इस पाठ में परमाणु की संरचना के सिद्धांत के आलोक में डी.आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों के आवर्त नियम और आवर्त प्रणाली पर चर्चा की गई है। निम्नलिखित अवधारणाओं की व्याख्या की गई है: आवधिक कानून का आधुनिक निर्माण, अवधि और समूह संख्याओं का भौतिक अर्थ, छोटे और बड़े अवधियों के उदाहरणों पर तत्वों और उनके यौगिकों के गुणों और गुणों में परिवर्तन की आवधिकता के कारण , मुख्य उपसमूह, आवर्त नियम का भौतिक अर्थ, आवर्त प्रणाली में तत्व की स्थिति के आधार पर तत्व की सामान्य विशेषताएं और उसके यौगिकों के गुण।

विषय: परमाणु की संरचना। आवधिक कानून

पाठ: आवर्त नियम और रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी डी.आई. मेंडलीव

रसायन विज्ञान के निर्माण के दौरान, वैज्ञानिकों ने उस समय तक ज्ञात कई दर्जन के बारे में जानकारी प्रणाली में लाने की कोशिश की। इस समस्या ने डी.आई. मेंडेलीव। वह ऐसे पैटर्न और रिश्तों की तलाश में था जो सभी तत्वों को कवर करें, न कि केवल उनमें से कुछ को। मेंडलीफ ने अपने परमाणु के द्रव्यमान को एक तत्व की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता माना। उस समय तक ज्ञात रासायनिक तत्वों के बारे में सभी जानकारी का विश्लेषण करने और उनके परमाणु द्रव्यमान को बढ़ाने के क्रम में व्यवस्थित करने के बाद, उन्होंने 1869 में आवधिक कानून तैयार किया।

कानून की शब्दावली:रासायनिक तत्वों के गुण, सरल पदार्थ, साथ ही यौगिकों की संरचना और गुण परमाणु द्रव्यमान के मूल्य पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

जब तक आवधिक कानून तैयार किया गया था, तब तक परमाणु की संरचना और प्राथमिक कणों के अस्तित्व का पता नहीं चला था। बाद में यह भी स्थापित किया गया कि किसी पदार्थ के गुण परमाणु द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करते हैं, जैसा कि मेंडलीफ ने माना था। हालाँकि, यह जानकारी न होने पर, डी। आई। मेंडेलीव ने अपनी तालिका में एक भी गलती नहीं की।

मोसले की खोज के बाद, जिन्होंने प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया कि परमाणु के नाभिक का आवेश मेंडेलीव द्वारा उनकी तालिका में इंगित रासायनिक तत्व की क्रम संख्या के साथ मेल खाता है, उनके कानून के निर्माण में परिवर्तन किए गए थे।

कानून की आधुनिक शब्दावली: रासायनिक तत्वों के गुण, सरल पदार्थ, साथ ही यौगिकों की संरचना और गुण परमाणुओं के नाभिक के आवेशों के मूल्यों पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

चावल। 1. आवधिक कानून की चित्रमय अभिव्यक्ति डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली है

चावल। 2. रूबिडियम के उदाहरण का उपयोग करते हुए इसमें अपनाए गए अंकन पर विचार करें

एक तत्व से संबंधित प्रत्येक कोशिका में शामिल हैं: रासायनिक प्रतीक, नाम, क्रम संख्या एक परमाणु में प्रोटॉन की संख्या के अनुरूप, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान। एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉन की संख्या से मेल खाती है। एक परमाणु में न्यूट्रॉन की संख्या सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान और प्रोटॉन की संख्या, यानी क्रम संख्या के बीच के अंतर से ज्ञात की जा सकती है।

एन(एन 0 ) = एक र - जेड

संख्या सापेक्ष क्रमसूचक

न्यूट्रॉन परमाणु द्रव्यमान तत्व संख्या

उदाहरण के लिए, क्लोरीन समस्थानिक के लिए 35 क्लोरीनन्यूट्रॉनों की संख्या है: 35-17= 18

आवधिक प्रणाली के घटक हैं समूह और अवधि।

आवर्त प्रणाली में तत्वों के आठ समूह होते हैं। प्रत्येक समूह में दो उपसमूह होते हैं: मुख्य और पक्ष।मुख्य लोगों को एक पत्र के साथ चिह्नित किया गया है एक, और साइड वाले - पत्र द्वारा बी। मुख्य उपसमूह में द्वितीयक की तुलना में अधिक तत्व होते हैं। मुख्य उपसमूह में s- और p-तत्व होते हैं, जबकि द्वितीयक उपसमूह में d-तत्व होते हैं।

समूह- आवधिक प्रणाली का एक स्तंभ, जो रासायनिक तत्वों को जोड़ता है जिसमें वैलेंस परत के समान इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के कारण रासायनिक समानता होती है। यह आवर्त प्रणाली के निर्माण का मूल सिद्धांत है। इसे पहले दो समूहों के तत्वों का उदाहरण नहीं मानें।

टैब। एक

तालिका से पता चलता है कि मुख्य उपसमूह के पहले समूह के तत्वों में एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है। मुख्य उपसमूह के दूसरे समूह के तत्वों में दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं।

कुछ मुख्य उप-समूहों के अपने विशेष नाम हैं:

टैब। 2

एक स्ट्रिंग, जिसे एक अवधि कहा जाता है, एक क्षार धातु (या हाइड्रोजन) से शुरू होने और एक महान गैस के साथ समाप्त होने वाले परमाणु चार्ज को बढ़ाने के क्रम में व्यवस्थित तत्वों का एक क्रम है।

संख्याअवधि है इलेक्ट्रॉनिक स्तरों की संख्यापरमाणु में।

आवधिक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करने के लिए दो मुख्य विकल्प हैं: लंबी अवधि, जिसमें 18 समूह प्रतिष्ठित हैं (चित्र 3) और लघु-अवधि, जिसमें 8 समूह हैं, लेकिन मुख्य और माध्यमिक उपसमूहों की अवधारणा पेश की गई है (चित्र। 1))।

गृहकार्य

1. नंबर 3-5 (पी। 22) रुडजाइटिस जी.ई. रसायन शास्त्र। सामान्य रसायन विज्ञान की मूल बातें। ग्रेड 11: शैक्षणिक संस्थानों के लिए पाठ्यपुस्तक: बुनियादी स्तर / जी.ई. रुडज़ाइटिस, एफ.जी. फेल्डमैन। - 14 वां संस्करण। - एम .: शिक्षा, 2012।

2. कार्बन और सिलिकॉन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की तुलना करें। रासायनिक यौगिकों में वे कौन-सी संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकते हैं? हाइड्रोजन के साथ इन तत्वों के यौगिकों के सूत्र दीजिए। उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीजन वाले यौगिकों के सूत्र दीजिए।

3. निम्नलिखित तत्वों के बाहरी कोशों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखिए: 14 Si, 15 P, 16 S, 17 Cl, 34 Se, 52 Te। इस श्रृंखला के तीन तत्व रासायनिक अनुरूप हैं (समान रासायनिक गुण दिखाते हैं)। ये तत्व क्या हैं?

2.3. डी.आई. मेंडेलीव का आवर्त नियम।

डी.आई. मेंडेलीव द्वारा कानून की खोज और सूत्रीकरण किया गया था: "सरल निकायों के गुण, साथ ही तत्वों के यौगिकों के रूप और गुण, तत्वों के परमाणु भार पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।" तत्वों और उनके यौगिकों के गुणों के गहन विश्लेषण के आधार पर कानून बनाया गया था। भौतिकी की उत्कृष्ट उपलब्धियों, मुख्य रूप से परमाणु की संरचना के सिद्धांत के विकास ने आवधिक कानून के भौतिक सार को प्रकट करना संभव बना दिया: रासायनिक तत्वों के गुणों में परिवर्तन की आवधिकता आवधिक परिवर्तन के कारण होती है नाभिक के आवेश द्वारा निर्धारित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के रूप में बाहरी इलेक्ट्रॉन परत को इलेक्ट्रॉनों से भरने की प्रकृति बढ़ जाती है। आवेश आवर्त प्रणाली में तत्व की क्रमिक संख्या के बराबर होता है। आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण: "तत्वों के गुण और उनके द्वारा बनाए गए सरल और जटिल पदार्थ परमाणुओं के नाभिक के आवेश पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।" 1869-1871 में डी.आई. मेंडेलीव द्वारा बनाया गया। आवर्त प्रणाली तत्वों का एक प्राकृतिक वर्गीकरण है, जो आवर्त नियम का गणितीय प्रतिबिंब है।

मेंडेलीव न केवल इस कानून को सटीक रूप से तैयार करने वाले पहले व्यक्ति थे और इसकी सामग्री को एक तालिका के रूप में प्रस्तुत करते थे, जो एक क्लासिक बन गया, बल्कि इसे व्यापक रूप से प्रमाणित भी किया, एक मार्गदर्शक वर्गीकरण सिद्धांत के रूप में और वैज्ञानिक के लिए एक शक्तिशाली उपकरण के रूप में इसके विशाल वैज्ञानिक महत्व को दिखाया। अनुसंधान।

आवधिक कानून का भौतिक अर्थ। यह तब पता चला जब यह पता चला कि प्राथमिक आवेश की प्रति इकाई एक रासायनिक तत्व से दूसरे (आवधिक प्रणाली में) संक्रमण के साथ परमाणु नाभिक का आवेश बढ़ता है। संख्यात्मक रूप से, नाभिक का आवेश आवर्त प्रणाली में संबंधित तत्व की क्रम संख्या (परमाणु संख्या Z) के बराबर होता है, अर्थात नाभिक में प्रोटॉन की संख्या, जो बदले में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है। संबंधित तटस्थ परमाणु। परमाणुओं के रासायनिक गुण उनके बाहरी इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना से निर्धारित होते हैं, जो समय-समय पर बढ़ते परमाणु आवेश के साथ बदलते हैं, और इसलिए, आवधिक नियम परमाणुओं के नाभिक के आवेश को बदलने के विचार पर आधारित है, न कि तत्वों का परमाणु द्रव्यमान। आवर्त नियम का एक दृश्य चित्रण Z पर निर्भर कुछ भौतिक मात्राओं (आयनीकरण क्षमता, परमाणु त्रिज्या, परमाणु आयतन) में आवधिक परिवर्तनों का वक्र है। आवर्त नियम के लिए कोई सामान्य गणितीय व्यंजक नहीं है। आवधिक कानून महान प्राकृतिक वैज्ञानिक और दार्शनिक महत्व का है। इसने सभी तत्वों को उनके परस्पर संबंध में विचार करना और अज्ञात तत्वों के गुणों की भविष्यवाणी करना संभव बना दिया। आवधिक कानून के लिए धन्यवाद, कई वैज्ञानिक शोध (उदाहरण के लिए, पदार्थ की संरचना के अध्ययन के क्षेत्र में - रसायन विज्ञान, भौतिकी, भू-रसायन, ब्रह्मांड रसायन, खगोल भौतिकी में) उद्देश्यपूर्ण हो गए हैं। आवधिक कानून द्वंद्वात्मकता के सामान्य कानूनों की कार्रवाई का एक ज्वलंत अभिव्यक्ति है, विशेष रूप से मात्रा के गुणवत्ता में संक्रमण के कानून।

आवधिक कानून के विकास का भौतिक चरण, बदले में, कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

1. इलेक्ट्रॉन और रेडियोधर्मिता की खोज (1896-1897) के आधार पर परमाणु की विभाज्यता की स्थापना;

2. परमाणु की संरचना के मॉडल का विकास (1911-1913);

3. आइसोटोप प्रणाली की खोज और विकास (1913);

4. मोसले के नियम (1913) की खोज, जो नाभिक के आवेश और आवधिक प्रणाली में तत्व की संख्या को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करना संभव बनाता है;

5. परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना के बारे में विचारों के आधार पर आवर्त प्रणाली के सिद्धांत का विकास (1921-1925);

6. आवधिक प्रणाली के क्वांटम सिद्धांत का निर्माण (1926-1932)।

2.4. अज्ञात तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी।

आवर्त नियम की खोज में सबसे महत्वपूर्ण बात अभी तक अनदेखे रासायनिक तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी है। एल्यूमीनियम अल के तहत, मेंडेलीव ने अपने एनालॉग "एकालुमिनियम" के लिए एक जगह छोड़ दी, बोरॉन बी के तहत - "एकबोर" के लिए, और सिलिकॉन सी के तहत - "एकासिलिकॉन" के लिए। इस प्रकार मेंडलीफ ने रासायनिक तत्वों को बुलाया जो अभी तक खोजे नहीं गए थे। उसने उन्हें El, Eb और Es प्रतीक भी दिए।

तत्व "ईकैसिलिकॉन" के बारे में, मेंडेलीव ने लिखा: "मुझे ऐसा लगता है कि निस्संदेह लापता धातुओं में सबसे दिलचस्प वह होगी जो कार्बन एनालॉग्स के IV समूह से संबंधित है, अर्थात् III श्रृंखला के लिए। यह धातु होगी सिलिकॉन के तुरंत बाद, और इसलिए हम इसे इकासिलिस कहते हैं।" वास्तव में, यह अभी तक अनदेखा तत्व दो विशिष्ट गैर-धातुओं - कार्बन सी और सिलिकॉन सी - को दो विशिष्ट धातुओं - टिन एसएन और लेड पीबी के साथ जोड़ने वाला एक प्रकार का "लॉक" बन जाना चाहिए था।

फिर उन्होंने आठ और तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जिनमें "डिटेल्यूरियम" - पोलोनियम (1898 में खोजा गया), "एकियोडा" - एस्टैटिन (1942-1943 में खोजा गया), "डीविमैंगनीज" - टेक्नेटियम (1937 में खोजा गया), "एकेसिया" - फ्रांस (1939 में खोला गया)

1875 में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ पॉल-एमिल लेकोक डी बोइसबौड्रन ने खनिज वर्ट्ज़ाइट - जिंक सल्फाइड ZnS - मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी की गई "एकालुमिनियम" की खोज की और इसे अपनी मातृभूमि के सम्मान में गैलियम गा नाम दिया (फ्रांस का लैटिन नाम "गॉल" है) .

मेंडेलीव ने एकालुमिनियम के गुणों की सटीक भविष्यवाणी की: इसका परमाणु द्रव्यमान, धातु का घनत्व, ऑक्साइड का सूत्र एल 2 ओ 3, क्लोराइड एलसीएल 3, सल्फेट एल 2 (एसओ 4) 3। गैलियम की खोज के बाद, इन सूत्रों को Ga 2 O 3, GaCl 3 और Ga 2 (SO 4) 3 के रूप में लिखा जाने लगा। मेंडेलीव ने भविष्यवाणी की कि यह एक बहुत ही गलनीय धातु होगी, और वास्तव में, गैलियम का गलनांक 29.8 ° C निकला। फ्यूसिबिलिटी के मामले में, गैलियम पारा Hg और सीज़ियम Cs के बाद दूसरे स्थान पर है।

पृथ्वी की पपड़ी में गैलियम की औसत सामग्री वजन से 1.5-10-30% अपेक्षाकृत अधिक है, जो सीसा और मोलिब्डेनम की सामग्री के बराबर है। गैलियम एक विशिष्ट ट्रेस तत्व है। एकमात्र खनिज गैलियम, गाल्डाइट CuGaS2, बहुत दुर्लभ है। गैलियम सामान्य तापमान पर हवा में स्थिर होता है। शुष्क ऑक्सीजन में 260 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, धीमी ऑक्सीकरण देखा जाता है (ऑक्साइड फिल्म धातु की रक्षा करती है)। सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में, गैलियम धीरे-धीरे घुल जाता है, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड में - जल्दी, ठंड में नाइट्रिक एसिड में गैलियम स्थिर होता है। गैलियम गर्म क्षार के घोल में धीरे-धीरे घुल जाता है। ठंड में क्लोरीन और ब्रोमीन गैलियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, आयोडीन - गर्म होने पर। 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर पिघला हुआ गैलियम सभी संरचनात्मक धातुओं और मिश्र धातुओं के साथ बातचीत करता है। गैलियम की एक विशिष्ट विशेषता तरल अवस्था (2200 डिग्री सेल्सियस) का एक बड़ा अंतराल और 1100-1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर कम वाष्प दबाव है। जियोकेमिस्ट्री गैलियम एल्यूमीनियम के भू-रसायन से निकटता से संबंधित है, जो उनके भौतिक-रासायनिक गुणों की समानता के कारण है। लिथोस्फीयर में गैलियम का मुख्य भाग एल्यूमीनियम खनिजों में संलग्न है। बॉक्साइट और नेफलाइन में गैलियम की मात्रा 0.002 से 0.01% तक होती है। गैलियम की उच्च सांद्रता स्फालराइट्स (0.01-0.02%), कोयले में (जर्मेनियम के साथ), और कुछ लौह अयस्कों में भी देखी जाती है। गैलियम में अभी तक व्यापक औद्योगिक अनुप्रयोग नहीं है। एल्यूमीनियम उत्पादन में गैलियम के उप-उत्पाद उत्पादन के संभावित संभावित पैमाने अभी भी धातु की मांग से काफी अधिक हैं।

गैलियम का सबसे आशाजनक अनुप्रयोग GaAs, GaP, GaSb जैसे रासायनिक यौगिकों के रूप में है, जिनमें अर्धचालक गुण होते हैं। उनका उपयोग उच्च तापमान वाले रेक्टिफायर और ट्रांजिस्टर, सौर बैटरी और अन्य उपकरणों में किया जा सकता है जहां अवरुद्ध परत में फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग किया जा सकता है, साथ ही साथ अवरक्त विकिरण रिसीवर में भी। गैलियम का उपयोग ऑप्टिकल दर्पण बनाने के लिए किया जा सकता है जो अत्यधिक परावर्तक होते हैं। चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले पराबैंगनी विकिरण लैंप के लिए कैथोड के रूप में पारा के बजाय गैलियम के साथ एल्यूमीनियम का एक मिश्र धातु प्रस्तावित किया गया है। उच्च तापमान थर्मामीटर (600-1300 डिग्री सेल्सियस) और मैनोमीटर के निर्माण के लिए तरल गैलियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग करने का प्रस्ताव है। बिजली परमाणु रिएक्टरों में एक तरल शीतलक के रूप में गैलियम और उसके मिश्र धातुओं का उपयोग ब्याज की है (यह संरचनात्मक सामग्री के साथ ऑपरेटिंग तापमान पर गैलियम की सक्रिय बातचीत से बाधित है; गा-जेएन-एसएन ईयूटेक्टिक मिश्र धातु में शुद्ध की तुलना में कम संक्षारक प्रभाव होता है। गैलियम)।

1879 में, स्वीडिश रसायनज्ञ लार्स निल्सन ने स्कैंडियम की खोज की, जिसकी भविष्यवाणी मेंडेलीव ने ईकाबोर ईबी के रूप में की थी। निल्सन ने लिखा: "इसमें कोई संदेह नहीं है कि स्कैंडियम में ईकाबोर की खोज की गई थी ... इस प्रकार, रूसी रसायनज्ञ के विचारों की सबसे स्पष्ट रूप से पुष्टि की जाती है, जिससे न केवल स्कैंडियम और गैलियम के अस्तित्व की भविष्यवाणी करना संभव हो गया, बल्कि उनकी भविष्यवाणी करना भी संभव हो गया। अग्रिम में सबसे महत्वपूर्ण गुण।" स्कैंडियम का नाम निल्सन की मातृभूमि स्कैंडिनेविया के नाम पर रखा गया था, और उन्होंने इसे जटिल खनिज गैडोलिनाइट में खोजा, जिसकी संरचना Be 2 (Y, Sc) 2 FeO 2 (SiO 4) 2 है। पृथ्वी की पपड़ी (क्लार्क) में स्कैंडियम की औसत सामग्री वजन के हिसाब से 2.2-10-3% है। स्कैंडियम सामग्री चट्टानों में भिन्न होती है: अल्ट्राबेसिक चट्टानों में 5-10-4, बुनियादी चट्टानों में 2.4-10-3, मध्यम चट्टानों में 2.5-10-4, ग्रेनाइट और सीनाइट्स में 3.10-4; तलछटी चट्टानों में (1-1,3) .10-4। मैग्मैटिक, हाइड्रोथर्मल और सुपरजीन (सतह) प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप स्कैंडियम पृथ्वी की पपड़ी में केंद्रित है। स्कैंडियम के दो आंतरिक खनिजों को जाना जाता है - टोर्टवेटाइट और स्टेरेटाइट; वे अत्यंत दुर्लभ हैं। स्कैंडियम एक नरम धातु है, इसकी शुद्ध अवस्था में इसे आसानी से संसाधित किया जा सकता है - जाली, लुढ़का, मुद्रांकित। स्कैंडियम के उपयोग का दायरा बहुत सीमित है। उच्च गति वाले कंप्यूटरों में स्मृति तत्वों के लिए फेराइट बनाने के लिए स्कैंडियम ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। रेडियोधर्मी 46Sc का उपयोग न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण और चिकित्सा में किया जाता है। स्कैंडियम मिश्र, जिनमें कम घनत्व और उच्च गलनांक होता है, रॉकेट और विमान निर्माण में संरचनात्मक सामग्री के रूप में आशाजनक हैं, और कई स्कैंडियम यौगिकों का उपयोग ग्लास और सिरेमिक उद्योगों में फॉस्फोर, ऑक्साइड कैथोड के निर्माण में किया जा सकता है। रासायनिक उद्योग (उत्प्रेरक के रूप में), और अन्य क्षेत्रों में। 1886 में, फ्रीबर्ग में खनन अकादमी के प्रोफेसर, जर्मन रसायनज्ञ क्लेमेंस विंकलर ने, Ag 8 GeS 6 की रचना के साथ दुर्लभ खनिज argyrodite का विश्लेषण करते हुए, मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी किए गए एक और तत्व की खोज की। विंकलर ने अपनी मातृभूमि के सम्मान में जिस तत्व की खोज की, उसका नाम जर्मेनियम जीई रखा, लेकिन किसी कारण से इसने कुछ रसायनज्ञों की तीखी आपत्ति की। उन्होंने मेंडेलीव द्वारा की गई खोज को लागू करने के लिए विंकलर पर राष्ट्रवाद का आरोप लगाना शुरू कर दिया, जिन्होंने पहले से ही तत्व को "ईकैसिलिकॉन" और प्रतीक ईएस नाम दिया था। निराश, विंकलर ने सलाह के लिए खुद दिमित्री इवानोविच की ओर रुख किया। उन्होंने समझाया कि यह नए तत्व का खोजकर्ता था जिसे इसे एक नाम देना चाहिए। पृथ्वी की पपड़ी में जर्मेनियम की कुल सामग्री द्रव्यमान से 7.10-4% है, अर्थात, उदाहरण के लिए, सुरमा, चांदी, बिस्मथ से अधिक। हालांकि, जर्मेनियम के अपने खनिज अत्यंत दुर्लभ हैं। उनमें से लगभग सभी सल्फोसाल्ट हैं: जर्मेनाइट Cu2 (Cu, Fe, Ge, Zn)2 (S, As)4, argyrodite Ag8GeS6, confieldite Ag8 (Sn, Ce) S6, और अन्य। चट्टानें और खनिज: गैर के सल्फाइड अयस्कों में -लौह धातु, लौह अयस्कों में, कुछ ऑक्साइड खनिजों (क्रोमाइट, मैग्नेटाइट, रूटाइल, आदि) में, ग्रेनाइट, डायबेस और बेसाल्ट में। इसके अलावा, जर्मेनियम लगभग सभी सिलिकेटों में, कोयले और तेल के कुछ निक्षेपों में मौजूद होता है। जर्मेनियम आधुनिक अर्धचालक प्रौद्योगिकी में सबसे मूल्यवान सामग्रियों में से एक है। इसका उपयोग डायोड, ट्रायोड, क्रिस्टल डिटेक्टर और पावर रेक्टिफायर बनाने के लिए किया जाता है। सिंगल-क्रिस्टल जर्मेनियम का उपयोग डोसिमेट्रिक उपकरणों और उपकरणों में भी किया जाता है जो निरंतर और वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रों की ताकत को मापते हैं। जर्मेनियम के लिए आवेदन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र इन्फ्रारेड तकनीक है, विशेष रूप से 8-14 माइक्रोन क्षेत्र में काम कर रहे इन्फ्रारेड विकिरण डिटेक्टरों का उत्पादन। जर्मेनियम युक्त कई मिश्र, GeO2 पर आधारित ग्लास और अन्य जर्मेनियम यौगिक व्यावहारिक उपयोग के लिए आशाजनक हैं।

मेंडेलीव महान गैसों के समूह के अस्तित्व की भविष्यवाणी नहीं कर सके, और पहले तो उन्हें आवर्त प्रणाली में जगह नहीं मिली।

1894 में अंग्रेजी वैज्ञानिकों डब्ल्यू। रामसे और जे। रेले द्वारा आर्गन आर की खोज ने तुरंत आवर्त नियम और तत्वों की आवर्त सारणी के बारे में गर्म चर्चा और संदेह पैदा कर दिया। मेंडेलीव ने पहले आर्गन को नाइट्रोजन का एक एलोट्रोपिक संशोधन माना और केवल 1900 में, निर्विवाद तथ्यों के दबाव में, रासायनिक तत्वों के "शून्य" समूह की आवधिक प्रणाली में उपस्थिति से सहमत हुए, जिस पर आर्गन के बाद खोजी गई अन्य महान गैसों का कब्जा था। . अब इस समूह को आठवीं संख्या के तहत जाना जाता है।

1905 में, मेंडेलीव ने लिखा: "जाहिर है, भविष्य विनाश के साथ आवधिक कानून की धमकी नहीं देता है, लेकिन केवल अधिरचना और विकास का वादा करता है, हालांकि एक रूसी के रूप में वे मुझे मिटाना चाहते थे, खासकर जर्मन।"

आवधिक कानून की खोज ने रसायन विज्ञान के विकास और नए रासायनिक तत्वों की खोज को गति दी।

लिसेयुम परीक्षा, जहां पुराने डेरझाविन ने युवा पुश्किन को आशीर्वाद दिया। मीटर की भूमिका शिक्षाविद् यू.एफ. फ्रित्शे द्वारा निभाई गई, जो कार्बनिक रसायन विज्ञान के एक प्रसिद्ध विशेषज्ञ हैं। पीएचडी थीसिस डी.आई. मेंडेलीव ने 1855 में मुख्य शैक्षणिक संस्थान से स्नातक की उपाधि प्राप्त की। पीएचडी थीसिस "क्रिस्टलीय रूप से रचना के अन्य संबंधों के संबंध में आइसोमोर्फिज्म" उनका पहला प्रमुख वैज्ञानिक बन गया ...

ज्यादातर तरल पदार्थ की केशिकाता और सतह तनाव के मुद्दे पर, और उन्होंने अपने ख़ाली समय को युवा रूसी वैज्ञानिकों के घेरे में बिताया: एस.पी. बोटकिन, आई.एम. सेचेनोव, आई.ए. वैश्नेग्रैडस्की, ए.पी. बोरोडिन और अन्य। 1861 में, मेंडेलीव सेंट पीटर्सबर्ग लौट आए, जहां उन्होंने विश्वविद्यालय में कार्बनिक रसायन विज्ञान पर व्याख्यान फिर से शुरू किया और एक पाठ्यपुस्तक प्रकाशित की, जो उस समय के लिए उल्लेखनीय थी: "ऑर्गेनिक केमिस्ट्री", में ...

डि मेंडेलीव ने 1869 में आवधिक कानून तैयार किया, जो परमाणु की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक - परमाणु द्रव्यमान पर आधारित था। आवधिक कानून के बाद के विकास, अर्थात् बड़े प्रयोगात्मक डेटा के अधिग्रहण ने कानून के मूल निर्माण को कुछ हद तक बदल दिया, लेकिन ये परिवर्तन डी.आई. द्वारा निर्धारित मुख्य अर्थ का खंडन नहीं करते हैं। मेंडेलीव। इन परिवर्तनों ने केवल कानून और आवधिक प्रणाली को वैज्ञानिक वैधता और शुद्धता की पुष्टि दी।

आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण डी.आई. मेंडेलीव इस प्रकार है: रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही तत्वों के यौगिकों के गुण और रूप, उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश के परिमाण पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी की संरचना डी.आई. मेंडलीव

वर्तमान मत से ज्ञात होता है एक बड़ी संख्या कीआवधिक प्रणाली की व्याख्या, लेकिन सबसे लोकप्रिय - छोटी (छोटी) और लंबी (बड़ी) अवधि के साथ। क्षैतिज पंक्तियों को आवर्त कहा जाता है (उनमें समान ऊर्जा स्तर के अनुक्रमिक भरने वाले तत्व होते हैं), और ऊर्ध्वाधर स्तंभों को समूह कहा जाता है (उनमें ऐसे तत्व होते हैं जिनमें समान संख्या में वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं - रासायनिक एनालॉग)। इसके अलावा, सभी तत्वों को बाहरी (वैलेंस) कक्षीय के प्रकार के अनुसार ब्लॉक में विभाजित किया जा सकता है: एस-, पी-, डी-, एफ-तत्व।

कुल मिलाकर, सिस्टम (तालिका) में 7 अवधि होती है, और अवधि संख्या (एक अरबी अंक द्वारा इंगित) एक तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या के बराबर होती है, बाहरी (वैलेंस) ऊर्जा स्तर की संख्या , और उच्चतम ऊर्जा स्तर के लिए मुख्य क्वांटम संख्या का मान। प्रत्येक अवधि (पहले को छोड़कर) एक एस-तत्व से शुरू होती है - एक सक्रिय क्षार धातु और एक निष्क्रिय गैस के साथ समाप्त होती है, जो एक पी-तत्व से पहले होती है - एक सक्रिय गैर-धातु (हलोजन)। यदि हम आवर्त के साथ बाएँ से दाएँ चलते हैं, तो छोटे आवर्त के रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के आवेश में वृद्धि के साथ, बाह्य ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होगी, जिसके परिणामस्वरूप के गुण तत्व बदलते हैं - आम तौर पर धातु से (क्योंकि अवधि की शुरुआत में एक सक्रिय क्षार धातु होती है), एम्फ़ोटेरिक के माध्यम से (तत्व धातुओं और गैर-धातुओं दोनों के गुणों को प्रदर्शित करता है) से गैर-धातु (सक्रिय गैर-धातु - हलोजन) तक अवधि के अंत में), अर्थात्। धात्विक गुण धीरे-धीरे कमजोर हो जाते हैं और अधात्विक गुण बढ़ जाते हैं।

बड़े आवर्त में, बढ़ते हुए नाभिकीय आवेश के साथ, इलेक्ट्रॉनों को भरना अधिक कठिन होता है, जो छोटे आवर्त के तत्वों की तुलना में तत्वों के गुणों में अधिक जटिल परिवर्तन की व्याख्या करता है। तो, लंबी अवधि की पंक्तियों में भी, बढ़ते हुए परमाणु आवेश के साथ, बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या स्थिर और 2 या 1 के बराबर रहती है। इसलिए, जबकि इलेक्ट्रॉन बाहरी (बाहर से दूसरा) के बाद के स्तर को भर रहे हैं। , सम पंक्तियों में तत्वों के गुण धीरे-धीरे बदलते हैं। विषम पंक्तियों में संक्रमण में, नाभिक के आवेश में वृद्धि के साथ, बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है (1 से 8 तक), तत्वों के गुण उसी तरह बदलते हैं जैसे छोटी अवधि में।

आवधिक प्रणाली में लंबवत स्तंभ समान इलेक्ट्रॉनिक संरचना वाले तत्वों के समूह होते हैं और रासायनिक अनुरूप होते हैं। समूह I से VIII तक रोमन अंकों द्वारा निर्दिष्ट किए जाते हैं। मुख्य (ए) और माध्यमिक (बी) उपसमूह प्रतिष्ठित हैं, जिनमें से पहले में एस- और पी-तत्व होते हैं, दूसरे में डी-तत्व होते हैं।

उपसमूह संख्या ए बाहरी ऊर्जा स्तर (वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या) में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करती है। बी-उपसमूह के तत्वों के लिए, समूह संख्या और बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है। A-उपसमूहों में, तत्वों के धात्विक गुण बढ़ते हैं, और अधातु गुण तत्व के परमाणु के नाभिक के बढ़ते आवेश के साथ घटते हैं।

आवधिक प्रणाली में तत्वों की स्थिति और उनके परमाणुओं की संरचना के बीच एक संबंध है:

- समान अवधि के सभी तत्वों के परमाणुओं में समान संख्या में ऊर्जा स्तर होते हैं, आंशिक रूप से या पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं;

— A उपसमूह के सभी तत्वों के परमाणुओं में बाह्य ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।

तत्वों के आवधिक गुण

परमाणुओं के भौतिक रासायनिक और रासायनिक गुणों की निकटता उनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की समानता के कारण होती है, और बाहरी परमाणु कक्षीय के साथ इलेक्ट्रॉनों का वितरण मुख्य भूमिका निभाता है। यह आवधिक रूप में प्रकट होता है, जैसे-जैसे परमाणु नाभिक का आवेश बढ़ता है, समान गुणों वाले तत्व। ऐसे गुणों को आवधिक कहा जाता है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:

1. बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या ( आबादी – वू) बढ़ते हुए नाभिकीय आवेश के साथ कम समय में वूबाहरी इलेक्ट्रॉन कोश 1 से 2 (अवधि 1), 1 से 8 (अवधि 2 और 3) तक नीरस रूप से बढ़ता है। पहले 12 तत्वों के दौरान बड़े आवर्त में वू 2 से अधिक नहीं और फिर 8 तक।

2. परमाणु और आयनिक त्रिज्या(आर), एक परमाणु या आयन की औसत त्रिज्या के रूप में परिभाषित किया गया है, जो विभिन्न यौगिकों में अंतर-परमाणु दूरी पर प्रयोगात्मक डेटा से पाया जाता है। परमाणु त्रिज्या अवधि के साथ घट जाती है (धीरे-धीरे बढ़ते इलेक्ट्रॉनों का वर्णन लगभग समान विशेषताओं वाले ऑर्बिटल्स द्वारा किया जाता है, समूह पर परमाणु त्रिज्या बढ़ जाती है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या बढ़ जाती है (चित्र 1.)।

चावल। 1. परमाणु त्रिज्या में आवधिक परिवर्तन

आयनिक त्रिज्या के लिए समान पैटर्न देखे जाते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि धनायन की आयनिक त्रिज्या (धनात्मक रूप से आवेशित आयन) परमाणु त्रिज्या से अधिक है, जो बदले में आयन के आयनिक त्रिज्या (ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन) से अधिक है।

3. आयनीकरण ऊर्जा(ई और) एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को अलग करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है, अर्थात। एक उदासीन परमाणु को धनावेशित आयन (धनायन) में बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा।

ई 0 - → ई + + ई और

ई और प्रति परमाणु इलेक्ट्रॉन वोल्ट (ईवी) में मापा जाता है। आवधिक प्रणाली के समूह के भीतर, तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के आरोपों में वृद्धि के साथ परमाणुओं की आयनीकरण ऊर्जा का मान घटता है। रासायनिक तत्वों के परमाणुओं से, ई और के असतत मूल्यों की रिपोर्ट करके सभी इलेक्ट्रॉनों को क्रमिक रूप से फाड़ा जा सकता है। उसी समय, ई और 1< Е и 2 < Е и 3 <….Энергии ионизации отражают дискретность структуры электронных слоев и оболочек атомов химических элементов.

4. इलेक्ट्रान बन्धुता(ई ई) ऊर्जा की मात्रा है जब एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से जुड़ा होता है, अर्थात। प्रक्रिया ऊर्जा

ई 0 + → ई -

ई ई को ईवी में भी व्यक्त किया जाता है और, ई की तरह और परमाणु की त्रिज्या पर निर्भर करता है, इसलिए, आवधिक प्रणाली के अवधियों और समूहों द्वारा ई ई में परिवर्तन की प्रकृति परमाणु त्रिज्या में परिवर्तन की प्रकृति के करीब है। . समूह VII p-तत्वों में सबसे अधिक इलेक्ट्रॉन बंधुता होती है।

5. पुनर्स्थापनात्मक गतिविधि(VA) - एक परमाणु की दूसरे परमाणु को एक इलेक्ट्रॉन दान करने की क्षमता। मात्रात्मक माप - ई और। यदि E और बढ़ता है, तो BA घटता है और इसके विपरीत।

6. ऑक्सीडेटिव गतिविधि(OA) - एक परमाणु की दूसरे परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को जोड़ने की क्षमता। मात्रात्मक माप ई ई। यदि ई ई बढ़ता है, तो ओए भी बढ़ता है और इसके विपरीत।

7. स्क्रीनिंग प्रभाव- नाभिक और नाभिक के बीच अन्य इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण किसी दिए गए इलेक्ट्रॉन पर नाभिक के धनात्मक आवेश के प्रभाव में कमी। एक परमाणु में इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या के साथ परिरक्षण बढ़ता है और बाहरी इलेक्ट्रॉनों के नाभिक के प्रति आकर्षण को कम करता है। परिरक्षण विपरीत है प्रवेश प्रभाव, इस तथ्य के कारण कि एक इलेक्ट्रॉन परमाणु अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर स्थित हो सकता है। प्रवेश प्रभाव इलेक्ट्रॉन और नाभिक के बीच बंधन की ताकत को बढ़ाता है।

8. ऑक्सीकरण अवस्था (ऑक्सीकरण संख्या)- किसी यौगिक में किसी तत्व के परमाणु का काल्पनिक आवेश, जो पदार्थ की आयनिक संरचना की धारणा से निर्धारित होता है। आवर्त सारणी की समूह संख्या उच्चतम सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था को इंगित करती है जो किसी दिए गए समूह के तत्वों के यौगिकों में हो सकती है। अपवाद कॉपर उपसमूह की धातुएं, ऑक्सीजन, फ्लोरीन, ब्रोमीन, लौह परिवार की धातुएं और समूह VIII के अन्य तत्व हैं। आवर्त में जैसे-जैसे नाभिकीय आवेश बढ़ता है, अधिकतम धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ती जाती है।

9. इलेक्ट्रोनगेटिविटी, उच्च हाइड्रोजन और ऑक्सीजन यौगिकों की संरचना, थर्मोडायनामिक, इलेक्ट्रोलाइटिक गुण, आदि।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	इलेक्ट्रॉनिक सूत्र द्वारा तत्व (Z = 23) और उसके यौगिकों (ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड्स) के गुणों का वर्णन करें: परिवार, अवधि, समूह, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या, जमीन में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के लिए इलेक्ट्रॉन-ग्राफिक सूत्र और उत्तेजित अवस्था, मुख्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (अधिकतम और न्यूनतम), ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के सूत्र।
समाधान	23 वी 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 3 3पी 6 3डी 3 4एस 2 d-तत्व, धातु, ;-वें अवधि में, V समूह में, उपसमूह में है। संयोजकता इलेक्ट्रॉन 3d 3 4s 2 । ऑक्साइड वीओ, वी 2 ओ 3, वीओ 2, वी 2 ओ 5। हाइड्रोक्साइड्स वी (ओएच) 2, वी (ओएच) 3, वीओ (ओएच) 2, एचवीओ 3। मूल अवस्था उत्साहित राज्य न्यूनतम ऑक्सीकरण अवस्था "+2" है, अधिकतम "+5" है।

पृष्ठ 1

आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण इस प्रकार है: तत्वों के गुण, साथ ही साथ उनके यौगिकों के गुण और रूप, तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के आरोपों पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण इस प्रकार है: रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही तत्वों के यौगिकों के रूप और गुण, परमाणु नाभिक के आवेश के परिमाण पर आवधिक निर्भरता में होते हैं। यह केवल नए आंकड़ों पर आधारित है जो कानून और प्रणाली को वैज्ञानिक वैधता देते हैं और उनकी शुद्धता की पुष्टि करते हैं।

आवर्त नियम का आधुनिक निरूपण: साधारण पदार्थों के गुण और तत्वों के यौगिकों के गुण तत्व के नाभिक (परमाणु) के आवेश पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण इस प्रकार है: रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही तत्वों के यौगिकों के रूप और गुण, परमाणु नाभिक के प्रभार पर आवधिक निर्भरता में हैं। यह केवल नए आंकड़ों पर आधारित है जो कानून और प्रणाली को वैज्ञानिक वैधता देते हैं और उनकी शुद्धता की पुष्टि करते हैं।

डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण इस प्रकार है: तत्वों के गुण, साथ ही तत्वों के यौगिकों के रूप और गुण, उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण इस प्रकार है: रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही तत्वों के यौगिकों के रूप और गुण, परमाणु नाभिक के आवेश के परिमाण पर आवधिक निर्भरता में होते हैं। यह केवल नए आंकड़ों पर आधारित है जो कानून और प्रणाली को वैज्ञानिक वैधता देते हैं और उनकी शुद्धता की पुष्टि करते हैं।

आवर्त नियम का आधुनिक निरूपण पिछले नियम से किस प्रकार भिन्न है और यह अधिक सटीक क्यों है।

डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून के आधुनिक निर्माण में शामिल: तत्वों के गुण क्रम संख्या पर आवधिक निर्भरता में हैं।

डी. आई. मेंडलीफ का सूत्रीकरण और आवर्त नियम का आधुनिक निरूपण एक दूसरे का खंडन क्यों नहीं करते।

मोसले के नियम और रदरफोर्ड और चाडविक की खोजों के आधार पर, डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून का एक आधुनिक सूत्रीकरण दिया जा सकता है: रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों के गुण सकारात्मक आवेशों के परिमाण पर आवधिक निर्भरता में होते हैं। उनके परमाणुओं के नाभिक।

परमाणु की परिभाषित संपत्ति के रूप में नाभिक के आवेश के परिमाण के विचार ने डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून के आधुनिक निर्माण का आधार बनाया: रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही साथ के रूप और गुण इन तत्वों के यौगिक, अपने परमाणुओं के नाभिक के आवेश के परिमाण पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

हम देखते हैं कि एक ही तत्व के परमाणु परमाणु भार में भिन्न होते हैं, और इसलिए, तत्वों के रासायनिक गुण उनके परमाणु भार से नहीं, बल्कि परमाणु नाभिक के आवेश से निर्धारित होते हैं। इसलिए, आवधिक कानून का आधुनिक सूत्रीकरण कहता है: तत्वों के गुण उनके क्रम संख्या पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

परमाणुओं की संरचना के अध्ययन से पता चला है कि परमाणु की सबसे महत्वपूर्ण और सबसे स्थिर विशेषता नाभिक का धनात्मक आवेश है। इसलिए, डी। आई। मेंडेलीव के आवर्त नियम का आधुनिक सूत्रीकरण इस प्रकार है: रासायनिक तत्वों के गुण और उनके यौगिक तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के आवेशों पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

रासायनिक तत्वों की दुनिया को नियंत्रित करने वाले मुख्य कानून की खोज महान रूसी वैज्ञानिक दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने की थी।

इस खोज के समय तक 63 रासायनिक तत्वों की जानकारी हो चुकी थी। संचित बड़ी राशिजानकारी और उनके गुण। हालांकि, तथ्यों की प्रचुरता जो एक एकीकृत दृष्टिकोण से समझ में नहीं आती है, रसायन शास्त्र में कठिनाई और भ्रम का स्रोत रही है। सरल रूसी रसायनज्ञ ने तत्वों के गुणों के साथ-साथ परमाणुओं की संरचना को नियंत्रित करने वाले कानून की खोज की, इन कठिनाइयों का समाधान किया।

दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव।

रासायनिक तत्वों के गुणों का सावधानीपूर्वक अध्ययन और तुलना करते हुए, उन्होंने उनके दूर और घनिष्ठ संबंधों के रहस्यों को उजागर करने की कोशिश की।

मेंडेलीव ने अपनी खोजों का इस तरह से वर्णन किया: "... यह विचार अनैच्छिक रूप से उठता है कि तत्वों के द्रव्यमान और रासायनिक विशेषताओं के बीच एक संबंध होना चाहिए ... कुछ देखने के लिए - कम से कम मशरूम या किसी प्रकार की निर्भरता - है देखने और कोशिश करने के अलावा असंभव है। इसलिए मैंने अलग-अलग कार्डों पर तत्वों को उनके परमाणु भार और मौलिक गुणों, समान तत्वों और निकट परमाणु भार के साथ लिखना शुरू किया, जिससे यह निष्कर्ष निकला कि तत्वों के गुण उनके परमाणु भार पर आवधिक निर्भरता में हैं। । "
तत्वों को परमाणु भार के आरोही क्रम में व्यवस्थित करते हुए, वैज्ञानिक ने तत्वों की पंक्तियाँ प्राप्त कीं; प्रत्येक पंक्ति में, तत्वों के गुणों को समय-समय पर दोहराया जाता है।

मेंडेलीव की परिभाषा के अनुसार, उनके द्वारा खोजा गया आवधिक कानून यह है कि "तत्वों के गुण (और, परिणामस्वरूप, उनके द्वारा गठित सरल और जटिल निकायों के) उनके परमाणु भार पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।"

तत्वों की दुनिया में आवधिकता की खोज करने वाले मेंडेलीव द्वारा महान अंतर्दृष्टि दिखाई गई थी, ऐसे समय में जब कई तत्वों की खोज नहीं की गई थी, और कुछ ज्ञात तत्वों के परमाणु भार गलत तरीके से निर्धारित किए गए थे। लेकिन अकाट्य रूप से इस नियमितता का अस्तित्व अत्यंत कठिन साबित हुआ।

जब मेंडेलीव ने अपने शोध में उस समय के कार्यों में सामने आए परमाणु भार से आगे बढ़े, तो आवधिकता का अक्सर उल्लंघन किया गया था।

लेकिन वैज्ञानिक स्तब्ध नहीं हुए। वह तत्वों के गुणों की उनके परमाणु भार पर आवधिक निर्भरता के अस्तित्व के बारे में दृढ़ता से आश्वस्त था। और जब उन्होंने आवधिकता के उल्लंघन को देखा, तो उनके लिए केवल एक ही निष्कर्ष संभव था - जाहिर है, विज्ञान के पास जो डेटा था, वह गलत या अधूरा था। उन्होंने सैद्धांतिक गणना के आधार पर कुछ तत्वों के परमाणु भार को ठीक किया। तो यह इंडियम, प्लेटिनम धातुओं, यूरेनियम और अन्य तत्वों के साथ था; बाद में, उनके वजन के अधिक सटीक माप ने इन सुधारों की शुद्धता की पुष्टि की।

1869 में, रूसी केमिकल सोसाइटी की पत्रिका में अपना काम "द कोरिलेशन ऑफ़ प्रॉपर्टीज़ विद द एटॉमिक वेट ऑफ़ एलिमेंट्स" प्रकाशित करने के बाद, मेंडेलीव ने वैज्ञानिक दुनिया को उस आवधिक कानून से परिचित कराया जिसे उन्होंने खोजा था। तत्वों की आवर्त प्रणाली की तालिका लेख से जुड़ी हुई थी। खुले कानून के सार को रेखांकित करते हुए, महान वैज्ञानिक ने विज्ञान के लिए अभी भी अज्ञात तत्वों के अस्तित्व की ओर इशारा किया।

आवर्त सारणी में रासायनिक तत्वों को उनके परमाणु भार के आरोही क्रम में व्यवस्थित किया गया है।

मेंडेलीव ने अभी तक खोजे गए तत्वों के लिए अपने सिस्टम में कई स्थान छोड़े हैं, अनुमानित परमाणु भार और अन्य गुण जिनकी गणना वैज्ञानिक ने पड़ोसी तत्वों की प्रकृति को ध्यान में रखते हुए की थी। मेंडेलीव ने रसायन विज्ञान के इतिहास में पहली बार अज्ञात तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। उन्होंने लिखा कि और भी तत्व होने चाहिए, जिन्हें उन्होंने एकालुमिनियम, एकबोर और एकसिलिकॉन कहा।

कई वैज्ञानिकों ने रूसी वैज्ञानिक की भविष्यवाणी पर बहुत अविश्वास के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त की।

लेकिन अगस्त 1875 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक लेकोक डी बोइस-बौड्रान ने वर्णक्रमीय विश्लेषण के माध्यम से जस्ता मिश्रण में एक नए तत्व की खोज की, जिसे उन्होंने गैलियम कहा (गैलिया फ्रांस का पुराना नाम है)।

1879 में, प्रसिद्ध स्वीडिश रसायनज्ञ निल्सन ने मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी किए गए दूसरे तत्व की खोज की। स्कैंडियम के गुण, जैसा कि निल्सन ने नया तत्व कहा था, पूरी तरह से मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी किए गए एकबोर के गुणों के साथ मेल खाता था। यहां तक ​​​​कि रूसी वैज्ञानिक की यह आशंका भी उचित थी कि खनिजों में ईकाबोर की खोज एक अन्य रासायनिक तत्व, यट्रियम की उपस्थिति से बाधित होगी, उचित थी।

"इस प्रकार," निल्सन एक नए तत्व की खोज पर अपनी रिपोर्ट का निष्कर्ष निकालते हैं, "रूसी रसायनज्ञ के विचारों की पुष्टि की जाती है, जिसने न केवल नामित तत्वों - स्कैंडियम और गैलियम के अस्तित्व की भविष्यवाणी करना संभव बना दिया, बल्कि उनकी भविष्यवाणी करना भी संभव बना दिया। अग्रिम में सबसे महत्वपूर्ण गुण। ”

अंत में, 1886 में, जर्मन वैज्ञानिक विंकलर ने मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी किए गए तीसरे तत्व की खोज की। इस पर अपनी रिपोर्ट में, विंकलर ने बताया कि नया तत्व - जर्मेनियम - ठीक मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी की गई ई-सिलिकॉन है।

यह मेंडलीफ की खोज का पूर्ण उत्सव था।

फ्रेडरिक एंगेल्स ने लिखा है कि मेंडेलीव ने आवधिक कानून की खोज करके "एक वैज्ञानिक उपलब्धि हासिल की"।

मेंडेलीव की खोज द्वंद्वात्मकता के बुनियादी कानूनों में से एक की एक शक्तिशाली पुष्टि थी - गुणवत्ता में मात्रा के संक्रमण का कानून।

रासायनिक तत्वों के गुण परमाणु भार पर निर्भर करते हैं। मात्रा के गुणवत्ता में संक्रमण का नियम, जैसा कि फ्रेडरिक एंगेल्स ने लिखा है, "वैध है ... और स्वयं रासायनिक तत्वों के लिए।"

डी। आई। मेंडेलीव के आवधिक कानून के मजबूत करने वालों में से एक प्रसिद्ध चेक वैज्ञानिक बोहुस्लाव ब्रूनर (1855-1935) थे। ब्रूनर ने अपने काम से पुष्टि की कि सिस्टम में रासायनिक तत्व बेरिलियम के लिए मेंडेलीव द्वारा इंगित स्थान सही है। अतः रूसी वैज्ञानिक द्वारा आवर्त नियम के आधार पर परिकलित इस तत्व का परमाणु भार भी सही है।

मेंडेलीव ने बाद में बी एफ ब्रूनर के काम के बारे में कृतज्ञता के साथ लिखा, यह याद करते हुए कि उन्होंने कितनी बार "सुना कि बेरिलियम के परमाणु भार का सवाल आवधिक कानून की व्यापकता को हिला देने की धमकी देता है, इसमें गहन परिवर्तन की आवश्यकता हो सकती है।"

उनके द्वारा खोजे गए कानून के आधार पर, मेंडेलीव ने सेरियम के परमाणु भार को 92 से सही किया, जैसा कि सभी ने मान्यता दी थी, 138। इसने कुछ वैज्ञानिकों के तूफानी विरोध का कारण बना।

"कैसे," रसायनज्ञ राममेल्सबर्ग ने लिखा, "परमाणु भार को ठीक करने के लिए, किसी प्रकार की तालिका द्वारा निर्देशित! हाँ, यह शुद्ध अटकलें हैं! - वह सरसराहट। "यह किसी प्रकार की योजना के लिए तथ्यों की उपयुक्तता है!"
मेंडेलीव ने इसका उत्तर दिया: "मेरा मानना ​​​​है कि अब ऐसा नहीं होना चाहिए, आवधिकता के नियम को दरकिनार करते हुए तत्वों के बारे में कोई सटीक विचार करना असंभव है।"

बाद में, ब्रूनर ने अपने काम के माध्यम से, सैद्धांतिक रूप से मेंडेलीव द्वारा व्युत्पन्न सेरियम के परमाणु भार की शुद्धता की पुष्टि की। ब्रूनर, और फिर अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी मोसले ने तथाकथित दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को एक विशेष स्थान पर अलग करने की आवश्यकता की ओर इशारा किया।

1884 में, क्रांतिकारी वैज्ञानिक एन ए मोरोज़ोव, श्लीसेलबर्ग किले में कैद होकर, आवर्त सारणी के विश्लेषण पर अपना काम पूरा किया। उन्होंने सैद्धांतिक रूप से रासायनिक तत्वों के एक समूह - अक्रिय गैसों के अस्तित्व की भी भविष्यवाणी की।

किसी तत्व का आवर्त सारणी के एक या दूसरे समूह से संबंध तत्व के परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या और इलेक्ट्रॉन शेल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करता है।

किसी तत्व का आवर्त सारणी के एक या दूसरे आवर्त से संबंध परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश में परतों की संख्या को दर्शाता है।

जहां "महान गैसों" - हीलियम, नियॉन, आर्गन और अन्य - को अब आवर्त सारणी में रखा गया है, मोरोज़ोव की संख्या 4, 20, 40, आदि थी, जो लापता तत्वों के परमाणु भार को दर्शाती है। इन सभी रासायनिक तत्वों को मोरोज़ोव द्वारा एक अलग, शून्य समूह में अलग किया गया था।

रूसी वैज्ञानिकों की भविष्यवाणी की पुष्टि अक्रिय गैसों की खोज करने वाले अंग्रेजी वैज्ञानिकों रेले और रैमसे के काम से हुई।

रूसी प्रतिभा की महानता - मेंडेलीव निर्विवाद है। लेकिन फिर भी ऐसे लोग थे जिन्होंने मेंडेलीव से आवधिक कानून के लेखक कहलाने का अधिकार छीनने की कोशिश की। मेंडेलीव ने आवधिक कानून की खोज में रूस की प्राथमिकता के लिए संघर्ष में प्रवेश किया।

"कानून की स्वीकृति," उन्होंने लिखा, "केवल इसके परिणाम प्राप्त करने की सहायता से संभव है, जिसके बिना यह असंभव और अप्रत्याशित है, और प्रयोगात्मक सत्यापन में उन परिणामों को उचित ठहराता है। इसलिए, आवधिक कानून को देखने के बाद, मैंने, अपने हिस्से के लिए (1869-1871), इससे ऐसे तार्किक परिणाम निकाले जो यह दिखा सकते थे कि यह सच है या नहीं ... परीक्षण की ऐसी विधि के बिना, एक भी कानून नहीं प्रकृति की स्थापना की जा सकती है। न तो चैनकोर्टोइस, जिसके लिए फ्रांसीसी आवधिक कानून की खोज करने का अधिकार देते हैं, न ही न्यूलैंड्स, जिन्हें अंग्रेजों ने आगे रखा था, और न ही एल मेयर, जिन्हें दूसरों ने आवधिक कानून के संस्थापक के रूप में उद्धृत किया था, ने संपत्तियों की भविष्यवाणी करने का साहस किया। अनदेखे तत्वों में, "परमाणुओं के स्वीकृत भार" को बदलें और आम तौर पर आवधिक कानून को प्रकृति का एक नया, कड़ाई से स्थापित कानून मानते हैं, जो अब तक के असामान्यीकृत तथ्यों को कवर करने में सक्षम है, जैसा कि मैंने शुरू से ही किया था।

प्राकृतिक विज्ञान की बाद की खोजों का अनुमान लगाते हुए, आवधिक कानून के सरल निर्माता ने भविष्यवाणी की कि परमाणु केवल एक रासायनिक विधि द्वारा अविभाज्य है।

मेंडेलीव के नियम की सहायता से, रूसी वैज्ञानिकों बी.एन. चिचेरिन और एन.ए. मोरोज़ोव (उनके कार्यों की चर्चा नीचे की गई है) ने सट्टा प्रावधानों के आधार पर, परमाणु का पहला मॉडल प्रस्तावित किया, जिसमें इसे सौर के सदृश पिंडों की एक प्रणाली के रूप में दर्शाया गया है। व्यवस्था। बाद में प्रायोगिक अध्ययनों और गणितीय गणनाओं से पता चला कि इस तरह के आत्मसात के कुछ आधार हैं।

प्रकृति और उसके नियमों को समझने के लिए मेंडलीफ का नियम एक शक्तिशाली उपकरण है। रसायन विज्ञान और भौतिकी के सभी बाद के विकास मेंडेलीव के नियम के साथ सीधे संबंध में और उस पर निर्भर थे। इन विज्ञानों की सभी खोजों को उनके नियम से प्रकाशित किया गया था। इस कानून की मदद से खोजों का सैद्धांतिक अर्थ दिखाया गया। साथ ही, इस तरह की प्रत्येक खोज ने इसकी मूलभूत नींव को प्रभावित किए बिना, कानून का परिशोधन और विस्तार किया।

आवर्त नियम द्वारा निर्देशित, विज्ञान ने सभी तत्वों के परमाणुओं की संरचना का निर्धारण किया है, जो स्थापित होने पर, एक इलेक्ट्रॉन खोल और एक नाभिक से मिलकर बनता है।

हाइड्रोजन परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉनों की संख्या एक से बढ़कर मेंडेलीवियम परमाणु के लिए 101 हो जाती है, जिसे हाल ही में खोजा गया और आवधिक कानून के खोजकर्ता के नाम पर रखा गया; यह संख्या मेंडेलीव प्रणाली में तत्व की क्रम संख्या के अनुसार पूर्ण है। नाभिक का आवेश इलेक्ट्रॉनों के आवेशों के योग के बराबर होता है। नाभिक का धनात्मक आवेश, जो ऋणात्मक इलेक्ट्रॉनों को संतुलित करता है, 1 से बढ़कर 101 हो जाता है। नाभिक का धनात्मक आवेश परमाणु का मुख्य गुण है जो इसे इसकी रासायनिक पहचान देता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों की संख्या धनात्मक आवेश पर निर्भर करती है केंद्र।

नाभिक भी जटिल निकला: इसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। यह परमाणु का बड़ा हिस्सा है; इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान को ध्यान में नहीं रखा जाता है, क्योंकि यह प्रोटॉन के द्रव्यमान से 1836.5 गुना कम है।

सभी परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन समान होते हैं, लेकिन वे विभिन्न परतों में नाभिक के चारों ओर स्थित होते हैं। इन परतों की संख्या उन अवधियों के गहरे अर्थ को प्रकट करती है जिनमें मेंडेलीफ की प्रणाली के सभी तत्व विभाजित हैं। प्रत्येक आवर्त अपने तत्वों के परमाणुओं में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन परत की उपस्थिति से दूसरे से भिन्न होता है।

परमाणु के रासायनिक गुण इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना पर निर्भर करते हैं, क्योंकि रासायनिक प्रतिक्रियाएं बाहरी इलेक्ट्रॉनों के आदान-प्रदान से जुड़ी होती हैं। इसके अलावा, कई भौतिक गुण - विद्युत और तापीय चालकता, साथ ही साथ ऑप्टिकल गुण भी इलेक्ट्रॉनों से जुड़े होते हैं।

आधुनिक विज्ञान तेजी से मेंडेलीफ की शानदार रचना के महत्व को प्रकट कर रहा है।

आवधिक कानून ने एक ही समूह में स्थित तत्वों के रासायनिक गुणों की समानता का संकेत दिया, अर्थात तालिका के एक ही ऊर्ध्वाधर स्तंभ में।

अब यह परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना द्वारा पूरी तरह से समझाया गया है। एक ही समूह के तत्वों की बाहरी परत में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है: पहले समूह के तत्वों - लिथियम, सोडियम, पोटेशियम और अन्य - में बाहरी परत में प्रत्येक में एक इलेक्ट्रॉन होता है; दूसरे समूह के तत्व - बेरिलियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम और अन्य - प्रत्येक में दो इलेक्ट्रॉन; तीसरे समूह के तत्व - तीन प्रत्येक, और अंत में, शून्य समूह के तत्व: हीलियम - दो, नियॉन, क्रिप्टन और अन्य - आठ इलेक्ट्रॉन प्रत्येक। यह बाहरी परत में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संभव संख्या है और इन परमाणुओं को पूर्ण जड़ता प्रदान करता है: सामान्य परिस्थितियों में, वे रासायनिक यौगिकों में प्रवेश नहीं करते हैं।

समस्थानिक।

आधुनिक विज्ञान ने दिखाया है कि एक ही तत्व के परमाणुओं का वजन समान नहीं हो सकता है - यह किसी दिए गए रासायनिक तत्व के परमाणु नाभिक में विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन पर निर्भर करता है। इसलिए, आवर्त सारणी के एक अलग सेल में एक प्रकार का परमाणु नहीं, बल्कि कई होते हैं। ऐसे परमाणुओं को आइसोटोप कहा जाता है (ग्रीक में, "आइसोटोप" का अर्थ है "एक ही स्थान पर कब्जा करना")। उदाहरण के लिए, रासायनिक तत्व टिन में 12 किस्में होती हैं, जो गुणों में बहुत समान होती हैं, लेकिन विभिन्न परमाणु भार के साथ: टिन का औसत परमाणु भार 118.7 होता है।

लगभग सभी तत्वों में समस्थानिक होते हैं।

जबकि 300 प्राकृतिक समस्थानिक खोजे गए हैं, लगभग 800 कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए हैं, लेकिन ये सभी प्राकृतिक रूप से आवर्त सारणी की 101 कोशिकाओं में स्थित हैं।

मेंडेलीव के नियम द्वारा जीवन में लाई गई ये सभी खोजें, रूसी वैज्ञानिक की प्रतिभा पर जोर देती हैं, जिन्होंने निर्जीव प्रकृति के मूल कानून की खोज की, जो कि, हालांकि, जैविक दुनिया के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

नए रासायनिक तत्वों का कृत्रिम उत्पादन जो प्रकृति में मौजूद नहीं है।

मेंडेलीव की प्रणाली अब वैज्ञानिकों द्वारा परमाणुओं के विभाजन और नए तत्वों के निर्माण में उपयोग की जाती है।

रसायनज्ञ, भौतिक विज्ञानी, भूवैज्ञानिक, कृषिविद, निर्माता, यांत्रिकी, इलेक्ट्रीशियन और खगोलविद इस परमाणु नियम द्वारा निर्देशित होते हैं।

स्पेक्ट्रोस्कोप से पता चला कि पृथ्वी पर मौजूद तत्व अन्य ग्रहों पर भी पाए जाते हैं। हमारे देश में होने वाले रासायनिक परिवर्तन ब्रह्मांड के अन्य भागों में भी हो सकते हैं।

आधुनिक विज्ञान ने परमाणु की आंत पर आक्रमण कर दिया है। एक नए विज्ञान का जन्म हुआ - परमाणु भौतिकी। परमाणु नाभिक को प्रभावित करते हुए, वैज्ञानिक अब एक तत्व को दूसरे में बदल रहे हैं, ऐसे तत्वों का संश्लेषण कर रहे हैं जो वर्तमान में पृथ्वी की पपड़ी में नहीं पाए जाते हैं। ट्रांसयूरेनियम रासायनिक तत्वों का समूह नए, कृत्रिम रूप से निर्मित तत्वों से संबंधित है। आधुनिक विज्ञान ने इंट्रान्यूक्लियर एनर्जी के इस्तेमाल का रास्ता खोल दिया है। ये सभी खोजें मेंडलीफ के नियम से अटूट रूप से जुड़ी हुई हैं।