Pomen periodičnega sistema Mendelejeva je kratek. Pomen periodnega sistema
Periodni sistem elementov je imel velik vpliv na kasnejši razvoj kemije. Ne samo, da je bila to prva naravna klasifikacija kemijskih elementov, ki je pokazala, da tvorijo harmoničen sistem in so med seboj tesno povezani, ampak je bila tudi močno orodje za nadaljnje raziskave.
V času, ko je Mendelejev sestavil svojo tabelo na podlagi periodičnega zakona, ki ga je odkril, je bilo veliko elementov še neznanih. Tako je bil element 4. obdobja skandij neznan. Glede na atomsko maso je Ti prišel za Ca, vendar Ti ni bilo mogoče postaviti takoj za Ca, ker spadal bi v skupino 3, zaradi lastnosti Ti pa bi ga bilo treba uvrstiti v skupino 4. Zato je Mendelejev zgrešil eno celico. Na isti podlagi sta v obdobju 4 ostali dve prosti celici med Zn in As. V drugih vrstah so še prosti sedeži. Mendelejev ni bil samo prepričan da morajo obstajati še neznani elementi, ki bi zapolnili ta mesta, ampak tudi vnaprej predvideti lastnosti takih elementov, na podlagi njihovega položaja med drugimi elementi periodnega sistema. Ti elementi so dobili tudi imena ekaboron (ker naj bi po lastnostih spominjal na bor), ekaaluminij, ekasilicij ...
Odkritje Ga, Sc, Ge je bilo največje zmagoslavje periodičnega zakona. Periodni sistem je bil zelo pomemben tudi pri ugotavljanju valence in atomskih mas nekaterih elementov. Prav tako je periodni sistem spodbudil korekcijo atomskih mas nekaterih elementov. Na primer, Cs je bila prej dodeljena atomska masa 123,4. Mendelejev je z razporeditvijo elementov v tabelo ugotovil, da bi moral biti Cs po svojih lastnostih v glavni podskupini prve skupine pod Rb in bo zato imel atomsko maso približno 130. Sodobne definicije kažejo, da je atomska masa Cs je 132.9054..
In trenutno ostaja periodični zakon vodilna zvezda kemije. Na njegovi podlagi so bili umetno ustvarjeni transuranovi elementi. Eden od njih, element št. 101, prvič pridobljen leta 1955, je bil imenovan mendelevij v čast velikega ruskega znanstvenika.
Nadaljnji razvoj znanosti je na podlagi periodičnega zakona omogočil veliko globlje razumevanje strukture snovi, kot je bilo to mogoče v času življenja Mendelejeva.
Preroške besede Mendelejeva so bile briljantno potrjene: "Periodičnemu zakonu ne grozi uničenje, ampak sta obljubljena samo nadgradnja in razvoj."
Predpogoj za odkritje periodičnega zakona so bili sklepi mednarodnega kongresa kemikov v mestu Karlsruhe leta 1860, ko je bila dokončno uveljavljena atomsko-molekularna znanost in prve enotne definicije pojmov molekula in atom ter kot atomska teža, ki ji zdaj pravimo relativna atomska masa.
D. I. Mendelejev se je pri svojem odkritju opiral na jasno oblikovana izhodišča:
Skupna nespremenljiva lastnost atomov vseh kemičnih elementov je njihova atomska masa;
Lastnosti elementov so odvisne od njihovih atomskih mas;
Oblika te odvisnosti je periodična.
Zgoraj obravnavane predpogoje lahko imenujemo objektivne, to je neodvisne od osebnosti znanstvenika, saj jih je določil zgodovinski razvoj kemije kot znanosti.
III. Periodni zakon in periodni sistem kemijskih elementov.
Mendelejevo odkritje periodičnega zakona.
Prvo različico periodnega sistema elementov je objavil D. I. Mendelejev leta 1869 - dolgo preden so preučevali strukturo atoma. V tem času je Mendelejev poučeval kemijo na univerzi v Sankt Peterburgu. Med pripravo na predavanja in zbiranjem gradiva za svoj učbenik "Osnove kemije" je D. I. Mendeleev razmišljal o tem, kako sistematizirati gradivo tako, da informacije o kemijskih lastnostih elementov ne bodo videti kot niz različnih dejstev.
Vodilo D. I. Mendelejeva pri tem delu so bile atomske mase (atomske teže) elementov. Po Svetovnem kongresu kemikov leta 1860, na katerem je sodeloval tudi D. I. Mendeleev, je bil problem pravilnega določanja atomskih mas nenehno v središču pozornosti mnogih vodilnih kemikov na svetu, vključno z D. I. Mendelejevom.Z razporeditvijo elementov v naraščajočem vrstnem redu glede na njihovo atomsko maso je D. I. Mendelejev odkril temeljni naravni zakon, ki je danes znan kot periodični zakon:
Lastnosti elementov se periodično spreminjajo glede na njihovo atomsko težo.
Zgornja formulacija sploh ni v nasprotju s sodobno, v kateri je koncept "atomske teže" nadomeščen s konceptom "jedrskega naboja". Jedro je sestavljeno iz protonov in nevtronov. Število protonov in nevtronov v jedrih večine elementov je približno enako, zato se atomska teža povečuje približno tako, kot se povečuje število protonov v jedru (jedrski naboj Z).
Temeljna novost periodičnega zakona je bila naslednja:
1. Vzpostavljena je bila povezava med elementi, ki so si po svojih lastnostih različni. Ta povezava je v tem, da se lastnosti elementov spreminjajo gladko in približno enakomerno, ko se povečuje njihova atomska teža, nato pa se te spremembe OBČASNO PONAVLJAJO.
2. V tistih primerih, ko se je zdelo, da v zaporedju sprememb lastnosti elementov manjka kakšna povezava, so bile v periodnem sistemu predvidene VRZELI, ki jih je bilo treba zapolniti s še neodkritimi elementi.
V vseh dosedanjih poskusih ugotavljanja razmerja med elementi so si drugi raziskovalci prizadevali ustvariti celovito sliko, v kateri ni bilo prostora za elemente, ki še niso bili odkriti. Ravno nasprotno, D. I. Mendelejev je menil, da so najpomembnejši del njegovega periodnega sistema tiste celice, ki so še prazne. To je omogočilo predvidevanje obstoja še neznanih elementov.
Občudovanja vredno je, da je D. I. Mendelejev odkril v času, ko so bile atomske teže mnogih elementov določene zelo približno, samih elementov pa je bilo znanih le 63 - to je nekaj več kot polovica tistih, ki jih poznamo danes.
Globoko poznavanje kemijskih lastnosti različnih elementov je Mendelejevu omogočilo ne le izpostaviti elemente, ki še niso bili odkriti, ampak tudi natančno napovedati njihove lastnosti! D. I. Mendeleev je natančno napovedal lastnosti elementa, ki ga je imenoval "eka-silicij". 16 let pozneje je ta element res odkril nemški kemik Winkler in ga poimenoval germanij.
Primerjava lastnosti, ki jih je napovedal D. I. Mendeleev za še neodkrit element "eka-silicij" z lastnostmi elementa germanija (Ge). V sodobnem periodnem sistemu germanij zaseda mesto "eka-silicija".
Lastnina
Napovedal D. I. Mendelejev za "eka-silicij" leta 1870
Definirano za germanij Ge, odkrit leta 1886
Barva, videz
rjav
svetlo rjava
Atomska teža
72,59
Gostota (g/cm3)
5,5
5,35
Formula oksida
XO2
GeO2
Kloridna formula
XCl4
GeCl4
Gostota klorida (g/cm3)
1,9
1,84
Na enak način je lastnosti "eka-aluminij" (element galij Ga, odkrit leta 1875) in "eka-bor" (element skandij Sc, odkrit leta 1879) briljantno potrdil D. I. Mendeleev.
Po tem je znanstvenikom po vsem svetu postalo jasno, da periodni sistem D. I. Mendelejeva ne samo sistematizira elemente, ampak je grafični izraz temeljnega zakona narave - periodnega zakona.
Zgradba periodnega sistema.
Na podlagi periodičnega zakona D.I. Mendelejev je ustvaril periodni sistem kemičnih elementov, ki je bil sestavljen iz 7 obdobij in 8 skupin (kratkoperiodična različica tabele). Trenutno se pogosteje uporablja dolgoperiodična različica periodnega sistema (7 period, 8 skupin, elementi lantanidi in aktinidi so prikazani ločeno).
Obdobja so vodoravne vrstice tabele, razdeljene so na majhne in velike. V majhnih obdobjih sta 2 elementa (1. obdobje) ali 8 elementov (2., 3. obdobja), v velikih obdobjih - 18 elementov (4., 5. obdobja) ali 32 elementov (6., 5. obdobja) 7. obdobje). Vsako obdobje se začne s tipično kovino in konča z nekovino (halogenom) in žlahtnim plinom.
Skupine so navpična zaporedja elementov, oštevilčene so z rimskimi številkami od I do VIII ter ruskimi črkami A in B. Kratkoperiodična različica periodnega sistema je vključevala podskupine elementov (glavne in sekundarne).
Podskupina je niz elementov, ki so brezpogojni kemični analogi; pogosto imajo elementi podskupine najvišje oksidacijsko stanje, ki ustreza številki skupine.
V skupinah A se lahko kemijske lastnosti elementov spreminjajo v širokem razponu od nekovinskih do kovinskih (npr. v glavni podskupini skupine V je dušik nekovina, bizmut pa kovina).
V periodnem sistemu so značilne kovine v skupini IA (Li-Fr), IIA (Mg-Ra) in IIIA (In, Tl). Nekovine se nahajajo v skupinah VIIA (F-Al), VIA (O-Te), VA (N-As), IVA (C, Si) in IIIA (B). Nekateri elementi A-skupin (berilij Be, aluminij Al, germanij Ge, antimon Sb, polonij Po in drugi), pa tudi številni elementi B-skupin izkazujejo kovinske in nekovinske lastnosti (pojav amfoternosti).
Za nekatere skupine se uporabljajo imena skupin: IA (Li-Fr) - alkalijske kovine, IIA (Ca-Ra) - zemeljsko alkalijske kovine, VIA (O-Po) - halkogeni, VIIA (F-At) - halogeni, VIIIA ( He-Rn ) - žlahtni plini. Oblika periodnega sistema, ki jo je predlagal D.I. Mendelejeva, so imenovali kratkoperiodično ali klasično. Trenutno se pogosteje uporablja druga oblika periodnega sistema - dolgoperiodična.
Periodični zakon D.I. Mendelejev in periodni sistem kemičnih elementov sta postala osnova sodobne kemije. Relativne atomske mase so podane po mednarodni tabeli iz leta 1983. Za elemente 104-108 so masna števila najdlje živih izotopov navedena v oglatih oklepajih. Imena in simboli elementov, navedeni v oklepajih, niso splošno sprejeti.
IV Periodični zakon in zgradba atoma.
Osnovni podatki o zgradbi atomov.
Konec 19. in v začetku 20. stoletja so fiziki dokazali, da je atom kompleksen delec in je sestavljen iz enostavnejših (elementarnih) delcev. Odkriti so bili:
katodni žarki (angleški fizik J. J. Thomson, 1897), katerih delci se imenujejo elektroni e− (nosijo en sam negativni naboj);
naravna radioaktivnost elementov (francoska znanstvenika - radiokemika A. Becquerel in M. Sklodowska-Curie, fizik Pierre Curie, 1896) in obstoj α-delcev (helijeva jedra 4He2+);
prisotnost pozitivno nabitega jedra v središču atoma (angleški fizik in radiokemik E. Rutherford, 1911);
umetno pretvorbo enega elementa v drugega, na primer dušika v kisik (E. Rutherford, 1919). Iz jedra atoma enega elementa (dušik - v Rutherfordovem poskusu) ob trku z α-delcem nastane jedro atoma drugega elementa (kisik) in nov delec, ki nosi enotni pozitivni naboj in se imenuje proton ( p+, 1H jedro).
prisotnost v jedru atoma električno nevtralnih delcev - nevtronov n0 (angleški fizik J. Chadwick, 1932).
Kot rezultat raziskave je bilo ugotovljeno, da atom vsakega elementa (razen 1H) vsebuje protone, nevtrone in elektrone, pri čemer so protoni in nevtroni koncentrirani v jedru atoma, elektroni pa na njegovem obrobju (v elektronski lupini) .
Število protonov v jedru je enako številu elektronov v lupini atoma in ustreza zaporedni številki tega elementa v periodnem sistemu.
Elektronska ovojnica atoma je kompleksen sistem. Razdeljen je na podlupine z različnimi energijami (energijskimi nivoji); nivoji pa so razdeljeni na podnivoje, ti pa vključujejo atomske orbitale, ki se lahko razlikujejo po obliki in velikosti (označene s črkami s, p, d, f itd.).
Torej glavna značilnost atoma ni atomska masa, temveč velikost pozitivnega naboja jedra. To je bolj splošna in natančna značilnost atoma in s tem elementa. Vse lastnosti elementa in njegov položaj v periodnem sistemu so odvisni od velikosti pozitivnega naboja atomskega jedra. Tako atomsko število kemičnega elementa numerično sovpada z nabojem jedra njegovega atoma. Periodni sistem elementov je grafični prikaz periodnega zakona in odraža strukturo atomov elementov.
Teorija zgradbe atoma pojasnjuje periodične spremembe lastnosti elementov. Povečanje pozitivnega naboja atomskih jeder od 1 do 110 povzroči periodično ponavljanje strukturnih elementov zunanje energijske ravni v atomih. In ker so lastnosti elementov v glavnem odvisne od števila elektronov na zunanji ravni, se tudi periodično ponavljajo. To je fizični pomen periodičnega zakona.
Vsaka perioda v periodnem sistemu se začne z elementi, katerih atomi na zunanji ravni imajo en s-elektron (nepopolni zunanji nivoji) in zato izkazujejo podobne lastnosti - zlahka oddajo valenčne elektrone, kar določa njihov kovinski značaj. To so alkalijske kovine - Li, Na, K, Rb, Cs.
Perioda se konča z elementi, katerih atomi na zunanjem nivoju vsebujejo 2 (s2) elektrona (v prvi periodi) ali 8 (s2p6) elektronov (v vseh naslednjih periodah), to pomeni, da imajo zaključen zunanji nivo. To so žlahtni plini He, Ne, Ar, Kr, Xe, ki imajo inertne lastnosti.
Leta 1869 je D. I. Mendelejev na podlagi analize lastnosti preprostih snovi in spojin oblikoval periodični zakon: "Lastnosti preprostih teles in spojin elementov so periodično odvisne od velikosti atomskih mas elementov." Na podlagi periodičnega zakona je bil sestavljen periodni sistem elementov. V njej so bili elementi s podobnimi lastnostmi združeni v vertikalne skupinske stolpce. V nekaterih primerih je bilo treba pri umeščanju elementov v periodni sistem prekiniti zaporedje naraščajočih atomskih mas, da bi ohranili periodičnost ponavljanja lastnosti. Na primer, potrebno je bilo "zamenjati" telur in jod, pa tudi argon in kalij. Razlog je v tem, da je Mendelejev predlagal periodični zakon v času, ko o zgradbi atoma še ni bilo nič znanega.Po tem, ko je bil v 20. stoletju predlagan planetarni model atoma, je periodični zakon formuliran takole:
"Lastnosti kemičnih elementov in spojin so periodično odvisne od nabojev atomskih jeder."
Naboj jedra je enak številu elementa v periodnem sistemu in številu elektronov v elektronski ovojnici atoma. Ta formulacija je pojasnila "kršitve" periodičnega zakona. V periodnem sistemu je periodna številka enaka številu elektronskih ravni v atomu, številka skupine za elemente glavnih podskupin je enaka številu elektronov na zunanji ravni.
Znanstveni pomen periodičnega zakona. Periodični zakon je omogočil sistematizacijo lastnosti kemičnih elementov in njihovih spojin. Pri sestavljanju periodnega sistema je Mendeljejev napovedal obstoj številnih neodkritih elementov, ki jim je pustil prazne celice, in napovedal številne lastnosti neodkritih elementov, ki so olajšale njihovo odkritje, prvo od teh pa je sledilo štiri leta pozneje.
Toda velika zasluga Mendelejeva ni le v odkrivanju novih stvari.
Mendelejev je odkril nov naravni zakon. Namesto različnih, nepovezanih substanc se je znanost soočila z enim samim harmoničnim sistemom, ki je združeval vse elemente vesolja v enotno celoto; atome so začeli obravnavati kot:
1. organsko povezani med seboj s skupnim vzorcem,
2. zaznavanje prehoda kvantitativnih sprememb atomske mase v kvalitativne spremembe njihove kemijske. individualnosti,
3. kar kaže, da je nasprotje kovinsko. in nekovinski. Lastnosti atomov niso absolutne, kot se je prej mislilo, ampak le relativne narave.
24. Nastanek strukturnih teorij v procesu razvoja organske kemije. Atomsko-molekularna znanost kot teoretična podlaga za strukturne teorije.
Organska kemija. V celotnem 18. stol. Pri vprašanju kemijskih odnosov organizmov in snovi je znanstvenike vodila doktrina vitalizma - doktrina, ki je življenje obravnavala kot poseben pojav, ki ni podvržen zakonom vesolja, temveč vplivu posebnih življenjskih sil. To stališče so podedovali številni znanstveniki 19. stoletja, čeprav so bili njegovi temelji zamajani že leta 1777, ko je Lavoisier predlagal, da je dihanje proces, podoben izgorevanju.
Leta 1828 je nemški kemik Friedrich Wöhler (1800–1882) s segrevanjem amonijevega cianata (to spojino so brezpogojno uvrščali med anorganske snovi) dobil sečnino, odpadni produkt človeka in živali. Leta 1845 je Adolf Kolbe, Wöhlerjev študent, sintetiziral ocetno kislino iz izhodiščnih elementov ogljika, vodika in kisika. V petdesetih letih 19. stoletja se je francoski kemik Pierre Berthelot začel sistematično ukvarjati s sintezo organskih spojin in pridobil metilne in etilne alkohole, metan, benzen in acetilen. Sistematična študija naravnih organskih spojin je pokazala, da vse vsebujejo enega ali več atomov ogljika in mnoge vsebujejo atome vodika. Teorija tipov. Odkritje in izolacija velikega števila kompleksnih spojin, ki vsebujejo ogljik, je sprožilo vprašanje sestave njihovih molekul in povzročilo potrebo po reviziji obstoječega klasifikacijskega sistema. Do leta 1840 so kemijski znanstveniki ugotovili, da se Berzeliusove dualistične ideje nanašajo samo na anorganske soli. Leta 1853 so poskušali vse organske spojine razvrstiti po vrsti. Posplošeno "teorijo tipa" je predlagal francoski kemik Charles Frederic Gerard, ki je verjel, da kombinacijo različnih skupin atomov ne določa električni naboj teh skupin, temveč njihove specifične kemijske lastnosti.
Strukturna kemija. Leta 1857 je Kekule na podlagi teorije valence (valenca je bila razumljena kot število vodikovih atomov, ki se povezujejo z enim atomom danega elementa) predlagal, da je ogljik štirivalenten in se zato lahko kombinira s štirimi drugimi atomi, ki tvorijo dolge verige - ravna ali razvejana. Zato so se organske molekule začele upodabljati ne v obliki kombinacij radikalov, temveč v obliki strukturnih formul - atomov in vezi med njimi.
Leta 1874 je bil danski kemik Jacob van't Hoff francoski kemik Joseph Achille Le Bel (1847–1930) pa je to idejo razširil na razporeditev atomov v prostoru. Verjeli so, da molekule niso ravne, temveč tridimenzionalne strukture. Ta koncept je omogočil razlago številnih dobro znanih pojavov, na primer prostorske izomerije, obstoja molekul enake sestave, vendar z različnimi lastnostmi. Podatki se zelo dobro prilegajo vanjo Louis Pasteur o izomerih vinske kisline.
6. Periodični zakon in periodični sistem D.I. Mendelejev Struktura periodičnega sistema (perioda, skupina, podskupina). Pomen periodnega zakona in periodnega sistema.
Periodično pravo D.I. Mendelejev:Lastnosti enostavnih teles ter oblike in lastnosti sestavljenihrazlike elementov so periodično odvisne odvrednosti atomskih mas elementov (Lastnosti elementov so periodično odvisne od naboja atomov njihovih jeder).
Periodni sistem elementov. Nize elementov, znotraj katerih se lastnosti spreminjajo zaporedno, kot je niz osmih elementov od litija do neona ali od natrija do argona, je Mendelejev imenoval obdobja. Če ti dve periodi zapišemo drugo pod drugo tako, da je natrij pod litijem, argon pa pod neonom, dobimo naslednjo razporeditev elementov:
S to razporeditvijo navpični stolpci vsebujejo elemente, ki so po svojih lastnostih podobni in imajo enako valenco, na primer litij in natrij, berilij in magnezij itd.
Ko je vse elemente razdelil na obdobja in postavil eno obdobje pod drugo, tako da so bili elementi, podobni po lastnostih in vrsti nastalih spojin, nameščeni drug pod drugim, je Mendelejev sestavil tabelo, ki jo je imenoval periodični sistem elementov po skupinah in serijah.
Pomen periodnega sistemami. Periodni sistem elementov je imel velik vpliv na kasnejši razvoj kemije. Ne samo, da je bila to prva naravna klasifikacija kemijskih elementov, ki je pokazala, da tvorijo harmoničen sistem in so med seboj tesno povezani, ampak je bila tudi močno orodje za nadaljnje raziskave.
7. Periodične spremembe lastnosti kemijskih elementov. Atomski in ionski polmeri. Ionizacijska energija. Elektronska afiniteta. Elektronegativnost.
Odvisnost atomskih radijev od naboja jedra atoma Z je periodična. Znotraj enega obdobja, ko se Z poveča, obstaja težnja, da se velikost atoma zmanjša, kar je še posebej jasno opazno v kratkih obdobjih
Z začetkom gradnje nove elektronske plasti, ki je bolj oddaljena od jedra, to je med prehodom v naslednjo periodo, se povečajo atomski radiji (primerjaj npr. polmera atomov fluora in natrija). Posledično se znotraj podskupine z naraščajočim jedrskim nabojem povečajo velikosti atomov.
Izguba atomov elektronov vodi do zmanjšanja njegove efektivne velikosti, dodajanje odvečnih elektronov pa do povečanja. Zato je polmer pozitivno nabitega iona (kationa) vedno manjši, polmer negativno nabitega iona (aniona) pa vedno večji od polmera ustreznega električno nevtralnega atoma.
Znotraj ene podskupine se polmeri ionov z enakim nabojem povečujejo z naraščanjem naboja jedra.Ta vzorec je razložen s povečanjem števila elektronskih plasti in vse večjo oddaljenostjo zunanjih elektronov od jedra.
Najbolj značilna kemijska lastnost kovin je sposobnost njihovih atomov, da zlahka oddajo zunanje elektrone in se preoblikujejo v pozitivno nabite ione, medtem ko je za nekovine, nasprotno, značilna sposobnost dodajanja elektronov, da tvorijo negativne ione. Za odstranitev elektrona iz atoma in pretvorbo slednjega v pozitivni ion je potrebno porabiti nekaj energije, imenovane ionizacijska energija.
Energijo ionizacije lahko določimo z obstreljevanjem atomov z elektroni, pospešenimi v električnem polju. Najnižja poljska napetost, pri kateri postane hitrost elektronov zadostna za ionizacijo atomov, se imenuje ionizacijski potencial atomov danega elementa in je izražena v voltih. Z zadostno porabo energije lahko iz atoma odstranimo dva, tri ali več elektronov. Zato govorimo o prvem ionizacijskem potencialu (energija odstranitve prvega elektrona iz atoma) in drugem ionizacijskem potencialu (energija odstranitve drugega elektrona).
Kot je navedeno zgoraj, atomi ne morejo samo darovati, ampak tudi pridobiti elektrone. Energija, ki se sprosti, ko se elektron pritrdi na prosti atom, se imenuje elektronska afiniteta atoma. Elektronska afiniteta je tako kot energija ionizacije običajno izražena v elektronvoltih. Tako je elektronska afiniteta atoma vodika 0,75 eV, kisika - 1,47 eV, fluora - 3,52 eV.
Elektronske afinitete kovinskih atomov so običajno blizu nič ali negativne; Iz tega sledi, da je za atome večine kovin dodajanje elektronov energijsko neugodno. Elektronska afiniteta atomov nekovin je vedno pozitivna in tem večja, čim bližje je nekovina žlahtnemu plinu v periodnem sistemu; to kaže na povečanje nekovinskih lastnosti, ko se približuje konec obdobja.
Možnost znanstvenega predvidevanja neznanih elementov je postala realnost šele po odkritju periodnega zakona in periodnega sistema elementov. D. I. Mendelejev je napovedal obstoj 11 novih elementov: ekabor, ekasilicij, ekaaluminij itd. »Koordinate« elementa v periodnem sistemu (zaporedna številka, skupina in perioda) so omogočile približno napoved atomske mase, pa tudi najpomembnejših lastnosti napovedanega elementa. Natančnost teh napovedi se je še posebej povečala, ko je bil napovedani element obdan z znanimi in dovolj raziskanimi elementi.
Zahvaljujoč temu je leta 1875 v Franciji L. de Boisbaudran odkril galij (eka-aluminij); leta 1879 je L. Nilsson (Švedska) odkril skandij (ekabor); leta 1886 v Nemčiji je K. Winkler odkril germanij (eksasilicij).
V zvezi z neodkritimi elementi devete in desete vrstice so bile izjave D. I. Mendelejeva bolj previdne, saj so bile njihove lastnosti zelo slabo raziskane. Torej, po bizmutu, pri katerem se je končalo šesto obdobje, sta ostali dve črtici. Ena je ustrezala analogu telura, druga je pripadala neznanemu težkemu halogenu. V sedmem obdobju sta bila znana samo dva elementa - torij in uran. D. I. Mendelejev je zapustil več celic s pomišljaji, ki bi morale pripadati elementom prve, druge in tretje skupine pred torijem. Med torijem in uranom je ostala prazna celica. Za uranom je ostalo pet praznih mest, tj. Skoraj 100 let so predvidevali transuranove elemente.
Za potrditev točnosti napovedi D. I. Mendelejeva glede elementov devete in desete vrstice lahko navedemo primer s polonijem (zaporedna številka 84). D. I. Mendeleev, ki je napovedal lastnosti elementa z zaporedno številko 84, ga je označil za analog telura in ga imenoval dvitelurij. Za ta element je predpostavil atomsko maso 212 in sposobnost tvorbe oksida tipa EO e. Ta element mora imeti gostoto 9,3 g/cm 3 in biti taljiva, kristalinična in nizkohlapna siva kovina. Polonij, ki so ga v čisti obliki pridobili šele leta 1946, je mehka, taljiva kovina srebrne barve z gostoto 9,3 g/cm 3 . Njegove lastnosti so zelo podobne teluru.
Periodični zakon D. I. Mendelejeva, ki je eden najpomembnejših zakonov narave, je izjemnega pomena. Ta zakon je odraz naravnega razmerja, ki obstaja med elementi, stopnje razvoja snovi od enostavnega do zapletenega, zaznamoval začetek sodobne kemije. Z njegovim odkritjem je kemija prenehala biti opisna veda.
Periodični zakon in sistem elementov D. I. Mendelejeva sta ena od zanesljivih metod razumevanja sveta. Ker elemente povezujejo skupne lastnosti oziroma struktura, to kaže na vzorce medsebojne povezanosti in soodvisnosti pojavov.
Vsi elementi skupaj tvorijo eno linijo nenehnega razvoja od najpreprostejšega vodika do 118. elementa. Ta vzorec je prvi opazil D. I. Mendelejev, ki je lahko napovedal obstoj novih elementov in s tem pokazal kontinuiteto razvoja materije.
Če primerjamo lastnosti elementov in njihovih spojin znotraj skupin, lahko zlahka zaznamo manifestacijo zakona o prehodu kvantitativnih sprememb v kvalitativne. Tako v katerem koli obdobju pride do prehoda iz tipične kovine v tipično nekovino (halogen), vendar prehod iz halogena v prvi element naslednjega obdobja (alkalijska kovina) spremlja pojav lastnosti nasproti tega halogena. Odkritje D. I. Mendelejeva je postavilo natančne in zanesljive temelje za teorijo atomske zgradbe, ki je močno vplivala na razvoj vseh sodobnih spoznanj o naravi snovi.
Delo D. I. Mendelejeva pri ustvarjanju periodnega sistema je postavilo temelje za znanstveno utemeljeno metodo ciljnega iskanja novih kemičnih elementov. Primeri vključujejo številne uspehe sodobne jedrske fizike. V zadnjih pol stoletja so bili sintetizirani elementi z zaporednimi številkami 102-118. Preučevanje njihovih lastnosti, pa tudi njihove proizvodnje, bi bilo nemogoče brez poznavanja vzorcev odnosov med kemičnimi elementi.
Dokaz za takšno trditev je rezultate raziskave sinteze elementov 114, 116, 118.
Izotop 114. elementa je bil pridobljen z interakcijo plutonija z izotopom 48 Ca, 116. pa z interakcijo kurija z izotopom 48 Ca:
Stabilnost nastalih izotopov je tako visoka, da se spontano ne cepijo, ampak doživijo alfa razpad, tj. cepitev jedra s hkratno emisijo delcev alfa.
Dobljeni eksperimentalni podatki popolnoma potrjujejo teoretične izračune: ko pride do zaporednih alfa razpadov, nastanejo jedra 112. in 110. elementa, po katerih se začne spontana cepitev:
S primerjavo lastnosti elementov se prepričamo, da so med seboj povezani s skupnimi konstrukcijskimi značilnostmi. Tako je mogoče s primerjavo strukture zunanje in predzunanje elektronske lupine z visoko natančnostjo napovedati vse vrste spojin, značilne za določen element. Tako jasno razmerje zelo dobro ponazarja primer 104. elementa – rutherfordija. Kemiki so napovedali, da če je ta element analog hafnija (72 Hf), potem mora imeti njegov tetraklorid približno enake lastnosti kot HfCl 4. Eksperimentalne kemijske študije niso potrdile le napovedi kemikov, temveč tudi odkritje novega supertežkega elementa 1(M Rf. Enako analogijo lahko vidimo v lastnostih – Os (Z = 76) in Ds (Z = 110) – oboje elementi tvorijo hlapne okside tipa R0 4. Vse to pove o manifestacija zakona medsebojne povezanosti in soodvisnosti pojavov.
Primerjava lastnosti elementov znotraj skupin in obdobij ter njihova primerjava s strukturo atoma kaže na zakonitost prehod iz kvantitete v kvaliteto. Prehod kvantitativnih sprememb v kvalitativne je možen le skozizanikanje zanikanja. V obdobjih, ko se jedrski naboj poveča, pride do prehoda iz alkalne kovine v žlahtni plin. Naslednje obdobje se spet začne z alkalno kovino - elementom, ki popolnoma zanika lastnosti žlahtnega plina pred njim (na primer He in Li; Ne in Na; Ar in Kr itd.).
V vsaki periodi se naboj jedra naslednjega elementa poveča za eno v primerjavi s prejšnjim. Ta proces opazujemo od vodika do 118. elementa in kaže kontinuiteta razvoja snovi.
Končno je kombinacija nasprotnih nabojev (protona in elektrona) v atomu, manifestacija kovinskih in nekovinskih lastnosti, obstoj amfoternih oksidov in hidroksidov manifestacija zakona enotnost in boj nasprotij.
Opozoriti je treba tudi, da je bilo odkritje periodičnega zakona začetek temeljnih raziskav o lastnostih snovi.
Niels Bohr pravi, da je periodni sistem »zvezda vodilnica za raziskave na področju kemije, fizike, mineralogije in tehnologije«.
- Elementi 112, 114, 116, 118 so bili pridobljeni na Skupnem inštitutu za jedrske raziskave (Dubna, Rusija). Elementa 113 in 115 so skupaj pridobili ruski in ameriški fiziki. Gradivo je prijazno posredoval akademik Ruske akademije znanosti Yu.C.Oganesyan.
