uy » Ekspluatatsiya » Davriy sistemaning davriy qonunining ma'nosi. Davriy tizim va davriy qonunning ma'nosi D

Davriy sistemaning davriy qonunining ma'nosi. Davriy tizim va davriy qonunning ma'nosi D

1869 yilda D.I.Mendeleyev oddiy moddalar va birikmalarning xossalarini tahlil qilish asosida Davriy qonunni tuzdi: "Oddiy jismlar va elementlarning birikmalarining xossalari davriy ravishda elementlarning atom massalarining kattaligiga bog'liq." Davriy qonun asosida elementlarning davriy tizimi tuzilgan. Unda o'xshash xususiyatlarga ega elementlar vertikal guruh ustunlariga birlashtirildi. Ayrim hollarda elementlarni davriy sistemaga joylashtirishda xossalarning takrorlanish davriyligini saqlab qolish uchun atom massalarining ortib borish ketma-ketligini buzish kerak bo‘lgan. Masalan, tellur va yodni, shuningdek, argon va kaliyni "almashtirish" kerak edi. Sababi Mendeleyev davriy qonunni atomning tuzilishi haqida hech narsa ma’lum bo‘lmagan bir davrda taklif qilgan.20-asrda atomning sayyoraviy modeli taklif qilingandan so‘ng davriy qonun quyidagicha shakllantiriladi:

"Kimyoviy elementlar va birikmalarning xossalari vaqti-vaqti bilan atom yadrolarining zaryadlariga bog'liq."

Yadro zaryadi davriy sistemadagi element soniga va atomning elektron qavatidagi elektronlar soniga teng. Ushbu formulada Davriy qonunning "buzilishi" tushuntirildi. Davriy sistemada davr raqami atomdagi elektron sathlar soniga, asosiy kichik guruhlar elementlari uchun guruh raqami tashqi sathdagi elektronlar soniga teng.

Davriy qonunning ilmiy ahamiyati. Davriy qonun kimyoviy elementlar va ularning birikmalarining xossalarini tizimlashtirishga imkon berdi. Mendeleyev davriy sistemani tuzar ekan, ko‘plab ochilmagan elementlar mavjudligini, ular uchun bo‘sh hujayralar qoldirib, ochilmagan elementlarning ko‘pgina xususiyatlarini bashorat qilgani ularning ochilishini osonlashtirdi.Bularning birinchisi to‘rt yildan so‘ng paydo bo‘ldi.

Ammo Mendeleevning katta xizmati nafaqat yangi narsalarni kashf etishda.

Mendeleyev tabiatning yangi qonunini kashf etdi. Bir-biri bilan chambarchas bog'liq bo'lmagan substansiyalar o'rniga fan olamning barcha elementlarini yagona bir butunga birlashtirgan yagona uyg'un tizimga duch keldi; atomlar quyidagicha ko'rib chiqila boshlandi:

1. umumiy naqsh bilan bir-biri bilan uzviy bog'langan,

2. atom og'irligidagi miqdoriy o'zgarishlarning ularning kimyoviy tarkibidagi sifat o'zgarishlariga o'tishini aniqlash. individuallik,

3. teskarisi metall ekanligini ko'rsatadi. va metall bo'lmagan. atomlarning xossalari ilgari o'ylanganidek mutlaq emas, balki faqat nisbiy tabiatdir.

24. Organik kimyoning rivojlanish jarayonida strukturaviy nazariyalarning vujudga kelishi. Atom-molekulyar fan strukturaviy nazariyalarning nazariy asosi sifatida.

Organik kimyo. 18-asr davomida. Organizmlar va moddalarning kimyoviy munosabatlari masalasida olimlar vitalizm ta'limotiga - hayotni olam qonunlariga emas, balki alohida hayotiy kuchlar ta'siriga bo'ysunadigan alohida hodisa sifatida qaraydigan ta'limotga asoslanishdi. Bu qarash 19-asrning koʻplab olimlariga meros boʻlib qolgan, garchi uning asoslari 1777-yildayoq silkitilgan boʻlsa-da, Lavuazye nafas olish yonish jarayoniga oʻxshash jarayon ekanligini taʼkidlagan edi.

1828 yilda nemis kimyogari Fridrix Wöhler (1800-1882) ammoniy siyanatni isitish orqali (bu birikma so'zsiz noorganik modda sifatida tasniflangan) odamlar va hayvonlarning chiqindilari bo'lgan karbamidni oldi. 1845 yilda Wöhlerning shogirdi Adolf Kolbe boshlang'ich elementlardan uglerod, vodorod va kisloroddan sirka kislotasini sintez qildi. 18-asrning 50-yillarida fransuz kimyogari Per Bertelo organik birikmalar sintezi boʻyicha tizimli ishlarni boshlab, metil va etil spirtlari, metan, benzol, asetilenni oldi. Tabiiy organik birikmalarni tizimli o‘rganish shuni ko‘rsatdiki, ularning barchasida bir yoki bir nechta uglerod atomlari, ko‘plarida esa vodorod atomlari mavjud. Tip nazariyasi. Ko'p sonli murakkab uglerod o'z ichiga olgan birikmalarning topilishi va izolyatsiyasi ularning molekulalarining tarkibi haqidagi savolni tug'dirdi va mavjud tasnif tizimini qayta ko'rib chiqish zarurligiga olib keldi. 18-asrning 40-yillariga kelib, kimyo olimlari Berzeliusning dualistik g'oyalari faqat noorganik tuzlarga tegishli ekanligini tushunishdi. 1853 yilda barcha organik birikmalarni turlari bo'yicha tasniflashga harakat qilindi. Umumlashtirilgan “tip nazariyasi” fransuz kimyogari tomonidan taklif qilingan Charlz Frederik Jerard, kim atomlarning turli guruhlarining birikmasi bu guruhlarning elektr zaryadi bilan emas, balki ularning o'ziga xos kimyoviy xossalari bilan belgilanadi, deb hisoblagan.

Strukturaviy kimyo. 1857 yilda Kekule valentlik nazariyasiga asoslanib (valentlik ma'lum bir elementning bitta atomi bilan birlashadigan vodorod atomlari soni deb tushunilgan), uglerod to'rt valentli va shuning uchun boshqa to'rtta atom bilan birlashib, uzun zanjirlar hosil qilishi mumkinligini taklif qildi - tekis yoki tarvaqaylab ketgan. Shuning uchun organik molekulalar radikallar birikmasi shaklida emas, balki strukturaviy formulalar - atomlar va ular orasidagi bog'lanishlar shaklida tasvirlana boshladi.

1874 yilda daniyalik kimyogar Jeykob Van't Xoff va frantsuz kimyogari Jozef Axil Le Bel (1847-1930) bu fikrni kosmosda atomlarning joylashishiga qadar kengaytirdi. Ular molekulalar tekis emas, balki uch o'lchamli tuzilmalar ekanligiga ishonishgan. Bu kontseptsiya ko'plab taniqli hodisalarni, masalan, fazoviy izomeriya, bir xil tarkibdagi, ammo turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan molekulalarning mavjudligini tushuntirishga imkon berdi. Ma'lumotlar unga juda mos keladi Lui Paster tartarik kislota izomerlari haqida.

100 RUR birinchi buyurtma uchun bonus

Ish turini tanlash Diplom ishi Kurs ishi Referat Magistrlik dissertatsiyasi Amaliy hisobot Maqola Hisobot Takrorlash Test ishi Monografiya Muammo yechish Biznes-reja Savollarga javoblar Ijodiy ish Insho Chizma Insholar Tarjima Taqdimotlar Matn yozish Boshqalar Matnning o‘ziga xosligini oshirish Magistrlik dissertatsiyasi Laboratoriya ishi Onlayn yordam.

Narxini bilib oling

Elementlarning davriy jadvalining birinchi versiyasi 1869 yilda Dmitriy Ivanovich Mendeleev tomonidan - atom tuzilishi o'rganilishidan ancha oldin nashr etilgan. Bu ishda D. I. Mendeleevning qo'llanmasi elementlarning atom massalari (atom og'irliklari) edi. D.I.Mendeleyev elementlarni atom og‘irliklarining ortib borish tartibida joylashtirib, tabiatning asosiy qonunini kashf etdi, bu qonun hozirda Davriy qonun deb ataladi: elementlarning xossalari ularning atom og‘irligiga mos ravishda davriy ravishda o‘zgarib turadi.

D. I. Mendeleyev tomonidan kashf etilgan va shakllantirilgan Davriy qonunning asosiy yangiligi quyidagicha edi:

1. Xususiyatlari bo'yicha bir-biriga o'xshamaydigan elementlar o'rtasida aloqa o'rnatildi. Bu bog'liqlik shundan iboratki, elementlarning xossalari ularning atom og'irligi oshishi bilan bir tekis va taxminan teng ravishda o'zgaradi va keyin bu o'zgarishlar davriy ravishda TAKRORlanadi.

2. Elementlar xossalarining o'zgarishi ketma-ketligida qandaydir bog'lanish yo'qdek tuyulgan hollarda, GAPS davriy jadvalda hali kashf etilmagan elementlar bilan to'ldirilishi kerak edi. Bundan tashqari, Davriy qonun bu elementlarning xususiyatlarini bashorat qilish imkonini berdi.

Elementlar o'rtasidagi munosabatlarni aniqlash bo'yicha oldingi barcha urinishlarda boshqa tadqiqotchilar hali kashf etilmagan elementlar uchun joy yo'q bo'lgan to'liq rasmni yaratishga harakat qilishdi.

D.I.Mendeleyev o‘z kashfiyotini ko‘pgina elementlarning atom og‘irliklari juda taxminan aniqlangan va atigi 63 ta elementning o‘zi ma’lum bo‘lgan, ya’ni bugungi kunda bizga ma’lum bo‘lganlarning yarmidan bir oz ko‘prog‘i ma’lum bo‘lgan bir paytda qilgani hayratlanarli.

Mendeleyevning davriy qonuni: "Oddiy jismlarning xossalari... va elementlarning birikmalari davriy ravishda elementlarning atom massalarining kattaligiga bog'liq".

Davriy qonun asosida elementlarning davriy tizimi tuzilgan. Unda o'xshash xususiyatlarga ega elementlar vertikal guruh ustunlariga birlashtirildi. Ayrim hollarda elementlarni davriy sistemaga joylashtirishda xossalarning takrorlanish davriyligini saqlab qolish uchun atom massalarining ortib borish ketma-ketligini buzish kerak bo‘lgan. Masalan, tellur va yodni, shuningdek, argon va kaliyni "almashtirish" kerak edi.

Biroq, kimyogarlarning atom og'irliklarini to'g'rilash bo'yicha ulkan va puxta ishidan keyin ham davriy tizimning to'rtta joyida elementlar atom massasini ko'paytirishda tartibga solishning qat'iy tartibini "buzadi".

D.I.Mendeleyev davrida bunday chetlanishlar davriy sistemaning kamchiliklari hisoblangan. Atom tuzilishi nazariyasi hamma narsani o'z o'rniga qo'ydi: elementlar mutlaqo to'g'ri joylashgan - ularning yadrolarining zaryadlariga muvofiq. Argonning atom og'irligi kaliyning atom og'irligidan katta ekanligini qanday tushuntirish mumkin?

Har qanday elementning atom og'irligi tabiatdagi ko'pligini hisobga olgan holda uning barcha izotoplarining o'rtacha atom og'irligiga teng. Tasodifan, argonning atom og'irligi "eng og'ir" izotop bilan belgilanadi (u tabiatda ko'proq miqdorda topilgan). Kaliyda, aksincha, uning "engilroq" izotopi (ya'ni massasi kamroq bo'lgan izotop) ustunlik qiladi.

Sababi Mendeleyev davriy qonunni atom tuzilishi haqida hech narsa ma’lum bo‘lmagan bir paytda taklif qilgan. 20-asrda atomning sayyoraviy modeli taklif qilingandan so'ng, davriy qonun quyidagicha shakllantirildi:

"Kimyoviy elementlar va birikmalarning xossalari vaqti-vaqti bilan atom yadrolarining zaryadlariga bog'liq."

Kimyoviy elementlar xossalarining davriy o'zgarishining sababi elektron qobiqlarning davriy to'ldirilishidir. Keyingi qobiqni to'ldirgandan so'ng, yangi davr boshlanadi. Elementlarning davriy o'zgarishi oksidlarning tarkibi va xossalarining o'zgarishida yaqqol ko'rinadi.

Davriy qonunning ilmiy ahamiyati.

Davriy qonun kimyoviy elementlar va ularning birikmalarining xossalarini tizimlashtirishga imkon berdi. Mendeleyev davriy sistemani tuzayotganda ko‘plab ochilmagan elementlarning mavjudligini, ular uchun bo‘sh hujayralar qoldirib, ochilmagan elementlarning ko‘plab xossalarini bashorat qilgan va bu ularning ochilishini osonlashtirgan. Ulardan birinchisi to'rt yil o'tgach sodir bo'ldi. Mendeleev o'z o'rni va xossalarini qoldirgan element, u bashorat qilgan atom og'irligi to'satdan paydo bo'ldi! Yosh fransuz kimyogari Lekok de Boisboran Parij Fanlar akademiyasiga maktub yo‘lladi. Unda shunday deyilgan edi:<Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях>. Ammo eng hayratlanarlisi hali oldinda edi. Mendeleev bu element uchun joy qoldirar ekan, uning zichligi 5,9 bo'lishi kerakligini bashorat qilgan. Va Boisbodran da'vo qildi: u kashf etgan element 4,7 zichlikka ega. Yangi elementni hech qachon ko'rmagan Mendeleev - bu yanada hayratlanarli - frantsuz kimyogari o'z hisob-kitoblarida xato qilganini e'lon qildi. Ammo Boisbodran ham o'jar bo'lib chiqdi: u o'zining aniqligini ta'kidladi. Biroz vaqt o'tgach, qo'shimcha o'lchovlardan so'ng, aniq bo'ldi: Mendeleev so'zsiz haq edi. Boisboran o'z vatani Frantsiya sharafiga stolning bo'sh joyini to'ldiradigan birinchi elementni galliy deb nomladi. Va keyin hech kim unga ushbu elementning mavjudligini bashorat qilgan, kimyoning rivojlanish yo'lini oldindan belgilab qo'ygan odamning ismini berishni o'ylamagan. Yigirmanchi asr olimlari buni qildilar. Sovet fiziklari tomonidan kashf etilgan element Mendeleyev nomi bilan atalgan.

Ammo Mendeleevning katta xizmati nafaqat yangi narsalarni kashf etishda.

1. umumiy naqsh bilan bir-biri bilan uzviy bog'langan,

2. atom og'irligidagi miqdoriy o'zgarishlarning ularning kimyoviy tarkibidagi sifat o'zgarishlariga o'tishini aniqlash. individuallik,

3. atomlarning metall va nometall xossalari o'rtasidagi qarama-qarshilik avval o'ylangandek mutlaq emas, balki faqat nisbiy ekanligini ko'rsatadi.

Barcha elementlar, ularning fizik va kimyoviy xossalari orasidagi o'zaro bog'liqlikning kashf etilishi juda katta ahamiyatga ega bo'lgan ilmiy-falsafiy muammoni qo'ydi: bu o'zaro bog'liqlik, bu birlikni tushuntirish kerak.

Mendeleevning tadqiqotlari atom tuzilishini tushuntirishga urinishlar uchun mustahkam va ishonchli asos bo'lib xizmat qildi: davriy qonun kashf etilgandan so'ng, barcha elementlarning atomlari "yagona reja bo'yicha" tuzilishi kerakligi, ularning tuzilishi kerakligi ma'lum bo'ldi. elementlar xossalarining davriyligini aks ettiradi.

Faqatgina atomning o'sha modeli tanib olish va rivojlanish huquqiga ega bo'lishi mumkin edi, bu esa fanni elementning davriy jadvaldagi o'rni sirini tushunishga yaqinlashtiradi. Bizning asrimizning eng buyuk olimlari ushbu buyuk muammoni hal qilib, atomning tuzilishini ochib berishdi - shuning uchun Mendeleev qonuni materiyaning tabiati haqidagi barcha zamonaviy bilimlarning rivojlanishiga katta ta'sir ko'rsatdi.

Zamonaviy kimyoning barcha yutuqlari, atom va yadro fizikasi yutuqlari, shu jumladan yadro energiyasi va sun'iy elementlarning sintezi faqat davriy qonun tufayli mumkin bo'ldi. O‘z navbatida atom fizikasining muvaffaqiyatlari, yangi tadqiqot usullarining paydo bo‘lishi, kvant mexanikasining rivojlanishi davriy qonunning mohiyatini kengaytirdi va chuqurlashtirdi.

O'tgan asr davomida Mendeleev qonuni - haqiqiy tabiat qonuni nafaqat eskirgan va o'z ahamiyatini yo'qotmagan. Aksincha, ilm-fan taraqqiyoti uning ma’nosi hali to‘liq tushunilmagan va tugallanmaganligini, uning yaratuvchisi tasavvur qilganidan ancha keng ekanligini, olimlar yaqin-yaqingacha o‘ylagandan kengroq ekanligini ko‘rsatdi. Atomning tashqi elektron qavatlarining tuzilishigina emas, balki atom yadrolarining nozik tuzilishi ham davriylik qonuniga bo'ysunishi yaqinda aniqlandi. Ko'rinib turibdiki, elementar zarrachalarning murakkab va ko'p jihatdan noto'g'ri tushunilgan dunyosini boshqaradigan o'sha naqshlar ham ularning yadrosida davriy xususiyatga ega.

Kimyo va fizikadagi keyingi kashfiyotlar davriy qonunning asosiy ma'nosini qayta-qayta tasdiqladi. Davriy jadvalga juda mos keladigan inert gazlar topildi - bu ayniqsa jadvalning uzun shakli bilan aniq ko'rsatilgan. Elementning seriya raqami ushbu element atomi yadrosining zaryadiga teng bo'lib chiqdi. Davriy jadvaldan bashorat qilingan xususiyatlarni maqsadli izlash natijasida ko'plab ilgari noma'lum elementlar topildi.

D.I.Mendeleyevning davriy qonuni nihoyatda katta ahamiyatga ega. U zamonaviy kimyoga asos soldi va uni yagona, yaxlit fanga aylantirdi. Elementlar davriy sistemadagi o'rniga qarab o'zaro munosabatlarda ko'rib chiqila boshlandi. Kimyo tavsiflovchi fan bo'lishni to'xtatdi. Davriy qonunning kashf etilishi bilan unda ilmiy bashorat qilish mumkin bo'ldi. Yangi elementlar va ularning birikmalarini bashorat qilish va tavsiflash mumkin bo'ldi. Bunga yorqin misol D.I.Mendeleyevning oʻz davrida hali kashf etilmagan elementlarning mavjudligi haqidagi bashorati boʻlib, ulardan uchtasi - Ga, Sc, Ge uchun u ularning xossalarining aniq tavsifini bergan.

D.I.Mendeleyev qonuni asosida uning sistemasining Z=1 dan Z=92 gacha boʻlgan barcha boʻsh kataklari toʻldirilgan, transuran elementlari topilgan. Va bugungi kunda bu qonun yangi kimyoviy elementlarni kashf qilish yoki sun'iy yaratish uchun ko'rsatma bo'lib xizmat qiladi. Shunday qilib, davriy qonundan kelib chiqqan holda, agar Z=114 elementi sintez qilinsa, u qo'rg'oshinning (ekaslead) analogi bo'ladi, agar Z=118 elementi sintez qilinsa, u asil gaz bo'ladi, deb ta'kidlash mumkin. (ekaradon).

Rus olimi N.A.Morozov 19-asrning 80-yillarida asil gazlar mavjudligini bashorat qilgan, keyinchalik ular kashf etilgan. Davriy jadvalda ular davrlarni yakunlab, VII guruhning asosiy kichik guruhini tashkil qiladi. «Davriy qonundan oldin, — deb yozgan edi D.I.Mendeleyev, — elementlar tabiatning faqat parcha-parcha tasodifiy hodisalarini ifodalagan; yangilarini kutish uchun hech qanday sabab yo'q edi va yana topilganlar butunlay kutilmagan yangilik edi. Davriy qonun birinchi bo'lib hali ochilmagan elementlarni uzoqdan ko'rish imkonini berdi, bu qonun yordamisiz o'sha paytgacha ko'rishga erishilmagan.

Davriy qonun elementlarning atom massalarini tuzatish uchun asos bo'lib xizmat qildi. 20 ta elementning atom massalari D.I.Mendeleyev tomonidan tuzatilgan, shundan so‘ng bu elementlar davriy sistemada o‘z o‘rnini egallagan.

D.I.Mendeleyevning davriy qonuni va davriy tizimi asosida atom tuzilishi haqidagi ta’limot tez rivojlandi. Davriy qonunning fizik ma'nosini ochib berdi va elementlarning davriy sistemada joylashishini tushuntirdi. Atom tuzilishi haqidagi ta'limotning to'g'riligi doimo davriy qonun bilan tasdiqlangan. Mana yana bir misol. 1921 yilda N. Bor 1870 yilda D. I. Mendeleyev tomonidan mavjudligini bashorat qilgan Z = 72 element (ekabor) tsirkoniy atomiga (Zr - 2. 8. 18. 10) oʻxshash atom tuzilishiga ega boʻlishi kerakligini koʻrsatdi. 2 va Hf - 2. 8. 18. 32. 10. 2) va shuning uchun uni sirkoniy minerallari orasidan izlash kerak. Bu maslahatga amal qilgan holda 1922 yilda vengriyalik kimyogari D. Xevesi va golland olimi D. Koster Norvegiya sirkoniy rudasidan Z=72 elementini topib, uni gafniy (lotincha Kopengagen nomidan, element ochilgan joy) deb ataydilar. . Bu atom tuzilishi nazariyasining eng katta g'alabasi edi: atom tuzilishiga asoslanib, tabiatda elementning joylashishi bashorat qilingan.

Atomlarning tuzilishini o'rganish atom energiyasini kashf qilish va undan inson ehtiyojlari uchun foydalanishga olib keldi. Aytishimiz mumkinki, davriy qonun 20-asr kimyo va fizikaning barcha kashfiyotlarining asosiy manbaidir. U kimyo bilan bog'liq bo'lgan boshqa tabiiy fanlarning rivojlanishida katta rol o'ynadi.

Davriy qonun va tizim kimyo fani va ishlab chiqarishning zamonaviy muammolarini hal etishda yotadi. D.I.Mendeleyev kimyoviy elementlarning davriy tizimini hisobga olgan holda yangi polimer va yarim o‘tkazgich materiallar, issiqlikka chidamli qotishmalar, ko‘rsatilgan xossalarga ega moddalar olish, atom energiyasidan foydalanish, Yer va Koinot tubidan foydalanish ishlari olib borilmoqda.

Elementlarning davriy tizimi kimyoning keyingi rivojlanishiga katta ta'sir ko'rsatdi.

Dmitriy Ivanovich Mendeleev (1834-1907)

Bu kimyoviy elementlarning birinchi tabiiy tasnifi bo'lib, ular uyg'un tizimni tashkil etishini va bir-biri bilan chambarchas bog'liqligini ko'rsatibgina qolmay, balki keyingi tadqiqotlar uchun kuchli vosita bo'ldi.

Mendeleyev o‘zi kashf etgan davriy qonun asosida o‘z jadvalini tuzgan davrda ko‘pgina elementlar hali noma’lum edi. Shunday qilib, to'rtinchi davr elementi skandium noma'lum edi. Atom massasi bo'yicha titan kaltsiydan keyin keldi, ammo titanni kaltsiydan keyin darhol joylashtirish mumkin emas edi, chunki u uchinchi guruhga kiradi, titan esa yuqori oksid hosil qiladi va boshqa xususiyatlariga ko'ra uni to'rtinchi guruhga kiritish kerak. . Shuning uchun Mendeleev bitta hujayrani o'tkazib yubordi, ya'ni kaltsiy va titan o'rtasida bo'sh joy qoldirdi. Xuddi shu asosda, to'rtinchi davrda sink va mishyak o'rtasida ikkita bo'sh hujayra qoldirildi, ular hozirda galyum va germaniy elementlari bilan band. Boshqa qatorlarda hamon bo‘sh o‘rindiqlar bor. Mendeleev nafaqat bu bo'shliqlarni to'ldiradigan hali noma'lum elementlar bo'lishi kerakligiga ishonch hosil qildi, balki u bunday elementlarning davriy jadvalning boshqa elementlari orasidagi o'rnidan kelib chiqib, ularning xususiyatlarini oldindan bashorat qildi. U ulardan biriga ekabor nomini berdi, u kelajakda kaltsiy va titan o'rtasida joy olishi kerak edi (chunki uning xususiyatlari borga o'xshab ketishi kerak edi); Rux va mishyak o'rtasida jadvalda bo'sh joy qolgan qolgan ikkitasi eka-alyuminiy va eka-kremniy deb nomlandi.

Keyingi 15 yil ichida Mendeleyevning bashoratlari ajoyib tarzda tasdiqlandi: kutilgan uchta element ham topildi. Birinchidan, frantsuz kimyogari Lekok de Boisboran eka-alyuminiyning barcha xususiyatlariga ega bo'lgan galliyni kashf etdi; keyin Shvetsiyada L.F.Nilson ekaboron xossalariga ega boʻlgan skandiyni, nihoyat, bir necha yildan soʻng Germaniyada K.A.Vinkler oʻzi germaniy deb atagan elementni kashf etdi va u ekasilikon bilan bir xil boʻlib chiqdi.

Mendeleyevning bashoratining hayratlanarli aniqligini baholash uchun keling, u 1871 yilda bashorat qilgan eka-kremniyning xususiyatlarini 1886 yilda kashf etilgan germaniyning xossalari bilan taqqoslaylik:

Galliy, skandiy va germaniyning kashf etilishi davriy qonunning eng katta g'alabasi bo'ldi.

Ayrim elementlarning valentligi va atom massalarini aniqlashda davriy tizim ham katta ahamiyatga ega edi. Shunday qilib, berilliy elementi uzoq vaqtdan beri alyuminiyning analogi hisoblangan va uning oksidiga formula berilgan. Beriliy oksidining foiz tarkibi va kutilgan formulasidan kelib chiqib, uning atom massasi 13,5 deb hisoblangan. Davriy jadval jadvalda berilliy uchun faqat bitta joy borligini ko'rsatdi, ya'ni magniydan yuqori, shuning uchun uning oksidi berilliyning atom massasini o'nga teng beradigan formulaga ega bo'lishi kerak. Tez orada bu xulosa berilliyning atom massasini uning xloridining bug 'zichligidan aniqlash bilan tasdiqlandi.

Aynan Va hozirda davriy qonun kimyoning etakchi yo'nalishi va etakchi tamoyili bo'lib qolmoqda. Aynan shu asosda so'nggi o'n yilliklarda urandan keyin davriy jadvalda joylashgan transuran elementlari sun'iy ravishda yaratilgan. Ulardan biri - birinchi marta 1955 yilda olingan № 101 element - buyuk rus olimi sharafiga mendelevium deb nomlangan.

Davriy qonunning kashf etilishi va kimyoviy elementlar tizimining yaratilishi nafaqat kimyo, balki falsafa, dunyo haqidagi butun tushunchamiz uchun ham katta ahamiyatga ega edi. Mendeleev kimyoviy elementlar uyg'un sistema hosil qilishini ko'rsatdi, bu esa tabiatning asosiy qonuniga asoslanadi. Bu materialistik dialektikaning tabiat hodisalarining o'zaro bog'liqligi va o'zaro bog'liqligi haqidagi pozitsiyasining ifodasidir. Kimyoviy elementlarning xossalari va ularning atomlarining massalari o'rtasidagi bog'liqlikni ochib beradigan davriy qonun tabiat rivojlanishining universal qonunlaridan biri - miqdorning sifatga o'tish qonunining yorqin tasdig'i bo'ldi.

Ilm-fanning keyingi rivojlanishi davriy qonunga asoslanib, materiyaning tuzilishini Mendeleyev hayotidagiga qaraganda ancha chuqurroq tushunish imkonini berdi.

20-asrda ishlab chiqilgan atom tuzilishi nazariyasi, o'z navbatida, davriy qonun va elementlarning davriy tizimiga yangi, chuqurroq yoritib berdi. Mendeleevning bashoratli so'zlari ajoyib tarzda tasdiqlandi: "Davriy qonun halokat bilan tahdid qilinmaydi, faqat ustki tuzilma va rivojlanish va'da qilingan".

Kirish

D.I.Mendeleyevning davriy qonuni nihoyatda katta ahamiyatga ega. U zamonaviy kimyoga asos soldi va uni yagona, yaxlit fanga aylantirdi. Elementlar davriy sistemadagi o'rniga qarab o'zaro munosabatlarda ko'rib chiqila boshlandi. N.D.Zelinskiy ta'kidlaganidek, davriy qonun "koinotdagi barcha atomlarning o'zaro bog'lanishining kashfiyoti" edi.

Kimyo tavsiflovchi fan bo'lishni to'xtatdi. Davriy qonunning kashf etilishi bilan unda ilmiy bashorat qilish mumkin bo'ldi. Yangi elementlar va ularning birikmalarini bashorat qilish va tavsiflash imkoni paydo bo‘ldi... Bunga yorqin misol D.I.Mendeleyevning o‘z davrida hali kashf etilmagan elementlarning mavjudligi haqidagi bashorati bo‘lib, ulardan uchtasi - Ga, Sc va Ge uchun ularning xususiyatlarini aniq tavsiflash.

Davriy jadval va uning dunyoning ilmiy manzarasini tushunishdagi ahamiyati

D. I. Mendeleyev tomonidan elementlarning davriy jadvali, kimyoviy elementlarning tabiiy tasnifi, jadval (yoki boshqa grafik) ifoda Mendeleyevning davriy qonuni. P.S. e. tomonidan ishlab chiqilgan D.I. Mendeleev 1869-1871 yillarda.

P.lar tarixi. e. Kimyoviy elementlarni tizimlashtirishga urinishlar 19-asrning 30-yillaridan boshlab Germaniya, Fransiya, Angliya, AQShda turli olimlar tomonidan amalga oshirilgan. Mendeleyevning salaflari - I. Döbereyner, VA. Dumas, fransuz kimyogari A. Chancourtois, ingliz. kimyogarlar V. Odling, J. Nyulendlar va boshqalar kimyoviy xossalari oʻxshash boʻlgan elementlarning “tabiiy guruhlar” deb ataladigan guruhlari mavjudligini aniqladilar (masalan, Döbereynerning “triadalari”). Biroq, bu olimlar guruhlar ichida muayyan naqshlarni o'rnatishdan nariga bormadilar. 1864 yilda L. Meyer Atom og'irliklari haqidagi ma'lumotlarga asoslanib, u elementlarning bir nechta xarakterli guruhlari uchun atom og'irliklarining nisbatlarini ko'rsatadigan jadvalni taklif qildi. Meyer o'z stolidan nazariy xabarlar bermadi.

Ilmiy P.ning prototipi. e. Mendeleyev tomonidan 1869 yil 1 martda tuzilgan "Elementlar tizimining atom og'irligi va kimyoviy o'xshashligi bo'yicha tajribasi" jadvali paydo bo'ldi. Keyingi ikki yil ichida muallif ushbu jadvalni takomillashtirdi, guruhlar, qatorlar va davrlar haqida g'oyalarni kiritdi. elementlar; uning fikricha, mos ravishda 7 va 17 elementni o'z ichiga olgan kichik va katta davrlarning sig'imini baholashga harakat qildi. 1870 yilda u o'z tizimini tabiiy, 1871 yilda esa davriy deb atadi. Shunda ham P. ning tuzilishi. e. ko'p jihatdan zamonaviy shaklga ega bo'ldi.

P. lar evolyutsiyasi uchun nihoyatda muhim. e. Mendeleyev tomonidan elementning tizimdagi o‘rni to‘g‘risida kiritilgan g‘oya haqiqat bo‘lib chiqdi; Elementning pozitsiyasi davr va guruh raqamlari bilan belgilanadi. Mendeleyev shu fikrga asoslanib, ba'zi elementlarning (U, In, Ce va uning analoglari) o'sha paytda qabul qilingan atom og'irliklarini o'zgartirish zarur degan xulosaga keldi, bu atom og'irliklarining birinchi amaliy qo'llanilishi edi. e., shuningdek, birinchi marta P. ning bo'sh kataklariga mos keladigan bir nechta noma'lum elementlarning mavjudligi va asosiy xususiyatlarini bashorat qilgan. e. Klassik misol - "ekaalyuminiy" ning bashorati (kelajak Ga, P. Lekok de Boisbaudran 1875 yilda), "ekabor" (Sc, shved olimi L. tomonidan kashf etilgan. Nilson 1879 yilda) va "exasilicon" (Ge, nemis olimi K. tomonidan kashf etilgan. Vinkler 1886 yilda). Bundan tashqari, Mendeleyev marganets (kelajakdagi Tc va Re), tellur (Po), yod (At), seziy (Fr), bariy (Ra), tantal (Pa) analoglari mavjudligini bashorat qilgan.

P.S. e. fundamental ilmiy umumlashtirish sifatida darhol tan olinmadi; Ga, Sc, Ge ning kashf etilishi va Be divalentligi o'rnatilgandan keyingina vaziyat sezilarli darajada o'zgardi (u uzoq vaqt davomida uch valentli hisoblangan). Shunga qaramay, P. s. e. ko'p jihatdan faktlarning empirik umumlashtirilishini ifodalagan, chunki davriy qonunning jismoniy ma'nosi noaniq edi va atom og'irliklarining oshishiga qarab elementlarning xususiyatlarining davriy o'zgarishi sabablarini tushuntirish yo'q edi. Shuning uchun davriy qonunning jismoniy asoslanishi va P. lar nazariyasining rivojlanishigacha. e. ko'p faktlarni tushuntirib bo'lmadi. Shunday qilib, 19-asr oxiridagi kashfiyot kutilmagan edi. P.larda oʻrin yoʻqdek tuyulgan inert gazlar. e.; bu qiyinchilik p.ning kiritilishi tufayli bartaraf etildi. e. mustaqil nol guruhi (keyinchalik VIII a-kichik guruhlar). 20-asr boshlarida ko'plab "radio elementlar" ning kashf etilishi. P.larda ularni joylashtirish zarurati oʻrtasidagi ziddiyatga olib keldi. e. va uning tuzilishi (30 dan ortiq bunday elementlar uchun oltinchi va ettinchi davrlarda 7 ta "bo'sh" joy mavjud edi). Ushbu qarama-qarshilik kashfiyot natijasida bartaraf etildi izotoplar. Nihoyat, elementlarning xossalarini belgilovchi parametr sifatida atom og'irligi (atom massasi) qiymati asta-sekin o'z ahamiyatini yo'qotdi.

Davriy qonunning fizik ma'nosini tushuntirishning iloji yo'qligining asosiy sabablaridan biri va P. s. e. atom tuzilishi nazariyasi yo'qligidan iborat edi. Shuning uchun P. taraqqiyoti yoʻlidagi eng muhim bosqich. e. E. tomonidan taklif qilingan atomning sayyoraviy modeli paydo bo'ldi. Ruterford(1911). Uning asosida golland olimi A. van den Broek (1913) P.dagi elementning seriya raqamini taklif qildi. e. (atom raqami Z) son jihatdan atom yadrosining zaryadiga teng (elementar zaryad birliklarida). Bu G. tomonidan eksperimental ravishda tasdiqlangan. Moseley(1913-14, qarang Moseley qonuni). Shunday qilib, elementlarning xususiyatlarining o'zgarishi davriyligi atom og'irligiga emas, balki atom raqamiga bog'liqligini aniqlash mumkin edi. Natijada P. larning quyi chegarasi ilmiy asosda aniqlandi. e. (minimum Z = 1 element sifatida vodorod); vodorod va uran orasidagi elementlar soni aniq hisoblangan; Aniqlanishicha, P.larda «boʻshliqlar» mavjud. e. Z = 43, 61, 72, 75, 85, 87 bo'lgan noma'lum elementlarga mos keladi.

Biroq, nodir yer elementlarining aniq soni haqidagi savol noaniq bo'lib qoldi va (ayniqsa, muhim narsa) elementlarning Z ga bog'liq bo'lgan davriy o'zgarishlarining sabablari aniqlanmadi.Bu sabablar keyingi rivojlanish jarayonida topildi. noyob yer elementlari nazariyasi. e. atom tuzilishining kvant tushunchalariga asoslanadi (pastga qarang). Davriy qonunning jismoniy asoslanishi va izotoniya hodisasining ochilishi “atom massasi” (“atom og‘irligi”) tushunchasini ilmiy jihatdan aniqlash imkonini berdi. Ilova qilingan davriy jadval 1973 yilgi Xalqaro jadvalga muvofiq uglerod shkalasi bo'yicha elementlarning atom massalarining zamonaviy qiymatlarini o'z ichiga oladi. Radioaktiv elementlarning eng uzoq umr ko'radigan izotoplarining massa raqamlari kvadrat qavs ichida berilgan. Eng barqaror 99 Tc, 226 Ra, 231 Pa va 237 Np izotoplarining massa raqamlari o'rniga Xalqaro Atom Og'irliklari Komissiyasi tomonidan qabul qilingan (1969) bu izotoplarning atom massalari ko'rsatilgan.

P.larning tuzilishi. e. Zamonaviy (1975) P. p. e. 106 ta kimyoviy elementni qamrab oladi; shulardan barcha transuran (Z = 93-106), shuningdek Z = 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At) va 87 (Fr) bo'lgan elementlar sun'iy yo'l bilan olingan. P. s.ning butun tarixi davomida. e. uning grafik tasviri uchun ko'p sonli (bir necha yuz) variantlar taklif qilindi, asosan jadvallar ko'rinishida; Tasvirlar turli geometrik figuralar (fazoviy va planar), analitik egri chiziqlar (masalan, spirallar) shaklida ham ma'lum. P. ning uchta shakli eng keng tarqalgan. e.: qisqacha, Mendeleev tomonidan taklif qilingan va umumjahon e'tirofiga sazovor bo'lgan; uzun zinapoya. Uzun shakl ham Mendeleyev tomonidan ishlab chiqilgan va takomillashtirilgan shaklda 1905 yilda A. tomonidan taklif qilingan. Verner. Narvon shaklini ingliz olimi T. Beyli (1882), daniyalik olim J. Tomsen (1895) taklif qilgan va N. Borom(1921). Uch shaklning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. P.larni qurishning asosiy printsipi. e. barcha kimyoviy elementlarning guruhlarga va davrlarga bo'linishidir. Har bir guruh o'z navbatida asosiy (a) va ikkilamchi (b) kichik guruhlarga bo'linadi. Har bir kichik guruh o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega elementlarni o'z ichiga oladi. Elementlar A- Va b-har bir guruhdagi kichik guruhlar, qoida tariqasida, bir-biriga ma'lum kimyoviy o'xshashlikni ko'rsatadi, asosan yuqori oksidlanish darajasida, qoida tariqasida, guruh raqamiga mos keladi. Davr - ishqoriy metalldan boshlanib, inert gaz bilan tugaydigan elementlar yig'indisi (alohida holat - birinchi davr); Har bir davr qat'iy belgilangan miqdordagi elementlarni o'z ichiga oladi. P.S. e. 8 guruh va 7 davrdan iborat (ettinchisi hali tugallanmagan).

Birinchi davrning o'ziga xosligi shundaki, u faqat 2 elementni o'z ichiga oladi: H va He. H ning tizimdagi o'rni noaniq: u ishqoriy metallar va galogenlar uchun umumiy xususiyatlarni namoyon qilganligi sababli, u yoki I ga joylashtirilgan. a-, yoki (afzalroq) VII a- kichik guruh. Geliy - VII ning birinchi vakili a-kichik guruhlar (ammo, uzoq vaqt davomida U va barcha inert gazlar mustaqil nol guruhga birlashtirilgan).

Ikkinchi davr (Li - Ne) 8 ta elementni o'z ichiga oladi. U ishqoriy metall Li bilan boshlanadi, uning yagona oksidlanish darajasi I. Keyin Be, metall, II oksidlanish darajasi keladi. Keyingi element B ning metall xususiyati zaif ifodalangan (oksidlanish darajasi III). Quyidagi C tipik metall bo'lmagan va ijobiy yoki salbiy tetravalent bo'lishi mumkin. Quyidagi N, O, F va Ne metall emas va faqat N uchun eng yuqori oksidlanish darajasi V guruh raqamiga to'g'ri keladi; kislorod kamdan-kam hollarda ijobiy valentlikni namoyon qiladi va F uchun oksidlanish darajasi VI ma'lum. Davr inert gaz Ne bilan tugaydi.

Uchinchi davr (Na - Ar) ham 8 ta elementni o'z ichiga oladi, ularning xususiyatlarining o'zgarishi tabiati asosan ikkinchi davrdagiga o'xshashdir. Biroq, Mg, Bedan farqli o'laroq, Al B ga nisbatan ko'proq metalldir, garchi Al tabiatan amfoterdir. Si, P, S, Cl, Ar tipik metall bo'lmagan metallardir, ammo ularning barchasi (Ardan tashqari) guruh soniga teng yuqori oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Shunday qilib, har ikkala davrda ham Z ortishi bilan elementlarning metallligining zaiflashishi va metall bo'lmagan xarakterining kuchayishi kuzatiladi. Mendeleev ikkinchi va uchinchi davr elementlarini (uning terminologiyasida kichik) tipik deb atadi. Shunisi e'tiborga loyiqki, ular tabiatda eng keng tarqalgan va C, N va O H bilan birga organik moddalarning asosiy elementlari (organogenlar). Birinchi uchta davrning barcha elementlari kichik guruhlarga kiritilgan A .

Zamonaviy terminologiyaga ko'ra (pastga qarang), bu davrlarning elementlari tegishli s-I ni tashkil etuvchi elementlar (ishqoriy va ishqoriy yer metallari). a- va II a-kichik guruhlar (ranglar jadvalida qizil rang bilan belgilangan) va R-elementlar (B - Ne, At - Ar) III ga kiritilgan a- VIII a-kichik guruhlar (ularning belgilari to'q sariq rangda ta'kidlangan). Tartib sonlari ortib boruvchi kichik davr elementlari uchun birinchi navbatda pasayish kuzatiladi atom radiuslari, va keyin, atomning tashqi qobig'idagi elektronlar soni allaqachon sezilarli darajada oshganda, ularning o'zaro itarilishi atom radiuslarining oshishiga olib keladi. Ishqoriy elementda keyingi maksimalga keyingi davr boshida erishiladi. Taxminan bir xil naqsh ion radiuslariga xosdir.

Toʻrtinchi davr (K – Kr) 18 ta elementni oʻz ichiga oladi (Mendeleyev boʻyicha birinchi yirik davr). Ishqoriy metall K va ishqoriy er Ca (s-elementlar) dan keyin o'nta deb ataladigan qator keladi. o'tish elementlari(Sc - Zn), yoki d- kichik guruhlarga kiritilgan elementlar (ramzlar ko'k rangda). b P.larning tegishli guruhlari. e. Ko'pgina o'tish elementlari (barchasi metallar) guruh soniga teng yuqori oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Istisno - bu Fe - Co - Ni triadasi, bu erda oxirgi ikki element maksimal musbat trivalentdir va temir ma'lum sharoitlarda VI oksidlanish darajasida ma'lum. Ga dan boshlanib Kr bilan tugaydigan elementlar ( R-elementlar), kichik guruhlarga kiradi A, va ularning xossalarining o'zgarishi tabiati ikkinchi va uchinchi davr elementlari uchun mos keladigan Z intervallari bilan bir xil. Kr kimyoviy birikmalar hosil qilish qobiliyatiga ega ekanligi aniqlandi (asosan F bilan), lekin uning oksidlanish darajasi VIII noma'lum.

Beshinchi davr (Rb - Xe) to'rtinchisiga o'xshash tarzda qurilgan; shuningdek, 10 ta o'tish elementi (Y - Cd) qo'shimchasiga ega, d-elementlar. Davrning o'ziga xos xususiyatlari: 1) Ru - Rh - Pd triadasida faqat ruteniy VIII oksidlanish darajasini ko'rsatadi; 2) kichik guruhlarning barcha elementlari guruh soniga teng yuqori oksidlanish darajasini ko'rsatadi, shu jumladan Xe; 3) Men zaif metall xususiyatlarga egaman. Shunday qilib, to'rtinchi va beshinchi davr elementlari uchun Z ning ortishi bilan xossalarning o'zgarishi tabiati murakkabroq, chunki metall xossalari tartib sonlarning katta diapazonida saqlanib qoladi.

Oltinchi davr (Cs - Rn) 32 ta elementni o'z ichiga oladi. 10 dan tashqari d-elementlar (La, Hf - Hg) 14 ta to'plamni o'z ichiga oladi f- elementlar, lantanidlar, Ce dan Lugacha (qora belgilar). La va Lu elementlari kimyoviy jihatdan juda o'xshash. Qisqacha aytganda P. s. e. lantanidlar La qutisiga kiritilgan (chunki ularning asosiy oksidlanish darajasi III) va jadvalning pastki qismida alohida satr sifatida yoziladi. Ushbu uslub biroz noqulay, chunki 14 ta element stoldan tashqarida ko'rinadi. P. ning uzun va zinapoyali shakllari bunday kamchilikka ega emas. e., P. ning integral tuzilishi fonida lantanidlarning o'ziga xosligini yaxshi aks ettiradi. e. Davrning xususiyatlari: 1) Os - Ir - Pt triadasida faqat osmiy VIII oksidlanish darajasini namoyon qiladi; 2) Ot aniqroq (1ga nisbatan) metall xususiyatga ega; 3) Rn, aftidan (uning kimyosi kam o'rganilgan), inert gazlarning eng reaktivi bo'lishi kerak.

Fr (Z = 87) bilan boshlangan ettinchi davr ham 32 ta elementni o'z ichiga olishi kerak, ulardan 20 tasi hozirgacha ma'lum (Z = 106 elementgacha). Fr va Ra mos ravishda I elementlardir a- va II a-kichik guruhlar (s-elementlar), Ac - elementlarning analogi III b-kichik guruhlar ( d-element). Keyingi 14 ta element, f-elementlar (Z bilan 90 dan 103 gacha) oilani tashkil qiladi aktinidlar. Qisqacha aytganda P. s. e. ular Ac xujayrasini egallaydi va lantanidlar kabi jadvalning pastki qismida alohida qatorda yoziladi, bundan farqli o'laroq, ular oksidlanish darajasining sezilarli xilma-xilligi bilan ajralib turadi. Shu munosabat bilan, kimyoviy nuqtai nazardan, lantanidlar va aktinidlar qatori sezilarli farqlarni ko'rsatadi. Z = 104 va Z = 105 bo'lgan elementlarning kimyoviy tabiatini o'rganish shuni ko'rsatdiki, bu elementlar mos ravishda gafniy va tantalning analoglari, ya'ni d-elementlar va IV ga joylashtirilishi kerak b- va V b- kichik guruhlar. A'zolar b-kichik guruhlarda Z = 112 gacha keyingi elementlar bo'lishi kerak, keyin (Z = 113-118) paydo bo'ladi. R-elementlar (III a-VIll a-kichik guruhlar).

P.lar nazariyasi. e. P. nazariyasi asos qilib olingan e. Z ning ortishi bilan atomlarda elektron qobiqlar (qatlamlar, darajalar) va pastki qavatlar (qobiqlar, pastki darajalar) tuzilishini tartibga soluvchi o'ziga xos qonunlar g'oyasi yotadi.Bu g'oya 1913-21 yillarda Bor tomonidan tabiatni hisobga olgan holda ishlab chiqilgan. elektron spektrdagi kimyoviy elementlar xossalarining o'zgarishi. e. va ularning atom spektrlarini o'rganish natijalari. Bor atomlarning elektron konfiguratsiyasi shakllanishining uchta muhim xususiyatini aniqladi: 1) elektron qobiqlarni to'ldirish (asosiy qiymatlarga mos keladigan qobiqlardan tashqari) kvant soni n= 1 va 2) to'liq quvvatga ega bo'lgunga qadar monoton holda sodir bo'lmaydi, lekin katta qiymatlarga ega bo'lgan qobiqlarga tegishli elektronlar to'plamining paydo bo'lishi bilan uziladi. n; 2) atomlarning elektron konfiguratsiyasining o'xshash turlari davriy ravishda takrorlanadi; 3) P.lar davrlarining chegaralari. e. (birinchi va ikkinchisidan tashqari) ketma-ket elektron qobiqlarning chegaralariga to'g'ri kelmaydi.

P. s ning ma'nosi. e. P.S. e. tabiatshunoslik rivojida ulkan rol o‘ynadi va o‘ynamoqda. Bu atom-molekulyar fanning eng muhim yutug'i bo'lib, "kimyoviy element" tushunchasiga zamonaviy ta'rif berish va oddiy moddalar va birikmalar tushunchalarini aniqlashtirish imkonini berdi. P. s tomonidan ochilgan naqshlar. e., atom tuzilishi nazariyasining rivojlanishiga sezilarli ta'sir ko'rsatdi va izotoniya hodisasini tushuntirishga hissa qo'shdi. RAHMAT. e. Kimyoda bashorat qilish muammosini qat'iy ilmiy shakllantirish bilan bog'liq bo'lib, u noma'lum elementlarning mavjudligini va ularning xususiyatlarini bashorat qilishda ham, allaqachon kashf etilgan elementlarning kimyoviy xatti-harakatlarining yangi xususiyatlarini bashorat qilishda ham o'zini namoyon qildi. P.S. e.- kimyoning asosi, birinchi navbatda noorganik; oldindan belgilangan xususiyatlarga ega bo'lgan moddalarni sintez qilish, yangi materiallarni, xususan, yarim o'tkazgich materiallarni ishlab chiqish, turli xil kimyoviy jarayonlar uchun o'ziga xos katalizatorlarni tanlash va hokazolarni hal qilishda sezilarli yordam beradi. P.S. e. kimyo oʻqitishning ilmiy asosi hamdir.

Xulosa

D.I.Mendeleyevning davriy tizimi atom-molekulyar fanning rivojlanishidagi eng muhim bosqich bo‘ldi. Uning sharofati bilan kimyoviy elementning zamonaviy tushunchasi shakllandi, oddiy moddalar va birikmalar haqidagi g'oyalar aniqlandi.

Mendeleevning o'zi tomonidan ko'rsatilgan davriy tizimning bashoratli roli 20-asrda transuran elementlarining kimyoviy xususiyatlarini baholashda namoyon bo'ldi.

Davriy tizimning paydo bo'lishi kimyo va bir qator tegishli fanlar tarixida yangi, chinakam ilmiy davrni ochdi - elementlar va birikmalar haqidagi tarqoq ma'lumotlar o'rniga, izchil tizim paydo bo'ldi, uning asosida umumlashtirish mumkin bo'ldi, xulosalar chiqarish va bashorat qilish.

Mendeley atomining davriy qonuni

Davriy qonun kimyoda juda ko'p ilmiy ma'lumotlarni tizimlashtirish va umumlashtirish imkonini berdi. Qonunning bu funksiyasi odatda integrativ deb ataladi. Bu, ayniqsa, kimyo fanidan ilmiy va o`quv materialini strukturalashtirishda yaqqol namoyon bo`ladi. Akademik A.E.Fersmanning ta'kidlashicha, tizim barcha kimyoni yagona fazoviy, xronologik, genetik va energetik bog'liqlik doirasida birlashtirgan.

Davriy qonunning integrativ roli, shuningdek, umumiy qonunlardan tashqarida bo'lgan elementlar haqidagi ba'zi ma'lumotlar muallifning o'zi va uning izdoshlari tomonidan tekshirilib, aniqlanganligida ham namoyon bo'ldi.

Bu berilliyning xususiyatlari bilan sodir bo'ldi. Mendeleev ishidan oldin u diagonal o'xshashligi tufayli alyuminiyning uch valentli analogi hisoblangan. Shunday qilib, ikkinchi davrda ikkita uch valentli element mavjud edi va bitta ikki valentli element emas. Aynan shu bosqichda, birinchi navbatda, aqliy model konstruktsiyalari darajasida, Mendeleev berilliyning xususiyatlarini o'rganishda xatolikka shubha qildi. Keyin u rus kimyogari Avdeevning asarini topdi, u berilliy ikki valentli va atom og'irligi 9 ga teng ekanligini ta'kidladi. Avdeevning ishi ilm-fan olamiga e'tibor bermay qoldi, muallif o'ta zaharli berilliy birikmalaridan zaharlanib, erta vafot etdi. Avdeev tadqiqotining natijalari davriy qonun tufayli fanda o'rnatildi.

Atom og'irliklari va valentlik qiymatlarining bunday o'zgarishi va takomillashtirilishi Mendeleyev tomonidan yana to'qqizta element (In, V, Th, U, La, Ce va uchta boshqa lantanidlar) uchun amalga oshirildi. Yana o'nta element uchun faqat atom og'irliklari tuzatildi. Va bu tushuntirishlarning barchasi keyinchalik eksperimental tarzda tasdiqlandi.

Xuddi shu tarzda, Karl Karlovich Klausning ishi Mendeleevga elementlarning triadalaridagi gorizontal va vertikal o'xshashlikni tushuntirib, noyob VIII elementlar guruhini shakllantirishga yordam berdi:

temir kobalt nikel

ruteniy rodiy palladiy

sakkiz burchakli iridiy platina

Davriy qonunning prognostik (prognozlash) funktsiyasi o'zining eng yorqin tasdig'ini 21, 31 va 32 seriya raqamlariga ega bo'lgan noma'lum elementlarning ochilishida oldi. Ularning mavjudligi birinchi navbatda intuitiv darajada bashorat qilingan, ammo tizimning shakllanishi bilan Mendeleev ularning xossalarini yuqori darajada aniqlik bilan hisoblashga qodir. Skandiy, galliy va germaniyning kashf etilishi haqidagi mashhur hikoya Mendeleyev kashfiyotining g'alabasi edi. F.Engels shunday deb yozgan edi: “Miqdorning sifatga oʻtish haqidagi Gegel qonunini ongsiz ravishda qoʻllash orqali Mendeleyev nomaʼlum Neptun sayyorasining orbitasini hisoblagan Laverrierning kashfiyoti yonida ishonch bilan qoʻyish mumkin boʻlgan ilmiy yutuqni amalga oshirdi”. Biroq, klassik bilan bahslashish istagi bor. Birinchidan, Mendeleevning talabalik yillaridan boshlab barcha tadqiqotlari juda ongli ravishda Gegel qonuniga asoslangan edi. Ikkinchidan, Laverrier Neptun orbitasini Nyutonning uzoq vaqtdan beri maʼlum boʻlgan va isbotlangan qonunlari boʻyicha hisoblab chiqdi, D.I.Mendeleyev esa barcha bashoratlarni oʻzi kashf etgan umumbashariy tabiat qonuni asosida amalga oshirdi.

Umrining oxirida Mendeleev mamnuniyat bilan ta'kidladi: "1871 yilda hali kashf etilmagan elementlarning xususiyatlarini aniqlashda davriy qonunni qo'llash to'g'risida maqola yozganimdan so'ng, men bu oqibatni oqlash uchun yashayman deb o'ylamagan edim. davriy qonun, lekin haqiqat boshqacha javob berdi. Men uchta elementni tasvirlab berdim: ekaboron, ekaalyuminiy va ekasilikon va 20 yildan kamroq vaqt o'tgach, uchalasining ham kashf etilganligini ko'rib, men eng katta quvonchni his qildim... L. de Boisbaudran, Nilsson va Winkler, o'z navbatida, davriylikning haqiqiy mustahkamlovchilari deb hisoblayman. qonun. Agar ular bo'lmaganida, u hozirgi darajada tan olinmagan bo'lardi ». Hammasi bo'lib, Mendeleev o'n ikkita elementni bashorat qilgan.

Mendeleev boshidanoq qonun nafaqat kimyoviy elementlarning, balki ularning ko'pgina birikmalarining, shu jumladan shu paytgacha noma'lum bo'lganlarning ham xususiyatlarini tavsiflaydi, deb ta'kidladi. Buni tasdiqlash uchun quyidagi misolni keltirish kifoya. 1929 yildan akademik P. L. Kapitsa germaniyning metall bo'lmagan o'tkazuvchanligini birinchi marta ochganidan boshlab, dunyoning barcha mamlakatlarida yarim o'tkazgichlarni o'rganishni rivojlantirish boshlandi. Bunday xususiyatlarga ega elementlar IV guruhning asosiy kichik guruhini egallashi darhol ma'lum bo'ldi. Vaqt o'tishi bilan yarimo'tkazgich xususiyatlariga ko'p yoki kamroq darajada ushbu guruhdan bir xil masofada joylashgan (masalan, AzB; kabi umumiy formula bilan) davrlarda joylashgan elementlarning birikmalari ega bo'lishi kerakligi tushunildi. Bu darhol yangi amaliy muhim yarimo'tkazgichlarni qidirishni maqsadli va bashoratli qildi. Deyarli barcha zamonaviy elektronika bunday ulanishlarga asoslangan.

Shuni ta'kidlash kerakki, davriy jadvaldagi bashoratlar umumiy qabul qilinganidan keyin ham qilingan. 1913 yilda Mozili turli elementlardan tashkil topgan antikatodlardan olinadigan rentgen nurlarining toʻlqin uzunligi davriy sistemadagi elementlarga shartli ravishda berilgan seriya raqamiga qarab tabiiy ravishda oʻzgarishini aniqladi. Tajriba elementning seriya raqami bevosita jismoniy ma'noga ega ekanligini tasdiqladi. Faqat keyinroq seriya raqamlari yadroning musbat zaryadining qiymati bilan bog'liq edi. Ammo Moseley qonuni davrlardagi elementlarning sonini darhol eksperimental ravishda tasdiqlash va shu bilan birga o'sha paytgacha hali kashf etilmagan gafniy (No72) va reniy (No75) joylarini bashorat qilish imkonini berdi.

Moseley tomonidan olib borilgan xuddi shu tadqiqotlar jiddiy "bosh og'rig'ini" olib tashlashga imkon berdi, chunki atom massalari jadvalidagi elementlarning atom massalarining ortib borayotgan to'g'ri qatoridan ma'lum bir og'ishlar Mendeleevga sabab bo'lgan. Mendeleev ularni kimyoviy analogiyalar bosimi ostida, qisman ekspert darajasida va qisman oddiygina intuitiv darajada yaratdi. Masalan, kobalt jadvalda nikeldan oldinda edi va atom og'irligi pastroq bo'lgan yod og'irroq tellurdan keyin edi. Eng go'zal nazariya doirasiga to'g'ri kelmaydigan bitta "xunuk" fakt uni buzishi tabiiy fanlarda uzoq vaqtdan beri ma'lum. Xuddi shunday, tushuntirilmagan og'ishlar davriy qonunga tahdid solardi. Lekin Moseley eksperimental ravishda kobalt (No27) va nikelning (No28) seriya raqamlari ularning tizimdagi pozitsiyasiga to'liq mos kelishini isbotladi. Ma'lum bo'lishicha, bu istisnolar faqat umumiy qoidani tasdiqlaydi.

Muhim bashorat 1883 yilda Nikolay Aleksandrovich Morozov tomonidan qilingan. "Xalq irodasi" harakatida ishtirok etgani uchun kimyo fakulteti talabasi Morozov o'lim jazosiga hukm qilindi, keyinchalik u bir kishilik kamerada umrbod qamoq jazosiga almashtirildi. Taxminan o'ttiz yilni qirollik qamoqxonalarida o'tkazdi. Shlisselburg qal'asi asiri kimyo bo'yicha ba'zi ilmiy adabiyotlarni olish imkoniga ega bo'ldi. Davriy jadvaldagi qo'shni elementlar guruhlari orasidagi atom og'irliklarining oraliqlarini tahlil qilish asosida Morozov halogenlar va ishqorlar guruhlari o'rtasida "nol xususiyatlarga ega" noma'lum elementlarning yana bir guruhining mavjudligi haqida intuitiv xulosaga keldi. metallar. U ularni havoda qidirishni taklif qildi. Bundan tashqari, u atomlarning tuzilishi haqida faraz bildirdi va uning asosida elementlarning xossalarida davriylik sabablarini ochib berishga harakat qildi.

Biroq, Morozovning farazlari 1905 yil voqealaridan so'ng ozodlikka chiqqanidan keyin ancha keyin muhokama uchun mavjud bo'ldi. Ammo bu vaqtga kelib, inert gazlar allaqachon kashf etilgan va o'rganilgan edi.

Uzoq vaqt davomida inert gazlarning mavjudligi va ularning davriy jadvaldagi o'rni kimyoviy dunyoda jiddiy bahs-munozaralarga sabab bo'ldi. Mendeleevning o'zi bir muncha vaqt Nj tipidagi noma'lum oddiy modda ochiq argon brendi ostida yashirinishi mumkinligiga ishongan. Inert gazlarning joylashuvi haqidagi birinchi mantiqiy taxminni ularning kashfiyoti muallifi Uilyam Ramsey qilgan. Va 1906 yilda Mendeleev shunday deb yozgan edi: “Davriy sistema tashkil etilganda (18b9), nafaqat argon ma'lum emas edi, balki bunday elementlarning mavjudligiga shubha qilish uchun hech qanday sabab yo'q edi. Bugungi kunda... bu elementlar atom ogʻirliklari boʻyicha galogenlar va ishqoriy metallar oʻrtasida aniq oʻrin egallagan”.

Uzoq vaqt davomida munozaralar bor edi: inert gazlarni mustaqil nol elementlar guruhiga ajratish yoki ularni VIII guruhning asosiy kichik guruhi deb hisoblash. Har bir nuqtai nazarning ijobiy va salbiy tomonlari bor.

Davriy sistemadagi elementlarning holatiga asoslanib, Linus Pauling boshchiligidagi nazariy kimyogarlar uzoq vaqtdan beri ularning ftoridlari va oksidlarining mumkin bo'lgan barqarorligiga ishora qilib, asil gazlarning to'liq kimyoviy passivligiga shubha qilishgan. Ammo faqat 1962 yilda amerikalik kimyogar Nil Bartlett birinchi bo'lib platina geksaftoridining kislorod bilan eng oddiy sharoitlarda reaksiyasini amalga oshirib, ksenon geksafluoroplatinat XePtF ^ ni, keyin esa boshqa gaz birikmalarini oldi, ular endi to'g'riroq emas, balki olijanob deb nomlanadi. inert.

Davriy qonun hozirgi kungacha o'zining bashorat qilish funktsiyasini saqlab kelmoqda.

Shuni ta'kidlash kerakki, har qanday to'plamning noma'lum a'zolarining bashorati ikki xil bo'lishi mumkin. Agar ma'lum o'xshashlar qatorida joylashgan elementning xossalari bashorat qilinsa, bunday bashorat interpolyatsiya deb ataladi. Bu xususiyatlar qo'shni elementlarning xususiyatlari kabi qonunlarga bo'ysunadi, deb taxmin qilish tabiiydir. Davriy jadvaldagi etishmayotgan elementlarning xossalari shunday bashorat qilingan. To'plamning yangi a'zolari tavsiflangan qismdan tashqarida bo'lsa, ularning xususiyatlarini oldindan aytish ancha qiyin. Ekstrapolyatsiya - bir qator ma'lum naqshlardan tashqarida bo'lgan funktsiya qiymatlarini bashorat qilish - har doim kamroq aniq.

Aynan shu muammo olimlar tizimning ma'lum chegaralaridan tashqaridagi elementlarni qidirishni boshlaganlarida duch keldi. 20-asr boshlarida. Davriy jadval uran bilan yakunlangan (No 92). Transuran elementlarini olishga birinchi urinishlar 1934 yilda Enriko Fermi va Emilio Segre uranni neytronlar bilan bombardimon qilganlarida amalga oshirilgan. Shunday qilib, aktinoidlar va transaktinoidlarga yo'l boshlandi.

Yadro reaksiyalari avval noma'lum bo'lgan boshqa elementlarni sintez qilish uchun ham qo'llaniladi.

Eien Teodor Seaborg va uning hamkasblari tomonidan sun'iy ravishda sintez qilingan 101-sonli element "mendelevium" deb nomlandi. Bu haqda Siborgning o‘zi shunday dedi: “Alohida ta’kidlash joizki, 101-element buyuk rus kimyogari D.I.Mendeleyev sharafiga uni kimyoda kashshof deb hisoblagan amerikalik olimlar tomonidan atalgan”.

Yangi kashf etilgan, to'g'rirog'i sun'iy ravishda yaratilgan elementlar soni doimiy ravishda o'sib bormoqda. 113 va 115 seriya raqamlariga ega elementlarning eng ogʻir yadrolarini sintez qilish Dubnadagi Rossiya Qoʻshma yadroviy tadqiqotlar institutida sunʼiy yoʻl bilan olingan amerisiy yadrolarini kalsiy-48 ogʻir izotopining yadrolari bilan bombardimon qilish yoʻli bilan amalga oshirildi. Bunday holda, 115-sonli elementning yadrosi paydo bo'lib, u darhol parchalanib, 113-sonli elementning yadrosini hosil qiladi. Bunday o'ta og'ir elementlar tabiatda mavjud emas, lekin ular o'ta yangi yulduz portlashlari paytida paydo bo'ladi va Katta portlash paytida ham mavjud bo'lishi mumkin. . Ularning tadqiqotlari bizning koinotimiz qanday paydo bo'lganini tushunishga yordam beradi.

Tabiatda jami 39 ta tabiiy radioaktiv izotoplar uchraydi. Turli xil izotoplar har xil tezlikda parchalanadi, ular yarim yemirilish davri bilan tavsiflanadi. Uran-238 ning yarim yemirilish davri 4,5 milliard yilni tashkil etadi va ba'zi boshqa elementlar uchun u soniyaning milliondan bir qismiga teng bo'lishi mumkin.

Radioaktiv elementlar ketma-ket parchalanib, bir-biriga aylanib, butun qatorni hosil qiladi. Bunday uchta qator ma'lum: boshlang'ich elementga ko'ra, seriyaning barcha a'zolari uran, aktinoran va toriy oilalariga birlashtirilgan. Boshqa bir oila sun'iy ravishda ishlab chiqarilgan radioaktiv izotoplardan iborat. Barcha oilalarda transformatsiyalar radioaktiv bo'lmagan qo'rg'oshin atomlarining paydo bo'lishi bilan yakunlanadi.

Er qobig'ida faqat yarimparchalanish davri Yerning yoshiga to'g'ri keladigan izotoplar bo'lishi mumkinligi sababli, uning tarixida milliardlab yillar davomida qisqa muddatli izotoplar ham mavjud bo'lgan deb taxmin qilishimiz mumkin. Ehtimol, ular orasida kaliy-40 og'ir izotopi bor edi. Uning to'liq parchalanishi natijasida bugungi kunda kaliyning atom massasining jadvalli qiymati 39,102 ni tashkil qiladi, shuning uchun u 18-sonli argon (39,948) elementidan massasi past. Bu davriy jadvaldagi elementlarning atom massalarining izchil o'sishidagi istisnolarni tushuntiradi.

Akademik V.I.Goldanskiy Mendeleyev xotirasiga bag‘ishlangan nutqida “davriy sistemaning ajoyib yaratuvchisi vafotidan o‘n yillar o‘tib paydo bo‘lgan kimyoning mutlaqo yangi sohalarida ham Mendeleyev asarlari asosiy rol o‘ynaganini” ta’kidladi.

Fan – asrlar donoligi va tajribasining tarixi va ombori, ularning oqilona tafakkuri va sinovdan o‘tgan hukmidir.

D.I.Mendeleyev

Ilmiy kashfiyot mutlaqo kutilmagan narsa bo'lishi kamdan-kam hollarda bo'ladi, bu deyarli har doim kutiladi:

Biroq, barcha savollarga tasdiqlangan javoblardan foydalanadigan keyingi avlodlar, ko'pincha o'zlarining o'tmishdoshlariga qanday qiyinchiliklarga duch kelganini tushunish qiyin.

C. Darvin

Atrofimizdagi olam haqidagi fanlarning har biri materiya harakatining o'ziga xos shakllarini o'rganish mavzusiga ega. Mavjud g'oyalar ushbu harakat shakllarini ortib borayotgan murakkablik tartibida ko'rib chiqadi:

mexanik - fizik - kimyoviy - biologik - ijtimoiy. Keyingi shakllarning har biri avvalgilarini rad etmaydi, balki ularni o'z ichiga oladi.

Davriy qonun kashf etilganining 100 yilligini nishonlash marosimida G. T. Siborg o'z ma'ruzasini kimyoning so'nggi yutuqlariga bag'ishlagani bejiz emas. Unda u rus olimining hayratlanarli yutuqlarini yuqori baholagan: “Mendeleev davridan boshlab davriy sistemaning evolyutsiyasini ko'rib chiqsak, eng hayratlanarlisi shundaki, u elementlarning davriy tizimini yarata oldi, garchi Mendeleev o'zi yaratmagan. Yadro tuzilishi va izotoplari, atom raqamlarining valentlik bilan bog'liqligi, atomlarning elektron tabiati, elektron tuzilish bilan izohlanadigan kimyoviy xususiyatlarning davriyligi va nihoyat, radioaktivlik kabi hozirda umume'tirof etilgan tushunchalarni bilish.

Akademik A.E.Fersmanning kelajakka e'tibor qaratgan so'zlarini keltirish mumkin: “Yangi nazariyalar, yorqin umumlashmalar paydo bo'ladi va o'ladi. Yangi g'oyalar atom va elektron haqidagi allaqachon eskirgan tushunchalarimizni almashtiradi. Eng buyuk kashfiyotlar va tajribalar o'tmishni yo'q qiladi va bugungi kunda aql bovar qilmaydigan yangilik va kenglik ufqlarini ochadi - bularning barchasi keladi va ketadi, lekin Mendeleevning davriy qonuni doimo yashaydi va qidiruvga rahbarlik qiladi.

24. Organik kimyoning rivojlanish jarayonida strukturaviy nazariyalarning vujudga kelishi. Atom-molekulyar fan strukturaviy nazariyalarning nazariy asosi sifatida.

Shunga o'xshash maqolalar