në shtëpi » Shfrytëzimi » Kuptimi i ligjit periodik të sistemit periodik. Kuptimi i sistemit periodik dhe ligjit periodik D

Kuptimi i ligjit periodik të sistemit periodik. Kuptimi i sistemit periodik dhe ligjit periodik D

Në 1869, D.I. Mendeleev, bazuar në një analizë të vetive të substancave dhe komponimeve të thjeshta, formuloi Ligjin Periodik: "Vetitë e trupave të thjeshtë dhe të përbërjeve të elementeve varen periodikisht nga madhësia e masave atomike të elementeve." Në bazë të ligjit periodik u përpilua sistemi periodik i elementeve. Në të, elementët me veti të ngjashme u kombinuan në kolona grupore vertikale. Në disa raste, gjatë vendosjes së elementeve në Tabelën Periodike, ishte e nevojshme të prishej sekuenca e rritjes së masave atomike për të ruajtur periodicitetin e përsëritjes së vetive. Për shembull, ishte e nevojshme të "këmbehej" teluri dhe jodi, si dhe argoni dhe kaliumi. Arsyeja është se Mendelejevi propozoi ligjin periodik në një kohë kur asgjë nuk dihej për strukturën e atomit.Pasi modeli planetar i atomit u propozua në shekullin e 20-të, ligji periodik formulohet si më poshtë:

"Vetitë e elementeve dhe përbërjeve kimike varen periodikisht nga ngarkesat e bërthamave atomike."

Ngarkesa e bërthamës është e barabartë me numrin e elementit në tabelën periodike dhe numrin e elektroneve në shtresën elektronike të atomit. Ky formulim shpjegonte “shkeljet” e Ligjit Periodik. Në tabelën periodike, numri i periudhës është i barabartë me numrin e niveleve elektronike në atom, numri i grupit për elementët e nëngrupeve kryesore është i barabartë me numrin e elektroneve në nivelin e jashtëm.

Rëndësia shkencore e ligjit periodik. Ligji periodik bëri të mundur sistemimin e vetive të elementeve kimike dhe përbërjeve të tyre. Me rastin e përpilimit të tabelës periodike, Mendelejevi parashikoi ekzistencën e shumë elementeve të pazbuluar, duke lënë qeliza boshe për ta, dhe parashikoi shumë veti të elementeve të pazbuluar, të cilat lehtësuan zbulimin e tyre.E para prej tyre pasoi katër vjet më vonë.

Por merita e madhe e Mendelejevit nuk është vetëm në zbulimin e gjërave të reja.

Mendeleev zbuloi një ligj të ri të natyrës. Në vend të substancave të ndryshme, të palidhura, shkenca u përball me një sistem të vetëm harmonik që bashkoi të gjithë elementët e Universit në një tërësi të vetme; atomet filluan të konsideroheshin si:

1. të lidhur organikisht me njëri-tjetrin nga një model i përbashkët,

2. zbulimi i kalimit të ndryshimeve sasiore të peshës atomike në ndryshime cilësore të kimikatit të tyre. individualitete,

3. që tregon se e kundërta është metalike. dhe jo metalike. vetitë e atomeve nuk janë absolute, siç mendohej më parë, por vetëm në natyrë relative.

24. Shfaqja e teorive strukturore në procesin e zhvillimit të kimisë organike. Shkenca atomo-molekulare si bazë teorike për teoritë strukturore.

Kimi organike. Gjatë gjithë shekullit të 18-të. Në çështjen e marrëdhënieve kimike të organizmave dhe substancave, shkencëtarët udhëhiqeshin nga doktrina e vitalizmit - një doktrinë që e konsideronte jetën si një fenomen të veçantë, që nuk i nënshtrohet ligjeve të universit, por ndikimit të forcave të veçanta jetësore. Kjo pikëpamje u trashëgua nga shumë shkencëtarë të shekullit të 19-të, megjithëse themelet e saj u tronditën që në vitin 1777, kur Lavoisier sugjeroi se frymëmarrja ishte një proces i ngjashëm me djegien.

Në vitin 1828, kimisti gjerman Friedrich Wöhler (1800-1882), duke ngrohur cianatin e amonit (kjo përbërje klasifikohej pa kushte si një substancë inorganike), përftoi ure, një produkt i mbeturinave të njerëzve dhe kafshëve. Në 1845, Adolf Kolbe, një student i Wöhler, sintetizoi acidin acetik nga elementët fillestarë të karbonit, hidrogjenit dhe oksigjenit. Në vitet 1850, kimisti francez Pierre Berthelot filloi punën sistematike në sintezën e përbërjeve organike dhe përftoi alkoole metil dhe etilik, metan, benzen dhe acetilen. Një studim sistematik i përbërjeve organike natyrore ka treguar se të gjitha ato përmbajnë një ose më shumë atome karboni dhe shumë përmbajnë atome hidrogjeni. Teoria e tipit. Zbulimi dhe izolimi i një numri të madh të përbërjeve komplekse që përmbajnë karbon ngriti çështjen e përbërjes së molekulave të tyre dhe çoi në nevojën për të rishikuar sistemin ekzistues të klasifikimit. Në vitet 1840, shkencëtarët kimikë kuptuan se idetë dualiste të Berzelius-it zbatoheshin vetëm për kripërat inorganike. Në 1853, u bë një përpjekje për të klasifikuar të gjitha përbërjet organike sipas llojit. Një "teori e tipit" e përgjithësuar u propozua nga një kimist francez Charles Frederic Gerard, i cili besonte se kombinimi i grupeve të ndryshme të atomeve nuk përcaktohet nga ngarkesa elektrike e këtyre grupeve, por nga vetitë e tyre specifike kimike.

Kimia strukturore. Në 1857, Kekule, bazuar në teorinë e valencës (valenca kuptohej si numri i atomeve të hidrogjenit që kombinohen me një atom të një elementi të caktuar), sugjeroi që karboni është katërvalent dhe për këtë arsye mund të kombinohet me katër atome të tjerë, duke formuar zinxhirë të gjatë - të drejtë ose të degëzuar. Prandaj, molekulat organike filluan të përshkruhen jo në formën e kombinimeve të radikalëve, por në formën e formulave strukturore - atomeve dhe lidhjeve midis tyre.

Në 1874, një kimist danez Jacob van't Hoff dhe kimisti francez Joseph Achille Le Bel (1847-1930) e shtriu këtë ide në rregullimin e atomeve në hapësirë. Ata besonin se molekulat nuk ishin struktura të sheshta, por tredimensionale. Ky koncept bëri të mundur shpjegimin e shumë fenomeneve të njohura, për shembull, izomerinë hapësinore, ekzistencën e molekulave të së njëjtës përbërje, por me veti të ndryshme. Të dhënat përshtaten shumë mirë në të Louis Pasteur rreth izomerëve të acidit tartarik.

100 RUR bonus për porosinë e parë

Zgjidh llojin e punës Puna e diplomës Puna e kursit Punimi i lëndës Abstrakt Punimi i magjistraturës Raport praktike Artikull Raport Rishikim Punë testimi Monografi Zgjidhja e problemeve Plan biznesi Përgjigjet e pyetjeve Punë krijuese Ese Vizatim Ese Përkthimi Prezantime Shtypje Tjetër Rritja e veçantisë së tekstit Punimi i magjistraturës Punë laboratorike Ndihmë online

Zbuloni çmimin

Versioni i parë i Tabelës Periodike të Elementeve u botua nga Dmitri Ivanovich Mendeleev në 1869 - shumë kohë përpara se të studiohej struktura e atomit. Udhëzuesi i D. I. Mendeleev në këtë punë ishte masat atomike (peshat atomike) të elementeve. Duke i renditur elementet sipas rendit në rritje të peshave të tyre atomike, D. I. Mendeleev zbuloi një ligj themelor të natyrës, i cili tani njihet si Ligji Periodik: Vetitë e elementeve ndryshojnë periodikisht në përputhje me peshën e tyre atomike.

Risia themelore e Ligjit Periodik, e zbuluar dhe formuluar nga D. I. Mendeleev, ishte si më poshtë:

1. U krijua një lidhje midis elementeve që ishin të ndryshëm në vetitë e tyre. Kjo lidhje qëndron në faktin se vetitë e elementeve ndryshojnë pa probleme dhe përafërsisht në mënyrë të barabartë me rritjen e peshës atomike të tyre, dhe më pas këto ndryshime PËRSËRITEN PERIODIKËSHT.

2. Në ato raste kur dukej se mungonte ndonjë lidhje në sekuencën e ndryshimeve në vetitë e elementeve, në Tabelën Periodike jepeshin GAPS që duhej të plotësoheshin me elementë që ende nuk ishin zbuluar. Për më tepër, Ligji Periodik bëri të mundur PARASHIKIMIN e vetive të këtyre elementeve.

Në të gjitha përpjekjet e mëparshme për të përcaktuar marrëdhënien midis elementeve, studiues të tjerë kërkuan të krijonin një pamje të plotë në të cilën nuk kishte vend për elementë që nuk ishin zbuluar ende.

Është e admirueshme që D. I. Mendeleev e bëri zbulimin e tij në një kohë kur peshat atomike të shumë elementeve u përcaktuan shumë afërsisht, dhe vetëm 63 elementë ishin të njohur - domethënë pak më shumë se gjysma e atyre që ne sot njohim.

Ligji periodik sipas Mendelejevit: "Vetitë e trupave të thjeshtë... dhe përbërjet e elementeve varen periodikisht nga madhësia e masave atomike të elementeve."

Në bazë të ligjit periodik u përpilua sistemi periodik i elementeve. Në të, elementët me veti të ngjashme u kombinuan në kolona grupore vertikale. Në disa raste, gjatë vendosjes së elementeve në Tabelën Periodike, ishte e nevojshme të prishej sekuenca e rritjes së masave atomike për të ruajtur periodicitetin e përsëritjes së vetive. Për shembull, ishte e nevojshme të "këmbehej" teluri dhe jodi, si dhe argoni dhe kaliumi.

Sidoqoftë, edhe pas punës së madhe dhe të kujdesshme të kimistëve për korrigjimin e peshave atomike, në katër vende të Tabelës Periodike elementët "shkelin" rendin e rreptë të rregullimit në rritjen e masës atomike.

Gjatë kohës së D.I. Mendeleev, devijime të tilla konsideroheshin mangësi të Tabelës Periodike. Teoria e strukturës atomike vendos gjithçka në vendin e vet: elementët janë të vendosur absolutisht saktë - në përputhje me ngarkesat e bërthamave të tyre. Atëherë, si mund të shpjegojmë se pesha atomike e argonit është më e madhe se pesha atomike e kaliumit?

Pesha atomike e çdo elementi është e barabartë me peshën mesatare atomike të të gjithë izotopeve të tij, duke marrë parasysh bollëkun e tyre në natyrë. Rastësisht, pesha atomike e argonit përcaktohet nga izotopi "më i rëndë" (ai gjendet në natyrë në sasi më të mëdha). Në kalium, përkundrazi, mbizotëron izotopi i tij "më i lehtë" (d.m.th., një izotop me një numër masiv më të ulët).

Arsyeja është se Mendelejevi propozoi ligjin periodik në një kohë kur asgjë nuk dihej për strukturën e atomit. Pasi u propozua modeli planetar i atomit në shekullin e 20-të, ligji periodik u formulua si më poshtë:

"Vetitë e elementeve dhe përbërjeve kimike varen periodikisht nga ngarkesat e bërthamave atomike."

Arsyeja e ndryshimit periodik në vetitë e elementeve kimike është mbushja periodike e predhave elektronike. Pas mbushjes së guaskës tjetër, fillon një periudhë e re. Ndryshimet periodike në elementë janë qartë të dukshme në ndryshimet në përbërjen dhe vetitë e oksideve.

Rëndësia shkencore e ligjit periodik.

Ligji periodik bëri të mundur sistemimin e vetive të elementeve kimike dhe përbërjeve të tyre. Gjatë përpilimit të tabelës periodike, Mendelejevi parashikoi ekzistencën e shumë elementeve të pazbuluar, duke lënë qeliza boshe për ta dhe parashikoi shumë veti të elementeve të pazbuluar, të cilat lehtësuan zbulimin e tyre. E para nga këto pasoi katër vjet më vonë. Elementi për të cilin Mendelejevi la një vend dhe veti, peshën atomike të së cilës ai parashikoi, u shfaq papritur! Kimisti i ri francez Lecoq de Boisbaudran i dërgoi një letër Akademisë së Shkencave të Parisit. Aty thuhej:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. Por gjëja më e mahnitshme ishte ende për të ardhur. Mendeleev parashikoi, duke i lënë ende hapësirë këtij elementi, se dendësia e tij duhet të ishte 5.9. Dhe Boisbaudran pohoi: elementi që zbuloi ka një densitet prej 4.7. Mendeleev, i cili as nuk e kishte parë asnjëherë elementin e ri - gjë që e bën atë edhe më të habitshme - deklaroi se kimisti francez kishte bërë një gabim në llogaritjet e tij. Por Boisbaudran doli gjithashtu kokëfortë: ai këmbënguli se ishte i saktë. Pak më vonë, pas matjeve shtesë, u bë e qartë: Mendeleev kishte të drejtë pa kushte. Boisbaudran emëroi elementin e parë që mbushi hapësirën e zbrazët në tavolinë galium për nder të atdheut të tij Francë. Dhe askush nuk mendoi atëherë t'i jepte emrin e njeriut që parashikoi ekzistencën e këtij elementi, njeriu që paracaktoi njëherë e përgjithmonë rrugën e zhvillimit të kimisë. Shkencëtarët e shekullit të njëzetë e bënë këtë. Një element i zbuluar nga fizikanët sovjetikë mban emrin e Mendeleev.

Por merita e madhe e Mendelejevit nuk është vetëm në zbulimin e gjërave të reja.

1. të lidhur organikisht me njëri-tjetrin nga një model i përbashkët,

2. zbulimi i kalimit të ndryshimeve sasiore të peshës atomike në ndryshime cilësore të kimikatit të tyre. individualitete,

3. që tregon se kundërshtimi midis vetive metalike dhe jometalike të atomeve nuk është absolut, siç mendohej më parë, por vetëm relativ.

Zbulimi i lidhjes së ndërsjellë midis të gjithë elementëve, midis vetive të tyre fizike dhe kimike shtroi një problem shkencor dhe filozofik me rëndësi të jashtëzakonshme: kjo lidhje e ndërsjellë, ky unitet duhet të shpjegohet.

Hulumtimi i Mendelejevit dha një bazë solide dhe të besueshme për përpjekjet për të shpjeguar strukturën e atomit: pas zbulimit të ligjit periodik, u bë e qartë se atomet e të gjithë elementëve duhet të ndërtohen "sipas një plani të vetëm", se struktura e tyre duhet të pasqyrojnë periodicitetin e vetive të elementeve.

Vetëm ai model i atomit mund të kishte të drejtën e njohjes dhe zhvillimit, gjë që do ta afronte shkencën për të kuptuar misterin e pozicionit të elementit në tabelën periodike. Shkencëtarët më të mëdhenj të shekullit tonë, duke zgjidhur këtë problem të madh, zbuluan strukturën e atomit - kështu ligji i Mendelejevit pati një ndikim të madh në zhvillimin e të gjitha njohurive moderne për natyrën e materies.

Të gjitha sukseset e kimisë moderne, sukseset e fizikës atomike dhe bërthamore, përfshirë energjinë bërthamore dhe sintezën e elementeve artificiale, u bënë të mundura vetëm falë ligjit periodik. Nga ana tjetër, sukseset e fizikës atomike, shfaqja e metodave të reja kërkimore dhe zhvillimi i mekanikës kuantike kanë zgjeruar dhe thelluar thelbin e ligjit periodik.

Gjatë shekullit të kaluar, ligji i Mendelejevit - një ligj i vërtetë i natyrës - jo vetëm që nuk është vjetëruar dhe nuk e ka humbur rëndësinë e tij. Përkundrazi, zhvillimi i shkencës ka treguar se kuptimi i saj ende nuk është kuptuar dhe kompletuar plotësisht, se është shumë më i gjerë nga sa mund ta imagjinonte krijuesi i saj, nga sa mendonin shkencëtarët deri vonë. Kohët e fundit është vërtetuar se jo vetëm struktura e predhave të jashtme elektronike të një atomi, por edhe struktura e imët e bërthamave atomike i nënshtrohet ligjit të periodicitetit. Me sa duket, ato modele që drejtojnë botën komplekse dhe kryesisht të keqkuptuar të grimcave elementare kanë gjithashtu një karakter periodik në thelbin e tyre.

Zbulimet e mëtejshme në kimi dhe fizikë kanë konfirmuar në mënyrë të përsëritur kuptimin themelor të Ligjit Periodik. U zbuluan gazra inerte, të cilat përshtaten në mënyrë të përkryer në Tabelën Periodike - kjo tregohet veçanërisht qartë nga forma e gjatë e tabelës. Numri serial i një elementi doli të jetë i barabartë me ngarkesën e bërthamës së një atomi të këtij elementi. Shumë elementë të panjohur më parë u zbuluan falë një kërkimi të synuar për pikërisht ato prona që ishin parashikuar nga Tabela Periodike.

Ligji periodik i D.I. Mendeleev ka një rëndësi jashtëzakonisht të madhe. Ai hodhi themelet për kiminë moderne dhe e bëri atë një shkencë të vetme, integrale. Elementet filluan të konsideroheshin në marrëdhënie, në varësi të vendit të tyre në tabelën periodike. Kimia ka pushuar së qeni një shkencë përshkruese. Me zbulimin e ligjit periodik, në të u bë e mundur largpamësia shkencore. U bë e mundur parashikimi dhe përshkrimi i elementeve të rinj dhe përbërjeve të tyre. Një shembull i shkëlqyer i kësaj është parashikimi i D.I. Mendeleev për ekzistencën e elementeve të pa zbuluar ende në kohën e tij, nga të cilat për tre - Ga, Sc, Ge - ai dha një përshkrim të saktë të vetive të tyre.

Bazuar në ligjin e D.I. Mendeleev, të gjitha qelizat boshe të sistemit të tij nga Z=1 deri në Z=92 u mbushën dhe u zbuluan elementë transuranium. Dhe sot ky ligj shërben si udhërrëfyes për zbulimin apo krijimin artificial të elementeve të rinj kimikë. Kështu, duke u udhëhequr nga ligji periodik, mund të argumentohet se nëse sintetizohet elementi Z=114, atëherë ai do të jetë një analog i plumbit (ekaslead), nëse sintetizohet elementi Z=118, atëherë ai do të jetë një gaz fisnik. (ekaradon).

Shkencëtari rus N.A. Morozov në vitet 80 të shekullit të 19-të parashikoi ekzistencën e gazeve fisnike, të cilat më pas u zbuluan. Në tabelën periodike plotësojnë periodat dhe formojnë nëngrupin kryesor të grupit VII. "Përpara ligjit periodik," shkroi D.I. Mendeleev, "elementet përfaqësonin vetëm fenomene të rastësishme fragmentare të natyrës; nuk kishte asnjë arsye për të pritur ndonjë të re, dhe ato që u gjetën përsëri ishin një risi krejtësisht e papritur. Ligji periodik ishte i pari që bëri të mundur të shiheshin elementë ende të pazbuluar në një distancë që vizioni i pandihmuar nga ky ligj nuk kishte arritur deri atëherë.”

Ligji periodik shërbeu si bazë për korrigjimin e masave atomike të elementeve. Masat atomike të 20 elementeve u korrigjuan nga D.I. Mendeleev, pas së cilës këta elementë zunë vendet e tyre në tabelën periodike.

Në bazë të ligjit periodik dhe sistemit periodik të D.I. Mendeleev, doktrina e strukturës së atomit u zhvillua shpejt. Ai zbuloi kuptimin fizik të ligjit periodik dhe shpjegoi renditjen e elementeve në tabelën periodike. Korrektësia e doktrinës së strukturës së atomit është verifikuar gjithmonë nga ligji periodik. Ja një shembull tjetër. Në vitin 1921, N. Bohr tregoi se elementi Z = 72, ekzistenca e të cilit ishte parashikuar nga D. I. Mendeleev në 1870 (ekabor), duhet të kishte një strukturë atomike të ngjashme me atomin e zirkonit (Zr - 2. 8. 18. 10 . 2; dhe Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2), dhe për këtë arsye duhet të kërkohet midis mineraleve të zirkonit. Pas kësaj këshille, në vitin 1922, kimisti hungarez D. Hevesy dhe shkencëtari holandez D. Coster zbuluan elementin Z=72 në mineralin norvegjez të zirkonit, duke e quajtur hafnium (nga emri latin i Kopenhagës, vendi ku u zbulua elementi) . Ky ishte triumfi më i madh i teorisë së strukturës atomike: bazuar në strukturën e atomit, u parashikua vendndodhja e një elementi në natyrë.

Studimi i strukturës së atomeve çoi në zbulimin e energjisë atomike dhe përdorimin e saj për nevojat e njeriut. Mund të themi se ligji periodik është burimi kryesor i të gjitha zbulimeve të kimisë dhe fizikës të shekullit të 20-të. Ai luajti një rol të jashtëzakonshëm në zhvillimin e shkencave të tjera natyrore që lidhen me kiminë.

Ligji dhe sistemi periodik janë në themel të zgjidhjes së problemeve moderne në shkencën dhe industrinë kimike. Duke marrë parasysh sistemin periodik të elementeve kimike të D.I. Mendeleev, po punohet për të marrë materiale të reja polimer dhe gjysmëpërçues, lidhje rezistente ndaj nxehtësisë, substanca me veti të specifikuara, për të përdorur energjinë bërthamore, për të përdorur zorrët e Tokës dhe Universit.

Tabela periodike e elementeve pati një ndikim të madh në zhvillimin e mëvonshëm të kimisë.

Dmitry Ivanovich Mendeleev (1834-1907)

Jo vetëm që ishte klasifikimi i parë natyror i elementeve kimike, duke treguar se ato formojnë një sistem harmonik dhe janë në lidhje të ngushtë me njëri-tjetrin, por gjithashtu u bë një mjet i fuqishëm për kërkime të mëtejshme.

Në kohën kur Mendelejevi përpiloi tabelën e tij bazuar në ligjin periodik që zbuloi, shumë elementë ishin ende të panjohur. Kështu, elementi skandi i periudhës së katërt ishte i panjohur. Për sa i përket masës atomike, titani vinte pas kalciumit, por titani nuk mund të vendosej menjëherë pas kalciumit, pasi do të hynte në grupin e tretë, ndërsa titani formon një oksid më të lartë dhe sipas vetive të tjera duhet klasifikuar në grupin e katërt. . Prandaj, Mendeleev kapërceu një qelizë, domethënë, ai la hapësirë të lirë midis kalciumit dhe titanit. Në të njëjtën bazë, në periudhën e katërt, dy qeliza të lira mbetën midis zinkut dhe arsenikut, të pushtuara tani nga elementët galium dhe germanium. Në radhët e tjera ka ende vende bosh. Mendelejevi jo vetëm që ishte i bindur se duhet të kishte elementë ende të panjohur që do të mbushnin këto hapësira, por ai parashikoi paraprakisht vetitë e elementeve të tillë bazuar në pozicionin e tyre midis elementeve të tjerë të tabelës periodike. Njërit prej tyre i vuri emrin ekabor, i cili në të ardhmen do të zinte një vend midis kalciumit dhe titanit (pasi vetitë e tij supozohej se i ngjanin borit); dy të tjerat, për të cilat kishte mbetur hapësira në tabelë midis zinkut dhe arsenikut, u emëruan eka-alumin dhe eca-silicon.

Gjatë 15 viteve të ardhshme, parashikimet e Mendelejevit u konfirmuan shkëlqyeshëm: të tre elementët e pritur u zbuluan. Së pari, kimisti francez Lecoq de Boisbaudran zbuloi galiumin, i cili ka të gjitha vetitë e eka-aluminit; më pas, në Suedi, L. F. Nilsson zbuloi skandiumin, i cili kishte vetitë e ekaboronit dhe më në fund, disa vite më vonë në Gjermani, K. A. Winkler zbuloi një element që ai e quajti germanium, i cili doli të ishte identik me ekasilikon.

Për të gjykuar saktësinë e mahnitshme të largpamësisë së Mendelejevit, le të krahasojmë vetitë e eka-silikonit të parashikuara prej tij në 1871 me vetitë e germaniumit të zbuluara në 1886:

Zbulimi i galiumit, skandiumit dhe germaniumit ishte triumfi më i madh i ligjit periodik.

Sistemi periodik kishte gjithashtu një rëndësi të madhe në përcaktimin e valencës dhe masave atomike të disa elementeve. Kështu, elementi berilium është konsideruar prej kohësh një analog i aluminit dhe oksidit të tij i është caktuar formula. Bazuar në përbërjen në përqindje dhe formulën e pritshme të oksidit të beriliumit, masa atomike e tij u konsiderua të ishte 13.5. Tabela periodike ka treguar se ka vetëm një vend për beriliumin në tabelë, domethënë mbi magnez, kështu që oksidi i tij duhet të ketë formulën , e cila jep masën atomike të beriliumit të barabartë me dhjetë. Ky përfundim u konfirmua shpejt nga përcaktimet e masës atomike të beriliumit nga dendësia e avullit të klorurit të tij.

Pikërisht Dhe aktualisht, ligji periodik mbetet filli drejtues dhe parimi drejtues i kimisë. Në bazë të tij, elementët e transuraniumit të vendosur në tabelën periodike pas uraniumit u krijuan artificialisht në dekadat e fundit. Njëri prej tyre - elementi nr. 101, i marrë për herë të parë në 1955 - u emërua Mendelevium për nder të shkencëtarit të madh rus.

Zbulimi i ligjit periodik dhe krijimi i një sistemi elementesh kimike kishte një rëndësi të madhe jo vetëm për kiminë, por edhe për filozofinë, për të gjithë kuptimin tonë të botës. Mendeleev tregoi se elementët kimikë formojnë një sistem harmonik, i cili bazohet në një ligj themelor të natyrës. Kjo është një shprehje e qëndrimit të dialektikës materialiste për ndërlidhjen dhe ndërvarësinë e dukurive natyrore. Duke zbuluar marrëdhënien midis vetive të elementeve kimike dhe masës së atomeve të tyre, ligji periodik ishte një konfirmim i shkëlqyer i një prej ligjeve universale të zhvillimit të natyrës - ligjit të kalimit të sasisë në cilësi.

Zhvillimi i mëvonshëm i shkencës bëri të mundur, bazuar në ligjin periodik, për të kuptuar strukturën e materies shumë më thellë se sa ishte e mundur gjatë jetës së Mendelejevit.

Teoria e strukturës atomike e zhvilluar në shekullin e 20-të, nga ana tjetër, i dha ligjit periodik dhe sistemit periodik të elementeve një ndriçim të ri, më të thellë. Fjalët profetike të Mendeleev u konfirmuan shkëlqyeshëm: "Ligji periodik nuk kërcënohet me shkatërrim, por premtohet vetëm superstruktura dhe zhvillimi".

Prezantimi

Kimia ka pushuar së qeni një shkencë përshkruese. Me zbulimin e ligjit periodik, në të u bë e mundur largpamësia shkencore. U bë e mundur të parashikohen dhe të përshkruhen elementë të rinj dhe përbërjet e tyre... Një shembull i shkëlqyer i kësaj është parashikimi i D.I. Mendeleev për ekzistencën e elementeve të pazbuluara ende në kohën e tij, nga të cilët për tre - Ga, Sc dhe Ge - ai dha një përshkrim i saktë i vetive të tyre.

Tabela periodike dhe rëndësia e tij për të kuptuar pamjen shkencore të botës

Tabela periodike e elementeve nga D. I. Mendeleev, një klasifikim natyror i elementeve kimike, i cili është një shprehje tabelare (ose grafike tjetër). ligji periodik i Mendelejevit. P.S. e. zhvilluar nga D.I. Mendelejevi në 1869-1871.

Historia e P. s. e. Përpjekje për sistemimin e elementeve kimike u bënë nga shkencëtarë të ndryshëm në Gjermani, Francë, Angli dhe SHBA që nga vitet '30 të shekullit të 19-të. Paraardhësit e Mendelejevit - I. Döbereiner, DHE. Dumas, kimisti francez A. Chancourtois, anglisht. kimistët W. Odling, J. Newlands dhe të tjerë vendosën ekzistencën e grupeve të elementeve me veti kimike të ngjashme, të ashtuquajturat "grupe natyrore" (për shembull, "triadat" e Döbereiner). Megjithatë, këta shkencëtarë nuk shkuan më tej se vendosja e modeleve të veçanta brenda grupeve. Në 1864 L. Meyer Bazuar në të dhënat mbi peshat atomike, ai propozoi një tabelë që tregon raportin e peshave atomike për disa grupe karakteristike të elementeve. Meyer nuk bëri mesazhe teorike nga tavolina e tij.

Prototipi i P. s shkencore. e. u shfaq tabela "Përvoja e një sistemi elementësh bazuar në peshën e tyre atomike dhe ngjashmërinë kimike", e përpiluar nga Mendeleev më 1 mars 1869. Gjatë dy viteve të ardhshme, autori e përmirësoi këtë tabelë, prezantoi ide rreth grupeve, serive dhe periudhave të elementet; bëri një përpjekje për të vlerësuar kapacitetin e periudhave të vogla dhe të mëdha, që përmbanin, sipas tij, përkatësisht 7 dhe 17 elementë. Në 1870 ai e quajti sistemin e tij natyror, dhe në 1871 - periodik. Edhe atëherë struktura e P. s. e. ka marrë një formë moderne në shumë aspekte.

Jashtëzakonisht i rëndësishëm për evolucionin e P. s. e. ideja e paraqitur nga Mendelejevi për vendin e një elementi në sistem doli të jetë e vërtetë; Pozicioni i elementit përcaktohet nga periudha dhe numrat e grupit. Bazuar në këtë ide, Mendelejevi arriti në përfundimin se ishte e nevojshme të ndryshoheshin peshat atomike të pranuara në atë kohë të disa elementeve (U, In, Ce dhe analogët e tij), që ishte aplikimi i parë praktik i peshave atomike. e., dhe gjithashtu për herë të parë parashikoi ekzistencën dhe vetitë themelore të disa elementeve të panjohura, të cilat korrespondonin me qelizat boshe të P. s. e. Një shembull klasik është parashikimi i "ekaaluminiumit" (Ga e ardhshme, e zbuluar nga P. Lecoq de Boisbaudran në 1875), "ekabor" (Sc, i zbuluar nga shkencëtari suedez L. Nilson në 1879) dhe "exasilicon" (Ge, zbuluar nga shkencëtari gjerman K. Winkler në 1886). Për më tepër, Mendeleev parashikoi ekzistencën e analogëve të manganit (Tc dhe Re në të ardhmen), telurit (Po), jodit (At), ceziumit (Fr), bariumit (Ra), tantalit (Pa).

P.S. e. nuk u njoh menjëherë si një përgjithësim themelor shkencor; situata ndryshoi ndjeshëm vetëm pas zbulimit të Ga, Sc, Ge dhe vendosjes së divalencës së Be (për një kohë të gjatë u konsiderua trevalente). Sidoqoftë, P. s. e. në shumë mënyra përfaqësonte një përgjithësim empirik të fakteve, pasi kuptimi fizik i ligjit periodik ishte i paqartë dhe nuk kishte shpjegime për arsyet e ndryshimit periodik të vetive të elementeve në varësi të rritjes së peshave atomike. Prandaj, deri në vërtetimin fizik të ligjit periodik dhe zhvillimin e teorisë së P. s. e. shumë fakte nuk mund të shpjegoheshin. Kështu, zbulimi në fund të shekullit të 19-të ishte i papritur. gazet inerte, që dukej se nuk kishin vend në P. s. e.; kjo vështirësi u eliminua falë përfshirjes së p. e. grupi i pavarur zero (më vonë VIII a-nëngrupe). Zbulimi i shumë “elementeve radiofonike” në fillim të shekullit të 20-të. çoi në një kontradiktë midis nevojës për vendosjen e tyre në P. s. e. dhe strukturën e saj (për më shumë se 30 elementë të tillë kishte 7 vende “vakante” në periudhat e gjashtë dhe të shtatë). Kjo kontradiktë u tejkalua si rezultat i zbulimit izotopet. Së fundi, vlera e peshës atomike (masa atomike) si një parametër që përcakton vetitë e elementeve humbi gradualisht rëndësinë e saj.

Një nga arsyet kryesore për pamundësinë e shpjegimit të kuptimit fizik të ligjit periodik dhe P. s. e. konsistonte në mungesën e një teorie të strukturës atomike. Prandaj, momenti më i rëndësishëm në rrugën e zhvillimit të P. e. U shfaq një model planetar i atomit, i propozuar nga E. Rutherford(1911). Mbi bazën e tij, shkencëtari holandez A. van den Broek sugjeroi (1913) se numri serial i një elementi në P. s. e. (numri atomik Z) numerikisht është i barabartë me ngarkesën e bërthamës atomike (në njësi të ngarkesës elementare). Kjo u konfirmua eksperimentalisht nga G. Moseley(1913-14, shih Ligji i Moseley). Kështu, ishte e mundur të vërtetohej se periodiciteti i ndryshimeve në vetitë e elementeve varet nga numri atomik, dhe jo nga pesha atomike. Si rezultat, kufiri i poshtëm i P. s u përcaktua mbi baza shkencore. e. (hidrogjeni si element me minimum Z = 1); numri i elementeve ndërmjet hidrogjenit dhe uraniumit është vlerësuar me saktësi; Është vërtetuar se “boshllëqet” në P. s. e. korrespondojnë me elementë të panjohur me Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87.

Megjithatë, çështja e numrit të saktë të elementeve të tokës së rrallë mbeti e paqartë dhe (ajo që është veçanërisht e rëndësishme) nuk u zbuluan arsyet e ndryshimeve periodike në vetitë e elementeve në varësi të Z. Këto arsye u gjetën gjatë zhvillimit të mëtejshëm të teoria e elementeve të rralla të tokës. e. bazuar në konceptet kuantike të strukturës së atomit (shih më poshtë). Arsyetimi fizik i ligjit periodik dhe zbulimi i fenomenit të izotonisë bëri të mundur përcaktimin shkencërisht të konceptit të "masës atomike" ("pesha atomike"). Tabela periodike e bashkangjitur përmban vlera moderne të masave atomike të elementeve në shkallën e karbonit në përputhje me Tabelën Ndërkombëtare të vitit 1973. Numrat e masës së izotopeve më jetëgjatë të elementeve radioaktive janë dhënë në kllapa katrore. Në vend të numrit masiv të izotopeve më të qëndrueshme 99 Tc, 226 Ra, 231 Pa dhe 237 Np, tregohen masat atomike të këtyre izotopeve të miratuara (1969) nga Komisioni Ndërkombëtar i Peshave Atomike.

Struktura e P. s. e. Moderne (1975) P. f. e. mbulon 106 elemente kimike; nga këto, i gjithë transuraniumi (Z = 93-106), si dhe elementët me Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) dhe 87 (Fr) janë marrë artificialisht. Gjatë gjithë historisë së P. s. e. u propozuan një numër i madh (disa qindra) opsionesh për paraqitjen grafike të tij, kryesisht në formën e tabelave; Imazhet njihen edhe në formën e figurave të ndryshme gjeometrike (hapësinore dhe planare), kurbave analitike (për shembull, spirale), etj. Më të përhapura janë tre forma të P. s. e.: shkurt, i propozuar nga Mendelejevi dhe mori njohje universale; shkallë të gjatë. Forma e gjatë u zhvillua gjithashtu nga Mendeleev, dhe në një formë të përmirësuar u propozua në 1905 nga A. Werner. Forma e shkallës u propozua nga shkencëtari anglez T. Bailey (1882), shkencëtari danez J. Thomsen (1895) dhe u përmirësua nga N. Borom(1921). Secila nga tre format ka avantazhe dhe disavantazhe. Parimi themelor i ndërtimit të P. s. e. është ndarja e të gjithë elementeve kimike në grupe dhe periudha. Secili grup nga ana tjetër ndahet në nëngrupet kryesore (a) dhe dytësore (b). Çdo nëngrup përmban elementë që kanë veti kimike të ngjashme. Elementet A- Dhe b-nëngrupet në secilin grup, si rregull, tregojnë një ngjashmëri të caktuar kimike me njëri-tjetrin, kryesisht në gjendje oksidimi më të larta, të cilat, si rregull, i përgjigjen numrit të grupit. Një periudhë është një koleksion elementësh që fillojnë me një metal alkalik dhe mbarojnë me një gaz inert (një rast i veçantë është periudha e parë); Çdo periudhë përmban një numër të caktuar elementësh. P.S. e. përbëhet nga 8 grupe dhe 7 periudha (e shtata nuk është përfunduar ende).

E veçanta e periudhës së parë është se përmban vetëm 2 elementë: H dhe He. Vendi i H në sistem është i paqartë: meqenëse shfaq veti të zakonshme për metalet alkaline dhe halogjenet, ai vendoset ose në I. a-, ose (mundësisht) në VII a-nëngrup. Helium - përfaqësuesi i parë i VII a-nëngrupe (megjithatë, për një kohë të gjatë Ai dhe të gjithë gazrat inerte u kombinuan në një grup të pavarur zero).

Periudha e dytë (Li - Ne) përmban 8 elementë. Fillon me metalin alkalik Li, gjendja e vetme e oksidimit të të cilit është I. Më pas vjen Be, një metal, gjendja e oksidimit të II. Karakteri metalik i elementit të radhës B shprehet dobët (gjendja e oksidimit III). C-ja e mëposhtme është një jometal tipik dhe mund të jetë pozitivisht ose negativisht tetravalent. N, O, F dhe Ne në vijim janë jometale, dhe vetëm për N gjendja më e lartë e oksidimit V korrespondon me numrin e grupit; oksigjeni vetëm rrallë shfaq një valencë pozitive dhe për F gjendja e oksidimit VI është e njohur. Periudha përfundon me gazin inert Ne.

Periudha e tretë (Na - Ar) përmban gjithashtu 8 elemente, natyra e ndryshimeve në vetitë e të cilave është kryesisht e ngjashme me atë të vërejtur në periudhën e dytë. Sidoqoftë, Mg, ndryshe nga Be, është më metalik, siç është Al në krahasim me B, megjithëse Al është në thelb amfoterik. Si, P, S, Cl, Ar janë jometale tipike, por të gjithë ata (përveç Ar) shfaqin gjendje oksidimi më të larta të barabarta me numrin e grupit. Kështu, në të dyja periudhat, me rritjen e Z, vihet re një dobësim i metalit dhe forcim i karakterit jometalik të elementeve. Mendelejevi i quajti elementet e periudhës së dytë dhe të tretë (të vogla, në terminologjinë e tij) tipike. Është domethënëse që ato janë ndër më të zakonshmet në natyrë, dhe C, N dhe O janë, së bashku me H, elementët kryesorë të lëndës organike (organogjene). Të gjithë elementët e tre periudhave të para përfshihen në nëngrupe A .

Sipas terminologjisë moderne (shih më poshtë), elementë të këtyre periudhave i përkasin s-elementet (metalet alkali dhe alkaline tokësore) që përbëjnë I a- dhe II a-nëngrupe (të theksuara me të kuqe në tabelën e ngjyrave), dhe R-elementet (B - Ne, At - Ar) të përfshira në III a- VIII a-nëngrupe (simbolet e tyre janë të theksuara me ngjyrë portokalli). Për elementët e periudhave të vogla me numra rendor në rritje, fillimisht vërehet një rënie rreze atomike, dhe më pas, kur numri i elektroneve në shtresën e jashtme të atomit tashmë rritet ndjeshëm, zmbrapsja e tyre reciproke çon në një rritje të rrezeve atomike. Maksimumi tjetër arrihet në fillim të periudhës së ardhshme në elementin alkalik. Përafërsisht i njëjti model është karakteristik për rrezet jonike.

Periudha e katërt (K - Kr) përmban 18 elementë (periudha e parë e madhe, sipas Mendelejevit). Pas metalit alkalik K dhe tokës alkaline Ca (s-elemente) vjen një seri prej dhjetë të ashtuquajturat. elementet e tranzicionit(Sc - Zn), ose d- elemente (simbolet janë me ngjyrë blu) që përfshihen në nëngrupe b grupet përkatëse të P. s. e. Shumica e elementeve të tranzicionit (të gjithë janë metale) shfaqin gjendje oksidimi më të larta të barabarta me numrin e grupit të tyre. Përjashtim bën treshja Fe - Co - Ni, ku dy elementët e fundit janë maksimalisht pozitivisht trevalentë dhe hekuri në kushte të caktuara njihet në gjendjen e oksidimit VI. Elementet duke filluar nga Ga dhe duke përfunduar me Kr ( R-elemente), i përkasin nëngrupeve A, dhe natyra e ndryshimit në vetitë e tyre është e njëjtë si në intervalet përkatëse Z për elementët e periudhës së dytë dhe të tretë. Është vërtetuar se Kr është i aftë të formojë komponime kimike (kryesisht me F), por gjendja e tij e oksidimit VIII është e panjohur.

Periudha e pestë (Rb - Xe) është ndërtuar në mënyrë të ngjashme me të katërtën; ai gjithashtu ka një insert prej 10 elementesh tranzicioni (Y - Cd), d-elementet. Veçoritë specifike të periudhës: 1) në treshen Ru - Rh - Pd, vetëm ruteniumi shfaq gjendjen VIII të oksidimit; 2) të gjithë elementët e nëngrupeve a shfaqin gjendje oksidimi më të larta të barabarta me numrin e grupit, duke përfshirë Xe; 3) Kam veti të dobëta metalike. Kështu, natyra e ndryshimit të vetive ndërsa Z rritet për elementët e periudhës së katërt dhe të pestë është më komplekse, pasi vetitë metalike ruhen në një gamë të madhe numrash rendorë.

Periudha e gjashtë (Cs - Rn) përfshin 32 elementë. Përveç 10 d-elementet (La, Hf - Hg) përmban një grup prej 14 f-elementet, lantanide, nga Ce në Lu (simbolet e zeza). Elementet La deri në Lu janë kimikisht mjaft të ngjashëm. Në formë të shkurtër P. s. e. lantanidet përfshihen në kutinë La (pasi gjendja e tyre mbizotëruese e oksidimit është III) dhe shkruhen si një rresht më vete në fund të tabelës. Kjo teknikë është disi e papërshtatshme, pasi 14 elementë duket se janë jashtë tabelës. Format e gjata dhe shkallëzore të P. s nuk kanë një pengesë të tillë. e., duke pasqyruar mirë specifikën e lantanideve në sfondin e strukturës integrale të P. s. e. Veçoritë e periudhës: 1) në treshen Os - Ir - Pt, vetëm osmiumi shfaq gjendjen e oksidimit VIII; 2) At ka karakter më të theksuar (krahasuar me 1) metalik; 3) Rn, me sa duket (kimia e tij është studiuar pak), duhet të jetë më reaktive nga gazrat inerte.

Periudha e shtatë, duke filluar me Fr (Z = 87), duhet të përmbajë gjithashtu 32 elementë, prej të cilëve 20 janë të njohur deri më tani (deri në elementin me Z = 106). Fr dhe Ra janë elementë përkatësisht I a- dhe II a-nëngrupe (s-elemente), Ac - analog i elementeve III b-nëngrupet ( d-element). 14 elementët e ardhshëm, f-elementet (me Z nga 90 në 103) përbëjnë familjen aktinidet. Në formë të shkurtër P. s. e. ato zënë qelizën Ac dhe shkruhen në një rresht të veçantë në fund të tabelës, si lantanidet, në ndryshim nga të cilat ato karakterizohen nga një shumëllojshmëri e konsiderueshme e gjendjeve të oksidimit. Në këtë drejtim, në terma kimikë, seria e lantanideve dhe aktinideve tregojnë dallime të dukshme. Një studim i natyrës kimike të elementeve me Z = 104 dhe Z = 105 tregoi se këta elementë janë përkatësisht analoge të hafniumit dhe tantalit, d.m.th. d-elemente, dhe duhet të vendosen në IV b- dhe V b- nëngrupe. Anëtarët b-nëngrupe duhet të ketë elemente pasuese deri në Z = 112, dhe më pas do të shfaqen (Z = 113-118) R-elementet (III a-VIll a-nëngrupe).

Teoria e P. s. e. Teoria e P. bazohet në e. qëndron ideja e ligjeve specifike që rregullojnë ndërtimin e predhave elektronike (shtresat, nivelet) dhe nënpredhave (predha, nënnivelet) në atome me rritjen e Z. Kjo ide u zhvillua nga Bohr në 1913-21, duke marrë parasysh natyrën e ndryshimi i vetive të elementeve kimike në spektrin elektronik. e. dhe rezultatet e studimit të spektrave atomike të tyre. Bohr identifikoi tre karakteristika domethënëse të formimit të konfigurimeve elektronike të atomeve: 1) mbushja e predhave elektronike (me përjashtim të predhave që korrespondojnë me vlerat e principalit numër kuantik n= 1 dhe 2) nuk ndodh në mënyrë monotonike deri në kapacitetin e tyre të plotë, por ndërpritet nga shfaqja e grupeve të elektroneve që i përkasin predhave me vlera të mëdha. n; 2) lloje të ngjashme të konfigurimeve elektronike të atomeve përsëriten periodikisht; 3) kufijtë e periudhave të P. s. e. (përveç të parës dhe të dytës) nuk përkojnë me kufijtë e predhave të njëpasnjëshme të elektroneve.

Kuptimi i P. s. e. P.S. e. luajti dhe vazhdon të luajë një rol të madh në zhvillimin e shkencës natyrore. Ishte arritja më e rëndësishme e shkencës atomike-molekulare; bëri të mundur dhënien e një përkufizimi modern të konceptit të "elementit kimik" dhe sqarimin e koncepteve të substancave dhe përbërjeve të thjeshta. Modelet e zbuluara nga P. s. e., pati një ndikim të rëndësishëm në zhvillimin e teorisë së strukturës atomike dhe kontribuoi në shpjegimin e fenomenit të izotonisë. FLM. e. lidhur me një formulim rreptësisht shkencor të problemit të parashikimit në kimi, i cili u shfaq si në parashikimin e ekzistencës së elementeve të panjohura dhe vetive të tyre, ashtu edhe në parashikimin e veçorive të reja të sjelljes kimike të elementeve tashmë të zbuluar. P.S. e - themeli i kimisë, kryesisht inorganike; ndihmon dukshëm në zgjidhjen e problemeve të sintezës së substancave me veti të paracaktuara, zhvillimin e materialeve të reja, veçanërisht materialet gjysmëpërçuese, zgjedhjen e katalizatorëve specifikë për procese të ndryshme kimike, etj. P.S. e. është gjithashtu baza shkencore për mësimin e kimisë.

konkluzioni

Tabela periodike e D.I. Mendeleev u bë momenti më i rëndësishëm në zhvillimin e shkencës atomike-molekulare. Falë saj, u formua koncepti modern i një elementi kimik dhe u sqaruan idetë rreth substancave dhe komponimeve të thjeshta.

Roli parashikues i sistemit periodik, i treguar nga vetë Mendelejevi, në shekullin e 20-të u shfaq në vlerësimin e vetive kimike të elementeve transuranium.

Shfaqja e sistemit periodik hapi një epokë të re, vërtet shkencore në historinë e kimisë dhe një sërë shkencash të lidhura - në vend të informacionit të shpërndarë për elementët dhe komponimet, u shfaq një sistem koherent, në bazë të të cilit u bë e mundur të përgjithësohej, nxirrni përfundime dhe parashikoni.

ligji periodik i atomit të Mendelit

Ligji periodik bëri të mundur sistemimin dhe përgjithësimin e një sasie të madhe informacioni shkencor në kimi. Ky funksion i ligjit zakonisht quhet integrues. Ajo manifestohet veçanërisht qartë në strukturimin e materialit shkencor dhe edukativ në kimi. Akademiku A.E. Fersman tha se sistemi bashkoi të gjithë kiminë brenda një lidhjeje të vetme hapësinore, kronologjike, gjenetike dhe energjike.

Roli integrues i Ligjit Periodik u shfaq edhe në faktin se disa të dhëna për elementet, që gjoja dilnin jashtë ligjeve të përgjithshme, u verifikuan dhe u sqaruan si nga vetë autori, ashtu edhe nga ndjekësit e tij.

Kjo ndodhi me karakteristikat e beriliumit. Para veprës së Mendelejevit, ai konsiderohej një analog trevalent i aluminit për shkak të të ashtuquajturës ngjashmëri diagonale. Kështu, në periudhën e dytë kishte dy elemente trevalente dhe jo një dyvalent i vetëm. Ishte në këtë fazë, së pari në nivelin e ndërtimeve të modelit mendor, që Mendeleev dyshoi për një gabim në studimet e vetive të beriliumit. Pastaj ai gjeti veprën e kimistit rus Avdeev, i cili argumentoi se beriliumi ishte dyvalent dhe kishte një peshë atomike prej 9. Puna e Avdeev mbeti e pavënë re nga bota shkencore, autori vdiq herët, me sa duket ishte helmuar nga komponimet jashtëzakonisht helmuese të beriliumit. Rezultatet e hulumtimit të Avdeev u krijuan në shkencë falë Ligjit Periodik.

Ndryshime dhe përsosje të tilla të vlerave të peshave atomike dhe valencave u bënë nga Mendeleev për nëntë elementë të tjerë (In, V, Th, U, La, Ce dhe tre lantanide të tjera). Për dhjetë elementë të tjerë, vetëm peshat atomike u korrigjuan. Dhe të gjitha këto sqarime u konfirmuan më pas eksperimentalisht.

Në të njëjtën mënyrë, puna e Karl Karlovich Klaus e ndihmoi Mendelejevin të formonte një grup unik VIII elementësh, duke shpjeguar ngjashmëritë horizontale dhe vertikale në triadat e elementeve:

hekur kobalt nikel

rutenium rodium paladium

iridium platini tetëkëndësh

Funksioni prognostik (parashikues) i Ligjit Periodik mori konfirmimin e tij më të mrekullueshëm në zbulimin e elementeve të panjohura me numra serialë 21, 31 dhe 32. Ekzistenca e tyre u parashikua fillimisht në një nivel intuitiv, por me formimin e sistemit, Mendeleev u të aftë për të llogaritur vetitë e tyre me një shkallë të lartë saktësie. Historia e njohur e zbulimit të skandiumit, galiumit dhe germaniumit ishte triumfi i zbulimit të Mendelejevit. F. Engels shkroi: "Duke zbatuar në mënyrë të pandërgjegjshme ligjin hegelian të kalimit të sasisë në cilësi, Mendeleev realizoi një sukses shkencor që mund të vendoset në mënyrë të sigurtë pranë zbulimit të Laverrier, i cili llogariti orbitën e planetit të panjohur Neptun." Sidoqoftë, ekziston një dëshirë për të debatuar me klasiken. Së pari, i gjithë kërkimi i Mendelejevit, duke filluar nga vitet e tij studentore, bazohej me mjaft vetëdije në ligjin e Hegelit. Së dyti, Laverrier llogariti orbitën e Neptunit sipas ligjeve të njohura dhe të provuara prej kohësh të Njutonit, dhe D.I. Mendeleev bëri të gjitha parashikimet në bazë të ligjit universal të natyrës të zbuluar nga ai vetë.

Në fund të jetës së tij, Mendeleev vuri në dukje me kënaqësi: "Duke shkruar në 1871 një artikull mbi zbatimin e ligjit periodik për përcaktimin e vetive të elementeve të pazbuluara ende, nuk mendoja se do të jetoja për të justifikuar këtë pasojë të ligj periodik, por realiteti u përgjigj ndryshe. Përshkrova tre elementë: ekaboron, ekaalumin dhe ekasilicon, dhe më pak se 20 vjet më vonë pata gëzimin më të madh kur i pashë të tre të zbuluar... L. de Boisbaudran, Nilsson dhe Winkler, nga ana ime, i konsideroj forcuesit e vërtetë të periodikëve. ligji. Pa to, ai nuk do të ishte njohur në masën që është tani.” Në total, Mendeleev parashikoi dymbëdhjetë elementë.

Që në fillim, Mendeleev vuri në dukje se ligji përshkruan vetitë jo vetëm të vetë elementëve kimikë, por edhe të shumë prej përbërjeve të tyre, duke përfshirë ato deri tani të panjohura. Për ta konfirmuar këtë, mjafton të japim shembullin e mëposhtëm. Që nga viti 1929, kur akademiku P. L. Kapitsa zbuloi për herë të parë përçueshmërinë jometalike të germaniumit, filloi zhvillimi i studimit të gjysmëpërçuesve në të gjitha vendet e botës. Menjëherë u bë e qartë se elementët me veti të tilla zënë nëngrupin kryesor të grupit IV. Me kalimin e kohës, u kuptua se vetitë gjysmëpërçuese duhet, në një masë më të madhe ose më të vogël, të zotërohen nga komponimet e elementeve të vendosura në periudha po aq të largëta nga ky grup (për shembull, me një formulë të përgjithshme si AzB;). Kjo e bëri menjëherë kërkimin për gjysmëpërçues të rinj praktikisht të rëndësishëm të synuar dhe të parashikueshëm. Pothuajse e gjithë elektronika moderne bazohet në lidhje të tilla.

Është e rëndësishme të theksohet se parashikimet brenda Tabelës Periodike janë bërë edhe pas pranimit të tij të përgjithshëm. Në vitin 1913 Moseley zbuloi se gjatësia e valës së rrezeve X, të cilat merren nga antikatodat e bëra nga elementë të ndryshëm, ndryshon natyrshëm në varësi të numrit serial të caktuar në mënyrë konvencionale për elementët në Tabelën Periodike. Eksperimenti konfirmoi se numri serial i një elementi ka një kuptim të drejtpërdrejtë fizik. Vetëm më vonë numrat serialë ishin të lidhur me vlerën e ngarkesës pozitive të bërthamës. Por ligji i Moseley bëri të mundur që menjëherë të konfirmohej eksperimentalisht numri i elementeve në periudha dhe në të njëjtën kohë të parashikoheshin vendet e hafniumit (Nr. 72) dhe reniumit (Nr. 75) që nuk ishin zbuluar ende deri në atë kohë.

Të njëjtat studime nga Moseley bënë të mundur heqjen e "dhimbjes së kokës" serioze që i shkaktuan Mendeleev disa devijime nga seria e saktë e masave atomike në rritje të elementeve në tabelën e masave atomike. Mendelejevi i bëri ato nën presionin e analogjive kimike, pjesërisht në një nivel eksperti, dhe pjesërisht thjesht në një nivel intuitiv. Për shembull, kobalti ishte përpara nikelit në tabelë, dhe jodi, me një peshë atomike më të ulët, ndoqi telurin më të rëndë. Prej kohësh dihet në shkencat natyrore se një fakt "i shëmtuar" që nuk futet në kuadrin e teorisë më të bukur mund ta shkatërrojë atë. Po kështu, devijimet e pashpjegueshme kërcënuan Ligjin Periodik. Por Moseley provoi eksperimentalisht se numrat serial të kobaltit (nr. 27) dhe nikelit (nr. 28) korrespondojnë saktësisht me pozicionin e tyre në sistem. Doli se këto përjashtime vetëm konfirmojnë rregullin e përgjithshëm.

Një parashikim i rëndësishëm u bë në 1883 nga Nikolai Aleksandrovich Morozov. Për pjesëmarrje në lëvizjen e Vullnetit të Popullit, studenti i kimisë Morozov u dënua me vdekje, e cila më vonë u zëvendësua me burgim të përjetshëm në izolim. Ai kaloi rreth tridhjetë vjet në burgjet mbretërore. Një i burgosur i kalasë së Shlisselburgut pati mundësinë të merrte disa literaturë shkencore mbi kiminë. Bazuar në një analizë të intervaleve të peshave atomike midis grupeve fqinje të elementeve në tabelën periodike, Morozov arriti në përfundimin intuitiv për mundësinë e ekzistencës së një grupi tjetër elementësh të panjohur me "veti zero" midis grupeve të halogjenëve dhe alkalit. metalet. Ai sugjeroi t'i kërkonte në ajër. Për më tepër, ai shprehu një hipotezë për strukturën e atomeve dhe, mbi bazën e saj, u përpoq të zbulonte shkaqet e periodicitetit në vetitë e elementeve.

Megjithatë, hipotezat e Morozov u bënë të disponueshme për diskutim shumë më vonë, kur ai u lirua pas ngjarjeve të vitit 1905. Por deri në atë kohë, gazrat inerte tashmë ishin zbuluar dhe studiuar.

Për një kohë të gjatë, fakti i ekzistencës së gazeve inerte dhe pozicioni i tyre në tabelën periodike shkaktoi polemika serioze në botën kimike. Vetë Mendeleev besonte për ca kohë se një substancë e panjohur e thjeshtë e llojit Nj mund të fshihej nën emrin e markës së argonit të hapur. Supozimi i parë racional për vendin e gazeve inerte u bë nga autori i zbulimit të tyre, William Ramsay. Dhe në 1906, Mendeleev shkroi: "Kur u krijua Tabela Periodike (18b9), jo vetëm që nuk dihej argoni, por nuk kishte asnjë arsye për të dyshuar për mundësinë e ekzistencës së elementeve të tillë. Sot... këta elementë, për nga pesha e tyre atomike, kanë zënë vendin e saktë midis halogjenëve dhe metaleve alkali.

Për një kohë të gjatë ka pasur një debat: të alokohen gazet inerte në një grup të pavarur zero elementësh ose t'i konsiderojnë ato si nëngrupin kryesor të grupit VIII. Çdo këndvështrim ka të mirat dhe të këqijat e veta.

Bazuar në pozicionin e elementeve në Tabelën Periodike, kimistët teorikë të udhëhequr nga Linus Pauling kanë dyshuar prej kohësh në pasivitetin e plotë kimik të gazeve fisnike, duke treguar drejtpërdrejt stabilitetin e mundshëm të fluorideve dhe oksideve të tyre. Por vetëm në vitin 1962, kimisti amerikan Neil Bartlett ishte i pari që kreu reaksionin e heksafluoridit të platinit me oksigjenin në kushtet më të zakonshme, duke marrë ksenon heksafluoroplatinat XePtF^, i ndjekur nga komponime të tjera gazi, të cilat tani më saktë quhen fisnike sesa inerte.

Ligji periodik ruan funksionin e tij parashikues edhe sot e kësaj dite.

Duhet të theksohet se parashikimet e anëtarëve të panjohur të çdo grupi mund të jenë dy llojesh. Nëse parashikohen vetitë e një elementi të vendosur brenda një serie të njohur të ngjashëm, atëherë një parashikim i tillë quhet interpolim. Është e natyrshme të supozohet se këto prona do t'i nënshtrohen të njëjtave ligje si vetitë e elementeve fqinjë. Kështu u parashikuan vetitë e elementeve që mungojnë në tabelën periodike. Është shumë më e vështirë të parashikohen karakteristikat e anëtarëve të rinj të grupeve nëse ato janë jashtë pjesës së përshkruar. Ekstrapolimi - parashikimi i vlerave të funksionit që janë jashtë një numri modelesh të njohura - është gjithmonë më pak i sigurt.

Ishte ky problem me të cilin u përballën shkencëtarët kur filluan të kërkonin elemente përtej kufijve të njohur të sistemit. Në fillim të shekullit të 20-të. Tabela periodike përfundonte me uranium (nr. 92). Përpjekjet e para për të marrë elementë të transuraniumit u bënë në vitin 1934, kur Enrico Fermi dhe Emilio Segre bombarduan uraniumin me neutrone. Kështu filloi rruga drejt aktinoideve dhe transaktinoideve.

Reaksionet bërthamore përdoren gjithashtu për të sintetizuar elementë të tjerë të panjohur më parë.

Elementi nr. 101, i sintetizuar artificialisht nga Eienn Theodor Seaborg dhe kolegët e tij, u emërua "mendelevium". Vetë Seaborg e tha këtë: "Është veçanërisht domethënëse të theksohet se elementi 101 u emërua për nder të kimistit të madh rus D.I. Mendeleev nga shkencëtarët amerikanë, të cilët gjithmonë e konsideronin atë një pionier në kimi".

Numri i elementeve të sapo zbuluar, ose më saktë të krijuar artificialisht, është vazhdimisht në rritje. Sinteza e bërthamave më të rënda të elementeve me numra serialë 113 dhe 115 u krye në Institutin e Përbashkët Rus për Kërkime Bërthamore në Dubna duke bombarduar bërthamat e americiumit të marrë artificialisht me bërthamat e izotopit të rëndë të kalciumit-48. Në këtë rast shfaqet bërthama e elementit nr.115, e cila prishet menjëherë për të formuar bërthamën e elementit nr.113. Elementë të tillë super të rëndë nuk ekzistojnë në natyrë, por ato lindin gjatë shpërthimeve të supernovës dhe mund të ekzistojnë edhe gjatë Big Bengut. . Hulumtimi i tyre ndihmon për të kuptuar se si u krijua Universi ynë.

Gjithsej 39 izotopë radioaktivë natyralë gjenden në natyrë. Izotope të ndryshme kalbet me ritme të ndryshme, të cilat karakterizohen nga gjysmë jetë. Gjysma e jetës së uraniumit-238 është 4.5 miliardë vjet dhe për disa elementë të tjerë mund të jetë e barabartë me të miliontat e sekondës.

Elementet radioaktive, duke u zbërthyer dhe transformuar në mënyrë të njëpasnjëshme në njëri-tjetrin, formojnë seri të tëra. Janë të njohura tre seri të tilla: sipas elementit fillestar, të gjithë anëtarët e serisë kombinohen në familjet e uraniumit, aktinouraniumit dhe toriumit. Një familje tjetër përbëhet nga izotope radioaktive të prodhuara artificialisht. Në të gjitha familjet, transformimet plotësohen nga shfaqja e atomeve të plumbit jo radioaktiv.

Meqenëse korja e tokës mund të përmbajë vetëm izotope, gjysma e jetës së të cilëve është në përpjesëtim me moshën e Tokës, mund të supozojmë se gjatë miliarda viteve të historisë së saj ka ekzistuar edhe izotopë jetëshkurtër që tani janë zhdukur fjalë për fjalë. Këto ndoshta përfshinin izotopin e rëndë të kaliumit-40. Si rezultat i zbërthimit të tij të plotë, vlera e tabeluar e masës atomike të kaliumit sot është 39,102, pra është inferior në masë ndaj elementit nr. 18 argon (39,948). Kjo shpjegon përjashtimet në rritjen e vazhdueshme të masave atomike të elementeve në tabelën periodike.

Akademiku V. I. Goldansky, në një fjalim kushtuar kujtimit të Mendeleev, vuri në dukje "rolin themelor që luajnë veprat e Mendeleev edhe në fusha krejtësisht të reja të kimisë, të cilat u ngritën dekada pas vdekjes së krijuesit të shkëlqyer të Tabelës Periodike".

Shkenca është historia dhe depoja e urtësisë dhe përvojës së shekujve, soditja e tyre racionale dhe gjykimi i testuar.

D. I. Mendeleev

Ndodh rrallë që një zbulim shkencor të jetë diçka krejtësisht e papritur; pothuajse gjithmonë parashikohet:

Megjithatë, gjeneratat pasuese, të cilët përdorin përgjigje të vërtetuara për të gjitha pyetjet, shpesh e kanë të vështirë të vlerësojnë se çfarë vështirësish u kushtuan paraardhësve të tyre.

C. Darvini

Secila nga shkencat rreth botës që na rrethon ka si objekt studimi forma specifike të lëvizjes së materies. Idetë mbizotëruese i konsiderojnë këto forma të lëvizjes në rend të kompleksitetit në rritje:

mekanik - fizik - kimik - biologjik - social. Secila nga format e mëpasshme nuk i refuzon ato të mëparshmet, por i përfshin ato.

Nuk është rastësi që në kremtimin e njëqindvjetorit të zbulimit të Ligjit Periodik, G. T. Seaborg ia kushtoi raportin e tij arritjeve më të fundit të kimisë. Në të, ai vlerësoi shumë arritjet e mahnitshme të shkencëtarit rus: "Kur merret parasysh evolucioni i Tabelës Periodike që nga koha e Mendelejevit, gjëja më e habitshme është se ai ishte në gjendje të krijonte Tabelën Periodike të elementeve, megjithëse Mendeleev nuk ishte i vetëdijshëm për koncepte të tilla tashmë të pranuara përgjithësisht si struktura bërthamore dhe izotopet, marrëdhënia e numrave atomik me valencën, natyra elektronike e atomeve, periodiciteti i vetive kimike të shpjeguara nga struktura elektronike dhe, së fundi, radioaktiviteti.

Mund të citohen fjalët e Akademik A.E. Fersman, i cili tërhoqi vëmendjen për të ardhmen: "Teoritë e reja, përgjithësimet brilante do të shfaqen dhe do të vdesin. Idetë e reja do të zëvendësojnë konceptet tona tashmë të vjetruara të atomit dhe elektronit. Zbulimet dhe eksperimentet më të mëdha do të anulojnë të kaluarën dhe do të hapin horizonte të reja të pabesueshme dhe gjerësi të sotme - e gjithë kjo do të vijë dhe do të shkojë, por Ligji Periodik i Mendelejevit gjithmonë do të jetojë dhe do të udhëheqë kërkimin.

24. Shfaqja e teorive strukturore në procesin e zhvillimit të kimisë organike. Shkenca atomo-molekulare si bazë teorike për teoritë strukturore.

Artikuj të ngjashëm