OBJAVOVANIE DOBOVÉHO ZÁKONA

Periodický zákon objavil D.I. Mendelejev pri práci na texte učebnice „Základy chémie“, keď sa stretol s ťažkosťami pri systematizácii faktického materiálu. V polovici februára 1869 vedec pri uvažovaní o štruktúre učebnice postupne dospel k záveru, že vlastnosti jednoduchých látok a atómové hmotnosti prvkov sú spojené určitým vzorom.

Objav periodickej tabuľky prvkov nebol náhodný, bol výsledkom obrovskej práce, dlhej a usilovnej práce, ktorú vynaložil samotný Dmitrij Ivanovič a mnohí chemici z radov jeho predchodcov a súčasníkov. „Keď som začal dokončovať klasifikáciu prvkov, napísal som na samostatné kartičky každý prvok a jeho zlúčeniny a potom som ich usporiadal do skupín a sérií a dostal som prvú vizuálnu tabuľku periodického zákona. Ale toto bol len záverečný akord, výsledok všetkej doterajšej práce...” povedal vedec. Mendelejev zdôraznil, že jeho objav bol výsledkom dvadsaťročného premýšľania o súvislostiach medzi prvkami, premýšľania o vzťahoch prvkov zo všetkých strán.

17. februára (1. marca) bol dokončený rukopis článku s tabuľkou s názvom „Experiment na sústave prvkov založených na ich atómových hmotnostiach a chemických podobnostiach“ a odovzdaný do tlačiarne s poznámkami pre sadzačov a dátumom. "17. februára 1869." Mendelejevov objav oznámil redaktor Ruskej chemickej spoločnosti profesor N. A. Menshutkin na stretnutí spoločnosti 22. februára (6. marca 1869). Samotný Mendelejev na stretnutí nebol, keďže v tom čase na pokyn Slobodnej ekonomickej spoločnosti preskúmal Tverské syrárne a Novgorodské provincie.

V prvej verzii systému boli prvky vedcom usporiadané do devätnástich horizontálnych radov a šiestich vertikálnych stĺpcov. 17. februára (1. marca) nebolo objavovanie periodického zákona v žiadnom prípade ukončené, ale iba začalo. Dmitrij Ivanovič pokračoval vo svojom rozvoji a prehlbovaní ešte takmer tri roky. V roku 1870 Mendelejev publikoval druhú verziu systému v „Základoch chémie“ („Prírodný systém prvkov“): horizontálne stĺpce analógových prvkov sa zmenili na osem vertikálne usporiadaných skupín; šesť vertikálnych stĺpcov prvej verzie sa stalo periódami počínajúc alkalickým kovom a končiac halogénom. Každé obdobie bolo rozdelené do dvoch sérií; prvky rôznych radov zahrnuté v skupine tvorili podskupiny.

Podstatou Mendelejevovho objavu bolo, že s nárastom atómovej hmotnosti chemických prvkov sa ich vlastnosti nemenia monotónne, ale periodicky. Po určitom počte prvkov s rôznymi vlastnosťami, usporiadaných v rastúcej atómovej hmotnosti, sa vlastnosti začnú opakovať. Rozdiel medzi prácou Mendelejeva a prácou jeho predchodcov bol v tom, že Mendelejev nemal jeden základ na klasifikáciu prvkov, ale dva - atómovú hmotnosť a chemickú podobnosť. Aby bola periodicita plne dodržaná, Mendelejev opravil atómové hmotnosti niektorých prvkov, umiestnil niekoľko prvkov do svojho systému v rozpore s vtedajšími prijatými predstavami o ich podobnosti s inými a nechal prázdne bunky v tabuľke, kde prvky ešte neboli objavené. mal byť umiestnený.

V roku 1871 na základe týchto prác sformuloval Mendelejev Periodický zákon, ktorého forma sa postupom času trochu zlepšila.

Periodická tabuľka prvkov mala veľký vplyv na následný vývoj chémie. Nielenže to bola prvá prirodzená klasifikácia chemických prvkov, ktorá ukázala, že tvoria harmonický systém a sú navzájom v úzkom spojení, ale bola to aj silný nástroj pre ďalší výskum. V čase, keď Mendelejev zostavoval svoju tabuľku na základe periodického zákona, ktorý objavil, bolo ešte veľa prvkov neznámych. Mendelejev bol nielen presvedčený, že musia existovať ešte neznáme prvky, ktoré by tieto priestory vyplnili, ale vopred predpovedal vlastnosti takýchto prvkov na základe ich postavenia medzi ostatnými prvkami periodickej tabuľky. Počas nasledujúcich 15 rokov sa Mendelejevove predpovede brilantne potvrdili; boli objavené všetky tri očakávané prvky (Ga, Sc, Ge), čo bol najväčší triumf periodického zákona.

DI. Mendelejev predložil rukopis „Skúsenosť systému prvkov na základe ich atómovej hmotnosti a chemickej podobnosti“ // Prezidentská knižnica // Deň v histórii http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006

RUSKÁ CHEMICKÁ SPOLOČNOSŤ

Ruská chemická spoločnosť je vedecká organizácia založená na Petrohradskej univerzite v roku 1868 a bola dobrovoľným združením ruských chemikov.

Potreba vytvorenia Spoločnosti bola oznámená na 1. kongrese ruských prírodovedcov a lekárov, ktorý sa konal v Petrohrade koncom decembra 1867 - začiatkom januára 1868. Na kongrese bolo oznámené rozhodnutie účastníkov chemickej sekcie :

„Chemická sekcia vyjadrila jednomyseľné želanie zjednotiť sa do Chemickej spoločnosti pre komunikáciu už etablovaných síl ruských chemikov. Sekcia verí, že táto spoločnosť bude mať členov vo všetkých mestách Ruska a že jej vydanie bude zahŕňať práce všetkých ruských chemikov, vydané v ruštine.“

V tom čase už boli vo viacerých európskych krajinách založené chemické spoločnosti: Londýnska chemická spoločnosť (1841), Francúzska chemická spoločnosť (1857), Nemecká chemická spoločnosť (1867); Americká chemická spoločnosť bola založená v roku 1876.

Charta Ruskej chemickej spoločnosti, ktorú zostavil najmä D.I.Mendelejev, bola schválená Ministerstvom verejného školstva 26. októbra 1868 a prvé zasadnutie Spoločnosti sa uskutočnilo 6. novembra 1868. Spočiatku v nej bolo 35 chemikov z r. Petrohrad, Kazaň, Moskva, Varšava, Kyjev, Charkov a Odesa. Prvým prezidentom Ruskej kultúrnej spoločnosti sa stal N. N. Zinin a tajomníkom N. A. Menshutkin. Členovia spoločnosti platili členské príspevky (10 rubľov ročne), noví členovia boli prijímaní len na odporúčanie troch existujúcich. V prvom roku svojej existencie sa RČS rozrástla z 35 na 60 členov a plynule rástla aj v ďalších rokoch (129 v roku 1879, 237 v roku 1889, 293 v roku 1899, 364 v roku 1909, 565 v roku 1917).

V roku 1869 mala Ruská chemická spoločnosť svoj vlastný tlačený orgán – Žurnál Ruskej chemickej spoločnosti (ZHRKhO); Časopis vychádzal 9x ročne (mesačne, okrem letných mesiacov). Redaktorom ZhRKhO od roku 1869 do roku 1900 bol N. A. Menshutkin a od roku 1901 do roku 1930 A. E. Favorsky.

V roku 1878 sa Ruská chemická spoločnosť zlúčila s Ruskou fyzikálnou spoločnosťou (založená v roku 1872) a vznikla Ruská fyzikálno-chemická spoločnosť. Prvými prezidentmi Ruskej federálnej chemickej spoločnosti boli A. M. Butlerov (v rokoch 1878 – 1882) a D. I. Mendelejev (v rokoch 1883 – 1887). V súvislosti so zjednotením v roku 1879 (od 11. zväzku) bol „Časopis Ruskej chemickej spoločnosti“ premenovaný na „Časopis Ruskej fyzikálno-chemickej spoločnosti“. Frekvencia vydávania bola 10 čísel ročne; Časopis pozostával z dvoch častí – chemickej (ZhRKhO) a fyzikálnej (ZhRFO).

Mnohé diela klasikov ruskej chémie boli prvýkrát publikované na stránkach ZhRKhO. Osobitne si môžeme všimnúť prácu D. I. Mendelejeva o tvorbe a vývoji periodickej tabuľky prvkov a A. M. Butlerova, spojenú s rozvojom jeho teórie štruktúry organických zlúčenín; výskum N. A. Menshutkina, D. P. Konovalova, N. S. Kurnakova, L. A. Chugaeva v oblasti anorganickej a fyzikálnej chémie; V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev a A. E. Arbuzov v oblasti organickej chémie. V období rokov 1869 až 1930 bolo v ZhRKhO publikovaných 5067 pôvodných chemických štúdií, publikované abstrakty a prehľadové články k niektorým otázkam chémie a tiež preklady najzaujímavejších prác zo zahraničných časopisov.

RFCS sa stal zakladateľom Mendelejevových kongresov všeobecnej a aplikovanej chémie; Prvé tri kongresy sa konali v Petrohrade v rokoch 1907, 1911 a 1922. V roku 1919 bolo vydávanie ZHRFKhO pozastavené a obnovené až v roku 1924.

Robert Boyle vo svojej práci z roku 1668 poskytol zoznam nerozložiteľných chemických prvkov. V tom čase ich bolo len pätnásť. Vedec zároveň netvrdil, že iné ako prvky, ktoré vymenoval, už neexistujú a otázka ich množstva zostala otvorená.

O sto rokov neskôr francúzsky chemik Antoine Lavoisier zostavil nový zoznam prvkov známych vede. Jeho register obsahoval 35 chemických látok, z ktorých 23 bolo následne uznaných ako tie isté nerozložiteľné prvky.

Hľadanie nových prvkov vykonávali chemici po celom svete a napredovali celkom úspešne. Rozhodujúcu úlohu v tejto otázke zohral ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendelejev: bol to on, kto prišiel s myšlienkou o možnosti vzťahu medzi atómovou hmotnosťou prvkov a ich miestom v „hierarchii“. Podľa jeho vlastných slov „musíme hľadať... zhody medzi jednotlivými vlastnosťami prvkov a ich atómovými hmotnosťami“.

Porovnaním chemických prvkov známych v tom čase Mendelejev po kolosálnej práci nakoniec zistil, že závislosť, všeobecné prirodzené spojenie medzi jednotlivými prvkami, v ktorom sa javia ako jeden celok, kde vlastnosti každého prvku nie sú niečím, čo existuje samo osebe. , ale periodicky a pravidelne sa opakujúci jav.

Takže vo februári 1869 bola sformulovaná periodický zákon mendelejeva. V tom istom roku, 6. marca, bola vypracovaná správa D.I. Mendelejev s názvom „Vzťah vlastností s atómovou hmotnosťou prvkov“ predstavil N.A. Menshutkin na stretnutí Ruskej chemickej spoločnosti.

V tom istom roku sa publikácia objavila v nemeckom časopise „Zeitschrift für Chemie“ a v roku 1871 v časopise „Annalen der Chemie“ podrobná publikácia D.I. Mendelejev, venovaný jeho objavu - „Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente“ (Periodický vzorec chemických prvkov).

Vytvorenie periodickej tabuľky

Napriek tomu, že Mendelejev vytvoril myšlienku v pomerne krátkom čase, svoje závery dlho nemohol formalizovať. Dôležité bolo, aby svoju myšlienku prezentoval vo forme jasného zovšeobecnenia, prísneho a názorného systému. Ako raz povedal sám D.I. Mendelejev v rozhovore s profesorom A.A. Inostrantsev: "Všetko sa mi zišlo v hlave, ale nemôžem to vyjadriť v tabuľke."

Podľa životopiscov po tomto rozhovore vedec pracoval na vytvorení stola tri dni a tri noci bez toho, aby išiel spať. Prešiel rôznymi možnosťami, v ktorých bolo možné prvky kombinovať, aby sa dali usporiadať do tabuľky. Prácu komplikoval aj fakt, že v čase vzniku periodickej tabuľky neboli vedecky známe všetky chemické prvky.

V rokoch 1869-1871 Mendelejev pokračoval v rozvíjaní myšlienok periodicity predložených a prijatých vedeckou komunitou. Jedným z krokov bolo zavedenie konceptu miesta prvku v periodickej tabuľke prvkov ako súboru jeho vlastností v porovnaní s vlastnosťami iných prvkov.

Na tomto základe, ako aj na základe výsledkov získaných počas štúdia sledu zmien oxidov tvoriacich sklo, Mendelejev opravil hodnoty atómových hmotností 9 prvkov vrátane berýlia, india, uránu a iní.

Počas pôsobenia D.I. Mendelejev sa snažil vyplniť prázdne bunky tabuľky, ktorú zostavil. V dôsledku toho v roku 1870 predpovedal objav prvkov, ktoré v tom čase veda nepoznala. Mendelejev vypočítal atómové hmotnosti a opísal vlastnosti troch prvkov, ktoré v tom čase ešte neboli objavené:

• "ekaaluminium" - objavené v roku 1875, pomenované gálium,
• "ekabora" - objavená v roku 1879, pomenovaná scandium,
• "exasilicon" - objavený v roku 1885, pomenovaný germánium.

Jeho ďalšie realizované predpovede boli objavenie ďalších ôsmich prvkov, vrátane polónia (objaveného v roku 1898), astatínu (objaveného v rokoch 1942-1943), technécia (objaveného v roku 1937), rénia (objaveného v roku 1925) a Francúzska (objaveného v roku 1939). .

V roku 1900 Dmitrij Ivanovič Mendelejev a William Ramsay dospeli k záveru, že je potrebné zahrnúť prvky špeciálnej, nulovej skupiny do periodickej tabuľky. Dnes sa tieto prvky nazývajú vzácne plyny (pred rokom 1962 sa tieto plyny nazývali vzácne plyny).

Princíp organizácie periodickej tabuľky

Vo svojej tabuľke D.I. Mendelejev usporiadal chemické prvky do riadkov podľa rastúcej hmotnosti, pričom zvolil dĺžku riadkov tak, aby chemické prvky v jednom stĺpci mali podobné chemické vlastnosti.

Vzácne plyny – hélium, neón, argón, kryptón, xenón a radón – neradi reagujú s inými prvkami a vykazujú nízku chemickú aktivitu, a preto sa nachádzajú v stĺpci úplne vpravo.

Naproti tomu prvky ľavého stĺpca – lítium, sodík, draslík a iné – prudko reagujú s inými látkami, proces je výbušný. Prvky v ostatných stĺpcoch tabuľky sa správajú podobne – v rámci stĺpca sú tieto vlastnosti podobné, ale menia sa pri prechode z jedného stĺpca do druhého.

Periodická tabuľka vo svojej prvej verzii jednoducho odrážala existujúci stav vecí. Pôvodne tabuľka nijako nevysvetľovala, prečo by to tak malo byť. Až s príchodom kvantovej mechaniky sa ukázal skutočný význam usporiadania prvkov v periodickej tabuľke.

V prírode sa nachádzajú chemické prvky až po urán (obsahuje 92 protónov a 92 elektrónov). Počnúc číslom 93 sú umelé prvky vytvorené v laboratórnych podmienkach.

Všetko hmotné, čo nás v prírode obklopuje, či už ide o vesmírne predmety, bežné pozemské predmety alebo živé organizmy, pozostáva z látok. Je ich veľa druhov. Už v dávnych dobách si ľudia všimli, že dokážu nielen zmeniť svoj fyzický stav, ale aj premeniť sa na iné látky obdarené inými vlastnosťami v porovnaní s tými pôvodnými. Ale ľudia hneď nerozumeli zákonitostiam, podľa ktorých k takýmto premenám hmoty dochádza. Aby to bolo možné, bolo potrebné správne identifikovať základ látky a klasifikovať prvky existujúce v prírode. To bolo možné až v polovici 19. storočia objavením periodického zákona. História jeho vzniku D.I. Mendelejevovcom predchádzala mnohoročná práca a formovanie tohto typu poznania uľahčili stáročné skúsenosti celého ľudstva.

Kedy boli položené základy chémie?

Remeselníci staroveku boli celkom úspešní pri odlievaní a tavení rôznych kovov, poznali mnohé tajomstvá ich transmutácie. Svoje vedomosti a skúsenosti odovzdávali svojim potomkom, ktorí ich využívali až do stredoveku. Verilo sa, že je celkom možné premeniť základné kovy na cenné, čo bolo v skutočnosti hlavnou úlohou chemikov až do 16. storočia. Takáto myšlienka v podstate obsahovala aj filozofické a mystické myšlienky starovekých gréckych vedcov, že všetka hmota je postavená z určitých „primárnych prvkov“, ktoré sa môžu navzájom premieňať. Napriek zjavnej primitívnosti tohto prístupu zohral úlohu v histórii objavu periodického zákona.

Panacea a biela tinktúra

Pri hľadaní základného princípu alchymisti pevne verili v existenciu dvoch fantastických látok. Jedným z nich bol legendárny kameň mudrcov, nazývaný aj elixír života alebo všeliek. Verilo sa, že takýto liek je nielen bezpečným spôsobom premeny ortuti, olova, striebra a iných látok na zlato, ale slúži aj ako zázračný univerzálny liek, ktorý lieči akúkoľvek ľudskú chorobu. Ďalší prvok, nazývaný biela tinktúra, nebol taký účinný, ale bol obdarený schopnosťou premieňať iné látky na striebro.

Keď hovoríme o pozadí objavu periodického zákona, nemožno nespomenúť poznatky nahromadené alchymistami. Zosobňovali príklad symbolického myslenia. Predstavitelia tejto polomystickej vedy vytvorili určitý chemický model sveta a procesov, ktoré sa v ňom vyskytujú na kozmickej úrovni. V snahe pochopiť podstatu všetkých vecí veľmi podrobne zaznamenávali laboratórne techniky, vybavenie a informácie o chemickom skle, s veľkou svedomitosťou a usilovnosťou odovzdávali svoje skúsenosti kolegom a potomkom.

Potreba klasifikácie

Do 19. storočia sa nazhromaždilo dostatočné množstvo informácií o širokej škále chemických prvkov, čo vyvolalo prirodzenú potrebu a túžbu vedcov ich systematizovať. Na vykonanie takejto klasifikácie však boli potrebné ďalšie experimentálne údaje, ako aj nie mystické, ale skutočné poznatky o štruktúre látok a podstate základov štruktúry hmoty, ktoré ešte neexistovali. Navyše dostupné informácie o význame atómových hmotností vtedy známych chemických prvkov, na základe ktorých sa systematizácia vykonávala, neboli obzvlášť presné.

Ale pokusy o klasifikáciu medzi prírodovedcami sa opakovane robili dávno pred pochopením skutočnej podstaty vecí, ktorá dnes tvorí základ modernej vedy. A mnohí vedci pracovali týmto smerom. Pri stručnom opise predpokladov na objavenie Mendelejevovho periodického zákona stojí za zmienku príklady takýchto kombinácií prvkov.

Triády

Vedci tých čias sa domnievali, že vlastnosti, ktoré vykazuje široká škála látok, nepochybne závisia od veľkosti ich atómových hmôt. Nemecký chemik Johann Döbereiner si to uvedomil a navrhol vlastný systém klasifikácie prvkov, ktoré tvoria základ hmoty. Stalo sa tak v roku 1829. A táto udalosť bola dosť vážnym pokrokom vo vede v tom období jej vývoja, ako aj dôležitou etapou v histórii objavu periodického zákona. Döbereiner spájal známe prvky do komunít a dal im názov „triáda“. Podľa existujúceho systému sa hmotnosť vonkajších prvkov ukázala ako rovná priemeru súčtu atómových hmotností člena skupiny, ktorá bola medzi nimi.

Pokusy o rozšírenie hraníc triád

Nedostatkov bolo v spomínanom systéme Döbereiner dosť. Napríklad v reťazci bária, stroncia a vápnika nebol horčík, podobnej štruktúry a vlastností. A v spoločenstve telúru, selénu a síry nebolo dostatok kyslíka. Mnoho ďalších podobných látok tiež nebolo možné klasifikovať podľa systému triád.

Mnoho ďalších chemikov sa pokúsilo rozvinúť tieto myšlienky. Najmä nemecký vedec Leopold Gmelin sa snažil rozšíriť „tesný“ rámec, rozšíril skupiny klasifikovaných prvkov a rozdelil ich v poradí ekvivalentných hmotností a elektronegativity prvkov. Jeho štruktúry tvorili nielen triády, ale aj tetrády a pentády, no nemeckému chemikovi sa nikdy nepodarilo pochopiť podstatu periodického zákona.

Špirála de Chancourtois

Ešte zložitejšiu schému konštrukcie prvkov vymyslel Alexandre de Chancourtois. Umiestnil ich na rovinu zvinutú do valca a rozmiestnil ich vertikálne so sklonom 45° v poradí zväčšujúcich sa atómových hmotností. Ako sa očakávalo, látky s podobnými vlastnosťami mali byť umiestnené pozdĺž čiar rovnobežných s osou daného objemového geometrického útvaru.

V skutočnosti však ideálna klasifikácia nefungovala, pretože niekedy úplne nesúvisiace prvky spadli do jednej vertikály. Napríklad mangán má okrem alkalických kovov úplne iné chemické správanie. A tá istá „spoločnosť“ zahŕňala síru, kyslík a prvok titán, ktorý im vôbec nie je podobný. K tomu však prispela aj podobná schéma, ktorá zaujala miesto v histórii objavu periodického zákona.

Ďalšie pokusy o vytvorenie klasifikácií

Po tých, ktoré boli opísané, John Newlands navrhol svoj klasifikačný systém, pričom poznamenal, že každý ôsmy člen výslednej série vykazuje podobnosť vo vlastnostiach prvkov usporiadaných v súlade s nárastom atómovej hmotnosti. Vedca napadlo porovnať objavený vzor so štruktúrou usporiadania hudobných oktáv. Zároveň každému z prvkov pridelil vlastné sériové číslo a usporiadal ich do vodorovných radov. Takáto schéma sa však opäť neukázala ako ideálna a vo vedeckých kruhoch bola hodnotená veľmi skepticky.

V rokoch 1964 až 1970 tabuľky organizujúce chemické prvky vytvorili aj Odling a Meyer. Ale takéto pokusy mali opäť svoje nevýhody. To všetko sa stalo v predvečer Mendelejevovho objavu periodického zákona. A niektoré práce s nedokonalými pokusmi o klasifikáciu boli publikované aj po tom, čo bola svetu predstavená tabuľka, ktorú používame dodnes.

Životopis Mendelejeva

Brilantný ruský vedec sa narodil v meste Tobolsk v roku 1834 v rodine riaditeľa gymnázia. Okrem neho bolo v dome ďalších šestnásť bratov a sestier. Dmitrij Ivanovič, ako najmladší z detí, nebol zbavený pozornosti, už od útleho veku všetkých ohromil svojimi mimoriadnymi schopnosťami. Jeho rodičia sa napriek ťažkostiam snažili poskytnúť mu to najlepšie vzdelanie. Mendelejev teda najskôr vyštudoval gymnázium v ​​Tobolsku a potom Pedagogický inštitút v hlavnom meste, pričom si vo svojej duši zachoval hlboký záujem o vedu. A to nielen do chémie, ale aj do fyziky, meteorológie, geológie, techniky, prístrojovej výroby, letectva a iných.

Čoskoro Mendelejev obhájil dizertačnú prácu a stal sa docentom na Petrohradskej univerzite, kde prednášal organickú chémiu. V roku 1865 predstavil svojim kolegom svoju doktorandskú dizertačnú prácu na tému „O kombinácii alkoholu s vodou“. Rokom objavenia periodického zákona bol rok 1969. Tomuto úspechu však predchádzalo 14 rokov tvrdej práce.

O veľkom objave

Berúc do úvahy chyby, nepresnosti, ako aj pozitívne skúsenosti svojich kolegov, Dmitrij Ivanovič dokázal systematizovať chemické prvky najvhodnejším spôsobom. Všimol si aj periodickú závislosť vlastností zlúčenín a jednoduchých látok, ich tvaru od hodnoty atómových hmotností, ktorá je uvedená vo formulácii periodického zákona daného Mendelejevom.

Ale takéto pokrokové myšlienky, žiaľ, nenašli okamžite odozvu ani v srdciach ruských vedcov, ktorí túto inováciu prijali veľmi opatrne. A medzi osobnosťami zahraničnej vedy, najmä v Anglicku a Nemecku, našiel Mendelejevov zákon svojich najhorlivejších odporcov. Veľmi skoro sa však situácia zmenila. Aký bol dôvod? Brilantná odvaha veľkého ruského vedca sa o niečo neskôr objavila svetu ako dôkaz jeho brilantnej schopnosti vedeckej predvídavosti.

Nové prvky v chémii

Objav periodického zákona a ním vytvorená štruktúra periodickej tabuľky umožnila nielen systematizovať látky, ale aj urobiť množstvo predpovedí o prítomnosti mnohých prvkov v tom čase neznámych. Mendelejevovi sa preto podarilo uviesť do praxe to, čo sa iným vedcom pred ním nepodarilo.

Prešlo iba päť rokov a dohady sa začali potvrdzovať. Francúz Lecoq de Boisbaudran objavil nový kov, ktorý nazval gálium. Jeho vlastnosti sa ukázali byť veľmi podobné eka-hliníku, ktoré teoreticky predpovedal Mendelejev. Keď sa o tom dozvedeli, predstavitelia vedeckého sveta tých čias boli ohromení. Tým však úžasné fakty nekončia. Potom Švéd Nilsson objavil skandium, ktorého hypotetickým analógom sa ukázal byť ekabor. A dvojčaťom eca-kremíka bolo germánium, ktoré objavil Winkler. Odvtedy sa Mendelejevov zákon začal presadzovať a získavať si čoraz viac nových priaznivcov.

Nové fakty brilantnej predvídavosti

Tvorca bol tak unesený krásou svojho nápadu, že si vzal na seba niektoré domnienky, ktorých platnosť neskôr najbrilantnejšie potvrdili praktické vedecké objavy. Napríklad Mendelejev usporiadal niektoré látky vo svojej tabuľke vôbec nie v súlade s rastúcimi atómovými hmotnosťami. Predvídal, že periodicita v hlbšom zmysle sa pozoruje nielen v súvislosti s nárastom atómovej hmotnosti prvkov, ale aj z iného dôvodu. Veľký vedec uhádol, že hmotnosť prvku závisí od množstva niektorých elementárnych častíc v jeho štruktúre.

Periodický zákon teda nejakým spôsobom podnietil predstaviteľov vedy, aby premýšľali o zložkách atómu. A vedci čoskoro nastávajúceho 20. storočia - storočia grandióznych objavov - boli opakovane presvedčení, že vlastnosti prvkov závisia od veľkosti nábojov atómových jadier a štruktúry ich elektronického obalu.

Periodický zákon a modernita

Periodická tabuľka, hoci zostala vo svojom jadre nezmenená, bola následne mnohokrát doplnená a zmenená. Tvoril takzvanú nulovú skupinu prvkov, ktorá zahŕňa inertné plyny. Úspešne bol vyriešený aj problém umiestňovania prvkov vzácnych zemín. Ale napriek doplnkom je dosť ťažké preceňovať význam objavu Mendelejevovho periodického zákona v jeho pôvodnej verzii.

Neskôr, s fenoménom rádioaktivity, boli úplne pochopené dôvody úspechu takejto systematizácie, ako aj periodicita vlastností prvkov rôznych látok. Čoskoro si v tejto tabuľke našli svoje miesto aj izotopy rádioaktívnych prvkov. Základom pre klasifikáciu početných členov bunky bolo atómové číslo. A v polovici 20. storočia sa konečne zdôvodnila postupnosť usporiadania prvkov v tabuľke v závislosti od zaplnenia orbitálov atómov elektrónmi pohybujúcimi sa obrovskou rýchlosťou okolo jadra.

História objavenia periodického zákona.
V zime 1867-68 začal Mendelejev písať učebnicu „Základy chémie“ a okamžite sa stretol s ťažkosťami pri systematizácii faktografických materiálov. Do polovice februára 1869, uvažujúc nad štruktúrou učebnice, postupne dospel k záveru, že vlastnosti jednoduchých látok (a to je forma existencie chemických prvkov vo voľnom stave) a atómové hmotnosti prvkov sú spojené tzv. určitý vzor.
Mendelejev nevedel veľa o pokusoch svojich predchodcov usporiadať chemické prvky podľa rastúcich atómových hmotností a o incidentoch, ktoré v tomto prípade nastali. Napríklad o diele Chancourtoisa, Newlandsa a Meyera nemal takmer žiadne informácie.
Rozhodujúce štádium jeho myšlienok prišlo 1. marca 1869 (14. februára starým štýlom). Mendelejev o deň skôr napísal žiadosť o dovolenku na desať dní na preskúmanie syrární artel v provincii Tver: dostal list s odporúčaniami na štúdium výroby syra od A. I. Chodneva, jedného z vodcov Slobodnej ekonomickej spoločnosti.
Pri raňajkách dostal Mendelejev nečakaný nápad: porovnať podobné atómové hmotnosti rôznych chemických prvkov a ich chemické vlastnosti.
Bez toho, aby dvakrát premýšľal, na zadnú stranu Khodnevovho listu napísal symboly pre chlór Cl a draslík K s pomerne blízkymi atómovými hmotnosťami, rovnajúcimi sa 35,5 a 39 (rozdiel je iba 3,5 jednotiek). Na tom istom liste Mendelejev načrtol symboly iných prvkov a hľadal medzi nimi podobné „paradoxné“ páry: fluór F a sodík Na, bróm Br a rubídium Rb, jód I a cézium Cs, pre ktoré sa hmotnostný rozdiel zvyšuje zo 4,0 na 5,0 a potom až do 6.0. Mendelejev vtedy nemohol vedieť, že „neurčitá zóna“ medzi zjavnými nekovmi a kovmi obsahuje prvky – vzácne plyny, ktorých objav následne výrazne zmení periodickú tabuľku.
Po raňajkách sa Mendelejev zamkol vo svojej kancelárii. Vytiahol zo stola hromadu vizitiek a začal na ich zadnú stranu písať symboly prvkov a ich hlavné chemické vlastnosti.
Po nejakom čase domáci začuli zvuk vychádzajúci z kancelárie: "Ach! Rohatý. Wow, aký rohatý! Porazím ich. Zabijem ich!" Tieto výkričníky znamenali, že Dmitrij Ivanovič mal tvorivú inšpiráciu. Mendelejev presúval karty z jedného vodorovného radu do druhého, riadil sa hodnotami atómovej hmotnosti a vlastnosťami jednoduchých látok tvorených atómami toho istého prvku. Opäť mu prišla na pomoc dôkladná znalosť anorganickej chémie. Postupne začal vznikať tvar budúcej periodickej tabuľky chemických prvkov.
Najprv teda priložil kartičku s prvkom berýlium Be (atómová hmotnosť 14) ku karte s prvkom hliník Al (atómová hmotnosť 27,4), podľa vtedajšej tradície si berýlium pomýlil s analógom hliníka. Potom však po porovnaní chemických vlastností umiestnil berýlium nad horčík Mg. Pochybujúc o vtedy všeobecne akceptovanej hodnote atómovej hmotnosti berýlia, zmenil ju na 9,4 a zmenil vzorec oxidu berýlia z Be 2 O 3 na BeO (ako oxid horečnatý MgO). Mimochodom, „opravená“ hodnota atómovej hmotnosti berýlia bola potvrdená až o desať rokov neskôr. Rovnako odvážne si počínal aj pri iných príležitostiach.
Dmitrij Ivanovič postupne dospel ku konečnému záveru, že prvky usporiadané v rastúcom poradí ich atómových hmotností vykazujú jasnú periodicitu fyzikálnych a chemických vlastností. Mendelejev počas celého dňa pracoval na systéme prvkov, nakrátko sa prerušil, aby sa pohral so svojou dcérou Oľgou a dal si obed a večeru. Večer 1. marca 1869 kompletne prepísal tabuľku, ktorú zostavil, a pod názvom „Skúsenosť so systémom prvkov založených na ich atómovej hmotnosti a chemickej podobnosti“ ju poslal do tlačiarne, kde si robil poznámky pre sadzačov. a uvedením dátumu „17. február 1869“ (starý štýl).
Tak bol objavený periodický zákon, ktorého moderná formulácia je nasledovná:
„Vlastnosti jednoduchých látok, ako aj formy a vlastnosti zlúčenín prvkov sú periodicky závislé od náboja jadier ich atómov“
Mendelejev mal v tom čase iba 35 rokov. Mendelejev poslal vytlačené listy s tabuľkou prvkov mnohým domácim a zahraničným chemikom a až potom odišiel z Petrohradu na kontrolu syrární.
Pred odchodom ešte stihol odovzdať N.A. Menshutkinovi, organickému chemikovi a budúcemu historikovi chémie, rukopis článku „Vzťah vlastností s atómovou hmotnosťou prvkov“ - na publikovanie v časopise Journal of the Russian Chemical Society and pre komunikáciu na nadchádzajúcom stretnutí spoločnosti.
Po objavení Periodického zákona mal Mendelejev oveľa viac práce. Dôvod periodickej zmeny vlastností prvkov zostal neznámy a samotná štruktúra periodického systému, kde sa vlastnosti opakovali cez sedem prvkov na ôsmom, sa nedala vysvetliť. Prvý závoj tajomstva bol však z týchto čísel odstránený: v druhom a treťom období systému bolo každý presne sedem prvkov.
Mendelejev nezoradil všetky prvky podľa rastúcich atómových hmotností; v niektorých prípadoch sa viac riadil podobnosťou chemických vlastností. Atómová hmotnosť kobaltu Co je teda väčšia ako hmotnosť niklu Ni a telúr Te je tiež väčší ako hmotnosť jódu I, ale Mendelejev ich zaradil do poradia Co - Ni, Te - I a nie naopak. Inak by telúr spadal do halogénovej skupiny a jód by sa stal príbuzným selénu Se.
Najdôležitejšou vecou pri objavovaní Periodického zákona je predpoveď existencie chemických prvkov, ktoré ešte neboli objavené.
Pod hliníkom Al nechal Mendelejev miesto pre svoj analóg „eka-hliník“, pod bórom B - pre „eca-bór“ a pod kremíkom Si - pre „eca-kremík“.
Mendelejev tak nazval doteraz neobjavené chemické prvky. Dokonca im dal symboly El, Eb a Es.
V súvislosti s prvkom „exasilikón“ Mendelejev napísal: „Zdá sa mi, že najzaujímavejší z nepochybne chýbajúcich kovov bude ten, ktorý patrí do IV skupiny uhlíkových analógov, konkrétne do radu III. Toto bude kov. bezprostredne po kremíku, a preto ho budeme nazývať ekasilicium.“ Tento doposiaľ neobjavený prvok sa totiž mal stať akýmsi „zámkom“ spájajúcim dva typické nekovy – uhlík C a kremík Si – s dvoma typickými kovmi – cínom Sn a olovom Pb.
Nie všetci zahraniční chemici okamžite ocenili význam Mendelejevovho objavu. Vo svete zabehnutých predstáv sa toho veľa zmenilo. Nemecký fyzikálny chemik Wilhelm Ostwald, budúci laureát Nobelovej ceny, teda tvrdil, že to nebol zákon, ktorý bol objavený, ale princíp klasifikácie „niečoho neistého“. Nemecký chemik Robert Bunsen, ktorý v roku 1861 objavil dva nové alkalické prvky, rubídium Rb a cézium Cs, napísal, že Mendelejev priviedol chemikov „do pritiahnutého sveta čistých abstrakcií“.
Každý rok si Periodický zákon získaval viac a viac priaznivcov a jeho objaviteľ získaval čoraz väčšie uznanie. V Mendelejevovom laboratóriu sa začali objavovať vysokopostavení návštevníci, dokonca aj veľkovojvoda Konstantin Nikolajevič, manažér námorného oddelenia.
Mendeleev presne predpovedal vlastnosti eka-hliníka: jeho atómovú hmotnosť, hustotu kovu, vzorec oxidu El 2 O 3, chlorid ElCl 3, síran El 2 (SO 4) 3. Po objavení gália sa tieto vzorce začali písať ako Ga 2 O 3, GaCl 3 a Ga 2 (SO 4) 3.
Mendelejev predvídal, že to bude veľmi taviteľný kov a skutočne sa ukázalo, že teplota topenia gália sa rovná 29,8 °C. Z hľadiska taviteľnosti je gálium na druhom mieste po ortuti Hg a céziu Cs.
V roku 1886 profesor Baníckej akadémie vo Freiburgu, nemecký chemik Clemens Winkler, pri analýze vzácneho minerálu argyrodit so zložením Ag 8 GeS 6 objavil ďalší prvok predpovedaný Mendelejevom. Winkler nazval prvok, ktorý objavil germánium, na počesť svojej vlasti, ale z nejakého dôvodu to vyvolalo ostré námietky niektorých chemikov. Začali Winklera obviňovať z nacionalizmu, z prisvojenia si objavu Mendelejeva, ktorý prvok už pomenoval „ekasilicium“ a symbol Es. Odradený Winkler sa obrátil s prosbou o radu na samotného Dmitrija Ivanoviča. Vysvetlil, že práve objaviteľ nového prvku by mu mal dať meno.
Mendelejev nedokázal predpovedať existenciu skupiny vzácnych plynov a spočiatku nenašli miesto v periodickej tabuľke.
Objav argónu Ar anglickými vedcami W. Ramsayom a J. Rayleighom v roku 1894 okamžite vyvolal búrlivé diskusie a pochybnosti o Periodickom zákone a Periodickej tabuľke prvkov. Mendelejev spočiatku považoval argón za alotropickú modifikáciu dusíka a až v roku 1900 pod tlakom nemenných faktov súhlasil s prítomnosťou „nulovej“ skupiny chemických prvkov v periodickej tabuľke, ktorú obsadili iné vzácne plyny objavené po argóne. Teraz je táto skupina známa ako VIIIA.
V roku 1905 Mendelejev napísal: „Budúcnosť zrejme neohrozuje periodický zákon zničením, ale sľubuje iba nadstavby a rozvoj, hoci ma ako Rusa chceli vymazať, najmä Nemcov.
Objav periodického zákona urýchlil rozvoj chémie a objavenie nových chemických prvkov.

Štruktúra periodickej tabuľky:
obdobia, skupiny, podskupiny.

Tak sme zistili, že periodický systém je grafickým vyjadrením periodického zákona.
Každý prvok zaberá špecifické miesto (bunku) v periodickej tabuľke a má svoje poradové (atómové) číslo. Napríklad:

Mendelejev nazval horizontálne rady prvkov, v rámci ktorých sa vlastnosti prvkov postupne menia obdobia(začína alkalickým kovom (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) a končí vzácnym plynom (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)). Výnimky: prvá perióda, ktorá začína vodíkom, a siedma perióda, ktorá je neúplná. Obdobia sa delia na malý A veľký. Malé obdobia pozostávajú z jeden vodorovný rad. Prvá, druhá a tretia perióda sú malé, obsahujú 2 prvky (1. perióda) alebo 8 prvkov (2., 3. perióda).
Veľké obdobia pozostávajú z dvoch vodorovných radov. Štvrtá, piata a šiesta perióda sú veľké, obsahujú 18 prvkov (4., 5. perióda) alebo 32 prvkov (6., 7. perióda). Horné riadky dlhé obdobia sa nazývajú dokonca, spodné riadky sú nepárne.
V šiestej perióde sa lantanoidy a v siedmej perióde aktinidy nachádzajú na spodku periodickej tabuľky.V každej perióde zľava doprava sa kovové vlastnosti prvkov oslabujú a nekovové vlastnosti sa zvyšujú. V párnych radoch veľkých periód sú len kovy. V dôsledku toho má tabuľka 7 období, 10 riadkov a 8 zvislých stĺpcov, tzv skupiny – je súbor prvkov, ktoré majú rovnakú najvyššiu mocnosť v oxidoch a v iných zlúčeninách. Táto valencia sa rovná číslu skupiny.
Výnimky:

V skupine VIII majú najvyššiu valenciu len Ru a Os VIII.
Skupiny sú vertikálne postupnosti prvkov, sú číslované rímskymi číslicami od I do VIII a ruskými písmenami A a B. Každá skupina pozostáva z dvoch podskupín: hlavnej a vedľajšej. Hlavná podskupina – A, obsahuje prvky malých a veľkých období. Vedľajšia podskupina - B, obsahuje prvky len veľkých období. Zahŕňajú prvky období od štvrtého.
V hlavných podskupinách, zhora nadol, sú kovové vlastnosti posilnené a nekovové vlastnosti sú oslabené. Všetky prvky sekundárnych podskupín sú kovy.

Objav tabuľky periodických chemických prvkov bol jedným z dôležitých míľnikov v histórii vývoja chémie ako vedy. Objaviteľom tabuľky bol ruský vedec Dmitrij Mendelejev. Mimoriadnemu vedcovi so širokým vedeckým rozhľadom sa podarilo spojiť všetky predstavy o povahe chemických prvkov do jedného uceleného konceptu.

M24.RU vám povie o histórii objavu tabuľky periodických prvkov, zaujímavostiach súvisiacich s objavom nových prvkov a ľudových rozprávkach, ktoré obklopovali Mendelejeva a tabuľke chemických prvkov, ktorú vytvoril.

História otvárania tabuľky

Do polovice 19. storočia bolo objavených 63 chemických prvkov a vedci z celého sveta sa opakovane pokúšali spojiť všetky existujúce prvky do jedného konceptu. Bolo navrhnuté umiestniť prvky v poradí podľa rastúcej atómovej hmotnosti a rozdeliť ich do skupín podľa podobných chemických vlastností.

V roku 1863 navrhol svoju teóriu chemik a hudobník John Alexander Newland, ktorý navrhol usporiadanie chemických prvkov podobné tomu, ktoré objavil Mendelejev, ale vedecká komunita nebrala prácu vedca vážne, pretože autor bol unesený. hľadaním harmónie a prepojením hudby s chémiou.

V roku 1869 Mendelejev publikoval svoj diagram periodickej tabuľky v časopise Journal of the Russian Chemical Society a poslal oznámenie o objave popredným svetovým vedcom. Následne chemik schému opakovane zdokonaľoval a vylepšoval, až kým nezískala svoj obvyklý vzhľad.

Podstatou Mendelejevovho objavu je, že s rastúcou atómovou hmotnosťou sa chemické vlastnosti prvkov menia nie monotónne, ale periodicky. Po určitom počte prvkov s rôznymi vlastnosťami sa vlastnosti začnú opakovať. Draslík je teda podobný sodíku, fluór je podobný chlóru a zlato je podobné striebru a medi.

V roku 1871 Mendelejev konečne spojil myšlienky do periodického zákona. Vedci predpovedali objav niekoľkých nových chemických prvkov a opísali ich chemické vlastnosti. Následne sa výpočty chemika úplne potvrdili - gálium, skandium a germánium plne zodpovedali vlastnostiam, ktoré im pripisoval Mendelejev.

Rozprávky o Mendelejevovi

O slávnom vedcovi a jeho objavoch bolo veľa rozprávok. Ľudia v tom čase chémii len málo rozumeli a verili, že študovať chémiu je niečo ako jesť polievku deťom a kradnúť v priemyselnom meradle. Preto Mendelejevove aktivity rýchlo získali množstvo povestí a legiend.

Jedna z legiend hovorí, že Mendelejev objavil tabuľku chemických prvkov vo sne. Nie je to jediný prípad, o svojom objave hovoril aj August Kekule, ktorý sníval o vzorci benzénového kruhu. Mendelejev sa však kritikom iba vysmial. „Premýšľal som o tom možno dvadsať rokov a vy hovoríte: Sedel som tam a zrazu... hotovo!“ povedal raz vedec o svojom objave.

Ďalší príbeh pripisuje Mendelejevovi objav vodky. V roku 1865 veľký vedec obhájil svoju dizertačnú prácu na tému „Rozprava o kombinácii alkoholu s vodou“, čo okamžite viedlo k vzniku novej legendy. Chemikovi súčasníci sa zachichotali a povedali, že vedec „celkom dobre tvorí pod vplyvom alkoholu v kombinácii s vodou“ a nasledujúce generácie už Mendelejeva nazývali objaviteľom vodky.

Smiali sa aj nad životným štýlom vedca a najmä nad tým, že Mendelejev vybavil svoje laboratórium v ​​dutine obrovského dubu.

Súčasníci si tiež robili srandu z Mendelejevovej vášne pre kufre. Vedec bol počas svojej nedobrovoľnej nečinnosti v Simferopole nútený krátiť si čas pletením kufrov. Neskôr samostatne vyrábal kartónové obaly pre potreby laboratória. Napriek jasne „amatérskej“ povahe tohto koníčka bol Mendelejev často nazývaný „majstrom kufrov“.

Objav rádia

Jedna z najtragickejších a zároveň najznámejších stránok v histórii chémie a objavenia sa nových prvkov v periodickej tabuľke je spojená s objavom rádia. Nový chemický prvok objavili manželia Marie a Pierre Curieovci, ktorí zistili, že odpad, ktorý zostal po oddelení uránu od uránovej rudy, je rádioaktívnejší ako čistý urán.

Keďže v tom čase nikto nevedel, čo je rádioaktivita, povesť rýchlo pripisovala novému prvku liečivé vlastnosti a schopnosť liečiť takmer všetky choroby, ktoré veda pozná. Rádium bolo súčasťou potravinových výrobkov, zubných pást a krémov na tvár. Bohatí nosili hodinky, ktorých ciferníky boli natreté farbou obsahujúcou rádium. Rádioaktívny prvok bol odporúčaný ako prostriedok na zlepšenie potencie a zmiernenie stresu.

Takáto „výroba“ pokračovala dvadsať rokov - až do 30-tych rokov dvadsiateho storočia, keď vedci objavili skutočné vlastnosti rádioaktivity a zistili, aký deštruktívny vplyv má žiarenie na ľudské telo.

Marie Curie zomrela v roku 1934 na chorobu z ožiarenia spôsobenú dlhodobým vystavením rádiu.

Nebulium a Coronium

Periodická tabuľka nielenže usporiadala chemické prvky do jedného harmonického systému, ale umožnila aj predpovedať mnohé objavy nových prvkov. Zároveň boli niektoré chemické „prvky“ uznané ako neexistujúce na základe toho, že nezapadali do koncepcie periodického zákona. Najznámejším príbehom je „objav“ nových prvkov nebulium a coronium.

Počas štúdia slnečnej atmosféry astronómovia objavili spektrálne čiary, ktoré neboli schopní identifikovať so žiadnym z chemických prvkov známych na Zemi. Vedci navrhli, že tieto čiary patria novému prvku, ktorý sa nazýva korónium (pretože čiary boli objavené počas štúdia „koróny“ Slnka - vonkajšej vrstvy atmosféry hviezdy).

O niekoľko rokov neskôr astronómovia urobili ďalší objav pri štúdiu spektier plynových hmlovín. Objavené línie, ktoré sa opäť nedali stotožniť s ničím pozemským, boli pripísané inému chemickému prvku – hmlovine.

Objavy boli kritizované, pretože v Mendelejevovej periodickej tabuľke už nebolo miesto pre prvky s vlastnosťami nebúlia a korónia. Po kontrole sa zistilo, že nebulium je obyčajný pozemský kyslík a korónium je vysoko ionizované železo.

Materiál bol vytvorený na základe informácií z otvorených zdrojov. Pripravil Vasilij Makagonov @vmakagonov