Ev » Sömürü » Periyodik sistemin periyodik yasasının anlamı. Periyodik sistemin anlamı ve periyodik yasa D

Periyodik sistemin periyodik yasasının anlamı. Periyodik sistemin anlamı ve periyodik yasa D

1869'da D.I. Mendeleev, basit maddelerin ve bileşiklerin özelliklerinin analizine dayanarak Periyodik Yasayı formüle etti: "Basit cisimlerin ve element bileşiklerinin özellikleri periyodik olarak elementlerin atomik kütlelerinin büyüklüğüne bağlıdır." Periyodik yasaya dayanarak periyodik element sistemi derlendi. İçinde benzer özelliklere sahip elemanlar dikey grup sütunlarında birleştirildi. Bazı durumlarda, elementleri Periyodik Tabloya yerleştirirken, özelliklerin tekrarının periyodikliğini korumak için artan atom kütlelerinin sırasını bozmak gerekliydi. Örneğin, tellür ve iyotun yanı sıra argon ve potasyumun da “takas edilmesi” gerekiyordu. Sebebi ise Mendeleyev'in atomun yapısı hakkında hiçbir şeyin bilinmediği bir dönemde periyodik yasayı öne sürmesidir. 20. yüzyılda atomun gezegen modeli önerildikten sonra periyodik yasa şu şekilde formüle edilmiştir:

"Kimyasal elementlerin ve bileşiklerin özellikleri periyodik olarak atom çekirdeğinin yüklerine bağlıdır."

Çekirdeğin yükü, periyodik tablodaki element sayısına ve atomun elektron kabuğundaki elektron sayısına eşittir. Bu formülasyon Periyodik Yasanın "ihlallerini" açıklıyordu. Periyodik Tabloda periyot numarası atomdaki elektronik seviye sayısına, ana alt grupların elementlerinin grup numarası ise dış seviyedeki elektron sayısına eşittir.

Periyodik yasanın bilimsel önemi. Periyodik yasa, kimyasal elementlerin ve bunların bileşiklerinin özelliklerini sistematik hale getirmeyi mümkün kıldı. Periyodik tabloyu derlerken Mendeleev, keşfedilmemiş birçok elementin varlığını öngörmüş, onlara boş hücreler bırakmış ve keşfedilmemiş elementlerin birçok özelliğini tahmin ederek keşfedilmelerini kolaylaştırmıştır. Bunlardan ilki dört yıl sonra gerçekleşti.

Ancak Mendeleev'in büyük değeri yalnızca yeni şeyler keşfetmesinde değildir.

Mendeleev yeni bir doğa kanunu keşfetti. Bilim, birbirinden farklı, bağlantısız maddeler yerine, Evrenin tüm unsurlarını tek bir bütün halinde birleştiren tek ve uyumlu bir sistemle karşı karşıya kaldı; atomlar şu şekilde kabul edilmeye başlandı:

1. ortak bir modelle birbirine organik olarak bağlı,

2. atom ağırlığındaki niceliksel değişikliklerin kimyasallarındaki niteliksel değişikliklere geçişini tespit etmek. bireysellikler,

3. tersinin metalik olduğunu gösterir. ve metalik değildir. Atomların özellikleri önceden düşünüldüğü gibi mutlak değil, yalnızca doğası gereği görecelidir.

24. Organik kimyanın gelişim sürecinde yapısal teorilerin ortaya çıkışı. Yapısal teorilerin teorik temeli olarak atom-moleküler bilim.

Organik Kimya. 18. yüzyıl boyunca. Organizmaların ve maddelerin kimyasal ilişkileri konusunda bilim adamları, yaşamı evrenin yasalarına değil, özel yaşam güçlerinin etkisine tabi olan özel bir fenomen olarak gören bir doktrin olan vitalizm doktrini tarafından yönlendirildiler. Bu görüş, Lavoisier'in solunumun yanmaya benzer bir süreç olduğunu öne sürdüğü 1777 gibi erken bir tarihte temelleri sarsılmış olsa da, 19. yüzyıldaki pek çok bilim adamı tarafından miras alınmıştır.

1828'de Alman kimyager Friedrich Wöhler (1800–1882), amonyum siyanatı ısıtarak (bu bileşik koşulsuz olarak inorganik bir madde olarak sınıflandırılmıştır), insanların ve hayvanların atık ürünü olan üre elde etti. 1845 yılında Wöhler'in öğrencisi Adolf Kolbe, başlangıç elementleri olan karbon, hidrojen ve oksijenden asetik asit sentezledi. 1850'li yıllarda Fransız kimyager Pierre Berthelot, organik bileşiklerin sentezi üzerinde sistematik çalışmaya başladı ve metil ve etil alkoller, metan, benzen ve asetilen elde etti. Doğal organik bileşikler üzerinde yapılan sistematik bir çalışma, bunların hepsinin bir veya daha fazla karbon atomu içerdiğini ve birçoğunun da hidrojen atomu içerdiğini göstermiştir. Tip teorisi. Çok sayıda karmaşık karbon içeren bileşiğin keşfi ve izolasyonu, moleküllerinin bileşimi sorununu gündeme getirdi ve mevcut sınıflandırma sisteminin revize edilmesi ihtiyacına yol açtı. 1840'lara gelindiğinde kimya bilimciler Berzelius'un dualistik fikirlerinin yalnızca inorganik tuzlara uygulanabileceğini fark ettiler. 1853 yılında tüm organik bileşiklerin türlerine göre sınıflandırılması girişiminde bulunuldu. Fransız bir kimyager tarafından genelleştirilmiş bir "tip teorisi" önerildi Charles Frederic Gerard Farklı atom gruplarının kombinasyonunun bu grupların elektrik yüküyle değil, spesifik kimyasal özellikleriyle belirlendiğine inanıyordu.

Yapısal kimya. 1857'de Kekule, değerlik teorisine dayanarak (değerlilik, belirli bir elementin bir atomuyla birleşen hidrojen atomlarının sayısı olarak anlaşıldı), karbonun dört değerlikli olduğunu ve bu nedenle diğer dört atomla birleşerek uzun zincirler oluşturabileceğini öne sürdü - düz veya dallanmış. Bu nedenle, organik moleküller radikal kombinasyonları şeklinde değil, yapısal formüller (atomlar ve aralarındaki bağlar) şeklinde tasvir edilmeye başlandı.

1874 yılında Danimarkalı bir kimyager Jacob van't Hoff Fransız kimyager Joseph Achille Le Bel (1847–1930) bu fikri uzaydaki atomların düzenine kadar genişletti. Moleküllerin düz değil üç boyutlu yapılar olduğuna inanıyorlardı. Bu kavram, örneğin uzaysal izomerizm, aynı bileşime sahip ancak farklı özelliklere sahip moleküllerin varlığı gibi iyi bilinen birçok olguyu açıklamayı mümkün kıldı. Veriler buna çok iyi uyuyor Louis Pasteur tartarik asit izomerleri hakkında.

100 rupi ilk siparişe bonus

İşin türünü seçin Diploma çalışması Ders çalışması Özet Yüksek lisans tezi Uygulama raporu Makale Raporu İnceleme Test çalışması Monografi Problem çözme İş planı Soru cevapları Yaratıcı çalışma Deneme Çizim Denemeler Çeviri Sunumlar Yazma Diğer Metnin benzersizliğini arttırma Yüksek lisans tezi Laboratuvar çalışması Çevrimiçi yardım

Fiyatı öğren

Periyodik Element Tablosunun ilk versiyonu, 1869'da Dmitri Ivanovich Mendeleev tarafından atomun yapısının incelenmesinden çok önce yayınlandı. D. I. Mendeleev'in bu çalışmadaki rehberi elementlerin atomik kütleleri (atom ağırlıkları) idi. D. I. Mendeleev, elementleri atom ağırlıklarına göre artan sırada düzenleyerek, şu anda Periyodik Yasa olarak bilinen temel bir doğa yasasını keşfetti: Elementlerin özellikleri, atom ağırlıklarına göre periyodik olarak değişir.

D. I. Mendeleev tarafından keşfedilen ve formüle edilen Periyodik Yasanın temel yeniliği şuydu:

1. Özellikleri birbirine benzemeyen elementler arasında bağlantı kurulmuştur. Bu bağlantı, elementlerin atom ağırlıkları arttıkça özelliklerinin düzgün ve yaklaşık olarak eşit şekilde değişmesi ve daha sonra bu değişikliklerin PERİYODİK OLARAK TEKRARLANMASI gerçeğinde yatmaktadır.

2. Elementlerin özelliklerindeki değişiklik dizisinde bazı bağlantıların eksik olduğu görüldüğünde, Periyodik Tabloda henüz keşfedilmemiş elementlerle doldurulması gereken GAPS sağlandı. Üstelik Periyodik Kanun, bu elementlerin özelliklerinin tahmin edilmesini mümkün kıldı.

Elementler arasındaki ilişkiyi belirlemeye yönelik önceki tüm girişimlerde, diğer araştırmacılar henüz keşfedilmemiş elementlere yer olmayan eksiksiz bir resim yaratmaya çalıştılar.

D. I. Mendeleev'in keşfini, birçok elementin atom ağırlıklarının yaklaşık olarak belirlendiği ve yalnızca 63 elementin bilindiği, yani bugün bildiğimizin yarısından biraz fazlasının bilindiği bir zamanda yapmış olması takdire şayandır.

Mendeleev'e göre periyodik yasa: "Basit cisimlerin özellikleri... ve element bileşiklerinin özellikleri periyodik olarak elementlerin atomik kütlelerinin büyüklüğüne bağlıdır."

Periyodik yasaya dayanarak periyodik element sistemi derlendi. İçinde benzer özelliklere sahip elemanlar dikey grup sütunlarında birleştirildi. Bazı durumlarda, elementleri Periyodik Tabloya yerleştirirken, özelliklerin tekrarının periyodikliğini korumak için artan atom kütlelerinin sırasını bozmak gerekliydi. Örneğin, tellür ve iyotun yanı sıra argon ve potasyumun da “takas edilmesi” gerekiyordu.

Bununla birlikte, kimyagerlerin atom ağırlıklarını düzeltmek için yaptıkları muazzam ve dikkatli çalışmalardan sonra bile, Periyodik Tablonun dört yerindeki elementler, artan atom kütlesindeki katı düzenleme düzenini "ihlal ediyor".

D.I. Mendeleev'in zamanında bu tür sapmalar Periyodik Tablonun eksiklikleri olarak kabul edildi. Atomik yapı teorisi her şeyi yerine koyar: elementler, çekirdeklerinin yüklerine göre kesinlikle doğru bir şekilde yerleştirilir. O halde argonun atom ağırlığının potasyumun atom ağırlığından büyük olduğunu nasıl açıklayabiliriz?

Herhangi bir elementin atom ağırlığı, doğadaki bollukları dikkate alınarak tüm izotoplarının ortalama atom ağırlığına eşittir. Argonun atom ağırlığı tesadüfen "en ağır" izotop tarafından belirlenir (doğada daha büyük miktarlarda bulunur). Potasyumda ise tam tersine, "daha hafif" izotopu (yani daha düşük kütle numarasına sahip bir izotop) baskındır.

Bunun nedeni Mendeleev'in periyodik yasayı atomun yapısı hakkında hiçbir şeyin bilinmediği bir dönemde ortaya atmasıdır. 20. yüzyılda atomun gezegen modeli önerildikten sonra periyodik yasa şu şekilde formüle edildi:

"Kimyasal elementlerin ve bileşiklerin özellikleri periyodik olarak atom çekirdeğinin yüklerine bağlıdır."

Kimyasal elementlerin özelliklerinin periyodik olarak değişmesinin nedeni elektron kabuklarının periyodik olarak doldurulmasıdır. Bir sonraki kabuğu doldurduktan sonra yeni bir dönem başlar. Elementlerdeki periyodik değişiklikler, oksitlerin bileşimi ve özelliklerindeki değişikliklerde açıkça görülebilir.

Periyodik kanunun bilimsel önemi.

Periyodik yasa, kimyasal elementlerin ve bunların bileşiklerinin özelliklerini sistematik hale getirmeyi mümkün kıldı. Periyodik tabloyu derlerken Mendeleev, keşfedilmemiş birçok elementin varlığını öngördü, onlar için boş hücreler bıraktı ve keşfedilmemiş elementlerin birçok özelliğini öngördü, bu da onların keşfedilmesini kolaylaştırdı. Bunlardan ilki dört yıl sonra gerçekleşti. Mendeleev'in yer bıraktığı element ve atom ağırlığını tahmin ettiği özellikler aniden ortaya çıktı! Genç Fransız kimyager Lecoq de Boisbaudran, Paris Bilimler Akademisi'ne bir mektup gönderdi. O dedi:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. Ama en şaşırtıcı şey henüz gelmemişti. Mendeleev bu elemente hala yer bırakarak yoğunluğunun 5,9 olması gerektiğini öngördü. Ve Boisbaudran şunu iddia etti: Keşfettiği elementin yoğunluğu 4,7'dir. Yeni elementi hiç görmemiş olan ve bu da durumu daha da şaşırtıcı kılan Mendeleev, Fransız kimyagerin hesaplamalarında hata yaptığını açıkladı. Ancak Boisbaudran'ın inatçı olduğu da ortaya çıktı: Doğru olduğu konusunda ısrar etti. Kısa bir süre sonra, ek ölçümlerden sonra şu ortaya çıktı: Mendeleev kayıtsız şartsız haklıydı. Boisbaudran, anavatanı Fransa'nın onuruna tablodaki boş alanı dolduran ilk elemente galyum adını verdi. Ve o zaman hiç kimse ona bu elementin varlığını tahmin eden, kimyanın gelişim yolunu kesin olarak önceden belirleyen adamın adını vermeyi düşünmedi. Yirminci yüzyıl bilim adamları bunu yaptı. Sovyet fizikçileri tarafından keşfedilen element Mendeleev'in adını taşıyor.

Ancak Mendeleev'in büyük değeri yalnızca yeni şeyler keşfetmesinde değildir.

1. ortak bir modelle birbirine organik olarak bağlı,

2. atom ağırlığındaki niceliksel değişikliklerin kimyasallarındaki niteliksel değişikliklere geçişini tespit etmek. bireysellikler,

3. atomların metalik ve metalik olmayan özellikleri arasındaki karşıtlığın önceden düşünüldüğü gibi mutlak değil, yalnızca göreceli olduğunu göstermektedir.

Tüm elementler arasındaki, fiziksel ve kimyasal özellikleri arasındaki karşılıklı bağlantının keşfi, çok büyük önem taşıyan bilimsel ve felsefi bir sorunu ortaya çıkardı: Bu karşılıklı bağlantı, bu birlik açıklanmalıdır.

Mendeleev'in araştırması, atomun yapısını açıklama girişimleri için sağlam ve güvenilir bir temel sağladı: Periyodik yasanın keşfinden sonra, tüm elementlerin atomlarının "tek bir plana göre" inşa edilmesi gerektiği, yapılarının bu şekilde olması gerektiği ortaya çıktı. Elementlerin özelliklerinin periyodikliğini yansıtır.

Yalnızca bu atom modeli tanınma ve gelişme hakkına sahip olabilir; bu da bilimi, elementin periyodik tablodaki konumunun gizemini anlamaya daha da yaklaştıracaktır. Yüzyılımızın en büyük bilim adamları, bu büyük sorunu çözerek atomun yapısını ortaya çıkardılar - bu nedenle Mendeleev yasası, maddenin doğası hakkındaki tüm modern bilgilerin gelişimi üzerinde büyük bir etkiye sahipti.

Modern kimyanın tüm başarıları, nükleer enerji ve yapay elementlerin sentezi dahil atom ve nükleer fiziğin başarıları ancak periyodik yasa sayesinde mümkün oldu. Buna karşılık atom fiziğinin başarıları, yeni araştırma yöntemlerinin ortaya çıkışı ve kuantum mekaniğinin gelişimi periyodik yasanın özünü genişletti ve derinleştirdi.

Geçen yüzyılda, Mendeleev yasası - gerçek bir doğa yasası - yalnızca geçerliliğini yitirmemiş ve önemini kaybetmemiştir. Tam tersine bilimin gelişimi, anlamının henüz tam olarak anlaşılıp tamamlanmadığını, yakın zamana kadar bilim adamlarının düşündüğünden çok daha geniş olduğunu, yaratıcısının hayal edebileceğinden çok daha geniş olduğunu göstermiştir. Son zamanlarda sadece bir atomun dış elektron kabuklarının yapısının değil, aynı zamanda atom çekirdeğinin ince yapısının da periyodiklik yasasına tabi olduğu tespit edilmiştir. Görünüşe göre, temel parçacıkların karmaşık ve büyük ölçüde yanlış anlaşılan dünyasını yöneten bu modellerin özünde periyodik bir karakter de var.

Kimya ve fizikteki daha sonraki keşifler Periyodik Yasanın temel anlamını defalarca doğruladı. Periyodik Tabloya mükemmel şekilde uyan inert gazlar keşfedildi - bu özellikle tablonun uzun formunda açıkça görülmektedir. Bir elementin seri numarasının, bu elementin bir atomunun çekirdeğinin yüküne eşit olduğu ortaya çıktı. Daha önce bilinmeyen birçok element, Periyodik Tablodan tahmin edilen özelliklerin tam olarak hedeflendiği bir arama sayesinde keşfedildi.

D.I. Mendeleev'in periyodik yasası son derece büyük önem taşıyor. Modern kimyanın temelini attı ve onu tek, bütünsel bir bilim haline getirdi. Elementler periyodik tablodaki yerlerine göre ilişki içinde değerlendirilmeye başlandı. Kimya tanımlayıcı bir bilim olmaktan çıktı. Periyodik yasanın keşfiyle birlikte bilimsel öngörü mümkün hale geldi. Yeni elementleri ve bunların bileşiklerini tahmin etmek ve tanımlamak mümkün hale geldi. Bunun harika bir örneği, D.I. Mendeleev'in kendi zamanında henüz keşfedilmemiş elementlerin varlığına ilişkin tahminidir ve bunlardan üçü için - Ga, Sc, Ge - özelliklerinin doğru bir tanımını vermiştir.

D.I. Mendeleev yasasına göre, sisteminin Z=1'den Z=92'ye kadar tüm boş hücreleri dolduruldu ve uranyum ötesi elementler keşfedildi. Ve bugün bu yasa, yeni kimyasal elementlerin keşfi veya yapay yaratılması için bir kılavuz görevi görmektedir. Dolayısıyla, periyodik yasanın rehberliğinde, eğer Z=114 elementi sentezlenirse kurşunun bir analoğu (ekaskurşun) olacağı, eğer Z=118 elementi sentezlenirse o zaman bir soy gaz olacağı ileri sürülebilir. (ekaradon).

Rus bilim adamı N. A. Morozov, 19. yüzyılın 80'lerinde, daha sonra keşfedilen soy gazların varlığını öngördü. Periyodik tabloda periyotları tamamlarlar ve VII. grubun ana alt grubunu oluştururlar. D.I. Mendeleev, "Periyodik yasadan önce" diye yazdı, "elementler yalnızca doğanın parçalı rastgele olaylarını temsil ediyordu; yenilerini beklemek için hiçbir neden yoktu ve yeniden bulunanlar tamamen beklenmedik bir yenilikti. Periyodik yasa, henüz keşfedilmemiş unsurların, bu yasanın yardımı olmadan o zamana kadar ulaşamadığı bir mesafeden görülmesini mümkün kılan ilk yasaydı.”

Periyodik yasa, elementlerin atomik kütlelerini düzeltmenin temelini oluşturdu. 20 elementin atom kütleleri D.I. Mendeleev tarafından düzeltildi ve ardından bu elementler periyodik tablodaki yerlerini aldı.

Periyodik yasa ve D.I. Mendeleev'in periyodik sistemi temelinde, atomun yapısına ilişkin doktrin hızla gelişti. Periyodik yasanın fiziksel anlamını ortaya çıkardı ve elementlerin periyodik tablodaki düzenini açıkladı. Atomun yapısı doktrininin doğruluğu her zaman periyodik yasa ile doğrulanmıştır. İşte başka bir örnek. 1921'de N. Bohr, varlığı 1870'de D. I. Mendeleev (ekabor) tarafından tahmin edilen Z = 72 elementinin zirkonyum atomuna benzer bir atom yapısına sahip olması gerektiğini gösterdi (Zr - 2.8.18.10 . 2 ve Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2), bu nedenle zirkonyum mineralleri arasında aranmalıdır. Bu tavsiyeye uyarak, 1922 yılında Macar kimyager D. Hevesy ve Hollandalı bilim adamı D. Coster, Norveç zirkonyum cevherinde Z=72 elementini keşfettiler ve ona hafniyum adını verdiler (elementin keşfedildiği yer olan Kopenhag'ın Latince adından geliyor). . Bu atomun yapısı teorisinin en büyük zaferiydi: atomun yapısına dayanarak bir elementin doğadaki konumu tahmin ediliyordu.

Atomların yapısının incelenmesi atom enerjisinin keşfedilmesine ve onun insan ihtiyaçları için kullanılmasına yol açtı. Periyodik yasanın 20. yüzyılın kimya ve fizik alanındaki tüm keşiflerinin temel kaynağı olduğunu söyleyebiliriz. Kimya ile ilgili diğer doğa bilimlerinin gelişmesinde olağanüstü bir rol oynadı.

Periyodik yasa ve sistem, kimya bilimi ve endüstrisindeki modern sorunların çözümünün temelini oluşturur. D.I. Mendeleev'in periyodik kimyasal element sistemi dikkate alınarak, yeni polimer ve yarı iletken malzemeler, ısıya dayanıklı alaşımlar, belirli özelliklere sahip maddeler elde etme, nükleer enerji kullanma, Dünya'nın ve Evrenin bağırsaklarını kullanma çalışmaları devam etmektedir.

Periyodik element tablosunun kimyanın sonraki gelişimi üzerinde büyük etkisi oldu.

Dmitri İvanoviç Mendeleev (1834-1907)

Bu sadece kimyasal elementlerin uyumlu bir sistem oluşturduklarını ve birbirleriyle yakın bağlantı içinde olduklarını gösteren ilk doğal sınıflandırması olmakla kalmadı, aynı zamanda daha ileri araştırmalar için güçlü bir araç haline geldi.

Mendeleev keşfettiği periyodik yasaya dayanarak tablosunu derlediği sırada birçok unsur hâlâ bilinmiyordu. Bu nedenle dördüncü periyot elementi olan skandiyum bilinmiyordu. Titanyum atom kütlesi açısından kalsiyumdan sonra gelir ancak titanyum üçüncü gruba gireceği için kalsiyumun hemen ardından yerleştirilemez, titanyum daha yüksek bir oksit oluşturur ve diğer özelliklerine göre dördüncü grupta sınıflandırılması gerekir. . Bu nedenle Mendeleev bir hücreyi atladı, yani kalsiyum ile titanyum arasında boş alan bıraktı. Aynı temelde, dördüncü periyotta çinko ve arsenik arasında iki serbest hücre kaldı ve artık galyum ve germanyum elementleri tarafından işgal edildi. Diğer sıralarda hala boş koltuklar var. Mendeleev yalnızca bu boşlukları dolduracak henüz bilinmeyen elementlerin olması gerektiğine ikna olmadı, aynı zamanda periyodik tablonun diğer elementleri arasındaki konumlarına dayanarak bu tür elementlerin özelliklerini önceden tahmin etti. Bunlardan birine, gelecekte kalsiyum ve titanyum arasında yer alacak olan (özelliklerinin bor'a benzediği varsayıldığından) ekabor adını verdi; tabloda çinko ve arsenik arasında boşluk kalan diğer ikisine eka-alüminyum ve eca-silikon adı verildi.

Önümüzdeki 15 yıl boyunca Mendeleev'in tahminleri zekice doğrulandı: beklenen üç unsurun tümü keşfedildi. İlk olarak Fransız kimyager Lecoq de Boisbaudran, eka-alüminyumun tüm özelliklerine sahip olan galyumu keşfetti; daha sonra İsveç'te L. F. Nilsson ekaboron özelliklerine sahip skandiyumu keşfetti ve son olarak birkaç yıl sonra Almanya'da K. A. Winkler germanyum adını verdiği ve ekasilicon ile aynı olduğu ortaya çıkan bir elementi keşfetti.

Mendeleev'in öngörüsünün şaşırtıcı doğruluğunu değerlendirmek için, onun tarafından 1871'de tahmin edilen eca-silisyumun özelliklerini 1886'da keşfedilen germanyumun özellikleriyle karşılaştıralım:

Galyum, skandiyum ve germanyumun keşfi periyodik yasanın en büyük zaferiydi.

Periyodik sistem, bazı elementlerin değerliklerinin ve atom kütlelerinin belirlenmesinde de büyük önem taşıyordu. Bu nedenle berilyum elementi uzun süredir alüminyumun bir analoğu olarak kabul edildi ve formülü okside verildi. Berilyum oksitin yüzde bileşimine ve beklenen formülüne dayanarak atom kütlesinin 13,5 olduğu kabul edildi. Periyodik tablo, berilyum için tabloda yalnızca bir yer olduğunu, yani magnezyumun üstünde olduğunu göstermiştir, bu nedenle oksidinin, berilyumun atom kütlesini ona eşit veren formüle sahip olması gerekir. Bu sonuç, berilyumun atom kütlesinin, klorürün buhar yoğunluğundan belirlenmesiyle kısa süre sonra doğrulandı.

Kesinlikle Ve şu anda periyodik yasa, kimyanın yol gösterici konusu ve yol gösterici ilkesi olmaya devam ediyor. Periyodik tabloda uranyumdan sonra yer alan transuranyum elementlerinin son yıllarda yapay olarak yaratılması temeline dayanıyordu. Bunlardan biri - ilk kez 1955'te elde edilen 101 numaralı element - büyük Rus bilim adamının onuruna mendelevyum adını verdi.

Periyodik yasanın keşfi ve bir kimyasal elementler sisteminin yaratılması sadece kimya için değil, aynı zamanda felsefe ve tüm dünya anlayışımız için de büyük önem taşıyordu. Mendeleev, kimyasal elementlerin doğanın temel kanununa dayanan uyumlu bir sistem oluşturduğunu gösterdi. Bu, materyalist diyalektiğin doğa olaylarının birbirine bağlılığı ve birbirine bağımlılığı konusundaki konumunun bir ifadesidir. Kimyasal elementlerin özellikleri ile atomlarının kütlesi arasındaki ilişkiyi ortaya koyan periyodik yasa, doğanın gelişiminin evrensel yasalarından birinin - niceliğin niteliğe geçiş yasasının - parlak bir doğrulamasıydı.

Bilimin daha sonraki gelişimi, periyodik yasaya dayanarak, maddenin yapısını Mendeleev'in yaşamı boyunca mümkün olandan çok daha derinlemesine anlamayı mümkün kıldı.

20. yüzyılda geliştirilen atomun yapısı teorisi ise periyodik yasaya ve periyodik element sistemine yeni ve daha derin bir ışık verdi. Mendeleev'in kehanet dolu sözleri zekice doğrulandı: "Periyodik yasa yıkımla tehdit edilmiyor, yalnızca üst yapı ve gelişme vaat ediliyor."

giriiş

D.I. Mendeleev'in periyodik yasası son derece büyük önem taşıyor. Modern kimyanın temelini attı ve onu tek, bütünsel bir bilim haline getirdi. Elementler periyodik tablodaki yerlerine göre ilişki içinde değerlendirilmeye başlandı. N.D. Zelinsky'nin belirttiği gibi, periyodik yasa "evrendeki tüm atomların karşılıklı bağlantısının keşfi" idi.

Kimya tanımlayıcı bir bilim olmaktan çıktı. Periyodik yasanın keşfiyle birlikte bilimsel öngörü mümkün hale geldi. Yeni elementleri ve bileşiklerini tahmin etmek ve tanımlamak mümkün hale geldi... Bunun harika bir örneği, D.I. Mendeleev'in kendi zamanında henüz keşfedilmemiş elementlerin varlığına ilişkin tahminidir ve bunlardan üçü - Ga, Sc ve Ge - için bir tahmin vermiştir. özelliklerinin doğru açıklaması.

Periyodik tablo ve dünyanın bilimsel resmini anlamak için önemi

Tablosal (veya başka bir grafik) ifade olan kimyasal elementlerin doğal bir sınıflandırması olan D. I. Mendeleev'in periyodik tablosu Mendeleev'in periyodik kanunu. Not: e. D.I. tarafından geliştirildi. Mendeleev 1869-1871'de.

P. s'nin tarihi. e. 19. yüzyılın 30'lu yıllarından itibaren Almanya, Fransa, İngiltere ve ABD'deki çeşitli bilim adamları tarafından kimyasal elementleri sistematikleştirme girişimleri yapıldı. Mendeleev'in öncülleri - I. Döbereiner, VE. Dumalar, Fransız kimyager A. Chancourtois, İngilizce. kimyagerler W. Odling, J. Newlands ve diğerleri, benzer kimyasal özelliklere sahip, sözde "doğal gruplar" (örneğin, Döbereiner'in "üçlüleri") olan element gruplarının varlığını tespit ettiler. Ancak bu bilim adamları gruplar içinde belirli kalıplar oluşturmaktan daha ileri gitmediler. 1864 yılında L. Meyer Atom ağırlıklarına ilişkin verilere dayanarak, çeşitli karakteristik element grupları için atom ağırlıklarının oranını gösteren bir tablo önerdi. Meyer masasından teorik mesajlar vermedi.

Bilimsel P. s'nin prototipi. e. Mendeleev tarafından 1 Mart 1869'da derlenen “Atom ağırlığına ve kimyasal benzerliğine dayalı bir element sisteminin deneyimi” tablosu ortaya çıktı. Sonraki iki yıl boyunca yazar bu tabloyu geliştirdi, gruplar, seriler ve periyotlar hakkında fikirler sundu. elementler; Kendisine göre sırasıyla 7 ve 17 element içeren küçük ve büyük periyotların kapasitesini tahmin etmeye çalıştı. 1870'de sistemini doğal, 1871'de ise periyodik olarak adlandırdı. O zaman bile P. s'nin yapısı. e. birçok bakımdan modern bir şekil kazanmıştır.

P. s'nin evrimi için son derece önemlidir. e. Mendeleev'in bir unsurun sistemdeki yeri hakkında ortaya attığı fikrin doğru olduğu ortaya çıktı; Elementin konumu periyot ve grup numaralarına göre belirlenir. Bu fikre dayanarak Mendeleev, atom ağırlıklarının ilk pratik uygulaması olan bazı elementlerin (U, In, Ce ve analogları) o zamanlar kabul edilen atom ağırlıklarını değiştirmenin gerekli olduğu sonucuna vardı. e. ve ayrıca ilk kez P. s'nin boş hücrelerine karşılık gelen birkaç bilinmeyen elementin varlığını ve temel özelliklerini öngördü. e. Klasik bir örnek, “ekaalüminyum”un (P. Lecoq de Boisbaudran 1875 yılında), “ekabor” (Sc, İsveçli bilim adamı L. Nilson 1879'da) ve “exasilicon” (Ge, Alman bilim adamı K. Winkler 1886'da). Ek olarak Mendeleev, manganez (gelecekteki Tc ve Re), tellür (Po), iyot (At), sezyum (Fr), baryum (Ra), tantal (Pa) analoglarının varlığını öngördü.

Not: e. temel bir bilimsel genelleme olarak hemen kabul görmedi; durum ancak Ga, Sc, Ge'nin keşfinden ve Be'nin iki değerliliğinin belirlenmesinden sonra önemli ölçüde değişti (uzun süre üç değerlikli olarak kabul edildi). Yine de P. s. e. Periyodik yasanın fiziksel anlamı belirsiz olduğundan ve atom ağırlıklarındaki artışa bağlı olarak elementlerin özelliklerindeki periyodik değişimin nedenlerine ilişkin bir açıklama bulunmadığından, birçok yönden gerçeklerin ampirik bir genellemesini temsil ediyordu. Bu nedenle periyodik yasanın fiziksel olarak doğrulanmasına ve P. s teorisinin gelişmesine kadar. e. birçok gerçek açıklanamadı. Dolayısıyla 19. yüzyılın sonundaki keşif beklenmedik bir gelişmeydi. P. s'de yeri yokmuş gibi görünen inert gazlar. örneğin; p'nin dahil edilmesi sayesinde bu zorluk ortadan kaldırıldı. e. bağımsız sıfır grubu (daha sonra VIII) A-alt gruplar). 20. yüzyılın başında birçok “radyo unsurunun” keşfi. P. s'ye yerleştirilmeleri arasında bir çelişkiye yol açtı. e. ve yapısı (altıncı ve yedinci dönemlerde bu tür 30'dan fazla unsur için 7 "boş" yer vardı). Keşif sonucunda bu çelişki aşıldı izotoplar. Son olarak, elementlerin özelliklerini belirleyen bir parametre olarak atom ağırlığının (atom kütlesi) değeri giderek önemini yitirdi.

Periyodik yasanın fiziksel anlamını açıklamanın imkansızlığının ana nedenlerinden biri ve P. s. e. atomik yapı teorisinin yokluğundan oluşuyordu. Bu nedenle P.'nin gelişim yolundaki en önemli dönüm noktası. e. E. tarafından önerilen atomun gezegen modeli ortaya çıktı. Rutherford(1911). Hollandalı bilim adamı A. van den Broek, buna dayanarak (1913), P. s'deki bir elementin seri numarasının olduğunu öne sürdü. e. (atom numarası Z) sayısal olarak atom çekirdeğinin yüküne eşittir (temel yük birimleri cinsinden). Bu deneysel olarak G. Moseley(1913-14, bkz. Moseley Yasası). Böylece elementlerin özelliklerindeki değişimlerin periyodikliğinin atom ağırlığına değil atom numarasına bağlı olduğunu tespit etmek mümkün oldu. Sonuç olarak P. s.'nin alt sınırı bilimsel olarak belirlendi. e. (minimum Z = 1 olan bir element olarak hidrojen); hidrojen ve uranyum arasındaki elementlerin sayısı doğru bir şekilde tahmin ediliyor; P. s.'de “boşlukların” olduğu tespit edilmiştir. e. Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87 ile bilinmeyen elementlere karşılık gelir.

Bununla birlikte, nadir toprak elementlerinin tam sayısı sorusu belirsizliğini korudu ve (özellikle önemli olan), Z'ye bağlı olarak elementlerin özelliklerinde meydana gelen periyodik değişikliklerin nedenleri açıklanmadı.Bu nedenler, elementlerin daha da geliştirilmesi sırasında bulundu. nadir toprak elementleri teorisi. e. atomun yapısına ilişkin kuantum kavramlarına dayanmaktadır (aşağıya bakınız). Periyodik yasanın fiziksel gerekçesi ve izotoni olgusunun keşfi, “atom kütlesi” (“atom ağırlığı”) kavramının bilimsel olarak tanımlanmasını mümkün kılmıştır. Ekteki periyodik tablo, 1973 Uluslararası Tablosuna uygun olarak karbon ölçeğindeki elementlerin atom kütlelerinin modern değerlerini içerir. Radyoaktif elementlerin en uzun ömürlü izotoplarının kütle numaraları köşeli parantez içinde verilmiştir. En kararlı izotoplar olan 99 Tc, 226 Ra, 231 Pa ve 237 Np'nin kütle numaraları yerine, Uluslararası Atom Ağırlıkları Komisyonu tarafından kabul edilen (1969) bu izotopların atom kütleleri belirtilmektedir.

P. s'nin yapısı. e. Modern (1975) S. s. e. 106 kimyasal elementi kapsar; bunlardan transuranyumun tamamı (Z = 93-106) ve ayrıca Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) ve 87 (Fr) elementleri yapay olarak elde edildi. P. s'nin tarihi boyunca. e. Grafik gösterimi için çok sayıda (birkaç yüz) seçenek, esas olarak tablolar şeklinde önerildi; Görüntüler ayrıca çeşitli geometrik şekiller (uzaysal ve düzlemsel), analitik eğriler (örneğin spiraller) vb. şeklinde de bilinir. En yaygın olanı P. s'nin üç biçimidir. e.: kısa, Mendeleev tarafından önerildi ve evrensel olarak tanındı; uzun merdiven. Uzun biçim de Mendeleev tarafından geliştirildi ve geliştirilmiş bir biçimde 1905'te A. Werner. Merdiven formu İngiliz bilim adamı T. Bailey (1882), Danimarkalı bilim adamı J. Thomsen (1895) tarafından önerilmiş ve N. Borom(1921). Üç formun her birinin avantajları ve dezavantajları vardır. P. s.'yi inşa etmenin temel prensibi. e. tüm kimyasal elementlerin gruplara ve periyotlara bölünmesidir. Her grup sırasıyla ana (a) ve ikincil (b) alt gruplara ayrılır. Her alt grup benzer kimyasal özelliklere sahip elementler içerir. Elementler A- Ve B-her gruptaki alt gruplar, kural olarak, kural olarak grup numarasına karşılık gelen daha yüksek oksidasyon durumlarında, birbirlerine belirli bir kimyasal benzerlik gösterir. Periyot, bir alkali metalle başlayan ve inert bir gazla biten elementlerin bir koleksiyonudur (ilk periyot özel bir durumdur); Her dönem kesin olarak tanımlanmış sayıda öğe içerir. Not: e. 8 grup ve 7 periyottan oluşur (yedincisi henüz tamamlanmadı).

İlk periyodun özelliği sadece 2 element içermesidir: H ve He. H'nin sistemdeki yeri belirsizdir: alkali metaller ve halojenler için ortak özellikler gösterdiğinden, I'de yer alır. A- veya (tercihen) VII'de A-alt grup. Helyum - VII'nin ilk temsilcisi A-alt gruplar (ancak uzun bir süre He ve tüm inert gazlar bağımsız bir sıfır grupta birleştirildi).

İkinci periyot (Li - Ne) 8 element içerir. Tek oksidasyon durumu I olan alkali metal Li ile başlar. Daha sonra II'nin oksidasyon durumu olan bir metal olan Be gelir. Bir sonraki element B'nin metalik karakteri zayıf bir şekilde ifade edilir (oksidasyon durumu III). Aşağıdaki C tipik bir metal değildir ve pozitif veya negatif dört değerlikli olabilir. Aşağıdaki N, O, F ve Ne metal değildir ve yalnızca N için en yüksek oksidasyon durumu V, grup numarasına karşılık gelir; oksijen yalnızca nadiren pozitif değerlik sergiler ve F için oksidasyon durumu VI bilinmektedir. Periyot inert gaz Ne ile sona erer.

Üçüncü periyot (Na - Ar) ayrıca özelliklerindeki değişikliklerin doğası ikinci periyotta gözlemlenenlere büyük ölçüde benzeyen 8 element içerir. Bununla birlikte, Al doğası gereği amfoterik olmasına rağmen, Be'den farklı olarak Mg, B'ye kıyasla Al gibi daha metaliktir. Si, P, S, Cl, Ar tipik metal olmayanlardır, ancak hepsi (Ar hariç) grup numarasına eşit daha yüksek oksidasyon durumları sergiler. Böylece her iki dönemde de Z arttıkça elementlerin metalik özelliğinde zayıflama, metalik olmayan karakterinde ise güçlenme gözlenmektedir. Mendeleev, ikinci ve üçüncü dönemlerin unsurlarını (kendi terminolojisine göre küçük) tipik olarak nitelendirdi. Doğada en yaygın olanları arasında yer almaları ve C, N ve O'nun H ile birlikte organik maddenin (organojenler) ana elementleri olması önemlidir. İlk üç periyodun tüm unsurları alt gruplara dahil edilmiştir. A .

Modern terminolojiye göre (aşağıya bakınız), bu dönemlerin unsurları S I'i oluşturan elementler (alkali ve alkali toprak metalleri) A- ve II A-alt gruplar (renk tablosunda kırmızıyla vurgulanmıştır) ve R-elementler (B - Ne, At - Ar) III'e dahildir A- VIII A-alt gruplar (sembolleri turuncu renkle vurgulanmıştır). Sıra sayıları artan küçük periyotların elemanları için ilk önce bir azalma gözlenir atom yarıçapı ve daha sonra, atomun dış kabuğundaki elektronların sayısı zaten önemli ölçüde arttığında, bunların karşılıklı itilmesi atom yarıçapında bir artışa yol açar. Alkali elementte bir sonraki maksimuma bir sonraki periyodun başında ulaşılır. Yaklaşık olarak aynı model iyonik yarıçapların karakteristiğidir.

Dördüncü periyot (K - Kr) 18 element içerir (Mendeleev'e göre ilk büyük periyot). Alkali metal K ve alkali toprak Ca'dan (s-elementleri) sonra on tane sözde element dizisi gelir. geçiş elemanları(Sc - Zn) veya D- alt gruplara dahil olan öğeler (semboller mavi renktedir) B karşılık gelen P. s grupları. e. Çoğu geçiş elementi (hepsi metaldir), grup numaralarına eşit daha yüksek oksidasyon durumları sergiler. Bunun istisnası, son iki elementin maksimum pozitif üç değerlikli olduğu ve demirin belirli koşullar altında oksidasyon durumu VI'da bilindiği Fe - Co - Ni üçlüsüdür. Ga'dan başlayıp Kr ( ile biten elementler R-elementler), alt gruplara aittir A ve özelliklerindeki değişimin niteliği, ikinci ve üçüncü periyotların elemanları için karşılık gelen Z aralıklarıyla aynıdır. Kr'nin kimyasal bileşikler (esas olarak F ile) oluşturabildiği tespit edilmiştir, ancak oksidasyon durumu VIII bilinmemektedir.

Beşinci periyot (Rb - Xe) dördüncü periyota benzer şekilde inşa edilmiştir; ayrıca 10 geçiş elemanından (Y - Cd) oluşan bir ek parçaya sahiptir, D-elementler. Dönemin spesifik özellikleri: 1) Ru - Rh - Pd üçlüsünde yalnızca rutenyum VIII oksidasyon durumunu sergiler; 2) a alt gruplarının tüm elemanları, Xe dahil olmak üzere grup numarasına eşit daha yüksek oksidasyon durumları sergiler; 3) Zayıf metalik özelliklere sahibim. Bu nedenle, dördüncü ve beşinci periyotların elemanları için Z arttıkça özelliklerdeki değişimin doğası daha karmaşıktır, çünkü metalik özellikler geniş bir sıra sayıları aralığında korunur.

Altıncı periyot (Cs - Rn) 32 element içerir. 10'a ek olarak D-elementler (La, Hf - Hg) 14'lü bir set içerir F-elementler, lantanitler, Ce'den Lu'ya (siyah semboller). La'dan Lu'ya kadar olan elementler kimyasal olarak oldukça benzerdir. Kısaca P. s. e. lantanitler La kutusuna dahil edilir (baskın oksidasyon durumları III olduğundan) ve tablonun altında ayrı bir satır olarak yazılır. Bu teknik biraz elverişsizdir çünkü 14 element tablonun dışında görünmektedir. P. s.'nin uzun ve merdivenli formlarının böyle bir dezavantajı yoktur. e., lantanitlerin özgüllüğünü P. s'nin bütünleyici yapısının arka planına karşı iyi yansıtıyor. e. Dönemin özellikleri: 1) Os - Ir - Pt üçlüsünde yalnızca osmiyum VIII oksidasyon durumunu sergiler; 2) At'nin (1'e kıyasla) daha belirgin bir metalik karakteri vardır; 3) Görünüşe göre Rn (kimyası çok az araştırılmıştır), inert gazlar arasında en reaktif olanıdır.

Fr (Z = 87) ile başlayan yedinci periyot da 32 element içermelidir, bunlardan 20'si şu ana kadar bilinmektedir (Z = 106'ya kadar). Fr ve Ra sırasıyla elementlerdir I A- ve II A-alt gruplar (s-elementler), Ac - elementlerin analogu III B-alt gruplar ( D-element). Sonraki 14 element, F-elementler (90'dan 103'e kadar Z ile) aileyi oluşturur aktinititler. Kısaca P. s. e. Ac hücresini işgal ederler ve lantanitler gibi tablonun alt kısmında ayrı bir satırda yazılırlar, bunun aksine önemli çeşitlilikteki oksidasyon durumları ile karakterize edilirler. Bu bakımdan lantanit ve aktinit serileri kimyasal açıdan gözle görülür farklılıklar göstermektedir. Z = 104 ve Z = 105 olan elementlerin kimyasal doğası üzerine yapılan bir çalışma, bu elementlerin sırasıyla hafniyum ve tantalın analogları olduğunu gösterdi. D-elemanlar ve IV'e yerleştirilmelidir B- ve V B- alt gruplar. Üyeler B-alt gruplarda Z = 112'ye kadar sonraki öğeler bulunmalıdır ve ardından (Z = 113-118) görünecektir R-elementler (III A-VIll A-alt gruplar).

P.s.'nin teorisi. e. P.'nin teorisi dayanmaktadır e. Z arttıkça atomlardaki elektronik kabukların (katmanlar, seviyeler) ve alt kabukların (kabuklar, alt seviyeler) yapımını yöneten özel yasalar fikri yatıyor.Bu fikir, 1913-21'de Bohr tarafından, atomların doğası dikkate alınarak geliştirildi. Elektron spektrumundaki kimyasal elementlerin özelliklerindeki değişiklik. e. ve atomik spektrumlarının incelenmesinin sonuçları. Bohr, atomların elektronik konfigürasyonlarının oluşumunun üç önemli özelliğini belirledi: 1) elektronik kabukların doldurulması (temel değerlere karşılık gelen kabuklar hariç) kuantum sayısı N= 1 ve 2) tam kapasiteye kadar monoton olarak oluşmaz ancak büyük değerli kabuklara ait elektron kümelerinin ortaya çıkmasıyla kesintiye uğrar. N; 2) atomların benzer elektronik konfigürasyonları periyodik olarak tekrarlanır; 3) P. s dönemlerinin sınırları. e. (birinci ve ikinci hariç) ardışık elektron kabuklarının sınırları ile örtüşmez.

P. s'nin anlamı. e. Not: e. Doğa bilimlerinin gelişiminde büyük bir rol oynadı ve oynamaya devam ediyor. Bu, atom-moleküler bilimin en önemli başarısıydı; “kimyasal element” kavramının modern bir tanımını yapmayı ve basit madde ve bileşik kavramlarını açıklığa kavuşturmayı mümkün kıldı. P. s. örneğin, atom yapısı teorisinin gelişimi üzerinde önemli bir etkiye sahipti ve izotoni olgusunun açıklanmasına katkıda bulundu. TEŞEKKÜR. e. Hem bilinmeyen elementlerin varlığının ve özelliklerinin tahmininde hem de halihazırda keşfedilen elementlerin kimyasal davranışının yeni özelliklerinin tahmininde kendini gösteren kimyadaki tahmin probleminin katı bilimsel formülasyonuyla bağlantılı. Not: e.- kimyanın temeli, öncelikle inorganik; önceden belirlenmiş özelliklere sahip maddelerin sentezi, yeni malzemelerin, özellikle yarı iletken olanların geliştirilmesi, çeşitli kimyasal işlemler için özel katalizörlerin seçimi vb. ile ilgili sorunların çözülmesine önemli ölçüde yardımcı olur. Not: e. aynı zamanda kimya öğretiminin bilimsel temelidir.

Çözüm

D.I. Mendeleev'in periyodik tablosu atom-moleküler bilimin gelişiminde en önemli kilometre taşı oldu. Onun sayesinde modern bir kimyasal element kavramı oluşturuldu ve basit maddeler ve bileşikler hakkındaki fikirler açıklığa kavuşturuldu.

Periyodik sistemin 20. yüzyılda bizzat Mendeleev tarafından gösterilen öngörücü rolü, uranyum ötesi elementlerin kimyasal özelliklerinin değerlendirilmesinde ortaya çıktı.

Periyodik sistemin ortaya çıkışı, kimya tarihinde ve bir dizi ilgili bilimde yeni, gerçekten bilimsel bir çağ açtı - elementler ve bileşikler hakkında dağınık bilgiler yerine, genelleştirmenin mümkün olduğu tutarlı bir sistem ortaya çıktı, sonuçlar çıkarın ve tahmin edin.

Mendeley atomunun periyodik kanunu

Periyodik yasa, kimyadaki büyük miktarda bilimsel bilginin sistemleştirilmesini ve genelleştirilmesini mümkün kıldı. Yasanın bu işlevine genellikle bütünleştirici denir. Özellikle kimyadaki bilimsel ve eğitimsel materyallerin yapılandırılmasında açıkça ortaya çıkmaktadır. Akademisyen A.E. Fersman, sistemin tüm kimyayı tek bir mekansal, kronolojik, genetik ve enerjik bağlantıda birleştirdiğini söyledi.

Periyodik Yasanın bütünleştirici rolü, genel yasaların dışında kaldığı iddia edilen elementlere ilişkin bazı verilerin hem yazarın kendisi hem de takipçileri tarafından doğrulanıp açıklığa kavuşturulmasıyla da ortaya çıktı.

Bu berilyumun özellikleriyle oldu. Mendeleev'in çalışmalarından önce, çapraz benzerlikleri nedeniyle alüminyumun üç değerlikli bir analoğu olarak kabul ediliyordu. Böylece, ikinci periyotta tek bir iki değerli element değil, iki üç değerli element vardı. Mendeleev, berilyumun özelliklerine ilişkin çalışmalarda bir hatadan şüphelendiği ilk aşamada, zihinsel model yapıları düzeyindeydi. Daha sonra berilyumun iki değerlikli olduğunu ve atom ağırlığının 9 olduğunu savunan Rus kimyager Avdeev'in çalışmasını buldu. Avdeev'in çalışması bilim dünyası tarafından fark edilmedi, yazar görünüşe göre aşırı zehirli berilyum bileşikleri tarafından zehirlenerek erken öldü. Avdeev'in araştırmasının sonuçları Periyodik Kanun sayesinde bilimde belirlendi.

Hem atom ağırlıkları hem de değerlik değerlerinde bu tür değişiklikler ve iyileştirmeler Mendeleev tarafından dokuz element daha (In, V, Th, U, La, Ce ve diğer üç lantanit) için yapıldı. On element daha için yalnızca atom ağırlıkları düzeltildi. Ve tüm bu açıklamalar daha sonra deneysel olarak doğrulandı.

Aynı şekilde, Karl Karlovich Klaus'un çalışması, Mendeleev'in elementlerin üçlülerindeki yatay ve dikey benzerlikleri açıklayan benzersiz bir VIII element grubu oluşturmasına yardımcı oldu:

demir kobalt nikel

rutenyum rodyum paladyum

sekizgen iridyum platin

Periyodik Yasanın prognostik (tahmin edici) işlevi, en çarpıcı onayını 21, 31 ve 32 seri numaralarına sahip bilinmeyen elementlerin keşfiyle aldı. Bunların varlığı ilk önce sezgisel düzeyde tahmin edildi, ancak sistemin oluşumuyla birlikte Mendeleev, özelliklerini yüksek doğrulukla hesaplayabilmektedir. Skandiyum, galyum ve germanyumun keşfiyle ilgili iyi bilinen hikaye, Mendeleev'in keşfinin zaferiydi. F. Engels şunları yazdı: "Mendeleev, Hegel'in niceliğin niteliğe geçişi yasasını bilinçsizce uygulayarak, bilinmeyen gezegen Neptün'ün yörüngesini hesaplayan Laverrier'in keşfinin yanına güvenle yerleştirilebilecek bilimsel bir başarı elde etti." Ancak klasikle tartışma arzusu var. Öncelikle Mendeleev'in öğrencilik yıllarından başlayarak tüm araştırmaları oldukça bilinçli olarak Hegel yasasına dayanıyordu. İkinci olarak Laverrier, Neptün'ün yörüngesini Newton'un uzun zamandır bilinen ve kanıtlanmış yasalarına göre hesapladı ve D.I. Mendeleev, tüm tahminleri kendisi tarafından keşfedilen evrensel doğa yasasına dayanarak yaptı.

Hayatının sonunda Mendeleev memnuniyetle şunları kaydetti: "1871'de periyodik yasanın henüz keşfedilmemiş elementlerin özelliklerinin belirlenmesine uygulanması üzerine bir makale yazdığımda, elementlerin bu sonucunu haklı çıkaracak kadar yaşayacağımı düşünmemiştim. periyodik yasa, ancak gerçeklik farklı yanıt verdi. Üç elementi tanımladım: ekaboron, ekaalüminyum ve ekasilikon ve 20 yıldan kısa bir süre sonra bu üç elementin de keşfedildiğini görmek beni çok mutlu etti... L. de Boisbaudran, Nilsson ve Winkler, kendi adıma, periyodik elementlerin gerçek güçlendiricileri olduğunu düşünüyorum. kanun. Onlar olmasaydı şu anki kadar tanınmazdı.” Toplamda Mendeleev on iki elementi öngördü.

Mendeleev, en başından beri yasanın yalnızca kimyasal elementlerin değil, aynı zamanda şimdiye kadar bilinmeyenler de dahil olmak üzere birçok bileşiğinin özelliklerini de tanımladığını belirtti. Bunu doğrulamak için aşağıdaki örneği vermek yeterlidir. Akademisyen P. L. Kapitsa'nın germanyumun metalik olmayan iletkenliğini ilk kez keşfettiği 1929'dan bu yana, dünyanın tüm ülkelerinde yarı iletkenlerle ilgili çalışmaların gelişimi başladı. Bu özelliklere sahip elementlerin grup IV'ün ana alt grubunu işgal ettiği hemen anlaşıldı. Zamanla, yarı iletken özelliklerinin az ya da çok bu gruptan eşit uzak periyotlarda yer alan elementlerin bileşiklerine sahip olması gerektiği anlayışı ortaya çıktı (örneğin, AzB; gibi genel bir formülle). Bu, pratik açıdan önemli yeni yarı iletkenlerin araştırılmasını hemen hedeflenmiş ve öngörülebilir hale getirdi. Hemen hemen tüm modern elektronikler bu tür bağlantılara dayanmaktadır.

Periyodik Tablodaki tahminlerin genel kabulden sonra bile yapıldığını belirtmek önemlidir. 1913'te Moseley, farklı elementlerden oluşan antikatotlardan alınan X ışınlarının dalga boyunun, Periyodik Tablodaki elementlere geleneksel olarak atanan seri numarasına bağlı olarak doğal olarak değiştiğini keşfetti. Deney, bir elementin seri numarasının doğrudan fiziksel bir anlama sahip olduğunu doğruladı. Seri numaraları ancak daha sonra çekirdeğin pozitif yükünün değeriyle ilişkilendirildi. Ancak Moseley yasası, dönemlerdeki elementlerin sayısını anında deneysel olarak doğrulamayı ve aynı zamanda o zamana kadar henüz keşfedilmemiş hafniyum (No. 72) ve renyumun (No. 75) yerlerini tahmin etmeyi mümkün kıldı.

Moseley'in aynı çalışmaları, Mendeleev'in atom kütleleri tablosundaki elementlerin artan atom kütlelerinin doğru serisinden bazı sapmaların neden olduğu ciddi "baş ağrısını" ortadan kaldırmayı mümkün kıldı. Mendeleev bunları kimyasal analojilerin baskısı altında, kısmen uzman düzeyinde, kısmen de sezgisel düzeyde yaptı. Örneğin, tabloda kobalt nikelin önünde yer alırken, daha düşük atom ağırlığına sahip olan iyot, daha ağır olan tellürün ardından geldi. Doğa bilimlerinde, en güzel teorinin çerçevesine uymayan "çirkin" bir gerçeğin onu mahvedebileceği uzun zamandır bilinmektedir. Aynı şekilde açıklanamayan sapmalar da Periyodik Yasayı tehdit ediyordu. Ancak Moseley deneysel olarak kobalt (No. 27) ve nikelin (No. 28) seri numaralarının sistemdeki konumlarına tam olarak karşılık geldiğini kanıtladı. Bu istisnaların yalnızca genel kuralı doğruladığı ortaya çıktı.

1883'te Nikolai Aleksandrovich Morozov tarafından önemli bir tahmin yapıldı. Halkın İradesi hareketine katıldığı için kimya öğrencisi Morozov ölüm cezasına çarptırıldı; bu cezanın yerini daha sonra hücre hapsinde ömür boyu hapis cezası aldı. Yaklaşık otuz yılını kraliyet hapishanelerinde geçirdi. Shlisselburg kalesindeki bir mahkum, kimya üzerine bazı bilimsel literatür alma fırsatına sahip oldu. Periyodik tablodaki komşu element grupları arasındaki atom ağırlığı aralıklarının analizine dayanarak Morozov, halojen ve alkali grupları arasında "sıfır özelliklere" sahip başka bir bilinmeyen element grubunun var olma olasılığı hakkında sezgisel bir sonuca vardı. metaller. Onları havada aramayı önerdi. Ayrıca atomların yapısı hakkında bir hipotez ortaya koydu ve buna dayanarak elementlerin özelliklerindeki periyodikliğin nedenlerini ortaya çıkarmaya çalıştı.

Ancak Morozov'un hipotezleri çok daha sonra, 1905 olaylarından sonra serbest bırakıldığında tartışmaya açıldı. Ancak o zamana kadar inert gazlar zaten keşfedilmiş ve çalışılmıştı.

Uzun süre inert gazların varlığı ve periyodik tablodaki konumları kimya dünyasında ciddi tartışmalara neden oldu. Mendeleev bir süredir Nj tipi bilinmeyen basit bir maddenin açık argon markası altında saklanabileceğine inanıyordu. İnert gazların yeri hakkındaki ilk rasyonel varsayım, keşiflerinin yazarı William Ramsay tarafından yapılmıştır. Ve 1906'da Mendeleev şunları yazdı: “Periyodik Tablo oluşturulduğunda (18b9), sadece argon bilinmiyor değildi, aynı zamanda bu tür elementlerin var olma olasılığından şüphelenmek için de hiçbir neden yoktu. Bugün... bu elementler atom ağırlıkları bakımından halojenler ve alkali metaller arasındaki yerini tam olarak almıştır.”

Uzun süredir bir tartışma vardı: inert gazları bağımsız bir sıfır element grubuna ayırmak veya bunları grup VIII'in ana alt grubu olarak düşünmek. Her bakış açısının artıları ve eksileri vardır.

Elementlerin Periyodik Tablodaki konumlarına dayanarak, Linus Pauling liderliğindeki teorik kimyacılar, soy gazların tam kimyasal pasifliğinden uzun süredir şüphe duymuşlar ve doğrudan florür ve oksitlerinin olası stabilitesine işaret etmişlerdir. Ancak yalnızca 1962'de Amerikalı kimyager Neil Bartlett, en sıradan koşullar altında platin heksaflorürün oksijenle reaksiyonunu gerçekleştirerek ksenon heksafloroplatinat XePtF^ elde etti ve ardından artık daha doğru bir şekilde asil olarak adlandırılan diğer gaz bileşiklerini elde etti. hareketsiz.

Periyodik yasa bugüne kadar tahmin işlevini sürdürüyor.

Herhangi bir kümenin bilinmeyen üyelerinin tahminlerinin iki tür olabileceği unutulmamalıdır. Bilinen bir dizi benzer olanın içinde yer alan bir elementin özellikleri tahmin ediliyorsa, bu tür bir tahmine enterpolasyon adı verilir. Bu özelliklerin, komşu elemanların özellikleriyle aynı yasalara tabi olacağını varsaymak doğaldır. Periyodik tablodaki eksik elementlerin özellikleri bu şekilde tahmin edildi. Tanımlanan kısmın dışında kalan kümelerin yeni üyelerinin özelliklerini tahmin etmek çok daha zordur. Ekstrapolasyon - bilinen bir dizi modelin dışında kalan fonksiyon değerlerinin tahmini - her zaman daha az kesindir.

Sistemin bilinen sınırlarının ötesindeki elementleri aramaya başladıklarında bilim adamlarının karşı karşıya kaldığı sorun da buydu. 20. yüzyılın başında. Periyodik tablo uranyumla (No. 92) sona erdi. Uranyum ötesi elementleri elde etmek için ilk girişimler 1934'te Enrico Fermi ve Emilio Segre'nin uranyumu nötronlarla bombardıman etmesiyle yapıldı. Böylece aktinoidlere ve transaktinoidlere giden yol başladı.

Nükleer reaksiyonlar ayrıca daha önce bilinmeyen diğer elementlerin sentezlenmesinde de kullanılır.

Eienn Theodor Seaborg ve meslektaşları tarafından yapay olarak sentezlenen 101 numaralı elemente “mendelevyum” adı verildi. Seaborg'un kendisi şunu söyledi: "101. elementin, onu her zaman kimyada öncü olarak gören Amerikalı bilim adamları tarafından büyük Rus kimyager D.I. Mendeleev'in onuruna verildiğini belirtmek özellikle önemlidir."

Yeni keşfedilen veya daha doğrusu yapay olarak yaratılan elementlerin sayısı sürekli artıyor. Seri numaraları 113 ve 115 olan elementlerin en ağır çekirdeklerinin sentezi, Dubna'daki Rusya Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nde, yapay olarak elde edilen amerikyum çekirdeklerinin ağır izotop kalsiyum-48 çekirdekleriyle bombardıman edilmesiyle gerçekleştirildi. Bu durumda, 115 numaralı elementin çekirdeği ortaya çıkar ve bu çekirdek hemen bozunarak 113 numaralı elementin çekirdeğini oluşturur. Bu tür süper ağır elementler doğada mevcut değildir, ancak süpernova patlamaları sırasında ortaya çıkarlar ve Büyük Patlama sırasında da var olabilirler. . Araştırmaları Evrenimizin nasıl ortaya çıktığını anlamaya yardımcı oluyor.

Doğada toplam 39 doğal olarak oluşan radyoaktif izotop bulunur. Farklı izotoplar, yarı ömürlerle karakterize edilen farklı oranlarda bozunur. Uranyum-238'in yarı ömrü 4,5 milyar yıldır ve diğer bazı elementler için bu süre saniyenin milyonda birine eşit olabilir.

Sırayla bozunarak birbirlerine dönüşen radyoaktif elementler bir dizi oluşturur. Bu tür üç seri bilinmektedir: Başlangıç elemanına göre serinin tüm üyeleri uranyum, aktinouranyum ve toryum ailelerinde birleştirilmiştir. Başka bir aile ise yapay olarak üretilen radyoaktif izotoplardan oluşur. Tüm ailelerde dönüşümler radyoaktif olmayan kurşun atomlarının ortaya çıkmasıyla tamamlanır.

Yer kabuğu yalnızca yarı ömürleri Dünya'nın yaşıyla orantılı olan izotoplar içerebildiğinden, milyarlarca yıllık tarihinde, artık kelimenin tam anlamıyla nesli tükenmiş olan kısa ömürlü izotopların da var olduğunu varsayabiliriz. Bunlar muhtemelen ağır izotop potasyum-40'ı içeriyordu. Tamamen bozunmasının bir sonucu olarak, bugün potasyumun atom kütlesinin tablodaki değeri 39.102'dir, bu nedenle kütle olarak 18 numaralı argondan (39.948) daha düşüktür. Bu, periyodik tablodaki elementlerin atom kütlelerindeki tutarlı artıştaki istisnaları açıklamaktadır.

Akademisyen V. I. Goldansky, Mendeleev'in anısına adanmış bir konuşmada, "Mendeleev'in çalışmalarının, Periyodik Tablonun parlak yaratıcısının ölümünden on yıllar sonra ortaya çıkan, kimyanın tamamen yeni alanlarında bile oynadığı temel role" dikkat çekti.

Bilim, yüzyılların bilgeliğinin ve deneyiminin, bunların rasyonel tefekkürünün ve test edilmiş yargısının tarihi ve deposudur.

D. I. Mendeleev

Bilimsel bir keşfin tamamen beklenmedik bir şeye dönüşmesi nadiren olur; neredeyse her zaman beklenen bir şeydir:

Bununla birlikte, tüm sorulara kanıtlanmış yanıtlar kullanan sonraki nesiller, bunun seleflerine ne gibi zorluklara mal olduğunu anlamakta çoğu zaman zorluk çekiyor.

C.Darwin

Çevremizdeki dünyayla ilgili bilimlerin her birinin çalışma konusu, maddenin belirli hareket biçimleridir. Hakim fikirler, bu hareket biçimlerini artan karmaşıklığa göre ele alıyor:

mekanik - fiziksel - kimyasal - biyolojik - sosyal. Sonraki formların her biri öncekileri reddetmez, ancak onları içerir.

Periyodik Yasanın keşfinin yüzüncü yıldönümü kutlamalarında G. T. Seaborg'un raporunu kimyadaki en son başarılara ayırması tesadüf değildir. Bu kitapta, Rus bilim adamının şaşırtıcı başarılarını son derece takdir etti: “Periyodik Tablonun Mendeleev zamanından bu yana evrimi göz önüne alındığında, en çarpıcı şey, Mendeleev olmasa da Periyodik Tabloyu oluşturabilmesidir. Nükleer yapı ve izotoplar, atom numaralarının değerlik ile ilişkisi, atomların elektronik doğası, elektronik yapıyla açıklanan kimyasal özelliklerin periyodikliği ve son olarak radyoaktivite gibi artık genel kabul görmüş kavramların farkındayız.”

Geleceğe dikkat çeken Akademisyen A.E. Fersman'ın şu sözlerini aktarabiliriz: “Yeni teoriler, parlak genellemeler ortaya çıkacak ve yok olacak. Zaten modası geçmiş atom ve elektron kavramlarımızın yerini yeni fikirler alacak. En büyük keşifler ve deneyler geçmişi geçersiz kılacak ve bugünün inanılmaz yenilik ve genişlik ufuklarını açacak; bunların hepsi gelip geçecek, ancak Mendeleev'in Periyodik Yasası her zaman yaşayacak ve arayışa rehberlik edecektir."

24. Organik kimyanın gelişim sürecinde yapısal teorilerin ortaya çıkışı. Yapısal teorilerin teorik temeli olarak atom-moleküler bilim.

Benzer makaleler