Η δομή του ατόμου και ο περιοδικός νόμος

Τακτοποιήθηκαν σύμφωνα με την παρουσία παρόμοιων ιδιοτήτων κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού βάρους.

Σε αντίθεση με τα έργα των προκατόχων του, ο Mendeleev προχώρησε στην υπόθεση της ύπαρξης στοιχείων που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί με βάση περιοδικές αλλαγές στη φυσική και Χημικές ιδιότητεςγνωστά στοιχεία. Άφησαν άδεια κελιά στον πίνακα για στοιχεία που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί και προέβλεψαν τις ιδιότητές τους. Για να δώσει στα προβλεπόμενα στοιχεία "προσωρινά" ονόματα, ο Mendeleev χρησιμοποίησε τα προθέματα "eka", "dvi" και "tree" (από τις σανσκριτικές λέξεις για "ένα", "δύο" και "τρία"), ανάλογα με το πόσες θέσεις κάτω από ένα ήδη ανακαλυφθέν στοιχείο με παρόμοιες ιδιότητες ήταν το προβλεπόμενο στοιχείο. Έτσι, το γερμάνιο, πριν από την ανακάλυψή του το 1886, ονομαζόταν «εξαπυρίτιο» και το ρήνιο, που ανακαλύφθηκε το 1926, ονομαζόταν «διμαγγάνιο».

Ήδη στην πρώτη έκδοση του Περιοδικού Πίνακα, που δημοσιεύτηκε από τον D. I. Mendeleev το 1869, περιλαμβάνονταν περισσότερα στοιχεία από όσα ανακαλύφθηκαν εκείνη την εποχή. Αφήνει τέσσερα ελεύθερα κελιά για ακόμα άγνωστα στοιχεία και τα υποδεικνύει ατομικά βάρη(σε «μερίδια» κοντά σε αξία στη μάζα ενός ατόμου υδρογόνου).

Αναπτύσσοντας τις ιδέες της περιοδικότητας το 1869-1871, ο D. I. Mendeleev εισήγαγε την έννοια της θέσης ενός στοιχείου στο περιοδικό σύστημα ως σύνολο των ιδιοτήτων του σε σύγκριση με τις ιδιότητες άλλων στοιχείων. Να προβλέψει ιδιότητες απλές ουσίεςκαι συνδέσεις, προχώρησε από το γεγονός ότι οι ιδιότητες κάθε στοιχείου είναι ενδιάμεσες μεταξύ των αντίστοιχων ιδιοτήτων δύο γειτονικών στοιχείων στην ομάδα Περιοδικός Πίνακας, δύο γειτονικά στοιχεία σε μια περίοδο και στοιχεία διαγώνια - ο λεγόμενος «κανόνας των αστεριών». Σε αυτή τη βάση, ειδικότερα, με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης της ακολουθίας αλλαγών στα οξείδια που σχηματίζουν γυαλί, διόρθωσα τις τιμές των ατομικών μαζών 9 στοιχείων. Το 1870 προέβλεψε την ύπαρξη, υπολόγισε τις ατομικές μάζες και περιέγραψε τις ιδιότητες τριών στοιχείων που δεν είχαν ανακαλυφθεί ακόμη εκείνη την εποχή - "εκα-αλουμίνιο", "εκα-βόριο" και "εκα-πυρίτιο". Στη συνέχεια, προέβλεψε την ύπαρξη οκτώ ακόμη στοιχείων, συμπεριλαμβανομένου του "dwitellurium" - πολώνιο, "ecaiodine" - astatine, "ekamanganese" - τεχνήτιο, "ecacesia" - Γαλλία.

Οι προβλέψεις του Μεντελέεφ προκάλεσαν επιστημονικό κόσμοσκεπτικισμό και οξύτατη κριτική. Έτσι, ο Γερμανός φυσικοχημικός Wilhelm Ostwald, μελλοντικός βραβευμένος με Νόμπελ, υποστήριξε ότι δεν ήταν ο νόμος που είχε ανακαλυφθεί, αλλά η αρχή της ταξινόμησης του «κάτι αβέβαιου». Ο Robert Bunsen, ανακάλυψε το ρουβίδιο και το καίσιο, έγραψε ότι ο Mendeleev αιχμαλωτίζει τους χημικούς. σε έναν επινοημένο κόσμο καθαρών αφαιρέσεων», και ο Hermann Kolbe το 1870 αποκάλεσε το έργο του Mendeleev θεωρητικό. Η ορθότητα του Mendeleev αποδείχτηκε πειστικά όταν ανακαλύφθηκαν τα στοιχεία που προέβλεψε: γάλλιο (Paul Lecoq de Boisbaudran, 1875), σκάνδιο (Lars Nilsson, 1879) και γερμάνιο (Clemens Winkler, 1886) - αντίστοιχα eka-aluminium, ecaboroncon και ecaboron.

Νομίζω ότι δεν χρειάζεται να επιμείνουμε στην τεράστια σημασία της επιβεβαίωσης των θεωρητικών συμπερασμάτων του κ. Mendeleev

Στο ελαφρύτερο από τα αέρια της ομάδας μηδέν, το πρώτο στον Περιοδικό Πίνακα, αποδόθηκε μια θεωρητική ατομική μάζα μεταξύ 5,3 10 −11 και 9,6 10 −7. Ο Μεντελέγιεφ απέδωσε στα σωματίδια αυτού του αερίου, που ονόμασε νευτώνιο, μια κινητική ταχύτητα της τάξης των 2,5·10 6 m/s. Σχεδόν αβαρή, τα σωματίδια και των δύο αυτών αερίων, σύμφωνα με τον Mendeleev, θα έπρεπε να έχουν περάσει εύκολα από το πάχος της ύλης, πρακτικά χωρίς να εισχωρήσουν σε χημικές αντιδράσεις. Η υψηλή κινητικότητα και η πολύ χαμηλή ατομική μάζα των αερίων τρανσυδρογόνου θα οδηγούσε στο γεγονός ότι θα μπορούσαν να είναι πολύ σπάνια, ενώ θα παραμείνουν πυκνά στην εμφάνιση.

Αργότερα, ο Mendeleev δημοσίευσε μια θεωρητική εξέλιξη για τον αιθέρα. Το βιβλίο, με τίτλο "The Chemical Concept of Ether", δημοσιεύτηκε το 1904 και περιείχε πάλι αναφορά σε δύο υποθετικά ευγενή αέρια ελαφρύτερα από το υδρογόνο, το κορόνιο και το νεοτώνιο. Με τον όρο «αιθερικό αέριο», ο Mendeleev κατανοούσε τη διαστρική ατμόσφαιρα, που αποτελείται από δύο αέρια διυδρογόνου με προσμίξεις άλλων στοιχείων και σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα εσωτερικών διεργασιών που συμβαίνουν στα αστέρια.

Σε αντίθεση με το έργο των προκατόχων του, ο Mendeleev προχώρησε στην υπόθεση της ύπαρξης στοιχείων που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη με βάση περιοδικές αλλαγές στις φυσικές και χημικές ιδιότητες των γνωστών στοιχείων. Άφησαν άδεια κελιά στον πίνακα για στοιχεία που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί και προέβλεψαν τις ιδιότητές τους. Για να δώσει στα προβλεπόμενα στοιχεία "προσωρινά" ονόματα, ο Mendeleev χρησιμοποίησε τα προθέματα "eka", "dvi" και "tree" (από τις σανσκριτικές λέξεις για "ένα", "δύο" και "τρία"), ανάλογα με το πόσες θέσεις κάτω από ένα ήδη ανακαλυφθέν στοιχείο με παρόμοιες ιδιότητες ήταν το προβλεπόμενο στοιχείο. Έτσι, το γερμάνιο, πριν από την ανακάλυψή του το 1886, ονομαζόταν «εξαπυρίτιο» και το ρήνιο, που ανακαλύφθηκε το 1926, ονομαζόταν «διμαγγάνιο».

Αρχικές προβλέψεις (1869-1870)

Ήδη στην πρώτη έκδοση του Περιοδικού Πίνακα, που δημοσιεύτηκε από τον D. I. Mendeleev το 1869, περιλαμβάνονταν περισσότερα στοιχεία από όσα ανακαλύφθηκαν εκείνη την εποχή. Αφήνει τέσσερα ελεύθερα κελιά για άγνωστα ακόμη στοιχεία και υποδεικνύει τα ατομικά τους βάρη (σε «μερίδια» κοντά σε αξία με τη μάζα του ατόμου υδρογόνου).

Αναπτύσσοντας τις ιδέες της περιοδικότητας το 1869-1871, ο D. I. Mendeleev εισήγαγε την έννοια της θέσης ενός στοιχείου στο περιοδικό σύστημα ως σύνολο των ιδιοτήτων του σε σύγκριση με τις ιδιότητες άλλων στοιχείων. Για να προβλέψει τις ιδιότητες απλών ουσιών και ενώσεων, υπέθεσε ότι οι ιδιότητες κάθε στοιχείου ήταν ενδιάμεσες μεταξύ των αντίστοιχων ιδιοτήτων δύο γειτονικών στοιχείων σε μια ομάδα του περιοδικού πίνακα, δύο γειτονικών στοιχείων σε μια περίοδο και στοιχείων κατά μήκος της διαγώνιας - η ο λεγόμενος «κανόνας των αστεριών». Σε αυτή τη βάση, ειδικότερα, με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης της ακολουθίας αλλαγών στα οξείδια που σχηματίζουν γυαλί, διόρθωσα τις τιμές των ατομικών μαζών 9 στοιχείων. Το 1870 προέβλεψε την ύπαρξη, υπολόγισε τις ατομικές μάζες και περιέγραψε τις ιδιότητες τριών στοιχείων που δεν είχαν ανακαλυφθεί ακόμη εκείνη την εποχή - "εκα-αλουμίνιο", "εκα-βόριο" και "εκα-πυρίτιο". Στη συνέχεια, προέβλεψε την ύπαρξη οκτώ ακόμη στοιχείων, συμπεριλαμβανομένου του "dwitellurium" - πολώνιο, "ecaiodine" - astatine, "ekamanganese" - τεχνήτιο, "ecacesia" - Γαλλία.

Οι προβλέψεις του Mendeleev προκάλεσαν σκεπτικισμό και οξύτατη κριτική στον επιστημονικό κόσμο. Έτσι, ο Γερμανός φυσικοχημικός Wilhelm Ostwald, μελλοντικός βραβευμένος με Νόμπελ, υποστήριξε ότι δεν ήταν ο νόμος που είχε ανακαλυφθεί, αλλά η αρχή της ταξινόμησης του «κάτι αβέβαιου». Ο Robert Bunsen, ανακάλυψε το ρουβίδιο και το καίσιο, έγραψε ότι ο Mendeleev αιχμαλωτίζει τους χημικούς. σε έναν επινοημένο κόσμο καθαρών αφαιρέσεων», και ο Hermann Kolbe το 1870 αποκάλεσε το έργο του Mendeleev θεωρητικό. Η ορθότητα του Mendeleev αποδείχτηκε πειστικά όταν ανακαλύφθηκαν τα στοιχεία που προέβλεψε: γάλλιο (Paul Lecoq de Boisbaudran, 1875), σκάνδιο (Lars Nilsson, 1879) και γερμάνιο (Clemens Winkler, 1886) - αντίστοιχα eka-aluminium, ecaboroncon και ecaboron.

Θρίαμβος του Περιοδικού Νόμου

Το βαρύτερο από τα δύο υποθετικά δια-υδρογόνο στοιχεία αναγνωρίστηκε από τον Mendeleev ως κορώνιο, που ονομάστηκε λόγω της συσχέτισής του με μια ανεξήγητη φασματική γραμμή του ηλιακού στέμματος. Μια λανθασμένη βαθμονόμηση του οργάνου έδωσε μήκος κύματος 531,68 nm, το οποίο αργότερα διορθώθηκε στα 530,3 nm. Αυτό το μήκος κύματος συσχετίστηκε από τους Grotrian και Edlen το 1939 με τη γραμμή σιδήρου.

Στο ελαφρύτερο από τα αέρια της ομάδας μηδέν, το πρώτο στον Περιοδικό Πίνακα, αποδόθηκε μια θεωρητική ατομική μάζα μεταξύ 5,3 10 −11 και 9,6 10 −7. Ο Μεντελέγιεφ απέδωσε στα σωματίδια αυτού του αερίου, που ονόμασε νευτώνιο, μια κινητική ταχύτητα της τάξης των 2,5·10 6 m/s. Σχεδόν αβαρή, σωματίδια και των δύο αυτών αερίων, σύμφωνα με τον Mendeleev, θα έπρεπε να έχουν περάσει εύκολα από το πάχος της ύλης, πρακτικά χωρίς να εισέλθουν σε χημικές αντιδράσεις. Η υψηλή κινητικότητα και η πολύ χαμηλή ατομική μάζα των αερίων τρανσυδρογόνου θα οδηγούσε στο γεγονός ότι θα μπορούσαν να είναι πολύ σπάνια, ενώ θα παραμείνουν πυκνά στην εμφάνιση.

Σημειώσεις

Kaji, Masanori (2002). «Η έννοια του Mendeleev για τα χημικά στοιχεία και Οι Αρχές της Χημείας”(PDF). Δελτίο για την Ιστορία της Χημείας. 27 (1): 4-16. Ανακτήθηκε 2011-02-14.

Σχέδιο:

1 αποκωδικοποιητές
2 Initial Predictions, 1870
- 2.1 Εκαμπόρ και σκάνδιο
- 2.2 Εκαλουμίνιο και γάλλιο
- 2.3 Εκαμαγγάνιο και τεχνήτιο
- 2.4 Εξαπυρίτιο και γερμάνιο
3 Προβλέψεις του 1871
4 Μεταγενέστερες προβλέψεις

6 Για περαιτέρω ανάγνωση

Εισαγωγή

Το 1869, ο Dmitri Ivanovich Mendeleev δημοσίευσε τον Περιοδικό Πίνακα των Στοιχείων, στον οποίο τα χημικά στοιχεία ήταν διατεταγμένα ανάλογα με το αν είχαν παρόμοιες ιδιότητες, κατά σειρά αύξησης της ατομικής μάζας. Ταυτόχρονα, ο Mendeleev άφησε άδεια κελιά στον πίνακα για στοιχεία που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί και προέβλεψε τις ιδιότητές τους.

1. Κονσόλες

Για να δώσει στα προβλεπόμενα στοιχεία "προσωρινά" ονόματα, ο Mendeleev χρησιμοποίησε τα προθέματα "eka", "dvi" και "tri", ανάλογα με το πόσες θέσεις κάτω από το ήδη ανακαλυφθέν στοιχείο με παρόμοιες ιδιότητες βρισκόταν το προβλεπόμενο στοιχείο. Έτσι, το γερμάνιο, πριν από την ανακάλυψή του το 1886, ονομαζόταν «εξαπυρίτιο» και το ρήνιο, που ανακαλύφθηκε το 1926, ονομαζόταν «διμαγγάνιο».

Ο Mendeleev παρήγαγε προθέματα για να δηλώσει μη ανακαλυφθέντα στοιχεία από τις σανσκριτικές λέξεις «ένα», «δύο» και «τρία». Πιστεύεται ότι η επιλογή των σανσκριτικών λέξεων από τον Mendeleev επηρεάστηκε από την ομοιότητα του Περιοδικού Πίνακα και του σανσκριτικού abugida, που συνήθως γράφεται σε μορφή πίνακα.

Σήμερα, το πρόθεμα "eka" (λιγότερο συχνά "dvi") χρησιμοποιείται για να περιγράψει στοιχεία υπερουρανίου ή που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη: ekaslead (ununquadium), ekaradon (ununoctium), ekaactinium ή dvilantan (untrienium). Η επίσημη πρακτική της IUPAC είναι να δίνει στα στοιχεία που δεν έχουν ανακαλυφθεί ή πρόσφατα ανακαλυφθεί μια δοκιμαστική συστηματική ονομασία με βάση τον αριθμό χρέωσης και όχι τη θέση τους στον Περιοδικό Πίνακα.

2. Initial Predictions, 1870

Τέσσερα στοιχεία ελαφρύτερα από τις σπάνιες γαίες - εκάβορον ( Eb), eka-αλουμίνιο ( Εα), εκαμαγγάνιο ( Εμ) και εκα-πυρίτιο ( Es) - συνέπεσε αρκετά καλά σε ιδιότητες με τα στοιχεία που ανακαλύφθηκαν αργότερα: σκάνδιο, γάλλιο, τεχνήτιο και γερμάνιο, αντίστοιχα.

Στην αρχική έκδοση του Περιοδικού Πίνακα, τα στοιχεία των σπάνιων γαιών ήταν διατεταγμένα διαφορετικά από ό,τι είναι τώρα, γεγονός που εξηγεί γιατί οι προβλέψεις του Mendeleev για βαρύτερα στοιχεία δεν πραγματοποιήθηκαν τόσο ακριβείς όσο για ελαφρύτερα στοιχεία και γιατί αυτές οι προβλέψεις δεν είναι τόσο ευρέως γνωστές.

2.1. Εκαμπόρ και σκάνδιο

Το οξείδιο του σκανδίου απομονώθηκε στα τέλη του 1879 από τον Σουηδό χημικό Lars Frederik Nilsson. Αργότερα, ο Per Theodor Kleve απέδειξε τη σύμπτωση των ιδιοτήτων του προβλεπόμενου εκαβορίου και του σκανδίου που ανακαλύφθηκε πρόσφατα και ειδοποίησε τον Mendeleev σχετικά. Ο Mendeleev προέβλεψε ατομική μάζα 44 για το εκάβορον και η ατομική μάζα του σκανδίου αποδείχθηκε ότι ήταν 44,955910.

2.2. Εκαλουμίνιο και γάλλιο

Το 1871, ο Mendeleev προέβλεψε την ύπαρξη ενός στοιχείου που δεν είχε ανακαλυφθεί ακόμη, το οποίο ονόμασε eka-aluminium. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τις ιδιότητες που είχε προβλέψει ο Mendeleev με τις πραγματικές ιδιότητες του γαλλίου, που ανακαλύφθηκαν το 1875.

2.3. Εκαμαγγάνιο και τεχνήτιο

Το τεχνήτιο απομονώθηκε από τους Carlo Perrier και Emilio Gino Segre το 1937, μετά το θάνατο του Mendeleev, από δείγματα μολυβδαινίου που ο Ernest Lawrence βομβάρδισε με πυρήνες δευτερίου σε ένα κυκλοτρόνιο. Ο Mendeleev προέβλεψε ατομική μάζα περίπου 100 για το εκαμαγγάνιο και το πιο σταθερό ισότοπο του τεχνητίου είναι 98 Tc.

2.4. Εξαπυρίτιο και γερμάνιο

Το γερμάνιο απομονώθηκε για πρώτη φορά το 1886. Η ανακάλυψή του αποδείχθηκε ότι ήταν η καλύτερη επιβεβαίωση της θεωρίας του Mendeleev εκείνη την εποχή, καθώς το γερμάνιο στις ιδιότητές του διαφέρει σημαντικά πιο έντονα από τα γειτονικά στοιχεία από τα δύο προηγούμενα προβλεπόμενα στοιχεία.

3. Προβλέψεις του 1871

Το 1871, ο Mendeleev προέβλεψε την ύπαρξη ενός στοιχείου που βρίσκεται μεταξύ θορίου και ουρανίου. Τριάντα χρόνια αργότερα, το 1900, ο William Crookes απομόνωσε το πρωτακτίνιο ως άγνωστη ραδιενεργή ακαθαρσία σε ένα δείγμα ουρανίου. Στη συνέχεια απομονώθηκαν διάφορα ισότοπα πρωτακτινίου στη Γερμανία το 1913 και το 1918, αλλά σύγχρονο όνομαΤο στοιχείο ελήφθη μόλις το 1948.

Η έκδοση του Περιοδικού Πίνακα που δημοσιεύτηκε το 1869 προέβλεψε την ύπαρξη ενός βαρύτερου αναλόγου του τιτανίου και του ζιρκονίου, αλλά το 1871 ο Mendeleev το αντικατέστησε με λανθάνιο. Η ανακάλυψη του αφνίου το 1923 επιβεβαίωσε την αρχική υπόθεση του Mendeleev.

4. Μεταγενέστερες προβλέψεις

Το 1902, μετά την ανακάλυψη του ηλίου και του αργού, ο Mendeleev τα τοποθέτησε στην ομάδα μηδέν του πίνακα. Αμφισβητώντας την ορθότητα της ατομικής θεωρίας, η οποία εξηγεί τον νόμο της σταθερότητας της σύνθεσης, δεν μπορούσε εκ των προτέρωνθεωρούν το υδρογόνο ως το ελαφρύτερο από τα στοιχεία και πίστευαν ότι ένα υποθετικό, ακόμη ελαφρύτερο μέλος της χημικά αδρανούς μηδενικής ομάδας θα μπορούσε να περάσει απαρατήρητο. Ο Mendeleev προσπάθησε να εξηγήσει τη ραδιενέργεια με την ύπαρξη αυτού του στοιχείου.

Το βαρύτερο από τα δύο στοιχεία προ-ηλίου αναγνωρίστηκε από τον Mendeleev ως κορώνιο, το οποίο έλαβε το όνομά του από τη συσχέτισή του με την ανεξήγητη φασματική γραμμή του ηλιακού στέμματος. Μια λανθασμένη βαθμονόμηση του οργάνου έδωσε μήκος κύματος 531,68 nm, το οποίο αργότερα διορθώθηκε στα 530,3 nm. Ο Grotrian και ο Edlen συσχέτισαν αυτό το μήκος κύματος με τη γραμμή σιδήρου το 1939.

Στο ελαφρύτερο από τα αέρια της ομάδας μηδέν, το πρώτο στον Περιοδικό Πίνακα, αποδόθηκε μια θεωρητική ατομική μάζα μεταξύ 5,3 10 −11 και 9,6 10 −7. Ο Mendeleev απέδωσε στα σωματίδια αυτού του αερίου μια κινητική ταχύτητα της τάξης των 2,5·10 6 m/s. Σχεδόν αβαρή, σωματίδια και των δύο αυτών αερίων, σύμφωνα με τον Mendeleev, θα έπρεπε να έχουν περάσει εύκολα από το πάχος της ύλης, πρακτικά χωρίς να εισέλθουν σε χημικές αντιδράσεις. Η υψηλή κινητικότητα και η πολύ χαμηλή ατομική μάζα των αερίων τρανσυδρογόνου θα οδηγούσε στο γεγονός ότι θα μπορούσαν να είναι πολύ σπάνια, ενώ θα παραμείνουν πυκνά στην εμφάνιση. Ο Mendeleev ήταν τόσο σίγουρος για την ύπαρξη στοιχείων trans-υδρογόνου που τα συμπεριέλαβε σε μεταγενέστερες εκδόσεις του Περιοδικού Πίνακα. [ πηγή;]

Αργότερα, ο Mendeleev δημοσίευσε μια θεωρητική ανάπτυξη για τον αιθέρα, η οποία έλυσε [ πηγή;] πολλές από τις αντιφάσεις της τότε υπάρχουσας φυσικής. Το βιβλίο, με τίτλο The Chemical Concept of Ether, εκδόθηκε το 1904 και περιείχε πάλι αναφορά σε δύο αέρια ελαφρύτερα από το υδρογόνο. Με τον όρο «αιθερικό αέριο», ο Mendeleev κατανοούσε τη διαστρική ατμόσφαιρα, που αποτελείται από δύο αέρια διυδρογόνου με προσμίξεις άλλων στοιχείων και σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα εσωτερικών διεργασιών που συμβαίνουν στα αστέρια.

Σημειώσεις

Kaji, Masanori (2002). «Η έννοια του D.I. Mendeleev για τα χημικά στοιχεία και Οι Αρχές της Χημείας- www.scs.uiuc.edu/~mainzv/HIST/awards/OPA Papers/2005-Kaji.pdf.” Δελτίο για την Ιστορία της Χημείας 27 (1): 4–16.
Ο αριθμός μάζας 98 διαφέρει από την ατομική μάζα στο ότι λαμβάνει υπόψη τα νουκλεόνια στον πυρήνα ενός ισοτόπου και δεν είναι η μάζα του μέσου δείγματος (που περιέχει ένα φυσικό σύνολο ισοτόπων) σε σχέση με τους 12 C. Η ατομική μάζα του Το ισότοπο 98 Tc είναι 97,907214. Για στοιχεία που είναι πολύ ασταθή για να είναι μέσα φλοιός της γηςΑπό την εμφάνιση της Γης, η ατομική μάζα του πιο συνηθισμένου συνόλου ισοτόπων στη φύση έχει αντικατασταθεί από την ατομική μάζα του πιο σταθερού ισοτόπου. - chemlab.pc.maricopa.edu/PERIODIC/Tc.html
Έμσλι Τζον Nature's Building Blocks - (Σκληρό εξώφυλλο, Πρώτη Έκδοση - Oxford University Press, 2001. - P. 347. - ISBN 0198503407).
Μεντελέεφ Δ.Βασικά στοιχεία της χημείας. - 7η έκδοση.
Swings, P. (Ιούλιος 1943). Ταυτοποίηση "Edlén" των στεφανιαίων γραμμών με τις απαγορευμένες γραμμές των Fe X, XI, XIV, XV, Ca XII, XII, XV /cgi-bin/nph-bib_query?1943ApJ....98..116S." Astrophysical Journal 98 (119): 116–124. DOI:10.1086/144550 - dx.doi.org/10.1086/144550. και - laserstars.org/spectra/Coronium.html
Μεντελέεφ Δ.Μια προσπάθεια χημικής κατανόησης του παγκόσμιου αιθέρα. - Αγία Πετρούπολη, 1903.
Αγγλική μετάφραση:
Mendeleff D. An Attempt Towards A Chemical Conception Of The Ether / G. Kamensky (μεταφραστής). - Longmans, Green & Co., 1904.
δείτε επίσης
Bensaude-Vincent, Bernadette (1982). "L'éther, élément chimique: un essai malheureux de Mendéleev en 1904." British Journal for the History of Science 15 : 183–188. DOI:10.1086/144550 - dx.doi.org/10.1086/144550.

6. Για περαιτέρω ανάγνωση

Σέρι ΈρικΟ Περιοδικός Πίνακας: Η ιστορία του και η σημασία του. - Νέα Υόρκη: Oxford University Press, 2007. - ISBN 0195305736

4.5 Ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου από τον D.I Mendeleev. Η σημασία του Περιοδικού Νόμου για τη χημεία και τις φυσικές επιστήμες.

Η πρώτη έκδοση του Περιοδικού Πίνακα Στοιχείων δημοσιεύτηκε από τον Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ το 1869 - πολύ πριν μελετηθεί η δομή του ατόμου. Εκείνη την εποχή, ο Μεντελέεφ δίδασκε χημεία στο Πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρούπολης. Προετοιμάζοντας για διαλέξεις και συλλέγοντας υλικό για το σχολικό του βιβλίο "Βασικές αρχές της Χημείας", ο D. I. Mendeleev σκέφτηκε πώς να συστηματοποιήσει το υλικό με τέτοιο τρόπο ώστε οι πληροφορίες σχετικά με τις χημικές ιδιότητες των στοιχείων να μην μοιάζουν με ένα σύνολο ανόμοιων γεγονότων.

Ο D. I. Mendeleev χρησίμευσε ως οδηγός σε αυτό το έργο ατομικές μάζες(ατομικά βάρη) στοιχείων. Μετά το Παγκόσμιο Συνέδριο Χημικών το 1860, στο οποίο συμμετείχε και ο D.I Mendeleev, το πρόβλημα του ορθού προσδιορισμού των ατομικών βαρών βρισκόταν συνεχώς στο επίκεντρο της προσοχής πολλών κορυφαίων χημικών στον κόσμο, συμπεριλαμβανομένου του D.I.

Τακτοποιώντας τα στοιχεία σε αύξουσα σειρά των ατομικών τους βαρών, ο D. I. Mendeleev ανακάλυψε έναν θεμελιώδη νόμο της φύσης, ο οποίος είναι τώρα γνωστός ως Περιοδικός Νόμος:

Οι ιδιότητες των στοιχείων αλλάζουν περιοδικά ανάλογα με το ατομικό τους βάρος.

Η παραπάνω διατύπωση δεν έρχεται καθόλου σε αντίθεση με τη σύγχρονη, στην οποία η έννοια του «ατομικού βάρους» αντικαθίσταται από την έννοια του «πυρηνικού φορτίου». Σήμερα γνωρίζουμε ότι η ατομική μάζα συγκεντρώνεται κυρίως στον πυρήνα του ατόμου. Ο πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Με την αύξηση του αριθμού των πρωτονίων, που καθορίζουν το φορτίο του πυρήνα, αυξάνεται και ο αριθμός των νετρονίων στους πυρήνες, άρα και η μάζα των ατόμων των στοιχείων.

Πριν από τον Mendeleev, έγιναν αρκετές προσπάθειες συστηματοποίησης στοιχείων σύμφωνα με διάφορα χαρακτηριστικά. Κυρίως ενωμένοι παρόμοιοςστοιχεία ανάλογα με τις χημικές τους ιδιότητες. Για παράδειγμα: Li, Na, K. Ή: Cl, Br, I. Αυτά και μερικά άλλα στοιχεία συνδυάστηκαν στις λεγόμενες «τριάδες». Ένας πίνακας πέντε τέτοιων «τριάδων» δημοσιεύτηκε από τον Dobereiner το 1829, αλλά περιελάμβανε μόνο ένα μικρό μέρος των στοιχείων που ήταν γνωστά εκείνη την εποχή.

Το 1864, ο Άγγλος J. Newlands παρατήρησε ότι εάν τα στοιχεία είναι διατεταγμένα κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού βάρους, τότε περίπου κάθε όγδοο στοιχείο είναι ένα είδος επανάληψης του πρώτου - όπως ακριβώς είναι η νότα "C" (όπως κάθε άλλη νότα). επαναλαμβάνεται σε μουσικές οκτάβες κάθε 7 νότες (νόμος των οκτάβων). Μια έκδοση του πίνακα Newlands που χρονολογείται από το 1865 φαίνεται παρακάτω. Στοιχεία που είχαν το ίδιο ατομικό βάρος (σύμφωνα με τα δεδομένα εκείνης της εποχής) τοποθετήθηκαν κάτω από τον ίδιο αριθμό. Μπορεί κανείς να δει τις δυσκολίες που αντιμετώπισε ο Newlands - τα αναδυόμενα μοτίβα καταστράφηκαν γρήγορα, αφού το σύστημά του δεν έλαβε υπόψη την πιθανότητα ύπαρξης στοιχείων που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί.

Η έκθεση του Newlands, «Ο νόμος των οκτάβων και οι αιτίες των χημικών αναλογιών μεταξύ των ατομικών βαρών», συζητήθηκε σε μια συνάντηση της Χημικής Εταιρείας του Λονδίνου την 1η Μαρτίου 1866, και μια σύντομη αναφορά σχετικά δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Chemical News. . Ο Newlands ήταν κοντά στην ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου, αλλά η ίδια η ιδέα της διαδοχικής αρίθμησης μόνο στοιχείων που ήταν γνωστά εκείνη την εποχή δεν «έσπασε» απλώς την ομαλή αλλαγή στις χημικές τους ιδιότητες - αυτή η ιδέα απέκλεισε την πιθανότητα ύπαρξης στοιχεία που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί, για τα οποία απλά δεν υπήρχε θέση στο σύστημα του Newlands. Η θεμελιώδης καινοτομία του Περιοδικού Νόμου, που ανακαλύφθηκε και διατυπώθηκε από τον D. I. Mendeleev ακριβώς τρία χρόνια αργότερα, ήταν η εξής:

1. Δημιουργήθηκε μια σύνδεση μεταξύ στοιχείων που ήταν ανόμοια στις ιδιότητες τους. Αυτή η σύνδεση έγκειται στο γεγονός ότι οι ιδιότητες των στοιχείων αλλάζουν ομαλά και περίπου εξίσου καθώς αυξάνεται το ατομικό τους βάρος και στη συνέχεια αυτές οι αλλαγές ΕΠΑΝΑΛΑΜΒΑΝΟΝΤΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΑ.

2. Σε εκείνες τις περιπτώσεις που φαινόταν ότι λείπει κάποιος σύνδεσμος στην ακολουθία αλλαγών στις ιδιότητες των στοιχείων, παρέχονταν GAPS στον Περιοδικό Πίνακα που έπρεπε να συμπληρωθούν με στοιχεία που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί. Επιπλέον, ο Περιοδικός Νόμος κατέστησε δυνατή την ΠΡΟΒΛΕΨΗ των ιδιοτήτων αυτών των στοιχείων.

Η πρώτη έκδοση του Περιοδικού Πίνακα, που δημοσιεύτηκε από τον Mendeleev το 1869, φαίνεται ασυνήθιστη στον σύγχρονο αναγνώστη (Εικ. 4-5). Οι ατομικοί αριθμοί δεν έχουν ακόμη εκχωρηθεί, οι μελλοντικές ομάδες στοιχείων βρίσκονται οριζόντια (και οι μελλοντικές περίοδοι - κατακόρυφα), τα ευγενή αέρια δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί, συναντώνται άγνωστα σύμβολα στοιχείων, πολλές ατομικές μάζες διαφέρουν αισθητά από τις σύγχρονες. Ωστόσο, είναι σημαντικό για εμάς να δούμε ότι ήδη στην πρώτη έκδοση του Περιοδικού Πίνακα D.I. Άφησε 4 κελιά του τραπεζιού του ελεύθερα για άγνωστα ακόμα στοιχεία και ήταν ακόμη σε θέση να υπολογίσει σωστά το ατομικό τους βάρος. Οι μονάδες ατομικής μάζας (amu) δεν είχαν γίνει ακόμη αποδεκτές και τα ατομικά βάρη των στοιχείων μετρήθηκαν σε «μερίδια» κοντά σε αξία με τη μάζα ενός ατόμου υδρογόνου.

Ρύζι. 4-5. Η πρώτη έκδοση του Περιοδικού Πίνακα, που δημοσιεύτηκε στο 1869 έτος. Στοιχεία που προβλέφθηκαν από τον D.I Mendeleev και ανακαλύφθηκαν στην πραγματικότητα αργότερα.

Σε όλες τις προηγούμενες προσπάθειες για τον προσδιορισμό της σχέσης μεταξύ των στοιχείων, άλλοι ερευνητές προσπάθησαν να δημιουργήσουν πεπερασμένοςμια εικόνα στην οποία δεν υπήρχε χώρος για στοιχεία που δεν είχαν ανακαλυφθεί ακόμη. Αντίθετα, ο D.I Mendeleev θεωρούσε ότι το πιο σημαντικό μέρος του Περιοδικού Πίνακα ήταν εκείνα τα κελιά που έμειναν άδεια (ερωτηματικά στο Σχ. 4-5). Αυτό το έκανε δυνατό προλέγωτην ύπαρξη αγνώστων ακόμη στοιχείων.

Είναι αξιοθαύμαστο ότι ο D. I. Mendeleev έκανε την ανακάλυψή του σε μια εποχή που τα ατομικά βάρη πολλών στοιχείων προσδιορίστηκαν πολύ κατά προσέγγιση, και μόνο 63 στοιχεία ήταν γνωστά - δηλαδή λίγο περισσότερα από τα μισά από αυτά που είναι γνωστά σε εμάς σήμερα.

Η βαθιά γνώση των χημικών ιδιοτήτων διαφόρων στοιχείων επέτρεψε στον Mendeleev όχι μόνο να επισημάνει στοιχεία που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί, αλλά και προλέγωτις περιουσίες τους! Κοιτάξτε πόσο σωστά ο D.I Mendeleev προέβλεψε τις ιδιότητες του στοιχείου που ονόμασε «εκα-πυρίτιο» (στο Σχ. 4-5 αυτό είναι το στοιχείο γερμάνιο). 16 χρόνια αργότερα, η πρόβλεψη του D.I Mendeleev επιβεβαιώθηκε έξοχα.

Πίνακας 4-5. Σύγκριση των ιδιοτήτων που προέβλεψε ο D.I Mendeleev για το ακόμη μη ανακαλυφθέν στοιχείο «eka-silicon» με τις ιδιότητες του στοιχείου γερμάνιο (Ge). Στον σύγχρονο Περιοδικό Πίνακα, το γερμάνιο καταλαμβάνει τη θέση του «εκα-πυριτίου».

Με τον ίδιο τρόπο, κατά τη διάρκεια της ζωής του D.I Mendeleev, επιβεβαιώθηκαν έξοχα οι ιδιότητες του "eka-aluminium" (το στοιχείο galium Ga) και του "eka-boron" (το στοιχείο scandium Sc).

Μετά από αυτό, έγινε σαφές στους επιστήμονες σε όλο τον κόσμο ότι ο Περιοδικός Πίνακας του D.I Mendeleev όχι μόνο συστηματοποιεί τα στοιχεία, αλλά είναι μια γραφική έκφραση του θεμελιώδους νόμου της φύσης - του Περιοδικού Νόμου.

Αυτός ο νόμος έχει προγνωστική δύναμη. Κατέστησε δυνατή τη διεξαγωγή στοχευμένης αναζήτησης νέων, μη ανακαλυφθέντων ακόμη στοιχείων. Τα ατομικά βάρη πολλών στοιχείων, που προηγουμένως προσδιορίστηκαν με ανεπαρκή ακρίβεια, υπόκεινταν σε επαλήθευση και διευκρίνιση ακριβώς επειδή οι εσφαλμένες τιμές τους έρχονταν σε σύγκρουση με τον Περιοδικό Νόμο.

** Ωστόσο, ακόμα και μετά την τεράστια και προσεκτική δουλειά των χημικών για τη διόρθωση των ατομικών βαρών, σε τέσσερα σημεία του Περιοδικού Πίνακα τα στοιχεία «παραβιάζουν» την αυστηρή σειρά διάταξης στην αύξηση της ατομικής μάζας. Αυτά είναι ζεύγη στοιχείων:

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).

Κατά την εποχή του D.I Mendeleev, τέτοιες αποκλίσεις θεωρούνταν αδυναμίες του Περιοδικού Πίνακα. Η θεωρία της ατομικής δομής έβαλε τα πάντα στη θέση τους: τα στοιχεία βρίσκονται απολύτως σωστά - σύμφωνα με τα φορτία των πυρήνων τους. Πώς μπορούμε λοιπόν να εξηγήσουμε ότι το ατομικό βάρος του αργού είναι μεγαλύτερο από το ατομικό βάρος του καλίου;

Το ατομικό βάρος οποιουδήποτε στοιχείου είναι ίσο με το μέσο ατομικό βάρος όλων του ισότοπαδεδομένης της επικράτησης τους στη φύση (θυμηθείτε την παράγραφο 2.3 από το Κεφάλαιο 2). Κατά τύχη, το ατομικό βάρος του αργού καθορίζεται από το «βαρύτερο» ισότοπο (βρίσκεται στη φύση σε μεγαλύτερες ποσότητες). Στο κάλιο, αντίθετα, κυριαρχεί το «ελαφρύτερο» ισότοπό του (δηλαδή ένα ισότοπο με μικρότερο αριθμό μάζας).

Ο πειραματικός προσδιορισμός των πυρηνικών φορτίων των στοιχείων, που πραγματοποιήθηκε από τον G. Moseley το 1914, επιβεβαίωσε την ορθότητα του D.I Mendeleev, ο οποίος έδωσε προτίμηση στις χημικές ιδιότητες παρά στα ατομικά βάρη των στοιχείων κατά τον προσδιορισμό της τελικής τους θέσης στον Περιοδικό Πίνακα.

Από την έλευση του Περιοδικού Νόμου, η χημεία έπαψε να είναι περιγραφική επιστήμη. Όπως σημείωσε μεταφορικά ο διάσημος Ρώσος χημικός N.D. Zelinsky, ο Περιοδικός Νόμος ήταν «η ανακάλυψη της αμοιβαίας σύνδεσης όλων των ατόμων στο σύμπαν».

Περαιτέρω ανακαλύψεις στη χημεία και τη φυσική έχουν επανειλημμένα επιβεβαιώσει τη θεμελιώδη έννοια του Περιοδικού Νόμου. Ανακαλύφθηκαν αδρανή αέρια, τα οποία ταιριάζουν απόλυτα στον Περιοδικό Πίνακα - αυτό φαίνεται ιδιαίτερα καθαρά από τη μακρά μορφή του πίνακα. Ο σειριακός αριθμός ενός στοιχείου αποδείχθηκε ότι είναι ίσος με το φορτίο του πυρήνα ενός ατόμου αυτού του στοιχείου. Πολλά προηγουμένως άγνωστα στοιχεία ανακαλύφθηκαν χάρη σε μια στοχευμένη αναζήτηση ακριβώς εκείνων των ιδιοτήτων που είχαν προβλεφθεί από τον Περιοδικό Πίνακα.

Ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου[επεξεργασία | επεξεργασία κειμένου πηγής]

Πορτρέτο του D. I. Mendeleev (1861)

Περιοδικός πίνακας του D. I. Mendeleev 1871

Εκδοχή Περιοδικός Πίνακας Mendeleev 1891. Δεν υπάρχουν ευγενή αέρια σε αυτό.

Τον Μάρτιο του 1869, σε μια συνεδρίαση της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας, διαβάστηκε ένα μήνυμα από τον Ρώσο χημικό Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ σχετικά με την ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου. χημικά στοιχεία. Την ίδια χρονιά κυκλοφόρησε η πρώτη έκδοση του εγχειριδίου του Mendeleev «Fundamentals of Chemistry», στην οποία Περιοδικός Πίνακας. Τον Νοέμβριο του 1870, ανέφερε στη Ρωσική Χημική Εταιρεία το άρθρο « Φυσικό σύστημαστοιχεία και η εφαρμογή του στην ένδειξη των ιδιοτήτων των μη ανακαλυφθέντων στοιχείων», στο οποίο ο Mendeleev χρησιμοποίησε για πρώτη φορά τον όρο "περιοδικός νόμος"και επεσήμανε την ύπαρξη αρκετών στοιχείων που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί.

Το 1871, στο τελευταίο άρθρο «Περιοδικός Νόμος των Χημικών Στοιχείων», ο Mendeleev έδωσε την ακόλουθη διατύπωση του Περιοδικού Νόμου: οι ιδιότητες των απλών σωμάτων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων των στοιχείων, και επομένως οι ιδιότητες των απλών και σύνθετων σωμάτων που σχηματίζουν, εξαρτώνται περιοδικά από το ατομικό τους βάρος". Ταυτόχρονα, ο Mendeleev έδωσε στον περιοδικό του πίνακα μια μορφή που έγινε κλασική (τη λεγόμενη έκδοση μικρής περιόδου).

Σε αντίθεση με τους προκατόχους του, ο Mendeleev όχι μόνο συνέταξε έναν πίνακα και επεσήμανε την παρουσία αναμφισβήτητων μοτίβων στις αριθμητικές τιμές των ατομικών μαζών, αλλά αποφάσισε επίσης να ονομάσει αυτά τα μοτίβα γενικός νόμος της φύσης. Με βάση την υπόθεση ότι η ατομική μάζα προκαθορίζειιδιότητες του στοιχείου, ανέλαβε να αλλάξει τα αποδεκτά ατομικά βάρη ορισμένων στοιχείων και να περιγράψει λεπτομερώς τις ιδιότητες στοιχείων που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη. Για να προβλέψει τις ιδιότητες απλών ουσιών και ενώσεων, ο Mendeleev προχώρησε από το γεγονός ότι οι ιδιότητες κάθε στοιχείου είναι ενδιάμεσες μεταξύ των αντίστοιχων ιδιοτήτων δύο γειτονικών στοιχείων στην ομάδα του περιοδικού πίνακα (δηλαδή πάνω και κάτω) και ταυτόχρονα δύο γειτονικών στοιχείων. στοιχεία στην περίοδο (αριστερά και δεξιά) (δηλαδή ν. «κανόνας αστεριών»).

Ο D.I. Mendeleev αγωνίστηκε για την αναγνώριση του Περιοδικού Νόμου για πολλά χρόνια. Οι ιδέες του αναγνωρίστηκαν μόνο αφού ανακαλύφθηκαν τα στοιχεία που είχε προβλέψει ο Μεντελέγιεφ: γάλλιο (Paul Lecoq de Boisbaudran, 1875), σκάνδιο (Lars Nilsson, 1879) και γερμάνιο (Clemens Winkler, 1886) - αντίστοιχα eka-aluminium, eca-boron και -πυρίτιο. Από τα μέσα της δεκαετίας του 1880, ο Περιοδικός Νόμος έχει αναγνωριστεί οριστικά ως ένα από τα θεωρητικά θεμέλια της χημείας.

Αγγλικά:Μνημείο στον περιοδικό πίνακα, μπροστά από τη Σχολή Χημικών και Τεχνολογίας Τροφίμων του Σλοβακικού Τεχνολογικού Πανεπιστημίου στη Μπρατισλάβα, Σλοβακία. Το μνημείο τιμά τον Ντμίτρι Μεντελέεφ.

Περιοδικός πίνακας: ιστορία ανακάλυψης, ενδιαφέροντα γεγονότα και ιστορίες

Πηγή:

Επιστήμη, Προφορές

VKontakte5

Τυπώνω

αποστολή μέσω ταχυδρομείου

Η ανακάλυψη του πίνακα των περιοδικών χημικών στοιχείων ήταν ένα από τα σημαντικά ορόσημα στην ιστορία της ανάπτυξης της χημείας ως επιστήμης. Ο ανακάλυψες του πίνακα ήταν ο Ρώσος επιστήμονας Ντμίτρι Μεντελέεφ. Ένας εξαιρετικός επιστήμονας με ευρεία επιστημονική προοπτική κατάφερε να συνδυάσει όλες τις ιδέες για τη φύση των χημικών στοιχείων σε μια ενιαία συνεκτική έννοια. Σχετικά με την ιστορία της ανακάλυψης του πίνακα περιοδικών στοιχείων, ενδιαφέροντα γεγονόταπου σχετίζονται με την ανακάλυψη νέων στοιχείων και λαϊκών παραμυθιών που περιέβαλαν τον Mendeleev και τον πίνακα των χημικών στοιχείων που δημιούργησε, το M24.RU θα σας πει σε αυτό το άρθρο. Ιστορικό ανοίγματος πίνακαΜέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα, είχαν ανακαλυφθεί 63 χημικά στοιχεία και οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο έχουν επανειλημμένα κάνει προσπάθειες να συνδυάσουν όλα τα υπάρχοντα στοιχεία σε μια ενιαία έννοια. Προτάθηκε η τοποθέτηση των στοιχείων κατά σειρά αύξησης της ατομικής μάζας και η διαίρεση τους σε ομάδες σύμφωνα με παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Το 1863, ο χημικός και μουσικός John Alexander Newland πρότεινε τη θεωρία του, ο οποίος πρότεινε μια διάταξη χημικών στοιχείων παρόμοια με αυτή που ανακάλυψε ο Mendeleev, αλλά το έργο του επιστήμονα δεν ελήφθη σοβαρά υπόψη από την επιστημονική κοινότητα λόγω του γεγονότος ότι ο συγγραφέας παρασύρθηκε από την αναζήτηση της αρμονίας και τη σύνδεση της μουσικής με τη χημεία. Το 1869, ο Mendeleev δημοσίευσε το διάγραμμα του περιοδικού πίνακα στο Journal of the Russian Chemical Society και έστειλε ειδοποίηση για την ανακάλυψη στους κορυφαίους επιστήμονες του κόσμου. Στη συνέχεια, ο χημικός βελτίωσε και βελτίωσε το σχήμα περισσότερες από μία φορές μέχρι να αποκτήσει τη συνηθισμένη του εμφάνιση. Η ουσία της ανακάλυψης του Mendeleev είναι ότι με την αύξηση της ατομικής μάζας, οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων αλλάζουν όχι μονότονα, αλλά περιοδικά. Μετά από έναν ορισμένο αριθμό στοιχείων με διαφορετικές ιδιότητες, οι ιδιότητες αρχίζουν να επαναλαμβάνονται. Έτσι, το κάλιο είναι παρόμοιο με το νάτριο, το φθόριο είναι παρόμοιο με το χλώριο και ο χρυσός είναι παρόμοιος με το ασήμι και τον χαλκό. Το 1871, ο Mendeleev συνδύασε τελικά τις ιδέες στον περιοδικό νόμο. Οι επιστήμονες προέβλεψαν την ανακάλυψη πολλών νέων χημικών στοιχείων και περιέγραψαν τις χημικές τους ιδιότητες. Στη συνέχεια, οι υπολογισμοί του χημικού επιβεβαιώθηκαν πλήρως - το γάλλιο, το σκάνδιο και το γερμάνιο αντιστοιχούσαν πλήρως στις ιδιότητες που τους απέδωσε ο Mendeleev. Ιστορίες για τον Mendeleev

Χαρακτικό που απεικονίζει τον Μεντελέγιεφ. Φωτογραφία: ITAR-TASS

Υπήρχαν πολλές ιστορίες για τον διάσημο επιστήμονα και τις ανακαλύψεις του. Οι άνθρωποι εκείνη την εποχή είχαν ελάχιστη κατανόηση της χημείας και πίστευαν ότι η μελέτη της χημείας ήταν κάτι σαν να τρως σούπα από μωρά και να κλέβεις σε βιομηχανική κλίμακα. Ως εκ τούτου, οι δραστηριότητες του Mendeleev απέκτησαν γρήγορα μια μάζα φημών και θρύλων. Ένας από τους θρύλους λέει ότι ο Mendeleev ανακάλυψε τον πίνακα των χημικών στοιχείων σε ένα όνειρο. Αυτή δεν είναι η μόνη περίπτωση, ο August Kekule, ο οποίος ονειρευόταν τη φόρμουλα του δακτυλίου βενζίνης, μίλησε επίσης για την ανακάλυψή του. Ωστόσο, ο Mendeleev μόνο γέλασε με τους κριτικούς. «Το σκέφτομαι για είκοσι χρόνια, και λες: Κάθισα και ξαφνικά... τελείωσε!» είπε κάποτε ο επιστήμονας για την ανακάλυψή του. Μια άλλη ιστορία πιστώνει στον Mendeleev την ανακάλυψη της βότκας. Το 1865, ο μεγάλος επιστήμονας υπερασπίστηκε τη διατριβή του με θέμα «Λόγος για τον συνδυασμό του αλκοόλ με το νερό» και αυτό έδωσε αμέσως την αφορμή για έναν νέο θρύλο. Οι σύγχρονοι του χημικού χαμογέλασαν, λέγοντας ότι ο επιστήμονας «δημιουργεί αρκετά καλά υπό την επήρεια αλκοόλ σε συνδυασμό με νερό», και οι επόμενες γενιές ήδη αποκαλούσαν τον Mendeleev τον ανακάλυψε της βότκας. Γέλασαν επίσης με τον τρόπο ζωής του επιστήμονα, και ειδικά με το γεγονός ότι ο Μεντελέγιεφ εξόπλισε το εργαστήριό του στην κοιλότητα μιας τεράστιας βελανιδιάς. Οι σύγχρονοι κορόιδευαν επίσης το πάθος του Mendeleev για τις βαλίτσες. Κατά την περίοδο της ακούσιας αδράνειας του στη Συμφερούπολη, ο επιστήμονας αναγκάστηκε να απομακρύνει τον χρόνο υφαίνοντας βαλίτσες. Αργότερα, κατασκεύασε ανεξάρτητα δοχεία από χαρτόνι για τις ανάγκες του εργαστηρίου. Παρά την ξεκάθαρα «ερασιτεχνική» φύση αυτού του χόμπι, ο Mendeleev συχνά αποκαλούνταν «κύριος των βαλιτσών». Ανακάλυψη ραδίουΜια από τις πιο τραγικές και ταυτόχρονα διάσημες σελίδες στην ιστορία της χημείας και η εμφάνιση νέων στοιχείων στον περιοδικό πίνακα συνδέεται με την ανακάλυψη του ραδίου. Το νέο χημικό στοιχείο ανακαλύφθηκε από τους συζύγους Marie και Pierre Curie, οι οποίοι ανακάλυψαν ότι τα απόβλητα που απομένουν μετά τον διαχωρισμό του ουρανίου από το μετάλλευμα ουρανίου ήταν πιο ραδιενεργά από το καθαρό ουράνιο. Δεδομένου ότι κανείς δεν ήξερε τι ήταν η ραδιενέργεια εκείνη την εποχή, οι φήμες απέδωσαν γρήγορα θεραπευτικές ιδιότητες και την ικανότητα να θεραπεύει σχεδόν όλες τις γνωστές στην επιστήμη ασθένειες στο νέο στοιχείο. Το ράδιο περιλαμβανόταν σε προϊόντα διατροφής, οδοντόκρεμες και κρέμες προσώπου. Οι πλούσιοι φορούσαν ρολόγια των οποίων τα καντράν ήταν βαμμένα με μπογιά που περιείχε ράδιο. Το ραδιενεργό στοιχείο προτάθηκε ως μέσο για τη βελτίωση της ισχύος και την ανακούφιση του στρες. Μια τέτοια «παραγωγή» συνεχίστηκε για είκοσι χρόνια - μέχρι τη δεκαετία του '30 του εικοστού αιώνα, όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν τις πραγματικές ιδιότητες της ραδιενέργειας και ανακάλυψαν πόσο καταστροφική είναι η επίδραση της ακτινοβολίας στο ανθρώπινο σώμα. Η Μαρία Κιουρί πέθανε το 1934 από ασθένεια ακτινοβολίας που προκλήθηκε από μακροχρόνια έκθεση στο ράδιο. Νεφέλωμα και Κορόνιο

Ο περιοδικός πίνακας όχι μόνο διέταξε τα χημικά στοιχεία σε ένα ενιαίο αρμονικό σύστημα, αλλά έκανε επίσης δυνατή την πρόβλεψη πολλών ανακαλύψεων νέων στοιχείων. Παράλληλα, ορισμένα χημικά «στοιχεία» αναγνωρίστηκαν ως ανύπαρκτα με τη βάση ότι δεν εντάσσονταν στην έννοια του περιοδικού νόμου. Η πιο διάσημη ιστορία είναι η «ανακάλυψη» των νέων στοιχείων νεφέλωμα και κορώνιο. Κατά τη μελέτη της ηλιακής ατμόσφαιρας, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν φασματικές γραμμές που δεν ήταν σε θέση να ταυτίσουν με κανένα από τα χημικά στοιχεία που ήταν γνωστά στη γη. Οι επιστήμονες πρότειναν ότι αυτές οι γραμμές ανήκουν σε ένα νέο στοιχείο, το οποίο ονομάστηκε κορόνιο (επειδή οι γραμμές ανακαλύφθηκαν κατά τη μελέτη της «στεφάνης» του Ήλιου - το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας του άστρου). Λίγα χρόνια αργότερα, οι αστρονόμοι έκαναν μια άλλη ανακάλυψη μελετώντας τα φάσματα των αέριων νεφελωμάτων. Οι γραμμές που ανακαλύφθηκαν, οι οποίες και πάλι δεν μπορούσαν να ταυτιστούν με τίποτα επίγειο, αποδόθηκαν σε ένα άλλο χημικό στοιχείο - το νεφέλωμα. Οι ανακαλύψεις επικρίθηκαν επειδή δεν υπήρχε πλέον χώρος στον περιοδικό πίνακα του Mendeleev για στοιχεία με ιδιότητες νεφελώματος και κορωνίου. Μετά από έλεγχο, διαπιστώθηκε ότι το νεφέλωμα είναι κοινό γήινο οξυγόνο, και το κορόνιο είναι πολύ ιονισμένος σίδηρος. Ας σημειώσουμε ότι σήμερα στο Κεντρικό Σπίτι Επιστημόνων της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών της Μόσχας θα δώσουν επίσημα ονόματα σε δύο χημικά στοιχεία που ανακάλυψαν επιστήμονες από την Ντούμπνα κοντά στη Μόσχα.

Ο Μεντελέγιεφ ήταν μόλις 35 ετών εκείνη την εποχή.

Ο Mendeleev έστειλε τυπωμένα φύλλα με τον πίνακα των στοιχείων σε πολλούς εγχώριους και ξένους χημικούς και μόνο μετά από αυτό έφυγε από την Αγία Πετρούπολη για να επιθεωρήσει τυροκομεία.
Πριν φύγει, κατάφερε ακόμα να παραδώσει στον N.A. Menshutkin, οργανικό χημικό και μελλοντικό ιστορικό της χημείας, το χειρόγραφο του άρθρου "Σχέση ιδιοτήτων με το ατομικό βάρος των στοιχείων" - για δημοσίευση στο Journal of the Russian Chemical Society και για επικοινωνία στην επικείμενη συνάντηση της κοινωνίας.

Στις 18 Μαρτίου 1869, ο Menshutkin, ο οποίος ήταν ο υπάλληλος της εταιρείας εκείνη την εποχή, έκανε μια σύντομη αναφορά για τον Περιοδικό Νόμο για λογαριασμό του Mendeleev. Η έκθεση αρχικά δεν τράβηξε πολύ την προσοχή των χημικών και ο Πρόεδρος της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας, Ακαδημαϊκός Νικολάι Νικολάεβιτς Ζίνιν (1812-1880) δήλωσε ότι ο Μεντελέγεφ δεν έκανε αυτό που έπρεπε να κάνει ένας πραγματικός ερευνητής. Είναι αλήθεια ότι δύο χρόνια αργότερα, αφού διάβασε το άρθρο του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς «Το φυσικό σύστημα των στοιχείων και η εφαρμογή του στην ένδειξη των ιδιοτήτων ορισμένων στοιχείων», ο Ζινίν άλλαξε γνώμη και έγραψε στον Μεντελέεφ: «Πολύ, πολύ καλές, πολύ εξαιρετικές συνδέσεις, ακόμη και διασκεδαστική Για να διαβάσετε, ο Θεός να σας χαρίσει καλή τύχη στην πειραματική επιβεβαίωση των συμπερασμάτων σας, τον ειλικρινά αφοσιωμένο και σεβασμό σας N. Zinin.

Τι είναι λοιπόν η περιοδικότητα;

Αυτή είναι η επαναληψιμότητα των χημικών ιδιοτήτων των απλών ουσιών και των ενώσεων τους όταν αλλάζει ο ατομικός αριθμός του στοιχείου Ζκαι την εμφάνιση μεγίστων και ελάχιστων σε πλήθος ιδιοτήτων, ανάλογα με την τιμή του τακτικού (ατομικού) αριθμού του στοιχείου.

Για παράδειγμα, τι καθιστά δυνατό τον συνδυασμό όλων των αλκαλικών στοιχείων σε μια ομάδα;

Πρώτα απ 'όλα, επαναληψιμότητα σε συγκεκριμένα διαστήματα τιμών Ζηλεκτρονική διαμόρφωση. Τα άτομα όλων των αλκαλικών στοιχείων έχουν στο εξωτερικό ατομικό τροχιακόμόνο ένα ηλεκτρόνιο, και επομένως παρουσιάζουν την ίδια κατάσταση οξείδωσης +I στις ενώσεις τους. Οι τύποι των ενώσεων τους είναι οι ίδιοι: για τα χλωρίδια MCl, για τα ανθρακικά - M 2 CO 3, για τα οξικά άλατα - CH 3 COOM κ.ο.κ. (εδώ το γράμμα Μ υποδηλώνει ένα αλκαλικό στοιχείο).

Μετά την ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου, ο Mendeleev είχε πολλά περισσότερα να κάνει. Ο λόγος για την περιοδική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων παρέμεινε άγνωστος και η δομή του ίδιου του Περιοδικού Συστήματος, όπου οι ιδιότητες επαναλήφθηκαν μέσω επτά στοιχείων στο όγδοο, δεν μπορούσε να εξηγηθεί. Ωστόσο, το πρώτο πέπλο μυστηρίου αφαιρέθηκε από αυτούς τους αριθμούς: στη δεύτερη και τρίτη περίοδο του συστήματος υπήρχαν τότε μόνο επτά στοιχεία.

Ο Mendeleev δεν τοποθέτησε όλα τα στοιχεία κατά σειρά αύξησης της ατομικής μάζας. σε ορισμένες περιπτώσεις καθοδηγούνταν περισσότερο από την ομοιότητα των χημικών ιδιοτήτων. Ναι, y κοβάλτιοΤο Co έχει μεγαλύτερη ατομική μάζα από νικέλιο Ni, y τελλούριοΕίναι επίσης μεγαλύτερο από αυτό του ιώδιοΕγώ, αλλά ο Mendeleev τα τοποθέτησε με τη σειρά Co - Ni, Te - I, και όχι το αντίστροφο. Διαφορετικά το τελλούριο θα έπεφτε στην ομάδα αλογόνα, και το ιώδιο έγινε συγγενής Σελένα Se.

Το πιο σημαντικό πράγμα στην ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου είναι προφητείαύπαρξη χημικών στοιχείων που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη. Κάτω από αλουμίνιοΟ Αλ Μεντελίεφ άφησε χώρο για το ανάλογό του» εκαλουμίνιο", κάτω από βόριοΤο Β είναι για " εκαμπόρ", και κάτω πυρίτιο Si - για " εκασιλικόΑυτό ονόμασε ο Mendeleev τα χημικά στοιχεία που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη. Τους έδωσε ακόμη και τα σύμβολα El, Eb και Es.

Σχετικά με το στοιχείο "εξαπυρίτιο", ο Mendeleev έγραψε: "Μου φαίνεται ότι το πιο ενδιαφέρον από τα μέταλλα που λείπουν αναμφίβολα θα είναι αυτό που ανήκει στην ομάδα IV αναλόγων άνθρακα, δηλαδή στη σειρά III. Αυτό θα είναι το μέταλλο αμέσως μετά το πυρίτιο, και επομένως θα τον ονομάσουμε εκασίλιο». Πράγματι, αυτό το στοιχείο που δεν είχε ακόμη ανακαλυφθεί υποτίθεται ότι θα γινόταν ένα είδος «κλειδαριάς» που συνδέει δύο τυπικά αμέταλλα - άνθρακαςΓ και πυρίτιο Si - με δύο τυπικά μέταλλα - κασσίτερος Sn και οδηγω Pb.

Δεν εκτίμησαν αμέσως όλοι οι ξένοι χημικοί τη σημασία της ανακάλυψης του Mendeleev. Άλλαξε πολύ στον κόσμο των καθιερωμένων ιδεών. Έτσι, ο Γερμανός φυσικοχημικός Wilhelm Ostwald, μελλοντικός βραβευμένος με Νόμπελ, υποστήριξε ότι δεν ήταν νόμος που είχε ανακαλυφθεί, αλλά μια αρχή ταξινόμησης του «κάτι αβέβαιου». Ο Γερμανός χημικός Robert Bunsen, ο οποίος ανακάλυψε δύο νέα αλκαλικά στοιχεία το 1861, ρουβίνιο Rb και καίσιο Cs, έγραψε ότι ο Mendeleev μετέφερε τους χημικούς «στον τραβηγμένο κόσμο των καθαρών αφαιρέσεων».

Ο καθηγητής του Πανεπιστημίου της Λειψίας, Χέρμαν Κόλμπε, αποκάλεσε την ανακάλυψη του Μεντελέγιεφ «κερδοσκοπική» το 1870. Ο Kolbe διακρίθηκε για την αγένεια και την απόρριψη νέων θεωρητικών απόψεων στη χημεία. Συγκεκριμένα, ήταν πολέμιος της θεωρίας της δομής ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣκαι κάποτε επιτέθηκε δριμύτα στο άρθρο του Jacob Van't Hoff «Χημεία στο Διάστημα». Ο Van't Hoff έγινε αργότερα ο πρώτος νομπελίστας για την έρευνά του. Αλλά ο Kolbe πρότεινε ερευνητές όπως ο Van’t Hoff «να αποκλειστούν από τις τάξεις των πραγματικών επιστημόνων και να τους εγγραφούν στο στρατόπεδο των πνευματιστών»!

Κάθε χρόνο ο Περιοδικός Νόμος κατακτούσε τα πάντα μεγαλύτερο αριθμόυποστηρικτές του και ο ανακάλυψής του αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο. Στο εργαστήριο του Mendeleev άρχισαν να εμφανίζονται υψηλόβαθμοι επισκέπτες, συμπεριλαμβανομένων ακόμη και ΜΕΓΑΛΟΣ ΔΟΥΚΑΣ Konstantin Nikolaevich, διευθυντής του ναυτιλιακού τμήματος.

Θρίαμβος

Επιτέλους, ήρθε η ώρα του θριάμβου. Το 1875, ο Γάλλος χημικός Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran ανακάλυψε στο ορυκτό wurtzite- θειούχο ψευδάργυρο ZnS - προβλέφθηκε από τον Mendeleev " αλουμίνιο» και το ονόμασε από την πατρίδα του γάλλιο Ga (λατινική ονομασία για τη Γαλλία - "Gaul"). Έγραψε: «Νομίζω ότι δεν χρειάζεται να επιμείνουμε στην τεράστια σημασία της επιβεβαίωσης των θεωρητικών συμπερασμάτων του κ. Mendeleev».

Σημειώστε ότι το όνομα του στοιχείου υπαινίσσεται και το όνομα του ίδιου του Boisbaudran. Η λατινική λέξη "gallus" σημαίνει κόκορας και η γαλλική λέξη για τον κόκορα είναι "le coq". Αυτή η λέξη είναι επίσης στο όνομα του ανακάλυψε. Αυτό που είχε στο μυαλό του ο Lecoq de Boisbaudran όταν έδωσε το όνομα στο στοιχείο - τον εαυτό του ή τη χώρα του - αυτό, προφανώς, δεν θα ξεκαθαρίσει ποτέ.

Ο Mendeleev προέβλεψε με ακρίβεια τις ιδιότητες του εκα-αλουμινίου: την ατομική του μάζα, την πυκνότητα του μετάλλου, τον τύπο του οξειδίου El 2 O 3, το χλωριούχο ElCl 3, το θειικό El 2 (SO 4) 3. Μετά την ανακάλυψη του γαλλίου, αυτοί οι τύποι άρχισαν να γράφονται ως Ga 2 O 3, GaCl 3 και Ga 2 (SO 4) 3. Ο Mendeleev προέβλεψε ότι θα ήταν ένα πολύ εύτηκτο μέταλλο, και πράγματι, το σημείο τήξης του γαλλίου αποδείχθηκε ότι ήταν ίσο με 29,8 o C. Όσον αφορά την τήξη, το γάλλιο είναι το δεύτερο μετά Ερμής Hg και καίσιο Cs.

Το 1879, ο Σουηδός χημικός Lars Nilsson ανακάλυψε το σκάνδιο, το οποίο είχε προβλεφθεί από τον Mendeleev ως ecaboron Eb. Ο Nilsson έγραψε: «Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι στο σκάντιαΆνοιξε εκαμπόρ...Επιβεβαιώνονται λοιπόν με τον πιο προφανή τρόποεκτιμήσεις του Ρώσου χημικού, οι οποίες όχι μόνο επέτρεψαν την πρόβλεψη της ύπαρξης του σκανδίου και του γαλλίου, αλλά και την πρόβλεψη των πιο σημαντικών ιδιοτήτων τους εκ των προτέρων." σύμπλοκο ορυκτό γαδολινίτη, που έχει τη σύσταση Be 2 (Y,Sc ) 2 FeO 2 (SiO 4) 2 .

Το 1886, ένας καθηγητής στην Ακαδημία Μεταλλείων στο Φράιμπουργκ, ο Γερμανός χημικός Clemens Winkler, ενώ ανέλυε το σπάνιο ορυκτό αργυροδίτη με τη σύνθεση Ag 8 GeS 6, ανακάλυψε ένα άλλο στοιχείο που είχε προβλέψει ο Mendeleev. Ο Winkler ονόμασε το στοιχείο που ανακάλυψε γερμάνιο Ge προς τιμήν της πατρίδας του, αλλά για κάποιο λόγο αυτό προκάλεσε έντονες αντιρρήσεις από ορισμένους χημικούς. Άρχισαν να κατηγορούν τον Winkler για εθνικισμό, ότι οικειοποιήθηκε μια ανακάλυψη που έκανε ο Mendeleev, ο οποίος είχε ήδη δώσει ένα όνομα στο στοιχείο " εκασιλικό" και το σύμβολο Ες. Αποθαρρυμένος, ο Winkler στράφηκε στον ίδιο τον Dmitry Ivanovich για συμβουλές. Εξήγησε ότι ήταν ο ανακάλυψες του νέου στοιχείου που έπρεπε να του δώσει ένα όνομα.

Ο Mendeleev δεν μπορούσε να προβλέψει την ύπαρξη μιας ομάδας ευγενών αερίων και στην αρχή δεν βρήκαν θέση στον Περιοδικό Πίνακα.
Ανοιγμα αργόναπό τους Άγγλους επιστήμονες W. Ramsay και J. Rayleigh το 1894 προκάλεσε αμέσως έντονες συζητήσεις και αμφιβολίες για τον Περιοδικό Νόμο και τον Περιοδικό Πίνακα Στοιχείων. Ο Mendeleev αρχικά θεώρησε το αργό μια αλλοτροπική τροποποίηση του αζώτου και μόνο το 1900, υπό την πίεση αμετάβλητων γεγονότων, συμφώνησε με την παρουσία μιας «μηδενικής» ομάδας χημικών στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα, η οποία καταλαμβανόταν από άλλα ευγενή αέρια που ανακαλύφθηκαν μετά το αργό. Τώρα αυτή η ομάδα είναι γνωστή ως VIIIA.

Το 1905, ο Mendeleev έγραψε: «Προφανώς, το μέλλον δεν απειλεί τον περιοδικό νόμο με καταστροφή, αλλά υπόσχεται μόνο υπερκατασκευές και ανάπτυξη, αν και ως Ρώσος ήθελαν να με διαγράψουν, ειδικά τους Γερμανούς».

Η ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου επιτάχυνε την ανάπτυξη της χημείας και την ανακάλυψη νέων χημικών στοιχείων.

Σύνολο:0
Σε επαφή με 0
Google+ 0
Εντάξει 0
Facebook 0