Sa gymnasium, nag-aral ng mediocre si D. I. Mendeleev sa una. Maraming kasiya-siyang marka sa quarterly na mga pahayag na napanatili sa kanyang archive, at marami pa sa mga ito sa mas mababa at gitnang grado. Sa mataas na paaralan, si D. I. Mendeleev ay naging interesado sa pisikal at matematikal na agham, pati na rin sa kasaysayan at heograpiya, interesado rin siya sa istruktura ng uniberso. Unti-unti, ang tagumpay ng batang mag-aaral ay lumago sa sertipiko ng pagtatapos na natanggap noong Hulyo 14, 1849. mayroon lamang dalawang kasiya-siyang marka: ayon sa batas ng Diyos (isang paksa na hindi niya gusto) at sa panitikang Ruso (hindi maaaring maging isang magandang marka sa paksang ito, dahil hindi alam ni Mendeleev ang Church Slavonic). Ang gymnasium ay naiwan sa kaluluwa ni D. I. Mendeleev ng maraming maliliwanag na alaala ng mga guro: tungkol kay Pyotr Pavlovich Ershov - (ang may-akda ng fairy tale na "The Little Humpbacked Horse"), na una ay isang mentor, pagkatapos ay direktor ng Tobolsk gymnasium; tungkol sa I. K. Rummel - (guro ng pisika at matematika), na nagbukas sa harap niya ng mga paraan ng pag-alam sa kalikasan. Tag-init 1850 dumaan sa gulo. Una, nagsumite si D. I. Mendeleev ng mga dokumento sa Medical and Surgical Academy, ngunit hindi siya pumasa sa unang pagsubok - ang presensya sa anatomical theater. Iminungkahi ni Inay ang isa pang paraan - ang maging isang guro. Ngunit sa Main Pedagogical Institute, ang recruitment ay ginawa pagkaraan ng isang taon at noong 1850 lamang. walang reception. Sa kabutihang palad, ang petisyon ay nagkaroon ng epekto, Siya ay nakatala sa instituto sa suporta ng estado. Si Dmitry Ivanovich na nasa kanyang ikalawang taon ay dinala ng mga klase sa mga laboratoryo, mga kagiliw-giliw na lektura.

Noong 1855, si D. I. Mendeleev ay mahusay na nagtapos sa instituto na may gintong medalya. Ginawaran siya ng titulong senior teacher. Agosto 27, 1855 Nakatanggap si Mendeleev ng mga dokumento sa kanyang appointment bilang isang senior teacher sa Simferopol. Si Dmitry Ivanovich ay gumagana nang husto: nagtuturo siya ng matematika, pisika, biology, pisikal na heograpiya. Sa loob ng dalawang taon, naglathala siya ng 70 artikulo sa Journal of the Ministry of National Education.

Noong Abril 1859, ang batang siyentipiko na si Mendeleev ay ipinadala sa ibang bansa "para sa pagpapabuti ng mga agham." Nakipagkita siya sa Russian chemist na si N. N. Beketov, kasama ang sikat na chemist na si M. Berthelot.

Noong 1860, lumahok si D. I. Mendeleev sa unang International Congress of Chemists sa German city of Karlsruhe.

Noong Disyembre 1861, si Mendeleev ay naging rektor ng unibersidad.

Nakita ni Mendeleev ang tatlong mga pangyayari na, sa kanyang opinyon, ay nag-ambag sa pagtuklas ng pana-panahong batas:

Una, ang mga atomic na timbang ng karamihan sa mga kilalang elemento ng kemikal ay higit o hindi gaanong tumpak na natukoy;

Pangalawa, lumitaw ang isang malinaw na konsepto tungkol sa mga grupo ng mga elemento na katulad ng mga katangian ng kemikal (mga natural na grupo);

Pangatlo, noong 1869. Ang kimika ng maraming mga bihirang elemento ay pinag-aralan, nang walang kaalaman kung saan ito ay magiging mahirap na makarating sa anumang pangkalahatan.

Sa wakas, ang mapagpasyang hakbang patungo sa pagtuklas ng batas ay inihambing ni Mendeleev ang lahat ng mga elemento sa isa't isa ayon sa laki ng mga timbang ng atom.

Noong Setyembre 1869 Ipinakita ni D. I. Mendeleev na ang mga atomic volume ng mga simpleng substance ay panaka-nakang pagdepende sa atomic weights, at noong Oktubre ay natuklasan niya ang mga valency ng mga elemento sa mga oxide na bumubuo ng asin.

Noong tag-araw ng 1870 Isinasaalang-alang ni Mendeleev na kinakailangang baguhin ang hindi wastong natukoy na mga atomic na timbang ng indium, cerium, yttrium, thorium, at uranium, at kaugnay nito ay binago niya ang paglalagay ng mga elementong ito sa sistema. Kaya, ang uranium ay naging huling elemento sa natural na serye, ang pinakamabigat sa mga tuntunin ng atomic na timbang.

Habang natuklasan ang mga bagong elemento ng kemikal, ang pangangailangan para sa kanilang sistematisasyon ay higit na naramdaman. Noong 1869, nilikha ni D. I. Mendeleev ang periodic system ng mga elemento at natuklasan ang batas na pinagbabatayan nito. Ang pagtuklas na ito ay isang teoretikal na synthesis ng lahat ng nakaraang mga pag-unlad ng ika-10 siglo. : Inihambing ni Mendeleev ang pisikal at kemikal na mga katangian ng lahat ng kilalang 63 elemento ng kemikal noon sa kanilang mga atomic na timbang at inihayag ang kaugnayan sa pagitan ng dalawang pinakamahalagang nasusukat na katangian ng mga atomo, kung saan nabuo ang lahat ng kimika - atomic weight at valency.

Pagkalipas ng maraming taon, inilarawan ni Mendeleev ang kanyang sistema tulad ng sumusunod: "Ito ang pinakamahusay na hanay ng aking mga pananaw at pagsasaalang-alang sa periodicity ng mga elemento." Sa unang pagkakataon ay ibinigay ni Mendeleev ang canonical formulation ng periodic law, na umiral bago ang pisikal na pagbibigay-katwiran nito. : "Ang mga katangian ng mga elemento, at samakatuwid ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga katawan na nabuo sa kanila, ay nakatayo sa isang pana-panahong kaugnayan sa kanilang atomic na timbang.

Sa wala pang anim na taon, kumalat ang balita sa buong mundo: noong 1875. Ang batang French spectroscopist na si P. Lecoq de Boisbaudran ay naghiwalay ng isang bagong elemento mula sa isang mineral na minahan sa Pyrenees. Ang Boisbaudran ay nasubaybayan ng isang malabong linya ng violet sa spectrum ng mineral, na hindi maaaring maiugnay sa alinman sa mga kilalang elemento ng kemikal. Bilang karangalan sa kanyang tinubuang-bayan, na noong sinaunang panahon ay tinawag na Gaul, pinangalanan ni Boisbaudran ang bagong elementong gallium. Ang Gallium ay isang napakabihirang metal, at mas nahirapan ang Boisbaudran sa pagkuha nito sa dami nang higit pa sa isang pinhead. Ano ang sorpresa ni Boisbaudran nang, sa pamamagitan ng Paris Academy of Sciences, nakatanggap siya ng isang liham na may selyong Ruso, na nagsasaad: sa paglalarawan ng mga katangian ng gallium, lahat ay tama, maliban sa density: ang gallium ay mas mabigat kaysa sa tubig na hindi 4.7 beses, gaya ng inaangkin ni Boisbaudran, ngunit 5, 9 na beses. May nakatuklas na ba ng gallium dati? Muling tinukoy ni Boisbaudran ang density ng gallium sa pamamagitan ng pagpapailalim sa metal sa isang mas masusing paglilinis. At ito ay nagkamali, at ang may-akda ng liham - ito ay, siyempre, si Mendeleev, na hindi nakakita ng gallium - ay tama: ang kamag-anak na density ng gallium ay hindi 4.7, ngunit 5.9.

At 16 na taon pagkatapos ng hula ni Mendeleev, natuklasan ng German chemist na si K. Winkler ang isang bagong elemento (1886) at pinangalanan itong germanium. Sa pagkakataong ito, si Mendeleev mismo ay hindi na kailangang ituro na ang bagong natuklasang elementong ito ay hinulaan na rin niya kanina. Nabanggit ni Winkler na ang germanium ay ganap na tumutugma sa ekasilition ni Mendeleev. Sumulat si Winkler sa kanyang trabaho: "Halos hindi posible na makahanap ng isa pang mas kapansin-pansin na patunay ng bisa ng doktrina ng periodicity, tulad ng sa isang bagong natuklasang elemento. Ito ay hindi lamang kumpirmasyon ng isang matapang na teorya, dito makikita natin ang isang malinaw na pagpapalawak ng pananaw sa kemikal, isang makapangyarihang hakbang sa larangan ng kaalaman.

Ang pagkakaroon sa likas na katangian ng higit sa sampung bagong elemento na hindi alam ng sinuman ay hinulaan mismo ni Mendeleev. Para sa isang dosenang elemento, hinulaan niya

tamang atomic weight. Ang lahat ng kasunod na paghahanap para sa mga bagong elemento sa kalikasan ay isinagawa ng mga mananaliksik gamit ang periodic law at ang periodic system. Hindi lamang sila tumulong sa mga siyentipiko sa kanilang paghahanap ng katotohanan, ngunit nag-ambag din sa pagwawasto ng mga pagkakamali at maling kuru-kuro sa agham.

Ang mga hula ni Mendeleev ay napakahusay na nabigyang-katwiran - tatlong bagong elemento ang natuklasan: gallium, scandium, germanium. Ang bugtong ng beryllium, na matagal nang nagpapahirap sa mga siyentipiko, ay nalutas na. Ang bigat ng atom nito sa wakas ay tiyak na natukoy, at ang lugar ng elemento sa tabi ng lithium ay nakumpirma nang isang beses at para sa lahat. Sa pamamagitan ng 90s ng ika-19 na siglo. , ayon kay Mendeleev, "pinalakas ang pana-panahong legalidad." Sa mga aklat-aralin sa kimika sa iba't ibang bansa, walang alinlangan, nagsimulang isama ang periodic system ni Mendeleev. Ang mahusay na pagtuklas ay nakatanggap ng pangkalahatang pagkilala.

Ang kapalaran ng mahusay na pagtuklas ay kung minsan ay napakahirap. Sa kanilang paglalakbay ay may mga pagsubok na kung minsan ay nagdududa pa sa katotohanan ng natuklasan. Kaya ito ay sa periodic table ng mga elemento.

Ito ay nauugnay sa hindi inaasahang pagtuklas ng isang hanay ng mga gas na elemento ng kemikal, na tinatawag na inert o noble gas. Ang una sa mga ito ay helium. Halos lahat ng mga sangguniang libro at encyclopedia ay may petsa ng pagkatuklas ng helium noong 1868. at iugnay ang kaganapang ito sa Pranses na astronomer na si J. Jansen at sa Ingles na astrophysicist na si N. Lockyer. Si Jansen ay naroroon sa kabuuang solar eclipse sa India noong Agosto 1868. At ang pangunahing merito niya ay napagmasdan niya ang solar prominences pagkatapos ng eclipse. Ang mga ito ay naobserbahan lamang sa panahon ng eclipse. Napansin din ni Lockyer ang mga katanyagan. Nang hindi umaalis sa British Isles, sa kalagitnaan ng Oktubre ng taong iyon. Ang parehong mga siyentipiko ay nagpadala ng mga paglalarawan ng kanilang mga obserbasyon sa Paris Academy of Sciences. Ngunit dahil ang London ay mas malapit sa Paris kaysa sa Calcutta, ang mga liham ay halos sabay-sabay na nakarating sa addressee noong ika-26 ng Oktubre. Hindi tungkol sa anumang bagong elemento na sinasabing naroroon sa Araw. Walang salita sa mga liham na ito.

Sinimulan ng mga siyentipiko na pag-aralan nang detalyado ang spectra ng mga katanyagan. At sa lalong madaling panahon nagkaroon ng mga ulat na naglalaman ang mga ito ng isang linya na hindi kabilang sa spectrum ng alinman sa mga elementong umiiral sa Earth. Noong Enero 1869 itinalaga ito ng astronomong Italyano na si A. Secchi bilang. Sa naturang tala, pumasok ito sa kasaysayan ng agham bilang isang parang multo na "kontinente". Noong Agosto 3, 1871, ang physicist na si V. Thomson ay nagsalita sa publiko tungkol sa bagong solar element sa taunang pagpupulong ng mga British scientist.

Ito ang totoong kwento ng pagkatuklas ng helium sa Araw. Sa loob ng mahabang panahon, walang makapagsasabi kung ano ang elementong ito, kung ano ang mga katangian nito. Ang ilang mga siyentipiko sa pangkalahatan ay tinanggihan ang pagkakaroon ng helium sa lupa, dahil maaari lamang itong umiral sa mataas na temperatura. Ang helium ay natagpuan lamang sa Earth noong 1895.

Ganito ang likas na katangian ng pinagmulan ng talahanayan ng D. I. Mendeleev.

Ang pamilya Mendeleev ay nanirahan sa isang bahay sa matarik na mataas na bangko ng Tobol River sa lungsod ng Tobolsk, at ang hinaharap na siyentipiko ay ipinanganak dito. Sa oras na iyon, maraming mga Decembrist ang naglilingkod sa pagpapatapon sa Tobolsk: Annenkov, Baryatinsky, Wolf, Kuchelbecker, Fonwiesen at iba pa ... Nahawahan nila ang iba sa kanilang katapangan at kasipagan. Hindi sila nasira ng mga bilangguan, mahirap na trabaho, o pagkatapon. Nakita ni Mitya Mendeleev ang gayong mga tao. Sa pakikipag-usap sa kanila, nabuo ang kanyang pagmamahal sa Inang Bayan, responsibilidad para sa kinabukasan nito. Ang pamilya Mendeleev ay nasa palakaibigan at pampamilyang termino sa mga Decembrist. Sumulat si D. I. Mendeleev: "... ang mga kagalang-galang at iginagalang na mga Decembrist ay nanirahan dito: Fonvizen, Annenkov, Muravyov, malapit sa aming pamilya, lalo na pagkatapos ng isa sa mga Decembrist na si Nikolai Vasilievich Basargin, pinakasalan ang aking kapatid na babae na si Olga Ivanovna ... Mga pamilyang Decembrist , sa mga iyon araw na binigyan nila ang buhay ng Tobolsk ng isang espesyal na imprint, pinagkalooban ito ng isang sekular na edukasyon. Ang alamat tungkol sa kanila ay naninirahan pa rin sa Tobolsk.

Sa edad na 15, nagtapos si Dmitry Ivanovich sa gymnasium. Ang kanyang ina na si Maria Dmitrievna ay gumawa ng maraming pagsisikap para sa binata na ipagpatuloy ang kanyang pag-aaral.

kanin. 4. Ina ng D. I. Mendeleev - Maria Dmitrievna.

Sinubukan ni Mendeleev na pumasok sa Medical-Surgical Academy sa St. Petersburg. Gayunpaman, ang anatomy ay lampas sa kapangyarihan ng isang maimpluwensyang binata, kaya kinailangan ni Mendeleev na baguhin ang gamot sa pedagogy. Noong 1850, pumasok siya sa Main Pedagogical Institute, kung saan minsang nag-aral ang kanyang ama. Dito lamang naramdaman ni Mendeleev ang lasa para sa pag-aaral at sa lalong madaling panahon ay naging isa sa mga pinakamahusay.

Sa edad na 21, mahusay na naipasa ni Mendeleev ang mga pagsusulit sa pasukan. Ang pag-aaral ni Dmitri Mendeleev sa St. Petersburg sa Pedagogical Institute ay hindi madali noong una. Sa kanyang unang taon, nakuha niya ang mga hindi kasiya-siyang marka sa lahat ng mga asignatura maliban sa matematika. Ngunit sa mga senior na taon, ang mga bagay ay nag-iba - ang average na taunang marka ni Mendeleev ay apat at kalahati (sa limang posible).

Ang kanyang thesis sa phenomenon ng isomorphism ay kinilala bilang isang PhD thesis. Isang mahuhusay na estudyante noong 1855. ay hinirang na guro sa Richelieu Gymnasium sa Odessa. Dito inihanda niya ang pangalawang gawaing pang-agham - "Mga tiyak na volume". Ang gawaing ito ay ipinakita bilang isang master's thesis. Noong 1857 pagkatapos ng kanyang pagtatanggol, natanggap ni Mendeleev ang titulong Master of Chemistry, naging assistant professor sa St. Petersburg University, kung saan nagturo siya sa organic chemistry. Noong 1859 siya ay ipinadala sa ibang bansa.

Si Mendeleev ay gumugol ng dalawang taon sa iba't ibang unibersidad sa France at Germany, ngunit ang kanyang disertasyon sa Heidelberg kasama ang mga nangungunang siyentipiko noong panahong iyon, sina Bunsen at Kirchhoff, ay ang pinaka-produktibo.

Walang alinlangan, ang kalikasan ng kapaligiran kung saan ginugol niya ang kanyang pagkabata ay lubos na nakaimpluwensya sa buhay ng siyentipiko. Mula sa kanyang kabataan hanggang sa kanyang pagtanda, ginawa niya ang lahat at palaging sa kanyang sariling paraan. Simula sa maliliit na bagay at sa malalaking bagay. Ang pamangkin ni Dmitry Ivanovich, N. Ya. Kapustina-Gubkina, ay naalala: "Mayroon siyang mga paboritong pinggan, na inimbento niya para sa kanyang sarili ... Palagi siyang nakasuot ng isang malawak na dyaket na tela na walang sinturon ng kanyang sariling disenyo ... Naninigarilyo siya. mga baluktot na sigarilyo, pinapaikot ang mga ito sa kanyang sarili ... ". Lumikha siya ng isang huwarang ari-arian - at agad itong tinalikuran. Nagsagawa siya ng mga kahanga-hangang eksperimento sa pagdirikit ng mga likido, at agad na umalis sa larangang ito ng agham magpakailanman. At kung anu-anong iskandalo ang ibinulong niya sa mga awtoridad! Kahit na sa kanyang kabataan, isang bagong nagtapos ng Pedagogical Institute, sumigaw siya sa direktor ng departamento, kung saan siya mismo ay tinawag sa ministro na si Abraham Sergeevich Norovatov. Gayunpaman, ano ang direktor ng departamento sa kanya - hindi man lang niya itinuring ang synod. Nang ipataw niya ang isang pitong taong penitensiya sa kanya sa okasyon ng kanyang diborsyo kay Feoza Nikitishna, na hindi kailanman naunawaan ang kakaiba ng kanyang mga interes, si Dmitry Ivanovich, anim na taon bago ang takdang petsa, ay hinikayat ang pari sa Kronstadt na pakasalan siya. muli. At ano ang halaga ng kuwento ng kanyang paglipad ng lobo nang sakupin niya ang isang lobo na kabilang sa departamento ng militar sa pamamagitan ng puwersa, na nagtutulak kay Heneral Kovanko, isang bihasang aeronaut, sa labas ng basket ... Si Dmitry Ivanovich ay hindi nagdusa mula sa kahinhinan, sa kabaligtaran - "Ang kahinhinan ay ang ina ng lahat ng mga bisyo," sabi ni Mendeleev.

Ang pagka-orihinal ng personalidad ni Dmitry Ivanovich ay naobserbahan hindi lamang sa pag-uugali ng siyentipiko, kundi pati na rin sa kanyang buong hitsura. Ang kanyang pamangkin na si N. Ya. Kapustina-Gubkina ay gumuhit ng sumusunod na verbal portrait ng siyentipiko: "Isang mane ng mahabang malambot na buhok sa paligid ng isang mataas na puting noo, napaka nagpapahayag at napaka-mobile ... Maaliwalas na asul, matalim na mga mata ... Sa kanya, marami ang nakakita ng pagkakatulad kay Garibaldi ... Kapag nakikipag-usap, palagi siyang nagge-gesticulate . Malapad, mabilis, nerbiyos na paggalaw ng kanyang mga kamay ay palaging tumutugma sa kanyang kalooban ... Ang timbre ng kanyang boses ay mababa, ngunit matino at mauunawaan, ngunit ang kanyang tono ay nagbago nang malaki at madalas na lumipat mula sa mababang mga nota hanggang sa mataas, halos mga tenor .. . Nang magsalita siya tungkol sa hindi niya gusto, pagkatapos ay sumimangot, yumuko, umungol, humirit ... ". Ang paboritong libangan ni Mendeleev sa loob ng maraming taon ay ang paggawa ng mga maleta at mga frame para sa mga larawan. Bumili siya ng mga supply para sa mga gawaing ito sa Gostiny Dvor.

Ang pagka-orihinal ni Mendeleev ay nakikilala sa kanya mula sa karamihan mula sa kanyang kabataan ... Habang nag-aaral sa Pedagogical Institute, ang asul na mata na Siberian, na walang kahit isang sentimo para sa kanyang kaluluwa, nang hindi inaasahan para sa mga ginoo na propesor, ay nagsimulang magpakita ng katalas ng isip, tulad galit sa trabaho, na naiwan niya ang lahat ng kanyang mga kasama. Noon siya ay napansin at minahal ng isang tunay na konsehal ng estado, isang kilalang pigura sa pampublikong edukasyon, isang guro, siyentipiko, propesor ng kimika Alexander Abramovich Voskresensky. Samakatuwid, noong 1867, inirerekomenda ni Alexander Abramovich ang kanyang paboritong mag-aaral, tatlumpu't tatlong taong gulang na si Dmitry Ivanovich Mendeleev, sa post ng propesor ng pangkalahatan at di-organikong kimika sa Faculty of Physics and Mathematics sa St. Petersburg University. Noong Mayo 1868, ang minamahal na anak na babae na si Olga ay ipinanganak sa mga Mendeleev ...

Tatlumpu't tatlo ang tradisyunal na edad ng isang tagumpay: sa tatlumpu't tatlo, ayon sa epiko ng mga luha mula sa kalan, si Ilya Muromets. Ngunit kahit na sa ganitong kahulugan ang buhay ni Dmitry Ivanovich ay walang pagbubukod, siya mismo ay halos hindi makaramdam na ang isang matalim na pagliko ay nagaganap sa kanyang buhay. Sa halip na ang mga kurso sa teknikal, o organic, o analytical na kimika na itinuro niya kanina, kailangan niyang magsimulang magbasa ng bagong kurso, pangkalahatang kimika.

Siyempre, mas madali ang knurled. Gayunpaman, nang simulan niya ang kanyang mga dating kurso, hindi rin ito naging madali. Ang mga benepisyo ng Russia ay alinman ay hindi umiiral, o mayroon sila, ngunit sila ay hindi na napapanahon. Ang kimika ay isang bago, batang bagay, at sa kabataan ang lahat ay mabilis na napapanahon. Ang mga dayuhang aklat-aralin, ang pinakabago, ay kailangang isalin nang mag-isa. Isinalin niya - "Analytical Chemistry" ni Gerard, "Chemical Technology" ni Wagner. At sa organikong kimika at sa Europa walang karapat-dapat na natagpuan, kahit na umupo ka at sumulat sa iyong sarili. At nagsulat. Sa dalawang buwan, isang ganap na bagong kurso batay sa mga bagong prinsipyo, tatlumpung naka-print na sheet. Animnapung araw ng araw-araw na mahirap na paggawa - labindalawang natapos na pahina sa isang araw. Ito ay sa isang araw - hindi niya nais na itakda ang kanyang gawain depende sa tulad ng isang maliit na bilang ng pag-ikot ng mundo sa paligid ng axis nito, hindi siya bumangon mula sa mesa sa loob ng tatlumpu o apatnapung oras.

Si Dmitry Ivanovich ay hindi lamang makapagtrabaho ng lasing, ngunit natutulog din ng lasing. Ang sistema ng nerbiyos ni Mendeleev ay napaka-sensitibo, ang kanyang mga damdamin ay natalas - halos lahat ng mga memoirists, nang hindi nagsasabi ng isang salita, ay nag-uulat na siya ay hindi pangkaraniwang madali, patuloy na sumisigaw, bagaman, sa esensya, siya ay isang mabait na tao.

Posible na ang mga likas na katangian ng personalidad ni Dmitry Ivanovich ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng kanyang huli na hitsura sa pamilya - siya ang "huling anak", ang ikalabing pitong anak. At ayon sa kasalukuyang mga ideya, ang posibilidad ng mutasyon sa mga supling ay tumataas sa pagtaas ng edad ng mga magulang.

Sinimulan niya ang kanyang unang panayam sa pangkalahatang kimika tulad ng sumusunod:

"Lahat ng napapansin natin, malinaw nating nakikilala bilang isang sangkap, o bilang isang kababalaghan. Ang bagay ay sumasakop sa espasyo at may timbang, habang ang phenomena ay mga bagay na nangyayari sa oras. Ang bawat sangkap ay nagsasagawa ng iba't ibang mga phenomena, at walang isang solong kababalaghan na nagaganap nang walang sangkap. Ang iba't ibang mga sangkap at phenomena ay hindi maaaring makatakas sa atensyon ng lahat. Upang matuklasan ang pagiging lehitimo, iyon ay, ang pagiging simple at pagiging regular sa pagkakaiba-iba na ito, ay nangangahulugang pag-aralan ang kalikasan ... "

Upang matuklasan ang pagiging lehitimo, iyon ay, pagiging simple, at kawastuhan... Ang sangkap ay may timbang... Ang sangkap... Timbang... Ang sangkap... Timbang...

Iniisip niya ito sa lahat ng oras, kahit anong gawin niya. At ano ang hindi niya ginawa! Si Dmitry Ivanovich ay may sapat na oras para sa lahat. Tila na sa wakas ay natanggap niya ang pinakamahusay na departamento ng kemikal sa Russia, isang apartment na pag-aari ng estado, ang pagkakataong mamuhay nang kumportable, nang hindi tumatakbo para sa dagdag na pera - kaya tumuon sa pangunahing bagay, at lahat ng iba pa ay nasa gilid ... sahig, kung saan pinag-aralan niya ang posibilidad ng pagbabalik sa pagkaubos ng lupa sa tulong ng kimika. Isa sa mga una sa Russia.

Isang taon at kalahati ang lumipas na parang saglit, ngunit wala pa ring tunay na sistema sa pangkalahatang kimika. Hindi ito nangangahulugan na binabasa ni Mendeleev ang kanyang kurso nang walang pasubali. Nagsimula siya sa kung ano ang pamilyar sa lahat - mula sa tubig, mula sa hangin, mula sa karbon, mula sa mga asin. Mula sa mga elementong taglay nito. Mula sa mga pangunahing batas, ayon sa kung aling mga sangkap ang nakikipag-ugnayan sa bawat isa.

Pagkatapos ay nagsalita siya tungkol sa mga kemikal na kamag-anak ng murang luntian - fluorine, bromine, yodo. Ito ang huling lecture, ang transcript na nagawa pa niyang ipadala sa printing house, kung saan nai-type ang pangalawang edisyon ng bagong librong nasimulan niya.

Ang unang isyu, sa pocket format, ay inilimbag noong Enero 1869. Ang pahina ng pamagat ay nabasa: "Mga Batayan ng Chemistry D. Mendeleev" . Walang paunang salita. Ang una, na nai-publish na isyu, at ang pangalawa, na nasa bahay ng pag-imprenta, ay dapat na, ayon kay Dmitry Ivanovich, ang unang bahagi ng kurso, at dalawa pang isyu - ang pangalawang bahagi.

Noong Enero at unang kalahati ng Pebrero, nagbigay si Mendeleev ng mga lektura sa sodium at iba pang mga alkali metal, isinulat ang kaukulang kabanata ng ikalawang bahagi. "Mga Batayan ng Chemistry" - at natigil.

Noong 1826, natapos ni Jens Jakob Berzelius ang pag-aaral ng 2000 na sangkap at, sa batayan na ito, ang pagpapasiya ng bigat ng atom ng tatlong dosenang elemento ng kemikal. Lima sa kanila ay may maling atomic weights—sodium, potassium, silver, boron, at silicon. Nagkamali si Berzelius dahil gumawa siya ng dalawang maling pagpapalagay: na maaari lamang magkaroon ng isang metal na atom sa isang molekula ng oxide, at na ang pantay na dami ng mga gas ay naglalaman ng pantay na bilang ng mga atomo. Sa katunayan, ang isang molekula ng oksido ay maaaring maglaman ng dalawa o higit pang mga atomo ng metal, at ang pantay na dami ng mga gas, ayon sa batas ni Avogadro, ay naglalaman ng pantay na bilang ng hindi mga atomo, ngunit mga molekula.

Hanggang 1858, nang ang Italyano na si Stanislao Cannicaro, na ibalik ang batas ng kanyang kababayan na si Avogadro, ay naitama ang atomic weights ng ilang elemento, ang kalituhan ay naghari sa usapin ng atomic weights.

Noong 1860 lamang, sa kongreso ng kemikal sa Karlsruhe, pagkatapos ng mainit na debate, nalutas ang kalituhan, sa wakas ay naibalik ang batas ni Avogadro sa mga karapatan nito, at ang hindi matitinag na mga pundasyon para sa pagtukoy ng atomic na bigat ng anumang elemento ng kemikal ay sa wakas ay nilinaw.

Sa isang masayang pagkakataon, si Mendeleev ay nasa isang business trip sa ibang bansa noong 1860, dumalo sa kongreso na ito at nakatanggap ng malinaw at natatanging ideya na ang atomic weight ay naging tumpak at maaasahang numerical expression. Pagbalik sa Russia, sinimulan ni Mendeleev na pag-aralan ang listahan ng mga elemento, at iginuhit ang pansin sa periodicity ng pagbabago sa valence para sa mga elemento na nakaayos sa pataas na pagkakasunud-sunod ng mga atomic na timbang: valency H – 1, Li – 1, Maging – 2, B - 3, C - 4, mg – 2, N – 2, S - 2, F - 1, Na – 1, Sinabi ni Al – 3, Si - 4, atbp. Batay sa pagtaas at pagbaba ng valency, sinira ni Mendeleev ang mga elemento sa mga panahon; Ang 1st period ay may kasama lamang isang hydrogen, na sinusundan ng dalawang yugto ng 7 elemento bawat isa, pagkatapos ay mga panahon na naglalaman ng higit sa 7 elemento. Ginamit ni D, I, Mendeleev ang mga datos na ito hindi lamang upang bumuo ng isang graph, tulad ng ginawa nina Meyer at Chancourtua, ngunit din upang bumuo ng isang talahanayan na katulad ng talahanayan ng Newlands. Ang nasabing periodic table ng mga elemento ay mas malinaw at mas visual kaysa sa isang graph, at, bilang karagdagan, D, I, Mendeleev pinamamahalaang upang maiwasan ang error ng Newlands, na insisted sa pagkakapantay-pantay ng mga panahon.

« Isinasaalang-alang ko ang 1860 na kongreso ng mga chemist sa Karlsruhe, kung saan ako lumahok, na ang mapagpasyang sandali ng aking pag-iisip tungkol sa pana-panahong batas ... Ang ideya ng posibilidad ng periodicity ng mga katangian ng mga elemento na may pagtaas sa atomic Ang timbang, sa esensya, ay nasa loob ko na noon" , - binanggit ni D.I. Mendeleev.

Noong 1865, binili niya ang Boblovo estate malapit sa Klin at nagkaroon ng pagkakataong makisali sa agricultural chemistry, na noon ay hilig niya, at mag-relax doon kasama ang kanyang pamilya tuwing tag-araw.

Ang "kaarawan" ng sistema ni D.I. Mendeleev ay karaniwang isinasaalang-alang noong Pebrero 18, 1869, nang ang unang bersyon ng talahanayan ay naipon.

kanin. 5. Larawan ni D. I. Mendeleev sa taon ng pagkatuklas ng periodic law.

Nakilala ang 63 elemento ng kemikal. Hindi lahat ng katangian ng mga elementong ito ay napag-aralan nang mabuti, kahit na ang mga atomic na timbang ng ilan ay natukoy nang mali o hindi tumpak. Ito ba ay marami o kaunti - 63 elemento? Kung matatandaan natin na ngayon ay alam na natin ang 109 na elemento, kung gayon, siyempre, ito ay hindi sapat. Ngunit ito ay sapat na upang mapansin ang pattern ng mga pagbabago sa kanilang mga katangian. Sa 30 o 40 kilalang elemento ng kemikal, halos hindi posible na matuklasan ang anuman. Ang isang tiyak na minimum ng mga bukas na elemento ay kinakailangan. Iyon ang dahilan kung bakit maaaring makilala ng isa ang pagtuklas ni Mendeleev bilang napapanahon.

Bago si Mendeleev, sinubukan din ng mga siyentipiko na i-subordinate ang lahat ng kilalang elemento sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod, upang pag-uri-uriin ang mga ito, upang dalhin sila sa isang sistema. Imposibleng sabihin na ang kanilang mga pagtatangka ay walang silbi: naglalaman sila ng ilang butil ng katotohanan. Lahat sila ay nilimitahan ang kanilang mga sarili sa pagsasama-sama ng mga elementong katulad sa mga katangian ng kemikal sa mga grupo, ngunit hindi nakahanap ng panloob na koneksyon sa pagitan ng mga "natural", gaya ng sinabi nila noon, ang kanilang mga grupo.

Noong 1849, ang kilalang Russian chemist na si G. I. Hess ay naging interesado sa pag-uuri ng mga elemento. Sa aklat-aralin na Foundations of Pure Chemistry, inilarawan niya ang apat na grupo ng mga di-metal na elemento na may katulad na mga katangian ng kemikal:

Ako Te C N

Br Se B P

Cl S Si As

F O

Sumulat si Hess: "Ang pag-uuri na ito ay napakalayo pa rin sa pagiging natural, ngunit nag-uugnay pa rin ito ng mga elemento at grupo na halos magkapareho, at sa pagpapalawak ng aming impormasyon maaari itong mapabuti."

Ang mga hindi matagumpay na pagtatangka na bumuo ng isang sistema ng mga elemento ng kemikal batay sa kanilang mga atomic na timbang ay ginawa bago pa man ang kongreso sa Karlsruhe, kapwa ng British: noong 1853 ni Gladstone, noong 1857 ni Odling.

Ang isa sa mga pagtatangka sa pag-uuri ay ginawa noong 1862 ng Pranses na si Alexander Emile Beguis de Chancourtois . Kinakatawan niya ang sistema ng mga elemento sa anyo ng isang spiral line sa ibabaw ng silindro. Ang bawat pagliko ay may 16 na elemento. Ang mga katulad na elemento ay matatagpuan sa ibaba ng isa sa generatrix ng silindro. Kapag inilathala ang kanyang mensahe, hindi ito sinamahan ng siyentipiko sa graph na kanyang ginawa, at wala sa mga siyentipiko ang nagbigay pansin sa gawain ng de Chancourtois.

kanin. 6. "Tellurium screw" ng Chancourtua.

Higit na matagumpay ang German chemist na si Julius Lothar Meyer. Noong 1864, iminungkahi niya ang isang talahanayan kung saan ang lahat ng kilalang elemento ng kemikal ay nahahati sa anim na grupo, ayon sa kanilang valency. Sa hitsura, ang mesa ni Meyer ay medyo katulad ng kinabukasan ni Mendeleev. Isinaalang-alang niya ang mga volume na inookupahan ng mga dami ng timbang ng isang elemento ayon sa bilang na katumbas ng kanilang mga atomic na timbang. Ito ay lumabas na ang bawat naturang bigat ng anumang elemento ay naglalaman ng parehong bilang ng mga atomo. Nangangahulugan ito na ang ratio ng itinuturing na mga volume ng iba't ibang mga atomo ng mga elementong ito. Samakatuwid, ang tinukoy na katangian ng elemento ay tinatawag dami ng atom.

Sa graphically, ang pag-asa ng mga atomic volume ng mga elemento sa kanilang mga atomic na timbang ay ipinahayag bilang isang serye ng mga alon na tumataas sa matalim na mga taluktok sa mga punto na naaayon sa mga metal na alkali (sodium, potassium, cesium). Ang bawat pagbaba at pag-akyat sa tuktok ay tumutugma sa isang panahon sa talahanayan ng mga elemento. Sa bawat panahon, ang mga halaga ng ilang pisikal na katangian, bilang karagdagan sa atomic volume, natural ding bumababa muna at pagkatapos ay tumaas.

kanin. 7. Pag-asa ng atomic volume sa atomic mass ng mga elemento, ayon sa

L. Meyer.

Ang hydrogen, ang elementong may pinakamaliit na atomic weight, ay una sa listahan ng mga elemento. Sa oras na iyon, kaugalian na ipagpalagay na ang ika-101 na panahon ay may kasamang isang elemento. Kasama sa ika-2 at ika-3 yugto ng tsart ng Meyer ang pitong elemento bawat isa. Ang mga panahong ito ay nadoble ang Newlands octaves. Gayunpaman, sa susunod na dalawang yugto, ang bilang ng mga elemento ay lumampas sa pito. Kaya, ipinakita ni Meyer kung ano ang pagkakamali ng Newlands. Ang batas ng octaves ay hindi maaaring mahigpit na sundin para sa buong listahan ng mga elemento, ang mga huling yugto ay kailangang mas mahaba kaysa sa mga nauna.

Pagkatapos ng 1860, isa pang English chemist, si John Alexander Reina Newlands, ang gumawa ng unang pagtatangka ng ganitong uri. Sunud-sunod, pinagsama-sama niya ang mga talahanayan kung saan sinubukan niyang isalin ang kanyang ideya. Ang huling talahanayan ay may petsang 1865. Naniniwala ang siyentipiko na ang lahat ng bagay sa mundo ay napapailalim sa pangkalahatang pagkakaisa. At sa kimika at sa musika dapat pareho. Nakaayos sa pataas na pagkakasunud-sunod, ang mga atomic na timbang ng mga elemento ay nahahati sa mga octaves sa loob nito - sa walong patayong hilera, pitong elemento bawat isa. Sa katunayan, maraming mga elemento na may kaugnayan sa kemikal ang napunta sa parehong pahalang na linya: sa una - halogens, sa pangalawa - alkali metal, at iba pa. Ngunit, sa kasamaang-palad, maraming mga estranghero ang nakapasok din sa mga ranggo, at sinira nito ang buong larawan. Sa mga halogens, halimbawa, mayroong kobalt na may nikel at tatlong platinoids. Sa linya ng alkaline earths - vanadium at lead. Kasama sa pamilya ng carbon ang tungsten at mercury. Upang kahit papaano ay pagsamahin ang mga kaugnay na elemento, kinailangan ng Newlands na labagin ang pagkakaayos ng mga elemento sa pagkakasunud-sunod ng mga atomic na timbang sa walong kaso. Bilang karagdagan, upang makagawa ng walong grupo ng pitong elemento, 56 na elemento ang kailangan, at 62 ang kilala, at sa ilang mga lugar ay naglagay siya ng dalawang elemento nang sabay-sabay sa halip ng isang elemento. Ito ay naging isang ganap na gulo. Nang iulat ni Newlands ang kanyang "Ang Batas ng Octaves" sa isang pulong ng London Chemical Society, isa sa mga naroroon ay nanunuya: sinubukan ba ng kagalang-galang na tagapagsalita na ayusin ang mga elemento ayon sa alpabeto at natuklasan ang ilang regularidad?

Ang lahat ng mga pag-uuri na ito ay hindi naglalaman ng pangunahing bagay: hindi nila ipinakita ang pangkalahatan, pangunahing pattern ng mga pagbabago sa mga katangian ng mga elemento. Nilikha lamang nila ang hitsura ng kaayusan sa kanilang mundo.

Ang mga nauna kay Mendeleev, na napansin ang mga partikular na pagpapakita ng mahusay na regularidad sa mundo ng mga elemento ng kemikal, para sa iba't ibang mga kadahilanan, ay hindi maaaring tumaas sa mahusay na pangkalahatan at mapagtanto ang pagkakaroon ng isang pangunahing batas sa mundo. Hindi gaanong alam ni Mendeleev ang tungkol sa mga pagtatangka ng kanyang mga nauna na ayusin ang mga elemento ng kemikal sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng atomic mass at tungkol sa mga insidente na lumitaw sa kasong ito. Halimbawa, halos wala siyang impormasyon tungkol sa gawain ng Chancourtois, Newlands, at Meyer.

Hindi tulad ng Newlands, isinasaalang-alang ni Mendeleev ang pangunahing bagay na hindi gaanong atomic weights bilang mga katangian ng kemikal, indibidwal na kemikal. Iniisip niya ito sa lahat ng oras. Substance... Timbang... Substansya... Timbang... Walang mga desisyon ang dumating.

At pagkatapos ay nakuha ni Dmitry Ivanovich ang isang mabangis na problema sa oras. At ito ay naging medyo masama: hindi na ito ay "ngayon o hindi", ngunit alinman sa ngayon, o ang kaso ay muling ipinagpaliban ng ilang linggo.

Matagal na ang nakalipas nangako siya sa Free Economic Society na pumunta sa probinsya ng Tver noong Pebrero, upang siyasatin ang mga lokal na pagawaan ng gatas ng keso at ipakita ang kanyang mga pananaw sa pagtatanghal ng bagay na ito sa modernong paraan. Ang pahintulot ng mga awtoridad ng unibersidad ay hiniling na para sa paglalakbay. At ang "vacation certificate" - ang travel certificate noon - ay naitama na. At ang huling tala ng paghihiwalay ng Kalihim ng Libreng Economic Society na natanggap ni Khodnev. At wala nang natira kundi ang pumunta sa itinakdang paglalayag. Ang tren kung saan siya maglalakbay patungong Tver ay umalis mula sa Moscow Station noong Pebrero 17, sa gabi.

"Sa umaga, habang nasa kama, palagi siyang umiinom ng isang tabo ng mainit na gatas ... Pagbangon at paghuhugas ng sarili, agad siyang pumunta sa kanyang opisina at uminom ng isa o dalawa, kung minsan ay tatlong malaki, sa anyo ng isang tabo, isang tasa ng matapang, hindi masyadong matamis na tsaa” (mula sa mga alaala ng kanyang pamangkin na si N.Ya. Kapustina-Gubkina).

Ang bakas ng tasa, na napanatili sa likurang bahagi ng tala ni Khodnev, na may petsang Pebrero 17, ay nagpapahiwatig na ito ay natanggap nang maaga sa umaga, bago mag-almusal, marahil ay dinala ng messenger. At ito, sa turn, ay nagpapahiwatig na ang pag-iisip ng isang sistema ng mga elemento ay hindi umalis kay Dmitry Ivanovich araw o gabi: sa tabi ng imprint ng isang tasa, ang isang dahon ay nagpapanatili ng nakikitang mga bakas ng isang hindi nakikitang proseso ng pag-iisip na humantong sa isang mahusay na pagtuklas sa siyensya. Sa kasaysayan ng agham, ito ang pinakapambihirang kaso, kung hindi ang isa lamang.

Sa paghusga sa pisikal na katibayan, nangyari ito nang ganito. Nang matapos ang kanyang mug at ilagay ito sa unang lugar na nakita - sa liham ni Khodnev, agad niyang kinuha ang kanyang panulat at sa unang piraso ng papel na nakita, sa parehong liham ni Khodnev, isinulat ang pag-iisip na dumaan sa kanyang ulo. . Sa sheet ay lumitaw, isa sa ilalim ng isa, ang mga simbolo ng murang luntian at potasa... Pagkatapos sodium at boron, pagkatapos lithium, barium, hydrogen... Ang panulat wandered, tulad ng ginawa ng pag-iisip. Sa wakas, kumuha siya ng isang normal na ikawalo ng malinis na papel - ang sheet na ito ay nakaligtas din - at nag-sketch dito, isa sa ilalim ng isa, sa pagbaba ng pagkakasunud-sunod, mga linya ng mga simbolo at atomic na timbang: alkaline earths sa itaas, sa ibaba ng mga halogens, sa ibaba ng mga ito ay isang oxygen. grupo, sa ibaba nito nitrogen, sa ibaba nito ay isang pangkat na carbon, atbp. Kitang-kita sa mata kung gaano kalapit ang mga pagkakaiba sa atomic weights sa pagitan ng mga elemento ng kalapit na ranggo. Mendeleev pagkatapos ay hindi maaaring malaman na ang "indefinite zone" sa pagitan ng halata di-metal at mga metal naglalaman ng mga elemento - mga noble gas, ang pagtuklas kung saan sa hinaharap ay makabuluhang babaguhin ang Periodic Table.

Nagmamadali siya, kaya paminsan-minsan ay nagkakamali siya, gumagawa ng typo. Iniuugnay ng Sulfur ang atomic weight na 36, ​​sa halip na 32. Ang pagbabawas sa kanila ng 65 (ang atomic na timbang ng zinc) 39 (ang atomic na timbang ng potassium), ay nakakuha ng 27. Ngunit hindi ito tungkol sa maliliit na bagay! Siya ay dinala ng isang mataas na alon ng intuwisyon.

Naniniwala siya sa intuwisyon. Ginamit niya ito nang lubos sa iba't ibang sitwasyon ng buhay. Sumulat si Anna Ivanovna, asawa ni Mendeleev: Kung siya

kailangan niyang lutasin ang ilang mahirap, mahalagang mahalagang tanong, mabilis, mabilis, sa kanyang magaan na lakad, pumasok, sinabi kung ano ang problema, at hiniling sa akin na sabihin ang aking opinyon sa unang impresyon. "Huwag mo na lang isipin, huwag mo lang isipin," ulit niya. Nagsalita ako at iyon ang solusyon."

Gayunpaman, walang gumana. Ang nakasulat na sheet ay muling naging isang rebus. At lumipas ang oras, sa gabi ay kailangan na pumunta sa istasyon. Ang pangunahing bagay na naramdaman na niya, naramdaman. Ngunit ang pakiramdam na ito ay kailangang bigyan ng malinaw na lohikal na anyo. Maaaring isipin ng isa kung paano, sa desperasyon o galit, siya ay nagmamadali sa paligid ng opisina, tumingin sa paligid sa lahat ng bagay na nasa loob nito, naghahanap ng isang paraan upang mabilis na matiklop ang sistema. Sa wakas, nakuha niya ang isang stack ng mga card, binuksan sa kanang pahina - kung saan mayroong isang listahan ng mga simpleng katawan - ang kanyang "Basics" at nagsimulang gumawa ng isang walang uliran na deck ng mga card. Ang pagkakaroon ng isang deck ng mga chemical card, nagsimula siyang maglaro ng isang walang uliran na laro ng solitaryo. Halatang tinanong ang solitaryo! Ang unang anim na linya ay nakalinya nang walang anumang mga iskandalo. Ngunit pagkatapos ang lahat ay nagsimulang malutas.

Paulit-ulit na hinawakan ni Dmitri Ivanovich ang kanyang panulat at, sa kanyang mapusok na sulat-kamay, nag-sketch ng mga hanay ng mga numero sa sheet. At muli, sa pagkataranta, tinalikuran niya ang trabahong ito at nagsimulang umikot ng sigarilyo at huminga nito upang ang kanyang ulo ay ganap na maulap. Sa wakas ay nagsimulang lumuwa ang kanyang mga mata, ibinagsak niya ang sarili sa sofa at mahimbing na nakatulog. Hindi na ito bago sa kanya. Sa pagkakataong ito ay hindi na siya nakatulog ng matagal—marahil ilang oras, marahil ilang minuto. Walang eksaktong impormasyon tungkol dito. Nagising siya mula sa katotohanan na nakita niya ang kanyang nag-iisa sa isang panaginip, at hindi sa anyo kung saan iniwan niya ito sa mesa, ngunit sa isa pa, mas maayos at lohikal. At pagkatapos ay tumalon siya sa kanyang mga paa at nagsimulang gumuhit ng isang bagong mesa sa isang sheet ng papel.

Ang unang pagkakaiba nito mula sa nakaraang bersyon ay ang mga elemento ay nakahanay na hindi sa bumababa na pagkakasunud-sunod, ngunit sa pataas na pagkakasunud-sunod ng mga atomic na timbang. Ang pangalawa ay ang mga bakanteng espasyo sa loob ng mesa ay napuno ng mga tandang pananong at atomic weight.

kanin. 8. Draft sketch na pinagsama-sama ni D. I. Mendeleev sa panahon ng pagtuklas ng periodic law (sa kurso ng paglalahad ng "chemical solitaire"). Pebrero 17 (Marso 1), 1869.

Sa loob ng mahabang panahon, ang kwento ni Dmitry Ivanovich na nakita niya ang kanyang mesa sa isang panaginip ay itinuturing bilang isang anekdota. Ang paghahanap ng anumang makatwiran sa mga panaginip ay itinuturing na pamahiin. Sa panahong ito, ang agham ay hindi na naglalagay ng isang bulag na hadlang sa pagitan ng mga prosesong nagaganap sa kamalayan at sa hindi malay. At wala siyang nakikitang supernatural sa katotohanan na ang isang larawan na hindi nahugis sa proseso ng malay-tao na deliberasyon ay inilabas sa tapos na anyo bilang resulta ng isang walang malay na proseso.

Si Mendeleev, na kumbinsido sa pagkakaroon ng isang layunin na batas kung saan ang lahat ng mga elemento ng magkakaibang mga pag-aari ay sumusunod, ay nagpunta sa isang panimula na naiibang landas.

Bilang isang kusang materyalista, siya ay naghahanap ng isang bagay na materyal bilang isang katangian ng mga elemento, na sumasalamin sa buong pagkakaiba-iba ng kanilang mga pag-aari, na kinuha ang atomic na bigat ng mga elemento bilang isang katangian, inihambing ni Mendeleev ang mga pangkat na kilala sa oras na iyon sa pamamagitan ng atomic na timbang. ng kanilang mga miyembro.

Sa pamamagitan ng pagsulat ng halogen group (F = 19, Cl = 35.5, Br = 80, J = 127) sa ilalim ng alkali metal group (Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85, Cs = 133) at paglalagay sa ilalim ng mga ito ng iba pang mga grupo ng mga katulad na elemento (sa pataas na pagkakasunud-sunod ng kanilang mga atomic weight), itinatag ni Mendeleev na ang mga miyembro ng mga natural na grupo ay bumubuo ng isang karaniwang regular na serye ng mga elemento; sa parehong oras, ang mga kemikal na katangian ng mga elemento na bumubuo sa naturang serye ay pana-panahong paulit-ulit. Sa pamamagitan ng paglalagay ng lahat ng 63 elementong kilala sa panahong iyon sa kabuuan "periodic system" Natuklasan ni Mendeleev na ang dating itinatag na mga natural na grupo ay organikong pumasok sa sistemang ito, na nawala ang kanilang dating artipisyal na pagkakawatak-watak. Nang maglaon, binuo ni Mendeleev ang pana-panahong batas na natuklasan niya bilang mga sumusunod: Ang mga katangian ng mga simpleng katawan, pati na rin ang mga anyo at katangian ng mga compound ng mga elemento, ay nasa pana-panahong pag-asa sa mga halaga ng atomic na timbang ng mga elemento.

Ang unang bersyon ng talahanayan ng mga elemento ng kemikal, na nagpahayag ng pana-panahong batas, ay inilathala ni Mendeleev sa anyo ng isang hiwalay na sheet na tinatawag na "Ang karanasan ng isang sistema ng mga elemento batay sa kanilang atomic na timbang at pagkakatulad ng kemikal" at ipinadala ang leaflet noong Marso 1869. maraming Russian at dayuhang chemist.

kanin. 9. "Isang karanasan ng isang sistema ng mga elemento batay sa kanilang timbang at pagkakatulad ng kemikal."

Ang unang talahanayan ay hindi pa perpekto, malayo ito sa modernong anyo ng periodic system. Ngunit ang talahanayang ito ay naging unang graphic na paglalarawan ng regularidad na natuklasan ni Mendeleev: "Ang mga elemento na inayos ayon sa kanilang atomic na timbang ay kumakatawan sa isang malinaw na periodicity ng mga katangian" ("Kaugnayan ng mga katangian na may atomic na timbang ng mga elemento" ni Mendeleev). Ang artikulong ito ay ang resulta ng mga pagmumuni-muni ng siyentipiko sa kurso ng trabaho sa "Karanasan ng sistema ...". Ang ulat sa ugnayang natuklasan ni Mendeleev sa pagitan ng mga katangian ng mga elemento at ng kanilang mga atomic na timbang ay ginawa noong Marso 6 (18), 1869 sa isang pulong ng Russian Chemical Society. Wala si Mendeleev sa pagpupulong na ito. Sa halip na walang may-akda, ang ulat ay binasa ng chemist na si N. A. Menshutkin. Sa mga minuto ng Russian Chemical Society, lumitaw ang isang tuyong tala tungkol sa pagpupulong noong Marso 6: "N. Ang Menshutkin ay nag-uulat sa ngalan ni D. Mendeleev "ang karanasan ng isang sistema ng mga elemento batay sa kanilang atomic na timbang at pagkakatulad ng kemikal." Sa kawalan ni D. Mendeleev, ang pagtalakay sa isyung ito ay ipinagpaliban hanggang sa susunod na pagpupulong.” Ang talumpati ni N. Menshutkin ay nai-publish sa "Journal of the Russian Chemical Society" ("Kaugnayan ng mga katangian na may atomic na timbang ng mga elemento"). Noong tag-araw ng 1871, buod ni Mendeleev ang kanyang maraming pag-aaral na may kaugnayan sa pagtatatag ng pana-panahong batas sa kanyang gawain. "Pana-panahong Legalidad para sa mga Elemento ng Kemikal" . Sa klasikong akdang "Fundamentals of Chemistry", na dumaan sa 8 edisyon sa Russian at ilang mga edisyon sa mga banyagang wika sa panahon ng buhay ni Mendeleev, si Mendeleev sa unang pagkakataon ay nagpaliwanag ng inorganic na kimika batay sa pana-panahong batas.

Sa pagtatayo ng pana-panahong sistema ng mga elemento, nalampasan ni Mendeleev ang malalaking paghihirap, dahil maraming elemento ang hindi pa natutuklasan, at sa 63 elemento na kilala noong panahong iyon, ang mga atomic na timbang ay hindi wastong natukoy para sa siyam. Sa paglikha ng talahanayan, itinuwid ni Mendeleev ang atomic weight ng beryllium sa pamamagitan ng paglalagay ng beryllium hindi sa parehong grupo na may aluminyo, tulad ng karaniwang ginagawa ng mga chemist, ngunit sa parehong grupo na may magnesium. Noong 1870-71, binago ni Mendeleev ang mga halaga ng atomic weights ng indium, uranium, thorium, cerium at iba pang mga elemento, na ginagabayan ng kanilang mga katangian at ang tinukoy na lugar sa periodic system. Batay sa periodic law, inilagay niya ang tellurium sa harap ng iodine at cobalt sa harap ng nickel, upang ang tellurium ay mahulog sa parehong column na may mga elemento na ang valency ay 2, at ang iodine ay mahuhulog sa parehong column na may mga elemento na ang valence ay 1 , bagama't ang mga atomic na timbang ng mga elementong ito ay humihingi ng kabaligtaran. lokasyon.

Nakita ni Mendeleev ang tatlong mga pangyayari na, sa kanyang opinyon, ay nag-ambag sa pagtuklas ng pana-panahong batas:

Una, ang mga atomic na timbang ng karamihan sa mga elemento ng kemikal ay higit pa o hindi gaanong tumpak na natukoy;

Pangalawa, lumitaw ang isang malinaw na konsepto tungkol sa mga grupo ng mga elemento na katulad ng mga katangian ng kemikal (mga natural na grupo);

Pangatlo, noong 1869 ang kimika ng maraming mga bihirang elemento ay pinag-aralan, nang walang kaalaman kung saan ito ay magiging mahirap na dumating sa anumang pangkalahatan.

Sa wakas, ang mapagpasyang hakbang patungo sa pagtuklas ng batas ay inihambing ni Mendeleev ang lahat ng mga elemento sa isa't isa ayon sa laki ng mga timbang ng atom. Inihambing ng mga nauna kay Mendeleev ang mga elemento na magkatulad sa isa't isa. Iyon ay, mga elemento ng mga natural na grupo. Ang mga grupong ito ay naging walang kaugnayan. Lohikal na pinagsama ni Mendeleev ang mga ito sa istraktura ng kanyang mesa.

Gayunpaman, kahit na pagkatapos ng malaki at maingat na gawain ng mga chemist upang iwasto ang mga atomic na timbang, sa apat na lugar ng Periodic Table ang mga elemento ay "lumabag" sa mahigpit na pagkakasunud-sunod ng pag-aayos sa pataas na mga timbang ng atom. Ito ang mga pares ng elemento:

18 Ar(39.948) – 19 K (39.098); 27 Co(58.933) – 28 Ni(58.69);

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

Sa panahon ng D. I. Mendeleev, ang mga naturang paglihis ay itinuturing na mga pagkukulang ng Periodic system. Ang teorya ng istraktura ng atom ay naglalagay ng lahat sa lugar nito: ang mga elemento ay nakaayos nang tama - alinsunod sa mga singil ng kanilang nuclei. Paano, kung gayon, ipaliwanag na ang atomic weight ng argon ay mas malaki kaysa sa atomic weight ng potassium?

Ang atomic na timbang ng anumang elemento ay katumbas ng average na atomic na timbang ng lahat ng isotopes nito, na isinasaalang-alang ang kanilang kasaganaan sa kalikasan. Sa pamamagitan ng pagkakataon, ang atomic na bigat ng argon ay tinutukoy ng pinaka "mabigat" na isotope (ito ay nangyayari sa kalikasan sa mas maraming dami). Ang potasa, sa kabaligtaran, ay pinangungunahan ng "mas magaan" na isotope nito (iyon ay, isang isotope na may mas mababang bilang ng masa).

Inilarawan ni Mendeleev ang takbo ng proseso ng malikhaing, na siyang pagtuklas ng pana-panahong batas, tulad ng sumusunod: “... ang ideyang hindi sinasadyang lumitaw na dapat mayroong koneksyon sa pagitan ng masa at kemikal na mga katangian. At dahil ang masa ng bagay, kahit na hindi ganap, ngunit kamag-anak lamang, kinakailangan upang maghanap ng isang functional na sulat sa pagitan ng mga indibidwal na katangian ng mga elemento at ng kanilang mga atomic na timbang. Upang maghanap ng isang bagay, kahit na mga kabute o ilang uri ng pagkagumon, ay imposible kung hindi sa pamamagitan ng pagtingin at pagsubok. Kaya nagsimula akong pumili, na nagsusulat sa magkahiwalay na mga elemento ng card na may kanilang mga atomic na timbang at pangunahing mga katangian, katulad na mga elemento at malapit na atomic na mga timbang, na mabilis na humantong sa konklusyon na ang mga katangian ng mga elemento ay nasa pana-panahong pag-asa sa kanilang atomic na timbang, bukod pa rito, nag-aalinlangan maraming mga kalabuan, hindi ako nag-alinlangan sa isang minuto sa pangkalahatan ng konklusyon na iginuhit, dahil imposibleng aminin ang isang aksidente.

Ang pangunahing kahalagahan at pagiging bago ng Periodic Law ay ang mga sumusunod:

1. Isang koneksyon ang naitatag sa pagitan ng mga elemento na HINDI MAGKAKARO sa kanilang mga katangian. Ang relasyon na ito ay nakasalalay sa katotohanan na ang mga katangian ng mga elemento ay nagbabago nang maayos at humigit-kumulang pantay na may pagtaas sa kanilang atomic na timbang, at pagkatapos ang mga pagbabagong ito ay PERIODICALLY REPEATED.

2. Sa mga kasong iyon kung saan tila nawawala ang ilang link sa pagkakasunud-sunod ng mga pagbabago sa mga katangian ng mga elemento, ang Periodic Table ay naglaan para sa GAPS na kailangang punan ng mga hindi pa natuklasang elemento.

kanin. 10. Ang unang limang panahon ng Periodic table ng D. I. Mendeleev. Ang mga inert gas ay hindi pa natuklasan, kaya hindi sila ipinapakita sa talahanayan. Ang isa pang 4 na elemento na hindi alam sa oras na nilikha ang talahanayan ay minarkahan ng mga tandang pananong. Ang mga katangian ng tatlo sa kanila ay hinulaan ni D. I. Mendeleev na may mataas na katumpakan (bahagi ng Periodic Table ng mga panahon ng D. I. Mendeleev sa isang mas pamilyar na anyo para sa atin).

Ang prinsipyong ginamit ni D. I. Mendeleev upang mahulaan ang mga katangian ng hindi pa kilalang mga elemento ay ipinapakita sa Figure 11.

Batay sa batas ng periodicity at praktikal na paglalapat ng batas ng dialectics sa paglipat ng quantitative na mga pagbabago sa mga qualitative, itinuro ni Mendeleev noong 1869 ang pagkakaroon ng apat na elemento na hindi pa natuklasan. Sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng kimika, ang pagkakaroon ng mga bagong elemento ay hinulaan at maging ang kanilang mga atomic na timbang ay halos natukoy. Sa pagtatapos ng 1870. Inilarawan ni Mendeleev, batay sa kanyang sistema, ang mga katangian ng hindi pa natuklasang elemento ng pangkat III, na tinawag itong "ekaaluminum". Iminungkahi din ng siyentipiko na ang bagong elemento ay matutuklasan gamit ang spectral analysis. Sa katunayan, noong 1875, ang Pranses na chemist na si P.E. Lecoq de Boisbaudran, na nag-aaral ng zinc blende na may spectroscope, ay natuklasan ang Mendeleev ekaaluminum sa loob nito. Ang eksaktong pagkakataon ng mga dapat na katangian ng elemento na may mga natukoy na eksperimento ay ang unang tagumpay at isang napakatalino na kumpirmasyon ng predictive na kapangyarihan ng pana-panahong batas. Ang mga paglalarawan ng mga katangian ng "ecaaluminum" na hinulaang ni Mendeleev at ang mga katangian ng gallium na natuklasan ni Boisbaudran ay ibinibigay sa Talahanayan 1.

Hinulaan ni D.I. Mendeleev

Ini-install ni Lecoq de Boisbaudran (1875)

Ekaalinum Ea Atomic weight mga 68 Simpleng katawan, dapat low fusible Densidad malapit sa 5.9 Dami ng atom 11.5 Hindi dapat mag-oxidize sa hangin Dapat mabulok ang tubig sa sobrang init Mga compound formula: ЕаСl3, Еа2О3, Еа2(SO4)3 Dapat bumuo ng Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O alum, ngunit mas mahirap kaysa aluminyo Ang Ea2O3 oxide ay dapat na madaling mabawasan at magbigay ng isang metal na mas pabagu-bago ng isip kaysa aluminyo, at samakatuwid ay maaaring asahan na ang EaCl3 ay matutuklasan sa pamamagitan ng spectral analysis - pabagu-bago ng isip.

Atomic na timbang tungkol sa 69.72 Ang punto ng pagkatunaw ng purong gallium ay 30 degrees C. Ang density ng solid gallium ay 5.904, at ang likidong gallium ay 6.095 Dami ng atom 11.7 Bahagyang na-oxidized lamang sa mainit na temperatura Nabubulok ang tubig sa mataas na temperatura Mga compound formula: GaCl3, Ga2O3, Ga2(SO4)3 Bumubuo ng tawas NH4Ga(SO4)2 * 12H2O Ang gallium ay nababawasan mula sa oxide sa pamamagitan ng calcination sa isang stream ng hydrogen; natuklasan gamit ang spectral analysis Boiling point GaCl3 215-220 degrees C

Noong 1879 natagpuan ng Swedish chemist na si L. Nilson ang element scandium, na ganap na tumutugma sa ekabor na inilarawan ni Mendeleev; noong 1886, natuklasan ng German chemist na si K. Winkler ang elementong germanium, na tumutugma sa exasilicon; noong 1898 natuklasan ng mga French chemist na sina Pierre Curie at Maria Sklodowska Curie ang polonium at radium. Itinuring ni Mendeleev sina Winkler, Lecoq de Boisbaudran at Nilsson na "mga nagpapalakas ng pana-panahong batas".

Ang mga hula na ginawa ni Mendeleev ay nabigyang-katwiran din: natuklasan ang trimarganese - ang kasalukuyang rhenium, dicesium - francium, atbp.

Pagkatapos nito, naging malinaw sa mga siyentipiko sa buong mundo na ang Periodic Table ng D. I. Mendeleev ay hindi lamang nag-systematize ng mga elemento, ngunit ay isang grapikong pagpapahayag ng pangunahing batas ng kalikasan - ang Periodic Law.

May predictive power ang batas na ito. Pinayagan niyang magsagawa ng naka-target na paghahanap para sa mga bago, hindi pa natuklasang mga elemento. Ang mga atomic na timbang ng maraming elemento, na dati nang natukoy nang hindi sapat nang tumpak, ay sumailalim sa pagpapatunay at pagpipino nang tumpak dahil ang kanilang mga maling halaga ay sumasalungat sa Periodic Law.

Sa isang pagkakataon, sinabi ni D. I. Mendeleev na may kalungkutan: "... hindi namin alam ang mga dahilan para sa periodicity." Hindi niya nagawang mabuhay para malutas ang misteryong ito.

Ang isa sa mga mahahalagang argumento na pabor sa kumplikadong istraktura ng mga atom ay ang pagtuklas ng pana-panahong batas ng D. I. Mendeleev:

Ang mga katangian ng mga simpleng sangkap, pati na rin ang mga katangian at anyo ng mga compound, ay nasa pana-panahong pag-asa sa atomic na masa ng mga elemento ng kemikal.

Nang mapatunayan na ang ordinal na bilang ng isang elemento sa sistema ay katumbas ng numero sa singil ng nucleus ng atom nito, naging malinaw ang pisikal na esensya ng periodic law.

Ngunit bakit pana-panahong nagbabago ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal habang tumataas ang singil ng nucleus? Bakit ang sistema ng mga elemento ay itinayo sa ganitong paraan at hindi kung hindi man, at bakit ang mga panahon nito ay naglalaman ng isang mahigpit na tinukoy na bilang ng mga elemento? Walang mga sagot sa mahahalagang tanong na ito.

Ang lohikal na pangangatwiran ay hinulaang kung mayroong isang relasyon sa pagitan ng mga elemento ng kemikal na binubuo ng mga atomo, kung gayon ang mga atomo ay may isang bagay na karaniwan at, samakatuwid, dapat silang magkaroon ng isang kumplikadong istraktura.

Ang sikreto ng pana-panahong sistema ng mga elemento ay ganap na nabuksan kapag posible na maunawaan ang pinaka kumplikadong istraktura ng atom, ang istraktura ng mga panlabas na shell ng elektron nito, ang mga batas ng paggalaw ng mga electron sa paligid ng isang positibong sisingilin na nucleus, kung saan halos ang buong ang masa ng atom ay puro.

Ang lahat ng kemikal at pisikal na katangian ng bagay ay tinutukoy ng istruktura ng mga atomo. Ang pana-panahong batas na natuklasan ni Mendeleev ay isang unibersal na batas ng kalikasan, dahil ito ay batay sa batas ng istraktura ng atom.

Ang nagtatag ng modernong teorya ng atom ay ang Ingles na physicist na si Rutherford, na ang nakakumbinsi na mga eksperimento ay nagpakita na halos lahat ng masa at positibong sisingilin na bagay ng atom ay puro sa isang maliit na bahagi ng dami nito. Tinawag niya ang bahaging ito ng atom core. Ang positibong singil ng nucleus ay binabayaran ng mga electron na umiikot sa paligid nito. Sa modelong ito ng atom Ang mga electron ay kahawig ng mga planeta ng solar system, bilang isang resulta kung saan tinawag itong planetary. Nang maglaon, nagawa ni Rutherford na gumamit ng pang-eksperimentong data upang kalkulahin ang mga singil ng nuclei. Sila ay naging katumbas ng mga serial number ng mga elemento sa talahanayan ng D. I. Mendeleev. Matapos ang gawain ni Rutherford at ng kanyang mga mag-aaral, ang pana-panahong batas ni Mendeleev ay nakatanggap ng isang mas malinaw na kahulugan at isang bahagyang naiibang pagbabalangkas:

Ang mga katangian ng mga simpleng sangkap, pati na rin ang mga katangian at anyo ng kumbinasyon ng mga elemento, ay nasa pana-panahong pag-asa sa singil ng nucleus ng mga atomo ng mga elemento.

Kaya, ang serial number ng isang kemikal na elemento sa periodic system ay nakatanggap ng pisikal na kahulugan.

Noong 1913, pinag-aralan ni G. Moseley ang X-ray emission ng ilang elemento ng kemikal sa laboratoryo ni Rutherford. Para sa layuning ito, idinisenyo niya ang anode ng isang X-ray tube mula sa mga materyales na binubuo ng ilang mga elemento. Ito ay lumabas na ang mga wavelength ng katangian ng X-ray radiation ay tumaas na may pagtaas sa serial number ng mga elemento na bumubuo sa katod. Nakuha ni G. Moseley ang isang equation na may kaugnayan sa wavelength at serial number Z:

Ang mathematical expression na ito ay tinatawag na ngayon na Moseley's Law. Ginagawa nitong posible na matukoy ang serial number ng elementong pinag-aaralan mula sa sinusukat na X-ray wavelength.

Ang pinakasimpleng atomic nucleus ay ang nucleus ng hydrogen atom. Ang singil nito ay katumbas at kabaligtaran ng sign sa singil ng isang electron, at ang masa nito ay ang pinakamaliit sa lahat ng nuclei. Ang nucleus ng hydrogen atom ay kinilala bilang elementary particle, at noong 1920 ay binigyan ito ni Rutherford ng pangalan proton . Ang masa ng isang proton ay humigit-kumulang isang atomic mass unit.

Gayunpaman, ang masa ng lahat ng mga atomo, maliban sa hydrogen, ay lumampas sa bilang ng mga singil ng nuclei ng mga atomo. Ipinapalagay na ni Rutherford na bilang karagdagan sa mga proton, ang nuclei ay dapat maglaman ng ilang mga neutral na particle na may isang tiyak na masa. Ang mga particle na ito ay natuklasan noong 1932 nina Bothe at Becker. Itinatag ni Chadwick ang kanilang kalikasan at pinangalanan mga neutron . Ang neutron ay isang uncharged particle na may mass na halos katumbas ng mass ng isang proton, ibig sabihin, 1 AU din. kumain.

Noong 1932, ang siyentipikong Sobyet na si D. D. Ivanenko at ang German physicist na si Heisenberg ay nakapag-iisa na binuo ang proton-neutron theory ng nucleus, ayon sa kung saan ang nuclei ng mga atom ay binubuo ng mga proton at neutron.

Isaalang-alang ang istraktura ng isang atom ng ilang elemento, halimbawa, sodium, mula sa pananaw ng teorya ng proton-neutron. Ang serial number ng sodium sa periodic system ay 11, ang mass number ay 23. Alinsunod sa serial number, ang singil ng nucleus ng sodium atom ay + 11. Samakatuwid, mayroong 11 electron sa sodium atom, ang kabuuan ng mga singil na katumbas ng positibong singil ng nucleus. Kung ang sodium atom ay nawalan ng isang electron, ang positibong singil ay magiging isa pa kaysa sa kabuuan ng mga negatibong singil ng mga electron (10), at ang sodium atom ay magiging isang ion na may singil na 1+. Ang singil ng nucleus ng isang atom ay katumbas ng kabuuan ng mga singil ng 11 proton sa nucleus, ang masa nito ay 11 a. e. m. Dahil ang mass number ng sodium ay 23 a.m. e.m., kung gayon ang pagkakaiba 23 - 11 \u003d 12 ay tumutukoy sa bilang ng mga neutron sa sodium atom.

Ang mga proton at neutron ay tinatawag mga nucleon . Ang nucleus ng sodium atom ay binubuo ng 23 nucleon, kung saan 11 ang mga proton at 12 ang mga neutron. Ang kabuuang bilang ng mga nucleon sa nucleus ay nakasulat sa kaliwang tuktok ng pagtatalaga ng elemento, at ang bilang ng mga proton sa kaliwang ibaba, hal Na.

Ang lahat ng mga atomo ng isang partikular na elemento ay may parehong nuclear charge, ibig sabihin, ang parehong bilang ng mga proton sa nucleus. Ang bilang ng mga neutron sa nuclei ng mga atomo ng mga elemento ay maaaring magkakaiba. Tinatawag ang mga atom na may parehong bilang ng mga proton at magkakaibang bilang ng mga neutron sa kanilang nuclei isotopes .

Ang mga atom ng iba't ibang elemento na ang nucleus ay naglalaman ng parehong bilang ng mga nucleon ay tinatawag mga isobar .

Ang agham ay may utang sa pagtatatag ng isang tunay na koneksyon sa pagitan ng istraktura ng atom at ng istraktura ng periodic system, una sa lahat, sa mahusay na Danish physicist na si Niels Bohr. Siya rin ang unang nagpaliwanag ng mga tunay na prinsipyo ng panaka-nakang pagbabago sa mga katangian ng mga elemento. Nagsimula si Bohr sa pamamagitan ng paggawa ng modelo ng atom ni Rutherford na mabubuhay.

Ang planetaryong modelo ng atom ni Rutherford ay sumasalamin sa malinaw na katotohanan na ang pangunahing bahagi ng atom ay nakapaloob sa isang hindi gaanong bahagi ng volume - ang atomic nucleus, at ang mga electron ay ipinamamahagi sa natitirang bahagi ng volume ng atom. Gayunpaman, ang likas na katangian ng paggalaw ng isang elektron sa orbit sa paligid ng nucleus ng isang atom ay sumasalungat sa teorya ng paggalaw ng mga electric charge ng electrodynamics.

Una, ayon sa mga batas ng electrodynamics, ang isang electron na umiikot sa paligid ng isang nucleus ay dapat mahulog sa nucleus bilang isang resulta ng pagkawala ng enerhiya para sa radiation. Pangalawa, kapag lumalapit sa nucleus, ang mga wavelength na ibinubuga ng electron ay dapat na patuloy na magbago, na bumubuo ng isang tuloy-tuloy na spectrum. Gayunpaman, ang mga atomo ay hindi nawawala, na nangangahulugan na ang mga electron ay hindi nahuhulog sa nucleus, at ang radiation spectrum ng mga atomo ay hindi tuloy-tuloy.

Kung ang metal ay pinainit sa temperatura ng pagsingaw, kung gayon ang singaw nito ay magsisimulang lumiwanag, at ang singaw ng bawat metal ay may sariling kulay. Ang radiation ng isang metal na singaw na nabubulok ng isang prisma ay bumubuo ng isang spectrum na binubuo ng mga indibidwal na maliwanag na linya. Ang ganitong spectrum ay tinatawag na line spectrum. Ang bawat linya ng spectrum ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na dalas ng electromagnetic radiation.

Noong 1905, si Einstein, na nagpapaliwanag ng kababalaghan ng photoelectric effect, ay iminungkahi na ang liwanag ay nagpapalaganap sa anyo ng mga photon o enerhiya quanta, na may isang tiyak na kahulugan para sa bawat uri ng atom.

Noong 1913, ipinakilala ni Bohr ang isang quantum representation sa planetaryong modelo ng atom ni Rutherford at ipinaliwanag ang pinagmulan ng line spectra ng mga atomo. Ang kanyang teorya ng istraktura ng hydrogen atom ay batay sa dalawang postulates.

Unang postulate:

Ang electron ay umiikot sa paligid ng nucleus, nang walang radiating energy, kasama ang mahigpit na tinukoy na mga nakatigil na orbit na nagbibigay-kasiyahan sa quantum theory.

Sa bawat isa sa mga orbit na ito, ang elektron ay may tiyak na enerhiya. Ang mas malayo mula sa nucleus ang orbit ay matatagpuan, mas maraming enerhiya ang elektron na matatagpuan dito.

Ang paggalaw ng isang bagay sa paligid ng gitna sa klasikal na mekanika ay tinutukoy ng angular momentum m'v'r, kung saan ang m ay ang masa ng gumagalaw na bagay, ang v ay ang bilis ng bagay, ang r ay ang radius ng bilog. Ayon sa quantum mechanics, ang enerhiya ng bagay na ito ay maaari lamang magkaroon ng ilang mga halaga. Naniniwala si Bohr na ang angular momentum ng isang electron sa isang hydrogen atom ay maaari lamang katumbas ng isang integer number ng action quanta. Tila, ang ratio na ito ay haka-haka ni Bohr, nang maglaon ay hinango ito sa matematika ng Pranses na pisisista na si de Broglie.

Kaya, ang mathematical expression ng unang postulate ni Bohr ay ang pagkakapantay-pantay:

(1)

Alinsunod sa equation (1), ang pinakamababang radius ng orbit ng elektron, at, dahil dito, ang pinakamababang potensyal na enerhiya ng elektron ay tumutugma sa halaga ng n katumbas ng pagkakaisa. Ang estado ng hydrogen atom, na tumutugma sa halaga n=1, ay tinatawag na normal o basic. Ang isang hydrogen atom na ang elektron ay nasa anumang iba pang orbit na tumutugma sa mga halaga n=2, 3, 4, ¼ ay tinatawag na excited.

Ang equation (1) ay naglalaman ng electron velocity at ang radius ng orbit bilang mga hindi alam. Kung gumawa tayo ng isa pang equation, na magsasama ng v at r, pagkatapos ay maaari nating kalkulahin ang mga halaga ng mga mahahalagang katangian ng electron sa hydrogen atom. Ang nasabing equation ay nakuha sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa pagkakapantay-pantay ng centrifugal at centripetal na pwersa na kumikilos sa "nucleus ng isang hydrogen atom - electron" na sistema.

Ang puwersang sentripugal ay . Ang puwersang sentripetal, na tumutukoy sa pagkahumaling ng isang elektron sa nucleus, ayon sa batas ng Coulomb ay . Isinasaalang-alang ang pagkakapantay-pantay ng mga singil ng elektron at nucleus sa hydrogen atom, maaari nating isulat:

(2)

Ang paglutas ng sistema ng mga equation (1) at (2) na may kinalaman sa v at r, makikita natin:

(3)

Ginagawang posible ng mga equation (3) at (4) na kalkulahin ang orbital radii at electron velocities para sa anumang halaga ng n. Sa n=1, ang radius ng unang orbit ng hydrogen atom, ang Bohr radius, ay katumbas ng 0.053 nm. Ang bilis ng electron sa orbit na ito ay 2200 km/s. Ang mga equation (3) at (4) ay nagpapakita na ang radii ng mga electron orbit ng hydrogen atom ay nauugnay sa isa't isa bilang mga parisukat ng natural na mga numero, at ang bilis ng elektron ay bumababa sa pagtaas ng n.

Pangalawang postulate:

Kapag lumilipat mula sa isang orbit patungo sa isa pa, ang isang elektron ay sumisipsip o naglalabas ng isang dami ng enerhiya.

Kapag ang isang atom ay nasasabik, ibig sabihin, kapag ang isang electron ay gumagalaw mula sa isang orbit na pinakamalapit sa nucleus patungo sa isang mas malayong isa, ang isang quantum ng enerhiya ay nasisipsip at, sa kabaligtaran, kapag ang isang elektron ay gumagalaw mula sa isang malayong orbit patungo sa isang malapit, ang enerhiya ng quantum ay ibinubuga E 2 - E 1 \u003d hv. Matapos mahanap ang radii ng mga orbit at ang enerhiya ng electron sa kanila, kinakalkula ni Bohr ang enerhiya ng mga photon at ang kanilang mga kaukulang linya sa line spectrum ng hydrogen, na tumutugma sa data ng eksperimentong.

Ang bilang n, na tumutukoy sa laki ng radii ng mga quantum orbit, ang bilis ng paggalaw ng mga electron at ang kanilang enerhiya, ay tinatawag pangunahing quantum number .

Si Sommerfeld ay lalong nagpabuti ng teorya ni Bohr. Iminungkahi niya na sa isang atom ay maaaring magkaroon ng hindi lamang bilog, kundi pati na rin ang mga elliptical orbit ng mga electron, at sa batayan nito ay ipinaliwanag niya ang pinagmulan ng pinong istraktura ng hydrogen spectrum.

kanin. 12. Ang isang electron sa isang Bohr atom ay naglalarawan hindi lamang ng pabilog, kundi pati na rin ng mga elliptical orbit. Narito kung ano ang hitsura nila para sa iba't ibang mga halaga l sa P =2, 3, 4.

Gayunpaman, ang teorya ng Bohr-Sommerfeld ng istruktura ng atom ay pinagsama ang klasikal at quantum na mekanikal na mga konsepto at, sa gayon, ay binuo sa mga kontradiksyon. Ang mga pangunahing kawalan ng teorya ng Bohr-Sommerfeld ay ang mga sumusunod:

1. Hindi kayang ipaliwanag ng teorya ang lahat ng detalye ng spectral na katangian ng mga atomo.

2. Hindi nito ginagawang posible ang quantitatively na kalkulahin ang chemical bond kahit na sa isang simpleng molekula bilang isang hydrogen molecule.

Ngunit ang pangunahing posisyon ay matatag na itinatag: ang pagpuno ng mga shell ng elektron sa mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay nangyayari simula sa ikatlo, M - ang mga shell ay hindi sunud-sunod, unti-unti sa buong kapasidad (ibig sabihin, tulad ng dati SA- at L - shell), ngunit sunud-sunod. Sa madaling salita, ang pagtatayo ng mga shell ng elektron ay pansamantalang naantala dahil sa katotohanan na ang mga electron ay lumilitaw sa mga atomo na kabilang sa iba pang mga shell.

Ang mga liham na ito ay itinalaga bilang mga sumusunod: n , l , m l , MS – at sa wika ng atomic physics ay tinatawag na quantum number. Sa kasaysayan, unti-unti silang ipinakilala, at ang kanilang paglitaw ay higit na nauugnay sa pag-aaral ng atomic spectra.

Kaya lumalabas na ang estado ng anumang elektron sa isang atom ay maaaring isulat sa isang espesyal na code, na isang kumbinasyon ng apat na numero ng quantum. Ang mga ito ay hindi lamang ilang abstract na dami na ginagamit upang magtala ng mga elektronikong estado. Sa kabaligtaran, lahat sila ay may tunay na pisikal na nilalaman.

Numero P ay kasama sa formula para sa kapasidad ng shell ng elektron (2 P 2), ibig sabihin, ang ibinigay na quantum number P tumutugma sa bilang ng shell ng elektron; sa madaling salita, tinutukoy ng numerong ito kung ang isang electron ay kabilang sa isang binigay na shell ng elektron.

Numero P tumatanggap lamang ng mga halaga ng integer: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,... na naaayon sa mga shell: K, L, M, N, O, P, Q.

Sa abot ng P ay kasama sa formula para sa enerhiya ng isang elektron, pagkatapos ay sinasabi nila na ang pangunahing numero ng quantum ay tumutukoy sa kabuuang enerhiya ng isang elektron sa isang atom.

Ang isa pang titik ng ating alpabeto - ang orbital (panig) quantum number - ay tinutukoy bilang l . Ito ay ipinakilala upang bigyang-diin ang hindi pagkakapantay-pantay ng lahat ng mga electron na kabilang sa isang ibinigay na shell.

Ang bawat shell ay nahahati sa ilang mga subshell, at ang kanilang bilang ay katumbas ng bilang ng shell. ibig sabihin, K-shell ( P =1) ay binubuo ng isang subshell; L-shell ( P =2) - sa dalawa; M-shell ( P =3) - mula sa tatlong subshell ...

At ang bawat subshell ng shell na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na halaga l . Ang orbital quantum number ay kumukuha din ng mga integer na halaga, ngunit simula sa zero, i.e. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 ... Kaya, l laging mas mababa P . Madaling maunawaan na kapag P =1 l =0; sa n =2 l =0 at 1; sa n = 3 l = 0, 1 at 2, atbp. Numero l , kaya to speak, may geometric na imahe. Pagkatapos ng lahat, ang mga orbit ng mga electron na kabilang sa isang shell o iba pa ay maaaring hindi lamang bilog, kundi pati na rin elliptical.

iba't ibang kahulugan l at kilalanin ang iba't ibang uri ng mga orbit.

Gustung-gusto ng mga physicist ang mga tradisyon at mas gusto ang mga lumang pagtatalaga ng titik upang italaga ang mga subshell ng elektron. s ( l =0), p ( l =1), d ( l =2), f ( l =3). Ito ang mga unang titik ng mga salitang Aleman na nagpapakilala sa mga tampok ng serye ng mga parang multo na linya dahil sa mga paglipat ng elektron: matalim, pangunahing, nagkakalat, pangunahing.

Ngayon ay maaari mong maikli na isulat kung aling mga electron subshell ang nakapaloob sa mga electron shell (Talahanayan 2).

Upang malaman kung gaano karaming mga electron ang maaaring hawakan ng iba't ibang mga subshell ng electron, tumulong na matukoy ang ikatlo at ikaapat na quantum number - m l at m s, na tinatawag na magnetic at spin.

Magnetic quantum number m l malapit na nauugnay sa l at tinutukoy, sa isang banda, ang direksyon ng lokasyon ng mga orbit na ito sa kalawakan, at sa kabilang banda, posible ang kanilang bilang para sa isang partikular na l . Mula sa ilang mga batas ng atomic theory ito ay sumusunod na para sa isang ibinigay l quantum number m l, tumatagal ng 2 l +1 integer value: mula sa - l sa + l , kabilang ang zero. Halimbawa, para sa l =3 ito ang sequence m l mayroon kaming: - 3, - 2, - 1, 0, +1, +2, +3, ibig sabihin, pitong halaga sa kabuuan.

Bakit m l tinatawag na magnetic? Ang bawat elektron, na umiikot sa orbit sa paligid ng nucleus, ay mahalagang isang pagliko ng paikot-ikot, kung saan dumadaloy ang isang electric current. Mayroong magnetic field, kaya ang bawat orbit sa atom ay maituturing na flat magnetic sheet. Kapag may nakitang panlabas na magnetic field, ang bawat electron orbit ay makikipag-ugnayan sa field na ito at malamang na sakupin ang isang tiyak na posisyon sa atom.

Ang bilang ng mga electron sa bawat orbit ay tinutukoy ng halaga ng spin quantum number m s .

Ang pag-uugali ng mga atomo sa malakas na hindi pare-parehong magnetic field ay nagpakita na ang bawat electron sa isang atom ay kumikilos na parang magnet. At ito ay nagpapahiwatig na ang elektron ay umiikot sa sarili nitong axis, tulad ng isang planeta sa orbit. Ang pag-aari na ito ng electron ay tinatawag na "spin" (isinalin mula sa Ingles - upang paikutin). Ang rotational motion ng isang electron ay pare-pareho at hindi nagbabago. Ang pag-ikot ng isang electron ay ganap na kakaiba: hindi ito maaaring pabagalin, pabilisin, o ihinto. Ito ay pareho para sa lahat ng mga electron sa mundo.

Ngunit kahit na ang spin ay isang karaniwang pag-aari ng lahat ng mga electron, ito rin ang dahilan ng pagkakaiba sa pagitan ng mga electron sa isang atom.

Dalawang electron, na umiikot sa parehong orbit sa paligid ng nucleus, ay may parehong spin sa magnitude, ngunit maaari silang magkaiba sa direksyon ng kanilang sariling pag-ikot. Sa kasong ito, ang tanda ng angular momentum at ang tanda ng spin ay nagbabago.

Ang pagkalkula ng quantum ay humahantong sa dalawang posibleng halaga ng mga numero ng spin quantum na likas sa isang electron sa orbit: s=+ at s= - . Maaaring walang ibang mga halaga. Samakatuwid, sa isang atom, isa o dalawang electron lamang ang maaaring umikot sa bawat orbit. Hindi na pwede.

Ang bawat electron subshell ay kayang tumanggap ng 2(2 l + 1) - mga electron, katulad (talahanayan 3):

Mula dito, sa pamamagitan ng simpleng karagdagan, ang mga kapasidad ng sunud-sunod na mga shell ay nakuha.

Ang pagiging simple ng pangunahing batas, kung saan ang paunang walang katapusan na pagiging kumplikado ng istraktura ng atom ay nabawasan, ay kamangha-mangha. Ang lahat ng kakaibang pag-uugali ng mga electron sa panlabas na shell nito, na namamahala sa lahat ng mga katangian nito, ay maaaring ipahayag nang may pambihirang pagiging simple: Wala at hindi maaaring dalawang magkaparehong electron sa isang atom. Ang batas na ito ay kilala sa agham bilang ang prinsipyong Pauli (pagkatapos ng Swiss theoretical physicist).

Alam ang kabuuang bilang ng mga electron sa isang atom, na katumbas ng serial number nito sa sistema ng Mendeleev, maaari kang "bumuo" ng isang atom: maaari mong kalkulahin ang istraktura ng panlabas na shell ng elektron nito - matukoy kung gaano karaming mga electron ang nasa loob nito at kung ano mabait sila sa loob nito.

Habang lumalaki ka Z ang mga katulad na uri ng elektronikong pagsasaayos ng mga atom ay pana-panahong inuulit. Sa katunayan, ito rin ay isang pagbabalangkas ng periodic law, ngunit may kaugnayan sa proseso ng pamamahagi ng mga electron sa mga shell at subshells.

Alam ang batas ng istraktura ng atom, maaari ka na ngayong bumuo ng isang periodic system at ipaliwanag kung bakit ito binuo sa ganoong paraan. Isang maliit na terminolohiyang paglilinaw lamang ang kailangan: ang mga elementong iyon kung saan ang mga atomo ay nangyayari ang pagbuo ng s-, p-, d-, f-subshells ay karaniwang tinatawag na s-, p-, d-, f-element, ayon sa pagkakabanggit.

Nakaugalian na isulat ang formula ng isang atom sa form na ito: ang pangunahing numero ng quantum ay ang kaukulang numero, ang pangalawang numero ng quantum ay ang titik, ang bilang ng mga electron ay minarkahan sa kanang tuktok.

Ang unang yugto ay naglalaman ng 1 s-elemento - hydrogen at helium. Ang eskematiko na representasyon ng unang yugto ay ang mga sumusunod: 1 s 2 . Ang ikalawang yugto ay maaaring katawanin tulad ng sumusunod: 2 s 2 2 p 6 , ibig sabihin, kasama nito ang mga elemento kung saan napuno ang 2 s-, 2 p-subshell. At ang pangatlo (3 s-, 3p-subshells ang binuo dito): 3 s 2 3p 6 . Malinaw, ang mga katulad na uri ng electronic configuration ay paulit-ulit.

Sa simula ng ika-4 na yugto, mayroong dalawang 4 s-elemento, ibig sabihin, ang pagpuno ng N-shell ay nagsisimula nang mas maaga kaysa sa pagtatayo ng M-shell ay natapos. Naglalaman ito ng 10 higit pang mga bakante, na napunan sa susunod na sampung elemento (3 d-elemento). Ang pagpuno ng M-shell ay natapos na, ang pagpuno ng N-shell ay nagpapatuloy (na may anim na 4 na p-electron). Dahil dito, ang istruktura ng ika-4 na yugto ay ang mga sumusunod: 4 s 2 3 d 10 4 p 6 . Ang ikalimang yugto ay pinupunan sa parehong paraan:

5 s 2 4 d 10 5 p 6 .

Mayroong 32 elemento sa ikaanim na yugto. Ang eskematiko na representasyon nito ay ang mga sumusunod: 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6 .

At, sa wakas, ang susunod, ika-7 yugto: 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6 . Dapat tandaan na hindi pa lahat ng elemento ng 7th period ay kilala.

Ang ganitong sunud-sunod na pagpuno ng mga shell ay isang mahigpit na pisikal na regularidad. Lumalabas na sa halip na sakupin ang mga antas ng 3 d subshell, ito ay mas kumikita para sa mga electron (mula sa energy point of view) na unang punan ang mga antas ng 4 s subshell. Ito ang mga enerhiya na "swings" "mas kumikita - mas hindi kumikita" at ipaliwanag ang sitwasyon na sa mga elemento ng kemikal ang pagpuno ng mga shell ng elektron ay napupunta sa mga ledge.

Sa kalagitnaan ng 20s. Ang Pranses na pisiko na si L. de Broglie ay nagpahayag ng isang matapang na ideya: lahat ng mga materyal na particle (kabilang ang mga electron) ay may hindi lamang materyal, kundi pati na rin ang mga katangian ng alon. Sa lalong madaling panahon, posible na ipakita na ang mga electron, tulad ng mga light wave, ay maaari ding pumunta sa paligid ng mga hadlang.

Dahil ang isang electron ay isang alon, ang paggalaw nito sa isang atom ay maaaring ilarawan gamit ang wave equation. Ang nasabing equation ay hinango noong 1926 ng Austrian physicist na si E. Schrödinger. Tinatawag ito ng mga mathematician na pangalawang-order na partial differential equation. Para sa mga physicist, ito ang pangunahing equation ng quantum mechanics.

Narito ang hitsura ng equation na iyon:

+++ y=0

saan m ay ang mass ng elektron; r – ang distansya ng isang elektron mula sa nucleus; e ay ang singil ng elektron; E ay ang kabuuang enerhiya ng electron, na katumbas ng kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya; Z ay ang serial number ng atom (para sa isang hydrogen atom ito ay katumbas ng 1); h- "kuantum ng pagkilos"; x , y , z – mga coordinate ng elektron; y - wave function (abstract abstract na dami na nagpapakilala sa antas ng posibilidad).

Ang antas ng posibilidad na ang isang elektron ay matatagpuan sa isang tiyak na lugar sa espasyo sa paligid ng nucleus. Kung y \u003d 1, kung gayon, samakatuwid, ang elektron ay dapat na nasa mismong lugar na ito; kung y = 0, kung gayon walang electron doon.

Ang konsepto ng posibilidad ng paghahanap ng isang electron ay sentro ng mekanika ng quantum. At ang halaga ng y (psi) -function (mas tiyak, ang parisukat ng halaga nito) ay nagpapahayag ng posibilidad na ang isang elektron ay nasa isa o ibang punto sa espasyo.

Walang tiyak na mga orbit ng elektron sa quantum mechanical atom, na napakalinaw na nakabalangkas sa Bohr model ng atom. Ang electron ay parang pinahiran sa kalawakan sa anyo ng isang ulap. Ngunit ang density ng ulap na ito ay iba: tulad ng sinasabi nila, kung saan ito ay siksik, at kung saan ito ay walang laman. Ang isang mas mataas na density ng ulap ay tumutugma sa isang mas mataas na posibilidad na makahanap ng isang elektron.

Mula sa abstract na quantum-mechanical na modelo ng atom, maaaring lumipat ang isa sa biswal at nakikitang modelo ng atom ni Bohr. Upang gawin ito, kailangan mong lutasin ang Schrödinger equation. Lumalabas na ang function ng wave ay nauugnay sa tatlong magkakaibang dami, na maaari lamang kumuha ng mga halaga ng integer. Bukod dito, ang pagkakasunud-sunod ng mga pagbabago sa mga dami na ito ay hindi maaaring maging anumang bagay maliban sa mga quantum number. Pangunahin, orbital at magnetic. Ngunit sila ay partikular na ipinakilala upang italaga ang spectra ng iba't ibang mga atomo. Pagkatapos sila ay napaka-organiko na lumipat sa modelo ng Bohr ng atom. Ganyan ang lohika ng siyensya - kahit na ang pinakamatinding pag-aalinlangan ay hindi ito masisira.

Ang lahat ng ito ay nangangahulugan na ang solusyon ng Schrödinger equation sa huli ay humahantong sa derivation ng sequence ng pagpuno ng mga electron shell at subshells ng atoms. Ito ang pangunahing bentahe ng quantum mechanical atom kaysa sa Bohr atom. At ang mga konsepto na pamilyar sa planetary atom ay maaaring baguhin mula sa punto ng view ng quantum mechanics. Masasabi nating ang orbit ay isang tiyak na hanay ng mga posibleng posisyon ng isang binigay na elektron sa isang atom. Ito ay tumutugma sa isang tiyak na function ng wave. Sa halip na ang terminong "orbit" sa modernong atomic physics at chemistry, ang terminong "orbital" ang ginamit.

Kaya, ang Schrödinger equation ay parang magic wand na nag-aalis ng lahat ng mga pagkukulang na nakapaloob sa pormal na teorya ng periodic system. Ginagawang "aktwal" ang "pormal".

Sa katotohanan, ito ay malayo sa kaso. Dahil ang equation ay mayroon lamang eksaktong solusyon para sa hydrogen atom, ang pinakasimpleng atom. Para sa helium atom at kasunod na mga, imposibleng lutasin ang Schrödinger equation nang eksakto, dahil ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga electron ay idinagdag. At isinasaalang-alang ang kanilang impluwensya sa panghuling resulta ay isang problema sa matematika na hindi mailarawan ng isip na kumplikado. Ito ay hindi naa-access sa mga kakayahan ng tao; tanging ang mga high-speed na electronic computer, na nagsasagawa ng daan-daang libong mga operasyon sa bawat segundo, ang maihahambing dito. At kahit na pagkatapos lamang sa kondisyon na ang programa para sa mga kalkulasyon ay binuo na may maraming mga pagpapasimple at pagtatantya.

Sa loob ng 40 taon, ang listahan ng mga kilalang elemento ng kemikal ay tumaas ng 19. At lahat ng 19 na elemento ay na-synthesize, inihanda nang artipisyal.

Ang synthesis ng mga elemento ay maaaring maunawaan bilang pagkuha mula sa isang elemento na may mas mababang nuclear charge, isang mas mababang atomic number ng isang elemento na may mas mataas na atomic number. At ang proseso ng pagkuha ay tinatawag na nuclear reaction. Ang equation nito ay nakasulat sa parehong paraan tulad ng equation ng isang ordinaryong kemikal na reaksyon. Ang mga reactant ay nasa kaliwa, ang mga produkto ay nasa kanan. Ang mga reactant sa isang nuclear reaction ay ang target at ang bombarding particle.

Halos anumang elemento ng periodic system (sa libreng anyo o sa anyo ng isang kemikal na tambalan) ay maaaring magsilbing target.

Ang papel na ginagampanan ng pambobomba na mga particle ay nilalaro ng mga a-particle, neutron, proton, deuteron (nuclei ng mabigat na isotope ng hydrogen), pati na rin ang tinatawag na multiply charged heavy ions ng iba't ibang elemento - boron, carbon, nitrogen, oxygen, neon, argon at iba pang elemento ng periodic system.

Para magkaroon ng reaksyong nuklear, dapat bumangga ang pambobomba na particle sa nucleus ng target na atom. Kung ang butil ay may sapat na mataas na enerhiya, maaari itong tumagos nang napakalalim sa nucleus na sumasanib dito. Dahil ang lahat ng mga particle na nakalista sa itaas, maliban sa neutron, ay nagdadala ng mga positibong singil, kung gayon, pagsasama sa nucleus, pinapataas nila ang singil nito. At ang pagbabago ng halaga ng Z ay nangangahulugan ng pagbabago ng mga elemento: ang synthesis ng isang elemento na may bagong halaga ng nuclear charge.

Upang makahanap ng isang paraan upang mapabilis ang pagbobomba ng mga particle, upang mabigyan sila ng malaking enerhiya na sapat upang pagsamahin ang mga ito sa nuclei, isang espesyal na particle accelerator, ang cyclotron, ay naimbento at itinayo. Pagkatapos ay nagtayo sila ng isang espesyal na pabrika ng mga bagong elemento - isang nuclear rector. Ang direktang layunin nito ay upang makabuo ng nuclear energy. Ngunit dahil palaging may matinding neutron flux dito, madali silang gamitin para sa mga layunin ng artipisyal na synthesis. Ang neutron ay walang bayad, at samakatuwid ito ay hindi kinakailangan (at imposible) upang mapabilis. Sa kabaligtaran, ang mga mabagal na neutron ay nagiging mas kapaki-pakinabang kaysa sa mga mabilis.

Kinailangan ng mga chemist na i-rack ang kanilang mga utak at magpakita ng tunay na mga himala ng katalinuhan upang makabuo ng mga paraan upang paghiwalayin ang hindi gaanong halaga ng mga bagong elemento mula sa target na substance. Upang matutong pag-aralan ang mga katangian ng mga bagong elemento kapag iilan lamang sa kanilang mga atomo ang magagamit...

Sa pamamagitan ng gawain ng daan-daan at libu-libong siyentipiko, 19 na bagong mga selula ang napunan sa periodic system. Apat ang nasa loob ng mga lumang hangganan nito: sa pagitan ng hydrogen at uranium. Labinlimang - para sa uranium. Narito kung paano nangyari ang lahat...

4 na lugar sa periodic system ang nanatiling walang laman sa mahabang panahon: mga cell na may No. 43, 61, 85 at 87.

Ang 4 na elementong ito ay mailap. Ang mga pagsisikap ng mga siyentipiko na naglalayong hanapin sila sa kalikasan ay nanatiling hindi matagumpay. Sa tulong ng pana-panahong batas, ang lahat ng iba pang mga lugar sa periodic table ay napuno nang matagal na ang nakalipas - mula sa hydrogen hanggang sa uranium.

Higit sa isang beses sa mga siyentipikong journal mayroong mga ulat ng pagtuklas ng apat na elementong ito. Ngunit ang lahat ng mga pagtuklas na ito ay hindi nakumpirma: sa bawat oras na ang isang eksaktong pagsusuri ay nagpapakita na ang isang pagkakamali ay nagawa at ang mga random na hindi gaanong karumihan ay napagkamalan bilang isang bagong elemento.

Ang isang mahaba at mahirap na paghahanap sa wakas ay humantong sa pagtuklas sa likas na katangian ng isa sa mga mailap na elemento. Ito ay lumabas na ang ecacesium No. 87 ay nangyayari sa kadena ng pagkabulok ng natural na radioactive isotope uranium-235. ito ay isang panandaliang radioactive na elemento.

kanin. 13. Scheme ng pagbuo ng elemento No. 87 - France. Ang ilang radioactive isotopes ay maaaring mabulok sa dalawang paraan, halimbawa, sa pamamagitan ng parehong a- at b-decay. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na radioactive fork. Lahat ng natural na radioactive na pamilya ay naglalaman ng mga tinidor.

Ang Elemento 87 ay nararapat na sabihin nang mas detalyado. Ngayon sa mga encyclopedia ng kimika mababasa natin: ang francium (serial number 87) ay natuklasan noong 1939 ng Pranses na siyentipiko na si Marguerite Perey.

Paano nakuha ni Perey ang mailap na elemento? Noong 1914, tatlong Austrian radiochemist - S. Meyer, W. Hess at F. Panet - ang nagsimulang pag-aralan ang radioactive decay ng actinium isotope na may mass number na 227. Ito ay kilala na ito ay kabilang sa actinouranium family at naglalabas ng b- mga particle; kaya ang produkto ng pagkabulok nito ay thorium. Gayunpaman, ang mga siyentipiko ay may hindi malinaw na hinala na ang actinium-227, sa mga bihirang kaso, ay naglalabas din ng mga a-particle. Sa madaling salita, ang isa sa mga halimbawa ng radioactive fork ay sinusunod dito. Sa kurso ng naturang pagbabago, isang isotope ng elemento 87 ang dapat mabuo. Si Meyer at ang kanyang mga kasamahan ay aktuwal na nagmamasid sa mga a-particle. Ang mga karagdagang pag-aaral ay kinakailangan, ngunit sila ay naantala ng Unang Digmaang Pandaigdig.

Si Marguerite Perey ay sumunod sa parehong landas. Ngunit mayroon siyang mas sensitibong mga instrumento, bago, pinahusay na pamamaraan ng pagsusuri. kaya nagtagumpay siya.

Ang Francium ay isa sa mga artipisyal na synthesized na elemento. Ngunit gayon pa man, ang elemento ay unang natuklasan sa kalikasan. Ito ay isang isotope ng francium-223. Ang kalahating buhay nito ay 22 minuto lamang. Nagiging malinaw kung bakit napakaliit ng France sa Earth. Una, dahil sa kahinaan nito, wala itong oras upang tumutok sa anumang kapansin-pansing dami, at pangalawa, ang proseso ng pagbuo nito mismo ay nailalarawan sa isang mababang posibilidad: 1.2% lamang ng actinium-227 nuclei ang nabubulok sa paglabas ng a- mga particle.

Sa bagay na ito, ang francium ay mas kumikita sa paghahanda ng artipisyal. Nakatanggap na ng 20 isotopes ng francium, at ang pinakamahabang buhay sa kanila - francium-223. nagtatrabaho sa napakaliit na halaga ng francium salts, napatunayan ng mga chemist na ang mga katangian nito ay lubos na katulad ng cesium.

Sa pag-aaral ng mga katangian ng atomic nuclei, ang mga physicist ay dumating sa konklusyon na ang mga elemento na may atomic number na 43, 61, 85 at 87 ay hindi maaaring magkaroon ng mga matatag na isotopes. Maaari lamang silang maging radioactive, na may maikling kalahating buhay, at dapat mawala nang mabilis. Samakatuwid, ang lahat ng mga elementong ito ay nilikha ng tao sa artipisyal na paraan. Ang mga landas para sa paglikha ng mga bagong elemento ay ipinahiwatig ng pana-panahong batas. Ang Element 43 ay ang unang artipisyal na nilikha.

Dapat mayroong 43 positibong singil sa nucleus ng elemento 43, at 43 electron ang dapat umikot sa paligid ng nucleus. Ang walang laman na espasyo para sa elemento 43, na nasa gitna ng ikalimang yugto, ay mayroong manganese sa ikaapat na yugto, at rhenium sa ikaanim. Samakatuwid, ang mga kemikal na katangian ng elemento 43 ay dapat na katulad ng sa mangganeso at rhenium. Sa kaliwa ng cell 43 ay molibdenum #42, sa kanan ay ruthenium #44. Samakatuwid, upang lumikha ng elemento 43, kinakailangan upang madagdagan ang bilang ng mga singil sa nucleus ng isang atom na may 42 na singil sa pamamagitan ng isa pang elementarya. Samakatuwid, para sa synthesis ng isang bagong elemento 43, ang molibdenum ay dapat kunin bilang isang feedstock. Ang pinakamagaan na elemento, ang hydrogen, ay may isang positibong singil. Kaya, maaari nating asahan na ang elemento 43 ay maaaring makuha bilang isang resulta ng isang nuclear reaksyon sa pagitan ng molibdenum at isang proton.

kanin. 14. Scheme para sa synthesis ng elemento No. 43 - technetium.

Ang mga katangian ng elemento 43 ay dapat na katulad ng sa mangganeso at rhenium, at upang matukoy at mapatunayan ang pagbuo ng elementong ito, ang isa ay dapat gumamit ng mga reaksiyong kemikal na katulad ng kung saan tinutukoy ng mga chemist ang pagkakaroon ng maliit na halaga ng mangganeso at rhenium.

Ito ay kung paano ginagawang posible ng periodic system na i-tsart ang paraan para sa paglikha ng mga artipisyal na elemento.

Sa eksaktong parehong paraan, ang unang artipisyal na elemento ng kemikal ay nilikha noong 1937. Natanggap niya ang makabuluhang pangalan ng technetium - ang unang elemento na ginawa sa pamamagitan ng teknikal, artipisyal na paraan. Ito ay kung paano na-synthesize ang technetium. Ang plato ng molibdenum ay sumailalim sa matinding pambobomba ng nuclei ng mabigat na isotope ng hydrogen - deuterium, na kung saan ay dispersed sa cyclotron sa napakabilis.

Ang mabigat na hydrogen nuclei, na nakatanggap ng napakataas na enerhiya, ay tumagos sa molybdenum nuclei. Pagkatapos ng pag-iilaw sa cyclotron, ang molibdenum na plastik ay natunaw sa acid. Ang isang hindi gaanong halaga ng isang bagong radioactive substance ay nahiwalay mula sa solusyon gamit ang parehong mga reaksyon na kinakailangan para sa analytical na pagpapasiya ng manganese (katulad ng elemento 43). Ito ay isang bagong elemento - technetium. Ang mga ito ay eksaktong tumutugma sa posisyon ng elemento sa periodic table.

Ngayon ang technetium ay naging medyo abot-kaya: ito ay nabuo sa medyo malaking dami sa mga nuclear reactor. Ang Technetium ay pinag-aralan nang mabuti at ginagamit na sa pagsasanay.

Ang paraan kung saan nilikha ang elemento 61 ay halos kapareho sa paraan kung saan nakuha ang technetium. Ang Element 61 ay nahiwalay lamang noong 1945 mula sa mga elemento ng fragmentation na nabuo sa isang nuclear reactor bilang resulta ng fission ng uranium.

kanin. 15. Scheme para sa synthesis ng elemento No. 61 - promethium.

Nakatanggap ang elemento ng simbolikong pangalan na "promethium". Ang pangalang ito ay hindi ibinigay sa kanya sa isang simpleng dahilan. Sinasagisag nito ang dramatikong landas ng agham na nagnanakaw ng enerhiya ng nuclear fission mula sa kalikasan at pinagkadalubhasaan ang enerhiya na ito (ayon sa alamat, ang titan Prometheus ay nagnakaw ng apoy mula sa langit at ibinigay ito sa mga tao; para dito siya ay nakadena sa isang bato at isang malaking agila. pinahirapan siya araw-araw), ngunit binabalaan din nito ang mga tao mula sa isang kakila-kilabot na panganib sa militar.

Ang Promethium ay ginawa na ngayon sa malaking dami: ginagamit ito sa mga atomic na baterya - direktang kasalukuyang mga mapagkukunan na maaaring gumana nang walang pagkaantala sa loob ng maraming taon.

Ang pinakamabigat na halogen, ecaiod, elemento 85 ay na-synthesize sa katulad na paraan. Ito ay unang nakuha sa pamamagitan ng pagbomba ng bismuth (No. 83) na may helium nuclei (No. 2), na pinabilis sa isang cyclotron hanggang sa mataas na enerhiya. Ang bagong elemento ay pinangalanang astatine (hindi matatag). Ito ay radioactive at mabilis na nawawala. Ang mga kemikal na katangian nito ay naging eksaktong tumutugma sa pana-panahong batas. Ito ay katulad ng yodo.

kanin. 16. Scheme para sa synthesis ng elemento No. 85 - astatine.

Ang mga elemento ng transuranium ay mga artipisyal na synthesized na elemento ng kemikal na matatagpuan sa periodic system pagkatapos ng uranium. Ilan pa ba sa kanila ang ma-synthesize sa hinaharap, samantalang walang makakasagot.

Ang uranium ang pinakahuli sa natural na serye ng mga elemento ng kemikal sa loob ng mahabang 70 taon.

At sa lahat ng oras na ito, ang mga siyentipiko, siyempre, ay nag-aalala tungkol sa tanong: ang mga elemento ba na mas mabigat kaysa sa uranium ay umiiral sa kalikasan? Naniniwala si Dmitry Ivanovich na kung ang mga elemento ng transuranium ay matatagpuan sa mga bituka ng lupa, kung gayon ang kanilang bilang ay dapat na limitado. Matapos ang pagtuklas ng radyaktibidad, ang kawalan ng gayong mga elemento sa kalikasan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kanilang kalahating buhay ay maikli at lahat sila ay nabubulok, naging mas magaan na mga elemento, isang napakatagal na panahon ang nakalipas, sa mga pinakaunang yugto ng ebolusyon ng ating planeta. Ngunit ang uranium, na naging radioactive, ay may napakatagal na habang-buhay na ito ay nakaligtas hanggang sa ating panahon. Bakit, hindi bababa sa para sa pinakamalapit na transuranics, ang kalikasan ay hindi makapagpalabas ng gayong masaganang oras para sa pag-iral? Mayroong maraming mga ulat ng pagtuklas ng diumano'y mga bagong elemento sa loob ng sistema - sa pagitan ng hydrogen at uranium, ngunit halos hindi kailanman sa mga siyentipikong journal ay sumulat sila tungkol sa pagtuklas ng mga transurans. Nagtalo lamang ang mga siyentipiko kung ano ang dahilan ng pagkasira ng periodic system sa uranium.

Tanging ang pagsasanib ng nuklear ang naging posible upang magtatag ng mga kagiliw-giliw na mga pangyayari na hindi maaaring pinaghihinalaan bago.

Ang mga unang pag-aaral sa synthesis ng mga bagong elemento ng kemikal ay naglalayon sa artipisyal na produksyon ng mga transurans. Ang unang artipisyal na elemento ng transuranium ay pinag-usapan tatlong taon bago lumitaw ang technetium. Ang stimulating event ay ang pagtuklas ng neutron. isang elementarya na butil, na walang bayad, ay may napakalaking lakas na tumagos, maaaring maabot ang atomic nucleus nang walang anumang mga hadlang, at maging sanhi ng pagbabago ng iba't ibang elemento. Ang mga neutron ay nagsimulang magpaputok sa mga target mula sa iba't ibang mga sangkap. Ang namumukod-tanging Italyano na pisiko na si E. Fermi ang naging pioneer ng pananaliksik sa lugar na ito.

Ang uranium na na-irradiated ng mga neutron ay nagpakita ng hindi kilalang aktibidad na may maikling kalahating buhay. Ang Uranium-238, na sumisipsip ng neutron, ay nagiging isang hindi kilalang isotope ng elementong uranium-239, na b-radioactive at dapat maging isotope ng isang elemento na may serial number 93. Ang isang katulad na konklusyon ay ginawa ni E. Fermi at kanyang mga kasamahan.

Sa katunayan, kailangan ng maraming pagsisikap upang patunayan na ang hindi kilalang aktibidad ay talagang tumutugma sa unang elemento ng transuranium. Ang mga operasyon ng kemikal ay humantong sa konklusyon: ang bagong elemento ay katulad sa mga katangian nito sa mangganeso, iyon ay, kabilang ito sa VII b-subgroup. Ang argumento na ito ay naging kahanga-hanga: sa oras na iyon (noong 30s), halos lahat ng mga chemist ay naniniwala na kung ang mga elemento ng transuranium ay umiiral, kung gayon ang una sa kanila ay magkatulad. d-mga elemento mula sa mga nakaraang panahon. Ito ay isang pagkakamali na walang alinlangang nakaapekto sa takbo ng kasaysayan ng pagtuklas ng mga elementong mas mabigat kaysa sa uranium.

Sa isang salita, noong 1934, kumpiyansa na inihayag ni E. Fermi ang synthesis ng hindi lamang elemento 93, kung saan binigyan niya ang pangalang "ausonium", kundi pati na rin ang kanang kapitbahay nito sa periodic table - "hesperium" (No. 94). Ang huli ay isang b-decay na produkto ng ausonium:

Mayroong mga siyentipiko na "hinatak" ang kadena na ito nang higit pa. Kabilang sa mga ito: mga mananaliksik ng Aleman na sina O. Hahn, L. Meitner at F. Strassmann. Noong 1937, nagsalita na sila, na parang tungkol sa isang bagay na totoo, ng elemento No. 97:

Ngunit wala sa mga bagong elemento ang nakuha sa anumang kapansin-pansing dami, ay hindi nakahiwalay sa isang libreng anyo. Ang kanilang synthesis ay hinuhusgahan ng iba't ibang di-tuwirang mga palatandaan.

Sa huli, lumabas na ang lahat ng mga ephemeral substance na ito, na kinuha para sa mga elemento ng transuranium, ay sa katunayan mga elemento na kabilang ... sa gitna ng periodic system, iyon ay, mga artipisyal na radioactive isotopes ng matagal nang kilalang mga elemento ng kemikal. Naging malinaw ito nang gawin nina O. Hahn at F. Strassmann noong Disyembre 22, 1938 ang isa sa pinakadakilang pagtuklas noong ika-20 siglo. - ang pagtuklas ng uranium fission sa ilalim ng pagkilos ng mga mabagal na neutron. Ang mga siyentipiko ay hindi mapagkakaila na itinatag na ang uranium na na-irradiated na may mga neutron ay naglalaman ng isotopes ng barium at lanthanum. Maaari lamang silang mabuo sa ilalim ng pagpapalagay na ang mga neutron, kumbaga, ay naghiwa-hiwalay ng uranium nuclei sa ilang mas maliliit na fragment.

Ang mekanismo ng paghahati ay ipinaliwanag ni L. Meitner at O. Frisch. Ang tinatawag na drop model ng nucleus ay umiral na: ang atomic nucleus ay inihalintulad sa isang patak ng likido. Kung sapat na enerhiya ang ibinibigay sa drop, kung ito ay nasasabik, maaari itong hatiin sa mas maliliit na patak. Gayundin, ang nucleus, na dinala sa isang nasasabik na estado sa pamamagitan ng isang neutron, ay may kakayahang maghiwa-hiwalay, mahati sa mas maliliit na bahagi - ang nuclei ng mga atomo ng mas magaan na elemento.

Noong 1940, pinatunayan ng mga siyentipiko ng Sobyet na sina G. N. Flerov at K. A. Petrzhak na ang fission ng uranium ay maaaring mangyari nang kusang-loob. Kaya, natuklasan ang isang bagong uri ng radioactive transformations na nagaganap sa kalikasan, ang kusang fission ng uranium. Ito ay isang napakahalagang pagtuklas.

Gayunpaman, mali ang pagdeklara ng pananaliksik sa mga transuranium noong 1930s bilang mali.

Ang uranium ay may dalawang pangunahing natural na isotopes: uranium-238 (makabuluhang nangingibabaw) at uranium-235. Ang pangalawa ay pangunahing na-fission sa ilalim ng pagkilos ng mga mabagal na neutron, habang ang una, na sumisipsip ng isang neutron, ay nagiging mas mabigat na isotope - uranium-239, at ang pagsipsip na ito ay mas matindi, mas mabilis ang pagbomba ng mga neutron. Samakatuwid, sa mga unang pagtatangka na mag-synthesize ng mga transuranium, ang epekto ng pagbagal ng mga neutron ay humantong sa katotohanan na kapag "paghihimay" ng isang target na gawa sa natural na uranium na naglalaman ng at , nanaig ang proseso ng fission.

Ngunit ang uranium-238 na sumisipsip ng neutron ay tiyak na magbubunga ng kadena ng pagbuo ng mga elemento ng transuranium. Kinailangan upang makahanap ng isang maaasahang paraan upang ma-trap ang mga atom ng elemento 93 sa pinakamasalimuot na gulo ng mga fragment ng fission. Mas maliit sa masa, ang mga fragment na ito sa proseso ng pagbomba ng uranium ay dapat na lumipad palayo sa malalayong distansya (may mas mahabang landas) kaysa sa napakalaking atom ng elemento 93.

Ang mga pagsasaalang-alang na ito ay batay sa Amerikanong pisiko na si E. Macmillan, na nagtrabaho sa Unibersidad ng California, bilang batayan para sa kanyang mga eksperimento. Noong tagsibol ng 1939, sinimulan niyang maingat na pag-aralan ang pamamahagi ng mga fragment ng uranium fission sa haba ng mga run. Nagawa niyang paghiwalayin ang isang maliit na bahagi ng mga fragment na may hindi gaanong haba ng landas. Sa bahaging ito ay natagpuan niya ang mga bakas ng isang radioactive substance na may kalahating buhay na 2.3 araw at isang mataas na intensity ng radiation. Ang ganitong aktibidad ay hindi naobserbahan sa iba pang mga fragment fraction. Naipakita ni Macmillan na ang substansiyang X na ito ay isang produkto ng pagkabulok ng uranium-239 isotope:

Ang chemist na si F. Ableson ay sumali sa gawain. Ito ay lumabas na ang isang radioactive substance na may kalahating buhay na 2.3 araw ay maaaring ihiwalay sa kemikal mula sa uranium at thorium at walang kinalaman sa rhenium. Kaya gumuho ang pag-aakalang ang elemento 93 ay dapat na isang excarnation.

Ang matagumpay na synthesis ng neptunium (ang bagong elemento ay pinangalanan sa isang planeta sa solar system) ay inihayag ng American journal Physical Review sa simula ng 1940. Kaya nagsimula ang panahon ng synthesis ng mga elemento ng transuranium, na naging napaka mahalaga para sa karagdagang pag-unlad ng teorya ng periodicity ni Mendeleev.

kanin. 17. Scheme para sa synthesis ng elemento No. 93 - neptunium.

Kahit na ang mga panahon ng pinakamahabang buhay na isotopes ng mga elemento ng transuranium, bilang isang panuntunan, ay makabuluhang mas mababa sa edad ng Earth, at samakatuwid ang kanilang pag-iral sa kalikasan ay halos hindi kasama. Kaya, ang dahilan para sa break sa natural na serye ng mga elemento ng kemikal sa uranium, elemento 92, ay malinaw.

Ang Neptunium ay sinundan ng plutonium. Na-synthesize ito ng isang nuclear reaction:

taglamig 1940-1941 ng American scientist na si G. Seaborg at mga katrabaho (maraming bagong elemento ng transuranium ang kasunod na na-synthesize sa laboratoryo ng G. Seaborg). Ngunit ang pinakamahalagang isotope ng plutonium ay naging may kalahating buhay na 24,360 taon. Bilang karagdagan, ang plutonium-239 sa ilalim ng pagkilos ng mabagal na mga fission ng neutron ay mas intensive kaysa sa

kanin. 18. Scheme para sa synthesis ng elemento No. 94 - plutonium.

Noong 40s. tatlo pang elementong mas mabigat kaysa sa uranium ang na-synthesize: americium (bilang parangal sa America), curium (bilang parangal kay M. at P. Curie) at berkelium (bilang parangal kay Berkeley sa California). Ang target sa mga nuclear reactor ay plutonium-239, binomba ng mga neutron at a-particle, at americium (ang pag-iilaw nito ay humantong sa synthesis ng berkelium):

.

50s nagsimula sa synthesis ng californium (No. 98). Nakuha ito nang ang mahabang buhay na curium-242 isotope ay naipon sa makabuluhang dami at isang target ang ginawa mula dito. Reaksyon ng nuklear: humantong sa synthesis ng bagong elemento 98.

Upang lumipat patungo sa mga elemento 99 at 100, kailangang mag-ingat upang maipon ang mga halaga ng timbang ng berkelium at californium. Ang pambobomba ng mga target na ginawa mula sa kanila na may a-particle ay nagbigay ng mga batayan para sa pag-synthesize ng mga bagong elemento. Ngunit ang kalahating buhay (oras at minuto) ng synthesized isotopes ng mga elemento 97 at 98 ay masyadong maikli, at ito ay naging isang balakid sa kanilang akumulasyon sa kinakailangang dami. Ang isa pang paraan ay iminungkahi din: pangmatagalang pag-iilaw ng plutonium na may matinding neutron flux. Ngunit ang isa ay kailangang maghintay para sa mga resulta sa loob ng maraming taon (upang makuha ang isa sa mga isotopes ng berkelium sa dalisay nitong anyo, ang plutonium target ay na-irradiated hanggang 6 na taon!). Mayroon lamang isang paraan upang makabuluhang bawasan ang oras ng synthesis: upang mapataas nang husto ang kapangyarihan ng neutron beam. Sa mga laboratoryo, hindi ito posible.

Isang thermonuclear explosion ang sumagip. Noong Nobyembre 1, 1952, pinasabog ng mga Amerikano ang isang thermonuclear device sa Eniwetok Atoll sa Karagatang Pasipiko. Sa lugar ng pagsabog, ilang daang kilo ng lupa ang nakolekta, sinuri ang mga sample. Bilang isang resulta, posible na makita ang mga isotopes ng mga elemento 99 at 100, na pinangalanan ayon sa pagkakabanggit einsteinium (bilang parangal kay A. Einstein) at fermium (bilang parangal kay E. Fermi).

Ang neutron flux na nabuo sa panahon ng pagsabog ay naging napakalakas, kaya ang uranium-238 nuclei ay nakapag-absorb ng malaking bilang ng mga neutron sa napakaikling panahon. Ang napakabigat na isotopes na ito ng uranium, bilang resulta ng sunud-sunod na mga pagkabulok, ay naging isotopes ng einsteinium at fermium (Larawan 19).

kanin. 19. Scheme para sa synthesis ng mga elemento No. 99 - einsteinium at No. 100 - fermium.

Pinangalanan ni Mendeleev ang elementong kemikal No. 101, na synthesize ng mga Amerikanong physicist na pinamumunuan ni G. Seaborg noong 1955. Pinangalanan ng mga may-akda ng synthesis ang bagong elemento na "bilang pagkilala sa mga merito ng mahusay na Russian chemist, na siyang unang gumamit ng periodic system. upang mahulaan ang mga katangian ng hindi pa natuklasang mga elemento ng kemikal." Nagawa ng mga siyentipiko na makaipon ng sapat na einsteinium upang maghanda ng target mula rito (ang halaga ng einsteinium ay sinusukat sa isang bilyong atomo); pag-irradiate nito ng a-particle, posible na kalkulahin para sa synthesis ng nuclei ng elemento 101 (Larawan 20):

kanin. 20. Scheme para sa synthesis ng elemento No. 101 - mendeleevium.

Ang kalahating buhay ng nagresultang isotope ay naging mas mahaba kaysa sa inaakala ng mga teorista. At kahit na ang ilang mga atomo ng mendeleevium ay nakuha bilang isang resulta ng synthesis, naging posible na pag-aralan ang kanilang mga kemikal na katangian sa pamamagitan ng parehong mga pamamaraan na ginamit para sa mga nakaraang transurans.

Isang karapat-dapat na pagtatasa ng periodic law ang ibinigay ni William Razmay, na nagtalo na ang periodic law ay isang tunay na compass para sa mga mananaliksik.

Ilang taon na ang lumipas, pagkatapos ng kanyang kamatayan, at ang sistema ng Mendeleev ay naging pinakamahalagang link sa ating kaalaman tungkol sa mundo kung saan tayo nakatira, tungkol sa ebolusyon ng bagay sa uniberso, mula noong Mendeleev sa kanyang mga natuklasang siyentipiko, at lalo na. sa pagtuklas ng pana-panahong batas, aktwal na inilapat ang dialectical na pamamaraan ng cognition phenomena ng kalikasan, na may kaugnayan kung saan siya ay lubos na pinahahalagahan ni Friedrich Engels, na, na sinusuri ang pana-panahong batas, nabanggit na ang siyentipiko kahit na hindi sinasadyang inilapat ang batas ng Hegelian sa paglipat ng dami sa kalidad, gayunpaman ay nakamit niya ang isang pang-agham na gawa.

Imposibleng pag-aralan ang kimika maliban sa batayan ng omnipresent na batas na ito. Paano katawa-tawa ang hitsura ng isang chemistry textbook kung wala ang periodic table! Kailangan mong maunawaan kung paano nauugnay ang iba't ibang mga elemento at kung bakit konektado ang mga ito. Pagkatapos lamang ang periodic system ay magiging pinakamayamang imbakan ng impormasyon tungkol sa mga katangian ng mga elemento at kanilang mga compound, tulad ng isang imbakan na kung saan kakaunti ang maihahambing.

Ang isang bihasang chemist, sa pamamagitan lamang ng pagtingin sa lugar na inookupahan ng anumang elemento sa system, ay maraming masasabi tungkol dito: ang isang partikular na elemento ay isang metal o isang non-metal; kung ito ay bumubuo ng mga compound na may hydrogen - hydride; anong mga oxide ang katangian ng elementong ito; anong mga valencies ang maipapakita nito kapag pumapasok sa mga kemikal na compound; kung aling mga compound ng elementong ito ang magiging matatag, at kung saan, sa kabaligtaran, ay magiging marupok; mula sa kung aling mga compound at sa anong paraan ito ay pinaka-maginhawa at pinaka-pinakinabangang upang makuha ang elementong ito sa isang libreng form. At kung ang isang chemist ay nakakakuha ng lahat ng impormasyong ito mula sa periodic system, nangangahulugan ito na pinagkadalubhasaan niya ito ng mabuti.

Ang pana-panahong sistema ay ang batayan para sa pagkuha ng mga bagong materyales at sangkap na may bago, hindi pangkaraniwan, paunang natukoy na mga katangian, tulad ng mga sangkap na hindi alam ng kalikasan. Sila ay nilikha ngayon sa malaking bilang. Naging gabay din itong thread para sa synthesis ng mga semiconductor na materyales. Natuklasan ng mga siyentipiko sa maraming halimbawa na ang mga compound ng mga elemento na sumasakop sa ilang mga lugar sa periodic table (pangunahin sa mga III-V na grupo nito) ay mayroon o dapat magkaroon ng pinakamahusay na mga katangian ng semiconductor.

Imposibleng itakda ang gawain ng pagkuha ng mga bagong haluang metal, hindi papansin ang pana-panahong sistema. Pagkatapos ng lahat, ang istraktura at mga katangian ng mga haluang metal ay tinutukoy ng posisyon ng mga metal sa talahanayan. Sa kasalukuyan, libu-libong iba't ibang mga haluang metal ang kilala.

Marahil sa anumang sangay ng modernong kimika ay mapapansin ng isang tao ang isang salamin ng pana-panahong batas. Ngunit hindi lamang mga chemist ang yumuko sa kanilang kadakilaan. Sa mahirap at kaakit-akit na negosyo ng pag-synthesize ng mga bagong elemento, imposibleng gawin nang walang pana-panahong batas. Isang napakalaking natural na proseso ng synthesis ng mga elemento ng kemikal ang nagaganap sa mga bituin. Tinatawag ng mga siyentipiko ang prosesong ito na nucleosynthesis.

Sa ngayon, ang mga siyentipiko ay walang ideya sa kung anong mga paraan, bilang isang resulta kung aling mga sunud-sunod na reaksyong nuklear, ang mga elemento ng kemikal na kilala sa amin ay nabuo. Maraming hypotheses ng nucleosynthesis, ngunit wala pang kumpletong teorya. Ngunit maaari nating sabihin nang may kumpiyansa na kahit na ang pinaka mahiyain na mga pagpapalagay tungkol sa mga paraan ng pinagmulan ng mga elemento ay magiging imposible nang hindi isinasaalang-alang ang sunud-sunod na pag-aayos ng mga elemento sa periodic system. Ang mga regularidad ng nuklear na periodicity, istraktura at mga katangian ng atomic nuclei ay sumasailalim sa iba't ibang reaksyon ng nucleosynthesis.

Magtatagal ng mahabang panahon upang mabilang ang mga lugar ng kaalaman at kasanayan ng tao kung saan ang Dakilang Batas at ang sistema ng mga elemento ay may mahalagang papel. At, sa totoo lang, hindi natin naiisip ang buong sukat ng teorya ng periodicity ni Mendeleev. Maraming beses na ito ay kumikislap pa rin sa harap ng mga siyentipiko na may hindi inaasahang mga aspeto nito.

Si Mendeleev ay walang alinlangan na isa sa mga pinakadakilang chemist sa mundo. Bagama't mahigit isang daang taon na ang lumipas mula noong kanyang batas, walang nakakaalam kung kailan ganap na mauunawaan ang buong nilalaman ng sikat na periodic table.

kanin. 21. Larawan ni Dmitry Ivanovich Mendeleev.

kanin. 22. Russian Chemical Society na pinamumunuan ni

1. Petryanov I. V., Trifonov D. N. "Ang Dakilang Batas"

Moscow, Pedagogy, 1984

2. Kedrov B. M. "Mga Pagtataya ng D. I. Mendeleev sa atomistics"

Moscow, Atomizdat, 1977

3. Agafoshin N. P. "Pana-panahong batas at ang pana-panahong sistema ng mga elemento ng D. I. Mendeleev" Moscow, "Enlightenment", 1973

4. "D. I. Mendeleev sa mga memoir ng mga kontemporaryo na "Moscow," Atomizdat ", 1973

5. Volkov V. A. Biographical na sangguniang libro "Natitirang chemists ng mundo" Moscow, "Higher School", 1991

6. Bogolyubova L. N. "Mga talambuhay ng mga dakilang chemist" Moscow, "Enlightenment", 1997

7. Ivanova L. F., Egorova E. N. desktop encyclopedia "Lahat tungkol sa lahat" Moscow, "Mnemozina", 2001

8. Summ L. B. encyclopedia ng mga bata “Alam ko ang mundo. Chemistry" Moscow, "Olimp", 1998

Ang pagtuklas ng talahanayan ng mga pana-panahong elemento ng kemikal ay isa sa mga mahahalagang milestone sa kasaysayan ng pag-unlad ng kimika bilang isang agham. Ang pioneer ng talahanayan ay ang Russian scientist na si Dmitry Mendeleev. Ang isang pambihirang siyentipiko na may pinakamalawak na pang-agham na abot-tanaw ay pinamamahalaang upang pagsamahin ang lahat ng mga ideya tungkol sa likas na katangian ng mga elemento ng kemikal sa isang solong magkakaugnay na konsepto.

Tungkol sa kasaysayan ng pagtuklas ng talahanayan ng mga pana-panahong elemento, mga kagiliw-giliw na katotohanan na may kaugnayan sa pagtuklas ng mga bagong elemento at kwentong bayan na nakapalibot sa Mendeleev at ang talahanayan ng mga elemento ng kemikal na nilikha niya, sasabihin ng M24.RU sa artikulong ito.

Kasaysayan ng pagbubukas ng talahanayan

Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, 63 elemento ng kemikal ang natuklasan, at paulit-ulit na sinubukan ng mga siyentipiko sa buong mundo na pagsamahin ang lahat ng umiiral na elemento sa isang konsepto. Ang mga elemento ay iminungkahi na ilagay sa pataas na pagkakasunud-sunod ng atomic mass at nahahati sa mga grupo ayon sa pagkakapareho ng mga katangian ng kemikal.

Noong 1863, iminungkahi ng chemist at musikero na si John Alexander Newland ang kanyang teorya, na nagmungkahi ng isang layout ng mga elemento ng kemikal na katulad ng natuklasan ni Mendeleev, ngunit ang gawain ng siyentipiko ay hindi sineseryoso ng komunidad ng siyensya dahil sa katotohanan na ang may-akda ay nadala ng paghahanap para sa pagkakaisa at koneksyon ng musika sa kimika.

Noong 1869, inilathala ni Mendeleev ang kanyang scheme ng periodic table sa journal ng Russian Chemical Society at nagpadala ng paunawa ng pagtuklas sa mga nangungunang siyentipiko sa mundo. Sa hinaharap, ang chemist ay paulit-ulit na pino at pinahusay ang scheme hanggang sa makuha nito ang pamilyar na anyo nito.

Ang kakanyahan ng pagtuklas ni Mendeleev ay na may pagtaas sa atomic mass, ang mga kemikal na katangian ng mga elemento ay hindi nagbabago nang monotonously, ngunit pana-panahon. Pagkatapos ng isang tiyak na bilang ng mga elemento na may iba't ibang mga katangian, ang mga katangian ay magsisimulang ulitin. Kaya, ang potassium ay katulad ng sodium, ang fluorine ay katulad ng chlorine, at ang ginto ay katulad ng pilak at tanso.

Noong 1871, sa wakas ay pinagsama ni Mendeleev ang mga ideya sa Periodic Law. Hinulaan ng mga siyentipiko ang pagtuklas ng ilang mga bagong elemento ng kemikal at inilarawan ang kanilang mga katangian ng kemikal. Kasunod nito, ang mga kalkulasyon ng chemist ay ganap na nakumpirma - ang gallium, scandium at germanium ay ganap na tumutugma sa mga katangian na iniugnay ni Mendeleev sa kanila.

Mga kwento tungkol kay Mendeleev

Maraming mga kuwento tungkol sa sikat na siyentipiko at sa kanyang mga natuklasan. Ang mga tao noong panahong iyon ay may kaunting ideya sa kimika at naniniwala na ang paggawa ng kimika ay tulad ng pagkain ng sopas mula sa mga sanggol at pagnanakaw sa isang pang-industriyang sukat. Samakatuwid, ang mga aktibidad ng Mendeleev ay mabilis na nakakuha ng isang masa ng mga alingawngaw at mga alamat.

Sinasabi ng isa sa mga alamat na natuklasan ni Mendeleev ang talahanayan ng mga elemento ng kemikal sa kanyang pagtulog. Ang kaso ay hindi lamang isa, August Kekule, na pinangarap ng formula ng benzene ring, ay nagsalita sa parehong paraan tungkol sa kanyang pagtuklas. Gayunpaman, tinawanan lamang ni Mendeleev ang mga kritiko. "Iniisip ko ito sa loob ng dalawampung taon, at sasabihin mo: Naupo ako bigla ... handa na!", Minsang sinabi ng siyentipiko tungkol sa kanyang pagtuklas.

Ang isa pang kuwento ay nagpapasalamat kay Mendeleev sa pagtuklas ng vodka. Noong 1865, ipinagtanggol ng mahusay na siyentipiko ang kanyang disertasyon sa paksang "Diskurso sa kumbinasyon ng alkohol sa tubig" at agad itong nagbunga ng isang bagong alamat. Ang mga kontemporaryo ng chemist ay tumawa, na sinasabi na ang siyentipiko ay "mahusay na gumagana sa ilalim ng impluwensya ng alkohol na sinamahan ng tubig", at ang mga susunod na henerasyon ay tinawag na si Mendeleev na tumuklas ng vodka.

Pinagtawanan din nila ang paraan ng pamumuhay ng siyentipiko, at lalo na sa katotohanan na nilagyan ni Mendeleev ang kanyang laboratoryo sa guwang ng isang malaking oak.

Gayundin, tinukso ng mga kontemporaryo ang pagkahilig ni Mendeleev para sa mga maleta. Ang siyentipiko, sa oras ng kanyang hindi sinasadyang hindi pagkilos sa Simferopol, ay pinilit na magpalipas ng oras sa paghabi ng mga maleta. Sa hinaharap, nakapag-iisa siyang gumawa ng mga lalagyan ng karton para sa mga pangangailangan ng laboratoryo. Sa kabila ng malinaw na "amateur" na likas na katangian ng libangan na ito, si Mendeleev ay madalas na tinatawag na "master ng maleta."

Pagtuklas ng radium

Ang isa sa mga pinaka-trahedya at sa parehong oras sikat na mga pahina sa kasaysayan ng kimika at ang hitsura ng mga bagong elemento sa periodic table ay nauugnay sa pagtuklas ng radium. Isang bagong elemento ng kemikal ang natuklasan ng mag-asawang Marie at Pierre Curie, na natuklasan na ang natitirang basura pagkatapos ng paghihiwalay ng uranium mula sa uranium ore ay mas radioactive kaysa sa purong uranium.

Dahil walang nakakaalam kung ano ang radyaktibidad noon, mabilis na iniugnay ng bulung-bulungan ang mga katangian ng pagpapagaling at ang kakayahang pagalingin ang halos lahat ng sakit na kilala sa agham sa bagong elemento. Ang radium ay kasama sa mga produktong pagkain, toothpaste, mga cream sa mukha. Ang mayayaman ay nagsusuot ng mga relo na ang mga dial ay pininturahan ng pintura na naglalaman ng radium. Ang radioactive na elemento ay inirerekomenda bilang isang paraan upang mapabuti ang potency at mapawi ang stress.

Ang nasabing "produksyon" ay tumagal ng dalawampung buong taon - hanggang sa 30s ng ikadalawampu siglo, nang natuklasan ng mga siyentipiko ang mga tunay na katangian ng radyaktibidad at nalaman kung gaano nakapipinsala ang epekto ng radiation sa katawan ng tao.

Namatay si Marie Curie noong 1934 mula sa radiation sickness na dulot ng pangmatagalang pagkakalantad sa radium.

Nebulium at Coronium

Ang periodic table ay hindi lamang nag-utos ng mga elemento ng kemikal sa isang solong magkakaugnay na sistema, ngunit ginawang posible upang mahulaan ang maraming mga pagtuklas ng mga bagong elemento. Kasabay nito, ang ilang mga kemikal na "elemento" ay idineklara na wala sa batayan na hindi sila umaangkop sa konsepto ng pana-panahong batas. Ang pinakatanyag na kuwento ay ang "pagtuklas" ng mga bagong elemento ng nebulium at coronium.

Sa pag-aaral ng solar atmosphere, natuklasan ng mga astronomo ang mga parang multo na linya na hindi nila matukoy sa alinman sa mga elemento ng kemikal na kilala sa lupa. Iminungkahi ng mga siyentipiko na ang mga linyang ito ay nabibilang sa isang bagong elemento, na tinatawag na coronium (dahil ang mga linya ay natuklasan sa panahon ng pag-aaral ng "korona" ng Araw - ang panlabas na layer ng atmospera ng bituin).

Pagkalipas ng ilang taon, ang mga astronomo ay gumawa ng isa pang pagtuklas sa pamamagitan ng pag-aaral ng spectra ng gaseous nebulae. Ang mga natuklasang linya, na muli ay hindi makikilala sa anumang bagay na panlupa, ay naiugnay sa isa pang elemento ng kemikal - nebulium.

Ang mga natuklasan ay pinuna, dahil ang periodic table ni Mendeleev ay wala nang puwang para sa mga elemento na may mga katangian ng nebulium at coronium. Matapos suriin, natagpuan na ang nebulium ay ordinaryong terrestrial oxygen, at ang coronium ay highly ionized iron.

Ang materyal ay nilikha batay sa impormasyon mula sa mga bukas na mapagkukunan. Inihanda ni Vasily Makagonov @vmakagonov

Sa aklat ng kilalang Sobyet na mananalaysay ng kimika N.F. Figurovsky "Sanaysay sa Pangkalahatang Kasaysayan ng Chemistry. Ang Pag-unlad ng Classical Chemistry noong ika-19 na Siglo" (M., Nauka, 1979). ang mga pangunahing panahon ng pagtuklas ng 63 elemento ng kemikal mula noong sinaunang panahon hanggang 1869 - ang taon ng pagkakatatag ni Dmitry Ivanovich Mendeleev (1834-1907) ng Periodic Law ay ibinigay:

1. Ang pinaka sinaunang panahon (mula sa ika-5 milenyo BC hanggang 1200 AD).

Kasama sa mahabang panahon na ito ang pagkakakilala ng isang tao na may 7 metal ng sinaunang panahon - ginto, pilak, tanso, tingga, lata, bakal at mercury. Bilang karagdagan sa mga elementong ito, ang sulfur at carbon ay kilala noong unang panahon, na nangyayari sa kalikasan sa isang malayang estado.

2. Panahon ng alchemical.

Sa panahong ito (mula 1200 hanggang 1600), ang pagkakaroon ng ilang mga elemento ay itinatag, na nakahiwalay alinman sa proseso ng alchemical na paghahanap para sa mga paraan upang i-transmute ang mga metal, o sa mga proseso ng paggawa ng metal at pagproseso ng iba't ibang mga ores ng mga artisan metallurgist. Kabilang dito ang arsenic, antimony, bismuth, zinc, phosphorus.

3. Ang panahon ng paglitaw at pag-unlad ng teknikal na kimika (pagtatapos ng ika-17 siglo - 1751).

Sa oras na iyon, bilang isang resulta ng isang praktikal na pag-aaral ng mga katangian ng iba't ibang mga metal ores at pagtagumpayan ang mga paghihirap na lumitaw sa paghihiwalay ng mga metal, pati na rin ang mga pagtuklas sa proseso ng mineralogical expeditions, ang pagkakaroon ng platinum, cobalt, at nickel. ay itinatag.

4. Ang unang yugto ng panahon ng chemical-analytical sa pagbuo ng chemistry (1760-1805). Sa panahong ito, sa tulong ng qualitative at weight quantitative analysis, ang isang bilang ng mga elemento ay natuklasan, ang ilan sa mga ito ay nasa anyo lamang ng "mga lupa": magnesium, calcium (nagtatatag ng pagkakaiba sa pagitan ng dayap at magnesia), mangganeso, barium ( barite), molibdenum, tungsten, tellurium, uranium (oxide), zirconium (earth), strontium (earth), titanium (oxide), chromium, beryllium (oxide), yttrium (earth), tantalum (earth), cerium (earth) , fluorine (hydrofluoric acid), palladium, rhodium, osmium at iridium.

5. Yugto ng pneumatic chemistry. Sa oras na ito (1760-1780), natuklasan ang mga gas na elemento - hydrogen, nitrogen, oxygen at chlorine (ang huli ay itinuturing na isang kumplikadong sangkap - oxidized hydrochloric acid hanggang 1809).

6. Ang yugto ng pagkuha ng mga elemento sa isang libreng estado sa pamamagitan ng electrolysis (G. Davy, 1807-1808) at kemikal: potassium, sodium, calcium, strontium, barium at magnesium. Ang lahat ng mga ito, gayunpaman, ay dating kilala sa anyo ng "nasusunog" (caustic) alkalis at alkaline earths, o soft alkalis.

7. Ang ikalawang yugto ng panahon ng chemical-analytical sa pagbuo ng chemistry (1805-1850). Sa oras na iyon, bilang isang resulta ng pagpapabuti ng mga pamamaraan ng quantitative analysis at pagbuo ng isang sistematikong kurso ng qualitative analysis, boron, lithium, cadmium, selenium, silicon, bromine, aluminum, yodo, thorium, vanadium, lanthanum (earth), erbium ( lupa), terbium (lupa) ay natuklasan. ), ruthenium, niobium.

8. Ang panahon ng pagtuklas ng mga elemento sa pamamagitan ng spectral analysis, kaagad kasunod ng pag-unlad at pagpapakilala ng paraang ito sa pagsasanay (1860-1863): cesium, rubidium, thallium at indium.

Tulad ng alam mo, ang una sa kasaysayan ng kimika na "Table of Simple Bodies" ay pinagsama-sama ni A. Lavoisier noong 1787. Ang lahat ng mga simpleng sangkap ay nahahati sa apat na grupo: "I. Mga simpleng sangkap na ipinakita sa lahat ng tatlong kaharian ng kalikasan, na maaaring maituturing bilang mga elemento ng mga katawan: 1) magaan, 2) caloric, 3) oxygen, 4) nitrogen, 5) hydrogen II. Mga simpleng non-metallic substance na nag-oxidize at nagbibigay ng mga acid: 1) antimony, 2) phosphorus, 3) coal , 4) muriatic acid radical, 5 ) hydrofluoric acid radical, 6) boric acid radical III. Mga simpleng metallic substance na nag-oxidize at nagbibigay ng mga acid: 1) antimony, 2) silver, 3) arsenic, 4) bismuth, 5) cobalt, 6 ) tanso, 7) lata, 8) bakal, 9) manganese, 10) mercury, 11) molibdenum, 12) nikel, 13) ginto, 14) platinum, 15) tingga, 16) tungsten, 17) zinc IV. ) dayap (calcareous earth), 2) magnesia (magnesium sulfate base), 3) barite (heavy earth), 4) alumina (clay, alum earth), 5) silica (siliceous earth)".

Ang talahanayan na ito ang naging batayan ng kemikal na katawagan na binuo ni Lavoisier. Ipinakilala ni D. Dalton sa agham ang pinakamahalagang quantitative na katangian ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal - ang relatibong bigat ng mga atomo o timbang ng atom.

Kapag naghahanap ng mga regularidad sa mga katangian ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal, una sa lahat, binigyang pansin ng mga siyentipiko ang likas na katangian ng pagbabago sa mga timbang ng atom. Noong 1815-1816. ang English chemist na si W. Prout (1785-1850) ay naglathala ng dalawang hindi kilalang artikulo sa Annals of Philosophy, kung saan ang ideya ay ipinahayag at pinatunayan na ang atomic weights ng lahat ng kemikal na elemento ay integers (i.e., multiple ng atomic weight ng hydrogen, na pagkatapos ay kinuha katumbas ng yunit): "Kung ang mga pananaw na napagpasyahan nating ipahayag ay tama, kung gayon maaari nating halos isaalang-alang na ang primordial na bagay ng mga sinaunang tao ay nakapaloob sa hydrogen ...". Ang hypothesis ni Prout ay lubhang nakatutukso at humantong sa pag-set up ng maraming pang-eksperimentong pag-aaral upang matukoy ang atomic na timbang ng mga elemento ng kemikal nang tumpak hangga't maaari.

Noong 1829, inihambing ng German chemist na si I. Debereiner (1780-1849) ang atomic weights ng mga katulad na elemento ng kemikal: Lithium, Calcium, Chlorine, Sulfur, Manganese, Sodium, Strontium, Bromine, Selenium, Chromium, Potassium, Barium, Iodine, Tellurium , Iron at natagpuan na ang atomic weight ng gitnang elemento ay katumbas ng kalahati ng kabuuan ng atomic weights ng mga extreme elements. Ang paghahanap para sa mga bagong triad ay humantong kay L. Gmelin (1788-1853) - ang may-akda ng sikat na sangguniang gabay sa kimika - sa pagtatatag ng maraming grupo ng magkakatulad na elemento at sa paglikha ng kanilang orihinal na pag-uuri.

Noong dekada 60. Noong ika-19 na siglo, ang mga siyentipiko ay lumipat sa paghahambing ng mga grupo ng mga kemikal na magkakatulad na elemento mismo. Kaya naman, inayos ni A. Shancourtua (1820-1886), isang propesor sa Paris Mining School, ang lahat ng elemento ng kemikal sa ibabaw ng silindro sa pataas na pagkakasunud-sunod ng kanilang mga atomic na timbang upang magkaroon ng "helix". Sa pag-aayos na ito, ang mga katulad na elemento ay madalas na nahulog sa parehong patayong linya. Noong 1865, ang English chemist na si D. Newlands (1838-1898) ay naglathala ng isang talahanayan na may kasamang 62 kemikal na elemento. Ang mga elemento ay inayos at binilang sa pataas na pagkakasunud-sunod ng mga atomic na timbang.

Ginamit ng Newlands ang pagnunumero upang bigyang-diin na bawat pitong elemento, ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal ay paulit-ulit. Nang tinatalakay sa London Chemical Society noong 1866 ang isang bagong artikulo ng Newlands (hindi ito inirerekomenda para sa paglalathala), si Propesor J. Foster ay nagtanong nang sarkastikong: "Nasubukan mo na bang ayusin ang mga elemento sa alpabetikong pagkakasunud-sunod ng kanilang mga pangalan at may napansin ka bang bago mga pattern?

Noong 1868, ang English chemist na si W. Olding (1829-1921) ay nagmungkahi ng isang talahanayan, na, sa opinyon ng may-akda, ay nagpakita ng isang regular na relasyon sa pagitan ng lahat ng mga elemento.

Noong 1864, ang propesor ng Aleman na si L. Mayer (1830-1895) ay nagtipon ng isang talahanayan ng 44 na elemento ng kemikal (sa 63 na kilala).

Sinusuri ang panahong ito, isinulat ni D.I. Mendeleev na "Walang isang pangkalahatang batas ng kalikasan na ibabatay kaagad, ang pag-apruba nito ay palaging nauuna sa maraming mga pag-iisip, at ang pagkilala sa batas ay hindi darating kapag ito ay ganap na natanto sa lahat ng kahulugan nito. , ngunit pagkatapos lamang ng kumpirmasyon ng mga kahihinatnan nito sa pamamagitan ng mga eksperimento, na dapat kilalanin ng mga natural na siyentipiko bilang pinakamataas na awtoridad ng kanilang mga pagsasaalang-alang at opinyon.

Noong 1868 nagsimulang magtrabaho si D.I.Mendeleev sa kursong "Fundamentals of Chemistry". Para sa pinaka-lohikal na pag-aayos ng materyal, kinakailangan na kahit papaano ay uriin ang 63 elemento ng kemikal. Ang unang bersyon ng Periodic Table of Chemical Elements ay iminungkahi ni D.I. Mendeleev noong Marso 1869.

Pagkalipas ng dalawang linggo, sa isang pagpupulong ng Russian Chemical Society, ang ulat ni Mendeleev na "Ang kaugnayan ng mga katangian sa atomic na timbang ng mga elemento" ay binasa, kung saan ang mga posibleng prinsipyo para sa pag-uuri ng mga elemento ng kemikal ay tinalakay:

1) ayon sa kanilang kaugnayan sa hydrogen (mga formula ng hydride); 2) ayon sa kanilang kaugnayan sa oxygen (mga formula ng mas mataas na oxygen oxides); 3) sa pamamagitan ng valency; 4) sa mga tuntunin ng timbang ng atom.

Dagdag pa, sa mga sumunod na taon (1869-1871), pinag-aralan at muling sinuri ni Mendeleev ang mga regularidad at "hindi pagkakapare-pareho" na napansin sa unang bersyon ng "System of Elements". Sa pagbubuod ng gawaing ito, isinulat ni D.I. Mendeleev: "Habang tumataas ang timbang ng atom, ang mga elemento ay may higit at higit na nababagong mga katangian, at pagkatapos ang mga katangiang ito ay inuulit muli sa isang bagong pagkakasunud-sunod, sa isang bagong linya at sa isang bilang ng mga elemento at sa ang parehong pagkakasunud-sunod Samakatuwid, ang Batas ng Periodicity ay maaaring buuin tulad ng sumusunod: "Ang mga katangian ng mga elemento, at samakatuwid ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga katawan na kanilang nabuo, ay nasa isang pana-panahong pag-asa (i.e., umuulit sila nang tama) sa kanilang atomic timbang." Ang mga eksepsiyon ay hindi kinukunsinti ng kalikasan... Ang pagpapatibay ng isang batas ay posible lamang sa tulong ng pagkuha ng mga kahihinatnan mula dito, na imposible at hindi inaasahang kung wala ito, at ang pagbibigay-katwiran sa mga kahihinatnan na iyon at pang-eksperimentong pagpapatunay. tulad lohikal na mga kahihinatnan na maaaring magpakita kung ito ay totoo o hindi. Kabilang dito ang paghula sa mga katangian ng hindi pa natuklasang mga elemento at pagwawasto sa atomic na timbang ng marami may ilang mga elemento na napagmasdan sa oras na iyon ... Isang bagay ang kailangan - maaaring isaalang-alang ang pana-panahong batas na totoo hanggang sa wakas at bumubuo ng isang bagong tool ng kaalaman sa kemikal, o tanggihan ito.

Noong 1872-1874. Nagsimulang harapin ni Mendeleev ang iba pang mga problema, at halos walang binanggit ang Periodic Law sa chemical literature.

Noong 1875, iniulat ng French chemist na si L. de Boisbaudran na habang nag-aaral ng zinc blende, spectroscopically niyang natuklasan ang isang bagong elemento dito. Natanggap niya ang mga asin ng elementong ito at tinukoy ang mga katangian nito. Bilang parangal sa France, pinangalanan niya ang bagong elementong gallium (tulad ng tawag sa France ng mga sinaunang Romano). Ihambing natin ang hinulaang ni D.I. Mendeleev at kung ano ang natagpuan ni L. de Boisbaudran:

Sa unang ulat ni L. de Boisbaudran, ang specific gravity ng gallium ay natagpuang 4.7. Itinuro sa kanya ni DIMendeleev ang kanyang pagkakamali. Ang isang mas maingat na pagsukat ay nagpakita na ang tiyak na gravity ng gallium ay 5.96.

Noong 1879, ang Swedish chemist na si L. Nilsson (1840-1899) ay nag-ulat sa pagtuklas ng isang bagong elemento ng kemikal - scandium. Inuri ni L. Nilson ang scandium bilang isang rare earth element. Itinuro ni P.T.Kleve kay L.Nilson na ang mga scandium salts ay walang kulay, ang oxide nito ay hindi matutunaw sa alkalis, at ang scandium ay ekabor na hinulaang ni D.I.Mendeleev. Ihambing natin ang kanilang mga katangian.

Sa pagsusuri ng isang bagong mineral noong Pebrero 1886, natuklasan ng propesor ng Aleman na si K. Winkler (1838-1904) ang isang bagong elemento at itinuturing itong isang analogue ng antimony at arsenic. Nagkaroon ng diskusyon. Sumang-ayon si K. Winkler na ang elementong natuklasan niya ay ang ecasilicon na hinulaang ni D. I. Mendeleev. Tinawag ni K. Winkler ang elementong ito na germanium.

Kaya, kinumpirma ng mga chemist ang pagkakaroon ng mga elemento ng kemikal na hinulaang ni Mendeleev nang tatlong beses. Bukod dito, tiyak na ang mga katangian ng mga elementong ito na hinulaang ni Mendeleev at ang kanilang posisyon sa Periodic system na naging posible upang iwasto ang mga pagkakamali na hindi sinasadya ng mga eksperimento. Ang karagdagang pag-unlad ng kimika ay naganap sa isang matatag na batayan ng Periodic Law, na noong 80s ng XIX na siglo. ay kinilala ng lahat ng mga siyentipiko bilang isa sa pinakamahalagang batas ng kalikasan. Kaya, ang pinakamahalagang katangian ng anumang elemento ng kemikal ay ang lugar nito sa Periodic system ng D.I. Mendeleev.

wag kang magpapatalo. Mag-subscribe at makatanggap ng link sa artikulo sa iyong email.

Naaalala ng sinumang pumasok sa paaralan na ang isa sa mga kinakailangang asignaturang pag-aaral ay chemistry. Magustuhan niya ito, o hindi niya magustuhan - hindi mahalaga. At malamang na maraming kaalaman sa disiplinang ito ang nakalimutan na at hindi nalalapat sa buhay. Gayunpaman, malamang na naaalala ng lahat ang talahanayan ng mga elemento ng kemikal ng D. I. Mendeleev. Para sa marami, ito ay nanatiling isang multi-kulay na talahanayan, kung saan ang ilang mga titik ay nakasulat sa bawat parisukat, na nagsasaad ng mga pangalan ng mga elemento ng kemikal. Ngunit narito, hindi natin pag-uusapan ang tungkol sa kimika, at ilalarawan ang daan-daang mga reaksyon at proseso ng kemikal, ngunit pag-uusapan natin kung paano lumitaw ang periodic table sa pangkalahatan - ang kuwentong ito ay magiging interesado sa sinumang tao, at sa katunayan sa lahat ng nais. kawili-wili at kapaki-pakinabang na impormasyon.

Isang maliit na background

Noong 1668, ang natitirang Irish na chemist, physicist at theologian na si Robert Boyle ay naglathala ng isang libro kung saan maraming mga alamat tungkol sa alchemy ang pinabulaanan, at kung saan pinag-usapan niya ang pangangailangang maghanap ng hindi nabubulok na mga elemento ng kemikal. Nagbigay din ang siyentipiko ng isang listahan ng mga ito, na binubuo lamang ng 15 elemento, ngunit pinahintulutan ang ideya na maaaring mayroong higit pang mga elemento. Ito ang naging panimulang punto hindi lamang sa paghahanap ng mga bagong elemento, kundi pati na rin sa kanilang systematization.

Makalipas ang isang daang taon, ang Pranses na chemist na si Antoine Lavoisier ay nagtipon ng isang bagong listahan, na kasama na ang 35 elemento. 23 sa kanila ay napag-alamang hindi nabubulok. Ngunit ang paghahanap ng mga bagong elemento ay ipinagpatuloy ng mga siyentipiko sa buong mundo. At ang pangunahing papel sa prosesong ito ay ginampanan ng sikat na Russian chemist na si Dmitry Ivanovich Mendeleev - siya ang unang naglagay ng hypothesis na maaaring magkaroon ng relasyon sa pagitan ng atomic mass ng mga elemento at ang kanilang lokasyon sa system.

Salamat sa maingat na trabaho at paghahambing ng mga elemento ng kemikal, nadiskubre ni Mendeleev ang isang relasyon sa pagitan ng mga elemento kung saan maaari silang maging isa, at ang kanilang mga katangian ay hindi isang bagay na ipinagkakaloob, ngunit isang pana-panahong paulit-ulit na kababalaghan. Bilang isang resulta, noong Pebrero 1869, binuo ni Mendeleev ang unang pana-panahong batas, at noong Marso, ang kanyang ulat na "Ang kaugnayan ng mga pag-aari na may atomic na timbang ng mga elemento" ay isinumite sa Russian Chemical Society ng mananalaysay ng chemistry N. A. Menshutkin. Pagkatapos sa parehong taon, ang publikasyon ni Mendeleev ay nai-publish sa journal Zeitschrift fur Chemie sa Alemanya, at noong 1871 isang bagong malawak na publikasyon ng siyentipiko na nakatuon sa kanyang pagtuklas ay inilathala ng isa pang Aleman na journal na Annalen der Chemie.

Paggawa ng Periodic Table

Sa pamamagitan ng 1869, ang pangunahing ideya ay nabuo na ni Mendeleev, at sa isang medyo maikling panahon, ngunit hindi niya ito maipormal sa anumang uri ng ordered system na malinaw na nagpapakita kung ano ang, sa loob ng mahabang panahon ay hindi niya magawa. Sa isa sa mga pag-uusap sa kanyang kasamahan na si A. A. Inostrantsev, sinabi pa niya na ang lahat ay nagawa na sa kanyang ulo, ngunit hindi niya madala ang lahat sa mesa. Pagkatapos nito, ayon sa mga biographer ni Mendeleev, nagsimula siyang maingat na magtrabaho sa kanyang mesa, na tumagal ng tatlong araw nang walang pahinga para sa pagtulog. Ang lahat ng mga uri ng mga paraan upang ayusin ang mga elemento sa isang talahanayan ay pinagsunod-sunod, at ang gawain ay kumplikado sa pamamagitan ng katotohanan na sa panahong iyon ay hindi pa alam ng agham ang tungkol sa lahat ng mga elemento ng kemikal. Ngunit, sa kabila nito, ang talahanayan ay nilikha pa rin, at ang mga elemento ay na-systematize.

Alamat ng panaginip ni Mendeleev

Marami ang nakarinig ng kuwento na pinangarap ni D. I. Mendeleev ang kanyang mesa. Ang bersyon na ito ay aktibong ibinahagi ng nabanggit na kasamahan ng Mendeleev, A. A. Inostrantsev, bilang isang nakakatawang kuwento kung saan naaaliw niya ang kanyang mga mag-aaral. Sinabi niya na si Dmitry Ivanovich ay natulog at sa isang panaginip ay malinaw niyang nakita ang kanyang mesa, kung saan ang lahat ng mga elemento ng kemikal ay nakaayos sa tamang pagkakasunud-sunod. Pagkatapos nito, nagbiro pa ang mga estudyante na ang 40° vodka ay natuklasan sa parehong paraan. Ngunit mayroon pa ring mga tunay na kinakailangan para sa kwento ng pagtulog: tulad ng nabanggit na, nagtrabaho si Mendeleev sa mesa nang walang tulog at pahinga, at minsan ay natagpuan siya ni Inostrantsev na pagod at pagod. Sa hapon, nagpasya si Mendeleev na magpahinga, at pagkaraan ng ilang oras, bigla siyang nagising, agad na kumuha ng isang piraso ng papel at inilarawan ang isang handa na mesa dito. Ngunit ang siyentipiko mismo ay pinabulaanan ang buong kuwento sa isang panaginip, na nagsasabi: "Iniisip ko ito sa loob ng dalawampung taon, at sa palagay mo: nakaupo ako at biglang ... handa na." Kaya't ang alamat ng panaginip ay maaaring maging lubhang kaakit-akit, ngunit ang paglikha ng talahanayan ay posible lamang sa pamamagitan ng pagsusumikap.

Mga iba pang gawain

Sa panahon mula 1869 hanggang 1871, binuo ni Mendeleev ang mga ideya ng periodicity, kung saan ang hilig ng siyentipikong komunidad. At isa sa mga mahahalagang yugto ng prosesong ito ay ang pag-unawa na ang anumang elemento sa sistema ay dapat na matatagpuan batay sa kabuuan ng mga katangian nito kung ihahambing sa mga katangian ng iba pang mga elemento. Batay dito, at batay din sa mga resulta ng pananaliksik sa pagbabago ng mga oxide na bumubuo ng salamin, pinamamahalaan ng chemist na baguhin ang mga halaga ng mga atomic na masa ng ilang mga elemento, kabilang ang uranium, indium, beryllium at iba pa.

Siyempre, nais ni Mendeleev na punan ang mga walang laman na selula na nananatili sa talahanayan sa lalong madaling panahon, at noong 1870 ay hinulaang niya na ang mga elemento ng kemikal na hindi alam ng agham ay malapit nang matuklasan, ang mga atomic na masa at mga katangian kung saan siya ay nakapagkalkula. Ang una sa mga ito ay gallium (natuklasan noong 1875), scandium (natuklasan noong 1879) at germanium (natuklasan noong 1885). Pagkatapos ang mga pagtataya ay patuloy na natanto, at walo pang bagong elemento ang natuklasan, kabilang ang: polonium (1898), rhenium (1925), technetium (1937), francium (1939) at astatine (1942-1943). Sa pamamagitan ng paraan, noong 1900, si D. I. Mendeleev at ang Scottish chemist na si William Ramsay ay dumating sa konklusyon na ang mga elemento ng zero group ay dapat ding isama sa talahanayan - hanggang 1962 sila ay tinawag na inert, at pagkatapos - mga marangal na gas.

Organisasyon ng periodic system

Ang mga elemento ng kemikal sa talahanayan ng D. I. Mendeleev ay nakaayos sa mga hilera, alinsunod sa pagtaas ng kanilang masa, at ang haba ng mga hilera ay pinili upang ang mga elemento sa kanila ay may katulad na mga katangian. Halimbawa, ang mga marangal na gas tulad ng radon, xenon, krypton, argon, neon, at helium ay hindi madaling tumugon sa iba pang mga elemento, at mayroon ding mababang aktibidad ng kemikal, kaya naman ang mga ito ay matatagpuan sa dulong kanang haligi. At ang mga elemento ng kaliwang haligi (potassium, sodium, lithium, atbp.) ay perpektong tumutugon sa iba pang mga elemento, at ang mga reaksyon mismo ay sumasabog. Sa madaling salita, sa loob ng bawat column, ang mga elemento ay may magkatulad na katangian, na nag-iiba mula sa isang column hanggang sa susunod. Ang lahat ng mga elemento hanggang sa No. 92 ay matatagpuan sa kalikasan, at sa No. 93 nagsisimula ang mga artipisyal na elemento, na maaari lamang gawin sa laboratoryo.

Sa orihinal na bersyon nito, ang periodic system ay naunawaan lamang bilang isang salamin ng kaayusan na umiiral sa kalikasan, at walang mga paliwanag kung bakit ang lahat ay dapat na ganoon. At kapag lumitaw ang quantum mechanics, naging malinaw ang tunay na kahulugan ng pagkakasunud-sunod ng mga elemento sa talahanayan.

Mga Aralin sa Malikhaing Proseso

Sa pagsasalita tungkol sa kung anong mga aral ng proseso ng malikhaing maaaring makuha mula sa buong kasaysayan ng paglikha ng periodic table ng D. I. Mendeleev, maaaring banggitin bilang isang halimbawa ang mga ideya ng English researcher sa larangan ng creative thinking na si Graham Wallace at ang French scientist. Henri Poincaré. Dalhin natin sila sa madaling sabi.

Ayon kina Poincaré (1908) at Graham Wallace (1926), mayroong apat na pangunahing yugto sa malikhaing pag-iisip:

• Pagsasanay- ang yugto ng pagbabalangkas ng pangunahing gawain at ang mga unang pagtatangka upang malutas ito;
• Incubation- ang yugto kung saan mayroong pansamantalang pagkagambala mula sa proseso, ngunit ang paghahanap ng solusyon sa problema ay isinasagawa sa isang hindi malay na antas;
• kabatiran- ang yugto kung saan natagpuan ang intuitive na solusyon. Bukod dito, ang solusyon na ito ay matatagpuan sa isang sitwasyon na ganap na hindi nauugnay sa gawain;
• Pagsusulit- ang yugto ng pagsubok at pagpapatupad ng solusyon, kung saan nagaganap ang pagpapatunay ng solusyon na ito at ang posibleng karagdagang pag-unlad nito.

Tulad ng nakikita natin, sa proseso ng paglikha ng kanyang talahanayan, intuitively sinundan ni Mendeleev ang apat na yugtong ito. Kung gaano ito kabisa ay mahuhusgahan ng mga resulta, i.e. dahil nilikha ang talahanayan. At dahil ang paglikha nito ay isang malaking hakbang pasulong hindi lamang para sa agham ng kemikal, ngunit para sa buong sangkatauhan, ang apat na yugto sa itaas ay maaaring magamit kapwa sa pagpapatupad ng maliliit na proyekto at sa pagpapatupad ng mga pandaigdigang plano. Ang pangunahing bagay na dapat tandaan ay hindi isang solong pagtuklas, hindi isang solong solusyon sa isang problema ang matatagpuan sa sarili nitong, gaano man natin gustong makita ang mga ito sa isang panaginip at gaano man tayo matulog. Upang magtagumpay, ito man ay ang paglikha ng isang talahanayan ng mga elemento ng kemikal o ang pagbuo ng isang bagong plano sa marketing, kailangan mong magkaroon ng ilang kaalaman at kasanayan, gayundin ang mahusay na paggamit ng iyong potensyal at magsikap.

Hangad namin ang tagumpay sa iyong mga pagsusumikap at matagumpay na pagpapatupad ng iyong mga plano!