D. I. Mendelejev opiskeli lukiossa aluksi keskinkertaisesti. Hänen arkistossaan säilytetyissä neljännesvuosittaisissa lausunnoissa on useita tyydyttäviä arvosanoja, ja niitä on enemmän alemmilla ja keskiarvoilla. Lukiossa D. I. Mendeleev kiinnostui fysikaalisista ja matemaattisista tieteistä sekä historiasta ja maantiedosta, hän oli kiinnostunut myös maailmankaikkeuden rakenteesta. Vähitellen nuoren koulupojan menestys kasvoi 14.7.1849 saadussa tutkintotodistuksessa. tyydyttäviä arvosanoja oli vain kaksi: Jumalan lain mukaan (aihe, josta hän ei pitänyt) ja venäläisessä kirjallisuudessa (hyvä arvosana tästä aiheesta ei voinut olla, koska Mendelejev ei osannut kirkon slaavia hyvin). Kuntosali jätti D. I. Mendelejevin sieluun monia kirkkaita muistoja opettajista: Pjotr ​​Pavlovich Ershovista - (sadun "Pieni humppainen hevonen" kirjoittaja), joka oli ensin mentori, sitten Tobolskin lukion johtaja; I. K. Rummelista - (fysiikan ja matematiikan opettaja), joka avasi hänelle tavat luonnon tuntemiseen. Kesä 1850 meni läpi vaikeuksia. Ensin D. I. Mendeleev toimitti asiakirjat lääketieteelliseen ja kirurgiseen akatemiaan, mutta hän ei läpäissyt ensimmäistä testiä - läsnäoloa anatomisessa teatterissa. Äiti ehdotti toista tapaa - tulla opettajaksi. Mutta Main Pedagogical Institutessa rekrytointi tehtiin vuotta myöhemmin ja juuri vuonna 1850. ei ollut vastaanottoa. Onneksi vetoomuksella oli vaikutusta, Hän kirjoitettiin instituuttiin valtion tuella. Dmitry Ivanovich jo toista vuottaan vei laboratoriotunnit, mielenkiintoiset luennot.

Vuonna 1855 D. I. Mendelejev valmistui loistavasti instituutista kultamitalilla. Hänelle myönnettiin vanhemman opettajan arvonimi. 27. elokuuta 1855 Mendelejev sai asiakirjat nimityksestään vanhemmaksi opettajaksi Simferopoliin. Dmitry Ivanovich työskentelee paljon: hän opettaa matematiikkaa, fysiikkaa, biologiaa, fyysistä maantiedettä. Kahden vuoden aikana hän julkaisi 70 artikkelia Journal of National Education -lehdessä.

Huhtikuussa 1859 nuori tiedemies Mendelejev lähetettiin ulkomaille "tieteiden parantamiseksi". Hän tapaa venäläisen kemistin N. N. Beketovin ja kuuluisan kemistin M. Berthelotin.

Vuonna 1860 D. I. Mendelejev osallistui ensimmäiseen kansainväliseen kemistien kongressiin Saksan Karlsruhen kaupungissa.

Joulukuussa 1861 Mendeleevistä tuli yliopiston rehtori.

Mendelejev näki kolme seikkaa, jotka hänen mielestään vaikuttivat jaksollisen lain löytämiseen:

Ensinnäkin useimpien tunnettujen kemiallisten alkuaineiden atomipainot on määritetty enemmän tai vähemmän tarkasti;

Toiseksi syntyi selkeä käsite kemiallisilta ominaisuuksiltaan samanlaisista alkuaineryhmistä (luonnolliset ryhmät);

Kolmanneksi vuoteen 1869 mennessä. Tutkittiin monien harvinaisten alkuaineiden kemiaa, joista ilman tietämystä olisi vaikea tehdä mitään yleistystä.

Lopuksi ratkaiseva askel kohti lain löytämistä oli se, että Mendelejev vertasi kaikkia alkuaineita keskenään atomipainojen suuruuden mukaan.

Syyskuussa 1869 D. I. Mendelejev osoitti, että yksinkertaisten aineiden atomitilavuudet ovat jaksoittain riippuvaisia ​​atomipainoista, ja lokakuussa hän löysi alkuaineiden valenssit suolaa muodostavissa oksideissa.

Kesällä 1870 Mendelejev piti tarpeellisena muuttaa väärin määritettyjä indiumin, ceriumin, yttriumin, toriumin ja uraanin atomipainoja ja muutti tähän liittyen näiden alkuaineiden sijoittelua järjestelmään. Joten uraani osoittautui luonnollisen sarjan viimeiseksi alkuaineeksi, atomipainoltaan raskaimmaksi.

Kun uusia kemiallisia alkuaineita löydettiin, tarve systematisoida niitä tuli yhä akuutimmaksi. Vuonna 1869 D. I. Mendelejev loi jaksollisen elementtijärjestelmän ja löysi sen taustalla olevan lain. Tämä löytö oli teoreettinen synteesi kaikesta aiemmasta 10-luvun kehityksestä. : Mendelejev vertasi kaikkien tuolloin tunnetun 63 kemiallisen alkuaineen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia niiden atomipainoon ja paljasti atomien kahden tärkeimmän kvantitatiivisesti mitatun ominaisuuden välisen suhteen, joille kaikki kemia rakentui - atomipainon ja valenssin.

Monta vuotta myöhemmin Mendelejev kuvaili järjestelmäänsä seuraavasti: "Tämä on paras joukko näkemyksiäni ja pohdintojani elementtien jaksoisuudesta." Mendelejev esitti ensimmäistä kertaa jaksollisen lain kanonisen muotoilun, joka oli olemassa ennen sen fyysistä perustetta. : "Alkuaineiden ominaisuudet ja siten niiden muodostamien yksinkertaisten ja monimutkaisten kappaleiden ominaisuudet ovat jaksollisessa suhteessa niiden atomipainoon.

Alle kuudessa vuodessa uutinen levisi ympäri maailmaa: vuonna 1875. Nuori ranskalainen spektroskopi P. Lecoq de Boisbaudran eristi uuden alkuaineen Pyreneillä louhitusta mineraalista. Boisbaudran jäljitettiin haalealla violetilla viivalla mineraalin spektrissä, jota ei voitu johtua tunnetuista kemiallisista alkuaineista. Kotimaansa kunniaksi, jota muinaisina aikoina kutsuttiin Galliaksi, Boisbaudran antoi uuden alkuaineen galliumiksi. Gallium on hyvin harvinainen metalli, ja Boisbaudranilla oli vaikeampaa uuttaa sitä vain neulanpään määrinä. Mikä oli Boisbaudranin yllätys, kun hän sai Pariisin tiedeakatemian kautta venäläisellä leimalla varustetun kirjeen, jossa todettiin: galliumin ominaisuuksien kuvauksessa kaikki on oikein, paitsi tiheys: gallium on raskaampaa kuin vesi ei 4,7 kertaa, kuten Boisbaudran väitti, mutta 5, 9 kertaa. Onko kukaan muu löytänyt galliumia aikaisemmin? Boisbaudran määritti galliumin tiheyden uudelleen puhdistamalla metallin perusteellisemmin. Ja kävi ilmi, että hän erehtyi, ja kirjeen kirjoittaja - se oli tietysti Mendelejev, joka ei nähnyt galliumia - oli oikeassa: galliumin suhteellinen tiheys ei ollut 4,7, vaan 5,9.

Ja 16 vuotta Mendelejevin ennustuksen jälkeen saksalainen kemisti K. Winkler löysi uuden alkuaineen (1886) ja antoi sille nimen germanium. Tällä kertaa Mendelejevin itse ei tarvinnut huomauttaa, että tämä vasta löydetty elementti oli myös hänen ennustettu aiemmin. Winkler huomautti, että germanium vastaa täysin Mendelejevin ekasilitiota. Winkler kirjoitti työssään: "On tuskin mahdollista löytää toista silmiinpistävämpää todistetta jaksollisuuden opin pätevyydestä, kuten äskettäin löydetystä elementistä. Tämä ei ole vain vahvistus rohkealle teorialle, tässä näemme kemiallisen näkökulman ilmeisen laajentumisen, voimakkaan askeleen tiedon alalla.

Mendelejev itse ennusti yli kymmenen kenellekään tuntemattoman uuden elementin olemassaolon luonnossa. Hän ennusti kymmenille elementeille

oikea atomipaino. Kaikki myöhemmät uusien alkuaineiden etsimiset luonnosta suoritettiin tutkijoiden toimesta jaksollisen lain ja jaksollisen järjestelmän avulla. He eivät ainoastaan ​​auttaneet tutkijoita heidän etsiessään totuutta, vaan myös auttoivat korjaamaan tieteen virheitä ja väärinkäsityksiä.

Mendelejevin ennusteet olivat loistavasti perusteltuja - löydettiin kolme uutta alkuainetta: gallium, skandium, germanium. Tiedemiehiä pitkään piinannut berylliumin arvoitus on ratkaistu. Sen atomipaino määritettiin lopulta tarkasti ja alkuaineen paikka litiumin vieressä varmistettiin lopullisesti. 1800-luvun 90-luvulla. Mendelejevin mukaan "säännöllistä laillisuutta on vahvistettu". Eri maiden kemian oppikirjoihin epäilemättä alettiin sisällyttää Mendelejevin jaksollinen järjestelmä. Suuri löytö sai yleismaailmallisen tunnustuksen.

Suurten löytöjen kohtalo on joskus hyvin vaikea. Heidän matkallaan on kokeita, jotka joskus jopa asettavat kyseenalaiseksi löydön totuuden. Näin kävi elementtien jaksollisessa taulukossa.

Se yhdistettiin odottamattomaan löytöyn joukosta kaasumaisia ​​kemiallisia alkuaineita, joita kutsutaan inertteiksi tai jalokaasuiksi. Ensimmäinen näistä on helium. Melkein kaikki hakuteokset ja tietosanakirjat päivämäärät heliumin löytämisestä vuonna 1868. ja yhdistä tämä tapahtuma ranskalaisen tähtitieteilijän J. Jansenin ja englantilaisen astrofyysikon N. Lockyerin kanssa. Jansen oli läsnä täydellisessä auringonpimennyksessä Intiassa elokuussa 1868. Ja hänen tärkein ansionsa on, että hän pystyi tarkkailemaan auringon näkyvyyttä pimennyksen päättymisen jälkeen. Niitä havaittiin vain pimennyksen aikana. Lockyer havaitsi myös näkyvyyttä. Lähtemättä Brittein saarilta saman vuoden lokakuun puolivälissä. Molemmat tutkijat lähettivät kuvauksen havainnoistaan ​​Pariisin tiedeakatemialle. Mutta koska Lontoo on paljon lähempänä Pariisia kuin Kalkutta, kirjeet saapuivat vastaanottajalle lähes samanaikaisesti 26. lokakuuta. Ei mistään uudesta elementistä, jonka väitetään olevan Auringossa. Näissä kirjeissä ei ollut sanaakaan.

Tiedemiehet alkoivat tutkia yksityiskohtaisesti näkymien spektrejä. Ja pian uutisoitiin, että ne sisältävät linjan, joka ei voi kuulua minkään maan päällä olevan alkuaineen spektriin. Tammikuussa 1869 italialainen tähtitieteilijä A. Secchi nimesi sen nimellä. Tällaisessa tietueessa se tuli tieteen historiaan spektrisenä "mantereena". 3. elokuuta 1871 fyysikko V. Thomson puhui julkisesti uudesta aurinkoelementistä brittiläisten tiedemiesten vuosikokouksessa.

Tämä on tositarina heliumin löytämisestä auringosta. Pitkään aikaan kukaan ei voinut sanoa, mikä tämä elementti on, mitä ominaisuuksia sillä on. Jotkut tutkijat yleensä hylkäsivät heliumin olemassaolon maan päällä, koska sitä voi esiintyä vain korkeissa lämpötiloissa. Helium löydettiin maapallolta vasta vuonna 1895.

Tällainen on D. I. Mendelejevin taulukon alkuperä.

Mendeleevin perhe asui talossa Tobol-joen jyrkällä korkealla rannalla Tobolskin kaupungissa, ja tuleva tiedemies syntyi täällä. Tuolloin monet dekabristit palvelivat maanpaossa Tobolskissa: Annenkov, Baryatinsky, Wolf, Kuchelbecker, Fonwiesen ja muut ... He tartuttivat muita rohkeudellaan ja uutteruudellaan. Vankilat, kova työ tai maanpako eivät rikkoneet heitä. Mitya Mendeleev näki sellaisia ​​ihmisiä. Kommunikoinnissa heidän kanssaan muodostui hänen rakkautensa isänmaata kohtaan, vastuu sen tulevaisuudesta. Mendelejevin perhe oli ystävällisissä ja perhesuhteissa dekabristien kanssa. D. I. Mendelejev kirjoitti: "... täällä asuivat kunnioitettavat ja arvostetut dekabristit: Fonvizen, Annenkov, Muravjov, lähellä perhettämme, varsinkin sen jälkeen kun yksi dekabristeista Nikolai Vasilievich Basargin meni naimisiin sisareni Olga Ivanovnan kanssa... Dekabristiperheet , niissä päivinä he antoivat Tobolskin elämälle erityisen jäljen, antoivat sille maallisen koulutuksen. Legenda heistä elää edelleen Tobolskissa.

15-vuotiaana Dmitry Ivanovich valmistui lukiosta. Hänen äitinsä Maria Dmitrievna teki paljon ponnisteluja, jotta nuori mies jatkaisi koulutustaan.

Riisi. 4. D. I. Mendelejevin äiti - Maria Dmitrievna.

Mendelejev yritti päästä Pietarin lääketieteellis-kirurgiseen akatemiaan. Anatomia oli kuitenkin vaikutuksellisen nuoren miehen voimien ulkopuolella, joten Mendelejev joutui vaihtamaan lääketieteen pedagogiikaksi. Vuonna 1850 hän tuli Pedagogiseen instituuttiin, jossa hänen isänsä oli aikoinaan opiskellut. Vain täällä Mendelejev tunsi opiskelun makua ja hänestä tuli pian yksi parhaista.

21-vuotiaana Mendelejev läpäisi pääsykokeet loistavasti. Dmitri Mendelejevin opiskelu Pietarissa Pedagogisessa instituutissa ei ollut aluksi helppoa. Ensimmäisenä vuonna hän onnistui saamaan epätyydyttävät arvosanat kaikista aineista paitsi matematiikasta. Mutta vanhoina vuosina asiat menivät toisin - Mendelejevin keskimääräinen vuosipistemäärä oli neljä ja puoli (viidestä mahdollisesta).

Hänen väitöskirjansa isomorfismin ilmiöstä tunnustettiin väitöskirjaksi. Lahjakas opiskelija vuonna 1855. nimitettiin opettajaksi Richelieu Gymnasium Odessassa. Täällä hän valmisteli toisen tieteellisen työn - "Tietyt määrät". Tämä työ esiteltiin pro gradu -työnä. Vuonna 1857 Puolustuksensa jälkeen Mendelejev sai kemian maisterin arvonimen, hänestä tuli apulaisprofessori Pietarin yliopistossa, jossa hän luennoi orgaanisesta kemiasta. Vuonna 1859 hänet lähetettiin ulkomaille.

Mendelejev vietti kaksi vuotta eri yliopistoissa Ranskassa ja Saksassa, mutta hänen väitöskirjatyönsä Heidelbergissä silloisten johtavien tiedemiesten Bunsenin ja Kirchhoffin kanssa oli tuottavinta.

Epäilemättä sen ympäristön luonne, jossa hän vietti lapsuutensa, vaikutti suuresti tiedemiehen elämään. Nuoruudestaan ​​vanhuuteen hän teki kaiken ja aina omalla tavallaan. Aloitetaan pienistä asioista ja siirrytään isoihin asioihin. Dmitri Ivanovitšin veljentytär N. Ya. Kapustina-Gubkina muisteli: "Hänellä oli suosikkiruoansa, jonka hän oli keksinyt itselleen ... Hän käytti aina leveää kangastakkia ilman omaa suunnittelemaansa vyötä ... Hän poltti kierretty savukkeita, käärii niitä itse ... ". Hän loi esimerkillisen kartanon - ja hylkäsi sen välittömästi. Hän suoritti merkittäviä kokeita nesteiden tarttumisesta ja jätti välittömästi tämän tieteenalan ikuisesti. Ja mitä skandaaleja hän nousi viranomaisille! Jo nuoruudessaan, vastavalmistunut pedagogisesta instituutista, hän huusi osaston johtajalle, minkä vuoksi hänet kutsuttiin itse ministeri Abraham Sergeevich Norovatoville. Mutta mikä hänelle on osaston johtaja - hän ei edes laskenut synodin kanssa. Kun hän määräsi hänelle seitsemän vuoden katumusrangaistuksen hänen erottuaan Feoza Nikitishnasta, joka ei koskaan hyväksynyt kiinnostuksen kohteidensa erityispiirteitä, Dmitri Ivanovitš suostutteli Kronstadtin papin menemään naimisiin kuusi vuotta ennen eräpäivää. uudelleen. Ja mitä arvoinen oli tarina hänen ilmapallolennostaan, kun hän nappasi väkisin sotilasosastolle kuuluvan ilmapallon ja ajoi kokeneen ilmailun kenraali Kovankon ulos korista ... Dmitri Ivanovitš ei kärsinyt vaatimattomuudesta, päinvastoin - "Nyt vaatimattomuus on kaikkien paheiden äiti", Mendelejev väitti.

Dmitri Ivanovichin persoonallisuuden omaperäisyys havaittiin paitsi tiedemiehen käyttäytymisessä, myös hänen koko ulkonäöessään. Hänen sisarentytär N. Ya. Kapustina-Gubkina piirsi seuraavan sanallisen muotokuvan tiedemiehestä: "Harja pitkistä pörröisistä hiuksista korkean valkoisen otsan ympärillä, erittäin ilmeikäs ja hyvin liikkuva ... Kirkkaan siniset, läpitunkevat silmät ... Hänessä, monet löysivät yhtäläisyyksiä Garibaldin kanssa... Puhuessaan hän aina elehti . Hänen käsiensä leveät, nopeat, hermostuneet liikkeet vastasivat aina hänen mielialaansa ... Hänen äänensä oli matala, mutta soinnillinen ja ymmärrettävä, mutta hänen sävynsä muuttui suuresti ja vaihtui usein matalista sävelistä korkeisiin, melkein tenoreihin. . Kun hän puhui siitä, mistä hän ei pitänyt, rypisti kulmiaan, kumartui, voihki, vinkui... ". Mendelejevin suosikkiharrastus monien vuosien ajan oli matkalaukkujen ja muotokuvien kehysten valmistus. Hän osti tarvikkeita näitä töitä varten Gostiny Dvorista.

Mendelejevin omaperäisyys erotti hänet joukosta nuoruudesta asti ... Pedagogisessa instituutissa opiskellessaan sinisilmäinen siperialainen, jolla ei ollut penniäkään sielulleen, herroille professoreille yllättäen alkoi osoittaa sellaista mielenterävyyttä, raivoa työssä, että hän jätti kauas taakseen kaikki toverinsa. Silloin hänet huomasi ja rakasti todellinen valtionvaltuutettu, julkisen koulutuksen tunnettu henkilö, opettaja, tiedemies, kemian professori Aleksanteri Abramovich Voskresensky. Siksi Aleksanteri Abramovitš suositteli vuonna 1867 suosikkiopiskelijaansa, 33-vuotiasta Dmitri Ivanovitš Mendelejeviä, yleisen ja epäorgaanisen kemian professorin virkaan Pietarin yliopiston fysiikan ja matematiikan tiedekunnassa. Toukokuussa 1868 Mendelejeveille syntyi rakastettu tytär Olga ...

Kolmekymmentäkolme on perinteinen saavutuksen ikä: Ilja Murometsin kyyneleitä liesistä poikineen eeposen mukaan 33-vuotias. Mutta vaikka tässä mielessä Dmitri Ivanovichin elämä ei ollut poikkeus, hän itse tuskin tunsi, että hänen elämässään tapahtui jyrkkä käänne. Aikaisemmin opettamiensa teknisen tai orgaanisen tai analyyttisen kemian kurssien sijaan hänen piti alkaa lukea uusi kurssi, yleinen kemia.

Tietysti nystyräinen helpompi. Se ei kuitenkaan ollut helppoa, kun hän aloitti entiset kurssinsa. Venäjän etuja joko ei ollut ollenkaan tai ne oli olemassa, mutta ne olivat vanhentuneita. Kemia on uusi, nuori asia, ja nuoruudessa kaikki vanhenee nopeasti. Ulkomaiset oppikirjat, uusimmat, jouduin kääntämään itse. Hän käänsi - Gerardin "Analyyttinen kemia", Wagnerin "Chemical Technology". Ja orgaanisessa kemiassa ja Euroopassa ei löytynyt mitään arvokasta, vaikka istuisit alas ja kirjoitat itse. Ja kirjoitti. Kahdessa kuukaudessa täysin uusi uusiin periaatteisiin perustuva kurssi, kolmekymmentä painettua arkkia. Kuusikymmentä päivää päivittäistä kovaa työtä – kaksitoista valmistunutta sivua päivässä. Se oli päivänä - hän ei halunnut asettaa rutiiniaan riippumaan sellaisesta pikkujutusta kuin maapallon pyöriminen akselinsa ympäri, hän ei noussut pöydästä kolmeenkymmeneen tai neljäänkymmeneen tuntiin.

Dmitry Ivanovich ei voinut vain työskennellä humalassa, vaan myös nukkua humalassa. Mendelejevin hermosto oli äärimmäisen herkkä, hänen tunteensa terävöitettiin - melkein kaikki muistelijat kertovat sanaakaan sanomatta, että hän oli epätavallisen helppo, puhkesi jatkuvasti itkuun, vaikka pohjimmiltaan hän oli ystävällinen henkilö.

On mahdollista, että Dmitri Ivanovichin luontaiset persoonallisuuden piirteet selitettiin hänen myöhäisellä esiintymisellään perheessä - hän oli "viimeinen lapsi", seitsemästoista lapsi. Ja nykyisten käsitysten mukaan jälkeläisten mutaatioiden mahdollisuus kasvaa vanhempien iän myötä.

Hän aloitti ensimmäisen yleisen kemian luentonsa seuraavasti:

”Kaikki, minkä huomaamme, erottelemme selvästi substanssina tai ilmiönä. Aine vie tilaa ja sillä on painoa, kun taas ilmiöt ovat asioita, jotka tapahtuvat ajassa. Jokainen aine saa aikaan erilaisia ​​ilmiöitä, eikä ole olemassa yhtäkään ilmiötä, joka tapahtuisi ilman substanssia. Erilaiset aineet ja ilmiöt eivät voi välttyä kaikkien huomiolta. Legitiimiyden, eli yksinkertaisuuden ja säännöllisyyden löytäminen tässä monimuotoisuudessa tarkoittaa luonnon tutkimista ... "

Löytää legitiimiys, eli yksinkertaisuus ja oikeellisuus… Aineella on paino… Aine… Paino… Aine… Paino…

Hän ajatteli sitä koko ajan, teki mitä tahansa. Ja mitä hän ei tehnyt! Dmitry Ivanovichilla oli tarpeeksi aikaa kaikkeen. Näyttää siltä, ​​​​että hän sai vihdoin Venäjän parhaan kemianosaston, valtion omistaman asunnon, mahdollisuuden asua mukavasti, ilman ylimääräistä rahaa juoksematta - joten keskity pääasiaan, ja kaikki muu on puolella ... Ostin 400 hehtaarin maatilan ja vuosi myöhemmin laitoin kokeneen lattian, jolla hän tutki mahdollisuutta kääntää maan köyhtyminen kemian avulla. Yksi ensimmäisistä Venäjällä.

Puolitoista vuotta on kulunut kuin hetkessä, mutta todellista järjestelmää yleisessä kemiassa ei vieläkään ollut. Tämä ei tarkoita, että Mendelejev olisi lukenut kurssinsa melko sattumanvaraisesti. Hän aloitti siitä, mikä on kaikille tuttua - vedestä, ilmasta, hiilestä, suoloista. Niiden sisältämistä elementeistä. Päälaeista, joiden mukaan aineet ovat vuorovaikutuksessa keskenään.

Sitten hän puhui kloorin kemiallisista sukulaisista - fluorista, bromista, jodista. Tämä oli viimeinen luento, jonka kopio hän vielä onnistui lähettämään kirjapainoon, jossa hänen aloittamansa uuden kirjan toinen painos kirjoitettiin koneella.

Ensimmäinen taskumuotoinen numero painettiin tammikuussa 1869. Otsikkolehdellä luki: "Kemian perusteet D. Mendelejev" . Ei esipuhetta. Ensimmäisen, jo julkaistun numeron ja toisen, joka oli kirjapainossa, piti Dmitri Ivanovichin mukaan olla kurssin ensimmäinen osa ja kaksi muuta numeroa - toinen osa.

Tammikuussa ja helmikuun ensimmäisellä puoliskolla Mendelejev piti luentoja natriumista ja muista alkalimetalleista, kirjoitti toisen osan vastaavan luvun. "Kemian perusteet" - ja jumissa.

Vuonna 1826 Jens Jakob Berzelius sai päätökseen 2000 aineen tutkimuksen ja sen perusteella kolmen tusinan kemiallisen alkuaineen atomipainon määrityksen. Viidellä niistä oli väärät atomipainot - natrium, kalium, hopea, boori ja pii. Berzelius teki virheen, koska hän teki kaksi väärää oletusta: että oksidimolekyylissä voi olla vain yksi metalliatomi ja että yhtä suuri määrä kaasuja sisältää saman määrän atomeja. Itse asiassa oksidimolekyyli voi sisältää kaksi tai useampia metalliatomeja, ja yhtä suuri määrä kaasuja Avogadron lain mukaan sisältää saman määrän ei atomeja, vaan molekyylejä.

Vuoteen 1858 asti, jolloin italialainen Stanislao Cannicaro, palauttanut maanmiehensä Avogadron lain, korjasi useiden alkuaineiden atomipainot, atomipainoissa vallitsi hämmennys.

Vasta vuonna 1860 Karlsruhen kemian kongressissa kiihkeän keskustelun jälkeen hämmennys purettiin, Avogadron laki vihdoin palautettiin oikeuksiinsa ja lopulta selvitettiin horjumattomat perusteet minkä tahansa kemiallisen alkuaineen atomipainon määrittämiselle.

Onnellinen sattuma Mendelejev oli työmatkalla ulkomailla vuonna 1860, osallistui tähän kongressiin ja sai selkeän ja selkeän käsityksen, että atomipainosta on nyt tullut tarkka ja luotettava numeerinen ilmaisu. Palattuaan Venäjälle Mendelejev aloitti alkuaineiden luettelon tutkimisen ja kiinnitti huomion valenssin muutoksen jaksoisuuteen atomipainojen nousevaan järjestykseen järjestetyille elementeille: valenssi H – 1, Li – 1, Olla – 2, B - 3, C - 4, mg – 2, N – 2, S - 2, F - 1, Na – 1, Al – 3, Si -4 jne. Valenssin kasvun ja laskun perusteella Mendelejev jakoi elementit jaksoiksi; Ensimmäinen jakso sisälsi vain yhden vedyn, jota seurasi kaksi jaksoa, joissa kussakin oli 7 alkuainetta, ja sitten jaksoja, jotka sisälsivät enemmän kuin 7 alkuainetta. D, I, Mendelejev käytti näitä tietoja paitsi graafin rakentamiseen, kuten Meyer ja Chancourtua, myös Newlandsin taulukkoa vastaavan taulukon rakentamiseen. Tällainen elementtien jaksollinen taulukko on selkeämpi ja visuaalisempi kuin graafi, ja lisäksi D, I, Mendeleev onnistui välttämään Newlandsin virheen, joka vaati jaksojen tasa-arvoa.

« Pidän vuoden 1860 kemistien kongressia Karlsruhessa, johon osallistuin, ratkaisevana hetkenä ajattelussani jaksollista lakia... , - huomautti D.I. Mendelejev.

Vuonna 1865 hän osti Boblovo-tilan Klinin läheltä ja sai mahdollisuuden harjoittaa maatalouskemiaa, josta hän silloin piti, ja rentoutua siellä perheensä kanssa joka kesä.

D.I. Mendelejevin järjestelmän "syntymäpäivänä" pidetään yleensä helmikuun 18. päivää 1869, jolloin taulukon ensimmäinen versio laadittiin.

Riisi. 5. Kuva: D. I. Mendeleev jaksollisen lain löytämisen vuonna.

63 kemiallista alkuainetta tunnettiin. Näiden alkuaineiden kaikkia ominaisuuksia ei ole tutkittu tarpeeksi hyvin, jopa joidenkin atomipainot on määritetty väärin tai epätarkasti. Onko se paljon vai vähän - 63 elementtiä? Jos muistamme, että tiedämme nyt 109 elementtiä, se ei tietenkään riitä. Mutta se riittää, että pystymme havaitsemaan niiden ominaisuuksien muutoskuvion. 30 tai 40 tunnetulla kemiallisella alkuaineella tuskin olisi mahdollista löytää mitään. Tarvittiin tietty vähimmäismäärä avoimia elementtejä. Tästä syystä Mendelejevin löytöä voidaan luonnehtia ajankohtaiseksi.

Ennen Mendelejevia tutkijat yrittivät myös alistaa kaikki tunnetut alkuaineet tiettyyn järjestykseen, luokitella ne, tuoda ne järjestelmään. On mahdotonta sanoa, että heidän yrityksensä olivat hyödyttömiä: ne sisälsivät joitain totuuden jyviä. Kaikki he rajoittuivat yhdistämään kemiallisilta ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​alkuaineita ryhmiin, mutta eivät löytäneet sisäistä yhteyttä näiden "luonnollisten", kuten he silloin sanoivat, ryhmiensä välillä.

Vuonna 1849 tunnettu venäläinen kemisti G. I. Hess kiinnostui alkuaineiden luokituksesta. Oppikirjassa Funds of Pure Chemistry hän kuvaili neljä ryhmää ei-metallisia alkuaineita, joilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet:

I Te C N

Br Se B P

Cl S Si As

F O

Hess kirjoitti: "Tämä luokittelu on vielä hyvin kaukana luonnollisesta, mutta se silti yhdistää elementtejä ja ryhmiä, jotka ovat hyvin samankaltaisia, ja tietomme laajentuessa sitä voidaan parantaa."

Epäonnistuneita yrityksiä rakentaa kemiallisten alkuaineiden järjestelmä niiden atomipainon perusteella tehtiin jo ennen Karlsruhen kongressia, molemmat britit: vuonna 1853 Gladstone, vuonna 1857 Odling.

Yhden luokitteluyrityksistä teki vuonna 1862 ranskalainen Alexander Emile Beguis de Chancourtois. . Hän edusti elementtijärjestelmää spiraaliviivan muodossa sylinterin pinnalla. Jokaisessa vuorossa on 16 elementtiä. Samanlaiset elementit sijaitsivat toistensa alapuolella sylinterin generaattorissa. Julkaiseessaan viestiään tiedemies ei liittänyt sitä rakentamaansa kuvaajaan, eikä kukaan tutkijoista kiinnittänyt huomiota de Chancourtoisin työhön.

Riisi. 6. "Telluriumruuvi" de Chancourtua.

Menestyneempi oli saksalainen kemisti Julius Lothar Meyer. Vuonna 1864 hän ehdotti taulukkoa, jossa kaikki tunnetut kemialliset alkuaineet jaettiin kuuteen ryhmään niiden valenssin mukaan. Ulkonäöltään Meyerin pöytä oli vähän kuin tulevan Mendelejevin pöytä. Hän piti elementin painomäärien valtaamia tilavuuksia numeerisesti yhtä suurena kuin niiden atomipainot. Kävi ilmi, että jokainen tällainen minkä tahansa elementin paino sisältää saman määrän atomeja. Tämä tarkoitti näiden alkuaineiden eri atomien tarkasteltujen tilavuuksien suhdetta. Siksi elementin määritettyä ominaisuutta kutsutaan atomitilavuus.

Graafisesti alkuaineiden atomitilavuuksien riippuvuus niiden atomipainoista ilmaistaan ​​sarjana aaltoja, jotka nousevat terävinä huippuina alkalimetalleja (natrium, kalium, cesium) vastaavissa pisteissä. Jokainen laskeutuminen ja nousu huipulle vastaa jaksoa elementtitaulukossa. Jokaisella jaksolla joidenkin fysikaalisten ominaisuuksien arvot atomitilavuuden lisäksi myös luonnollisesti ensin pienenevät ja sitten kasvavat.

Riisi. 7. Atomitilavuuksien riippuvuus alkuaineiden atomimassoista, mukaan

L. Meyer.

Vety, atomipainoltaan pienin alkuaine, oli alkuaineluettelossa ensimmäinen. Tuolloin oli tapana olettaa, että 101. jakso sisältää yhden elementin. Meyer-kaavion 2. ja 3. jakso sisälsivät kumpikin seitsemän elementtiä. Nämä jaksot toistivat Newlandsin oktaavit. Kahdella seuraavalla jaksolla elementtien määrä kuitenkin ylitti seitsemän. Siten Meyer osoitti, mikä Newlandsin virhe oli. Oktaavien lakia ei voitu tiukasti noudattaa koko elementtiluettelossa, viimeisten jaksojen piti olla pidempiä kuin ensimmäiset.

Vuoden 1860 jälkeen toinen englantilainen kemisti, John Alexander Reina Newlands, teki ensimmäisen tällaisen yrityksen. Yksi toisensa jälkeen hän kokosi taulukoita, joissa hän yritti kääntää ajatuksensa. Viimeinen taulukko on vuodelta 1865. Tiedemies uskoi, että kaikki maailmassa on yleisen harmonian alaista. Ja kemiassa ja musiikissa sen pitäisi olla sama. Nousevaan järjestykseen järjestettyjen elementtien atomipainot on jaettu siinä oktaaveihin - kahdeksaan pystysuoraan riviin, kussakin seitsemän elementtiä. Itse asiassa monet kemiallisesti samankaltaiset alkuaineet päätyivät samaan vaakasuoraan linjaan: ensimmäisessä - halogeenit, toisessa - alkalimetallit ja niin edelleen. Mutta valitettavasti joukkoon joutui myös paljon vieraita, ja tämä pilasi koko kuvan. Halogeenien joukossa oli esimerkiksi kobolttia nikkelin kanssa ja kolme platinoidia. Maa-alkalimetallien linjassa - vanadiini ja lyijy. Hiiliperheeseen kuuluvat volframi ja elohopea. Yhdistääkseen jotenkin toisiinsa liittyviä elementtejä, Newlandsin täytyi rikkoa elementtien järjestystä atomipainojen mukaan kahdeksassa tapauksessa. Lisäksi kahdeksan seitsemän elementin ryhmän tekemiseen tarvitaan 56 elementtiä, joista 62 tunnettiin, ja paikoin hän laittoi kaksi elementtiä kerralla yhden elementin tilalle. Se osoittautui täydelliseksi sotkuksi. Kun Newlands ilmoitti hänen "Oktaavien laki" London Chemical Societyn kokouksessa yksi läsnäolijoista huomautti sarkastisesti: yrittikö kunnianarvoisa puhuja järjestää elementit yksinkertaisesti aakkosjärjestykseen ja löytää jonkin säännönmukaisuuden?

Kaikki nämä luokitukset eivät sisältäneet pääasiaa: ne eivät heijastaneet elementtien ominaisuuksien muutosten yleistä, perustavaa laatua olevaa mallia. He loivat vain järjestyksen ilmeen maailmaansa.

Mendelejevin edeltäjät, jotka havaitsivat eri syistä kemiallisten alkuaineiden maailmassa suuren säännönmukaisuuden erityisiä ilmentymiä, eivät voineet nousta suureen yleistykseen ja tajuta peruslain olemassaoloa maailmassa. Mendelejev ei tiennyt paljoa edeltäjiensä yrityksistä järjestää kemialliset alkuaineet kasvavaan atomimassaan eikä tässä tapauksessa syntyneistä tapahtumista. Hänellä ei esimerkiksi ollut juuri mitään tietoa Chancourtoisin, Newlandsin ja Meyerin työstä.

Toisin kuin Newlands, Mendeleev piti pääasiana ei niinkään atomipainoa kuin kemiallisia ominaisuuksia, kemiallista yksilöllisyyttä. Hän ajatteli tätä koko ajan. Aine… Paino… Aine… Paino… Päätöksiä ei tullut.

Ja sitten Dmitri Ivanovitš joutui kovaan aikaongelmiin. Ja se osoittautui melko huonoksi: ei niin, että se oli "nyt tai ei koskaan", vaan joko tänään tai tapausta lykättiin taas useilla viikoilla.

Kauan sitten hän lupasi Vapaatalousseurassa mennä helmikuussa Tverin lääniin tarkastamaan paikalliset juustomeijerit ja esittämään näkemyksensä asian lavastelemisesta nykyaikaisella tavalla. Matkalle oli jo pyydetty lupa yliopiston viranomaisilta. Ja "lomatodistus" - silloinen matkatodistus - oli jo korjattu. Ja vapaan talousyhdistyksen sihteerin Khodnevin viimeinen jakauslappu vastaanotti. Eikä jäänyt muuta kuin lähteä määrätylle matkalle. Juna, jolla hänen oli määrä matkustaa Tveriin, lähti Moskovan asemalta 17. helmikuuta illalla.

"Aamulla, ollessaan vielä sängyssä, hän joi poikkeuksetta mukin lämmintä maitoa... Nousi ylös ja peseytyi, hän meni heti toimistoonsa ja joi yhden tai kaksi, joskus kolme isoa, mukin muodossa, kuppi vahvaa, ei kovin makeaa teetä” (hänen veljentytär N.Ya. Kapustina-Gubkinan muistelmista).

Jälki kupista, joka on säilynyt Khodnevin 17. helmikuuta päivätyn muistiinpanon kääntöpuolella, osoittaa, että se vastaanotettiin aikaisin aamulla ennen aamiaista, luultavasti sanansaattajan tuoma. Ja tämä puolestaan ​​osoittaa, että ajatus elementtijärjestelmästä ei jättänyt Dmitri Ivanovitšilta yötä päivää: kupin jäljen vieressä lehti pitää näkyviä jälkiä näkymättömästä ajatteluprosessista, joka johti suureen tieteelliseen löytöyn. Tieteen historiassa tämä on harvinaisin tapaus, ellei ainoa.

Fyysisten todisteiden perusteella se tapahtui näin. Saatuaan valmiiksi mukinsa ja laittanut sen ensimmäiseen vastaantulevaan paikkaan - Khodnevin kirjeessä hän tarttui heti kynään ja ensimmäiselle vastaan ​​tulevalle paperille, samaan Khodnevin kirjeeseen, kirjoitti muistiin ajatuksen, joka välähti hänen päässään. . Arkille ilmestyi toinen toisensa alle kloorin ja kaliumin symbolit... Sitten natrium ja boori, sitten litium, barium, vety... Kynä vaelsi, kuten ajatuskin. Lopuksi hän otti normaalin kahdeksasosan puhdasta paperia - tämäkin arkki säilyi - ja piirsi siihen, yksi toisensa alle, alenevassa järjestyksessä symbolien ja atomipainojen rivit: päällä maa-alkalimetallit, niiden alla halogeenit, alle happi. ryhmä, sen alapuolella typpi, alapuolella ryhmä hiili jne. Paljaalla silmällä oli selvää, kuinka lähellä atomipainojen erot ovat naapuriryhmien elementtien välillä. Mendelejev sitten ei voinut tietää, että "määrittelemätön vyöhyke" välillä ilmeinen ei-metallit ja metallit sisältää elementtejä - jalokaasut, jonka löytäminen tulevaisuudessa muuttaa jaksollista taulukkoa merkittävästi.

Hänellä oli kiire, joten hän teki silloin tällöin virheitä, kirjoitusvirheitä. Rikki määritti atomipainoksi 36 32:n sijasta. Kun niistä vähennetään 65 (sinkin atomipaino), 39 (kaliumin atomipaino) saatiin 27. Mutta kyse ei ole pienistä asioista! Häntä kantoi korkea intuition aalto.

Hän uskoi intuitioon. Hän käytti sitä varsin tietoisesti erilaisissa elämäntilanteissa. Mendelejevin vaimo Anna Ivanovna kirjoitti: Jos hän

hänen täytyi ratkaista jokin vaikea, tärkeä elintärkeä kysymys, hän nopeasti, nopeasti, kevyellä askeleella, astui sisään, sanoi mistä on kysymys ja pyysi minua kertomaan mielipiteeni ensivaikutelman perusteella. "Älä vain ajattele, älä vain ajattele", hän toisti. Puhuin ja se oli ratkaisu."

Mikään ei kuitenkaan toiminut. Raaputusarkki muuttui jälleen rebusiksi. Ja aika kului, illalla piti mennä asemalle. Pääasia, jonka hän jo tunsi, tunsi. Mutta tälle tunteelle oli annettava selkeä looginen muoto. Voidaan kuvitella, kuinka hän epätoivoissaan tai raivoissaan ryntäsi ympäri toimistoa, katseli ympärilleen kaikkea, mitä siinä oli, etsiessään tapaa taittaa järjestelmä nopeasti. Lopulta hän nappasi pinon korttia, joka avattiin oikealla sivulla - jossa oli luettelo yksinkertaisista kappaleista - hänen "Perusasiansa" ja alkoi tehdä ennennäkemätöntä korttipakkaa. Tehtyään kemiallisia korttipakan hän alkoi pelata ennennäkemätöntä pasianssipeliä. Solitaire oli ilmeisesti kysytty! Ensimmäiset kuusi riviä järjestyivät ilman skandaaleja. Mutta sitten kaikki alkoi purkautua.

Uudelleen ja uudelleen Dmitri Ivanovitš tarttui kynään ja piirsi kiihkeällä käsialalla arkille numerosarakkeita. Ja jälleen hämmentyneenä hän luopui tästä ammatista ja alkoi vääntää savuketta ja puhaltaa sitä niin, että hänen päänsä oli täysin samea. Lopulta hänen silmänsä alkoivat roikkua, hän heittäytyi sohvalle ja nukahti syvään. Tämä ei ollut hänelle uutta. Tällä kertaa hän ei nukkunut kauaa – ehkä muutaman tunnin, ehkä muutaman minuutin. Tästä ei ole tarkkaa tietoa. Hän heräsi siitä, että hän näki pasianssinsa unessa, eikä siinä muodossa, jossa hän jätti sen pöydälle, vaan toisessa, harmonisemmassa ja loogisemmassa muodossa. Ja sitten hän hyppäsi jaloilleen ja alkoi piirtää paperille uutta taulukkoa.

Sen ensimmäinen ero edelliseen versioon oli, että elementit eivät nyt olleet rivissä laskevassa, vaan atomipainojen nousevassa järjestyksessä. Toinen on se, että taulukon sisällä olevat tyhjät kohdat täytettiin kysymysmerkeillä ja atomipainoilla.

Riisi. 8. Luonnos luonnos, jonka D. I. Mendeleev on laatinut jaksollisen lain löytämisen aikana ("kemiallisen pasianssin" avaamisen aikana). 17. helmikuuta (1. maaliskuuta 1869).

Dmitri Ivanovitšin tarinaa siitä, että hän näki pöytänsä unessa, käsiteltiin pitkään anekdoottina. Kaiken järkevän löytämistä unista pidettiin taikauskona. Nykyään tiede ei enää aseta sokeaa estettä tietoisuudessa ja alitajunnassa tapahtuvien prosessien välille. Eikä hän näe mitään yliluonnollista siinä, että tietoisen pohdiskelun aikana muotoutumaton kuva annettiin valmiissa muodossa tiedostamattoman prosessin seurauksena.

Mendelejev, joka oli vakuuttunut objektiivisen lain olemassaolosta, jota kaikki erilaisten ominaisuuksien elementit noudattavat, meni pohjimmiltaan eri polulle.

Koska hän oli spontaani materialisti, hän etsi elementtien ominaispiirteeksi jotain materiaalista, joka heijastaa niiden ominaisuuksien koko kirjoa ja otti sellaiseksi ominaisuudeksi alkuaineiden atomipainon, Mendelejev vertasi tuolloin tunnettuja ryhmiä atomipainon perusteella. heidän jäsenistä.

Kirjoittamalla halogeeniryhmä (F = 19, Cl = 35,5, Br = 80, J = 127) alkalimetalliryhmän alle (Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85, Cs = 133) ja sijoittamalla niiden alla muita samankaltaisten alkuaineiden ryhmiä (atomipainojen nousevassa järjestyksessä), Mendelejev totesi, että näiden luonnollisten ryhmien jäsenet muodostavat yhteisen säännöllisen alkuainesarjan; samaan aikaan tällaisen sarjan muodostavien alkuaineiden kemialliset ominaisuudet toistetaan ajoittain. Sijoittamalla yhteen kaikki tuolloin tunnetut 63 elementtiä "jaksollinen järjestelmä" Mendelejev havaitsi, että aiemmin vakiintuneet luonnonryhmät tulivat orgaanisesti tähän järjestelmään menettäen entisen keinotekoisen hajanaisuuden. Myöhemmin Mendelejev muotoili löytämänsä jaksollisen lain seuraavasti: Yksinkertaisten kappaleiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdisteiden muodot ja ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa alkuaineiden atomipainojen arvoista.

Ensimmäisen version kemiallisten alkuaineiden taulukosta, joka ilmaisi jaksollisen lain, julkaisi Mendelejev erillisenä arkina ns. "Kokemus elementtijärjestelmästä niiden atomipainon ja kemiallisen samankaltaisuuden perusteella" ja lähetti tämän lehtisen maaliskuussa 1869. monet venäläiset ja ulkomaiset kemistit.

Riisi. 9. "Kokemus elementtijärjestelmästä niiden painon ja kemiallisen samankaltaisuuden perusteella."

Ensimmäinen taulukko on edelleen erittäin epätäydellinen, se on kaukana jaksollisen järjestelmän modernista muodosta. Mutta tämä taulukko osoittautui ensimmäiseksi graafiseksi havainnollistamiseksi Mendelejevin löytämästä säännöllisyydestä: "Atompainonsa mukaan järjestetyt elementit edustavat selkeää ominaisuuksien jaksollisuutta" (Mendelejevin "Ominaisuuksien suhde alkuaineiden atomipainoon"). Tämä artikkeli oli tulos tiedemiehen pohdinnoista "Järjestelmän kokemus ..." -työn aikana. Raportti Mendelejevin löytämästä suhteesta alkuaineiden ominaisuuksien ja niiden atomipainojen välillä tehtiin 6. (18.) maaliskuuta 1869 Venäjän kemian seuran kokouksessa. Mendelejev ei ollut läsnä tässä kokouksessa. Poissaolevan kirjoittajan sijasta raportin luki kemisti N. A. Menshutkin. Venäjän kemian seuran pöytäkirjaan ilmestyi kuiva muistiinpano 6. maaliskuuta pidetystä kokouksesta: "N. Menshutkin raportoi D. Mendelejevin puolesta "elementtijärjestelmän kokemuksesta, joka perustuu niiden atomipainoon ja kemialliseen samankaltaisuuteen". D. Mendelejevin poissa ollessa tämän asian käsittelyä on siirretty seuraavaan kokoukseen. N. Menshutkinin puhe julkaistiin "Journal of the Russian Chemical Society" -lehdessä ("Ominaisuuksien suhde alkuaineiden atomipainoon"). Kesällä 1871 Mendelejev tiivisti työssään lukuisia jaksollisen lain vahvistamiseen liittyviä tutkimuksiaan. "Kemiallisten alkuaineiden määräajoin laillisuus" . Klassisessa teoksessa "Fundamentals of Chemistry", joka meni Mendelejevin elinaikana läpi 8 venäjänkielistä painosta ja useita vieraita kieliä, Mendelejev esitti ensimmäistä kertaa epäorgaanisen kemian jaksollisen lain perusteella.

Rakentaessaan jaksollista elementtijärjestelmää Mendelejev selvisi suurista vaikeuksista, koska monia alkuaineita ei ollut vielä löydetty, ja siihen mennessä tunnetuista 63 alkuaineesta atomipainot määritettiin väärin yhdeksälle. Taulukkoa luodessaan Mendelejev korjasi berylliumin atomipainoa sijoittamalla berylliumia samaan ryhmään alumiinin kanssa, kuten kemistit yleensä tekivät, vaan samaan ryhmään magnesiumin kanssa. Vuosina 1870-71 Mendelejev muutti indiumin, uraanin, toriumin, ceriumin ja muiden alkuaineiden atomipainojen arvoja niiden ominaisuuksien ja määrätyn paikan perusteella jaksollisessa järjestelmässä. Periodisen lain perusteella hän asetti telluurin jodin eteen ja koboltin nikkelin eteen, jotta telluuri putoaisi samaan sarakkeeseen elementtien kanssa, joiden valenssi on 2, ja jodi putoaisi samaan sarakkeeseen elementtien kanssa, joiden valenssi on 1 , vaikka näiden alkuaineiden atomipainot vaativat päinvastaista.

Mendelejev näki kolme seikkaa, jotka hänen mielestään vaikuttivat jaksollisen lain löytämiseen:

Ensinnäkin useimpien kemiallisten alkuaineiden atomipainot määritettiin enemmän tai vähemmän tarkasti;

Toiseksi syntyi selkeä käsite kemiallisilta ominaisuuksiltaan samanlaisista alkuaineryhmistä (luonnolliset ryhmät);

Kolmanneksi, vuoteen 1869 mennessä oli tutkittu monien harvinaisten alkuaineiden kemiaa, joista ilman tietämystä olisi ollut vaikeaa tehdä yleistystä.

Lopuksi ratkaiseva askel kohti lain löytämistä oli se, että Mendelejev vertasi kaikkia alkuaineita keskenään atomipainojen suuruuden mukaan. Mendelejevin edeltäjät vertasivat keskenään samanlaisia ​​elementtejä. Eli luonnollisten ryhmien elementtejä. Nämä ryhmät osoittautuivat riippumattomiksi. Mendelejev yhdisti ne loogisesti taulukkonsa rakenteeseen.

Kuitenkin jopa kemistien valtavan ja huolellisen työn jälkeen atomipainojen korjaamiseksi neljässä jaksollisen järjestelmän kohdassa alkuaineet "rikkovat" nousevien atomipainojen tiukkaa järjestystä. Nämä ovat elementtipareja:

18 Ar (39,948) – 19 K (39,098); 27 Co(58,933) – 28 Ni(58,69);

52 Te(127.60) – 53 I(126.904) 90 Th(232.038) – 91 Pa(231.0359).

D. I. Mendelejevin aikana tällaisia ​​poikkeamia pidettiin jaksollisen järjestelmän puutteina. Atomin rakenteen teoria asetti kaiken paikoilleen: alkuaineet on järjestetty melko oikein - niiden ytimien varausten mukaisesti. Miten sitten selittää, että argonin atomipaino on suurempi kuin kaliumin atomipaino?

Minkä tahansa alkuaineen atomipaino on yhtä suuri kuin sen kaikkien isotooppien keskimääräinen atomipaino, kun otetaan huomioon niiden runsaus luonnossa. Sattumalta argonin atomipaino määräytyy "raskain" isotoopin mukaan (se esiintyy luonnossa suurempia määriä). Kaliumia päinvastoin hallitsee sen "kevyempi" isotooppi (eli isotooppi, jolla on pienempi massaluku).

Mendelejev kuvasi luovan prosessin kulkua, joka on jaksollisen lain löytäminen, seuraavasti: "... tahattomasti syntyi ajatus, että massan ja kemiallisten ominaisuuksien välillä täytyy olla yhteys. Ja koska aineen massa, vaikkakaan ei absoluuttinen, vaan vain suhteellinen, on tarpeen etsiä toiminnallinen vastaavuus elementtien yksittäisten ominaisuuksien ja niiden atomipainojen välillä. Jotain, vaikka sieniä tai jonkinlaista riippuvuutta, on mahdotonta etsiä muuten kuin katsomalla ja yrittämällä. Niinpä aloin valita ja kirjoittaa eri korteille elementtejä atomipainoineen ja perusominaisuuksineen, samankaltaisia ​​elementtejä ja läheisiä atomipainoja, mikä johti nopeasti siihen johtopäätökseen, että elementtien ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa niiden atomipainosta, ja lisäksi epäilen. monia epäselvyyksiä, en epäillyt hetkeäkään tehdyn johtopäätöksen yleisyyttä, koska oli mahdotonta myöntää onnettomuutta.

Jaksottaisen lain perustavanlaatuinen merkitys ja uutuus oli seuraava:

1. Muodostettiin yhteys elementtien välille, jotka EIVÄT ole ominaisuuksiltaan samanlaisia. Tämä suhde piilee siinä, että alkuaineiden ominaisuudet muuttuvat tasaisesti ja suunnilleen yhtäläisesti niiden atomipainon kasvaessa, ja sitten nämä muutokset TOISTUVAAN AJAN.

2. Niissä tapauksissa, joissa vaikutti siltä, ​​että jokin linkki puuttui elementtien ominaisuuksien muutossarjasta, jaksollinen taulukko määräsi GAPS:n, joka oli täytettävä vielä löytämättömillä elementeillä.

Riisi. 10. D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän viisi ensimmäistä jaksoa. Inerttejä kaasuja ei ole vielä löydetty, joten niitä ei ole esitetty taulukossa. Muut 4 elementtiä, jotka eivät olleet tiedossa taulukon luomiseen mennessä, on merkitty kysymysmerkeillä. Kolmen niistä ominaisuudet ennusti D. I. Mendelejev suurella tarkkuudella (osa D. I. Mendelejevin aikojen jaksollista järjestelmää meille tutussa muodossa).

D. I. Mendelejevin käyttämä periaate ennustaakseen vielä tuntemattomien elementtien ominaisuuksia on esitetty kuvassa 11.

Periodisuuslain perusteella ja käytännössä soveltaen dialektiikan lakia kvantitatiivisten muutosten siirtymisestä laadullisiksi, Mendelejev huomautti jo vuonna 1869 neljän vielä löytämättömän elementin olemassaolosta. Ensimmäistä kertaa kemian historiassa uusien alkuaineiden olemassaolo ennustettiin ja jopa niiden atomipainot määritettiin karkeasti. Vuoden 1870 lopussa. Mendelejev kuvasi järjestelmäänsä perustuen ryhmän III vielä löytämättömän elementin ominaisuuksia ja kutsui sitä "ekaaalumiiniksi". Tiedemies ehdotti myös, että uusi elementti löydettäisiin spektrianalyysin avulla. Itse asiassa vuonna 1875 ranskalainen kemisti P.E. Lecoq de Boisbaudran, tutkiessaan sinkkiseosta spektroskoopilla, löysi siitä Mendelejevin ekaaalumiinin. Alkuaineen oletettujen ominaisuuksien tarkka yhteensopivuus kokeellisesti määritettyjen ominaisuuksien kanssa oli ensimmäinen voitto ja loistava vahvistus jaksollisen lain ennustusvoimalle. Taulukossa 1 on kuvaukset Mendelejevin ennustamista "ekaalumiinin" ominaisuuksista ja Boisbaudranin löytämästä galliumin ominaisuuksista.

D.I. Mendelejev ennustaa

Asentaja Lecoq de Boisbaudran (1875)

Ekaalumiini Ea Atomipaino noin 68 Yksinkertainen runko, on oltava alhainen sulava Tiheys lähellä 5,9 Atomitilavuus 11,5 Ei saa hapettua ilmassa Veden on hajotettava kuumassa kuumuudessa Yhdistelmäkaavat: ЕаСl3, Еа2О3, Еа2(SO4)3 Täytyy muodostaa Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O aluna, mutta vaikeampi kuin alumiini Oksidin Ea2O3 pitäisi helposti pelkistää ja antaa metalliksi haihtuvampaa kuin alumiinia, ja siksi voidaan olettaa, että EaCl3 löydetään spektrianalyysillä - haihtuva.

Atomipaino noin 69,72 Puhtaan galliumin sulamispiste on 30 astetta. Kiinteän galliumin tiheys on 5,904 ja nestemäisen galliumin tiheys on 6,095 Atomitilavuus 11.7 Hieman hapettunut vain punakuumissa lämpötiloissa Hajottaa vettä korkeassa lämpötilassa Yhdisteen kaavat: GaCl3, Ga2O3, Ga2(SO4)3 Muotoilee alunaa NH4Ga(SO4)2*12H2O Gallium pelkistetään oksidista kalsinoimalla vetyvirrassa; löydettiin spektrianalyysin avulla Kiehumispiste GaCl3 215-220 astetta C

Vuonna 1879 ruotsalainen kemisti L. Nilson löysi alkuaineen skandium, joka vastaa täysin Mendelejevin kuvaamaa ekaboria; vuonna 1886 saksalainen kemisti K. Winkler löysi alkuaineen germanium, joka vastaa eksasilikonia; vuonna 1898 ranskalaiset kemistit Pierre Curie ja Maria Sklodowska Curie löysivät poloniumin ja radiumin. Mendelejev piti Winkleria, Lecoq de Boisbaudrania ja Nilssonia "jaksollisen lain vahvistajina".

Mendelejevin ennusteet olivat myös perusteltuja: löydettiin trimargaani - nykyinen renium, dicesium - francium jne.

Sen jälkeen tiedemiehille ympäri maailmaa kävi selväksi, että D. I. Mendelejevin jaksollinen järjestelmä ei ainoastaan ​​systematisoi elementtejä, vaan on graafinen ilmaus luonnon peruslaista - jaksollista lakia.

Tällä lailla on ennustevoimaa. Hän antoi mahdollisuuden etsiä kohdennettuja uusia, vielä löytämättömiä elementtejä. Monien alkuaineiden atomipainot, jotka oli aiemmin määritetty riittämättömästi, tarkistettiin ja tarkennettiin juuri siksi, että niiden virheelliset arvot olivat ristiriidassa jaksollisen lain kanssa.

Kerran D. I. Mendelejev huomautti harmissaan: "... emme tiedä jaksollisuuden syitä." Hän ei onnistunut elämään tämän mysteerin ratkaisemiseksi.

Yksi tärkeimmistä argumenteista atomien monimutkaisen rakenteen puolesta oli D. I. Mendelejevin jaksollisen lain löytäminen:

Yksinkertaisten aineiden ominaisuudet sekä yhdisteiden ominaisuudet ja muodot ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa kemiallisten alkuaineiden atomimassoista.

Kun todistettiin, että järjestelmän elementin järjestysluku on numeerisesti yhtä suuri kuin sen atomin ytimen varaus, jaksollisen lain fysikaalinen olemus tuli selväksi.

Mutta miksi kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet muuttuvat ajoittain ytimen varauksen kasvaessa? Miksi elementtijärjestelmä on rakennettu tällä tavalla eikä toisin, ja miksi sen jaksot sisältävät tiukasti määritellyn määrän elementtejä? Näihin tärkeisiin kysymyksiin ei löytynyt vastauksia.

Looginen päättely ennusti, että jos atomeista koostuvien kemiallisten alkuaineiden välillä on suhde, niin atomeilla on jotain yhteistä ja siksi niillä on oltava monimutkainen rakenne.

Alkuaineiden jaksollisen järjestelmän salaisuus selvisi täysin, kun pystyttiin ymmärtämään atomin monimutkaisin rakenne, sen ulkoisten elektronikuorien rakenne, elektronien liikelakit positiivisesti varautuneen ytimen ympärillä, jossa lähes koko atomin massa on keskittynyt.

Kaikki aineen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet määräytyvät atomien rakenteen mukaan. Mendelejevin löytämä jaksollinen laki on universaali luonnonlaki, koska se perustuu atomin rakenteen lakiin.

Modernin atomiteorian perustaja on englantilainen fyysikko Rutherford, joka vakuuttavilla kokeilla osoitti, että lähes kaikki atomin massa ja positiivisesti varautunut aine on keskittynyt pieneen osaan sen tilavuudesta. Hän kutsui tätä atomin osaa ydin. Ytimen positiivista varausta kompensoivat sen ympärillä kiertävät elektronit. Tässä atomimallissa elektronit muistuttavat aurinkokunnan planeettoja, minkä seurauksena sitä kutsuttiin planetaariseksi. Myöhemmin Rutherford onnistui käyttämään kokeellisia tietoja ytimien varausten laskemiseen. Ne osoittautuivat yhtä suureksi kuin D. I. Mendelejevin taulukon elementtien sarjanumerot. Rutherfordin ja hänen oppilaidensa työn jälkeen Mendelejevin jaksollinen laki sai selkeämmän merkityksen ja hieman erilaisen muotoilun:

Yksinkertaisten aineiden ominaisuudet sekä alkuaineiden yhdistelmän ominaisuudet ja muodot ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa alkuaineiden atomien ytimen varauksesta.

Siten kemiallisen alkuaineen sarjanumero jaksollisessa järjestelmässä sai fyysisen merkityksen.

Vuonna 1913 G. Moseley tutki useiden kemiallisten alkuaineiden röntgensäteilyä Rutherfordin laboratoriossa. Tätä tarkoitusta varten hän suunnitteli röntgenputken anodin tietyistä elementeistä koostuvista materiaaleista. Kävi ilmi, että ominaisen röntgensäteilyn aallonpituudet kasvavat katodin muodostavien elementtien sarjanumeron kasvaessa. G. Moseley johti yhtälön, joka liittyy aallonpituuteen ja sarjanumeroon Z:

Tätä matemaattista lauseketta kutsutaan nyt Moseleyn laiksi. Sen avulla on mahdollista määrittää tutkittavan elementin sarjanumero mitatusta röntgenaallonpituudesta.

Yksinkertaisin atomiydin on vetyatomin ydin. Sen varaus on yhtä suuri ja vastakkainen etumerkillä kuin elektronin varaus, ja sen massa on pienin kaikista ytimistä. Vetyatomin ydin tunnistettiin alkuainehiukkaseksi, ja vuonna 1920 Rutherford antoi sille nimen protoni . Protonin massa on noin yksi atomimassayksikkö.

Kuitenkin kaikkien atomien, paitsi vedyn, massa ylittää numeerisesti atomiytimien varaukset. Jo Rutherford oletti, että ytimien tulisi sisältää protonien lisäksi neutraaleja hiukkasia, joilla on tietty massa. Bothe ja Becker löysivät nämä hiukkaset vuonna 1932. Chadwick vahvisti heidän luonteensa ja nimesi neutroneja . Neutroni on varaamaton hiukkanen, jonka massa on lähes yhtä suuri kuin protonin massa, eli myös 1 AU. syödä.

Vuonna 1932 Neuvostoliiton tiedemies D. D. Ivanenko ja saksalainen fyysikko Heisenberg kehittivät itsenäisesti ytimen protoni-neutroni teorian, jonka mukaan atomien ytimet koostuvat protoneista ja neutroneista.

Tarkastellaan jonkin alkuaineen, esimerkiksi natriumin, atomin rakennetta protoni-neutroni-teorian näkökulmasta. Natriumin sarjanumero jaksollisessa järjestelmässä on 11, massaluku on 23. Sarjanumeron mukaan natriumatomin ytimen varaus on + 11. Siksi natriumatomissa on 11 elektronia, joiden varausten summa on yhtä suuri kuin ytimen positiivinen varaus. Jos natriumatomi menettää yhden elektronin, positiivinen varaus on yksi enemmän kuin elektronien negatiivisten varausten summa (10), ja natriumatomista tulee ioni, jonka varaus on 1+. Atomin ytimen varaus on yhtä suuri kuin 11 protonin varausten summa ytimessä, jonka massa on 11 a. e.m. Koska natriumin massaluku on 23 a.m. e.m., sitten ero 23 - 11 \u003d 12 määrittää neutronien lukumäärän natriumatomissa.

Protoneja ja neutroneja kutsutaan nukleonit . Natriumatomin ydin koostuu 23 nukleonista, joista 11 on protoneja ja 12 neutroneja. Ytimen nukleonien kokonaismäärä kirjoitetaan elementtimerkinnän vasempaan yläkulmaan ja protonien lukumäärä vasempaan alakulmaan, esim. Na.

Tietyn alkuaineen kaikilla atomeilla on sama ydinvaraus, eli sama määrä protoneja ytimessä. Neutronien lukumäärä alkuaineiden atomien ytimissä voi olla erilainen. Kutsutaan atomeja, joiden ytimessä on sama määrä protoneja ja eri määrä neutroneja isotoopit .

Eri alkuaineiden atomeja, joiden ydin sisältää saman määrän nukleoneja, kutsutaan isobaarit .

Tiede on ennen kaikkea suuren tanskalaisen fyysikon Niels Bohrin velkaa todellisen yhteyden luomisen atomin rakenteen ja jaksollisen järjestelmän rakenteen välille. Hän oli myös ensimmäinen, joka selitti alkuaineiden ominaisuuksien jaksoittaisen muutoksen todelliset periaatteet. Bohr aloitti tekemällä Rutherfordin atomin mallista käyttökelpoisen.

Rutherfordin planeettamalli atomista heijasti ilmeistä totuutta, että suurin osa atomista sisältyy merkityksettömään osaan tilavuudesta - atomiytimeen, ja elektronit ovat jakautuneet atomin muuhun tilavuuteen. Atomin ytimen kiertoradalla olevan elektronin liikkeen luonne on kuitenkin ristiriidassa sähködynamiikan sähkövarausten liiketeorian kanssa.

Ensinnäkin sähködynamiikan lakien mukaan ytimen ympäri pyörivän elektronin täytyy pudota ytimeen säteilyn energiahäviön seurauksena. Toiseksi, kun lähestytään ydintä, elektronin lähettämien aallonpituuksien on jatkuvasti muututtava muodostaen jatkuvan spektrin. Atomit eivät kuitenkaan katoa, mikä tarkoittaa, että elektronit eivät putoa ytimeen ja atomien säteilyspektri ei ole jatkuva.

Jos metalli kuumennetaan haihtumislämpötilaan, sen höyry alkaa hehkua ja jokaisen metallin höyryllä on oma värinsä. Prisman hajottaman metallihöyryn säteily muodostaa yksittäisistä valojuovista koostuvan spektrin. Tällaista spektriä kutsutaan viivaspektriksi. Jokaiselle spektrin viivalle on ominaista tietty sähkömagneettisen säteilyn taajuus.

Vuonna 1905 Einstein selitti valosähköilmiön ilmiötä, että valo etenee fotonien tai energiakvanttien muodossa, joilla on hyvin selvä merkitys kullekin atomityypille.

Vuonna 1913 Bohr esitteli kvanttiesityksen Rutherfordin planeettamalliin atomista ja selitti atomien viivaspektrien alkuperän. Hänen teoriansa vetyatomin rakenteesta perustuu kahteen postulaattiin.

Ensimmäinen postulaatti:

Elektroni pyörii ytimen ympäri säteilemättä energiaa tiukasti määriteltyjä stationaarisia ratoja pitkin, jotka täyttävät kvanttiteorian.

Jokaisella näistä kiertoradoista elektronilla on tietty energia. Mitä kauempana ytimestä kiertorata sijaitsee, sitä enemmän energiaa siinä sijaitsevalla elektronilla on.

Klassisessa mekaniikassa kappaleen liike keskustan ympärillä määräytyy kulmaliikkeen mukaan m´v´r, missä m on liikkuvan kohteen massa, v on kohteen nopeus, r on ympyrän säde. Kvanttimekaniikan mukaan tämän kohteen energialla voi olla vain tietyt arvot. Bohr uskoi, että elektronin kulmamomentti vetyatomissa voi olla vain yhtä suuri kuin kokonaisluku toimintakvantteja. Ilmeisesti tämä suhde oli Bohrin arvelu, jonka ranskalainen fyysikko de Broglie johti myöhemmin matemaattisesti.

Näin ollen Bohrin ensimmäisen postulaatin matemaattinen lauseke on yhtäläisyys:

(1)

Yhtälön (1) mukaisesti elektronin kiertoradan minimisäde ja siten elektronin pienin potentiaalienergia vastaa n:n arvoa, joka on yhtä suuri kuin yksikkö. Vetyatomin tilaa, joka vastaa arvoa n=1, kutsutaan normaaliksi tai emäksiseksi. Vetyatomia, jonka elektroni on millä tahansa muulla kiertoradalla, joka vastaa arvoja n=2, 3, 4, ¼, kutsutaan virittyneeksi.

Yhtälö (1) sisältää elektronin nopeuden ja kiertoradan säteen tuntemattomina. Jos teemme toisen yhtälön, joka sisältää v:n ja r:n, voimme laskea näiden vetyatomin elektronin tärkeiden ominaisuuksien arvot. Tällainen yhtälö saadaan ottamalla huomioon "vetyatomin ydin - elektroni" -järjestelmässä vaikuttavien keskipako- ja keskipakovoimien yhtäläisyys.

Keskipakovoima on . Keskipitkävoima, joka määrittää elektronin vetovoiman ytimeen Coulombin lain mukaan, on . Kun otetaan huomioon vetyatomin elektronin ja ytimen varausten yhtäläisyys, voimme kirjoittaa:

(2)

Ratkaisemalla yhtälöjärjestelmän (1) ja (2) v:n ja r:n suhteen, löydämme:

(3)

Yhtälöt (3) ja (4) mahdollistavat kiertoradan säteiden ja elektronien nopeuden laskemisen mille tahansa n:n arvolle. Kun n=1, vetyatomin ensimmäisen kiertoradan, Bohrin säde, on 0,053 nm. Elektronin nopeus tällä kiertoradalla on 2200 km/s. yhtälöt (3) ja (4) osoittavat, että vetyatomin elektronien kiertoradan säteet liittyvät toisiinsa luonnollisten lukujen neliöinä ja elektronin nopeus pienenee n:n kasvaessa.

Toinen postulaatti:

Siirtyessään kiertoradalta toiselle elektroni absorboi tai emittoi energiakvantin.

Kun atomi viritetään, eli kun elektroni siirtyy lähimmältä kiertoradalta ydintä kaukaisemmalle, energiakvantti absorboituu ja päinvastoin, kun elektroni liikkuu kaukaiselta kiertoradalta lähelle, kvanttienergia on päästää E 2 - E 1 \u003d hv. Löytettyään kiertoradan säteet ja niillä olevan elektronin energian, Bohr laski fotonien energian ja niitä vastaavien juovien energian vedyn viivaspektrissä, mikä vastasi kokeellisia tietoja.

Lukua n, joka määrittää kvanttiratojen säteiden koon, elektronien liikenopeuden ja niiden energian, kutsutaan ns. pääkvanttiluku .

Sommerfeld paransi Bohrin teoriaa edelleen. Hän ehdotti, että atomissa voi olla elektronien pyöreän kiertoradan lisäksi myös elliptisiä, ja tämän perusteella hän selitti vetyspektrin hienorakenteen alkuperän.

Riisi. 12. Bohr-atomissa oleva elektroni kuvaa paitsi ympyrämäistä myös elliptistä kiertorataa. Tältä ne näyttävät eri arvoilla l klo P =2, 3, 4.

Kuitenkin Bohr-Sommerfeldin teoria atomin rakenteesta yhdisti klassiset ja kvanttimekaaniset käsitteet ja rakentui siten ristiriitaisuuksille. Bohr-Sommerfeld-teorian tärkeimmät haitat ovat seuraavat:

1. Teoria ei pysty selittämään kaikkia atomien spektriominaisuuksien yksityiskohtia.

2. Se ei mahdollista kemiallisen sidoksen kvantitatiivista laskemista edes niin yksinkertaisessa molekyylissä kuin vetymolekyyli.

Mutta perusasento vakiintui tiukasti: elektronikuorten täyttyminen kemiallisten alkuaineiden atomeissa tapahtuu kolmannesta alkaen, M - kuoret eivät ole peräkkäisiä, asteittain täyteen kapasiteettiin (eli kuten se oli TO- ja L - kuoret), mutta vaiheittain. Toisin sanoen elektronikuorten rakentaminen keskeytyy tilapäisesti johtuen siitä, että elektroneja esiintyy atomeissa, jotka kuuluvat muihin kuoriin.

Nämä kirjaimet on merkitty seuraavasti: n , l , m l , neiti – ja atomifysiikan kielellä niitä kutsutaan kvanttiluvuiksi. Historiallisesti ne otettiin käyttöön asteittain, ja niiden syntyminen liittyy suurelta osin atomispektrien tutkimukseen.

Joten käy ilmi, että minkä tahansa atomin elektronin tila voidaan kirjoittaa erityisellä koodilla, joka on neljän kvanttiluvun yhdistelmä. Nämä eivät ole vain joitain abstrakteja määriä, joita käytetään elektronisten tilojen tallentamiseen. Päinvastoin, niillä kaikilla on todellinen fyysinen sisältö.

Määrä P sisältyy elektronikuoren kapasitanssin kaavaan (2 P 2), eli annettu kvanttiluku P vastaa elektronikuoren numeroa; toisin sanoen tämä luku määrittää, kuuluuko elektroni tiettyyn elektronikuoreen.

Määrä P hyväksyy vain kokonaislukuarvot: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…, jotka vastaavat vastaavasti kuoria: K, L, M, N, O, P, Q.

Koska P sisältyy elektronin energian kaavaan, silloin he sanovat, että pääkvanttiluku määrittää elektronin kokonaisenergian atomissa.

Toinen aakkosemme kirjain - kiertoradan (sivu) kvanttinumero - on merkitty nimellä l . Se otettiin käyttöön korostamaan kaikkien tiettyyn kuoreen kuuluvien elektronien epäekvivalenssia.

Jokainen kuori on jaettu tiettyihin alikuoriin, ja niiden lukumäärä on yhtä suuri kuin kuoren lukumäärä. eli K-kuori ( P =1) koostuu yhdestä osakuoresta; L-kuori ( P =2) - kahdesta; M-shell ( P =3) - kolmesta alakuoresta ...

Ja jokaiselle tämän kuoren alikuorelle on ominaista tietty arvo l . Myös kiertoradan kvanttiluku ottaa kokonaislukuja, mutta alkaen nollasta, eli 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 ... Siten, l aina vähemmän P . Se on helppo ymmärtää milloin P =1 l =0; klo n =2 l =0 ja 1; klo n = 3 l = 0, 1 ja 2 jne. Numero l , niin sanotusti sillä on geometrinen kuva. Loppujen lopuksi yhteen tai toiseen kuoreen kuuluvien elektronien kiertoradat voivat olla paitsi pyöreitä, myös elliptisiä.

erilaisia ​​merkityksiä l ja luonnehtia erityyppisiä ratoja.

Fyysikot rakastavat perinteitä ja mieluummin vanhoja kirjainmerkintöjä osoittavat elektronialakuoria. s ( l =0), p ( l =1), d ( l =2), f ( l =3). Nämä ovat saksankielisten sanojen ensimmäiset kirjaimet, jotka luonnehtivat spektriviivojen sarjan piirteitä elektronisiirtymien vuoksi: terävä, pää, diffuusi, perustava.

Nyt voit kirjoittaa lyhyesti muistiin, mitkä elektronien osakuoret sisältävät elektronikuoret (taulukko 2).

Jos haluat tietää, kuinka monta elektronia eri elektronien osakuoret voivat sisältää, auta määrittämään kolmas ja neljäs kvanttiluku - m l ja m s, joita kutsutaan magneettisiksi ja spiniksi.

Magneettinen kvanttiluku m l läheisesti liittyvää l ja määrittää toisaalta näiden kiertoratojen sijainnin suunnan avaruudessa ja toisaalta niiden lukumäärän, joka on mahdollista tietyllä l . Joistakin atomiteorian laeista seuraa, että tietylle l kvanttiluku m l, kestää 2 l +1 kokonaislukuarvot: alkaen - l kohtaan + l , mukaan lukien nolla. Esimerkiksi varten l =3 tämä on sekvenssi m l meillä on: - 3, - 2, - 1, 0, +1, +2, +3, eli yhteensä seitsemän arvoa.

Miksi m l kutsutaan magneettiseksi? Jokainen elektroni, joka kiertää ytimen kiertoradalla, on olennaisesti yksi käämin kierros, jonka läpi virtaa sähkövirta. Siellä on magneettikenttä, joten jokaista atomin kiertorataa voidaan pitää litteänä magneettilevynä. Kun ulkoinen magneettikenttä löydetään, jokainen elektronin kiertorata on vuorovaikutuksessa tämän kentän kanssa ja pyrkii ottamaan tietyn aseman atomissa.

Elektronien lukumäärä kullakin kiertoradalla määräytyy spinkvanttiluvun m s arvon perusteella.

Atomien käyttäytyminen vahvoissa epätasaisissa magneettikentissä on osoittanut, että jokainen atomin elektroni käyttäytyy kuin magneetti. Ja tämä osoittaa, että elektroni pyörii oman akselinsa ympäri, kuten planeetta kiertoradalla. Tätä elektronin ominaisuutta kutsutaan "spiniksi" (käännetty englanniksi - pyörittää). Elektronin pyörimisliike on vakio ja muuttumaton. Elektronin pyöriminen on täysin epätavallista: sitä ei voi hidastaa, kiihdyttää tai pysäyttää. Se on sama kaikille maailman elektroneille.

Mutta vaikka spin on kaikkien elektronien yhteinen ominaisuus, se on myös syy atomin elektronien väliseen eroon.

Kahdella elektronilla, jotka kiertävät samalla kiertoradalla ytimen ympäri, on sama spin suuruusluokkaa, mutta silti ne voivat poiketa oman pyörimissuunnastaan. Tässä tapauksessa liikemäärän merkki ja spinin merkki muuttuvat.

Kvanttilaskenta johtaa kahteen mahdolliseen kiertoradalla olevan elektronin spin-kvanttilukujen arvoon: s=+ ja s= -. Muita arvoja ei voi olla. Siksi atomissa vain yksi tai kaksi elektronia voi pyöriä kullakin kiertoradalla. Ei voi olla enempää.

Jokaiseen elektronialikuoreen mahtuu 2(2 l + 1) - elektronit, nimittäin (taulukko 3):

Tästä yksinkertaisella lisäyksellä saadaan peräkkäisten kuorien kapasiteetit.

Peruslain yksinkertaisuus, johon atomin rakenteen alkuperäinen ääretön monimutkaisuus pelkistettiin, on hämmästyttävää. Kaikki elektronien outo käyttäytyminen sen ulkokuoressa, joka hallitsee sen kaikkia ominaisuuksia, voidaan ilmaista poikkeuksellisen yksinkertaisella tavalla: Atomissa ei ole eikä voi olla kahta identtistä elektronia. Tämä laki tunnetaan tieteessä Paulin periaatteena (sveitsiläisen teoreettisen fyysikon mukaan).

Kun tiedät atomin elektronien kokonaismäärän, joka on yhtä suuri kuin sen sarjanumero Mendeleev-järjestelmässä, voit "rakentaa" atomin: voit laskea sen ulkoisen elektronikuoren rakenteen - määrittää kuinka monta elektronia siinä on ja mitä ystävällisiä he ovat siinä.

Kun kasvat Z samantyyppiset atomien elektroniset konfiguraatiot toistuvat ajoittain. Itse asiassa tämä on myös jaksollisen lain muotoilu, mutta se liittyy elektronien jakautumisprosessiin kuorien ja osakuorten yli.

Kun tiedät atomin rakenteen lain, voit nyt rakentaa jaksollisen järjestelmän ja selittää miksi se on rakennettu tällä tavalla. Tarvitaan vain yksi pieni terminologinen selvennys: niitä alkuaineita, joiden atomeissa tapahtuu s-, p-, d-, f-alikuorten konstruktio, kutsutaan yleensä vastaavasti s-, p-, d-, f-alkioksiksi.

Atomin kaava on tapana kirjoittaa tähän muotoon: pääkvanttiluku on vastaava luku, toissijainen kvanttiluku on kirjain, elektronien lukumäärä on merkitty oikeaan yläkulmaan.

Ensimmäinen jakso sisältää 1 s-alkuainetta - vetyä ja heliumia. Ensimmäisen jakson kaavamainen esitys on seuraava: 1 s 2 . Toinen jakso voidaan esittää seuraavasti: 2 s 2 2 p 6 eli se sisältää elementtejä, joihin on täytetty 2 s-, 2 p-osakuorta. Ja kolmas (3 s-, 3p-alikuorta on rakennettu siihen): 3 s 2 3p 6 . Ilmeisesti samantyyppiset elektroniset kokoonpanot toistuvat.

4. jakson alussa on kaksi 4 s-elementtiä, eli N-kuoren täyttö alkaa aikaisemmin kuin M-kuoren rakentaminen valmistui. Se sisältää vielä 10 avointa työpaikkaa, jotka täytetään seuraavassa kymmenessä elementissä (3 d-elementtiä). M-kuoren täyttö on päättynyt, N-kuoren täyttö jatkuu (kuudella 4 p-elektronilla). Näin ollen 4. periodin rakenne on seuraava: 4 s 2 3 d 10 4 p 6 . Viides jakso täytetään samalla tavalla:

5 s 2 4 p 10 5 p 6 .

Kuudennessa jaksossa on 32 elementtiä. Sen kaavamainen esitys on seuraava: 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6 .

Ja lopuksi seuraava, 7. jakso: 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6 . On syytä muistaa, että kaikkia 7. jakson elementtejä ei vielä tunneta.

Tällainen kuorien vaiheittainen täyttö on tiukka fyysinen säännöllisyys. Osoittautuu, että sen sijaan, että ne miehittäisivät 3 d:n alikuoren tasot, elektronien on kannattavampaa (energian kannalta katsottuna) täyttää ensin 4 s alikuoren tasot. Juuri nämä energia "heilahtelee" "kannattavampaa - kannattamattomampaa" ja selittävät tilanteen, että kemiallisissa alkuaineissa elektronikuorten täyttö menee kielekkeisiin.

20-luvun puolivälissä. Ranskalainen fyysikko L. de Broglie ilmaisi rohkean ajatuksen: kaikilla materiaalihiukkasilla (mukaan lukien elektronilla) ei ole vain materiaalin, vaan myös aallon ominaisuuksia. Pian oli mahdollista osoittaa, että elektronit, kuten valoaallot, voivat kiertää myös esteitä.

Koska elektroni on aalto, sen liikettä atomissa voidaan kuvata aaltoyhtälön avulla. Itävaltalainen fyysikko E. Schrödinger johti tällaisen yhtälön vuonna 1926. Matemaatikot kutsuvat sitä toisen asteen osittaiseksi differentiaaliyhtälöksi. Fyysikoille tämä on kvanttimekaniikan perusyhtälö.

Tältä yhtälö näyttää:

+++ y = 0

missä m on elektronin massa; r – elektronin etäisyys ytimestä; e on elektronin varaus; E on elektronin kokonaisenergia, joka on yhtä suuri kuin kineettisten ja potentiaalisten energioiden summa; Z on atomin sarjanumero (vetyatomille se on 1); h- "toiminnan määrä"; x , y , z – elektronikoordinaatit; y - aaltofunktio (abstrakti abstrakti suure, joka kuvaa todennäköisyysastetta).

Todennäköisyysaste sille, että elektroni sijaitsee tietyssä paikassa ytimen ympärillä olevassa tilassa. Jos y \u003d 1, niin elektronin on siis todella oltava tässä paikassa; jos y = 0, niin siellä ei ole elektroneja ollenkaan.

Elektronin löytämisen todennäköisyyden käsite on keskeinen kvanttimekaniikassa. Ja y (psi)-funktion arvo (tarkemmin sanottuna sen arvon neliö) ilmaisee todennäköisyyden, että elektroni on jossakin avaruuden pisteessä.

Kvanttimekaanisessa atomissa ei ole määrättyjä elektronin kiertoratoja, jotka on niin selkeästi hahmoteltu Bohrin atomimallissa. Elektroni on ikään kuin tahriintunut avaruudessa pilven muodossa. Mutta tämän pilven tiheys on erilainen: kuten sanotaan, missä se on tiheä ja missä se on tyhjä. Suurempi pilvitiheys vastaa suurempaa todennäköisyyttä löytää elektroni.

Abstraktista kvanttimekaanisesta atomin mallista voidaan siirtyä Bohrin visuaaliseen ja näkyvään atomimalliin. Tätä varten sinun on ratkaistava Schrödingerin yhtälö. Osoittautuu, että aaltofunktio liittyy kolmeen eri suureen, jotka voivat ottaa vain kokonaislukuarvoja. Lisäksi näiden suureiden muutosten järjestys on sellainen, että ne eivät voi olla mitään muuta kuin kvanttilukuja. Pää-, orbitaali- ja magneettinen. Mutta ne otettiin käyttöön nimenomaan eri atomien spektrien osoittamiseksi. Sitten ne siirtyivät hyvin orgaanisesti Bohrin atomimalliin. Sellaista on tieteellinen logiikka - ankarinkaan skeptikko ei horjuta sitä.

Kaikki tämä tarkoittaa, että Schrödinger-yhtälön ratkaisu johtaa lopulta atomien elektronikuorten ja -alikuorten täyttymissekvenssin johtamiseen. Tämä on kvanttimekaanisen atomin tärkein etu Bohr-atomiin verrattuna. Ja planeettaatomille tuttuja käsitteitä voidaan tarkistaa kvanttimekaniikan näkökulmasta. Voidaan sanoa, että rata on tietty joukko tietyn elektronin todennäköisiä paikkoja atomissa. Se vastaa tiettyä aaltofunktiota. Ilmaisun "kiertorata" sijaan modernissa atomifysiikassa ja -kemiassa käytetään termiä "kiertorata".

Joten Schrödingerin yhtälö on kuin taikasauva, joka poistaa kaikki jaksollisen järjestelmän muodollisen teorian sisältämät puutteet. Muuttaa "muodollisen" "todelliseksi".

Todellisuudessa tämä on kaukana siitä. Koska yhtälöllä on tarkka ratkaisu vain vetyatomille, yksinkertaisimmalle atomille. Heliumatomille ja sitä seuraaville on mahdotonta ratkaista Schrödingerin yhtälöä tarkasti, koska elektronien väliset vuorovaikutusvoimat lisätään. Ja niiden vaikutuksen huomioon ottaminen lopputulokseen on käsittämättömän monimutkainen matemaattinen ongelma. Se on ihmisten kykyjen ulottumattomissa; siihen voidaan verrata vain nopeita elektronisia tietokoneita, jotka suorittavat satoja tuhansia operaatioita sekunnissa. Ja silloinkin vain sillä ehdolla, että laskentaohjelma on kehitetty lukuisilla yksinkertaistuksilla ja likimäärillä.

40 vuoden aikana tunnettujen kemiallisten alkuaineiden luettelo on kasvanut 19:llä. Ja kaikki 19 alkuainetta syntetisoitiin, valmistettiin keinotekoisesti.

Alkuaineiden synteesi voidaan ymmärtää siten, että saadaan alkuaineesta, jolla on pienempi ydinvaraus, pienempi atomiluku suurempi atomiluku. Ja saamisprosessia kutsutaan ydinreaktioksi. Sen yhtälö kirjoitetaan samalla tavalla kuin tavallisen kemiallisen reaktion yhtälö. Reagenssit ovat vasemmalla, tuotteet oikealla. Ydinreaktion lähtöaineet ovat kohde ja pommittava hiukkanen.

Lähes mikä tahansa jaksollisen järjestelmän elementti (vapaassa muodossa tai kemiallisen yhdisteen muodossa) voi toimia kohteena.

Pommittavien hiukkasten roolia hoitavat a-hiukkaset, neutronit, protonit, deuteronit (vedyn raskaan isotoopin ytimet) sekä eri alkuaineiden niin sanotut moninkertaisesti varautuneet raskaat ionit - boori, hiili, typpi, happi, neon, argon ja muut jaksollisen järjestelmän elementit.

Jotta ydinreaktio tapahtuisi, pommittavan hiukkasen täytyy törmätä kohdeatomin ytimeen. Jos hiukkasella on riittävän korkea energia, se voi tunkeutua niin syvälle ytimeen, että se sulautuu siihen. Koska kaikki yllä luetellut hiukkaset neutronia lukuun ottamatta sisältävät positiivisia varauksia, ne lisäävät sen varausta sulautuessaan ytimeen. Ja Z:n arvon muuttaminen tarkoittaa alkuaineiden muuntamista: elementin synteesiä uudella ydinvarauksen arvolla.

Jotta löydettäisiin tapa kiihdyttää pommittavia hiukkasia ja antaa niille suuri energia, joka riittää sulattamaan ne ytimiin, keksittiin ja rakennettiin erityinen hiukkaskiihdytin, syklotroni. Sitten he rakensivat erityisen uusien elementtien tehtaan - ydinvoimalan. Sen suorana tarkoituksena on tuottaa ydinenergiaa. Mutta koska siinä on aina voimakkaita neutronivirtoja, niitä on helppo käyttää keinotekoiseen synteesiin. Neutronilla ei ole varausta, joten sen kiihtyminen ei ole välttämätöntä (ja mahdotonta). Päinvastoin, hitaat neutronit osoittautuvat hyödyllisemmiksi kuin nopeat.

Kemistien täytyi raahata aivonsa ja osoittaa aitoja kekseliäisyyden ihmeitä kehittääkseen tapoja erottaa merkityksettömät määrät uusia alkuaineita kohdeaineesta. Oppia tutkimaan uusien alkuaineiden ominaisuuksia, kun vain muutama niiden atomeista oli saatavilla...

Satojen ja tuhansien tutkijoiden työn avulla 19 uutta solua täytettiin jaksollisessa järjestelmässä. Neljä on sen vanhojen rajojen sisällä: vedyn ja uraanin välillä. Viisitoista - uraanille. Näin kaikki tapahtui...

4 paikkaa jaksollisessa järjestelmässä pysyi pitkään tyhjinä: solut numeroilla 43, 61, 85 ja 87.

Nämä 4 elementtiä olivat vaikeasti havaittavissa. Tiedemiesten pyrkimykset etsiä niitä luonnosta epäonnistuivat. Jaksolain avulla kaikki muut jaksollisen taulukon paikat täytettiin kauan sitten - vedystä uraaniin.

Useammin kuin kerran tieteellisissä julkaisuissa on raportoitu näiden neljän elementin löytämisestä. Mutta kaikkia näitä löytöjä ei vahvistettu: joka kerta tarkka tarkastus osoitti, että oli tehty virhe ja satunnaiset merkityksettömät epäpuhtaudet erehdyttiin uudeksi alkuaineeksi.

Pitkä ja vaikea etsintä johti lopulta yhden vaikeasti havaittavan elementin löytämiseen luonnossa. Kävi ilmi, että ekasesium nro 87 esiintyy luonnollisen radioaktiivisen isotoopin uraani-235 hajoamisketjussa. se on lyhytikäinen radioaktiivinen alkuaine.

Riisi. 13. Elementin nro 87 muodostuskaavio - Ranska. Jotkut radioaktiiviset isotoopit voivat hajota kahdella tavalla, esimerkiksi sekä a- että b-hajoamisen kautta. Tätä ilmiötä kutsutaan radioaktiiviseksi haarukoksi. Kaikki luonnolliset radioaktiiviset perheet sisältävät haarukoita.

Elementti 87 ansaitsee kertomisen tarkemmin. Nyt kemian tietosanakirjoista luemme: ranskalainen tiedemies Marguerite Perey löysi franciumin (sarjanumero 87) vuonna 1939.

Kuinka Perey onnistui vangitsemaan vaikeasti havaittavan elementin? Vuonna 1914 kolme itävaltalaista radiokemistiä - S. Meyer, W. Hess ja F. Panet - alkoivat tutkia aktinium-isotoopin, jonka massaluku on 227, radioaktiivista hajoamista. Tiedettiin, että se kuuluu aktinouraanien perheeseen ja emittoi b- hiukkasia; siksi sen hajoamistuote on torium. Tutkijoilla oli kuitenkin epämääräisiä epäilyksiä, että aktinium-227, harvoin, myös emittoi a-hiukkasia. Toisin sanoen yksi radioaktiivisen haarukan esimerkeistä havaitaan tässä. Tällaisen muutoksen aikana pitäisi muodostua isotooppi alkuaineesta 87. Meyer ja hänen kollegansa havaitsivat itse asiassa a-hiukkasia. Lisätutkimuksia vaadittiin, mutta ensimmäinen maailmansota keskeytti ne.

Marguerite Perey seurasi samaa tietä. Mutta hänellä oli käytössään herkempiä instrumentteja, uusia, parannettuja analyysimenetelmiä. joten hän menestyi.

Francium on yksi keinotekoisesti syntetisoiduista alkuaineista. Mutta silti elementti löydettiin ensin luonnosta. Se on francium-223:n isotooppi. Sen puoliintumisaika on vain 22 minuuttia. Tulee selväksi, miksi maan päällä on niin vähän Ranskaa. Ensinnäkin haurauden vuoksi sillä ei ole aikaa keskittyä havaittavissa oleviin määriin, ja toiseksi sen muodostumisprosessille itsessään on ominaista pieni todennäköisyys: vain 1,2 % aktinium-227-ytimistä hajoaa a-päästöjen myötä. hiukkasia.

Tässä suhteessa franciumia on kannattavampaa valmistaa keinotekoisesti. Hän on saanut jo 20 franciumin isotooppia, ja niistä pisin on francium-223. kemistit pystyivät osoittamaan, että sen ominaisuudet ovat äärimmäisen samankaltaisia ​​kuin cesium.

Atomiytimien ominaisuuksia tutkiessaan fyysikot tulivat siihen tulokseen, että alkuaineilla, joiden atominumerot ovat 43, 61, 85 ja 87, ei voi olla stabiileja isotooppeja. Ne voivat olla vain radioaktiivisia, lyhyt puoliintumisaika, ja niiden pitäisi hävitä nopeasti. Siksi ihminen loi kaikki nämä elementit keinotekoisesti. Polut uusien elementtien luomiseen osoittivat jaksollista lakia. Elementti 43 oli ensimmäinen keinotekoisesti luotu.

Alkuaineen 43 ytimessä täytyy olla 43 positiivista varausta ja ytimen ympärillä on 43 elektronia. Alkuaineen 43 tyhjässä tilassa, joka on viidennen jakson puolivälissä, on neljännessä jaksossa mangaania ja kuudennessa reniumia. Siksi alkuaineen 43 kemiallisten ominaisuuksien tulisi olla samanlaisia ​​kuin mangaanin ja reniumin. Solun 43 vasemmalla puolella on molybdeeni #42, oikealla ruteeni #44. Siksi alkuaineen 43 luomiseksi on tarpeen lisätä varausten lukumäärää atomin ytimessä, jossa on 42 varausta, yhdellä lisävarauksella. Siksi uuden alkuaineen 43 synteesiä varten molybdeeni on otettava lähtöaineena. Kevyimmällä alkuaineella, vedyllä, on yksi positiivinen varaus. Joten voimme odottaa, että alkuaine 43 voidaan saada molybdeenin ja protonin välisen ydinreaktion tuloksena.

Riisi. 14. Kaavio alkuaineen nro 43 - teknetium - synteesiä varten.

Alkuaineen 43 ominaisuuksien tulee olla samanlaisia ​​kuin mangaanilla ja reniumilla, ja tämän alkuaineen muodostumisen havaitsemiseksi ja osoittamiseksi on käytettävä samanlaisia ​​kemiallisia reaktioita kuin ne, joilla kemistit määrittävät pienten mangaanin ja reniumin esiintymisen.

Näin jaksollinen järjestelmä mahdollistaa keinotekoisten elementtien luomisen tien kartoituksen.

Täsmälleen samalla tavalla ensimmäinen keinotekoinen kemiallinen alkuaine luotiin vuonna 1937. Hän sai merkittävän nimen teknetium - ensimmäinen alkuaine, joka on valmistettu teknisillä, keinotekoisilla keinoilla. Näin teknetium syntetisoitiin. Molybdeenilevyä pommittivat voimakkaasti vety-deuteriumin raskaan isotoopin ytimet, jotka dispergoituivat syklotroniin suurella nopeudella.

Raskaat vetyytimet, jotka saivat erittäin paljon energiaa, tunkeutuivat molybdeeniytimiin. Syklotronissa säteilytyksen jälkeen molybdeenimuovi liuotettiin happoon. Liuoksesta eristettiin merkityksetön määrä uutta radioaktiivista ainetta samoilla reaktioilla, jotka ovat tarpeen mangaanin analyyttiseen määritykseen (analogisesti elementin 43 kanssa). Tämä oli uusi alkuaine - teknetium. Ne vastaavat täsmälleen elementin sijaintia jaksollisessa taulukossa.

Nyt teknetiumista on tullut melko edullista: sitä muodostuu melko suuria määriä ydinreaktoreissa. Teknetiumia on tutkittu hyvin ja sitä käytetään jo käytännössä.

Menetelmä, jolla elementti 61 luotiin, on hyvin samanlainen kuin menetelmä, jolla teknetiumia saadaan. Alkuaine 61 eristettiin vasta vuonna 1945 uraanin fission seurauksena ydinreaktorissa syntyneistä fragmentaatioelementeistä.

Riisi. 15. Kaavio alkuaineen nro 61 - prometiumin - synteesiä varten.

Elementti sai symbolisen nimen "promethium". Tätä nimeä ei annettu hänelle yksinkertaisesta syystä. Se symboloi tieteen dramaattista polkua, joka varastaa ydinfission energiaa luonnosta ja hallitsee tätä energiaa (legendan mukaan titaani Prometheus varasti tulen taivaalta ja antoi sen ihmisille; tätä varten hänet ketjutettiin kallioon ja valtavaan kotkaan kiusannut häntä joka päivä), mutta se myös varoittaa ihmisiä kamalalta sotilaallisesta vaarasta.

Prometiumia tuotetaan nyt huomattavia määriä: sitä käytetään atomiakuissa - tasavirtalähteissä, jotka voivat toimia keskeytyksettä useiden vuosien ajan.

Vastaavalla tavalla syntetisoitiin raskain halogeeni, ekaiod, alkuaine 85. Se saatiin ensin pommittamalla vismuttia (nro 83) heliumytimillä (nro 2), jotka kiihdytettiin syklotronissa suuriin energioihin. Uuden elementin nimi on astane (epävakaa). Se on radioaktiivista ja häviää nopeasti. Sen kemialliset ominaisuudet osoittautuivat myös täsmälleen jaksollisen lain mukaisiksi. Se on samanlainen kuin jodi.

Riisi. 16. Kaavio alkuaineen nro 85 - astatiinin - synteesiä varten.

Transuraanielementit ovat keinotekoisesti syntetisoituja kemiallisia alkuaineita, jotka sijaitsevat uraanin jälkeen jaksollisessa järjestelmässä. Kuinka monta muuta niistä syntetisoidaan tulevaisuudessa, kun kukaan ei voi varmasti vastata.

Uraani oli viimeinen luonnollisten alkuaineiden sarjassa pitkään 70 vuoteen.

Ja koko tämän ajan tiedemiehet olivat tietysti huolissaan kysymyksestä: onko luonnossa uraania raskaampia alkuaineita? Dmitri Ivanovitš uskoi, että jos transuraanielementtejä voitaisiin koskaan löytää maan suolistosta, niiden määrää tulisi rajoittaa. Radioaktiivisuuden löytämisen jälkeen tällaisten alkuaineiden puuttuminen luonnosta selittyy sillä tosiasialla, että niiden puoliintumisajat ovat lyhyet ja ne kaikki hajosivat, muuttuivat kevyemmiksi alkuaineiksi hyvin kauan sitten, meidän evoluution alkuvaiheessa. planeetta. Mutta uraanilla, joka osoittautui radioaktiiviseksi, oli niin pitkä elinikä, että se säilyi meidän aikanamme. Miksi luonto ei ainakaan lähimmille transuraanilaisille voinut vapauttaa niin runsasta aikaa olemassaololle? Oli monia raportteja oletettavasti uusien alkuaineiden löytämisestä järjestelmästä - vedyn ja uraanin välillä, mutta tieteellisissä lehdissä ei melkein koskaan kirjoitettu transuranien löytämisestä. Tiedemiehet vain väittivät, mikä oli syynä uraanin jaksollisen järjestelmän katkeamiseen.

Ainoastaan ​​ydinfuusio mahdollisti mielenkiintoisten olosuhteiden selvittämisen, joita ei aiemmin voinut edes epäillä.

Ensimmäiset tutkimukset uusien kemiallisten alkuaineiden synteesistä kohdistuivat transuraanien keinotekoiseen tuotantoon. Ensimmäisestä keinotekoisesta transuraanialkuaineesta puhuttiin kolme vuotta ennen teknetiumin ilmestymistä. Stimuloiva tapahtuma oli neutronin löytäminen. alkuainehiukkanen, jolla ei ollut varausta, oli valtava tunkeutumiskykyinen, pystyi saavuttamaan atomiytimen ilman esteitä ja aiheuttamaan eri alkuaineiden muunnoksia. Neutronit alkoivat ampua kohteita erilaisista aineista. Erinomainen italialainen fyysikko E. Fermi tuli tämän alan tutkimuksen edelläkävijäksi.

Neutroneilla säteilytetty uraani osoitti tuntematonta aktiivisuutta lyhyellä puoliintumisajalla. Neutronin absorboitunut uraani-238 muuttuu uraani-239 alkuaineen tuntemattomaksi isotoopiksi, joka on b-radioaktiivinen ja jonka pitäisi muuttua alkuaineen isotoopiksi, jonka sarjanumero on 93. Saman johtopäätöksen teki E. Fermi ja hänen kollegansa.

Itse asiassa vaati paljon vaivaa todistaakseen, että tuntematon aktiivisuus todella vastaa ensimmäistä transuraanialkuainetta. Kemialliset toimenpiteet johtivat johtopäätökseen: uusi alkuaine on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin mangaani, eli se kuuluu VII b-alaryhmään. Tämä argumentti osoittautui vaikuttavaksi: tuolloin (30-luvulla) melkein kaikki kemistit uskoivat, että jos transuraanialkuaineita olisi olemassa, niin ainakin ensimmäinen niistä olisi samanlainen. d-elementtejä aikaisemmilta aikakausilta. Se oli virhe, joka epäilemättä vaikutti uraania raskaampien alkuaineiden löytämisen historiaan.

Sanalla sanoen vuonna 1934 E. Fermi ilmoitti luottavaisesti synteesin paitsi alkuaineesta 93, jolle hän antoi nimen "ausonium", vaan myös sen oikean naapurin jaksollisessa taulukossa - "hesperium" (nro 94). Jälkimmäinen oli ausoniumin b-hajoamistuote:

Jotkut tutkijat "veivät" tätä ketjua entisestään. Heidän joukossaan: saksalaiset tutkijat O. Hahn, L. Meitner ja F. Strassmann. Vuonna 1937 he puhuivat jo ikään kuin jostain todellisesta elementistä nro 97:

Mutta mitään uusista elementeistä ei saatu huomattavia määriä, niitä ei eristetty vapaassa muodossa. Niiden synteesi arvioitiin useilla epäsuorilla merkeillä.

Lopulta kävi ilmi, että kaikki nämä ohimenevät aineet, jotka on otettu transuraanialkuaineiksi, ovat itse asiassa alkuaineita, jotka kuuluvat ... jaksollisen järjestelmän keskelle, eli kauan tunnettujen kemiallisten alkuaineiden keinotekoisia radioaktiivisia isotooppeja. Tämä tuli selväksi, kun O. Hahn ja F. Strassmann tekivät 22. joulukuuta 1938 yhden 1900-luvun suurimmista löydöistä. - uraanin fission löytäminen hitaiden neutronien vaikutuksesta. Tiedemiehet ovat kiistatta todenneet, että neutroneilla säteilytetty uraani sisältää bariumin ja lantaanin isotooppeja. Niitä voitiin muodostaa vain olettaen, että neutronit ikään kuin hajottavat uraaniytimiä useiksi pienemmiksi fragmenteiksi.

Jakomekanismin selittivät L. Meitner ja O. Frisch. Ytimen niin kutsuttu pisaramalli oli jo olemassa: atomiydintä verrattiin nestepisaraan. Jos pisaralle annetaan riittävästi energiaa, jos se viritetään, niin se voidaan jakaa pienempiin pisaroihin. Samoin neutronin virittyneeseen tilaan tuoma ydin pystyy hajoamaan ja jakautumaan pienempiin osiin - kevyempien alkuaineiden atomien ytimiin.

Vuonna 1940 Neuvostoliiton tutkijat G. N. Flerov ja K. A. Petrzhak osoittivat, että uraanin fissio voi tapahtua spontaanisti. Siten löydettiin uudenlainen luonnossa tapahtuva radioaktiivinen muunnos, uraanin spontaani fissio. Tämä oli erittäin tärkeä löytö.

On kuitenkin väärin julistaa 1930-luvun transuraanien tutkimusta virheelliseksi.

Uraanilla on kaksi tärkeintä luonnollista isotooppia: uraani-238 (merkittävästi hallitseva) ja uraani-235. Toinen fissoituu pääasiassa hitaiden neutronien vaikutuksesta, kun taas ensimmäinen, joka absorboi neutronin, muuttuu vain raskaammaksi isotoopiksi - uraani-239:ksi, ja tämä absorptio on sitä voimakkaampaa, mitä nopeammin pommittavat neutronit. Siksi ensimmäisissä transuraaneja syntetisoivissa yrityksissä neutronien hidastuminen johti siihen, että luonnonuraania sisältävää ja sisältävää kohdetta ”kuittaessa” fissioprosessi vallitsi.

Mutta uraani-238, joka absorboi neutronin, synnytti varmasti transuraanialkuaineiden muodostumisketjun. Oli tarpeen löytää luotettava tapa vangita elementin 93 atomit monimutkaisimpiin fissiofragmenttien sotkuihin. Näiden massaltaan verrattain pienempien fragmenttien olisi pitänyt lentää pois pitkiä matkoja (polku on pidempi) kuin elementin 93 erittäin massiiviset atomit.

Nämä pohdinnat perustuivat Kalifornian yliopistossa työskennellyt amerikkalainen fyysikko E. Macmillan kokeidensa perustana. Keväällä 1939 hän alkoi tutkia huolellisesti uraanin fissiopalasten jakautumista juoksujen pituudella. Hän onnistui erottamaan pienen osan fragmenteista, joiden polun pituus oli merkityksetön. Juuri tästä osasta hän löysi jälkiä radioaktiivisesta aineesta, jonka puoliintumisaika oli 2,3 päivää ja korkea säteilyintensiteetti. Tällaista aktiivisuutta ei havaittu muissa fragmenttifraktioissa. Macmillan pystyi osoittamaan, että tämä aine X on uraani-239-isotoopin hajoamistuote:

Kemisti F. Ableson liittyi työhön. Kävi ilmi, että radioaktiivinen aine, jonka puoliintumisaika on 2,3 päivää, voidaan erottaa kemiallisesti uraanista ja toriumista, eikä sillä ole mitään tekemistä reniumin kanssa. Siten romahti oletus, että elementin 93 on oltava exkarnaatio.

Amerikkalainen Physical Review -lehti ilmoitti vuoden 1940 alussa neptuniumin (uusi alkuaine nimettiin aurinkokunnan planeetan mukaan) onnistuneesta synteesistä. Näin alkoi transuraanisten alkuaineiden synteesin aikakausi, joka osoittautui erittäin tärkeä Mendelejevin jaksollisuusteorian jatkokehityksen kannalta.

Riisi. 17. Kaavio alkuaineen nro 93 - neptunium - synteesiä varten.

Jopa transuraanialkuaineiden pisimpään eläneiden isotooppien jaksot ovat pääsääntöisesti huomattavasti huonompia kuin Maan ikä, ja siksi niiden olemassaolo luonnossa on nyt käytännössä suljettu pois. Siten syy uraanin, alkuaineen 92, kemiallisten alkuaineiden luonnollisen sarjan katkeamiseen on selvä.

Neptuniumia seurasi plutonium. Se syntetisoitiin ydinreaktiolla:

talvi 1940-1941 amerikkalainen tiedemies G. Seaborg ja työtoverit (useita uusia transuraanialkuaineita syntetisoitiin myöhemmin G. Seaborgin laboratoriossa). Mutta plutoniumin tärkein isotooppi osoittautui puoliintumisajaksi 24 360 vuotta. Lisäksi plutonium-239 halkeaa hitaiden neutronien vaikutuksesta paljon voimakkaammin kuin

Riisi. 18. Kaavio alkuaineen nro 94 - plutonium - synteesiä varten.

40-luvulla. syntetisoitiin kolme uraania raskaampaa alkuainetta: americium (Amerikan kunniaksi), curium (M. ja P. Curien kunniaksi) ja berkelium (Berkeleyn kunniaksi Kaliforniassa). Kohteena ydinreaktoreissa oli neutronien ja a-hiukkasten pommitettu plutonium-239 sekä americium (sen säteilytys johti berkeliumin synteesiin):

.

50-luku alkoi kaliforniumin synteesillä (nro 98). Se saatiin, kun pitkäikäistä curium-242-isotooppia kertyi merkittäviä määriä ja siitä tehtiin kohde. Ydinreaktio: johti uuden elementin 98 synteesiin.

Jotta voitaisiin siirtyä kohti elementtejä 99 ja 100, oli huolehdittava berkeliumin ja kaliforniumin painomääristä. Niistä valmistettujen kohteiden pommittaminen a-hiukkasilla antoi perusteita uusien alkuaineiden syntetisoinnille. Mutta alkuaineiden 97 ja 98 syntetisoitujen isotooppien puoliintumisajat (tunnit ja minuutit) olivat liian lyhyitä, ja tämä osoittautui esteeksi niiden kertymiselle vaadituissa määrissä. Myös toinen tapa ehdotettiin: plutoniumin pitkäaikainen säteilytys voimakkaalla neutronivuolla. Mutta tuloksia olisi odotettava useita vuosia (jotta yksi berkeliumin isotoopeista saataisiin puhtaassa muodossaan, plutoniumkohdetta säteilytettiin jopa 6 vuotta!). Oli vain yksi tapa lyhentää synteesiaikaa merkittävästi: lisätä jyrkästi neutronisäteen tehoa. Laboratorioissa tämä ei ollut mahdollista.

Lämpöydinräjähdys tuli apuun. 1. marraskuuta 1952 amerikkalaiset räjäyttivät lämpöydinlaitteen Eniwetokin atollilla Tyynellämerellä. Räjähdyspaikalla kerättiin useita satoja kiloja maaperää, näytteitä tutkittiin. Tuloksena oli mahdollista havaita alkuaineiden 99 ja 100 isotoopit, jotka nimettiin vastaavasti einsteiniumiksi (A. Einsteinin kunniaksi) ja fermiumiksi (E. Fermin kunniaksi).

Räjähdyksen aikana muodostunut neutronivuo osoittautui erittäin voimakkaaksi, joten uraani-238-ytimet pystyivät absorboimaan suuren määrän neutroneja hyvin lyhyessä ajassa. Nämä uraanin superraskaat isotoopit muuttuivat peräkkäisten hajoamisketjujen seurauksena einsteiniumin ja fermiumin isotoopeiksi (kuva 19).

Riisi. 19. Kaavio alkuaineiden nro 99 - einsteinium ja nro 100 - fermium synteesiä varten.

Mendelejev nimesi kemiallisen alkuaineen nro 101, jonka amerikkalaiset G. Seaborgin johtamat fyysikot syntetisoivat vuonna 1955. Synteesin kirjoittajat antoivat uuden alkuaineen nimen "tunnustuksena suuren venäläisen kemistin ansioista, joka oli ensimmäinen, joka käytti jaksollista järjestelmää. ennustaa tuntemattomien kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksia." Tiedemiehet onnistuivat keräämään tarpeeksi einsteiniumia valmistaakseen siitä kohteen (einsteiumin määrä mitattiin miljardissa atomissa); säteilyttämällä sitä a-hiukkasilla oli mahdollista laskea alkuaineen 101 ytimien synteesille (kuva 20):

Riisi. 20. Kaavio alkuaineen nro 101 - mendeleevium - synteesiä varten.

Tuloksena olevan isotoopin puoliintumisaika osoittautui paljon pidemmäksi kuin teoreetikot ajattelivat. Ja vaikka synteesin tuloksena saatiin muutama mendeleeviumiatomi, osoittautui mahdolliseksi tutkia niiden kemiallisia ominaisuuksia samoilla menetelmillä, joita käytettiin aikaisemmille transuraaneille.

Arvokkaan arvion jaksollisesta laista antoi William Razmay, joka väitti, että jaksollinen laki on todellinen kompassi tutkijoille.

Mendeleevin kuoleman jälkeen meni muutama vuosi, ja Mendelejevin järjestelmästä tuli tärkein linkki tiedossamme maailmasta, jossa elämme, aineen evoluutiosta maailmankaikkeudessa, Mendeleevistä lähtien hänen tieteellisissä löytöissään ja erityisesti jaksollisen lain löytäminen sovelsi itse asiassa luonnonilmiöiden kognitiivista dialektista menetelmää, jonka yhteydessä Friedrich Engels arvosti häntä suuresti, ja jaksollista lakia arvioidessaan totesi, että tiedemies sovelsi jopa tiedostamattaan Hegelin lakia määrästä laatua, hän saavutti kuitenkin tieteellisen saavutuksen.

Kemiaa on mahdotonta opiskella muuten kuin tämän kaikkialla vallitsevan lain perusteella. Kuinka naurettavalta kemian oppikirja näyttäisikään ilman jaksollista taulukkoa! Sinun on ymmärrettävä, miten eri elementit liittyvät toisiinsa ja miksi ne liittyvät toisiinsa. Vasta silloin jaksollinen järjestelmä tulee olemaan rikkain tietovarasto alkuaineiden ja niiden yhdisteiden ominaisuuksista, sellaiseksi arkistoksi, johon on vähän verrattavissa.

Kokenut kemisti, pelkästään katsomalla minkä tahansa järjestelmän elementin paikkaa, voi kertoa siitä paljon: tietty alkuaine on metalli tai ei-metalli; muodostaapa se yhdisteitä vetyhydridien kanssa tai ei; mitkä oksidit ovat ominaisia ​​tälle elementille; mitä valenssia se voi osoittaa joutuessaan kemiallisiin yhdisteisiin; mitkä tämän alkuaineen yhdisteet ovat stabiileja ja mitkä päinvastoin ovat hauraita; mistä yhdisteistä ja millä tavalla on kätevintä ja kannattavinta saada tämä alkuaine vapaassa muodossa. Ja jos kemisti pystyy poimimaan kaiken tämän tiedon jaksollisesta järjestelmästä, tämä tarkoittaa, että hän on hallinnut sen hyvin.

Jaksollinen järjestelmä on perusta uusien materiaalien ja aineiden saamiseksi, joilla on uusia, epätavallisia, ennalta määrättyjä ominaisuuksia, sellaisia ​​aineita, joita luonnolle ei tunneta. Niitä luodaan nyt suuria määriä. Siitä tuli myös ohjauslanka puolijohdemateriaalien synteesiin. Tiedemiehet ovat havainneet monissa esimerkeissä, että alkuaineyhdisteillä, jotka ovat tietyissä paikoissa jaksollisessa taulukossa (pääasiassa sen III-V-ryhmissä), on tai niiden pitäisi olla parhaat puolijohdeominaisuudet.

On mahdotonta asettaa tehtäväksi hankkia uusia metalliseoksia jaksollista järjestelmää huomioimatta. Loppujen lopuksi metalliseosten rakenne ja ominaisuudet määräytyvät metallien sijainnin mukaan taulukossa. Tällä hetkellä tunnetaan tuhansia erilaisia ​​metalliseoksia.

Kenties missä tahansa modernin kemian haarassa voidaan havaita jaksollisen lain heijastus. Mutta eivät vain kemistit kumartavat päätään hänen suuruutensa edessä. Uusien elementtien syntetisoinnin vaikeassa ja kiehtovassa liiketoiminnassa on mahdotonta tulla toimeen ilman jaksollista lakia. Tähdissä tapahtuu jättimäinen luonnollinen kemiallisten alkuaineiden synteesiprosessi. Tutkijat kutsuvat tätä prosessia nukleosynteesiksi.

Toistaiseksi tiedemiehillä ei ole aavistustakaan, millä tavoilla, joiden peräkkäisten ydinreaktioiden seurauksena meille tunnetut kemialliset alkuaineet muodostuivat. Nukleosynteesistä on olemassa monia hypoteeseja, mutta täydellistä teoriaa ei vielä ole. Mutta voimme varmuudella sanoa, että kaikkein arkaimmatkin oletukset elementtien syntytavoista olisivat mahdottomia ilman elementtien peräkkäistä järjestystä jaksollisessa järjestelmässä. Ydinjaksollisuuden, atomiytimien rakenteen ja ominaisuuksien säännöllisyydet ovat erilaisten nukleosynteesin reaktioiden taustalla.

Kestäisi kauan luetella niitä ihmisen tietämyksen ja käytännön alueita, joissa Suuri laki ja elementtijärjestelmä ovat tärkeässä roolissa. Ja itse asiassa emme edes kuvittele Mendelejevin jaksollisuusteorian täyttä mittakaavaa. Monta kertaa se vielä välähtää tiedemiesten edessä odottamattomineen ominaisuuksineen.

Mendelejev on epäilemättä yksi maailman suurimmista kemististä. Vaikka hänen laistaan ​​on kulunut yli sata vuotta, kukaan ei tiedä, milloin kuuluisan jaksollisen järjestelmän koko sisältö ymmärretään täysin.

Riisi. 21. Kuva Dmitri Ivanovitš Mendelejev.

Riisi. 22. Russian Chemical Society puheenjohtajana

1. Petryanov I. V., Trifonov D. N. "Suuri laki"

Moskova, Pedagogiikka, 1984

2. Kedrov B. M. "D. I. Mendelejevin ennusteet atomistiikassa"

Moskova, Atomizdat, 1977

3. Agafoshin N. P. "Jaksollinen laki ja D. I. Mendelejevin elementtien jaksollinen järjestelmä" Moskova, "Valaistus", 1973

4. "D. I. Mendelejev aikalaisten muistelmissa "Moskova", Atomizdat, 1973

5. Volkov V. A. Biografinen hakuteos "Maailman erinomaiset kemistit" Moskova, "Higher School", 1991

6. Bogolyubova L. N. "Suurten kemistien elämäkerrat" Moskova, "Valaistus", 1997

7. Ivanova L. F., Egorova E. N. työpöytätietosanakirja "Kaikki kaikesta" Moskova, "Mnemozina", 2001

8. Summ L. B. lasten tietosanakirja "Tiedän maailman. Kemia" Moskova, "Olimp", 1998

Jaksottaisten kemiallisten alkuaineiden taulukon löytäminen oli yksi tärkeimmistä virstanpylväistä kemian tieteena kehityksen historiassa. Pöydän pioneeri oli venäläinen tiedemies Dmitri Mendelejev. Poikkeuksellinen tiedemies, jolla on laajimmat tieteelliset horisontit, onnistui yhdistämään kaikki ideat kemiallisten alkuaineiden luonteesta yhdeksi yhtenäiseksi konseptiksi.

M24.RU kertoo tässä artikkelissa jaksollisten alkuaineiden taulukon löytämisen historiasta, mielenkiintoisista faktoista, jotka liittyvät uusien alkuaineiden löytämiseen ja Mendelejevin ympärillä oleviin kansantarinoihin ja hänen luomaansa kemiallisten alkuaineiden taulukkoon.

Taulukon avaushistoria

1800-luvun puoliväliin mennessä oli löydetty 63 kemiallista alkuainetta, ja tutkijat ympäri maailmaa ovat toistuvasti yrittäneet yhdistää kaikki olemassa olevat alkuaineet yhdeksi konseptiksi. Alkuaineet ehdotettiin sijoitettavaksi atomimassan nousevaan järjestykseen ja jaettavaksi ryhmiin kemiallisten ominaisuuksien samankaltaisuuden mukaan.

Vuonna 1863 kemisti ja muusikko John Alexander Newland ehdotti teoriaansa, joka ehdotti Mendelejevin löytämän kaltaista kemiallisten alkuaineiden asettelua, mutta tiedeyhteisö ei ottanut tutkijan työtä vakavasti, koska kirjoittaja oli kantaa mukanaan harmonian etsintä ja musiikin yhteys kemiaan.

Vuonna 1869 Mendelejev julkaisi jaksollisen taulukon kaavionsa Russian Chemical Societyn lehdessä ja lähetti ilmoituksen löydöstä maailman johtaville tiedemiehille. Jatkossa kemisti jalosti ja paransi järjestelmää toistuvasti, kunnes se sai tutun muotonsa.

Mendelejevin löydön ydin on, että atomimassan kasvaessa alkuaineiden kemialliset ominaisuudet eivät muutu monotonisesti, vaan ajoittain. Tietyn määrän elementtejä, joilla on erilaiset ominaisuudet, ominaisuudet alkavat toistua. Joten kalium on samanlainen kuin natrium, fluori on samanlainen kuin kloori ja kulta on samanlainen kuin hopea ja kupari.

Vuonna 1871 Mendelejev lopulta yhdisti ideat jaksolliseksi laiksi. Tiedemiehet ennustivat useiden uusien kemiallisten alkuaineiden löytämistä ja kuvasivat niiden kemiallisia ominaisuuksia. Myöhemmin kemistin laskelmat vahvistettiin täysin - gallium, skandium ja germanium vastasivat täysin ominaisuuksia, jotka Mendeleev antoi heille.

Tarinoita Mendelejevistä

Kuuluisasta tiedemiehestä ja hänen löytöistään kerrottiin monia tarinoita. Ihmisillä ei tuohon aikaan ollut juurikaan käsitystä kemiasta, ja he uskoivat, että kemian tekeminen oli jotain vauvakeiton syömistä ja teollisessa mittakaavassa varastamista. Siksi Mendelejevin toiminta sai nopeasti joukon huhuja ja legendoja.

Yksi legendoista kertoo, että Mendeleev löysi kemiallisten alkuaineiden taulukon unessaan. Tapaus ei ole ainoa, löydöstään puhui samalla tavalla August Kekule, joka haaveili bentseenirenkaan kaavasta. Mendelejev kuitenkin vain nauroi kriitikoille. "Olen ajatellut sitä ehkä kaksikymmentä vuotta, ja sinä sanot: Istuin yhtäkkiä... valmis!", tiedemies sanoi kerran löydöstään.

Toinen tarina kertoo Mendelejevin vodkan löytämisestä. Vuonna 1865 suuri tiedemies puolusti väitöskirjaansa aiheesta "Keskustelu alkoholin ja veden yhdistelmästä", ja tästä syntyi heti uusi legenda. Kemistin aikalaiset nauroivat sanoen, että tiedemies "viihtyy hyvin alkoholin vaikutuksen alaisena veden kanssa", ja seuraavat sukupolvet kutsuivat Mendeleevia jo vodkan löytäjäksi.

He nauroivat myös tiedemiehen elämäntavalle ja varsinkin sille, että Mendelejev varusti laboratorionsa valtavan tammen koloon.

Myös aikalaiset kiusasivat Mendelejevin intohimoa matkalaukkuihin. Tiedemies joutui kuluttamaan aikaa matkalaukkuja kutomalla, kun hän joutui tahattoman toimettomana Simferopolissa. Jatkossa hän teki itsenäisesti pahvisäiliöitä laboratorion tarpeisiin. Huolimatta tämän harrastuksen selvästi "amatöörimäisestä" luonteesta, Mendelejevia kutsuttiin usein "matkalaukkumestariksi".

Radiumin löytö

Yksi traagisimmista ja samalla kuuluisimmista sivuista kemian historiassa ja uusien elementtien ilmestyminen jaksolliseen taulukkoon liittyy radiumin löytämiseen. Puolisot Marie ja Pierre Curie löysivät uuden kemiallisen alkuaineen, joka havaitsi, että uraanin erottamisen jälkeen uraanimalmista jäljelle jäänyt jäte on radioaktiivisempaa kuin puhdas uraani.

Koska kukaan ei silloin tiennyt, mitä radioaktiivisuus oli, huhu liitettiin nopeasti uuteen alkuaineeseen parantavia ominaisuuksia ja kykyä parantaa lähes kaikkia tieteen tuntemia sairauksia. Radium sisältyi elintarvikkeisiin, hammastahnoihin, kasvovoiteihin. Rikkaat käyttivät kelloja, joiden kellotaulut oli maalattu radiumia sisältävällä maalilla. Radioaktiivista elementtiä suositeltiin tehon parantamiseksi ja stressin lievittämiseksi.

Tällainen "tuotanto" kesti kaksikymmentä kokonaista vuotta - 1900-luvun 30-luvulle asti, jolloin tutkijat löysivät radioaktiivisuuden todelliset ominaisuudet ja selvittivät, kuinka haitallinen säteilyn vaikutus ihmiskehoon on.

Marie Curie kuoli vuonna 1934 pitkäaikaisen radiumialtistuksen aiheuttamaan säteilysairauteen.

Nebulium ja korona

Jaksollinen järjestelmä ei vain järjestänyt kemiallisia alkuaineita yhdeksi koherentiksi systeemiksi, vaan mahdollisti myös monien uusien alkuaineiden löytöjen ennustamisen. Samalla jotkin kemialliset "alkuaineet" julistettiin olemattomiksi sillä perusteella, että ne eivät sopineet jaksollisen lain käsitteeseen. Tunnetuin tarina on uusien nebuliumin ja koronan "löytö".

Auringon ilmakehää tutkiessaan tähtitieteilijät löysivät spektriviivoja, joita he eivät kyenneet tunnistamaan mihinkään maan päällä tunnetuista kemiallisista alkuaineista. Tiedemiehet ovat ehdottaneet, että nämä viivat kuuluvat uuteen alkuaineeseen, jota kutsuttiin koronaksi (koska viivat löydettiin tutkittaessa Auringon "kruunua" - tähden ilmakehän ulkokerrosta).

Muutamaa vuotta myöhemmin tähtitieteilijät tekivät toisen löydön tutkimalla kaasusumujen spektrejä. Löydetyt linjat, joita ei taaskaan voitu tunnistaa mihinkään maanpäälliseen, liitettiin toiseen kemialliseen alkuaineeseen - nebuliumiin.

Löytöjä arvosteltiin, koska Mendelejevin jaksollisessa taulukossa ei enää ollut tilaa elementeille, joilla oli nebuliumin ja koronan ominaisuuksia. Tarkastuksen jälkeen todettiin, että nebulium on tavallista maan happea ja korona on erittäin ionisoitunutta rautaa.

Materiaali on luotu avoimista lähteistä saadun tiedon pohjalta. Valmisteli Vasily Makagonov @vmakagonov

Tunnetun Neuvostoliiton kemian historioitsijan N. F. Figurovskin kirjassa "Essee kemian yleisestä historiasta. Klassisen kemian kehitys 1800-luvulla" (M., Nauka, 1979). 63 kemiallisen alkuaineen löytämisen tärkeimmät ajanjaksot muinaisista ajoista vuoteen 1869 - Dmitri Ivanovitš Mendelejevin (1834-1907) määräaikaisen lain perustamisvuoteen annetaan:

1. Vanhin ajanjakso (5. vuosituhat eKr. - 1200 jKr.).

Tämä pitkä aika sisältää ihmisen tutustumisen 7 antiikin metalliin - kullan, hopean, kuparin, lyijyn, tinan, raudan ja elohopean kanssa. Näiden alkuaineiden lisäksi antiikin aikana tunnettiin rikki ja hiili, joita esiintyy luonnossa vapaana.

2. Alkemiallinen aika.

Tänä aikana (1200-1600) useiden alkuaineiden olemassaolo todettiin joko alkemiallisissa etsinnöissä metallien muuntamiseen tai käsityöläisten metallurgien metallien tuotanto- ja erilaisten malmien prosesseissa. Näitä ovat arseeni, antimoni, vismutti, sinkki, fosfori.

3. Teknisen kemian synty- ja kehityskausi (1600-luvun loppu - 1751).

Tuolloin eri metallimalmien ominaisuuksien käytännön tutkimuksen ja metallien eristämisessä syntyneiden vaikeuksien voittamisen sekä mineralogisten tutkimusretkien löytöjen tuloksena platinan, koboltin ja nikkelin olemassaolo. perustettiin.

4. Kemiallis-analyyttisen ajanjakson ensimmäinen vaihe kemian kehityksessä (1760-1805). Tänä aikana laadullisten ja painokvantitatiivisten analyysien avulla löydettiin joukko alkuaineita, joista osa vain "maana" muodossa: magnesium, kalsium (erottelee kalkkia ja magnesiumoksidia), mangaani, barium (bariitti), molybdeeni, volframi, telluuri, uraani (oksidi), zirkonium (maa), strontium (maa), titaani (oksidi), kromi, beryllium (oksidi), yttrium (maa), tantaali (maa), cerium (maa), fluori ( fluorivetyhappo), palladium, rodium, osmium ja iridium.

5. Pneumaattisen kemian vaihe. Tällä hetkellä (1760-1780) löydettiin kaasumaisia ​​alkuaineita - vetyä, typpeä, happea ja klooria (jälkimmäistä pidettiin monimutkaisena aineena - hapettunut suolahappo vuoteen 1809 asti).

6. Vaihe, jossa alkuaineet saadaan vapaassa tilassa elektrolyysillä (G. Davy, 1807-1808) ja kemiallisesti: kalium, natrium, kalsium, strontium, barium ja magnesium. Ne kaikki tunnettiin kuitenkin aiemmin "sytyttävänä" (emäksisenä) alkalina ja maa-alkalimetallina tai pehmeinä alkaleina.

7. Kemiallis-analyyttisen ajanjakson toinen vaihe kemian kehityksessä (1805-1850). Tuolloin kvantitatiivisen analyysin menetelmien parantamisen ja laadullisen analyysin systemaattisen kurssin kehittämisen seurauksena boori, litium, kadmium, seleeni, pii, bromi, alumiini, jodi, torium, vanadiini, lantaani (maa), erbium ( maa), terbium (maa) löydettiin. ), ruteeni, niobium.

8. Alkuaineiden löytämisjakso spektrianalyysin avulla välittömästi tämän menetelmän kehittämisen ja käyttöönoton jälkeen (1860-1863): cesium, rubidium, tallium ja indium.

Kuten tiedätte, ensimmäisen kemian historian "Yksinkertaisten kappaleiden taulukon" laati A. Lavoisier vuonna 1787. Kaikki yksinkertaiset aineet jaettiin neljään ryhmään: "I. Yksinkertaiset aineet, jotka esitetään kaikissa kolmessa luonnon valtakunnassa, jotka voivat pidetään kappaleiden alkuaineina: 1) valo, 2) kalori, 3) happi, 4) typpi, 5) vety II. Yksinkertaiset ei-metalliset aineet, jotka hapettavat ja muodostavat happoja: 1) antimoni, 2) fosfori, 3) kivihiili , 4) muriaattihapporadikaali, 5 ) fluorivetyhapporadikaali, 6) boorihapporadikaali III. Yksinkertaiset metalliset aineet, jotka hapettavat ja muodostavat happoja: 1) antimoni, 2) hopea, 3) arseeni, 4) vismutti, 5) koboltti, 6 ) kupari, 7) tina, 8) rauta, 9) mangaani, 10) elohopea, 11) molybdeeni, 12) nikkeli, 13) kulta, 14) platina, 15) lyijy, 16) volframi, 17) sinkki IV. ) kalkki (kalkkipitoinen maa), 2) magnesiumoksidi (magnesiumsulfaattipohja), 3) bariitti (raskas maa), 4) alumiinioksidi (savi, alunamaa), 5) piidioksidi (piipitoinen maa)".

Tämä taulukko muodosti Lavoisierin kehittämän kemiallisen nimikkeistön perustan. D. Dalton esitteli tieteeseen kemiallisten alkuaineiden atomien tärkeimmän kvantitatiivisen ominaisuuden - atomien suhteellisen painon tai atomipainon.

Etsiessään säännönmukaisuuksia kemiallisten alkuaineiden atomien ominaisuuksista tutkijat kiinnittivät ensiksi huomiota atomipainojen muutoksen luonteeseen. Vuosina 1815-1816. englantilainen kemisti W. Prout (1785-1850) julkaisi Annals of Philosophy -lehdessä kaksi nimetöntä artikkelia, joissa ilmaistiin ja perustettiin ajatus, että kaikkien kemiallisten alkuaineiden atomipainot ovat kokonaislukuja (eli vedyn atomipainon kerrannaisia, joka sitten otettiin yhtäläiseksi yksiköksi): "Jos näkemykset, jotka olemme päättäneet ilmaista, ovat oikeita, voimme melkein ajatella, että muinaisten alkuaine on vedyssä ...". Proutin hypoteesi oli erittäin houkutteleva ja johti monien kokeellisten tutkimusten perustamiseen kemiallisten alkuaineiden atomipainojen määrittämiseksi mahdollisimman tarkasti.

Vuonna 1829 saksalainen kemisti I. Debereiner (1780-1849) vertasi samanlaisten kemiallisten alkuaineiden atomipainoja: litium, kalsium, kloori, rikki, mangaani, natrium, strontium, bromi, seleeni, kromi, kalium, barium, jodi, telluuri , Rauta ja havaitsivat, että keskialkuaineen atomipaino on yhtä suuri kuin puolet äärielementtien atomipainojen summasta. Uusien triadien etsiminen johti L. Gmelinin (1788-1853) - maailmankuulun kemian viiteoppaan kirjoittajan - useiden samankaltaisten alkuaineiden ryhmien perustamiseen ja niiden alkuperäisen luokituksen luomiseen.

60-luvulla. 1800-luvulla tutkijat siirtyivät vertailemaan itse kemiallisesti samankaltaisten alkuaineiden ryhmiä. Niinpä A. Shancourtua (1820-1886), Pariisin kaivoskoulun professori, järjesti kaikki kemialliset alkuaineet sylinterin pinnalla niiden atomipainojen nousevaan järjestykseen, jolloin saatiin "kierre". Tällä järjestelyllä samanlaiset elementit putosivat usein samalle pystyviivalle. Vuonna 1865 englantilainen kemisti D. Newlands (1838-1898) julkaisi taulukon, joka sisälsi 62 kemiallista alkuainetta. Elementit järjestettiin ja numeroitiin atomipainojen nousevaan järjestykseen.

Newlands käytti numerointia korostaakseen, että joka seitsemäs alkuaine, kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet toistuvat. Kun keskusteltiin London Chemical Societyssä vuonna 1866 Newlandsin uudesta artikkelista (se ei suositeltu julkaistavaksi), professori J. Foster kysyi sarkastisesti: "Oletko yrittänyt järjestää elementit aakkosjärjestykseen niiden nimien mukaan ja oletko huomannut mitään uutta kuviot?

Vuonna 1868 englantilainen kemisti W. Olding (1829-1921) ehdotti taulukkoa, joka kirjoittajan mielestä osoitti säännöllisen suhteen kaikkien elementtien välillä.

Vuonna 1864 saksalainen professori L. Mayer (1830-1895) laati taulukon 44 kemiallisesta alkuaineesta (63 tunnetusta alkuaineesta).

Arvioiessaan tätä ajanjaksoa D.I. Mendelejev kirjoitti: "Ei ole olemassa yhtä yleistä luonnonlakia, joka perustuisi välittömästi, sen hyväksymistä edeltää aina monia ennakkoaavistuksia, eikä lain tunnustaminen tule, kun se on täysin toteutunut kaikessa merkityksessään. , mutta vasta sen jälkeen, kun sen seuraukset on vahvistettu kokeilla, jotka luonnontieteilijöiden on tunnustettava näkemyksensä ja mielipiteidensä korkeimmaksi auktoriteetiksi.

Vuonna 1868 D.I.Mendeleev alkoi työskennellä kurssilla "Kemian perusteet". Materiaalin loogisimman järjestelyn saamiseksi oli tarpeen jotenkin luokitella 63 kemiallista alkuainetta. D.I. Mendelejev ehdotti ensimmäistä versiota kemiallisten elementtien jaksollisesta taulukosta maaliskuussa 1869.

Kaksi viikkoa myöhemmin Venäjän kemian seuran kokouksessa luettiin Mendelejevin raportti "Ominaisuuksien suhde alkuaineiden atomipainoon", jossa keskusteltiin mahdollisista kemiallisten alkuaineiden luokittelun periaatteista:

1) niiden suhteen mukaan vetyyn (hydridien kaavat); 2) niiden suhteen happeen mukaan (korkeampien happioksidien kaavat); 3) valenssin mukaan; 4) atomipainolla mitattuna.

Lisäksi seuraavina vuosina (1869-1871) Mendelejev tutki ja tarkisti uudelleen niitä säännönmukaisuuksia ja "epäjohdonmukaisuuksia", jotka havaittiin "Elementtijärjestelmän" ensimmäisessä versiossa. Yhteenvetona tästä työstä D.I. Mendelejev kirjoitti: "Atomipainon kasvaessa alkuaineilla on ensin yhä enemmän muuttuvia ominaisuuksia, ja sitten nämä ominaisuudet toistuvat uudelleen uudessa järjestyksessä, uudella rivillä ja useissa elementeissä ja sama järjestys Siksi jaksollisuuden laki voidaan muotoilla seuraavasti: "Alkuaineiden ominaisuudet ja siten niiden muodostamien yksinkertaisten ja monimutkaisten kappaleiden ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa (eli ne toistuvat oikein) niiden suhteen. atomipaino." poikkeuksien luonnetta ei suvaita... Lain vahvistaminen on mahdollista vain johdettaessa siitä seurauksia, jotka ovat mahdottomia ja odottamattomia ilman sitä, sekä näiden seurausten perusteleminen ja kokeellinen verifiointi. Hänen looginen seurauksia, jotka voisivat osoittaa, onko hän totta vai ei. Näitä ovat muun muassa löytämättömien alkuaineiden ominaisuuksien ennustaminen ja monien atomipainojen korjaaminen tuolloin tutkittuja elementtejä oli vähän... Yksi asia on tarpeen - joko pitää jaksollista lakia loppuun asti tosi ja muodostavan uuden kemiallisen tiedon työkalun tai hylätä se.

Vuosina 1872-1874. Mendelejev alkoi käsitellä muita ongelmia, eikä kemiallisessa kirjallisuudessa ollut mainintaa jaksollisesta laista.

Vuonna 1875 ranskalainen kemisti L. de Boisbaudran kertoi, että tutkiessaan sinkkiseosta hän löysi spektroskooppisesti siitä uuden alkuaineen. Hän sai tämän alkuaineen suolat ja määritti sen ominaisuudet. Ranskan kunniaksi hän antoi uuden alkuaineen nimen gallium (kuten muinaiset roomalaiset kutsuivat Ranskaa). Verrataanpa sitä, mitä D.I. Mendeleev ennusti ja mitä L. de Boisbaudran löysi:

L. de Boisbaudranin ensimmäisessä raportissa galliumin ominaispainoksi todettiin 4,7. DIMendelejev osoitti hänelle hänen virheensä. Tarkempi mittaus osoitti, että galliumin ominaispaino oli 5,96.

Vuonna 1879 ruotsalainen kemisti L. Nilsson (1840-1899) raportoi uuden kemiallisen alkuaineen - skandiumin - löytämisestä. L. Nilson luokitteli skandiumin harvinaiseksi maametalliksi. P.T.Kleve huomautti L.Nilsonille, että skandiumsuolat ovat värittömiä, sen oksidi ei liukene emäksiin ja että skandium on D.I.Mendeleevin ennustama ekabor. Verrataanpa niiden ominaisuuksia.

Analysoidessaan uutta mineraalia helmikuussa 1886 saksalainen professori K. Winkler (1838-1904) löysi uuden alkuaineen ja piti sitä antimonin ja arseenin analogina. Siellä oli keskustelua. K. Winkler myönsi, että hänen löytämänsä alkuaine oli D. I. Mendelejevin ennustama ekasilikon. K. Winkler kutsui tätä alkuainetta germaniumiksi.

Joten kemistit vahvistivat Mendelejevin ennustamien kemiallisten alkuaineiden olemassaolon kolme kertaa. Lisäksi juuri Mendelejevin ennustamat näiden elementtien ominaisuudet ja niiden asema jaksollisessa järjestelmässä mahdollistivat kokeiden tahattomasti tekemät virheet. Kemian jatkokehitys tapahtui jaksollisen lain vankalla pohjalla, joka XIX vuosisadan 80-luvulla. Kaikki tiedemiehet tunnustivat sen yhdeksi tärkeimmistä luonnonlaeista. Siten minkä tahansa kemiallisen alkuaineen tärkein ominaisuus on sen paikka D.I. Mendelejevin jaksollisessa järjestelmässä.

Älä hävitä. Tilaa ja saat linkin artikkeliin sähköpostiisi.

Jokainen kouluun käynyt muistaa, että yksi pakollisista aineista oli kemia. Hän voisi pitää siitä tai hän ei voinut pitää siitä - sillä ei ole väliä. Ja on todennäköistä, että paljon tämän tieteenalan tietämystä on jo unohdettu, eikä sitä sovelleta elämässä. Kaikki todennäköisesti muistavat kuitenkin D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden taulukon. Monille se on pysynyt monivärisenä taulukona, jossa jokaiseen ruutuun on kaiverrettu tietyt kirjaimet, jotka osoittavat kemiallisten alkuaineiden nimiä. Mutta täällä emme puhu kemiasta sellaisenaan, vaan kuvaamme satoja kemiallisia reaktioita ja prosesseja, vaan puhumme siitä, kuinka jaksollinen järjestelmä ilmestyi yleensä - tämä tarina kiinnostaa kaikkia ihmisiä ja todellakin kaikkia niitä, jotka haluavat mielenkiintoista ja hyödyllistä tietoa.

Vähän taustaa

Vuonna 1668 erinomainen irlantilainen kemisti, fyysikko ja teologi Robert Boyle julkaisi kirjan, jossa monet alkemiaa koskevat myytit kumottiin ja jossa hän puhui tarpeesta etsiä hajoamattomia kemiallisia alkuaineita. Tiedemies antoi niistä myös luettelon, joka koostui vain 15 elementistä, mutta salli ajatuksen, että elementtejä voi olla enemmän. Tästä tuli lähtökohta paitsi uusien elementtien etsimisessä myös niiden systematisoinnissa.

Sata vuotta myöhemmin ranskalainen kemisti Antoine Lavoisier kokosi uuden luettelon, joka sisälsi jo 35 alkuainetta. Niistä 23 todettiin myöhemmin hajoamattomiksi. Mutta tutkijat ympäri maailmaa jatkoivat uusien elementtien etsintää. Ja pääroolia tässä prosessissa näytteli kuuluisa venäläinen kemisti Dmitri Ivanovich Mendeleev - hän esitti ensimmäisenä hypoteesin, että elementtien atomimassan ja niiden sijainnin välillä voi olla suhde.

Huolellisen työn ja kemiallisten alkuaineiden vertailun ansiosta Mendelejev pystyi löytämään alkuaineiden välisen suhteen, jossa ne voivat olla yksi, ja niiden ominaisuudet eivät ole itsestäänselvyyksiä, vaan ajoittain toistuva ilmiö. Tämän seurauksena Mendelejev muotoili helmikuussa 1869 ensimmäisen säännöllisen lain, ja jo maaliskuussa kemian historioitsija N. A. Menshutkin toimitti Venäjän kemian seuralle raportin "Ominaisuuksien suhde alkuaineiden atomipainoon". Sitten samana vuonna Mendelejevin julkaisu julkaistiin Zeitschrift fur Chemie -lehdessä Saksassa, ja vuonna 1871 toisessa saksalaisessa Annalen der Chemie -lehdessä julkaistiin uusi laaja hänen löytölleen omistettu julkaisu.

Jaksollisen taulukon luominen

Vuoteen 1869 mennessä Mendelejev oli jo muodostanut pääidean ja melko lyhyessä ajassa, mutta hän ei kyennyt virallistamaan sitä minkäänlaiseksi järjestetyksi järjestelmäksi, joka näyttää selvästi, mikä oli mitä, hän ei pitkään aikaan pystynyt. Yhdessä keskustelussa kollegansa A. A. Inostrantsevin kanssa hän jopa sanoi, että kaikki oli jo selvinnyt hänen päässään, mutta hän ei voinut tuoda kaikkea pöytään. Sen jälkeen Mendeleevin elämäkerran kirjoittajien mukaan hän aloitti huolellisen työskentelyn pöytänsä parissa, joka kesti kolme päivää ilman untaukoa. Kaikenlaisia ​​tapoja järjestää alkuaineet taulukkoon selvitettiin, ja työtä vaikeutti se, että tuolloin tiede ei vielä tiennyt kaikista kemiallisista alkuaineista. Mutta tästä huolimatta taulukko luotiin ja elementit systematisoitiin.

Legenda Mendelejevin unesta

Monet ovat kuulleet tarinan, jonka mukaan D. I. Mendeleev unelmoi pöydästään. Tätä versiota levitti aktiivisesti edellä mainittu Mendelejevin kollega A. A. Inostrantsev hauskana tarinana, jolla hän viihdytti oppilaitaan. Hän sanoi, että Dmitri Ivanovitš meni nukkumaan ja näki unessa selvästi pöytänsä, jossa kaikki kemialliset elementit oli järjestetty oikeaan järjestykseen. Sen jälkeen opiskelijat jopa vitsailivat, että 40° vodka löydettiin samalla tavalla. Mutta unitarinalle oli silti todellisia edellytyksiä: kuten jo mainittiin, Mendelejev työskenteli pöydällä ilman unta ja lepoa, ja Inostrantev löysi hänet kerran väsyneenä ja uupuneena. Iltapäivällä Mendelejev päätti pitää tauon, ja jonkin ajan kuluttua hän heräsi äkillisesti, otti heti paperin ja kuvasi sille valmiin pöydän. Mutta tiedemies itse kiisti tämän koko tarinan unelmalla sanoen: "Olen ajatellut sitä ehkä kaksikymmentä vuotta, ja luulet: istuin ja yhtäkkiä ... se on valmis." Unelman legenda voi siis olla erittäin houkutteleva, mutta pöydän luominen oli mahdollista vain kovalla työllä.

Jatkotyötä

Vuosina 1869-1871 Mendelejev kehitti ajatuksia jaksoisuudesta, johon tiedeyhteisö oli taipuvainen. Ja yksi tämän prosessin tärkeistä vaiheista oli ymmärrys siitä, että mikä tahansa järjestelmän elementti tulisi sijoittaa sen ominaisuuksien kokonaisuuden perusteella verrattuna muiden elementtien ominaisuuksiin. Tämän perusteella ja myös lasia muodostavien oksidien muutoksen tutkimustulosten perusteella kemisti onnistui muuttamaan joidenkin alkuaineiden atomimassojen arvoja, mukaan lukien uraani, indium, beryllium ja muut.

Tietenkin Mendelejev halusi täyttää taulukkoon jääneet tyhjät solut mahdollisimman pian ja ennusti vuonna 1870, että pian löydettäisiin tieteelle tuntemattomia kemiallisia alkuaineita, joiden atomimassat ja ominaisuudet hän pystyi laskemaan. Ensimmäiset näistä olivat gallium (löydettiin vuonna 1875), skandium (löydettiin vuonna 1879) ja germanium (löydettiin vuonna 1885). Sitten ennusteiden toteutuminen jatkui ja löydettiin kahdeksan uutta alkuainetta, muun muassa polonium (1898), renium (1925), teknetium (1937), francium (1939) ja astatiini (1942-1943). Muuten, vuonna 1900 D. I. Mendeleev ja skotlantilainen kemisti William Ramsay tulivat siihen tulokseen, että nollaryhmän alkuaineet tulisi myös sisällyttää taulukkoon - vuoteen 1962 asti niitä kutsuttiin inertiksi ja sen jälkeen - jalokaasuiksi.

Jaksollisen järjestelmän organisaatio

D. I. Mendelejevin taulukon kemialliset alkuaineet on järjestetty riveihin niiden massan kasvun mukaan, ja rivien pituus valitaan siten, että niissä olevilla alkuaineilla on samanlaiset ominaisuudet. Esimerkiksi jalokaasut, kuten radon, ksenon, krypton, argon, neon ja helium, eivät reagoi helposti muiden alkuaineiden kanssa, ja niillä on myös alhainen kemiallinen aktiivisuus, minkä vuoksi ne sijaitsevat oikeassa reunassa. Ja vasemman sarakkeen elementit (kalium, natrium, litium jne.) reagoivat täydellisesti muiden elementtien kanssa, ja itse reaktiot ovat räjähtäviä. Yksinkertaisesti sanottuna jokaisessa sarakkeessa elementeillä on samanlaiset ominaisuudet, jotka vaihtelevat sarakkeesta toiseen. Kaikki alkuaineet numeroon 92 asti löytyvät luonnosta, ja numerosta 93 alkavat keinotekoiset elementit, joita voidaan luoda vain laboratoriossa.

Alkuperäisessä versiossaan jaksollinen järjestelmä ymmärrettiin vain heijastuksena luonnossa vallitsevasta järjestyksestä, eikä siinä ollut selityksiä, miksi kaiken pitäisi olla niin. Ja vasta kun kvanttimekaniikka ilmestyi, taulukon elementtien järjestyksen todellinen merkitys tuli selväksi.

Luovien prosessien oppitunnit

Puhuttaessa siitä, mitä luovan prosessin opetuksia voidaan ottaa D. I. Mendelejevin jaksollisen taulukon koko luomishistoriasta, voidaan mainita esimerkkinä englantilaisen luovan ajattelun alan tutkijan Graham Wallacen ja ranskalaisen tiedemiehen ajatukset. Henri Poincaré. Otetaan ne lyhyesti.

Poincarén (1908) ja Graham Wallacen (1926) mukaan luovassa ajattelussa on neljä päävaihetta:

• Koulutus- päätehtävän muotoiluvaihe ja ensimmäiset yritykset ratkaista se;
• Inkubointi- vaihe, jonka aikana prosessista on tilapäinen häiriö, mutta ongelman ratkaisun löytäminen tapahtuu alitajunnan tasolla;
• näkemys- vaihe, jossa intuitiivinen ratkaisu löydetään. Lisäksi tämä ratkaisu voidaan löytää tilanteessa, joka ei ole täysin relevantti tehtävän kannalta;
• Tutkimus- ratkaisun testaus- ja toteutusvaihe, jossa tämän ratkaisun ja sen mahdollisen jatkokehityksen verifiointi tapahtuu.

Kuten näemme, Mendelejev seurasi taulukkoaan luodessaan intuitiivisesti näitä neljää vaihetta. Sen tehokkuutta voidaan arvioida tulosten perusteella, ts. koska taulukko luotiin. Ja koska sen luominen oli valtava edistysaskel ei vain kemian tieteelle, vaan koko ihmiskunnalle, edellä olevia neljää vaihetta voidaan soveltaa sekä pienten projektien toteuttamiseen että globaalien suunnitelmien toteuttamiseen. Tärkeintä on muistaa, että ainuttakaan löytöä, ei ainuttakaan ratkaisua ongelmaan voida löytää yksinään, vaikka kuinka paljon haluaisimme nähdä ne unessa ja kuinka paljon nukkuisimme. Menestyäksesi, oli kyseessä sitten kemiallisten alkuaineiden taulukon luominen tai uuden markkinointisuunnitelman laatiminen, sinulla on oltava tietyt tiedot ja taidot sekä taitavasti käytettävä potentiaalisi ja työskenneltävä kovasti.

Toivotamme sinulle menestystä pyrkimyksissäsi ja suunnitelmiesi onnistunutta toteuttamista!