Почему менделеев назвал открытый им закон периодическим?

9 ответов на вопрос “Почему менделеев назвал открытый им закон периодическим?”

  1. DoKGames Ответить

    Такие вопросы очпростые нужно просто учебник прочитать
    Менделеев назвал свой закон периодическим, т. к. в пределах рядов элементов свойства изменяются последовательно. Эти ряды были названы им периодами. А изменение свойств химических элементов по мере возрастания их атомной массы не совершается непрерывно в одном и том же направлении, а имеет периодический характер.
    Рассмотрим ряды элементов от Li до Ne и от Na до Аr. Если расположить эти два ряда один под другим, то в вертикальные столбцы попадают элементы сходные по своим свойствам
    и обладающие одинаковой валентностью. Так, например, Li и Na — типичные металлы, a Ne и Аr — инертные газы. В рядах же слева направо наблюдается ослабление металлических свойств и усиление неметаллических свойств элементов. Так, например, в ряду от Li до Ne Li — одновалентный металл, энергично разлагающий воду с образованием щелочи. У Be металлические свойства выражены слабее, оксид и гидроксид бериллия амфотерны. В — элемент со слабо выраженными неметаллическими свойствами, проявляющий некоторые свойства металла. От С до F неметаллические свойства усиливаются, F — самый активный из неметаллов. За F следует Ne — инертный газ, не проявляющих ни металлических, ни неметаллических свойств.
    Также следует отметить, что по мере увеличения атомной массы валентность элементов по отношению к кислороду, начиная с Li, увеличивается на единицу для каждого следующего элемента (исключением является F, что связано с особенностями строения его атома). В следующем периоде закономерность прослеживается
    снова.

  2. inner_cat Ответить

    1. Какая характеристика атома была положена Д. И. Менделеевым в основу его системы элементов? Как Менделеев формулировал периодический закон? Какие трудности возникали у него при обосновании этого закона?
    2. Почему Д. И. Менделеев назвал открытый им закон периодическим? Ответ подтвердите анализом свойств химических элементов.
    Закон был назван периодическим, поскольку свойства элементов меняются периодично, с заданной периодичностью. К примеру по периоду металлические свойства ослабевают, а по группе, наоборот – увеличиваются.
    3. Проведено сплавление 4,05 г оксида цинка ZnO с гидроксидом натрия, взятым в избытке. Определите массу и количество вещества образовавшейся соли.
    ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
    1. В ряду Na-Mg-Al-Si металлические свойства
    2) ослабевают
    2. В ряду Si-P-S-Cl неметаллические свойства
    1) усиливаются
    3. Подчеркните в каждом ряду элемент, который в большей степени проявляет неметаллические свойства.
    1) фтор
    2) бром
    3) фосфор
    4) фтор

  3. leput Ответить


    В истории человеческих знаний немало подвигов. Но очень немногие из них можно сопоставить с тем, что было сделано Дмитрием Ивановичем Мен­делеевым. Величие научного подвига Менделеева не только не стирается временем, но продолжает расти. И никто не может сказать, будет ли когда-нибудь исчерпано до конца все содержание одного из величайших в науке обобщений — периодического закона Менделеева.
    История строго и придирчиво отбирает и сорти­рует всё, что найдено и создано человеком. Пора­зительная, ставшая привычной четкость таблицы Менделеева наших дней скрывает от нас гигантскую работу учёного по осознанию всего, что было известно до него о превращениях вещества, работу, благодаря которой стала осуществимой великая интуитивная догадка о существовании нового зако­на — закона периодичности свойств химических элементов.
    Законы природы, открытые человеком, различны по объему познанного и по тому, в каких областях познания мира они действенны. Их трудно сравнивать между собой. Но законы сравнимы по самому главному — по возможности предсказания нового, предвидения неизвестного. Периодический закон в этом отношении не имеет равных в истории науки. Менделеев указал путь направленного поиска в хи­мии будущего. Многие ученые, основываясь на перио­дическом законе, предсказывали и описывали не­известные химические элементы и их свойства.

    История химии не знает подобного триумфа. Открыт новый закон природы. Вместо разрозненных, не связанных между собой веществ перед наукой встала единая стройная система, объединившая в одно целое все химические элементы. Но Менде­леев поставил перед наукой еще более грандиозную задачу: объяснить взаимную связь между всеми элементами, между их физическими и химически­ми свойствами.
    Закон Менделеева оказал огромное влияние на развитие знаний о строении атома, о природе ве­щества. В свою очередь, успехи атомной физики, появление новых методов исследования, развитие квантовой механики расширили и углубили сущ­ность периодического закона и периодической сис­темы элементов.
    Открытие закона периодичности — величайшая веха в развитии химии. Историки науки часто вы­деляют два периода в этом развитии: до закона и после закона.

    Что было накануне открытия?

    Было известно 63 химических элемента. Далеко не все свойства этих элементов были достаточно изучены, даже атом­ные веса некоторых были определены неправильно или неточно. Много это или мало — 63 элемента? Если вспомнить, что сейчас мы знаем 118 элементов (на 2016 г.), то, конечно, маловато. Но вполне достаточно, чтобы можно было подметить закономерность изменения их свойств. При 30 или 40 известных химических элементах едва ли удалось что-либо открыть. Ну­жен был определенный минимум открытых элементов. Вот почему мы вправе охарактеризовать менде­леевское открытие как своевременное.
    Но разве до Менделеева не пытались ученые подчинить все известные элементы определенному порядку, классифицировать их, свести в систему?
    Многие пытались. Сказать, что их попытки были бесполезными, нельзя: какие-то крупицы истины они содержали. Например, в 1829 г. немецкий химик И. Дёберейнер сгруппировал элементы со сходными химическими свойствами по тройкам: литий, натрий, калий; хлор, бром, йод и т. д. Он назвал эти группы триадами. Позже совокупности таких элементов стали именовать естествен­ными группами.

    В 1849 г. классификацией элементов заинтересовался видный русский химик Г.И. Гесс. В учеб­нике «Основания чистой химии» он описывал четыре группы элементов-неметаллов с похожими химическими свойствами:
    Гесс писал: «Эта классификация еще очень дале­ка от того, чтобы быть естественной, но она все-таки соединяет элементы и группы весьма сходные, и с расширением наших сведений она может усовершенствоваться».
    Одну из попыток классификации сделал в 1862 г. француз А. Бегье де Шанкуртуа. Систему элементов он представлял в виде спиральной линии на поверхности цилиндра. На каждом витке по 16 элементов. Сходные элементы располагались друг под другом на образующей цилиндра. Но никто из ученых не обратил внимания на работу де Шанкуртуа.
    Английский химик А. Ньюлендс в 1866 г. предложил так называемый закон октав. Он считал, что всё в мире подчиняется общей гармонии. И в химии и в музыке она должна быть единой. Поэтому свойства химических элементов, расположенные по возрастанию атомного веса, должны повторяться через каждые семь элементов, так же как и в музыкальной гамме сходные ноты чередуются в октаве через каждые семь нот. По закону октав однако, оказывались сходными такие совершение различные элементы, как углерод и ртуть.
    Когда Ньюлендс доложил о своей работе на заседании Лондонского химического общества, один из присутствующих не без сарказма спросил: не пробовал ли уважаемый докладчик расположить элементы в алфавитном порядке и не обнаружил ли он при этом какую-нибудь закономерность?
    Ближе других к истине оказались, пожалуй, английский ученый В. Одлинг и немецкий Л. Мейер. Так, в 1864 г. Л. Мейер предложил таблицу в которой все известные химические элементы были разбиты на шесть групп, согласно их валентности. По внешнему виду таблица Мейера была немного похожа на будущую менделеевскую. Но ни она, ни все другие предшествующие классификации не содержали главного: они не отражали общей, фундаментальной закономерности изменения свойств элементов. Они создавали лишь видимость порядка в их мире. Тот же недостаток был присущ и таблицам Одлинга.
    Предшественники Менделеева, подметившие частные проявления великой закономерности в мире химических элементов, по разным причинам не смогли подняться до великого обобщения и осознать существование в мире фундаментального закона. Почему же именно Дмитрию Ивановичу Мен­делееву удалось открыть периодический закон? И как было сделано это открытие?
    Инквизиция: цензура и Индекс (список) запрещённых книг
    Становление аэрофотосъёмки как средства обеспечения боевых действий
    Первое успешное использование подводного телевидения в ходе поисково-обследовательских работ
    Гагарин, 12 апреля 1961 года. Репортаж «Комсомольской правды» из дома первого космонавта
    Россия начала XIX века: экология — как тормоз технического прогресса

    «Опыт системы элементов…»

    17 февраля (по старому стилю) 1869 г., собираясь в дорогу, профессор Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев на обороте письма, в котором его просили приехать и помочь производству, сделал первый набросок таблицы химических элементов. В этой таблице он расположил элементы в порядке возрастания их атомных весов и проследил периодическую повто­ряемость их свойств.
    В тот день Менделеев отложил свою поездку. Он написал на отдельных карточках все известные тогда элементы с их важнейшими химическими и физическими свойствами. Располагая эти карточки в различном порядке, сообразуясь с атомными весами элементов, с их свойствами и со свойствами их соединений, Менделеев составил первый вариант системы химических элементов. Он назвал его «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». 1 марта 1869 г. Менделеев разослал многим русским и иностранным ученым отпечатанный в виде таблички «Опыт системы…».
    Первая таблица еще очень несовершенна, она да­лека от современного вида периодической системы. Но эта таблица оказалась первой графической иллюстрацией открытой Менделеевым закономерности: «Элементы, расположенные по величинам их атомного веса, представляют явственную периодичность свойств». Эти слова взяты из статьи Менделеева «Соотношение свойств с атомным весом элементов». Она явилась итогом размышлений Менделеева в ходе работы над «Опытом системы…».
    Менделеев в этой статье ни разу прямо не употребляет термин «периодический закон». Как всякий великий ученый, он был скромен и осторожен в конечных выводах. То, что он действительно открыл фундаментальный закон природы, ему было ясно с самого начала. Но чтобы обнаруженная закономерность могла называться законом и была признана другими учеными как закон, для этого, чувствовал Менделеев, надо было еще много работать. И два с половиной года — вплоть до декабря 1871 г. он занимался разработкой своего открытия.
    Первое сообщение об открытии было сделано 6 марта 1869 г. на заседании Русского химического общества. Менделеева на этом заседании не было. Вместо отсутствовавшего автора его доклад прочитал химик Н.А. Меншуткин. В протоколах Русского химического общества появилась сухая запись о собрании 6 марта 1869 г.: «Н. Меншуткин сообщает от имени Д. Менделеева «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». За отсутствием Д. Менделеева обсуждение этого вопроса отложено до следующего заседания».
    Этот сухой канцелярский протокол стал историческим документом огромной важности, свидетельством о первом знакомстве человечества с новым законом природы. Но многие ученые, современники Менделеева, впервые услышавшие и узнавшие об этой системе элементов, не смогли её сразу понять.

    В чем заключался решающий шаг?

    Менделеев видел три обстоятельства, которые, по его мнению, способствовали открытию периодического закона:
    во-первых, были более или менее точно определены величины атомных весов большинства известных химических элементов;
    во-вторых, появилось четкое понятие о группах сходных по химическим свойствам элементов (есте­ственных группах);
    в-третьих, к 1869 г. была изучена химия мно­гих редких элементов, без знания которой трудно было бы прийти к какому-либо обобщению.
    Наконец, решающий шаг к открытию закона заключался в том, что Менделеев сопоставил между собой все элементы по величине атомных весов. Предшественники же Менделеева сравнивали эле­менты, сходные между собой, т. е. элементы естест­венных групп. Эти группы оказывались не связан­ными. Менделеев логично объединил их в структуре своей таблицы.

    Как же был открыт периодический закон?

    Иногда среди историков науки вспыхивает спор: что раньше родилось в сознании Менделеева — периодический закон или периодическая система элементов?
    По нашему мнению, этот спор беспредметен. Система элементов — это закономерность, выражен­ная в виде таблицы. Но чтобы уловить смысл закона, нужно было прежде всего свести все известные химические элементы в определенную систему, т. е. в таблицу. Поэтому никак нельзя разрывать систему и закон.
    Вот как сам Менделеев охарактеризовал течение творческого процесса, который представляет собой открытие периодического закона: «…невольно за­родилась мысль о том, что между массой и хими­ческими свойствами необходимо должна быть связь. А так как масса вещества, хотя и не абсолютная, а лишь относительная, выражается окончательно в виде весов атомов, то надо искать функциональ­ное соответствие между индивидуальными свойст­вами элементов и их атомными весами. Искать же что-либо, хотя бы грибы или какую-нибудь зависимость, нельзя иначе, как смотря и пробуя. Вот я и стал подбирать, написав на отдельных карточках элементы с их атомными весами и коренными свой­ствами, сходные элементы и близкие атомные веса, что быстро и привело к тому заключению, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса, причем, сомневаясь во многих неясностях, я ни минуты не сомневался в общности сделанного вывода, так как случайность допустить было невозможно».
    Казалось бы, всё обстояло довольно просто. И в самом деле нет ничего особенного в том, чтобы, написав на карточках символы элементов, их атомные веса и важнейшие (коренные) свойства, расположить их по порядку. Как именно? Самый очевидный способ – расположить все элементы в ряд по возрастанию атомных весов, начиная с самого лёгкого – водорода. Подметить же закономерность в изменении свойств правильно расположенных элементов, должно быть, не так уж трудно. Ведь эти свойства во времена Менделеева были более или менее хорошо известны.
    В чём же заслуга Менделеева? Давайте условимся на некоторое время забыть всё, что вам уже известно о химии, всё, что вы успели узнать в школе о периодической системе, вообразим, что вы пере­неслись в середину XIX века и можете знать только то, что знали современники Менделеева. Попытать­ся проникнуть в творческую лабораторию ученого, разобраться в том, как его мысль постепенно под­ходила к открытию, — дело чрезвычайно трудное, а иногда и вовсе не возможное. Нам, однако, повезло: на помощь пришел сам Менделеев, рассказавший, что он начал с комбинирования кар­точек. Вот мы и попробуем шаг за шагом пройти по пути, которым шел великий ученый. Не ручаем­ся за точность картины, но дело обстояло примерно так…
    Самая первая таблица периодической системы Д.И. Менделеева
    «Первые мысли о периодичности, — писал Д.И. Менделеев, — вложены мною в листок, который 1 марта 1869 г. был послан мною многим ученым». Это самая первая таблица периодической системы элементов. Замечательно то, что в ней уже были оставлены и отмечены знаком вопроса пустые места.
    Посмотрим, в какой последовательности распола­гались элементы по величине их атомных весов.
    Наименьший атомный вес у водорода (Н), он равен 1. Следующий по порядку был в то время литий (Li). Его атомный вес около 7. А вот какой элемент должен быть следующим — на сей счет единого мнения не существовало. Дело в том, что точно не была известна формула окиси бериллия. Одни ученые считали, что она записывается как ВеО, другие — как Ве2О3. Но в первом случае атом­ный вес бериллия должен был равняться (округ­лённо) 9, а во втором — 14. Поэтому место элемента в ряду оказывалось неопределённым. Если оставить пока Ве в покое, то дальнейшее расположение эле­ментов должно быть таким:
    В(11) С(12) N(14) O(16) F(19) Na(23) Mg(24) Al(27) Si(28) P(31) S(32) Cl(35)

    Атомные веса здесь округлены до целых чисел.
    А как расположил Менделеев свои карточки с элементами? Конечно, на первой карточке у Менде­леева также было написано название, атомный вес и свойства водорода.
    Вторую карточку с атомным весом и свойствами металла лития он поместил под карточкой водорода. На третье место рядом с литием Менделеев положил карточку, на которой было написано: Ве(9), а не Ве(14).
    И это был смелый шаг, потому что из нескольких значений атомных весов бериллия Менделеев выбрал одно, вполне определенное. Почему он сделал именно так? Да потому, что он принял во внима­ние особенности химических свойств бериллия: они представляли плавный переход от свойств лития к свойствам бора.
    Карточку бора Менделеев поместил на четвертое место. Пятое место занял углерод. На шестом месте — азот, далее следовали кислород и фтор. Девятая карточка, принадлежащая металлу натрию, была помещена под второй, на которой были написаны химические характеристики металла лития.
    По порядку следующее место занял магний, за ним — алюминий. Под углеродом оказался крем­ний, под кислородом — сера, под фтором — хлор.

    Вот так Менделеев расположил свои карточки с названиями и свойствами элементов в начале своей таблицы:
    Итак, в вертикальных рядах оказались химически сходные элементы. Металл литий похож на металл натрий: оба мягкие, легкие, режутся ножом, бурно реагируют с водой, образуя щелочи. Бериллий и магний схожи друг с другом. У фтора много общего с хлором — они образуют с металлами очень похожие соединения. И каждый химик знает, что свойства кислорода и серы сходны между собой.
    При таком расположении совершенно четко проявилась периодичность свойств у элементов. В двух первых коротких периодах менделеевской таблицы правильно чередуются элементы с ана­логичными свойствами.
    Как же все-таки эти периоды были построены Менделеевым?
    Пожалуй, он был не совсем прав, когда утверждал, что расположил элементы по их атомному весу.
    Если бы ученый действительно расположил их по возрастанию тех атомных весов, которые были известны науке в то время, то никакого периодического закона обнаружить было бы невозможно даже в первых рядах таблицы. Скорее наоборот, Менделеев установил на основании периодического закона правильный атомный вес бериллия.
    Позднейшие исследования подтвердили это предсказание.

    Если исходить из атомных весов, известных в середине XIX в., то продолжение ряда элементов идущих за хлором, надо было бы построить так:

    Тайна пустого места

    Но, продолжая построение своей таблицы, Менделеев разместил карточки совсем не так. Под карточкой натрия была помещена карточка с очень похожим на натрий калием, и калий стал началом нового ряда. Под магнием оказался сходный с ним кальций.
    Следующим в порядке возрастания атомного ве­са должен был бы идти ванадий, но его карточка пока отложена в сторону, а вместо неё рядом с каль­цием Менделеев кладет пустую (!) карточку. С точки зрения химика того времени это непонятный и ничем не оправданный поступок.
    Можно было ждать, что вслед за пустой карточкой будет положена карточка ванадия. Но вместо ванадия на следующем месте оказывается титан, у которого Менделеев осмеливается, не проводя сам никаких исследований, вопреки всему, что известно о титане всем химикам во всем мире, изменить его атомный вес с 52 на 48 (!). После чего, наконец, за титаном следует карточка ванадия, и только за ней идут карточки хрома и марганца.
    Как же все-таки располагал свои карточки Мен­делеев? Ведь и в этом ряду таблицы он разместил элементы вопреки возрастанию известных в то время атомных весов.
    Прежде чем поместить карточку титана в табли­цу, Менделеев, по существу, предсказал истинное значение его атомного веса, так же как это он сделал и для бериллия.
    Этот период в таблице Менделеева длинный. За марганцем идут железо (Fе) — 56, кобальт (Со) — 59, никель (Ni) — 59, далее медь (Сu) — 63, цинк (Zn) — 65. Но вслед за цинком ученый снова оставил в своей таблице подряд два пустых места.

    Далее следовали карточки с хорошо известными элементами — мышьяком, селеном и бромом, завер­шающим длинный период. При этом карточки мышьяка, селена и брома оказались лежащими под карточками сходных с ними элементов конца преды­дущего короткого периода, т. е. элементов фосфо­ра, серы и хлора.
    Из того, что мы разобрали, совершенно очевидно, что всё обстояло далеко не так просто, как расска­зывал об этом сам Менделеев. Одних только фактов, которые были известны химикам до Менделеева, как бы их ни комбинировать, было недостаточно, чтобы открыть один из величайших законов природы — периодический закон.
    Если расположить элементы, известные к 1869 г., по возрастанию значений их атомных весов, не исправляя, казалось бы произвольно, атомных весов у отдельных элементов и не оставляя пустых мест, то обнаружить существование периодической зако­номерности было бы очень трудно.
    Нужно было не только знать накопленный в тече­ние многих веков химический опыт. Нужно было обладать тонкой интуицией, а также научной сме­лостью, чтобы, осознав периодическую закономер­ность, исправлять старое и предсказывать новое.

    Великое предсказание

    Что же означают пустые места в таблице Менделеева?
    Может быть, это пробелы в природе, и потому химики не нашли элементы для пустых клеток таблицы? Или это пробелы в человеческом знании о природе? Существует ли, например, в природе эле­мент, атомный вес которого больше, чем у кальция, и меньше, чем у титана, и в то же время похожий химическими свойствами на бор и алюминий?
    У Менделеева сомнений не было. Каждое место и таблице соответствует определенному химическому элементу, который должен обязательно существовать.
    Места, на которых были расположены карточки с названиями элементов, клетки в периодической таблице, где вписаны символы элементов и их атомные веса, для учёного были полны глубочайшего содержания: они определяли природу каждого эле­мента, его физические и химические свойства и свойства его соединений.
    В 1871 г. в журнале Русского химического об­щества появилась большая статья Менделеева. Она называлась «Естественная система элементов и применение её к указанию свойств неоткрытых эле­ментов». Вряд ли в мировой научной литературе когда-либо была опубликована статья, похожая на эту! В ней Менделеев описал три никем и никогда в мире не виданных химических элемента, причём описал так обстоятельно, как не смог бы это сделать иной исследователь, державший в руках их соедине­ния и посвятивший долгие годы изучению их в лабо­ратории.
    «Решаюсь сделать это ради того, чтобы хотя со временем, когда будет открыто одно из этих пред­сказываемых мною тел, иметь возможность оконча­тельно увериться самому и уверить других химиков в справедливости тех предложений, которые лежат в основании предполагаемой мною системы»,- пи­сал в этой статье Менделеев.
    Каким же путем периодический закон дает воз­можность описывать неведомое? Каким образом место в таблице определяет свойства элемента? Лучше всего это можно понять, если попытаться, по примеру Менделеева, сравнить свойства элемента пустой клетки со свойствами его соседей. Выделим из таблицы ту часть, которая включает пустые места и окружающие их элементы.
    Пустая клетка между кальцием и титаном находится в начале четвёртого периода. А две пустые клетки, расположенные рядом между цинком (Zn) и мышьяком (As), находятся в конце этого периода.
    Гипотетический (предполагаемый) элемент, который должен был заменять первое пустое место, Менделеев назвал экаборм. В таблице он следует за кальцием. Тот элемент, который должен занять пустое место около цинка, Менделеев назвал экаалюминием, а соседний с ним – экасилицием.
    Пустое место экабора находится между кальцием (атомный вес 40) и титаном (атомный вес 48). Следовательно, атомный вес экабора должен быть близким к среднему значению 44.
    С кислородом он должен давать окись, аналогичную по формуле окисям бора и алюминия: Х2О3. Экабор должен быть легким металлом: ведь он стоит между двумя легкими металлами — кальцием и титаном. Относительная плотность соседей экабора по ряду позволяет определить и его относительную плотность. Для кальция она равна 1.5, для титана 4.5. Поэтому относительная плотность экабора должна быть приблизительно равна 3.
    У экабора должны быть бесцветные соли, потому что соседи образуют бесцветные соединения. Металл не летуч, так как не летучи его соседи. Основные свойства его будут слабыми, поскольку основные свойства окиси титана слабы. Вот таким путем и можно предсказать химические свойства нового, и никем не известного и никем не виданного элемента.
    Попробуем описать и еще один элемент, пустое место которого находится рядом с цинком,- экаалюминий.
    Между цинком и мышьяком Менделеев оставил два пустых места. Атомный вес мышьяка — 75, цинка — 65. Нетрудно сообразить, что экаалюминий должен обладать атомным весом около 70. Он помещается в третьем столбце рядом с металлом цинком; в этом столбце находится алюминий — тоже металл; и экаалюминий должен быть на него похожим. Значит, экаалюминий будет тоже металлом.
    Плотность его мы определили бы по известной плотности ближайших соседей, учитывая лишь, что рядом с экаалюминием есть еще одно пустое место — экасилиций. Относительная плотность экаалюминия должна быть близка к 6.
    Соединения алюминия с хлором обладают при высокой температуре летучестью, и хлористое соединение экаалюминия должно быть также летучим.
    Вот такими словами Менделеев заканчивает описание свойств экаалюминия: «Можно надеяться, что он будет открыт спектральным исследованием, подобно тому как открыты следующие за ним индий и таллий…».
    Таким образом, Д.И. Менделеев не только описал неведомое, но и предсказал, как оно будет познано.

    Краткая хроника важнейших событий после открытия Великого закона

    Вот как развивались события в течение двух с половиной лет после открытия закона:
    В сентябре 1869 г. Д.И. Менделеев показал, что атомные объёмы простых веществ находятся в периодической зависимости от атомных весов, а в октябре обнаружил такую же зависимость для высшей валентности элементов в солеобразующих окислах.
    Летом 1870 г. Менделеев счёл необходимым изменить неправильно определённые атомные веса индия, церия, иттрия, тория и урана и в связи с этим изменил размещение этих элементов в периодической системе. Так, уран оказался самым последним элементом в естественном ряду, самым тяжелым по величине атомного веса.
    11 декабря 1870 г. Менделеев закончил статью «Естественная система элементов и применение её к указанию свойств некоторых элементов». Он впервые назвал свою систему естественной и впервые же употребил понятие «закон периодичности». В апреле 1871 г. Менделеев впервые назвал систему периодической: «… было бы правильнее назвать мою систему периодической, потому что она вытекает из периодического закона…». В июле 1871 г. Менделеев завершил работу над своей главной статьёй, посвящённой Великому закону. Она называлась «Периодическая законность химических элементов». Спустя много лет Менделеев так охарактеризовал её: «Это лучший свод моих взглядов и соображений о периодичности элементов…».
    Здесь Менделеев впервые привёл каноническую формулировку периодического закона, просуществовавшую до его физического обоснования: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых им простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса».
    Естественная система элементов Д.Э. Менделеева (1871 г.)
    Эта таблица была помещена Менделеевым в одном из первых изданий его учебника «Основы химии» (1871 г.). В ней ещё очень много пустых мест. Ещё не открыты геллий, скандий и германий; отсутствует нулевая группа.
    В таблице оставлены места для неоткрытых аналогов марганца, йода, теллура, цезия, бария, тантала. Много прочерков соответствует предполагаемым редкоземельным элементам (между барием и танталом).
    Большинство предсказанных Менделеевым элементов было обнаружено в действительности. Обратите внимание, как много общего у этой таблицы с современным изображением периодической системы.

    Как оправдались предсказания Менделеева

    Не прошло и шести лет, как весь мир облетело известие: в 1875 г. молодой французский ученый-спектроскопист П. Лекок де Буабодран выделил из минерала, добытого в Пиренейских горах, новый элемент. Буабодрана навела на след слабая фиолетовая линия в спектре минерала, которую нельзя было приписать ни одному из известных химических элементов. В честь своей родины, которая в древности называлась Галлией, Буабодран назвал новый элемент галлием. Галлий — очень редкий металл, Буабодрану стоило большого труда добыть его в количестве немногим больше булавочной головки. Но Буабодран оказался большим искусником. Он ухитрился с этой крупинкой проделать много интересных опытов и подробно описал плотность галлия, температуру плавления, соединение с кислородом, и даже соли.
    Каково же было удивление Буабодрана, когд через Парижскую академию наук он получил письмо с русской маркой, в котором сообщалось: в описании свойств галлия всё верно, за исключением плотности: галлий тяжелее воды не в 4.7 раза, как утверждал Буабодран, а в 5.9 раза.
    Неужели кто-то другой открыл галлий раньше? Буабодран заново определил плотность галлия, подвергнув металл более тщательной очистке. И оказалось, что он ошибся, а автор письма — это был, конечно, Менделеев, который и не видел галлия, — прав: относительная плотность галлия не 4.7 а 5.9.
    Ещё через четыре года, в 1879 г. шведский химик Л. Нильсон нашел новый элемент в редком минерале гадолините. Его назвали скандием. Когда же были изучены его свойства, стало совершенно очевидно, что это не что иное, как давно известный, по предсказаниям Менделеева, экабор.
    А через 16 лет после предсказания Менделеева немецкий химик К. Винклер открыл новый элемент (1886 г.) и назвал его германием.
    На этот раз Менделееву не пришлось самому указывать, что и этот вновь открытый элемент был им предсказан ранее. Винклер отметил, что германий полностью соответствует экасилицию Менделеева. Винклер писал в своей работе: «Едва ли можно найти иное более поразительное доказательство справедливости учения о периодичности, как во вновь открытом элементе. Это не просто подтвержде­ние смелой теории, здесь мы видим очевидное рас­ширение химического кругозора, мощный шаг в области познания».

    Винклер не искал германия по приметам, опубликованным Менделеевым. Он наткнулся на него случайно. Получалось так, что еще не открытые хи­мические элементы как бы взяты на учет: их столь­ко, сколько пустующих клеток в периодической таблице Менделеева. Приметы каждого из них более или менее известны. И даже можно предсказать заранее, в каких минералах нужно их искать, какими химическими способами следует извлекать эти элементы из минералов, в которых они скрываются.
    Существование в природе более десяти новых, не известных никому элементов предсказал сам Менде­леев. Для десятка элементов он предсказал правильные атомные веса. Все последующие поиски новых элементов в природе велись исследователями при помощи периодического закона и периодической системы. Они не только помогали ученым в поисках истины, но и способствовали исправлению ошибок и заблуждений в науке.
    Блестяще оправдались предсказания Менделеева — открыты три новых элемента: галлий, скандий, германий. Разрешилась долго мучившая ученых загадка бериллия. Атомный вес его был наконец точно определен, и место элемента рядом с литием подтвердилось раз и навсегда. К 90-м годам XIX века, по словам Менделеева, «периодическая законность упрочилась». В учебники по химии в разных странах уже без сомнений стали включать менделеевскую периодическую систему.
    Великое открытие получило всеобщее признание!

    Литература:

    И.В. Петрянов, Д.Н. Трифонов. Великий закон.- 2-е изд.- М.: Педагогика, 1984

    Похожие статьи

    Зачем мы едим? Мнение советских ученых
    Иван Иванович Ползунов – создатель первого в мире универсального парового двигателя
    Английский инженер Изамбард Брунель — Леонардо да Винчи XIX века
    Академик Российской Императорской академии наук Якоби Борис Семёнович

  4. Iantus Ответить

    Металлы и силикаты, оксиды и углеводы, вода и белки Как сильно различаются они по составу, свойствам, строению. Поистине удивительно многообразие веществ, из которых состоит окружающий нас мир. А если принять во внимание и химические соединения, которые не существуют в природе, но полученные учеными в лабораториях, в списки уже известных веществ придется включать миллионы наименований. И эти списки непрерывно расширяются
    В этом безбрежном море было бы невозможно ориентироваться, если бы не было в руках ученых надежного «компаса». Все вещества образованы лишь из нескольких десятков химических элементов, а сами элементы беспрекословно подчиняются единому закону. Этот важный закон – Периодический закон,- открытый в 1869г. великим русским химиком Д. И. Менделеевым, служит одним из краеугольных камней фундамента, на котором зиждется химическая наука.
    Меня привлекла тема “Д. И. Менделеев и Периодический закон” тем, что захотелось подробно узнать и понять личность великого ученого, открытие им Периодического закона.
    Предпосылки открытия
    Периодического закона Д. И. Менделеева.
    Еще на заре цивилизации люди находили в природе некоторые химические элементы, среди них медь, железо, серебро, золото и др. Эти металлы, в частности медь и железо, имели такое большое значение в жизни человека, что в честь них были названы целые исторические эпохи (бронзовый и железный века).
    Значительный вклад в разработку атомических учений внесли древнегреческие философы: Демокрит (460-370гг. до н. э. ), Эпикур (341-270гг. до н. э. ), Аристотель (384-322гг. до н. э. ). Атомистическая теория древнегреческих философов была результатом строго логичного рассуждения о первоначалах природы, о важнейших принципах жизни. Необходимо было найти единое, неизменное, неуничтожимое в многообразии окружающих вещей. Так возникла мысль о мельчайших, неделимых, неуничтожаемых телах (атомах), составляющих любую вещь.
    Последовавшие затем почти тысячелетнее засилье религии и мракобесия привело к тому, что атомистика была предана забвению и возродилась лишь в XVII в. на качественно новом уровне.
    Роберт Бойль (1627-1691гг. ), английский физик и химик, внес большой вклад в становление химии как науки. Главная заслуга Бойля состоит в том, что он стал рассматривать химические элементы не как некие отвлеченные понятия, а как реально существующие частицы. Он считал, что в действительности химических элементов может быть немного – и тем самым нацеливал на их поиск в природе. Р. Бойль дал принципиально новое понятие о химическом элементе как строго индивидуальном материальном теле, состоящем из атомов. Ключ Бойля “состав – свойства” открывал путь химическому производству веществ с заданными свойствами.
    Якоб Берцелиус (1779-1848гг. ), шведский химик, определил атомные массы 45 химических элементов в 1818г. Опубликовал их в виде таблице. В том же году он провел сопоставление процентного состава 2000 химических соединений и указал их “атомные веса” (он не пользовался понятием “молекула”, а рассматривал молекулы как атомы различной степени сложности). Для обозначения химических элементов Берцелиус предложил использовать начальные буквы их латинских названий. По его мнению, для обозначений химических соединений следовало использовать буквы и цифры, чтобы их легко можно было писать и печатать. Они должны были наглядно отражать соотношение элементов в соединениях, указывать относительные количества составных частей, образующих вещество, и, наконец, выражать численный результат анализа так же просто и понятно, как алгебраические формулы. Берцелиус открыл новые химические элементы: церий, селен и торий. Ему первому удалось получить в свободном состоянии кремний, титан, тантал, цирконий, а также ванадий.
    Иоганн Деберейнер (1780-1849гг. ), немецкий химик, при сопоставлении атомных весов некоторых химически сходных элементов нашел, что для многих широко распространенных в природе элементов эти числа довольно близки, а для таких элементов, как Fe, Co, Ni, Cr, Mn, они практически одинаковы. Кроме того, он отметил, что относительный “атомный вес” SrO представляет собой приблизительное среднее арифметическое из “атомных весов” CaO и BaO. На этой основе Деберейнер предложил “закон триад”, состоящий в том, что сходные по химическим свойствам элементы могут быть сведены в группы по три элемента (триады), например Cl, Br, J или Sr, Ca, Ba. При этом атомный вес среднего элемента триады близок к половине суммы атомных весов крайних элементов.
    Другие химики интересовались закономерностями в изменении значений атомных масс в группах сходных элементов. Первой из таких сопоставлений была так называемая “винтовая линия” А. де Шанкуртуа. В своих сообщениях он сделал попытку сопоставить свойства элементов в виде кривой. Он нанес на боковую поверхность цилиндра линию под углом 45° к его основанию. Поверхность цилиндра разделена вертикальными линиями на 16 частей (атомная масса кислорода равна 16). Атомные массы элементов и молекулярные массы простых тел были изображены в виде точек на винтовой линии в соответствующем масштабе. Если развернуть образующую цилиндра, то на плоскости получится ряд отрезов прямых, параллельных друг другу. При таком расположении сходные элементы оказываются друг под другом далеко не всегда. Так, в группу кислорода попадает титан; марганец включен в группу щелочных металлов; железо – в группу щелочноземельных. Однако, “винтовая линия” Шанкуртуа фиксирует и некоторые правильные соотношения между атомными массами ряда элементов, но, тем не менее, не отражает периодичности свойств элементов.
    Одной из предпосылок открытия Периодического закона послужили решения международного съезда химиков в Карлсруэ в 1860г. , когда окончательно утвердилось атомно-молекулярное учение, были приняты первые единые определения понятий молекулы и атома, а также атомного веса, который мы теперь называем относительной атомной массой. Именно это понятие как неизменную характеристику атомов химических элементов Д. И. Менделеев положил в основу своей классификации. Он писал: “Масса вещества есть именно такое свойство его, от которого должны находиться в зависимости все остальные свойства. Поэтому ближе или естественнее всего искать зависимость между свойствами и сходствами элементов, с одной стороны, и атомными их весами – с другой”. Предшественники Д. И. Менделеева сравнивали между собой только сходные элементы, а поэтому и не смогли открыть Периодический закон. В отличие от них Д. И. Менделеев обнаружил периодичность в изменении свойств химических элементов, расположенных в порядке возрастания величин их атомных масс, сравнивая между собой все известные ему, в том числе и несходные, элементы.
    Д. И. Менделеев в своем открытии опирался на четко сформулированные исходные положения:
    – Общее неизменное свойство атомов всех химических элементов – их атомная масса;
    – Свойства элементов зависят от их атомных масс;
    – Форма этой зависимости – периодическая.
    Рассмотренные выше предпосылки можно назвать объективными, то есть не зависящими от личности ученого, так как они были обусловлены историческим развитием химии как науки.
    Но без личностных качеств великого химика, которые составляют субъективную предпосылку открытия Периодического закона, вряд ли он был бы открыт в 1869г. Если бы его открыл какой-нибудь другой химик, вероятно, это произошло бы намного позже. Энциклопедичность знаний, научная интуиция, умение обобщать, постоянное стремление к познанию неведомого, дар научного предвидения Д. И. Менделеева сыграли свою немалую роль в открытии Периодического закона.
    Открытие Д. И. Менделеевым
    Периодического закона.
    1 марта 1969г. научная общественность всего мира отмечала столетие одного из величайших законов современного естествознания – Периодического закона химических элементов. Наука и техника сделала за этот период гигантские скачки. Казалось бы, значение Периодического закона Д. И. Менделеева должно было потускнеть перед грандиозными достижениями современной науки. Напротив, в наши дни Периодический закон химических элементов представляется рельефнее и значительнее, чем 100 лет назад.
    Открытие Периодического закона внесло ясность и порядок в многообразии, и разрозненные сведения о природе и химических свойствах элементах и их соединениях. Химия из эмпирического искусства преобразовалась в подлинную, точную науку. Привычная простота и четкость таблицы Д. И. Менделеева скрывают теперь от нас гигантскую и кропотливую работу по освоению и переработке всего того, что было известно до Д. И. Менделеева. Ему пришлось выполнить грандиозную работу, чтобы стала возможной и осуществимой догадка о существовании закона периодичности свойств элементов.
    К 1869г. были открыты только 63 элемента. Из них достаточно хорошо изучены с точно определенными атомными массами только 48, в то время как атомная масса остальных элементов была определена неточно или неверно. Расположив элементы в ряд по возрастанию неверных, или неточно определенных, атомных масс, ни один химик в мире не мог бы обнаружить общей закономерности в их свойствах. Только непостижимая способность обобщения позволила увидеть всеобъемлющую простоту закона. Для этого необходима великая научная смелость, и этой научной смелостью обладал Д. И. Менделеев. Открытый им Периодический закон отвечал самому главному требованию – возможности предсказания нового и предвидения неизвестного. Закон Д. И. Менделеева в этом плане не имеет равных себе.
    В самом деле, для того чтобы расположить химические элементы в соответствии с периодическим законом и построить первую Периодическую таблицу, Д. И. Менделеев должен был оставить в ней «пустые» места и принять новые значения атомных масс для многих элементов, т. е. предсказать новые элементы. Для этого нужна уверенность в истинности вновь открытого закона, необходима смелость и решимость, что и отличает Д. И. Менделеева от всех его предшественников.
    Более 30 лет Д. И. Менделеев работал над открытием и совершенствованием Периодического закона. Будучи уверенным, что он открыл новый естественный закон природы, Д. И. Менделеев на основании его предсказывает существование 12 неизвестных в то время науке элементов, для трех из них дает подробное описание их свойств, а также свойств их соединений и даже тех способов, при помощи которых они впоследствии могут быть получены.
    Все предсказания, сделанные Д. И. Менделеевым на основе Периодического закона, а также исправления атомных масс элементов блестяще подтвердились.
    Периодический закон стал законом предвидения в химии. Исследования Д. И. Менделеева дали прочный и надежный фундамент дальнейшего развития науки. Они послужили основой для объяснения строения атомов и их соединения. “Нет ни одного, сколь-либо общего закона природы,- писал Д. И. Менделеев,- который бы основался сразу; всегда его утверждению предшествует много предчувствий, а признание закона наступает не тогда, когда он вполне сознан во всем его значении, а лишь по утверждению его следствий опытами, которые естествоиспытатели должны признавать высшею инстанциею своих соображений и мнений”. Вполне естественно, что открытию такого всеобъемлющего закона природы также предшествовал длительный этап “предчувствий”. До Д. И. Менделеева было много ученых, которые предлагали свои таблицы и графики элементов и отдельные частные закономерности о соотношении свойств элементов. Не случайно, что некоторые из них после открытия Д. И. Менделеевым выступали с претензиями на первенство открытия. Большое значение для установления периодичности химических элементов имело точное определение основных химических понятий “элемент” и “простое тело”. Большая заслуга в определении этих понятий принадлежит Д. И. Менделееву, который, в отличие от своих предшественников, создал систему элементов, а не простых тел или эквивалентов. “Разнообразные периодические отношения принадлежат элементам,- писал Д. И. Менделеев,- а не простым телам, и это весьма важно заметить, потому что Периодический закон относится к элементам, так как им свойствен атомный вес, а простым телам, как и сложным, частичный вес”. В то время почти все предшественники Д. И. Менделеева в своих поисках пользовались весьма расплывчатыми понятиями элемента и простого тела и зачастую оперировали не только истинными атомными массами, а эквивалентами. При существовавшей путанице таких понятий, как “атомная масса”, “молекулярная масса”, “эквивалент”, многие химики, занимавшиеся поиском закономерностей между элементами, естественно, не могли обнаружить внутренней связи между их физическими и химическими свойствами. Так, например, У. Одлинг в 1865г. в своей книге “Курс практической химии” дал таблицу, озаглавив ее “Атомные веса и знаки элементов”. Эта таблица внешне была сходна с первой таблицей Д. И. Менделеева. Однако сходство было чисто вешним, и поэтому Д. И. Менделеев справедливо указал, что У. Одлинг ничего не говорит о смысле своей таблице и нигде о ней не упоминал.
    Все предшественники Д. И. Менделеева не смогли сделать всеобъемлющих обобщений из отмеченных ими закономерностей.
    В течение многих лет Д. И. Менделеев выполнял гигантскую работу. В центре его внимания в эти годы было изучение связи химических свойств веществ с их физической структурой – центральная проблема, над которой работали химики того времени.
    Деятельность в этой области и подготовила Д. И. Менделеева к открытию периодической закономерности в изменении свойств элементов. Читая курс неорганической химии, в 1868г. он приступил к составлению учебника “Основы химии”, который был издан в 1869г. Работая над ним, Д. И. Менделеев искал логическую основу для распределения материала второй части своего курса. Поиски привели его к мысли сопоставить группы сходных элементов. При этом он заметил, что все элементы можно расположить в порядке возрастания атомных масс, объединив их в группы. Таким образом, и появилась первая таблица элементов, озаглавленная “Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве”. Д. И. Менделеев сразу же понял, что эта таблица не просто служит обоснованием логического плана расположения материала курса, а отражает определенный закон природы, устанавливающий тесную связь между всеми известными элементами.
    6 марта 1869г. составленная Д. И. Менделеевым таблица была доложена на заседании Русского химического общества, а затем опубликована в журнале “Русское химическое общество”.
    В 1871г. он опубликовал две классические статьи о Периодическом законе: “Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов” и “Периодическая закономерность химических элементов”. Эти статьи явились обобщением огромной работы, выполненной Д. И. Менделеевым по уточнению формулировки открытого им закона и важнейших следствий и выводов из него. Здесь ученый впервые называет свое открытие Периодическим законом.
    Излагая сущность открытого им закона, он формулировал его в следующих словах: “свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов”. Появление в русской и иностранной печати сообщений и статей Д. И. Менделеева по периодическому закону, а также рефератов его статей и выход в свет “Основ химии”, первого в истории курса, в котором расположение материала базировалось на Периодическом законе, мало обратило внимание со стороны ведущих химиков того времени.
    Однако прошло всего лишь около 4 лет со времени предсказаний Д. И. Менделеева, как одно из них получило блестящее подтверждение. Известный французский химик-аналитик Лекок де Буабодран 27 августа 1875г. сообщил об открытии нового элемента, названного им галлием, и описал его свойства. Ознакомившись с работой французского ученого, Д. И. Менделеев тотчас пришел к выводу, что новый элемент есть не что иное, как предсказанный им экаалюминий. Он немедленно направил письмо Лекок де Буабодрану и заметку во французский журнал (“Доклады Парижской Академии наук”). Лекок де Буабодран был удивлен этим письмом и заметкой, опубликованной в журнале. Он не слышал о существовании химика Д. И. Менделеева и к тому же считал, что свойства нового элемента может лучше знать он, который открыл и экспериментально изучил их. Д. И. Менделеев писал, что определение Лекок де Буабордраном плотности этого элемента неточно; по расчетам Д. И. Менделеева, плотность галлия должна быть равна 6. Лекок де Буабодран повторил определение плотности элемента и нашел, что она равна 5,96.
    Открытие галлия было блестящим доказательством предсказаний Д. И. Менделеева и произвело огромное впечатление в ученом мире. Его статьи, которые ранее оставались почти не замеченными, теперь привлекли всеобщее внимание.
    В 1879г. шведский химик Л. Нильсон при исследовании минералов эвксенита и гадолинита открыл новый элемент, названный им скандием. Свойства этого элемента оказались в точности совпадающими с теми, которые были предсказаны Д. И. Менделеевым на основании периодического закона.
    И, наконец, немецкий химик, профессор Горной академии во Фрейберге К. А. Винклер, анализируя минерал аргиродит, обнаружил в нем новый неизвестный элемент и назвал его германием. Свойства германия совпадали с предсказаниями Д. И. Менделеевым свойствами экасилиция.
    Эти открытия были блестящим триумфом Периодического закона. Скептицизм и сомнения, существовавшие у некоторой части ученых по отношению к Периодическому закону, сменились полнейшей уверенностью в его величайшем научном значении. Периодический закон стал прочной базой для разнообразных исследований химиков и физиков всего мира. Настала эпоха систематического изучения всех элементов и возможных новых типов их соединения.
    К концу прошлого столетия Периодический закон стал общепризнанным. Лежащие в его основе представления о вечности, неизменности атомов и уверенность, что относительная масса атомов одного и того же элемента строго одинакова, казались незыблемыми. Ученые-химики считали своей задачей открытие еще неизвестных элементов, которые должны занять пустующие клетки в Периодической системе Д. И. Менделеева. Однако новые блестящие открытия ученых подвергли Периодический закон серьезным испытаниям. Так, в 1892г. английский физик Р. Дж. Рэлей, исследуя плотность газов воздуха, нашел новый элемент, который был назван аргоном. В следующем году открыт еще один инертный газ – гелий, присутствие которого задолго до этого было спектроскопически обнаружено в солнечной атмосфере. Эти открытия поставили несколько в тупик Д. И. Менделеева, так как для этих элементов не находилось места в Периодической системе. Другой английский физик и химик У. Рамзай предложил аргон и гелий разместить в периодической системе в особый нулевой группе. У. Рамзай предсказал одновременно существование и других инертных газов и, пользуясь методом Д. И. Менделеева, заранее описал их возможные свойства. Действительно, вскоре были открыты неон, криптон и ксенон. Они составили нулевую группу инертных элементов и тем самым были существенным дополнением к Периодической системе. В настоящее время эти элементы формально нельзя назвать инертными, так как получены соединения для криптона и ксенона. Поэтому их теперь размещают в VIII группе Периодической системы.
    Одним из важных следствий Периодического закона является современное учение о строении атома.
    В конце XIX столетия был открыт электрон. Возникли первые модели строения атома, в основу которых положили гипотезу о равномерном распределении положительного и отрицательного электричества. Э. Резерфорд с помощью опытов сделал вывод, что основная масса вещества сосредоточена в ядре атома. Ядро же атома по сравнению с объемом всего атома имеет весьма малый объем. Весь положительный заряд сосредоточен в ядре. Вокруг положительно заряженного ядра атома движутся отдельные электроны в количестве, равном заряду ядра. На основании опытных данных Э. Резерфорд рассчитал заряд ядер некоторых атомов. Ван-ден-Брэк, сопоставивший результаты измерения заряда ядра атома, сделал следующее предположение: величина заряда ядра атома каждого химического элемента, измеренная в элементарных единицах заряда, равна атомному номеру, т. е. порядковому номеру, который данный элемент имеет в Периодической таблице.
    Этот вывод позволил, наконец, понять истинную природу Периодического закона Д. И. Менделеева. стало ясно, что лежит в основе таблицы Д. И. Менделеева, чем отличаются атомы различных химических элементов и что определяет их химическую индивидуальность. Таким образом, все атомы по своему строению аналогичны, т. е. атом любого химического элемента состоит из ядра и электронов, количество которых определяется зарядом ядра.
    В соответствии с теорией Н. Бора электроны в атоме располагаются по слоям, причем было найдено, что количество слоев в атоме элемента соответствует номеру периода Периодической системы.
    В свете этих открытий Периодический закон Д. И. Менделеева в настоящее время формулируется так: “Свойства химических элементов находится в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер, или порядкового номера элемента”.
    Основным и исходным пунктом таких грандиозных успехов в науке за сравнительно короткий срок, является открытие Д. И. Менделеева Периодического закона. В то же время эти открытия не только не умалили, а, наоборот, расширили горизонты Периодического закона, превратили его в могучий инструмент познаний природы. Он стал основой для дальнейшего развития науки. Сбылись пророческие слова Д. И. Менделеева, сказанные в Английском химическом обществе 23 мая 1889г. , о том, что Периодический закон, расширив горизонт зрения, как инструмент требует дальнейших улучшений для того, чтобы ясность видения еще новых дальнейших элементов была достаточна для полной уверенности.
    Обращаясь к английским коллегам, он подчеркивал, что Периодический закон ждет не только новых приложений, но и усовершенствований.
    Успехи современной химии, успехи атомной и ядерной физики, синтез искусственных элементов стали возможными благодаря Периодическому закону. Вместе с тем успехи атомной физики, а также открытие новых методов исследования, развитие квантовой механики, в свою очередь, расширили и углубили сущность Периодического закона. Развитие науки показало, что Периодический закон до конца еще не познан и не завершен, что он много шире и глубже, чем мог предположить Д. И. Менделеев, чем думали до недавнего времени ученые. Так, оказалось, что закону периодичности подчиняется не только строение внешних оболочек атома, но и тонкая структура атомных ядер. Очевидно, что закономерности, которые управляют сложным и во многом в настоящее время еще не понятым миром элементарных частиц, также имеют в своей основе периодический характер.
    Будущее Периодической таблицы.
    Попробуем заглянуть в будущее. Рассмотрим нижнюю часть таблицы подробно, введя в нее элементы, открытые в последние годы.
    Химические свойства полученного в 1998г. элемента № 114 можно ориентировочно предсказать по положению в Периодической системе. Это – непереходной элемент, находящийся в группе углерода, и по свойствам должен напоминать свинец, расположенный над ним. Впрочем, химические свойства нового элемента недоступны для непосредственного изучения – элемент зафиксирован в количестве нескольких атомов и недолговечен.
    У элемента – № 118 – целиком заполнены все семь электронных уровней. Поэтому вполне естественно, что он находится в группе инертных газов – над ним расположен радон. Таким образом, 7-й период таблицы Д. И. Менделеева завершен. Эффектный финал столетия!
    В течение всего XXв. человечество в основном заполняло именно этот седьмой период, и сейчас он простирается от элемента № 87 – франция. Попробуем решить другой вопрос. Сколько же всего будет элементов в 8-м периоде? Поскольку прибавление каждого электрона соответствует появлению нового элемента, то просто надо сложить максимальное число электронов на всех орбиталях от s до g: 2+6+10+14+18=50. Долгое время так и предполагали, однако компьютерные расчеты показывают, что в 8-м периоде будет не 50, а 46 элементов. Итак, 8-й период будет простираться от элемента № 119 до № 164.
    Внимательное рассмотрение Периодической системы позволяет отметить еще одну простую закономерность. p-Элементы впервые появляются во 2-м периоде, d-элементы – в 4-м, f-элементы – в 6-м. Получился ряд четных чисел: 2, 4, 6. эта закономерность определяется правилами заполнения электронных оболочек. Теперь понятно, почему g-элементы появятся в 8м периоде. Простое продолжение ряда четных чисел! Существует и более дальние прогнозы, но они основаны на достаточно сложных расчетах.
    Очень интересно, существует ли теоретически последний элемент Периодической системы? Современные расчеты ответить на этот вопрос пока не могут, так что он наукой еще не решен.
    Мы достаточно далеко зашли в наших прогнозах, может быть, даже в XXII в. , что, впрочем, вполне объяснимо. Попытаться бросить взгляд в отдаленное будущее – вполне естественное желание для каждого человека.
    Заключение.
    Значение Периодического закона и Периодической системы химических элементов
    Д. И. Менделеева.
    Периодический закон Д. И. Менделеева имеет исключительно большое значение. Он положил начало современной химии, сделал ее единой, целостной наукой. Элементы стали рассматриваться во взаимосвязи, в зависимости от того, какое место они занимают в Периодической системе. Как указывал Н. Д. Зелинский, Периодический закон явился “открытием взаимной связи всех атомов в мироздании”.
    Химия перестала быть описательной наукой. С открытием Периодического закона в нем стало возможным научное предвидение. Появилась возможность предсказывать и описывать новые элементы и их соединения. Блестящий пример тому – предсказание Д. И. Менделеевым существования еще не открытых в его время элементов, из которых для трех – Ga, Sc и Ge – он дал точное описание их свойств.
    На основе закона Д. И. Менделеева были заполнены все пустые клетки его системы от элемента с Z=1 до Z=92, а также открыты трансурановые элементы. И сегодня этот закон служит ориентиром для открытия или искусственного создания новых химических элементов.
    Периодический закон послужил основой для исправления атомных масс элементов. У 20 элементов Д. И. Менделеевым были исправлены атомные массы, после чего эти элементы заняли свои места в Периодической системе.
    Большое общенаучное и философское значение Периодического закона и системы состоит в том, что он подтвердил наиболее общие законы развития природы (единства и борьбы противоположностей, перехода количества в качество, отрицание отрицания).
    Учение о строении атома привело к открытию атомной энергии и использованию ее для нужд человека. Можно без преувеличения сказать, что Периодический закон является первоисточником всех открытий химии и физики XX в. Он сыграл выдающую роль в развитии других, смежных с химией естественных наук.
    Периодический закон и система лежат в основе решения современных задач химической науки и промышленности. С учетом Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева ведутся работы по получению новых полимерных и полупроводниковых материалов, жаропрочных сплавов, веществ с заданными свойствами, по использованию ядерной энергии, исследуются недра Земли, Вселенная
    Вещие слова Д. И. Менделеева: “Посев научный взойдет доля жатвы народной”,- сбылись. В них все помыслы, желания. Великий ученый и патриот, он всегда останется для нас символом честности и трудолюбия, борьбы за интересы народа. Мы, его верные последователи, будем вечно чтить светлое имя Дмитрия Ивановича Менделеева. Я согласна с тем, что “феномен Менделеева” будет еще долго изучаться учеными разных специальностей.

  5. Wortex Ответить

    Периодический закон Дмитрия Ивановича Менделеева — один из фундаментальных законов природы, который увязывает зависимость свойств химических элементов и простых веществ с их атомными массами. В настоящее время закон уточнен, и зависимость свойств объясняется зарядом ядра атома.
    Закон был открыт русским ученым в 1869-м году. Менделеев представил его научному сообществу в докладе съезду Русского химического общества (доклад был сделан другим ученым, так как Менделеев был вынужден срочно выехать по заданию Вольного экономического общества Петербурга). В этом же году вышел учебник «Основы химии», написанный Дмитрием Ивановичем для студентов. В нем ученый описал свойства популярных соединений, а также постарался дать логическую систематизацию химических элементов. Также в нем впервые была представлена таблица с периодически расположенными элементами, как графическая интерпретация периодического закона. Всее последующие годы Менделеев совершенствовал свою таблицу, например, добавил столбец инертных газов, которые были открыты спустя 25 лет.
    Алюминий гранулированныйЙод кристаллическийСера молотаяНаучное сообщество далеко не сразу приняло идеи великого русского химика, даже в России. Но после того, как были открыты три новых элемента (галлий в 1875-м, скандий в 1879-м и германий в 1886-м годах), предсказанные и описанные Менделеевым в своем знаменитом докладе, периодический закон был признан.

    Периодический закон Менделеева:

    Является всеобщим законом природы.
    В таблицу, графически представляющую закон, включаются не только все известные элементы, но и те, которые открывают до сих пор.
    Все новые открытия не повлияли на актуальность закона и таблицы. Таблица совершенствуется и изменяется, но ее суть осталась неизменной.
    Позволил уточнить атомные веса и другие характеристики некоторых элементов, предсказать существование новых элементов.
    Химики получили надежную подсказку, как и где искать новые элементы. Кроме этого, закон позволяет с высокой долей вероятности заранее определять свойства еще неоткрытых элементов.
    Сыграл огромную роль в развитии неорганической химии в 19-м веке.

    История открытия

    Есть красивая легенда о том, что свою таблицу Менделеев увидел во сне, а утром проснулся и записал ее. На самом деле, это просто миф. Сам ученый много раз говорил, что созданию и совершенствованию периодической таблицы элементов он посвятил 20 лет своей жизни.
    Все началось с того, что Дмитрий Иванович решил написать для студентов учебник по неорганической химии, в котором собирался систематизировать все известные на этот момент знания. И естественно, он опирался на достижения и открытия своих предшественников. Впервые внимание на взаимосвязь атомных весов и свойств элементов обратил немецкий химик Дёберейнер, который попытался разбить известные ему элементы на триады с похожими свойствами и весами, подчиняющимися определенному правилу. В каждой тройке средний элемент имел вес, близкий к среднему арифметическому двух крайних элементов. Ученый смог таким образом образовать пять групп, например, Li–Na–K; Cl–Br–I. Но это были далеко не все известные элементы. К тому же, тройка элементов явно не исчерпывала список элементов с похожими свойствами. Попытки найти общую закономерность позже предпринимали немцы Гмелин и фон Петтенкофер, французы Ж. Дюма и де Шанкуртуа, англичане Ньюлендс и Одлинг. Дальше всех продвинулся немецкий ученый Мейер, который в 1864-м году составил таблицу, очень похожую на таблицу Менделеева, но она содержала лишь 28 элементов, в то время как было известно уже 63.
    В отличие от своих предшественников Менделееву удалось составить таблицу, в которую вошли все известные элементы, расположенные по определенной системе. При этом, некоторые клетки он оставил незаполненными, примерно вычислив атомные веса некоторых элементов и описав их свойства. Кроме этого, русскому ученому хватило смелости и дальновидности заявить, что открытый им закон является всеобщим законом природы и назвал его «периодическим законом». Сказав «а», он пошел дальше и исправил атомные веса элементов, которые не вписывались в таблицу. При более тщательной проверке, оказалось, что его исправления верны, а открытие описанных им гипотетических элементов стало окончательным подтверждением истинности нового закона: практика доказала справедливость теории.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *