DESCOPERIREA LEGII PERIODICE

Legea periodică a fost descoperită de D.I. Mendeleev în timp ce lucra la textul manualului „Fundamentals of Chemistry”, când a întâmpinat dificultăți în sistematizarea materialului factual. Până la mijlocul lunii februarie 1869, gândindu-se la structura manualului, omul de știință a ajuns treptat la concluzia că proprietățile substanțelor simple și masele atomice ale elementelor sunt legate printr-un anumit model.

Descoperirea tabelului periodic al elementelor nu a fost făcută întâmplător; a fost rezultatul unei munci enorme, a unei munci lungi și minuțioase, petrecute de însuși Dmitri Ivanovici și de mulți chimiști dintre predecesorii și contemporanii săi. „Când am început să-mi finalizez clasificarea elementelor, am scris pe cărți separate fiecare element și compușii săi, iar apoi, aranjandu-le în ordinea grupelor și a seriilor, am primit primul tabel vizual al legii periodice. Dar aceasta a fost doar acordul final, rezultatul tuturor lucrărilor anterioare...” a spus omul de știință. Mendeleev a subliniat că descoperirea sa a fost rezultatul a douăzeci de ani de gândire la conexiunile dintre elemente, gândirea la relațiile elementelor din toate părțile.

La 17 februarie (1 martie), manuscrisul articolului, care conținea un tabel intitulat „An Experiment on a System of Elements based on Their Atomic Weights and Chemical Similarities”, a fost completat și trimis tipografiei cu note pentru tipografie și data. „17 februarie 1869”. Anunțul descoperirii lui Mendeleev a fost făcut de editorul Societății Ruse de Chimie, profesorul N.A. Menshutkin, la o ședință a societății din 22 februarie (6 martie), 1869. Mendeleev însuși nu a fost prezent la întâlnire, deoarece la acel moment, la instrucțiunile Societății Economice Libere, el a examinat fabricile de brânzeturi Tverskaya și provinciile Novgorod.

În prima versiune a sistemului, elementele au fost aranjate de către om de știință în nouăsprezece rânduri orizontale și șase coloane verticale. La 17 februarie (1 martie), descoperirea legii periodice nu a fost în niciun caz finalizată, ci doar a început. Dmitri Ivanovici și-a continuat dezvoltarea și aprofundarea timp de aproape trei ani. În 1870, Mendeleev a publicat cea de-a doua versiune a sistemului în „Fundamentals of Chemistry” („Sistemul natural de elemente”): coloane orizontale de elemente analoge transformate în opt grupuri dispuse vertical; cele șase coloane verticale ale primei versiuni au devenit perioade începând cu metal alcalin și terminând cu halogen. Fiecare perioadă a fost împărțită în două serii; elemente de diferite serii incluse în grup au format subgrupuri.

Esența descoperirii lui Mendeleev a fost că odată cu creșterea masei atomice a elementelor chimice, proprietățile lor nu se schimbă monoton, ci periodic. După un anumit număr de elemente cu proprietăți diferite, dispuse în greutate atomică crescândă, proprietățile încep să se repete. Diferența dintre opera lui Mendeleev și munca predecesorilor săi a fost că Mendeleev nu avea o bază pentru clasificarea elementelor, ci două - masa atomică și similitudinea chimică. Pentru ca periodicitatea să fie pe deplin respectată, Mendeleev a corectat masele atomice ale unor elemente, a plasat mai multe elemente în sistemul său contrar ideilor acceptate la acea vreme despre asemănarea lor cu altele și a lăsat celule goale în tabel în care elementele încă nedescoperite. ar fi trebuit plasat.

În 1871, pe baza acestor lucrări, Mendeleev a formulat Legea periodică, a cărei formă a fost oarecum îmbunătățită în timp.

Tabelul periodic al elementelor a avut o mare influență asupra dezvoltării ulterioare a chimiei. Nu numai că a fost prima clasificare naturală a elementelor chimice, arătând că acestea formează un sistem armonios și sunt în strânsă legătură între ele, dar a fost și un instrument puternic pentru cercetări ulterioare. Pe vremea când Mendeleev și-a întocmit tabelul pe baza legii periodice pe care a descoperit-o, multe elemente erau încă necunoscute. Mendeleev nu numai că era convins că trebuie să existe elemente încă necunoscute care să umple aceste spații, dar a prezis în avans proprietățile unor astfel de elemente pe baza poziției lor între alte elemente ale tabelului periodic. În următorii 15 ani, predicțiile lui Mendeleev au fost confirmate cu brio; toate cele trei elemente așteptate au fost descoperite (Ga, Sc, Ge), care a fost cel mai mare triumf al legii periodice.

DI. Mendeleev a prezentat manuscrisul „Experiența unui sistem de elemente bazat pe greutatea lor atomică și similaritatea chimică” // Presidential Library // Day in History http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006

SOCIETATEA CHIMICĂ RUSĂ

Societatea Rusă de Chimie este o organizație științifică fondată la Universitatea din Sankt Petersburg în 1868 și a fost o asociație voluntară a chimiștilor ruși.

Necesitatea creării Societății a fost anunțată la Congresul I al Naturaliștilor și Medicilor Ruși, desfășurat la Sankt Petersburg la sfârșitul lunii decembrie 1867 - începutul lunii ianuarie 1868. La Congres a fost anunțată decizia participanților Secției de Chimie :

„Secția de Chimie și-a exprimat dorința unanimă de a se uni în Societatea de Chimie pentru comunicarea forțelor deja stabilite ale chimiștilor ruși. Secțiunea consideră că această societate va avea membri în toate orașele Rusiei și că publicarea sa va include lucrările tuturor chimiștilor ruși, publicate în limba rusă”.

Până atunci, societățile chimice fuseseră deja înființate în mai multe țări europene: Societatea Chimică din Londra (1841), Societatea Chimică Franceză (1857), Societatea Chimică Germană (1867); Societatea Americană de Chimie a fost fondată în 1876.

Carta Societății Ruse de Chimie, întocmită în principal de D.I.Mendeleev, a fost aprobată de Ministerul Educației Publice la 26 octombrie 1868, iar prima ședință a Societății a avut loc la 6 noiembrie 1868. Inițial, a cuprins 35 de chimiști din Sankt Petersburg, Kazan, Moscova, Varșovia, Kiev, Harkov și Odesa. N. N. Zinin a devenit primul președinte al Societății Culturale Ruse, iar N. A. Menshutkin a devenit secretar. Membrii societății au plătit cotizații de membru (10 ruble pe an), noi membri au fost admiși numai la recomandarea a trei dintre cei existenți. În primul an de existență, RCS a crescut de la 35 la 60 de membri și a continuat să crească lin în anii următori (129 în 1879, 237 în 1889, 293 în 1899, 364 în 1909, 565 în 1917).

În 1869, Societatea Chimică Rusă avea propriul său organ tipărit - Jurnalul Societății Chimice Ruse (ZHRKhO); Revista a fost publicată de 9 ori pe an (lunar, cu excepția lunilor de vară). Editorul ZhRKhO din 1869 până în 1900 a fost N. A. Menshutkin, iar din 1901 până în 1930 - A. E. Favorsky.

În 1878, Societatea Rusă de Chimie a fuzionat cu Societatea Rusă de Fizică (fondată în 1872) pentru a forma Societatea Rusă de Fizico-Chimie. Primii președinți ai Societății Federale de Chimie din Rusia au fost A. M. Butlerov (în 1878–1882) și D. I. Mendeleev (în 1883–1887). În legătură cu unificarea din 1879 (din volumul al 11-lea), „Jurnalul Societății Ruse de Chimie” a fost redenumit „Jurnalul Societății Fizico-Chimice Ruse”. Frecvența publicării a fost de 10 numere pe an; Revista a constat din două părți – chimică (ZhRKhO) și fizică (ZhRFO).

Multe lucrări ale clasicilor chimiei ruse au fost publicate pentru prima dată pe paginile lui ZhRKhO. Putem remarca în special lucrările lui D. I. Mendeleev privind crearea și dezvoltarea tabelului periodic al elementelor și A. M. Butlerov, asociată cu dezvoltarea teoriei sale a structurii compușilor organici; cercetare de N. A. Menshutkin, D. P. Konovalov, N. S. Kurnakov, L. A. Chugaev în domeniul chimiei anorganice și fizice; V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev și A. E. Arbuzov în domeniul chimiei organice. În perioada 1869-1930, în ZhRKhO au fost publicate 5067 de studii chimice originale, rezumate și articole de recenzie pe anumite probleme de chimie și au fost publicate și traduceri ale celor mai interesante lucrări din reviste străine.

RFCS a devenit fondatorul Congreselor Mendeleev de chimie generală și aplicată; Primele trei congrese au avut loc la Sankt Petersburg în 1907, 1911 și 1922. În 1919, publicarea ZHRFKhO a fost suspendată și a fost reluată abia în 1924.

În lucrarea sa din 1668, Robert Boyle a furnizat o listă de elemente chimice necompuse. Erau doar cincisprezece în acel moment. În același timp, omul de știință nu a susținut că altele decât elementele enumerate de el nu mai există și problema cantității lor a rămas deschisă.

O sută de ani mai târziu, chimistul francez Antoine Lavoisier a întocmit o nouă listă de elemente cunoscute științei. Registrul său cuprindea 35 de substanțe chimice, dintre care 23 au fost ulterior recunoscute ca aceleași elemente necompuse.

Căutarea de noi elemente a fost efectuată de chimiști din întreaga lume și a progresat cu destul de mult succes. Chimistul rus Dmitri Ivanovici Mendeleev a jucat un rol decisiv în această problemă: el a venit cu ideea posibilității unei relații între masa atomică a elementelor și locul lor în „ierarhie”. În propriile sale cuvinte, „trebuie să căutăm... corespondențe între proprietățile individuale ale elementelor și greutățile lor atomice”.

Comparând elementele chimice cunoscute la acea vreme, Mendeleev, după o muncă colosală, a descoperit în cele din urmă acea dependență, legătura naturală generală dintre elementele individuale, în care acestea apar ca un întreg unic, unde proprietățile fiecărui element nu sunt ceva care există de la sine. , dar periodic și un fenomen care se repetă în mod regulat.

Deci în februarie 1869 a fost formulată legea periodică a lui Mendeleev. În același an, pe 6 martie, un raport întocmit de D.I. Mendeleev, intitulat „Relația proprietăților cu greutatea atomică a elementelor” a fost prezentat de N.A. Menshutkin la o reuniune a Societății Ruse de Chimie.

În același an, publicația a apărut în revista germană „Zeitschrift für Chemie”, iar în 1871 în revista „Annalen der Chemie” o publicație detaliată a D.I. Mendeleev, dedicat descoperirii sale - „Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente” (Model periodic al elementelor chimice).

Crearea tabelului periodic

În ciuda faptului că Mendeleev și-a format ideea într-o perioadă destul de scurtă de timp, el nu și-a putut oficializa concluziile pentru o lungă perioadă de timp. Pentru el era important să-și prezinte ideea sub forma unei generalizări clare, a unui sistem strict și vizual. După cum însuși D.I. a spus odată. Mendeleev în conversație cu profesorul A.A. Inostrantsev: „Totul s-a reunit în capul meu, dar nu pot exprima într-un tabel.”

Potrivit biografilor, după această conversație, omul de știință a lucrat la crearea mesei timp de trei zile și trei nopți, fără a merge la culcare. A trecut prin diverse variante în care elementele puteau fi combinate pentru a fi organizate într-un tabel. Lucrarea a fost complicată și de faptul că, la momentul creării tabelului periodic, nu toate elementele chimice erau cunoscute științei.

În 1869-1871, Mendeleev a continuat să dezvolte ideile de periodicitate propuse și acceptate de comunitatea științifică. Unul dintre pași a fost introducerea conceptului locului unui element în tabelul periodic ca un set de proprietăți ale acestuia în comparație cu proprietățile altor elemente.

Pe această bază, pe lângă rezultatele obținute în timpul studiului secvenței modificărilor oxizilor care formează sticla, Mendeleev a corectat valorile maselor atomice a 9 elemente, inclusiv beriliu, indiu, uraniu și alții.

În timpul lucrărilor lui D.I. Mendeleev a căutat să completeze celulele goale din tabelul pe care l-a întocmit. Drept urmare, în 1870 a prezis descoperirea unor elemente necunoscute științei la acea vreme. Mendeleev a calculat masele atomice și a descris proprietățile a trei elemente nedescoperite încă la acel moment:

• "ekaaluminiu" - descoperit în 1875, numit galiu,
• "ekabora" - descoperit în 1879, numit scandium,
• „exasilicon” – descoperit în 1885, numit germaniu.

Următoarele sale predicții realizate au fost descoperirea a încă opt elemente, inclusiv poloniu (descoperit în 1898), astatin (descoperit în 1942-1943), tehnețiu (descoperit în 1937), reniu (descoperit în 1925) și Franța (descoperit în 1939) .

În 1900, Dmitri Ivanovici Mendeleev și William Ramsay au ajuns la concluzia că este necesar să se includă elemente ale unui grup special, zero, în tabelul periodic. Astăzi aceste elemente sunt numite gaze nobile (înainte de 1962, aceste gaze erau numite gaze nobile).

Principiul organizării tabelului periodic

În tabelul său D.I. Mendeleev a aranjat elementele chimice în rânduri în ordinea masei crescătoare, alegând lungimea rândurilor astfel încât elementele chimice dintr-o coloană să aibă proprietăți chimice similare.

Gazele nobile - heliu, neon, argon, cripton, xenon și radon - sunt reticente în a reacționa cu alte elemente și prezintă activitate chimică scăzută și, prin urmare, sunt situate în coloana din dreapta.

În schimb, elementele coloanei din stânga - litiu, sodiu, potasiu și altele - reacționează violent cu alte substanțe, procesul este exploziv. Elementele din alte coloane ale tabelului se comportă în mod similar - într-o coloană aceste proprietăți sunt similare, dar variază la trecerea de la o coloană la alta.

Tabelul periodic în prima sa versiune a reflectat pur și simplu starea de fapt existentă în natură. Inițial, tabelul nu a explicat în niciun fel de ce ar trebui să fie așa. Abia odată cu apariția mecanicii cuantice a devenit clar adevăratul sens al aranjamentului elementelor în tabelul periodic.

Elementele chimice până la uraniu (conține 92 de protoni și 92 de electroni) se găsesc în natură. Începând cu numărul 93 există elemente artificiale create în condiții de laborator.

Tot ceea ce ne înconjoară în natură, fie că este vorba de obiecte spațiale, obiecte pământești obișnuite sau organisme vii, constă din substanțe. Există multe varietăți ale acestora. Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au observat că sunt capabili nu numai să-și schimbe starea fizică, ci și să se transforme în alte substanțe dotate cu proprietăți diferite față de cele originale. Dar oamenii nu au înțeles imediat legile conform cărora au loc astfel de transformări ale materiei. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se identifice corect baza substanței și să se clasifice elementele existente în natură. Acest lucru a devenit posibil abia la mijlocul secolului al XIX-lea odată cu descoperirea legii periodice. Istoria creării sale D.I. Mendeleievii au fost precedați de mulți ani de muncă, iar formarea acestui tip de cunoaștere a fost facilitată de experiența de secole a întregii omeniri.

Când au fost puse bazele chimiei?

Meșterii din antichitate au avut destul succes în turnarea și topirea diferitelor metale, cunoscând multe secrete ale transmutării lor. Ei și-au transmis cunoștințele și experiența urmașilor lor, care le-au folosit până în Evul Mediu. Se credea că este foarte posibil să se transforme metalele comune în metale valoroase, care, de fapt, a fost sarcina principală a chimiștilor până în secolul al XVI-lea. În esență, o astfel de idee conținea și ideile filozofice și mistice ale oamenilor de știință greci antici că toată materia este construită din anumite „elemente primare” care pot fi transformate unele în altele. În ciuda aparentei primitivități a acestei abordări, ea a jucat un rol în istoria descoperirii Legii Periodice.

Panacee și tinctură albă

În timp ce căutau principiul fundamental, alchimiștii au crezut ferm în existența a două substanțe fantastice. Una dintre ele a fost legendara piatră filosofală, numită și elixirul vieții sau panaceul. Se credea că un astfel de remediu nu era doar o modalitate sigură de a transforma mercurul, plumbul, argintul și alte substanțe în aur, ci a servit și ca un medicament universal miraculos care vindeca orice boală umană. Un alt element, numit tinctură albă, nu era atât de eficient, dar era înzestrat cu capacitatea de a transforma alte substanțe în argint.

Spunând fundalul descoperirii legii periodice, este imposibil să nu menționăm cunoștințele acumulate de alchimiști. Ei au personificat un exemplu de gândire simbolică. Reprezentanții acestei științe semi-mistice au creat un anumit model chimic al lumii și al proceselor care au loc în ea la nivel cosmic. Încercând să înțeleagă esența tuturor lucrurilor, ei au înregistrat în detaliu tehnici de laborator, echipamente și informații despre sticlăria chimică, cu mare scrupulozitate și diligență în a transmite experiența lor colegilor și descendenților.

Nevoia de clasificare

Până în secolul al XIX-lea, au fost acumulate suficiente informații despre o mare varietate de elemente chimice, ceea ce a dat naștere nevoii și dorinței naturale a oamenilor de știință de a le sistematiza. Dar pentru a realiza o astfel de clasificare, au fost necesare date experimentale suplimentare, precum și cunoștințe nu mistice, ci reale despre structura substanțelor și esența bazei structurii materiei, care nu exista încă. În plus, informațiile disponibile despre semnificația maselor atomice ale elementelor chimice cunoscute la acel moment, pe baza cărora s-a efectuat sistematizarea, nu erau deosebit de exacte.

Dar încercările de clasificare în rândul oamenilor de știință naturii au fost făcute în mod repetat cu mult înainte de înțelegerea adevăratei esențe a lucrurilor, care formează acum baza științei moderne. Și mulți oameni de știință au lucrat în această direcție. În descrierea pe scurt a condițiilor preliminare pentru descoperirea legii periodice a lui Mendeleev, merită menționate exemple de astfel de combinații de elemente.

Triade

Oamenii de știință din acele vremuri au simțit că proprietățile prezentate de o mare varietate de substanțe depindeau, fără îndoială, de mărimea maselor lor atomice. Dându-și seama de acest lucru, chimistul german Johann Döbereiner și-a propus propriul sistem de clasificare a elementelor care stau la baza materiei. Acest lucru s-a întâmplat în 1829. Și acest eveniment a reprezentat un progres destul de serios în știință pentru acea perioadă a dezvoltării sale, precum și o etapă importantă în istoria descoperirii legii periodice. Döbereiner a unit elemente cunoscute în comunități, dându-le numele de „triada”. Conform sistemului existent, masa elementelor exterioare s-a dovedit a fi egală cu media sumei maselor atomice ale membrului grupului care se afla între ele.

Încercările de extindere a granițelor triadelor

Au existat destule deficiențe în sistemul Döbereiner menționat. De exemplu, în lanțul de bariu, stronțiu și calciu nu a existat magneziu, similar ca structură și proprietăți. Și în comunitatea de teluriu, seleniu și sulf nu era suficient oxigen. De asemenea, multe alte substanțe similare nu au putut fi clasificate în funcție de sistemul triadei.

Mulți alți chimiști au încercat să dezvolte aceste idei. În special, omul de știință german Leopold Gmelin a căutat să extindă cadrul „strâns”, extinzând grupurile de elemente clasificate, distribuându-le în ordinea greutăților echivalente și a electronegativității elementelor. Structurile sale au format nu numai triade, ci și tetrade și pentade, dar chimistul german nu a reușit niciodată să înțeleagă esența legii periodice.

Spiral de Chancourtois

O schemă și mai complexă de construcție a elementelor a fost inventată de Alexandre de Chancourtois. Le-a așezat pe un plan rulat într-un cilindru, distribuându-le vertical cu o înclinare de 45° în ordinea creșterii maselor atomice. După cum era de așteptat, substanțele cu proprietăți similare ar fi trebuit să fie situate de-a lungul unor linii paralele cu axa unei figuri geometrice volumetrice date.

Dar, în realitate, o clasificare ideală nu a funcționat, deoarece uneori elemente complet nelegate au căzut într-o singură verticală. De exemplu, alături de metalele alcaline, manganul s-a dovedit a avea un comportament chimic complet diferit. Și aceeași „companie” includea sulful, oxigenul și elementul titan, care nu este deloc asemănător cu acestea. O schemă similară și-a adus însă contribuția, luându-și locul în istoria descoperirii legii periodice.

Alte încercări de a crea clasificări

În urma celor descrise, John Newlands și-a propus propriul sistem de clasificare, observând că fiecare al optulea membru al seriei rezultate prezintă similitudini în proprietățile elementelor dispuse în conformitate cu creșterea masei atomice. Omului de știință i-a trecut prin cap să compare modelul descoperit cu structura aranjamentului octavelor muzicale. În același timp, a atribuit fiecărui element propriul număr de serie, aranjandu-le în rânduri orizontale. Dar o astfel de schemă din nou nu s-a dovedit a fi ideală și a fost evaluată foarte sceptic în cercurile științifice.

Din 1964 până în 1970 tabele de organizare a elementelor chimice au fost create și de Odling și Meyer. Dar astfel de încercări au avut din nou dezavantajele lor. Toate acestea s-au întâmplat în ajunul descoperirii de către Mendeleev a legii periodice. Și unele lucrări cu încercări imperfecte de clasificare au fost publicate chiar și după ce tabelul pe care îl folosim până astăzi a fost prezentat lumii.

Biografia lui Mendeleev

Genialul om de știință rus s-a născut în orașul Tobolsk în 1834 în familia unui director de gimnaziu. Pe lângă el, în casă mai erau șaisprezece frați și surori. Nelipsat de atenție, fiind cel mai mic dintre copii, Dmitri Ivanovici a uimit pe toată lumea de la o vârstă foarte fragedă cu abilitățile sale extraordinare. Părinții săi, în ciuda dificultăților, s-au străduit să-i dea cea mai bună educație. Astfel, Mendeleev a absolvit mai întâi un gimnaziu din Tobolsk și apoi Institutul Pedagogic din capitală, menținând în același timp un interes profund pentru știință în suflet. Și nu numai la chimie, ci și la fizică, meteorologie, geologie, tehnologie, fabricarea instrumentelor, aeronautică și altele.

Curând Mendeleev și-a susținut disertația și a devenit profesor asociat la Universitatea din Sankt Petersburg, unde a ținut prelegeri despre chimia organică. În 1865, el a prezentat colegilor săi teza de doctorat pe tema „Despre combinația alcoolului cu apă”. Anul în care a fost descoperită legea periodică a fost 1969. Dar această realizare a fost precedată de 14 ani de muncă grea.

Despre marea descoperire

Luând în considerare erorile, inexactitățile, precum și experiența pozitivă a colegilor săi, Dmitri Ivanovici a reușit să sistematizeze elementele chimice în cel mai convenabil mod. El a observat, de asemenea, dependența periodică a proprietăților compușilor și substanțelor simple, forma lor de valoarea maselor atomice, care este afirmată în formularea legii periodice dată de Mendeleev.

Dar astfel de idei progresiste, din păcate, nu au găsit imediat un răspuns în inimile nici măcar oamenilor de știință ruși, care au acceptat această inovație foarte precaut. Și printre figurile științei străine, în special în Anglia și Germania, legea lui Mendeleev și-a găsit cei mai înflăcărați oponenți. Dar foarte curând situația s-a schimbat. Care a fost motivul? Curajul strălucit al marelui om de știință rus, ceva timp mai târziu, a apărut lumii ca dovadă a abilității sale strălucite de previziune științifică.

Elemente noi în chimie

Descoperirea legii periodice și a structurii tabelului periodic creat de el a făcut posibilă nu numai sistematizarea substanțelor, ci și realizarea unui număr de predicții despre prezența în natură a multor elemente necunoscute la acel moment. De aceea, Mendeleev a reușit să pună în practică ceea ce alți oameni de știință nu au fost în stare să facă înaintea lui.

Au trecut doar cinci ani, iar presupunerile au început să se confirme. Francezul Lecoq de Boisbaudran a descoperit un nou metal, pe care l-a numit galiu. Proprietățile sale s-au dovedit a fi foarte asemănătoare cu eka-aluminiu prezis de Mendeleev în teorie. După ce au aflat despre asta, reprezentanții lumii științifice din acele vremuri au fost uimiți. Dar faptele uimitoare nu s-au încheiat aici. Apoi suedezul Nilsson a descoperit scandiul, al cărui analog ipotetic s-a dovedit a fi ekabor. Iar geamănul de eca-siliciu a fost germaniul, descoperit de Winkler. De atunci, legea lui Mendeleev a început să se impună și să câștige din ce în ce mai mulți susținători noi.

Fapte noi de previziune strălucită

Creatorul a fost atât de purtat de frumusețea ideii sale, încât și-a luat asupra sa să facă niște presupuneri, a căror validitate a fost ulterior confirmată în mod strălucit de descoperiri științifice practice. De exemplu, Mendeleev a aranjat unele substanțe în tabelul său deloc în concordanță cu creșterea maselor atomice. El a prevăzut că periodicitatea într-un sens mai profund se observă nu numai în legătură cu creșterea greutății atomice a elementelor, ci și dintr-un alt motiv. Marele om de știință a ghicit că masa unui element depinde de cantitatea de particule mai elementare din structura sa.

Astfel, legea periodică a determinat într-un fel reprezentanții științei să se gândească la componentele atomului. Iar oamenii de știință din secolul al XX-lea care urmează să vină - secolul descoperirilor grandioase - au fost în mod repetat convinși că proprietățile elementelor depind de mărimea sarcinilor nucleelor ​​atomice și de structura carcasei sale electronice.

Drept periodic și modernitate

Tabelul periodic, deși a rămas neschimbat în miezul său, a fost ulterior completat și modificat de multe ori. A format așa-numitul grup zero de elemente, care include gaze inerte. Problema amplasării elementelor pământurilor rare a fost și ea rezolvată cu succes. Dar, în ciuda adăugărilor, semnificația descoperirii legii periodice a lui Mendeleev în versiunea sa originală este destul de greu de supraestimat.

Mai târziu, odată cu fenomenul radioactivității, au fost pe deplin înțelese motivele succesului unei astfel de sistematizări, precum și periodicitatea proprietăților elementelor diferitelor substanțe. Curând, izotopii elementelor radioactive și-au găsit locul în acest tabel. Baza clasificării numeroșilor membri ai celulei a fost numărul atomic. Și la mijlocul secolului al XX-lea, succesiunea de aranjare a elementelor în tabel a fost în cele din urmă justificată, în funcție de umplerea orbitalilor atomilor cu electroni care se mișcă cu o viteză enormă în jurul nucleului.

Istoria descoperirii legii periodice.
În iarna anilor 1867-68, Mendeleev a început să scrie manualul „Fundamentele chimiei” și a întâmpinat imediat dificultăți în sistematizarea materialului factual. Până la mijlocul lunii februarie 1869, gândindu-se la structura manualului, el a ajuns treptat la concluzia că proprietățile substanțelor simple (și aceasta este forma de existență a elementelor chimice în stare liberă) și masele atomice ale elementelor sunt legate prin un anumit tipar.
Mendeleev nu știa prea multe despre încercările predecesorilor săi de a aranja elementele chimice în ordinea creșterii maselor atomice și despre incidentele apărute în acest caz. De exemplu, aproape că nu avea informații despre munca lui Chancourtois, Newlands și Meyer.
Etapa decisivă a gândurilor sale a venit la 1 martie 1869 (14 februarie, stil vechi). Cu o zi mai devreme, Mendeleev a scris o cerere de concediu pentru zece zile pentru a examina fabricile de brânzeturi artel din provincia Tver: a primit o scrisoare cu recomandări pentru studierea producției de brânzeturi de la A. I. Khodnev, unul dintre liderii Societății Economice Libere.
La micul dejun, Mendeleev a avut o idee neașteptată: să compare masele atomice similare ale diferitelor elemente chimice și proprietățile lor chimice.
Fără să se gândească de două ori, pe spatele scrisorii lui Hodnev a notat simbolurile pentru clor Cl și potasiu K cu mase atomice destul de apropiate, egale cu 35,5 și, respectiv, 39 (diferența este de doar 3,5 unități). Pe aceeași scrisoare, Mendeleev a schițat simboluri ale altor elemente, căutând între ele perechi „paradoxale” similare: fluor F și sodiu Na, brom Br și rubidiu Rb, iod I și cesiu Cs, pentru care diferența de masă crește de la 4,0 la 5,0. , și apoi până la 6.0. Mendeleev nu ar fi putut ști atunci că „zona nedefinită” dintre nemetale evidente și metale conținea elemente - gaze nobile, a căror descoperire ar modifica ulterior în mod semnificativ Tabelul Periodic.
După micul dejun, Mendeleev s-a închis în biroul său. A scos de pe birou un teanc de cărți de vizită și a început să scrie pe spatele lor simbolurile elementelor și principalele lor proprietăți chimice.
După ceva timp, gospodăria a auzit sunetul venind de la birou: "Uh-oh! Cu corn. Uau, ce corn! Îi voi învinge. Îi voi omorî!" Aceste exclamații au însemnat că Dmitri Ivanovici a avut inspirație creativă. Mendeleev a mutat cărți de la un rând orizontal la altul, ghidându-se de valorile masei atomice și de proprietățile substanțelor simple formate din atomi ai aceluiași element. Încă o dată, o cunoaștere aprofundată a chimiei anorganice i-a venit în ajutor. Treptat, forma viitorului Tabel periodic al elementelor chimice a început să apară.
Deci, la început a pus un card cu elementul beriliu Be (masa atomică 14) lângă un card cu elementul aluminiu Al (masa atomică 27,4), conform tradiției de atunci, confundând beriliul cu un analog al aluminiului. Totuși, apoi, după ce a comparat proprietățile chimice, a plasat beriliu peste magneziu Mg. Îndoindu-se de valoarea general acceptată de atunci a masei atomice a beriliului, el a schimbat-o la 9,4 și a schimbat formula oxidului de beriliu din Be 2 O 3 în BeO (cum ar fi oxidul de magneziu MgO). Apropo, valoarea „corectată” a masei atomice a beriliului a fost confirmată doar zece ani mai târziu. S-a comportat la fel de îndrăzneț și în alte ocazii.
Treptat, Dmitri Ivanovici a ajuns la concluzia finală că elementele dispuse în ordinea crescătoare a maselor lor atomice prezintă o periodicitate clară a proprietăților fizice și chimice. Pe tot parcursul zilei, Mendeleev a lucrat la sistemul de elemente, întrerupându-se pentru scurt timp pentru a se juca cu fiica sa Olga și a lua prânzul și cina. În seara zilei de 1 martie 1869, a rescris complet tabelul pe care îl întocmise și, sub titlul „Experiența unui sistem de elemente bazat pe greutatea lor atomică și asemănarea chimică”, l-a trimis tipografiei, făcând notițe pentru tipografi. și punând data „17 februarie 1869” (stil vechi).
Astfel a fost descoperită Legea periodică, a cărei formulare modernă este următoarea:
„Proprietățile substanțelor simple, precum și formele și proprietățile compușilor elementelor, depind periodic de sarcina nucleelor ​​atomilor lor.”
Mendeleev avea doar 35 de ani la acea vreme. Mendeleev a trimis coli tipărite cu tabelul elementelor la mulți chimiști interni și străini și abia după aceea a plecat din Sankt Petersburg pentru a inspecta fabricile de brânză.
Înainte de a pleca, a reușit să predea lui N.A. Menshutkin, chimist organic și viitor istoric al chimiei, manuscrisul articolului „Relația proprietăților cu greutatea atomică a elementelor” - pentru publicare în Jurnalul Societății Ruse de Chimie și pentru comunicare la viitoarea reuniune a societății.
După descoperirea Legii Periodice, Mendeleev a avut multe de făcut. Motivul schimbării periodice a proprietăților elementelor a rămas necunoscut, iar structura Sistemului Periodic în sine, unde proprietățile au fost repetate prin șapte elemente la al optulea, nu a putut fi explicată. Cu toate acestea, primul văl de mister a fost îndepărtat din aceste numere: în a doua și a treia perioadă a sistemului au existat exact șapte elemente fiecare.
Mendeleev nu a așezat toate elementele în ordinea creșterii maselor atomice; în unele cazuri s-a ghidat mai mult de asemănarea proprietăților chimice. Astfel, masa atomică a cobaltului Co este mai mare decât cea a nichelului Ni, iar telurul Te ​​este, de asemenea, mai mare decât cea a iodului I, dar Mendeleev le-a plasat în ordinea Co - Ni, Te - I, și nu invers. În caz contrar, telurul ar cădea în grupul halogen, iar iodul ar deveni o rudă cu seleniul Se.
Cel mai important lucru în descoperirea Legii Periodice este predicția existenței elementelor chimice care nu au fost încă descoperite.
Sub aluminiu Al, Mendeleev a lăsat un loc pentru analogul său „eka-aluminiu”, sub bor B - pentru „eca-bor”, și sub siliciu Si - pentru „eca-siliciu”.
Acesta este ceea ce Mendeleev a numit elementele chimice încă nedescoperite. Le-a dat chiar și simbolurile El, Eb și Es.
În ceea ce privește elementul „exasiliciu”, Mendeleev a scris: „Mi se pare că cel mai interesant dintre metalele lipsă, fără îndoială, va fi cel care aparține grupului IV de analogi de carbon, și anume rândului III. Acesta va fi metalul. imediat după siliciu și, prin urmare, îi vom numi ekasiliciu". Într-adevăr, acest element încă nedescoperit trebuia să devină un fel de „lacăt” care conectează două nemetale tipice - carbon C și siliciu Si - cu două metale tipice - staniu Sn și plumb Pb.
Nu toți chimiștii străini au apreciat imediat importanța descoperirii lui Mendeleev. S-a schimbat mult în lumea ideilor consacrate. Astfel, chimistul fizician german Wilhelm Ostwald, viitor laureat al Premiului Nobel, a susținut că nu a fost o lege care a fost descoperită, ci un principiu de clasificare a „ceva incert”. Chimistul german Robert Bunsen, care a descoperit două noi elemente alcaline, rubidiu Rb și cesiu Cs, în 1861, a scris că Mendeleev i-a adus pe chimiști „în lumea exagerată a abstracțiunilor pure”.
În fiecare an Legea Periodică a câștigat din ce în ce mai mulți susținători, iar descoperitorul ei a câștigat din ce în ce mai multă recunoaștere. În laboratorul lui Mendeleev au început să apară vizitatori de rang înalt, inclusiv chiar Marele Duce Konstantin Nikolaevici, directorul departamentului naval.
Mendeleev a prezis cu exactitate proprietățile eka-aluminiului: masa sa atomică, densitatea metalului, formula oxidului de El 2 O 3, clorura de ElCl 3, sulfatul de El 2 (SO 4) 3. După descoperirea galiului, aceste formule au început să fie scrise ca Ga 2 O 3, GaCl 3 și Ga 2 (SO 4) 3.
Mendeleev a prevăzut că va fi un metal foarte fuzibil și, într-adevăr, punctul de topire al galiului s-a dovedit a fi egal cu 29,8 C o. În ceea ce privește fuzibilitatea, galiul este al doilea după mercur Hg și cesiu Cs.
În 1886, un profesor la Academia de Mine din Freiburg, chimistul german Clemens Winkler, în timp ce analiza rarul mineral argirodit cu compoziția Ag 8 GeS 6, a descoperit un alt element prezis de Mendeleev. Winkler a numit elementul descoperit de germaniu Ge în onoarea patriei sale, dar din anumite motive acest lucru a provocat obiecții ascuțite din partea unor chimiști. Au început să-l acuze pe Winkler de naționalism, că și-a însuşit descoperirea făcută de Mendeleev, care dăduse deja elementului numele „ekasilicium” și simbolul Es. Descurajat, Winkler a apelat la însuși Dmitri Ivanovici pentru un sfat. El a explicat că descoperitorul noului element a fost cel care ar trebui să-i dea un nume.
Mendeleev nu a putut prezice existența unui grup de gaze nobile și la început nu și-au găsit un loc în Tabelul Periodic.
Descoperirea argonului Ar de către oamenii de știință englezi W. Ramsay și J. Rayleigh în 1894 a provocat imediat discuții aprinse și îndoieli cu privire la Legea periodică și Tabelul periodic al elementelor. Mendeleev a considerat inițial argonul o modificare alotropică a azotului și abia în 1900, sub presiunea unor fapte imuabile, a fost de acord cu prezența unui grup „zero” de elemente chimice în Tabelul Periodic, care a fost ocupat de alte gaze nobile descoperite după argon. Acum acest grup este cunoscut ca VIIIA.
În 1905, Mendeleev scria: „Se pare că viitorul nu amenință legea periodică cu distrugerea, ci promite doar suprastructuri și dezvoltare, deși, ca rus, au vrut să mă ștergă pe mine, în special pe germani”.
Descoperirea Legii Periodice a accelerat dezvoltarea chimiei și descoperirea de noi elemente chimice.

Structura tabelului periodic:
perioade, grupuri, subgrupe.

Deci, am aflat că sistemul periodic este o expresie grafică a legii periodice.
Fiecare element ocupă un loc specific (celulă) în tabelul periodic și are propriul său număr de serie (atomic). De exemplu:

Mendeleev a numit rânduri orizontale de elemente, în cadrul cărora proprietățile elementelor se schimbă secvenţial perioade(se începe cu un metal alcalin (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) și se termină cu un gaz nobil (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)). Excepții: prima perioadă, care începe cu hidrogen, și a șaptea perioadă, care este incompletă. Perioadele sunt împărțite în micȘi mare. Perioadele mici constau din unu rând orizontal. Prima, a doua și a treia perioadă sunt mici, conțin 2 elemente (perioada I) sau 8 elemente (perioade a II-a, a treia).
Perioadele mari constau din două rânduri orizontale. Perioadele a patra, a cincea și a șasea sunt mari, conținând 18 elemente (perioadele a 4-a, a 5-a) sau 32 de elemente (perioadele a 6-a, a 7-a). Rândurile de sus se numesc perioade lungi chiar, rândurile de jos sunt impare.
În a șasea perioadă, lantanidele și în a șaptea, actinidele sunt situate în partea de jos a tabelului periodic.În fiecare perioadă, de la stânga la dreapta, proprietățile metalice ale elementelor slăbesc, iar proprietățile nemetalice cresc. În rândurile egale de perioade mari există doar metale. Ca urmare, tabelul are 7 perioade, 10 rânduri și 8 coloane verticale, numite grupuri – este o colecție de elemente care au aceeași cea mai mare valență în oxizi și în alți compuși. Această valență este egală cu numărul grupului.
Excepții:

În grupa VIII, numai Ru și Os au cea mai mare valență VIII.
Grupurile sunt secvențe verticale de elemente, sunt numerotate cu cifre romane de la I la VIII și litere rusești A și B. Fiecare grup este format din două subgrupe: principal și secundar. Subgrupul principal – A, conține elemente de perioade mici și mari. Subgrupul lateral - B, conține doar elemente de perioade mari. Acestea includ elemente ale perioadelor începând cu a patra.
În principalele subgrupe, de sus în jos, proprietățile metalice sunt întărite, iar proprietățile nemetalice sunt slăbite. Toate elementele subgrupurilor secundare sunt metale.

Descoperirea tabelului elementelor chimice periodice a fost una dintre reperele importante din istoria dezvoltării chimiei ca știință. Descoperitorul mesei a fost omul de știință rus Dmitri Mendeleev. Un om de știință extraordinar cu o perspectivă științifică largă a reușit să combine toate ideile despre natura elementelor chimice într-un singur concept coerent.

M24.RU vă va spune despre istoria descoperirii tabelului elementelor periodice, fapte interesante legate de descoperirea de noi elemente și povești populare care l-au înconjurat pe Mendeleev și tabelul elementelor chimice pe care l-a creat.

Istoricul deschiderii mesei

Până la mijlocul secolului al XIX-lea, au fost descoperite 63 de elemente chimice, iar oamenii de știință din întreaga lume au făcut în mod repetat încercări de a combina toate elementele existente într-un singur concept. S-a propus așezarea elementelor în ordinea creșterii masei atomice și împărțirea lor în grupuri în funcție de proprietăți chimice similare.

În 1863, chimistul și muzicianul John Alexander Newland și-a propus teoria, care a propus o schemă a elementelor chimice similară cu cea descoperită de Mendeleev, dar munca omului de știință nu a fost luată în serios de comunitatea științifică din cauza faptului că autorul a fost dus de cap. prin căutarea armoniei şi legătura muzicii cu chimia.

În 1869, Mendeleev și-a publicat diagrama tabelului periodic în Jurnalul Societății Ruse de Chimie și a trimis o notificare despre descoperire celor mai importanți oameni de știință din lume. Ulterior, chimistul a rafinat și a îmbunătățit în mod repetat schema până când și-a dobândit aspectul obișnuit.

Esența descoperirii lui Mendeleev este că odată cu creșterea masei atomice, proprietățile chimice ale elementelor se schimbă nu monoton, ci periodic. După un anumit număr de elemente cu proprietăți diferite, proprietățile încep să se repete. Astfel, potasiul este similar cu sodiul, fluorul este asemănător cu clorul, iar aurul este asemănător cu argintul și cuprul.

În 1871, Mendeleev a combinat în cele din urmă ideile în legea periodică. Oamenii de știință au prezis descoperirea mai multor elemente chimice noi și au descris proprietățile lor chimice. Ulterior, calculele chimistului au fost complet confirmate - galiu, scandiu și germaniu corespundeau pe deplin proprietăților pe care Mendeleev le-a atribuit.

Povești despre Mendeleev

Au fost multe povești despre celebrul om de știință și descoperirile sale. Oamenii de la acea vreme nu înțelegeau chimie și credeau că studiul chimiei este ceva ca să mănânci supă de la bebeluși și să furi la scară industrială. Prin urmare, activitățile lui Mendeleev au dobândit rapid o mulțime de zvonuri și legende.

Una dintre legende spune că Mendeleev a descoperit tabelul elementelor chimice într-un vis. Acesta nu este singurul caz; August Kekule, care a visat la formula inelului de benzen, a vorbit și despre descoperirea sa. Cu toate acestea, Mendeleev a râs doar de critici. „M-am gândit la asta de vreo douăzeci de ani, iar tu spui: am stat acolo și dintr-o dată... am terminat!”, a spus odată omul de știință despre descoperirea sa.

O altă poveste îl creditează pe Mendeleev cu descoperirea vodcii. În 1865, marele om de știință și-a susținut disertația pe tema „Discurs despre combinația alcoolului cu apă”, iar aceasta a dat naștere imediat la o nouă legendă. Contemporanii chimistului au chicotit, spunând că omul de știință „creează destul de bine sub influența alcoolului combinat cu apă”, iar generațiile ulterioare l-au numit deja pe Mendeleev descoperitorul vodcii.

Au râs și de stilul de viață al omului de știință și mai ales de faptul că Mendeleev și-a echipat laboratorul în scobitura unui stejar uriaș.

Contemporanii și-au luat joc de pasiunea lui Mendeleev pentru valize. Omul de știință, în timpul inactivității sale involuntare la Simferopol, a fost forțat să-și petreacă timpul țesând valize. Mai târziu, a făcut independent recipiente de carton pentru nevoile laboratorului. În ciuda naturii în mod clar „amator” a acestui hobby, Mendeleev a fost adesea numit „maestru al valizelor”.

Descoperirea radiului

Una dintre cele mai tragice și în același timp faimoase pagini din istoria chimiei și apariția de noi elemente în tabelul periodic este asociată cu descoperirea radiului. Noul element chimic a fost descoperit de soții Marie și Pierre Curie, care au descoperit că deșeurile rămase după separarea uraniului de minereul de uraniu sunt mai radioactive decât uraniul pur.

Deoarece nimeni nu știa ce este radioactivitatea la acea vreme, zvonurile au atribuit rapid proprietăți de vindecare și capacitatea de a vindeca aproape toate bolile cunoscute de știință noului element. Radiul a fost inclus în produsele alimentare, pasta de dinți și cremele de față. Bogații purtau ceasuri ale căror cadrane erau vopsite cu vopsea care conținea radiu. Elementul radioactiv a fost recomandat ca mijloc de îmbunătățire a potenței și ameliorarea stresului.

O astfel de „producție” a continuat timp de douăzeci de ani - până în anii 30 ai secolului XX, când oamenii de știință au descoperit adevăratele proprietăți ale radioactivității și au descoperit cât de distructiv este efectul radiațiilor asupra corpului uman.

Marie Curie a murit în 1934 din cauza radiațiilor cauzată de expunerea pe termen lung la radiu.

Nebulium și Coronium

Tabelul periodic nu numai că a ordonat elementele chimice într-un singur sistem armonios, dar a și făcut posibilă prezicerea multor descoperiri de elemente noi. În același timp, unele „elemente” chimice au fost recunoscute ca inexistente pe baza faptului că nu se încadrau în conceptul de lege periodică. Cea mai faimoasă poveste este „descoperirea” noilor elemente nebulium și coronium.

În timp ce studiau atmosfera solară, astronomii au descoperit linii spectrale pe care nu le-au putut identifica cu niciunul dintre elementele chimice cunoscute pe pământ. Oamenii de știință au sugerat că aceste linii aparțin unui nou element, care a fost numit coronium (deoarece liniile au fost descoperite în timpul studiului „coronei” Soarelui - stratul exterior al atmosferei stelei).

Câțiva ani mai târziu, astronomii au făcut o altă descoperire în timp ce studiau spectrele nebuloaselor de gaz. Liniile descoperite, care din nou nu au putut fi identificate cu nimic terestru, au fost atribuite unui alt element chimic - nebuliul.

Descoperirile au fost criticate pentru că nu mai era loc în tabelul periodic al lui Mendeleev pentru elemente cu proprietățile nebuliului și coronium. După verificare, s-a descoperit că nebuliul este oxigen terestru obișnuit, iar coronium este fier puternic ionizat.

Materialul a fost creat pe baza informațiilor din surse deschise. Pregătit de Vasily Makagonov @vmakagonov