Egenskaper för ännu inte upptäckta element i det periodiska systemet. Stora vetenskapsmän

Planen:

Introduktion

• 1 Set-top boxar
• 2 Inledande förutsägelser, 1870
  • 2.1 Ekabor och scandium
  • 2.2 Ekaalaluminium och gallium
  • 2.3 Ekamangan och teknetium
  • 2.4 Exasilikon och germanium
• 3 Förutsägelser från 1871
• 4 Senare förutsägelser
Anteckningar

• 6 För vidare läsning

Introduktion

År 1869 publicerade Dmitri Ivanovich Mendeleev det periodiska systemet för grundämnen, där kemiska grundämnen var ordnade efter om de hade liknande egenskaper, i ordning efter ökande atommassa. Samtidigt lämnade Mendeleev tomma celler i tabellen för element som ännu inte upptäckts och förutspådde deras egenskaper.

1. Konsoler

För att ge de förutsagda elementen "tillfälliga" namn använde Mendeleev prefixen "eka", "dvi" och "tri", beroende på hur många positioner ner från det redan upptäckta elementet med liknande egenskaper det förutsagda elementet var lokaliserat. Således kallades germanium, innan det upptäcktes 1886, "exasilicon", och rhenium, som upptäcktes 1926, kallades "dimangan".

Mendeleev härledde prefix för att beteckna oupptäckta element från sanskritorden "en", "två" och "tre". Man tror att Mendeleevs val av sanskritord påverkades av likheten mellan periodiska systemet och sanskrit abugida, som vanligtvis skrivs i tabellform.

Nuförtiden används prefixet "eka" (mindre ofta "dvi") för att beskriva transuran eller ännu inte upptäckta grundämnen: ekaslead (ununquadium), ekaradon (ununoctium), ekaactinium eller dvilantan (untrienium). Den officiella IUPAC-praxisen är att ge oupptäckta eller nyupptäckta element ett preliminärt systematiskt namn baserat på deras laddningsnummer snarare än deras position i det periodiska systemet.

2. Inledande förutsägelser, 1870

Fyra grundämnen lättare än sällsynta jordartsmetaller - ecaboron ( Eb), eka-aluminium ( Ea), ecamangane ( Em) och eca-silikon ( Es) - sammanföll ganska väl i egenskaper med de senare upptäckta grundämnena: scandium, gallium, teknetium respektive germanium.

I den ursprungliga versionen av det periodiska systemet arrangerades de sällsynta jordartsmetallerna annorlunda än de är nu, vilket förklarar varför Mendelejevs förutsägelser för tyngre grundämnen inte blev verklighet lika exakt som för lättare grundämnen, och varför dessa förutsägelser inte är lika allmänt kända.

2.1. Ekabor och scandium

Scandiumoxid isolerades i slutet av 1879 av den svenske kemisten Lars Frederik Nilsson. Senare bevisade Per Theodor Kleve sammanträffandet av egenskaperna hos den förutsagda ecaboronen och det nyupptäckta skandium och underrättade Mendeleev om detta. Mendeleev förutspådde en atommassa på 44 för ecaboron, och atommassan för skandium visade sig vara 44,955910.

2.2. Ekaalaluminium och gallium

1871 förutspådde Mendeleev existensen av ett ännu oupptäckt grundämne, som han kallade eka-aluminium. Tabellen nedan jämför egenskaperna som förutspåtts av Mendeleev med de faktiska egenskaperna hos gallium, upptäckt 1875.

2.3. Ekamangan och teknetium

Teknetium isolerades av Carlo Perrier och Emilio Gino Segre 1937, efter Mendeleevs död, från prover av molybden som Ernest Lawrence bombarderade med deuteriumkärnor i en cyklotron. Mendeleev förutspådde en atommassa på cirka 100 för ekamangan, och den mest stabila isotopen av teknetium är 98 Tc.

2.4. Exasilikon och germanium

Germanium isolerades först 1886. Hans upptäckt visade sig vara den bästa bekräftelsen på Mendeleevs teori vid den tiden, eftersom germanium i sina egenskaper skiljer sig mycket skarpare från närliggande element än de två tidigare förutspådda elementen.

3. Förutsägelser 1871

År 1871 förutspådde Mendeleev förekomsten av ett grundämne mellan torium och uran. Trettio år senare, 1900, isolerade William Crookes protactinium som en okänd radioaktiv förorening i ett prov av uran. Olika isotoper av protactinium isolerades sedan i Tyskland 1913 och 1918, men modernt namn Elementet mottogs först 1948.

Den version av det periodiska systemet som publicerades 1869 förutspådde förekomsten av en tyngre analog av titan och zirkonium, men 1871 ersatte Mendeleev den med lantan. Upptäckten av hafnium 1923 bekräftade Mendeleevs ursprungliga antagande.

4. Senare förutsägelser

1902, efter upptäckten av helium och argon, placerade Mendeleev dem i grupp noll i tabellen. Tvivlar på riktigheten av atomteorin, som förklarar lagen om kompositionens beständighet, kunde han inte a priori betrakta väte som det lättaste av grundämnena och trodde att en hypotetisk, ännu lättare medlem av den kemiskt inerta nollgruppen kunde gå obemärkt förbi. Mendeleev försökte förklara radioaktivitet med förekomsten av detta element.

Det tyngre av de två pre-heliumelementen identifierades av Mendeleev som koronium, som fick sitt namn från sin association med solkoronans oförklarade spektrallinje. En felaktig kalibrering av instrumentet gav en våglängd på 531,68 nm, som senare korrigerades till 530,3 nm. Grotrian och Edlen korrelerade denna våglängd med järnlinjen 1939.

Den lättaste av gaserna i grupp noll, den första i det periodiska systemet, tilldelades en teoretisk atommassa mellan 5,3 10 −11 och 9,6 10 −7. Mendeleev tillskrev partiklarna i denna gas en kinetisk hastighet av storleksordningen 2,5·10 6 m/s. Nästan viktlösa bör partiklar av båda dessa gaser, enligt Mendeleev, lätt ha passerat genom materiens tjocklek, praktiskt taget utan att komma in i kemiska reaktioner. Den höga rörligheten och mycket låga atommassan hos transvätegaser skulle leda till att de skulle kunna bli mycket sällsynta, samtidigt som de förblir täta till utseendet. Mendeleev var så säker på existensen av transväteelement att han inkluderade dem i senare upplagor av det periodiska systemet. [ källa?]

Senare publicerade Mendeleev en teoretisk utveckling om etern, som löste [ källa?] många av motsägelserna i den då existerande fysiken. Boken, med titeln The Chemical Concept of Ether, publicerades 1904 och innehöll återigen omnämnande av två gaser lättare än väte. Med "eterisk gas" förstod Mendeleev den interstellära atmosfären, bestående av två transvätegaser med blandningar av andra element och bildade som ett resultat av interna processer som inträffar på stjärnor.

Anteckningar

1. Kaji, Masanori (2002). "D.I. Mendeleevs koncept av kemiska grundämnen och Kemins principer- www.scs.uiuc.edu/~mainzv/HIST/awards/OPA Papers/2005-Kaji.pdf.” Bulletin för kemins historia 27 (1): 4–16.
2. Massantalet 98 skiljer sig från atommassan genom att det tar hänsyn till nukleonerna i kärnan i en isotop och inte är massan av medelprovet (som innehåller en naturlig uppsättning isotoper) med avseende på 12 C. Atommassan för isotop 98 Tc är 97.907214. För element som är för instabila för att vara i jordskorpan Sedan jordens uppkomst har atommassan för den vanligaste uppsättningen av isotoper i naturen ersatts av atommassan för den mest stabila isotopen. - chemlab.pc.maricopa.edu/PERIODIC/Tc.html
3. Emsley John Naturens byggstenar. - (Inbunden, första upplagan). - Oxford University Press, 2001. - P. 347. - ISBN 0198503407
4. Mendeleev D. Grunderna i kemi. - 7:e upplagan.
5. Swings, P. (juli 1943). "Edlén"s identifiering av koronallinjerna med förbjudna linjer av Fe X, XI, XIII, XIV, XV; Ni XII, XIII, XV, XVI; Ca XII, XIII, XV; a X, XIV - adsabs.harvard.edu /cgi-bin/nph-bib_query?1943ApJ....98..116S". Astrofysisk tidskrift 98 (119): 116–124. DOI:10.1086/144550 - dx.doi.org/10.1086/144550. och - laserstars.org/spectra/Coronium.html
6. Mendeleev D. Ett försök till en kemisk förståelse av världsetern. - St Petersburg, 1903.
   Engelsk översättning:
   Mendeleff D. Ett försök till en kemisk uppfattning om etern / G. Kamensky (översättare). - Longmans, Green & Co., 1904.
   se även
   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. För vidare läsning

• Scerri Eric Det periodiska systemet: dess berättelse och dess betydelse. - New York: Oxford University Press, 2007. - ISBN 0195305736

Mendeleev och den periodiska lagen

Läs fortsättningen av artikeln av B. D. Stepin, skriven av honom 1998 för "Chemistry" volymen av Great Children's Encyclopedia

Således upptäcktes den periodiska lagen, vars moderna formulering är följande:

Egenskaperna hos enkla ämnen, såväl som formerna och egenskaperna hos föreningar av element, beror periodvis på laddningen av kärnorna i deras atomer.

Mendeleev var bara 35 år gammal vid den tiden.

Mendeleev skickade tryckta ark med elementtabellen till många inhemska och utländska kemister och lämnade först efter det S:t Petersburg för att inspektera ostfabriker.

Innan han lämnade lyckades han fortfarande överlämna till N.A. Menshutkin, en organisk kemist och framtida kemihistoriker, manuskriptet till artikeln "Förhållandet mellan egenskaper och grundämnenas atomvikt" - för publicering i Journal of the Russian Chemical Society och för kommunikation vid sällskapets kommande möte.

Den 18 mars 1869 gjorde Menshutkin, som var företagets kontorist vid den tiden, en kort rapport om den periodiska lagen på uppdrag av Mendeleev. Rapporten väckte till en början inte mycket uppmärksamhet från kemister, och presidenten för Russian Chemical Society, akademikern Nikolai Zinin (1812-1880) konstaterade att Mendeleev inte gjorde vad en riktig forskare borde göra. Det är sant att två år senare, efter att ha läst Dmitry Ivanovichs artikel "The Natural System of Elements and its application to indicating the Properties of Some Elements", ändrade Zinin sig och skrev till Mendeleev: "Mycket, mycket bra, mycket utmärkta förbindelser, till och med roligt att läsa, Gud ge dig lycka till med experimentell bekräftelse av dina slutsatser. Din uppriktiga hängivna och djupt respektfulla N. Zinin."

Så vad är periodicitet?

Detta är repeterbarheten av de kemiska egenskaperna hos enkla ämnen och deras föreningar när grundämnets atomnummer ändras Z och förekomsten av maxima och minima i ett antal egenskaper, beroende på värdet av grundämnets ordningsnummer (atomnummer).

Till exempel, vad gör det möjligt att kombinera alla alkaliska grundämnen till en grupp?

Först och främst repeterbarhet över vissa värdeintervall Z elektronisk konfiguration. Atomerna av alla alkaliska element har på det yttre atomomlopp endast en elektron och uppvisar därför samma oxidationstillstånd av +I i sina föreningar. Formlerna för deras föreningar är desamma: för klorider MCl, för karbonater - M 2 CO 3, för acetater - CH 3 COOM, och så vidare (här betecknar bokstaven M ett alkaliskt element).

Efter upptäckten av den periodiska lagen hade Mendeleev mycket mer att göra. Orsaken till den periodiska förändringen i grundämnenas egenskaper förblev okänd, och strukturen i själva det periodiska systemet, där egenskaperna upprepades genom sju grundämnen vid den åttonde, kunde inte förklaras. Den första mysteriets första slöja togs dock bort från dessa siffror: i den andra och tredje perioden av systemet fanns det då bara sju element.

Mendelejev placerade inte alla element i ordning efter ökande atommassor; i vissa fall var han mer vägledd av likheten mellan kemiska egenskaper. Ja, y kobolt Co har en större atommassa än nickel Ni, y tellur Den är också större än den jod Jag, men Mendeleev placerade dem i ordningen Co - Ni, Te - I, och inte vice versa. Annars skulle tellur falla in i gruppen halogener, och jod blev en släkting Selena Se. ||

De arrangerades i enlighet med närvaron av liknande egenskaper i ordning efter ökande atomvikt.

Till skillnad från sina föregångares arbete utgick Mendeleev från antagandet om existensen av element som ännu inte upptäckts på grundval av periodiska förändringar i de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos kända element. De lämnade tomma celler i tabellen för element som ännu inte hade upptäckts och förutspådde deras egenskaper. För att ge de förutsagda elementen "tillfälliga" namn använde Mendeleev prefixen "eka", "dvi" och "tre" (från sanskritorden för "en", "två" och "tre"), beroende på hur många positioner nere från ett redan upptäckt element med liknande egenskaper var det förutsagda elementet. Således kallades germanium, innan det upptäcktes 1886, "exasilicon", och rhenium, som upptäcktes 1926, kallades "dimangan".

Redan i den första versionen av det periodiska systemet, publicerad av D. I. Mendeleev 1869, ingick fler grundämnen än vad som upptäcktes vid den tiden. Den lämnar fyra fria celler för fortfarande okända grundämnen och indikerar deras atomvikter (i "andelar" nära väteatomens massa).

Genom att utveckla idéerna om periodicitet 1869-1871 introducerade D. I. Mendeleev konceptet om ett elements plats i det periodiska systemet som en uppsättning av dess egenskaper i jämförelse med egenskaperna hos andra element. För att förutsäga egenskaperna hos enkla ämnen och föreningar utgick han från det faktum att egenskaperna för varje grundämne ligger mellan motsvarande egenskaper hos två närliggande grundämnen i gruppen periodiska systemet, två intilliggande element i en period och element diagonalt - den så kallade "stjärnregeln". På grundval av detta, i synnerhet, baserat på resultaten av att studera sekvensen av förändringar i glasbildande oxider, korrigerade jag värdena för atommassorna för 9 element. 1870 förutspådde han existensen, beräknade atommassorna och beskrev egenskaperna hos tre grundämnen som ännu inte upptäckts vid den tiden - "eka-aluminium", "eka-bor" och "eka-kisel". Sedan förutspådde han förekomsten av ytterligare åtta grundämnen, inklusive "dwitellurium" - polonium, "ekajod" - astatin, "ekamangan" - teknetium, "ecacesia" - Frankrike.

Mendeleevs förutsägelser orsakade vetenskapliga världen skepsis och skarp kritik. Således hävdade den tyske fysikaliska kemisten Wilhelm Ostwald, en framtida Nobelpristagare, att det inte var lagen som hade upptäckts, utan principen om klassificering av "något osäkert". Robert Bunsen, upptäckare av rubidium och cesium, skrev att Mendeleev fängslar kemister " in i en konstruerad värld av rena abstraktioner", och Hermann Kolbe 1870 kallade Mendeleevs verk spekulativt. Mendeleevs riktighet bevisades på ett övertygande sätt när de grundämnen han förutspådde upptäcktes: gallium (Paul Lecoq de Boisbaudran, 1875), scandium (Lars Nilsson, 1879) och germanium (Clemens Winkler, 1886) - respektive eka-aluminium, eca-silicon.

Den lättaste av gaserna i grupp noll, den första i det periodiska systemet, tilldelades en teoretisk atommassa mellan 5,3 10 −11 och 9,6 10 −7. Mendeleev tillskrev partiklarna i denna gas, som han kallade newtonium, en kinetisk hastighet av storleksordningen 2,5·10 6 m/s. Nästan viktlösa, partiklar av båda dessa gaser, enligt Mendeleev, borde lätt ha passerat genom materiens tjocklek, praktiskt taget utan att ingå i kemiska reaktioner. Den höga rörligheten och mycket låga atommassan hos transvätegaser skulle leda till att de skulle kunna bli mycket sällsynta, samtidigt som de förblir täta till utseendet.

Senare publicerade Mendeleev en teoretisk utveckling om etern. Boken, med titeln "The Chemical Concept of Ether", publicerades 1904 och innehöll återigen omnämnande av två hypotetiska ädelgaser lättare än väte, koronium och newtonium. Med "eterisk gas" förstod Mendeleev den interstellära atmosfären, bestående av två transvätegaser med blandningar av andra element och bildade som ett resultat av interna processer som inträffar på stjärnor.

4.5 Upptäckten av den periodiska lagen av D.I. Mendeleev. Den periodiska lagens betydelse för kemi och naturvetenskap.

Den första versionen av det periodiska systemet publicerades av Dmitri Ivanovich Mendeleev 1869 – långt innan atomens struktur studerades. Vid den här tiden undervisade Mendeleev i kemi vid St. Petersburgs universitet. D. I. Mendeleev förberedde sig för föreläsningar och samlade material till sin lärobok "Fundamentals of Chemistry" och tänkte på hur man systematiserar materialet på ett sådant sätt att information om de kemiska egenskaperna hos element inte såg ut som en uppsättning olika fakta.

D. I. Mendeleev fungerade som guide i detta arbete atommassor(atomvikter) av grundämnen. Efter World Congress of Chemists 1860, där D.I. Mendeleev också deltog, var problemet med att korrekt bestämma atomvikter ständigt i fokus för många ledande kemister i världen, inklusive D.I. Mendeleev.

Genom att ordna elementen i ökande ordning efter deras atomvikter upptäckte D. I. Mendeleev en grundläggande naturlag, som nu är känd som den periodiska lagen:

Grundämnenas egenskaper ändras periodiskt beroende på deras atomvikt.

Ovanstående formulering motsäger inte alls den moderna, där begreppet "atomvikt" ersätts med begreppet "kärnladdning". Idag vet vi att atommassan är koncentrerad främst i atomkärnan. Kärnan består av protoner och neutroner. Med en ökning av antalet protoner, som bestämmer kärnans laddning, ökar också antalet neutroner i kärnorna, och därför massan av atomer hos elementen.

Före Mendelejev gjordes flera försök att systematisera element enligt olika egenskaper. Mestadels förenade liknande grundämnen enligt deras kemiska egenskaper. Till exempel: Li, Na, K. Eller: Cl, Br, I. Dessa och några andra element kombinerades till så kallade "triader". En tabell med fem sådana "triader" publicerades av Dobereiner redan 1829, men den inkluderade bara en liten del av de element som var kända vid den tiden.

1864 märkte engelsmannen J. Newlands att om grundämnena är ordnade i ordning efter ökande atomvikt, så är ungefär vart åttonde grundämne ett slags upprepning av det första - precis som tonen "C" (som vilken annan ton som helst) är upprepas i musikaliska oktaver var 7:e ton (oktaverlagen). En version av Newlands-tabellen som går tillbaka till 1865 visas nedan. Grundämnen med samma atomvikt (enligt den tidens data) placerades under samma nummer. Man kan se svårigheterna som Newlands stötte på - de framväxande mönstren förstördes snabbt, eftersom hans system inte tog hänsyn till möjligheten av existensen av element som ännu inte hade upptäckts.

Newlands rapport, "The Law of Octaves and the Causes of Chemical Ratios among Atomic Weights," diskuterades vid ett möte i Chemical Society of London den 1 mars 1866, och en kort rapport om den publicerades i tidskriften Chemical News . Newlands var nära upptäckten av den periodiska lagen, men själva idén om sekventiell numrering av endast element som var kända vid den tiden "bröt" inte bara den smidiga förändringen av deras kemiska egenskaper - denna idé uteslöt möjligheten av existensen av element som ännu inte hade upptäckts, för vilka det helt enkelt inte fanns någon plats i Newlands system. Den grundläggande nyheten i den periodiska lagen, upptäckt och formulerad av D. I. Mendeleev exakt tre år senare, var följande:

1. Ett samband etablerades mellan element som var olika i sina egenskaper. Detta samband ligger i det faktum att grundämnenas egenskaper ändras jämnt och ungefär lika mycket när deras atomvikt ökar, och sedan upprepas dessa förändringar PERIODISKT.

2. I de fall då det verkade som om någon länk saknades i sekvensen av förändringar i egenskaperna hos element, angavs GAPS i det periodiska systemet som måste fyllas med element som ännu inte hade upptäckts. Dessutom gjorde den periodiska lagen det möjligt att förutsäga egenskaperna hos dessa element.

Den första versionen av det periodiska systemet, publicerad av Mendeleev 1869, ser ovanlig ut för den moderna läsaren (fig. 4-5). Atomnummer har ännu inte tilldelats, framtida grupper av element är placerade horisontellt (och framtida perioder - vertikalt), ädelgaser har ännu inte upptäckts, okända symboler för element påträffas, många atommassor skiljer sig märkbart från moderna. Det är dock viktigt för oss att se att Mendeleev redan i den första versionen av det periodiska systemet D.I. inkluderade fler grundämnen än vad som upptäcktes vid den tiden! Han lämnade 4 celler av sitt bord fria för fortfarande okända grundämnen och kunde till och med uppskatta deras atomvikt korrekt. Atommassenheter (amu) hade ännu inte accepterats och atomvikterna för grundämnen uppmättes i "andelar" nära en väteatoms massa.

Ris. 4-5. Den första versionen av det periodiska systemet, publicerad i 1869 år. Element som förutspåddes av D.I. Mendeleev och som faktiskt upptäcktes senare.

I alla tidigare försök att fastställa förhållandet mellan element har andra forskare försökt skapa färdiga en bild där det inte fanns plats för element som ännu inte upptäckts. Tvärtom ansåg D.I. Mendeleev att den viktigaste delen av sitt periodiska system var de celler som förblev tomma (frågetecken i fig. 4-5). Detta gjorde det möjligt förutse existensen av fortfarande okända element.

Det är beundransvärt att D. I. Mendeleev gjorde sin upptäckt vid en tidpunkt då atomvikterna för många grundämnen bestämdes väldigt ungefär, och endast 63 grundämnen var kända - det vill säga lite mer än hälften av de som vi känner till idag.

Djup kunskap om de kemiska egenskaperna hos olika grundämnen gjorde det möjligt för Mendeleev inte bara att peka ut element som ännu inte hade upptäckts, utan också förutse deras fastigheter! Titta hur exakt D.I. Mendeleev förutspådde egenskaperna hos det grundämne han kallade "eka-kisel" (i fig. 4-5 är detta grundämnet germanium). 16 år senare bekräftades D.I. Mendeleevs förutsägelse briljant.

Tabell 4-5. Jämförelse av egenskaperna som förutspåtts av D.I. Mendeleev för det ännu oupptäckta grundämnet "eka-kisel" med egenskaperna hos grundämnet germanium (Ge). I det moderna periodiska systemet upptar germanium platsen för "eka-kisel".

På samma sätt, under D.I. Mendeleevs liv, bekräftades egenskaperna hos "eka-aluminium" (elementet gallium Ga) och "eka-bor" (elementet scandium Sc) briljant.

Efter detta blev det klart för forskare runt om i världen att D.I. Mendeleevs periodiska system inte bara systematiserar grundämnena, utan är ett grafiskt uttryck för den grundläggande naturlagen - den periodiska lagen.

Denna lag har prediktiv kraft. Det gjorde det möjligt att göra en riktad sökning efter nya, ännu inte upptäckta element. Atomvikterna för många element, som tidigare bestämts otillräckligt noggrant, var föremål för verifiering och förtydligande just för att deras felaktiga värden stred mot den periodiska lagen.

** Men även efter kemisters enorma och noggranna arbete för att korrigera atomvikter, "bryter" grundämnena på fyra ställen i det periodiska systemet mot den strikta ordningen för att öka atommassan. Dessa är par av element:

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).

Under D.I. Mendeleevs tid ansågs sådana avvikelser vara brister i det periodiska systemet. Teorin om atomstruktur satte allt på sin plats: elementen är placerade helt korrekt - i enlighet med laddningarna i deras kärnor. Hur kan vi då förklara att argons atomvikt är större än atomvikten för kalium?

Atomvikten för ett element är lika med den genomsnittliga atomvikten för alla dess isotoper med tanke på deras förekomst i naturen (kom ihåg punkt 2.3 från kapitel 2). Av en slump bestäms argons atomvikt av den "tyngsta" isotopen (den finns i naturen i större mängder). I kalium, tvärtom, dominerar dess "lättare" isotop (det vill säga en isotop med ett lägre masstal).

Den experimentella bestämningen av grundämnenas kärnladdningar, utförd av G. Moseley 1914, bekräftade riktigheten av D.I. Mendeleev, som gav företräde åt de kemiska egenskaperna snarare än atomvikterna hos element när de bestämde deras slutliga plats i det periodiska systemet.

Sedan tillkomsten av den periodiska lagen har kemi upphört att vara en beskrivande vetenskap. Som den berömda ryske kemisten N.D. Zelinsky bildligt noterade, var den periodiska lagen en "upptäckt ömsesidig förbindelse alla atomer i universum."

Ytterligare upptäckter inom kemi och fysik har upprepade gånger bekräftat den grundläggande innebörden av den periodiska lagen. Inerta gaser upptäcktes, som passade perfekt in i det periodiska systemet - detta visas särskilt tydligt av tabellens långa form. Serienumret för ett element visade sig vara lika med laddningen av kärnan i en atom av detta element. Många tidigare okända grundämnen upptäcktes tack vare en riktad sökning efter exakt de egenskaper som förutspåddes från det periodiska systemet.

Upptäckten av den periodiska lagen[redigera | redigera källtext]

Porträtt av D. I. Mendeleev (1861)

Periodiska systemet för D. I. Mendeleev 1871

Version periodiska systemet Mendelejev 1891. Det finns inga ädelgaser i den.

I mars 1869, vid ett möte med Russian Chemical Society, lästes ett meddelande från den ryske kemisten Dmitry Ivanovich Mendeleev om hans upptäckt av kemiska grundämnens periodiska lag. Samma år publicerades den första upplagan av Mendeleevs lärobok "Fundamentals of Chemistry", där hans periodiska systemet. I november 1870 rapporterade han till Russian Chemical Society artikeln "The Natural System of Elements and its Application to Indicating the Properties of Undiscovered Elements", där Mendeleev först använde termen "periodisk lag" och påpekade förekomsten av flera element som ännu inte hade upptäckts.

År 1871, i den sista artikeln "Periodic Law of Chemical Elements", gav Mendeleev följande formulering av den periodiska lagen: " egenskaperna hos enkla kroppar, såväl som formerna och egenskaperna hos sammansättningar av element, och därför egenskaperna hos de enkla och komplexa kroppar de bildar, är periodvis beroende av deras atomvikt". Samtidigt gav Mendeleev sitt periodiska system en form som blev klassisk (den så kallade kortperiodversionen).

Till skillnad från sina föregångare sammanställde Mendeleev inte bara en tabell och påpekade närvaron av otvivelaktiga mönster i atommassornas numeriska värden, utan bestämde sig också för att namnge dessa mönster allmänna naturlag. Baserat på antagandet att atommassan förutbestämmer grundämnets egenskaper, tog han på sig att ändra de accepterade atomvikterna för vissa grundämnen och beskriva i detalj egenskaperna hos element som ännu inte upptäckts. För att förutsäga egenskaperna hos enkla ämnen och föreningar utgick Mendeleev från det faktum att egenskaperna för varje grundämne ligger mellan motsvarande egenskaper hos två angränsande grundämnen i gruppen av det periodiska systemet (det vill säga över och under) och samtidigt två närliggande element. element i perioden (vänster och höger) (d.v.s. "stjärnregel").

D.I. Mendeleev kämpade för erkännandet av den periodiska lagen i många år; hans idéer fick erkännande först efter att de grundämnen som förutspåtts av Mendeleev upptäcktes: gallium (Paul Lecoq de Boisbaudran, 1875), scandium (Lars Nilsson, 1879) och germanium (Clemens Winkler, 1886) - respektive eka-aluminium, eka-bor och eka-bor. -kisel. Sedan mitten av 1880-talet har den periodiska lagen definitivt erkänts som en av de teoretiska grunderna för kemin.

Engelsk: Monument till det periodiska systemet, framför fakulteten för kemi- och livsmedelsteknologi vid det slovakiska tekniska universitetet i Bratislava, Slovakien. Monumentet hedrar Dmitri Mendeleev.

Periodiska systemet: upptäcktshistoria, intressanta fakta och berättelser

Källa:

Vetenskap, accenter

VKontakte5

Skriva ut

skicka med post

Upptäckten av tabellen över periodiska kemiska grundämnen var en av de viktiga milstolparna i historien om utvecklingen av kemi som vetenskap. Upptäckaren av bordet var den ryske vetenskapsmannen Dmitrij Mendelejev. En extraordinär forskare med ett brett vetenskapligt perspektiv lyckades kombinera alla idéer om kemiska grundämnens natur till ett enda sammanhängande koncept. Om historien om upptäckten av tabellen över periodiska element, intressanta fakta relaterat till upptäckten av nya element och folksagor som omgav Mendeleev och tabellen över kemiska element som han skapade, kommer M24.RU att berätta i den här artikeln. Tabellöppningshistorik I mitten av 1800-talet hade 63 kemiska grundämnen upptäckts och forskare runt om i världen har upprepade gånger gjort försök att kombinera alla befintliga grundämnen till ett enda koncept. Det föreslogs att placera elementen i ordning efter ökande atommassa och dela in dem i grupper enligt liknande kemiska egenskaper. År 1863 föreslog kemisten och musikern John Alexander Newland sin teori, som föreslog en layout av kemiska element som liknade den som upptäcktes av Mendeleev, men forskarens arbete togs inte på allvar av det vetenskapliga samfundet på grund av det faktum att författaren fördes bort genom sökandet efter harmoni och kopplingen mellan musik och kemi. 1869 publicerade Mendeleev sitt diagram över det periodiska systemet i Journal of the Russian Chemical Society och skickade meddelande om upptäckten till världens ledande forskare. Därefter förfinade och förbättrade kemisten upprepade gånger schemat tills det fick sitt vanliga utseende. Kärnan i Mendeleevs upptäckt är den med ökande atommassa Kemiska egenskaper element förändras inte monotont, utan periodiskt. Efter ett visst antal element med olika egenskaper börjar egenskaperna upprepas. Således liknar kalium natrium, fluor liknar klor och guld liknar silver och koppar. 1871 kombinerade Mendeleev slutligen idéerna till den periodiska lagen. Forskare förutspådde upptäckten av flera nya kemiska grundämnen och beskrev deras kemiska egenskaper. Därefter bekräftades kemistens beräkningar helt - gallium, scandium och germanium motsvarade helt de egenskaper som Mendeleev tillskrev dem. Berättelser om Mendeleev

Gravyr föreställande Mendeleev. Foto: ITAR-TASS

Det fanns många berättelser om den berömda vetenskapsmannen och hans upptäckter. Människor på den tiden hade liten förståelse för kemi och trodde att att studera kemi var ungefär som att äta soppa från spädbarn och stjäla i industriell skala. Därför fick Mendeleevs aktiviteter snabbt en mängd rykten och legender. En av legenderna säger att Mendeleev upptäckte tabellen över kemiska element i en dröm. Detta är inte det enda fallet; August Kekule, som drömde om bensenringens formel, talade också om sin upptäckt. Men Mendeleev bara skrattade åt kritikerna. "Jag har tänkt på det i kanske tjugo år, och du säger: Jag satt och plötsligt... det är klart!" sa vetenskapsmannen en gång om sin upptäckt. En annan berättelse krediterar Mendeleev med upptäckten av vodka. År 1865 försvarade den store vetenskapsmannen sin avhandling om ämnet "Diskurs om kombinationen av alkohol med vatten", och detta gav omedelbart upphov till en ny legend. Kemistens samtida skrattade och sa att vetenskapsmannen "skapar ganska bra under påverkan av alkohol i kombination med vatten", och efterföljande generationer kallade redan Mendeleev för upptäckaren av vodka. De skrattade också åt vetenskapsmannens livsstil, och särskilt åt det faktum att Mendeleev utrustade sitt laboratorium i hålet i en enorm ek. Samtiden gjorde också narr av Mendeleevs passion för resväskor. Under perioden av sin ofrivilliga inaktivitet i Simferopol, tvingades vetenskapsmannen fördriva tiden genom att väva resväskor. Senare tillverkade han självständigt kartongbehållare för laboratoriets behov. Trots den tydliga "amatören" av denna hobby, kallades Mendeleev ofta en "mästare på resväskor." Upptäckt av radium En av de mest tragiska och samtidigt berömda sidorna i kemins historia och uppkomsten av nya element i det periodiska systemet är förknippad med upptäckten av radium. Ny kemiskt element upptäcktes av makarna Marie och Pierre Curie, som upptäckte att det avfall som blev kvar efter separeringen av uran från uranmalm var mer radioaktivt än rent uran. Eftersom ingen visste vad radioaktivitet var vid den tiden, tillskrev rykten snabbt helande egenskaper och förmågan att bota nästan alla sjukdomar kända för vetenskapen till det nya elementet. Radium ingick i livsmedel, tandkräm och ansiktskrämer. De rika bar klockor vars urtavlor var målade med färg som innehöll radium. Det radioaktiva elementet rekommenderades som ett sätt att förbättra styrkan och lindra stress. Sådan "produktion" fortsatte i tjugo år - fram till 30-talet av 1900-talet, då forskare upptäckte radioaktivitetens verkliga egenskaper och fick reda på hur destruktiv effekten av strålning är på människokroppen. Marie Curie dog 1934 av strålsjuka orsakad av långvarig exponering för radium. Nebulium och Coronium

Det periodiska systemet ordnade inte bara de kemiska elementen i ett enda harmoniskt system, utan gjorde det också möjligt att förutsäga många upptäckter av nya grundämnen. Samtidigt erkändes vissa kemiska "grundämnen" som obefintliga på grund av att de inte passade in i begreppet periodisk lag. Den mest kända historien är "upptäckten" av de nya elementen nebulium och koronium. Medan de studerade solatmosfären upptäckte astronomer spektrallinjer som de inte kunde identifiera med någon av de kemiska grundämnen som är kända på jorden. Forskare föreslog att dessa linjer tillhör ett nytt element, som kallades koronium (eftersom linjerna upptäcktes när man studerade solens "korona" - det yttre lagret av stjärnans atmosfär). Några år senare gjorde astronomer ytterligare en upptäckt när de studerade gasnebulosornas spektra. De upptäckta linjerna, som återigen inte kunde identifieras med något jordbundet, tillskrevs ett annat kemiskt element - nebulium. Upptäcktena kritiserades för att det inte längre fanns plats i Mendelejevs periodiska system för grundämnen med egenskaperna nebulium och koronium. Efter kontroll upptäcktes det att nebulium är vanligt markbundet syre och koronium är starkt joniserat järn. Låt oss notera att de idag i Moskvas centrala hus för forskare vid den ryska vetenskapsakademin högtidligt kommer att tilldela namn till två kemiska element som upptäckts av forskare från Dubna nära Moskva.

Vid sammanställningen av det periodiska systemet var D.I. Mendeleev tvungen att övervinna många svårigheter relaterade till det faktum att vissa grundämnen ännu inte hade upptäckts vid den tiden, andras egenskaper var lite studerade och andras atommassa bestämdes felaktigt. Forskaren trodde djupt på riktigheten av den lag han upptäckte och var fast övertygad om att den periodiska lagen återspeglar objektiv verklighet. Baserat på det periodiska systemet korrigerade han atommassorna för ett antal grundämnen, förutspådde förekomsten i naturen av flera ännu oupptäckta grundämnen och beskrev till och med egenskaperna hos dessa grundämnen och deras föreningar. Dessa grundämnen upptäcktes under de följande femton åren: 1875 upptäckte P. E. Lecoq de Boisbaudran grundämne nummer 31 och kallade det gallium; 1879 upptäckte L. F. Nilsson grundämnesnummer 21 och döpte det till scandium; 1886 upptäckte K. A. Winkler element 32, som fick namnet germanium.

Mendeleev förutspådde de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos dessa tre element baserat på egenskaperna hos de element som omger dem i tabellen. Till exempel beräknade han atommassan och densiteten för element nummer 21 som det aritmetiska medelvärdet av atommassorna och densiteterna av bor, yttrium, kalcium och titan.

Nedan, som ett exempel, är egenskaperna hos elementet med atomnummer 32 - germanium, som förutspåddes av Mendeleev och därefter experimentellt bekräftades av Winkler.

Egenskaper för element nr 32, egenskaper hos germanium, fastställda

förutspått av Mendeleev 1871: experimentellt 1886:

atommassa - 72; atommassa - 72,6;

grå eldfast metall; grå eldfast metall;

densitet - 5,5 g/cm3; densitet - 5,35 g/cm3;

måste erhållas genom reduktion erhålls genom att reducera oxiden

väteoxid; väte;

oxidformel - EO2; oxidformel - GeO2;

oxiddensitet - 4,7 g/cm3; oxiddensitet - 4,7 g/cm3;

ECl4-klorid - vätska; GeCl4-klorid - flytande;

densitet av ECl4 - 1,9 g/cm3; densitet av GeCl4 - 1,887 g/cm3;

Kokpunkten för ECl4 är 90 oC. Kokpunkten för GeCl4 är 90 °C.

Upptäckten av de element som förutsågs av Mendeleev och det lysande sammanträffandet av egenskaperna som förutspåddes av honom med de som experimentellt etablerades ledde till ett universellt erkännande av den periodiska lagen.

Det bör noteras att Mendeleev tvivlade på möjligheten av en skarp övergång från aktiva icke-metaller som halogener till alkalimetaller. Han ansåg att övergången borde gå smidigare. Snart gick denna vetenskapliga förutsägelse i uppfyllelse: inerta gaser upptäcktes. Det fanns inga lediga platser för dessa grundämnen i det periodiska systemet, och de var uppdelade i en separat grupp. För att betona den större kemiska trögheten hos dessa element kallades gruppen noll.

För närvarande är många varianter av det periodiska systemet för element kända, men det mest bekväma är tabellen som föreslås av D. I. Mendeleev. Några tillägg gjordes senare till den ursprungliga versionen av tabellen. Några av dem gjordes av vetenskapsmannen själv.

Hittills har ett antal föreningar av tunga ädelgaser erhållits där oxidationstillståndet är +6 och +8 (XeF6, XeO3, XeO4, etc.). I detta avseende ingår inerta gaser i den åttonde gruppen i det periodiska systemet, där de utgör huvudundergruppen.

Grundämnenas periodiska system av D. I. Mendeleev.

Elementens moderna periodiska system har sju perioder, av vilka I, II och III kallas mindre perioder, och IV, V, VI och VI kallas större perioder. I, II och III perioder innehåller en rad med element, IV, V och VI - två rader vardera, VII-perioden är oavslutad. Alla perioder, med undantag för I, som bara innehåller två element, börjar alkalimetall och sluta i en ädelgas.

CHOREA (av grekiskan choreia - dans) (Witts dans), snabba ofrivilliga okoordinerade rörelser, ryckningar i lemmar, etc.; typ av hyperkinesi. Ett tecken på organisk hjärnskada på grund av reumatism (reumatisk, eller mindre, chorea) eller en oberoende ärftlig sjukdom.

DURRELL Gerald Malcolm (1925-1995), engelsk zoolog och författare. Bror till L. J. Darrell. Arrangör och deltagare i expeditioner för djurinsamlingar till Afrika, Syd. Amerika, Australien. Skapat en djurpark på ön. Jersey (1958) för utrotningshotade djur. Populära böcker: "The Land of Rustles" (1961), "The Zoo in My Luggage" (1960), "The Ark on the Island" (1976), etc.

BULBENKOVA Olga Nikolaevna (1835-1918), skapare av en modeverkstad i St. Petersburg i mitten. 1800-talet, existerande till 1917, känd som "fru Olga". De ceremoniella hovklänningarna, de så kallade "tågen", tillverkade av denna verkstad, var särskilt populära. Se även slinga.