. e. et stort antall (flere hundre) alternativer for dens grafiske representasjon ble foreslått, hovedsakelig i form av tabeller; Bilder er også kjent i form av ulike geometriske figurer (romlige og plane), analytiske kurver (for eksempel spiraler), etc. De mest utbredte er tre former for P. s. e.: kort, foreslått av Mendeleev og mottatt universell anerkjennelse; lang trapp. Den lange formen ble også utviklet av Mendeleev, og i en forbedret form ble den foreslått i 1905 av A. Werner. Stigeformen ble foreslått av den engelske vitenskapsmannen T. Bailey (1882), den danske vitenskapsmannen J. Thomsen (1895) og forbedret av N. Borom(1921). Hver av de tre formene har fordeler og ulemper. Det grunnleggende prinsippet for å konstruere P. s. e. er inndelingen av alle kjemiske grunnstoffer i grupper og perioder. Hver gruppe er på sin side delt inn i hoved (a) og sekundær (b) undergrupper. Hver undergruppe inneholder grunnstoffer som har lignende kjemiske egenskaper. Elementer EN- Og b-undergrupper i hver gruppe viser som regel en viss kjemisk likhet med hverandre, hovedsakelig i høyere oksidasjonstilstander, som som regel tilsvarer gruppetallet. En periode er en samling av grunnstoffer som starter med et alkalimetall og slutter med en inert gass (et spesialtilfelle er den første perioden); Hver periode inneholder et strengt definert antall elementer. P.S. e. består av 8 grupper og 7 perioder (den syvende er ennå ikke fullført).

Spesifisiteten til den første perioden er at den inneholder bare 2 elementer: H og He. Plasseringen av H i systemet er tvetydig: siden den har egenskaper som er felles for alkalimetaller og halogener, plasseres den enten i I en-, eller (helst) i VII en-undergruppe. Helium - den første representanten for VII en-undergrupper (men i lang tid ble He og alle inerte gasser kombinert til en uavhengig nullgruppe).

Den andre perioden (Li - Ne) inneholder 8 elementer. Det begynner med alkalimetallet Li, hvis eneste oksidasjonstilstand er I. Så kommer Be, et metall, oksidasjonstilstanden til II. Den metalliske karakteren til neste element B er svakt uttrykt (oksidasjonstilstand III). Følgende C er et typisk ikke-metall og kan enten være positivt eller negativt tetravalent. Følgende N, O, F og Ne er ikke-metaller, og bare for N tilsvarer den høyeste oksidasjonstilstanden V gruppetallet; oksygen viser bare sjelden en positiv valens, og for F er oksidasjonstilstanden VI kjent. Perioden avsluttes med inertgassen Ne.

Den tredje perioden (Na - Ar) inneholder også 8 elementer, hvis karakter av endringene i egenskapene er stort sett lik den som ble observert i den andre perioden. Imidlertid er Mg, i motsetning til Be, mer metallisk, det samme er Al sammenlignet med B, selv om Al er iboende amfoterisk. Si, P, S, Cl, Ar er typiske ikke-metaller, men alle (unntatt Ar) viser høyere oksidasjonstilstander lik gruppetallet. Således, i begge perioder, når Z øker, observeres en svekkelse av det metalliske og styrking av elementenes ikke-metalliske karakter. Mendeleev kalte elementene i den andre og tredje perioden (små, i hans terminologi) typiske. Det er betydelig at de er blant de vanligste i naturen, og C, N og O er, sammen med H, hovedelementene i organisk materiale (organogener). Alle elementene i de tre første periodene inngår i undergruppene EN .

I følge moderne terminologi (se nedenfor), hører elementer fra disse periodene til s-elementer (alkali- og jordalkalimetaller) som utgjør I en- og II en-undergrupper (uthevet i rødt på fargetabellen), og R-elementer (B - Ne, At - Ar) inkludert i III en- VIII en-undergrupper (symbolene deres er uthevet i oransje). For elementer av små perioder med økende ordenstall observeres først en nedgang atomradier, og så, når antallet elektroner i det ytre skallet av atomet allerede øker betydelig, fører deres gjensidige frastøtning til en økning i atomradius. Neste maksimum nås ved begynnelsen av neste periode på det alkaliske elementet. Omtrent det samme mønsteret er karakteristisk for ioniske radier.

Den fjerde perioden (K - Kr) inneholder 18 elementer (den første store perioden, ifølge Mendeleev). Etter alkalimetallet K og jordalkalien Ca (s-elementer) kommer en serie på ti såkalte overgangselementer(Sc - Zn), eller d- elementer (symboler er i blått) som er inkludert i undergrupper b tilsvarende grupper av P. s. e. De fleste overgangselementer (som alle er metaller) viser høyere oksidasjonstilstander lik gruppenummeret deres. Unntaket er triaden Fe - Co - Ni, hvor de to siste grunnstoffene er maksimalt positivt trivalente, og jern under visse forhold er kjent i oksidasjonstilstanden VI. Elementer som starter fra Ga og slutter med Kr ( R-elementer), tilhører undergrupper EN, og karakteren av endringen i egenskapene deres er den samme som i de tilsvarende Z-intervallene for elementer i den andre og tredje perioden. Det er fastslått at Kr er i stand til å danne kjemiske forbindelser (hovedsakelig med F), men dens oksidasjonstilstand VIII er ukjent.

Den femte perioden (Rb - Xe) er konstruert på samme måte som den fjerde; den har også en innsats med 10 overgangselementer (Y - Cd), d-elementer. Spesifikke trekk ved perioden: 1) i triaden Ru - Rh - Pd er det bare ruthenium som viser oksidasjonstilstand VIII; 2) alle elementer i undergrupper a viser høyere oksidasjonstilstander lik gruppetallet, inkludert Xe; 3) Jeg har svake metalliske egenskaper. Dermed er arten av endringen i egenskaper når Z øker for elementer i den fjerde og femte perioden mer kompleks, siden metalliske egenskaper er bevart over et stort spekter av ordenstall.

Den sjette perioden (Cs - Rn) inkluderer 32 elementer. I tillegg til 10 d-elementer (La, Hf - Hg) inneholder et sett med 14 f-elementer, lantanider, fra Ce til Lu (svarte symboler). Grunnstoffene La til Lu er kjemisk ganske like. I kort form P. s. e. lantanidene er inkludert i La-boksen (siden deres dominerende oksidasjonstilstand er III) og er skrevet som en egen linje nederst i tabellen. Denne teknikken er noe upraktisk, siden 14 elementer ser ut til å være utenfor bordet. De lange og trappeformene til P. s. har ikke en slik ulempe. e., som godt reflekterer spesifisiteten til lantanider mot bakgrunnen av den integrerte strukturen til P. s. e. Egenskaper for perioden: 1) i triaden Os - Ir - Pt, viser bare osmium oksidasjonstilstand VIII; 2) At har en mer uttalt (sammenlignet med 1) metallisk karakter; 3) Rn, tilsynelatende (dens kjemi er lite studert), bør være den mest reaktive av de inerte gassene.

Den syvende perioden, som starter med Fr (Z = 87), skal også inneholde 32 elementer, hvorav 20 er kjent så langt (opp til elementet med Z = 106). Fr og Ra er elementer henholdsvis I en- og II en-undergrupper (s-elementer), Ac - analog av elementer III b-undergrupper ( d-element). De neste 14 elementene, f-elementer (med Z fra 90 til 103) utgjør familien aktinider. I kort form P. s. e. de okkuperer Ac-cellen og er skrevet i en egen linje nederst i tabellen, som lantanidene, i motsetning til hvilke de er preget av en betydelig variasjon av oksidasjonstilstander. I denne forbindelse, i kjemiske termer, viser serien av lantanider og aktinider merkbare forskjeller. En studie av grunnstoffenes kjemiske natur med Z = 104 og Z = 105 viste at disse grunnstoffene er analoger av henholdsvis hafnium og tantal, dvs. d-elementer, og skal plasseres i IV b- og V b- undergrupper. Medlemmer b-undergrupper skal det være påfølgende elementer opp til Z = 112, og deretter (Z = 113-118) vises R-elementer (III en-VIll en-undergrupper).

Teori om P. s. e. Teorien til P. bygger på e. ligger ideen om de spesifikke lovene som styrer konstruksjonen av elektroniske skall (lag, nivåer) og underskall (skall, undernivåer) i atomer etter hvert som Z øker. Denne ideen ble utviklet av Bohr i 1913–21, med hensyn til naturen til endringen i egenskapene til kjemiske elementer i elektronspekteret. e. og resultatene av å studere deres atomspektre. Bohr identifiserte tre viktige trekk ved dannelsen av elektroniske konfigurasjoner av atomer: 1) fylling av elektroniske skjell (bortsett fra skjell som tilsvarer verdiene til rektor kvantenummer n= 1 og 2) forekommer ikke monotont før deres fulle kapasitet, men blir avbrutt av tilsynekomsten av sett med elektroner som tilhører skjell med store verdier n; 2) lignende typer elektroniske konfigurasjoner av atomer gjentas med jevne mellomrom; 3) grenser for perioder av P. s. e. (bortsett fra den første og andre) faller ikke sammen med grensene for påfølgende elektronskall.

Betydningen av P. s. e. P.S. e. spilt og fortsetter å spille en stor rolle i utviklingen av naturvitenskap. Det var den viktigste prestasjonen til atom-molekylær vitenskap; det gjorde det mulig å gi en moderne definisjon av begrepet "kjemisk element" og klargjøre begrepene enkle stoffer og forbindelser. Mønstre avslørt av P. s. e. hadde en betydelig innflytelse på utviklingen av teorien om atomstruktur, og bidro til forklaringen av fenomenet isotoni. TAKK. e. forbundet med en strengt vitenskapelig formulering av prediksjonsproblemet i kjemi, som manifesterte seg både i spådommen om eksistensen av ukjente elementer og deres egenskaper, og i prediksjonen av nye funksjoner i den kjemiske oppførselen til allerede oppdagede elementer. P.S. e. - grunnlaget for kjemi, primært uorganisk; det hjelper betydelig med å løse problemer med syntese av stoffer med forhåndsbestemte egenskaper, utvikling av nye materialer, spesielt halvledermaterialer, valg av spesifikke katalysatorer for ulike kjemiske prosesser, etc. P.S. e. er også det vitenskapelige grunnlaget for undervisning i kjemi.

Konklusjon

Det periodiske systemet til D.I. Mendeleev ble den viktigste milepælen i utviklingen av atom-molekylær vitenskap. Takket være henne ble det moderne konseptet av et kjemisk element dannet, og ideer om enkle stoffer og forbindelser ble avklart.

Den prediktive rollen til det periodiske systemet, vist av Mendeleev selv, på 1900-tallet ble manifestert i vurderingen av de kjemiske egenskapene til transuranelementer.

Utseendet til det periodiske systemet åpnet en ny, virkelig vitenskapelig æra i kjemiens historie og en rekke relaterte vitenskaper - i stedet for spredt informasjon om elementer og forbindelser, dukket det opp et sammenhengende system, på grunnlag av hvilket det ble mulig å generalisere, trekke konklusjoner, og forutsi.

mendeley-atomets periodiske lov

Den periodiske loven gjorde det mulig å systematisere og generalisere en enorm mengde vitenskapelig informasjon i kjemi. Denne funksjonen til loven kalles vanligvis integrerende. Det er spesielt tydelig manifestert i struktureringen av vitenskapelig og pedagogisk materiale i kjemi. Akademiker A.E. Fersman sa at systemet forente all kjemi innenfor en enkelt romlig, kronologisk, genetisk og energisk forbindelse.

Den integrerende rollen til den periodiske loven ble også manifestert i det faktum at noen data om elementene, som angivelig falt utenfor de generelle lovene, ble verifisert og avklart av både forfatteren selv og hans tilhengere.

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

Slike endringer og forbedringer av verdiene til både atomvekter og valenser ble gjort av Mendeleev for ni flere elementer (In, V, Th, U, La, Ce og tre andre lantanider). For ytterligere ti grunnstoffer ble bare atomvekter korrigert. Og alle disse avklaringene ble senere bekreftet eksperimentelt.

På samme måte hjalp arbeidet til Karl Karlovich Klaus Mendeleev med å danne en unik VIII-gruppe av elementer, og forklarte de horisontale og vertikale likhetene i elementenes triader:

jern kobolt nikkel

ruthenium rhodium palladium

åttekantet iridium platina

Den prognostiske (prediktive) funksjonen til den periodiske loven fikk sin mest slående bekreftelse i oppdagelsen av ukjente grunnstoffer med serienummer 21, 31 og 32. Deres eksistens ble først forutsagt på et intuitivt nivå, men med dannelsen av systemet ble Mendeleev i stand til å beregne egenskapene deres med høy grad av nøyaktighet. Den velkjente historien om oppdagelsen av scandium, gallium og germanium var triumfen for Mendeleevs oppdagelse. F. Engels skrev: «Ved å ubevisst anvende den hegelianske loven om overgangen av kvantitet til kvalitet, oppnådde Mendeleev en vitenskapelig bragd som trygt kan plasseres ved siden av oppdagelsen av Laverrier, som beregnet banen til den ukjente planeten Neptun.» Det er imidlertid et ønske om å argumentere med klassikeren. For det første var all Mendeleevs forskning, fra studieårene, ganske bevisst basert på Hegels lov. For det andre beregnet Laverrier Neptuns bane i henhold til Newtons lenge kjente og velprøvde lover, og D.I. Mendeleev kom med alle spådommer på grunnlag av den universelle naturloven oppdaget av ham selv.

På slutten av livet bemerket Mendeleev med tilfredshet: "Etter å ha skrevet i 1871 en artikkel om anvendelsen av den periodiske loven for å bestemme egenskapene til elementer som ennå ikke er oppdaget, trodde jeg ikke at jeg ville leve for å rettferdiggjøre denne konsekvensen av periodisk lov, men virkeligheten svarte annerledes. Jeg beskrev tre elementer: ekaboron, ekaaluminum og ekasilicon, og mindre enn 20 år senere hadde jeg den største gleden av å se alle tre oppdaget... L. de Boisbaudran, Nilsson og Winkler, for min del, anser jeg som sanne forsterkere av det periodiske lov. Uten dem ville han ikke blitt anerkjent i den grad han har nå.» Totalt spådde Mendeleev tolv elementer.

Helt fra begynnelsen påpekte Mendeleev at loven beskriver egenskapene til ikke bare de kjemiske elementene selv, men også til mange av deres forbindelser, inkludert hittil ukjente. For å bekrefte dette er det nok å gi følgende eksempel. Siden 1929, da akademiker P. L. Kapitsa først oppdaget den ikke-metalliske ledningsevnen til germanium, begynte utviklingen av studiet av halvledere i alle land i verden. Det ble umiddelbart klart at elementer med slike egenskaper okkuperer hovedundergruppen til gruppe IV. Over tid kom forståelsen av at halvlederegenskaper i større eller mindre grad skulle være besatt av sammensetninger av grunnstoffer lokalisert i perioder like fjernt fra denne gruppen (for eksempel med en generell formel som AzB;). Dette gjorde umiddelbart letingen etter nye praktisk talt viktige halvledere målrettet og forutsigbar. Nesten all moderne elektronikk er basert på slike forbindelser.

Det er viktig å merke seg at spådommer i det periodiske systemet ble gjort selv etter at det generelt ble akseptert. I 1913 Moseley oppdaget at bølgelengden til røntgenstråler, som mottas fra antikatoder laget av forskjellige elementer, endres naturlig avhengig av serienummeret som konvensjonelt er tildelt elementene i det periodiske systemet. Eksperimentet bekreftet at serienummeret til et element har en direkte fysisk betydning. Først senere ble serienummer knyttet til verdien av den positive ladningen til kjernen. Men Moseleys lov gjorde det mulig å umiddelbart eksperimentelt bekrefte antall grunnstoffer i periodene og samtidig forutsi stedene for hafnium (nr. 72) og rhenium (nr. 75) som ennå ikke var oppdaget på det tidspunktet.

De samme studiene av Moseley gjorde det mulig å fjerne den alvorlige "hodepinen" som visse avvik fra den riktige rekken av økende atommasser av elementer i tabellen over atommasser forårsaket Mendeleev. Mendeleev gjorde dem under press av kjemiske analogier, dels på et ekspertnivå, og dels ganske enkelt på et intuitivt nivå. For eksempel var kobolt foran nikkel i tabellen, og jod, med lavere atomvekt, fulgte det tyngre telluret. Det har lenge vært kjent i naturvitenskapen at et "stygg" faktum som ikke passer inn i rammen av den vakreste teorien kan ødelegge det. På samme måte truet uforklarlige avvik den periodiske lov. Men Moseley beviste eksperimentelt at serienumrene for kobolt (nr. 27) og nikkel (nr. 28) nøyaktig samsvarer med deres plassering i systemet. Det viste seg at disse unntakene bare bekrefter hovedregelen.

En viktig spådom ble gjort i 1883 av Nikolai Aleksandrovich Morozov. For deltakelse i People's Will-bevegelsen ble kjemistudent Morozov dømt til døden, som senere ble erstattet av livsvarig fengsel i isolasjon. Han tilbrakte rundt tretti år i kongelige fengsler. En fange fra Shlisselburg-festningen hadde muligheten til å motta litt vitenskapelig litteratur om kjemi. Basert på en analyse av intervallene for atomvekter mellom nabogrupper av elementer i det periodiske systemet, kom Morozov til den intuitive konklusjonen om muligheten for eksistensen av en annen gruppe ukjente elementer med "null egenskaper" mellom gruppene halogener og alkalier. metaller. Han foreslo å se etter dem i luften. Dessuten uttrykte han en hypotese om strukturen til atomer og forsøkte på grunnlag av den å avsløre årsakene til periodisitet i elementenes egenskaper.

Imidlertid ble Morozovs hypoteser tilgjengelige for diskusjon mye senere, da han ble løslatt etter hendelsene i 1905. Men på den tiden var inerte gasser allerede oppdaget og studert.

I lang tid forårsaket faktumet av eksistensen av inerte gasser og deres plassering i det periodiske systemet alvorlig kontrovers i den kjemiske verden. Mendeleev selv trodde i noen tid at et ukjent enkelt stoff av typen Nj kunne skjule seg under merkenavnet åpen argon. Den første rasjonelle antagelsen om stedet for inerte gasser ble gjort av forfatteren av oppdagelsen deres, William Ramsay. Og i 1906 skrev Mendeleev: "Da det periodiske systemet ble etablert (18b9), var ikke bare argon kjent, men det var ingen grunn til å mistenke muligheten for eksistensen av slike elementer. I dag ... har disse grunnstoffene, når det gjelder deres atomvekter, tatt den nøyaktige plassen mellom halogenene og alkalimetallene."

I lang tid var det en debatt: å fordele inerte gasser i en uavhengig nullgruppe av elementer eller å betrakte dem som hovedundergruppen til gruppe VIII. Hvert synspunkt har sine fordeler og ulemper.

Basert på posisjonen til elementene i det periodiske systemet, har teoretiske kjemikere ledet av Linus Pauling lenge tvilt på den fullstendige kjemiske passiviteten til edelgasser, og peker direkte på den mulige stabiliteten til deres fluorider og oksider. Men først i 1962 var den amerikanske kjemikeren Neil Bartlett den første som utførte reaksjonen av platinaheksafluorid med oksygen under de mest vanlige forhold, og oppnådde xenonheksafluorplatinat XePtF^, etterfulgt av andre gassforbindelser, som nå mer korrekt kalles edel enn inert.

Den periodiske loven beholder sin prediktive funksjon til i dag.

Det skal bemerkes at spådommer for ukjente medlemmer av ethvert sett kan være av to typer. Hvis egenskapene til et element som ligger innenfor en kjent serie med lignende er forutsagt, kalles en slik prediksjon interpolasjon. Det er naturlig å anta at disse eiendommene vil være underlagt de samme lover som eiendommene til naboelementer. Slik ble egenskapene til de manglende elementene i det periodiske systemet forutsagt. Det er mye vanskeligere å forutsi egenskapene til nye medlemmer av sett hvis de er utenfor den beskrevne delen. Ekstrapolering - prediksjonen av funksjonsverdier som er utenfor en rekke kjente mønstre - er alltid mindre sikker.

Det var dette problemet som konfronterte forskere da de begynte å søke etter elementer utenfor systemets kjente grenser. På begynnelsen av 1900-tallet. Periodesystemet endte med uran (nr. 92). De første forsøkene på å få tak i transuranelementer ble gjort i 1934, da Enrico Fermi og Emilio Segre bombarderte uran med nøytroner. Dermed begynte veien til aktinoider og transaktinoider.

Kjernereaksjoner brukes også til å syntetisere andre tidligere ukjente grunnstoffer.

Element nr. 101, kunstig syntetisert av Eienn Theodor Seaborg og hans kolleger, ble kalt "mendelevium". Seaborg sa selv dette: "Det er spesielt viktig å merke seg at element 101 ble navngitt til ære for den store russiske kjemikeren D.I. Mendeleev av amerikanske forskere, som alltid betraktet ham som en pioner innen kjemi."

Antallet nyoppdagede, eller rettere sagt kunstig skapte, elementer vokser stadig. Syntesen av de tyngste kjernene av grunnstoffer med serienummer 113 og 115 ble utført ved det russiske felles instituttet for atomforskning i Dubna ved å bombardere kjerner av kunstig oppnådd americium med kjerner av den tunge isotopen kalsium-48. I dette tilfellet vises kjernen til grunnstoff nr. 115, som umiddelbart forfaller og danner kjernen til grunnstoff nr. 113. Slike supertunge grunnstoffer finnes ikke i naturen, men de oppstår under supernovaeksplosjoner, og kan også eksistere under Big Bang . Forskningen deres hjelper til med å forstå hvordan universet vårt ble til.

Totalt forekommer 39 naturlig forekommende radioaktive isotoper i naturen. Ulike isotoper forfaller med forskjellige hastigheter, som er preget av halveringstider. Halveringstiden til uran-238 er 4,5 milliarder år, og for noen andre grunnstoffer kan den være lik milliondeler av et sekund.

Radioaktive elementer, som sekvensielt forfaller og forvandles til hverandre, danner hele serier. Tre slike serier er kjent: i henhold til det opprinnelige elementet er alle medlemmene av serien kombinert i familiene uran, aktinouran og thorium. En annen familie består av kunstig produserte radioaktive isotoper. I alle familier fullføres transformasjonene ved tilsynekomsten av ikke-radioaktive blyatomer.

Siden jordskorpen bare kan inneholde isotoper hvis halveringstid står i forhold til jordens alder, kan vi anta at det i løpet av milliarder av år av dens historie også eksisterte kortlivede isotoper som nå bokstavelig talt har blitt utryddet. Disse inkluderte sannsynligvis den tunge isotopen kalium-40. Som et resultat av dens fullstendige forfall, er den tabulerte verdien av atommassen til kalium i dag 39.102, så den er dårligere i masse enn grunnstoff nr. 18 argon (39.948). Dette forklarer unntakene i den konsekvente økningen i atommasser av grunnstoffer i det periodiske systemet.

Akademiker V. I. Goldansky, i en tale dedikert til minnet om Mendeleev, bemerket "den grunnleggende rollen som Mendeleevs verk spiller selv på helt nye områder av kjemi, som oppsto flere tiår etter døden til den geniale skaperen av det periodiske system."

Vitenskap er historien og oppbevaringsstedet for århundrers visdom og erfaring, deres rasjonelle kontemplasjon og testede dømmekraft.

D. I. Mendeleev

Det skjer sjelden at en vitenskapelig oppdagelse viser seg å være noe helt uventet; det er nesten alltid forventet:

Imidlertid finner påfølgende generasjoner, som bruker beviste svar på alle spørsmål, ofte det vanskelig å forstå hvilke vanskeligheter det kostet sine forgjengere.

C. Darwin

Hver av vitenskapene om verden rundt oss har som sitt studieemne spesifikke former for bevegelse av materie. De rådende ideene vurderer disse formene for bevegelse i rekkefølge med økende kompleksitet:

mekanisk - fysisk - kjemisk - biologisk - sosialt. Hvert av de påfølgende skjemaene avviser ikke de forrige, men inkluderer dem.

Det er ingen tilfeldighet at ved feiringen av hundreårsdagen for oppdagelsen av den periodiske loven, viet G. T. Seaborg sin rapport til de siste prestasjonene innen kjemi. I den satte han stor pris på de fantastiske prestasjonene til den russiske forskeren: "Når vi vurderer utviklingen av det periodiske system siden Mendeleevs tid, er det mest slående at han var i stand til å lage det periodiske systemet for elementer, selv om Mendeleev ikke var det. klar over slike nå allment aksepterte konsepter som kjernefysisk struktur og isotoper, forholdet mellom atomtall og valens, den elektroniske naturen til atomer, periodisiteten til kjemiske egenskaper forklart av elektronisk struktur, og til slutt radioaktivitet.

Man kan sitere ordene til akademiker A.E. Fersman, som trakk oppmerksomheten mot fremtiden: «Nye teorier, strålende generaliseringer vil dukke opp og dø. Nye ideer vil erstatte våre allerede utdaterte konsepter om atom og elektron. De største oppdagelsene og eksperimentene vil oppheve fortiden og åpne dagens horisonter med utrolig nyhet og bredde - alt dette vil komme og gå, men Mendeleevs periodiske lov vil alltid leve og veilede søket."

24. Fremveksten av strukturelle teorier i prosessen med utvikling av organisk kjemi. Atom-molekylær vitenskap som teoretisk grunnlag for strukturelle teorier.

Lignende artikler