Istorija otkrića periodnog zakona i periodnog sistema hemijskih elemenata. Otkriće periodnog zakona hemijskih elemenata D.I.

2.2. Istorija stvaranja periodnog sistema.

U zimu 1867-68, Mendeljejev je počeo da piše udžbenik "Osnove hemije" i odmah je naišao na poteškoće u sistematizaciji činjeničnog materijala. Do sredine februara 1869, dok je razmišljao o strukturi udžbenika, postepeno je došao do zaključka da su svojstva jednostavnih supstanci (a to je oblik postojanja hemijskih elemenata u slobodnom stanju) i atomske mase elemenata povezani određenim obrascem.

Mendeljejev nije znao mnogo o pokušajima njegovih prethodnika da rasporede hemijske elemente prema rastućim atomskim masama i o incidentima koji su se pojavili u ovom slučaju. Na primjer, nije imao gotovo nikakve informacije o radu Chancourtoisa, Newlandsa i Meyera.

Odlučujuća faza njegovih misli nastupila je 1. marta 1869. (14. februara, po starom stilu). Dan ranije, Mendeljejev je napisao zahtjev za desetodnevni odmor radi inspekcije artelskih sirara u provinciji Tver: dobio je pismo s preporukama za proučavanje proizvodnje sira od A. I. Hodneva, jednog od vođa Slobodnog ekonomskog društva.

Petersburgu tog dana bilo je oblačno i mraz. Drveće je škripalo na vjetru u univerzitetskoj bašti, gdje su gledali prozori Mendeljejevljevog stana. Dok je još bio u krevetu, Dmitrij Ivanovič je popio šolju toplog mleka, zatim ustao, umio se i otišao na doručak. Raspoloženje mu je bilo divno.

Za doručkom, Mendeljejev je imao neočekivanu ideju: uporediti bliske atomske mase različitih hemijskih elemenata i njihova hemijska svojstva. Bez razmišljanja, na poleđini Khodnjevog pisma, on je zapisao simbole za hlor Cl i kalijum K sa prilično sličnim atomskim masama, jednakim 35,5 odnosno 39 (razlika je samo 3,5 jedinica). U istom pismu Mendeljejev je skicirao simbole drugih elemenata, tražeći među njima slične "paradoksalne" parove: fluor F i natrijum Na, brom Br i rubidijum Rb, jod I i cezij Cs, za koje se razlika u masi povećava sa 4,0 na 5,0 a zatim na 6.0. Mendeljejev tada nije mogao znati da "neodređena zona" između očiglednih nemetala i metala sadrži elemente - plemenite plinove, čije će otkriće u budućnosti značajno modificirati periodni sistem.

Nakon doručka, Mendeljejev se zatvorio u svoju kancelariju. Izvadio je paket vizitkarti sa stola i počeo da ispisuje simbole elemenata i njihova glavna hemijska svojstva na njihovoj poleđini. Nakon nekog vremena ukućani su čuli kako se iz kancelarije počelo čuti: "Uuu! Rogati. Vau, kakav rogat! Ja ću ih savladati. Ubiću ih!" Ovi uzvici su značili da je Dmitrij Ivanovič imao kreativnu inspiraciju. Mendelejev je prebacio karte iz jednog horizontalnog reda u drugi, vodeći se vrijednostima atomske mase i svojstvima jednostavnih supstanci koje formiraju atomi istog elementa. Još jednom mu je u pomoć priteklo temeljno poznavanje neorganske hemije. Postepeno je počeo da se oblikuje izgled budućeg periodnog sistema hemijskih elemenata. Dakle, prvo je stavio karticu sa elementom berilijum Be (atomska masa 14) pored kartice aluminijumskog elementa Al (atomska masa 27,4), po tadašnjoj tradiciji, uzimajući berilij za analog aluminijuma. Međutim, tada je, upoređujući hemijska svojstva, stavio berilij preko magnezijuma Mg. Sumnjajući u tada opšteprihvaćenu vrijednost atomske mase berilijuma, promijenio ju je na 9,4, i promijenio formulu berilijum oksida iz Be 2 O 3 u BeO (kao magnezijum oksid MgO). Inače, "ispravljena" vrijednost atomske mase berilija potvrđena je tek deset godina kasnije. I u drugim prilikama se ponašao jednako hrabro.

Postepeno je Dmitrij Ivanovič došao do konačnog zaključka da elementi, poredani uzlaznim redoslijedom njihovih atomskih masa, pokazuju jasnu periodičnost u fizičkim i kemijskim svojstvima. Mendeljejev je cijeli dan radio na sistemu elemenata, praveći kratke pauze da se igra sa kćerkom Olgom, ruča i večera.

Uveče 1. marta 1869. izbelio je tabelu koju je sastavio i pod naslovom „Eksperiment sistema elemenata na osnovu njihove atomske težine i hemijske sličnosti“ poslao u štampar, praveći beleške za slagače i stavljajući datum "17. februar 1869" (ovo je po starom stilu).

Tako je otkriven periodični zakon, čija je moderna formulacija sljedeća: Svojstva jednostavnih supstanci, kao i oblici i svojstva spojeva elemenata, u periodičnoj su ovisnosti o naboju jezgara njihovih atoma.

Mendeljejev je poslao štampane listove sa tabelom elemenata mnogim domaćim i stranim hemičarima, a tek nakon toga je napustio Sankt Peterburg da pregleda fabrike sira.

Prije odlaska, ipak je uspio predati N. A. Menshutkinu, organskom hemičaru i budućem istoričaru hemije, rukopis članka "Odnos svojstava sa atomskom težinom elemenata" - za objavljivanje u časopisu Ruskog hemijskog društva i za komunikaciju na predstojećem sastanku društva.

18. marta 1869. Menšutkin, koji je u to vreme bio službenik društva, napravio je mali izveštaj o Periodičnom zakonu u ime Mendeljejeva. Izveštaj isprva nije privukao veliku pažnju hemičara, a predsednik Ruskog hemijskog društva, akademik Nikolaj Zinin (1812-1880) izjavio je da Mendeljejev ne radi ono što bi pravi istraživač trebalo da radi. Istina, dvije godine kasnije, nakon što je pročitao članak Dmitrija Ivanoviča "Prirodni sistem elemenata i njegova primjena na ukazivanje na svojstva određenih elemenata", Zinin se predomislio i napisao Mendeljejevu: "Vrlo, vrlo dobro, vrlo odlične aproksimacije, čak i zabavne da citam, neka vam Bog da sa srecom u eksperimentalnoj potvrdi vasih zakljucaka Iskreno vam odan i duboko vas poštuje N. Zinin. Mendeljejev nije stavio sve elemente u rastući red atomskih masa; u nekim slučajevima više se vodio sličnošću hemijskih svojstava. Dakle, kobalt Co ima atomsku masu veću od nikla Ni, telur Te takođe ima veću masu od joda I, ali Mendeljejev ih je postavio u red Co - Ni, Te - I, a ne obrnuto. Inače bi telur spadao u grupu halogena, a jod bi postao srodnik selena Se.

Njegovoj ženi i djeci. Ili je možda znao da umire, ali nije želio unaprijed uznemiravati i uzbuđivati ​​porodicu koju je strastveno i nježno volio. U 05:20 sati 20. januara 1907. umro je Dmitrij Ivanovič Mendeljejev. Sahranjen je na groblju Volkovski u Sankt Peterburgu, nedaleko od grobova njegove majke i sina Vladimira. Godine 1911. Muzej D.I. Mendeljejev, gde...

Moskovska metro stanica, istraživački brod za okeanografska istraživanja, 101. hemijski element i mineral - mendelevit. Naučnici-šaljivdžije koji govore ruski ponekad pitaju: "Zar Dmitrij Ivanovič Mendeljejev nije Jevrej, bolno čudno prezime, zar nije došlo od prezimena "Mendel"?" Odgovor na ovo pitanje je krajnje jednostavan: "Sva četiri sina Pavela Maksimoviča Sokolova, ...

Licejski ispit, gdje je stari Deržavin blagoslovio mladog Puškina. Ulogu mjerača je odigrao akademik Yu.F. Fritsshe, poznati stručnjak za organsku hemiju. Doktorska teza D.I. Mendeljejev diplomirao je na Glavnom pedagoškom institutu 1855. Doktorska teza "Izomorfizam u vezi sa drugim odnosima kristalnog oblika prema sastavu" postala je njegova prva veća naučna ...

Najviše o pitanju kapilarnosti i površinskog napona tečnosti, a svoje slobodno vreme provodio je u krugu mladih ruskih naučnika: S.P. Botkin, I.M. Sechenov, I.A. Vyshnegradsky, A.P. Borodina i dr. Godine 1861. Mendeljejev se vratio u Sankt Peterburg, gde je nastavio sa predavanjima iz organske hemije na univerzitetu i objavio za to vreme izuzetan udžbenik: "Organska hemija", u ...

U knjizi istaknutog sovjetskog istoričara hemije N.F. Figurovskog "Esej o opštoj istoriji hemije. Razvoj klasične hemije u 19. veku" (M., Nauka, 1979). Dati su glavni periodi otkrića 63 hemijska elementa od antičkih vremena do 1869. godine - godine kada je Dmitrij Ivanovič Mendeljejev (1834-1907) uspostavio Periodični zakon:

1. Najstariji period (od 5. milenijuma pre nove ere do 1200. godine nove ere).

Ovaj dugi period uključuje upoznavanje osobe sa 7 metala antike - zlatom, srebrom, bakrom, olovom, kalajem, gvožđem i živom. Pored ovih elementarnih supstanci, sumpor i ugljik su bili poznati u antici, koji su se javljali u prirodi u slobodnom stanju.

2. Alhemijski period.

U tom periodu (od 1200. do 1600. godine) utvrđeno je postojanje nekoliko elemenata, izolovanih ili u procesu alhemijskih traganja za načinima pretvorbe metala, ili u procesima proizvodnje metala i prerade raznih ruda od strane zanatskih metalurga. To uključuje arsen, antimon, bizmut, cink, fosfor.

3. Period nastanka i razvoja tehničke hemije (kraj 17. vijeka - 1751.).

U to vrijeme, kao rezultat praktičnog proučavanja karakteristika različitih metalnih ruda i savladavanja poteškoća koje su nastajale u izolaciji metala, kao i otkrića u procesu mineraloških ekspedicija, došlo je do postojanja platine, kobalta i nikla. je osnovana.

4. Prva faza hemijsko-analitičkog perioda u razvoju hemije (1760-1805). U tom periodu, uz pomoć kvalitativnih i težinskih kvantitativnih analiza, otkriven je niz elemenata, od kojih su neki samo u obliku „zemlja“: magnezijum, kalcijum (utvrđivanje razlike između kreča i magnezijuma), mangan, barijum ( barit), molibden, volfram, telur, uranijum (oksid), cirkonijum (zemlja), stroncij (zemlja), titan (oksid), hrom, berilijum (oksid), itrij (zemlja), tantal (zemlja), cerij (zemlja) , fluor (fluorovodonična kiselina), paladijum, rodijum, osmijum i iridijum.

5. Faza pneumatske hemije. U to vrijeme (1760-1780) otkriveni su plinoviti elementi - vodik, dušik, kisik i klor (potonji se smatrao složenom tvari - oksidiranom klorovodičnom kiselinom do 1809.).

6. Faza dobijanja elemenata u slobodnom stanju elektrolizom (G. Davy, 1807-1808) i hemijski: kalijum, natrijum, kalcijum, stroncijum, barijum i magnezijum. Svi su oni, međutim, ranije bili poznati u obliku "zapaljivih" (kaustičnih) alkalija i zemnoalkalnih, odnosno mekih alkalija.

7. Druga faza hemijsko-analitičkog perioda u razvoju hemije (1805-1850). U to vreme, kao rezultat unapređenja metoda kvantitativne analize i razvoja sistematskog toka kvalitativne analize, bor, litijum, kadmijum, selen, silicijum, brom, aluminijum, jod, torijum, vanadijum, lantan (zemlja), erbijum ( otkriveni su zemlja), terbijum (zemlja). ), rutenijum, niobijum.

8. Period otkrivanja elemenata spektralnom analizom, neposredno nakon razvoja i uvođenja ove metode u praksu (1860-1863): cezijuma, rubidijuma, talija i indija.

Kao što znate, prvu u istoriji hemije "Tabelu jednostavnih tela" sastavio je A. Lavoisier 1787. Sve jednostavne supstance su podeljene u četiri grupe: "I. Jednostavne supstance predstavljene u sva tri carstva prirode, koja mogu smatrati elementima tijela: 1) svjetlosnim, 2) kalorijskim, 3) kisikom, 4) dušikom, 5) vodonikom II. Jednostavne nemetalne tvari koje oksidiraju i daju kiseline: 1) antimon, 2) fosfor, 3) ugalj , 4) radikal murijatne kiseline, 5) radikal fluorovodonične kiseline, 6) radikal borne kiseline III. Jednostavne metalne supstance koje oksidiraju i daju kiseline: 1) antimon, 2) srebro, 3) arsen, 4) bizmut, 5) kobalt, 6 ) bakar, 7) kositar, 8) gvožđe, 9) mangan, 10) živa, 11) molibden, 12) nikl, 13) zlato, 14) platina, 15) olovo, 16) volfram, 17) cink IV. ) kreč (vapnena zemlja), 2) magnezijum (baza magnezijum sulfata), 3) barit (teška zemlja), 4) glinica (glina, alum zemlja), 5) silicijum dioksid (silicijumska zemlja)".

Ova tabela je bila osnova hemijske nomenklature koju je razvio Lavoisier. D. Dalton je u nauku uveo najvažniju kvantitativnu karakteristiku atoma hemijskih elemenata – relativnu težinu atoma ili atomsku težinu.

Tragajući za pravilnostima u svojstvima atoma hemijskih elemenata, naučnici su pre svega obratili pažnju na prirodu promene atomske težine. Godine 1815-1816. engleski hemičar W. Prout (1785-1850) objavio je dva anonimna članka u Annals of Philosophy, u kojima je izražena i potkrijepljena ideja da su atomske težine svih kemijskih elemenata cijeli brojevi (tj. višekratnici atomske težine vodika, koja je tada uzeta jednaka jedinici): „Ako su stavovi koje smo odlučili da izrazimo tačni, onda gotovo možemo smatrati da je iskonska materija drevnih ljudi oličena u vodoniku...“. Proutova hipoteza bila je vrlo primamljiva i dovela je do postavljanja mnogih eksperimentalnih studija kako bi se što preciznije odredile atomske težine hemijskih elemenata.

Nemački hemičar I. Debereiner (1780-1849) uporedio je 1829. atomske težine sličnih hemijskih elemenata: litijuma, kalcijuma, hlora, sumpora, mangana, natrijuma, stroncijuma, broma, selena, hroma, kalijuma, barijuma, joda, telura. , Gvožđe i utvrdio da je atomska težina srednjeg elementa jednaka polovini zbira atomskih težina ekstremnih elemenata. Potraga za novim trozvucima dovela je L. Gmelina (1788-1853), autora svjetski poznatog referentnog vodiča za hemiju, do uspostavljanja brojnih grupa sličnih elemenata i do stvaranja njihove osebujne klasifikacije.

U 60-im godinama. U 19. veku naučnici su prešli na upoređivanje samih grupa hemijski sličnih elemenata. Tako je A. Shancourtois (1820-1886), profesor na Pariskoj rudarskoj školi, rasporedio sve hemijske elemente na površini cilindra u rastućem redosledu njihove atomske težine tako da se dobije "heliks". Ovim rasporedom slični elementi često su padali na istu vertikalnu liniju. Godine 1865. engleski hemičar D. Newlands (1838-1898) objavio je tabelu koja je uključivala 62 hemijska elementa. Elementi su raspoređeni i numerisani uzlaznim redom atomskih težina.

Newlands je koristio numeraciju kako bi naglasio da se svakih sedam elemenata ponavljaju svojstva hemijskih elemenata. Kada je u Londonskom hemijskom društvu 1866. raspravljao o novom Newlandsovom članku (nije preporučen za objavljivanje), profesor J. Foster je sarkastično upitao: „Da li ste pokušali da rasporedite elemente po abecednom redu njihovih imena i jeste li primijetili bilo kakve nove uzorci?

Godine 1868. engleski hemičar W. Olding (1829-1921) predložio je tabelu, koja je, po mišljenju autora, pokazala pravilan odnos između svih elemenata.

Godine 1864. njemački profesor L. Mayer (1830-1895) sastavio je tabelu od 44 hemijska elementa (od 63 poznata).

Ocjenjujući ovaj period, D. I. Mendeljejev je napisao: „Ne postoji nijedan opći zakon prirode koji bi se odmah zasnovao, njegovom odobravanju uvijek prethode mnoge slutnje, a priznavanje zakona ne dolazi kada se u potpunosti ostvari u svom značenju. , ali tek nakon potvrde njegovih posljedica eksperimentima, koje prirodoslovci moraju prepoznati kao najviši autoritet svojih razmatranja i mišljenja.

Godine 1868. D.I.Mendeleev je počeo da radi na kursu "Osnove hemije". Za najlogičniji raspored materijala bilo je potrebno nekako klasifikovati 63 hemijska elementa. Prvu verziju periodnog sistema hemijskih elemenata predložio je D. I. Mendeljejev u martu 1869.

Dve nedelje kasnije, na sastanku Ruskog hemijskog društva, pročitan je Mendeljejevljev izveštaj „Odnos svojstava sa atomskom težinom elemenata“, u kojem su razmatrani mogući principi za klasifikaciju hemijskih elemenata:

1) prema njihovom odnosu prema vodoniku (formule hidrida); 2) prema njihovom odnosu prema kiseoniku (formule viših kiseonikovih oksida); 3) po valentnosti; 4) u smislu atomske težine.

Dalje, tokom narednih godina (1869-1871), Mendeljejev je proučavao i ponovo proveravao one pravilnosti i "nedoslednosti" koje su uočene u prvoj verziji "Sistema elemenata". Sumirajući ovaj rad, D. I. Mendeljejev je napisao: "Kako se atomska težina povećava, elementi prvo imaju sve više i više promjenjivih svojstava, a zatim se ta svojstva ponovo ponavljaju u novom redu, u novom redu iu nizu elemenata iu isti slijed Stoga se Zakon periodičnosti može formulirati na sljedeći način: „Svojstva elemenata, a samim tim i svojstva jednostavnih i složenih tijela koja formiraju, su u periodičnoj zavisnosti (to jest, ispravno se ponavljaju) od njihovih atomska težina." priroda izuzetaka se ne tolerira... Afirmacija zakona moguća je samo uz pomoć izvođenja posljedica iz njega, koje su bez njega nemoguće i neočekivane, te opravdanja tih posljedica i eksperimentalne provjere. njegova logična posljedice, koje bi mogle pokazati da li je istinit ili ne. To uključuje predviđanje svojstava neotkrivenih elemenata i ispravljanje atomskih težina mnogih bilo je nekoliko elemenata koji su ispitivani u to vreme... Jedna stvar je potrebna - ili da se periodični zakon smatra istinitim do kraja i da predstavlja novo oruđe hemijskog znanja, ili da ga odbaci.

Tokom 1872-1874. Mendeljejev je počeo da se bavi drugim problemima, a u hemijskoj literaturi gotovo da se nije pominjao periodični zakon.

Godine 1875. francuski hemičar L. de Boisbaudran je izvijestio da je proučavajući mješavinu cinka, spektroskopski otkrio novi element u njoj. On je primio soli ovog elementa i odredio njegova svojstva. U čast Francuske, on je novi element nazvao galijum (kako su Francusku nazivali stari Rimljani). Uporedimo ono što je D.I. Mendeleev predvidio i ono što je pronašao L. de Boisbaudran:

U prvom izvještaju L. de Boisbaudrana utvrđeno je da je specifična težina galija 4,7. DIMendeljejev mu je ukazao na njegovu grešku. Pažljivije mjerenje pokazalo je da je specifična težina galija 5,96.

Godine 1879. švedski hemičar L. Nilsson (1840-1899) izvještava o otkriću novog hemijskog elementa - skandijuma. L. Nilson je skandij klasifikovao kao element retke zemlje. P.T.Kleve je ukazao L.Nilsonu da su soli skandijuma bezbojne, njegov oksid je nerastvorljiv u alkalijama, te da je skandij ekabor koji je predvidio D.I.Mendeleev. Hajde da uporedimo njihova svojstva.

Analizirajući novi mineral u februaru 1886. godine, njemački profesor K. Winkler (1838-1904) otkrio je novi element i smatrao ga analogom antimona i arsena. Došlo je do rasprave. K. Winkler se složio da je element koji je otkrio ekasilikon koji je predvidio D. I. Mendeljejev. K. Winkler je ovaj element nazvao germanijumom.

Dakle, hemičari su tri puta potvrdili postojanje hemijskih elemenata koje je predvideo Mendeljejev. Štaviše, upravo su svojstva ovih elemenata koje je predvideo Mendeljejev i njihov položaj u periodičnom sistemu omogućili da se isprave greške koje su eksperimentatori nesvesno napravili. Dalji razvoj hemije odvijao se na čvrstoj osnovi Periodnog zakona, koji je 80-ih godina XIX veka. je prepoznat od strane svih naučnika kao jedan od najvažnijih zakona prirode. Dakle, najvažnija karakteristika bilo kojeg hemijskog elementa je njegovo mjesto u Periodnom sistemu D.I. Mendeljejeva.

Porodica Mendeljejev živjela je u kući na strmoj visokoj obali rijeke Tobol u gradu Tobolsku, a budući naučnik je ovdje rođen. U to vrijeme u Tobolsku su bili u progonstvu mnogi decembristi: Anenkov, Barjatinski, Wolf, Kuchelbecker, Fonwiesen i drugi... Svojom hrabrošću i trudom zarazili su druge. Nisu ih slomili zatvori, prinudni rad ili progonstvo. Mitya Mendeleev je vidio takve ljude. U komunikaciji sa njima formirala se njegova ljubav prema domovini, odgovornost za njenu budućnost. Porodica Mendeljejev je bila u prijateljskim i porodičnim odnosima sa decembristima. D. I. Mendeljejev je pisao: „...ovde su živeli ugledni i poštovani decembristi: Fonvizen, Anenkov, Muravjov, bliski našoj porodici, posebno nakon što se jedan od decembrista, Nikolaj Vasiljevič Basargin, oženio mojom sestrom Olgom Ivanovnom ... decembrističke porodice, u tim dana dali su životu Tobolska poseban pečat, obdarili ga sekularnim obrazovanjem. Legenda o njima i dalje živi u Tobolsku.

Sa 15 godina Dmitrij Ivanovič je završio gimnaziju. Njegova majka Marija Dmitrijevna uložila je mnogo napora da mladić nastavi školovanje.

Rice. 4. Majka D. I. Mendeljejeva - Marija Dmitrijevna.

Mendeljejev je pokušao da uđe na Medicinsko-hiruršku akademiju u Sankt Peterburgu. Međutim, anatomija je bila izvan moći jednog dojmljivog mladića, pa je Mendeljejev morao promijeniti medicinu u pedagogiju. Godine 1850. upisao je Glavni pedagoški zavod, gdje je nekada studirao njegov otac. Tek ovdje je Mendeljejev osjetio ukus za učenje i ubrzo postao jedan od najboljih.

U dobi od 21 godine, Mendeljejev je briljantno položio prijemne ispite. Studij Dmitrija Mendeljejeva u Sankt Peterburgu na Pedagoškom institutu u početku nije bio lak. Na prvoj godini uspio je dobiti nezadovoljavajuće ocjene iz svih predmeta osim matematike. Ali u starijim godinama stvari su išle drugačije - Mendeljejev je prosječan godišnji rezultat bio četiri i po (od pet mogućih).

Njegova teza o fenomenu izomorfizma priznata je kao doktorska teza. Talentovani student 1855. postavljen je za nastavnika Rišeljeove gimnazije u Odesi. Ovdje je pripremio drugi naučni rad - "Specifični tomovi". Ovaj rad je predstavljen kao magistarski rad. Godine 1857 nakon njene odbrane Mendeljejev je dobio titulu magistra hemije, postao docent na Univerzitetu u Sankt Peterburgu, gde je predavao organsku hemiju. Godine 1859. poslan je u inostranstvo.

Mendeljejev je proveo dvije godine na raznim univerzitetima u Francuskoj i Njemačkoj, ali je njegov rad na disertaciji u Hajdelbergu sa vodećim naučnicima tog vremena, Bunsenom i Kirchhoffom, bio najproduktivniji.

Bez sumnje, priroda sredine u kojoj je proveo djetinjstvo uvelike je utjecala na život naučnika. Od mladosti do starosti radio je sve i uvijek na svoj način. Počevši od malih stvari i preći na velike stvari. Nećakinja Dmitrija Ivanoviča, N. Ya. Kapustina-Gubkina, prisjetila se: „Imao je svoja omiljena jela, koja je izmislio za sebe ... Uvijek je nosio široku platnenu jaknu bez kaiša vlastitog dizajna ... Pušio je uvrtao cigarete, sam ih motao...". Stvorio je uzorno imanje - i odmah ga napustio. Izveo je izvanredne eksperimente na adheziji tečnosti i odmah napustio ovu oblast nauke zauvijek. I kakve je afere zamotao vlastima! Još u mladosti, tek diplomac Pedagoškog zavoda, vikao je na direktora odjela, zbog čega je pozvan kod samog ministra Abrahama Sergejeviča Norovatova. Međutim, šta je njemu direktor odjela - nije se ni obračunao sa sinodom. Kada mu je izrekao sedmogodišnju kaznu zbog razvoda od Feoze Nikitišne, koja se nikada nije pomirila sa posebnošću njegovih interesovanja, Dmitrij Ivanovič je, šest godina pre roka, nagovorio sveštenika u Kronštatu da ga oženi. opet. A šta je vredela priča o njegovom letu balonom kada je silom oteo balon vojnog resora, izbacivši iz korpe iskusnog aeronauta generala Kovanka... Dmitrij Ivanovič nije patio od skromnosti, naprotiv - „Skromnost je majka svih poroka“, tvrdio je Mendeljejev.

Originalnost ličnosti Dmitrija Ivanoviča uočena je ne samo u ponašanju naučnika, već iu cijelom njegovom izgledu. Njegova nećakinja N. Ya. Kapustina-Gubkina nacrtala je sljedeći verbalni portret naučnika: „Griva duge pahuljaste kose oko visokog bijelog čela, vrlo izražajna i vrlo pokretljiva... Jasno plave, prodorne oči... Mnoge su pronađene u on je ličio na Garibaldija... Kada je pričao, uvek je gestikulirao. Široki, brzi, nervozni pokreti njegovih ruku uvijek su odgovarali njegovom raspoloženju... Tembar njegovog glasa bio je nizak, ali zvučan i razumljiv, ali mu se ton jako mijenjao i često prelazio sa niskih na visoke, gotovo tenorske.. Kada je pričao o onome što mu se nije dopalo, onda se mrštio, saginjao, stenjao, škripao...”. Mendeljejevljeva omiljena zabava dugi niz godina bila je izrada kofera i okvira za portrete. Zalihe za ove radove je kupio u Gostinom Dvoru.

Mendeljejevljeva originalnost izdvajala ga je od opšte mase iz mladosti... Dok je studirao na Pedagoškom institutu, plavooki Sibirac, koji nije imao ni centa za svoju dušu, neočekivano za gospodu profesore, počeo je pokazivati ​​takvu oštrinu uma, takav bijes u radu, da je ostavio daleko iza sebe sve svoje drugove. Tada ga je primijetio i volio pravi državni savjetnik, poznata ličnost u javnom obrazovanju, učitelj, naučnik, profesor hemije Aleksandar Abramovič Voskresenski. Stoga je 1867. godine Aleksandar Abramovič preporučio svog omiljenog učenika, tridesettrogodišnjeg Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva, za profesora opšte i neorganske hemije na Fakultetu za fiziku i matematiku Univerziteta u Sankt Peterburgu. U maju 1868. godine, Mendeljejevima je rođena voljena ćerka Olga ...

Trideset tri je tradicionalno doba podviga: u trideset trećoj, prema epu o suzama iz peći, Ilya Muromets. Ali iako u tom smislu život Dmitrija Ivanoviča nije bio izuzetak, on sam jedva da je mogao osjetiti da se u njegovom životu događa oštar zaokret. Umjesto predmeta tehničke, ili organske, ili analitičke hemije koje je predavao ranije, morao je da počne da čita novi kurs, opštu hemiju.

Naravno, rebrasti lakše. Međutim, kada je započeo svoje nekadašnje kurseve, ni to nije bilo lako. Ruske beneficije ili uopšte nisu postojale, ili su postojale, ali su bile zastarele. Hemija je nova, mlada stvar, a u mladosti sve brzo zastari. Strane udžbenike, najnovije, morao sam prevoditi. Preveo je - "Analitičku hemiju" od Gerarda, "Hemijska tehnologija" od Wagnera. A u organskoj hemiji i u Evropi ništa vrijedno nije pronađeno, iako sedneš i pišeš. I napisao. Za dva mjeseca potpuno novi kurs po novim principima, tridesetak štampanih listova. Šezdeset dana svakodnevnog teškog rada - dvanaest gotovih stranica dnevno. Bilo je to jednog dana - nije želio svoju rutinu postaviti u zavisnosti od takve sitnice kao što je rotacija globusa oko svoje ose, nije ustajao od stola trideset ili četrdeset sati.

Dmitrij Ivanovič nije mogao samo pijan raditi, već i spavati pijan. Mendeljejevljev nervni sistem bio je izuzetno osjetljiv, njegova čula su bila izoštrena - gotovo svi memoaristi, bez riječi, izvještavaju da je bio neobično lak, stalno je plakao, iako je, u suštini, bio ljubazna osoba.

Moguće je da su urođene osobine Dmitrija Ivanoviča objašnjene njegovim kasnim pojavljivanjem u porodici - bio je "posljednje dijete", sedamnaesto dijete po redu. A prema sadašnjim idejama, mogućnost mutacija u potomstvu raste sa porastom starosti roditelja.

Svoje prvo predavanje iz opšte hemije započeo je na sledeći način:

„Sve što primijetimo, jasno razlikujemo kao supstancu, ili kao fenomen. Materija zauzima prostor i ima težinu, dok su pojave stvari koje se dešavaju u vremenu. Svaka supstanca ispoljava različite fenomene, i ne postoji niti jedan fenomen koji se odvija bez supstance. Različite tvari i fenomeni ne mogu izbjeći pažnji svih. Otkriti legitimnost, odnosno jednostavnost i pravilnost u ovoj raznolikosti, znači proučavati prirodu..."

Otkriti legitimnost, odnosno jednostavnost i ispravnost… Supstanca ima težinu… Supstanca… Težina… Supstanca… Težina…

Stalno je razmišljao o tome, šta god da je uradio. A šta nije uradio! Dmitrij Ivanovič je imao dovoljno vremena za sve. Čini se da je konačno dobio najbolji hemijski odjel u Rusiji, državni stan, priliku da živi udobno, bez trčanja za dodatnim novcem - pa se fokusirajte na glavnu stvar, a sve ostalo je na strani ... Kupio sam imanje od 400 jutara zemlje i godinu dana kasnije postavio iskusan pod, na kojem je proučavao mogućnost preokretanja iscrpljivanja zemlje uz pomoć hemije. Jedan od prvih u Rusiji.

Godinu i po dana je prošlo kao tren, ali još nije bilo pravog sistema u opštoj hemiji. To ne znači da je Mendeljejev sasvim nasumično čitao svoj kurs. Počeo je sa onim što je svima poznato - od vode, iz vazduha, od uglja, od soli. Od elemenata koje sadrže. Od glavnih zakona, prema kojima tvari međusobno djeluju.

Zatim je govorio o hemijskim srodnicima hlora - fluoru, bromu, jodu. Ovo je bilo poslednje predavanje, čiji je transkript ipak uspeo da pošalje u štampariju, gde je otkucano drugo izdanje nove knjige koju je započeo.

Prvi broj, u džepnom formatu, štampan je januara 1869. Na naslovnoj strani je pisalo: "Osnove hemije D. Mendeljejev" . Nema predgovora. Prvi, već objavljen broj, i drugi, koji je bio u štampariji, trebalo je da bude, prema rečima Dmitrija Ivanoviča, prvi deo kursa, i još dva broja - drugi deo.

U januaru i prvoj polovini februara Mendeljejev je držao predavanja o natrijumu i drugim alkalnim metalima, napisao je odgovarajuće poglavlje drugog dela. "Osnove hemije" - i zaglavio.

Godine 1826. Jens Jakob Berzelius je završio proučavanje 2000 supstanci i, na osnovu toga, određivanje atomske težine tri desetine hemijskih elemenata. Pet od njih imalo je netačne atomske težine - natrijum, kalijum, srebro, bor i silicijum. Berzelius je pogriješio jer je napravio dvije pogrešne pretpostavke: da može postojati samo jedan atom metala u molekulu oksida i da jednaka zapremina plinova sadrži jednak broj atoma. Zapravo, molekul oksida može sadržavati dva ili više atoma metala, a jednaka zapremina plinova, prema Avogadrovom zakonu, sadrži jednak broj ne atoma, već molekula.

Sve do 1858. godine, kada je Italijan Stanislao Cannicaro, nakon što je ponovo uspostavio zakon svog sunarodnika Avogadra, ispravio atomske težine nekoliko elemenata, vladala je konfuzija u pitanju atomskih težina.

Tek 1860. godine, na kemijskom kongresu u Karlsruheu, nakon žučne rasprave, zabuna je razriješena, Avogadrov zakon je konačno vraćen u svoje pravo i konačno su razjašnjeni nepokolebljivi temelji za određivanje atomske težine bilo kojeg kemijskog elementa.

Sretnim slučajem, Mendeljejev je bio na službenom putu u inostranstvu 1860. godine, prisustvovao je ovom kongresu i dobio jasnu i jasnu ideju da je atomska težina sada postala tačan i pouzdan numerički izraz. Vrativši se u Rusiju, Mendeljejev je počeo proučavati listu elemenata i skrenuo pažnju na periodičnost promjene valencije za elemente raspoređene u rastućem redoslijedu atomskih težina: valencija H – 1, Li – 1, Budi – 2, B - 3, C - 4, mg – 2, N – 2, S - 2, Ž - 1, N / A – 1, Al – 3, Si - 4 itd. Na osnovu povećanja i smanjenja valencije, Mendeljejev je razbio elemente na periode; Prvi period je uključivao samo jedan vodonik, zatim dva perioda od po 7 elemenata, zatim periode koji sadrže više od 7 elemenata. D, I, Mendeljejev koristili su ove podatke ne samo da naprave graf, kao što su to učinili Meyer i Chancourtua, već i da naprave tabelu sličnu Newlandsovoj tabeli. Takav periodni sistem elemenata je jasniji i vizualniji od grafa, a osim toga, D, I, Mendeljejev su uspjeli izbjeći Newlandsovu grešku, koji je insistirao na jednakosti perioda.

« Smatram da je kongres hemičara u Karlsruheu 1860. godine, na kojem sam učestvovao, odlučujući trenutak moje misli o periodičnom zakonu... , - napomenuo je D.I. Mendeljejev.

Godine 1865. kupio je imanje Boblovo kod Klina i dobio priliku da se bavi poljoprivrednom hemijom, koja mu je tada bila draga, i tamo se svakog ljeta odmara sa svojom porodicom.

„Rođendanom“ sistema D. I. Mendeljejeva obično se smatra 18. februar 1869. godine, kada je sastavljena prva verzija tabele.

Rice. 5. Fotografija D. I. Mendeljejeva u godini otkrića periodnog zakona.

Bila su poznata 63 hemijska elementa. Nisu sva svojstva ovih elemenata dovoljno dobro proučena, čak su i atomske težine nekih određene pogrešno ili netačno. Da li je to puno ili malo - 63 elementa? Ako se sjetimo da sada znamo 109 elemenata, onda, naravno, to nije dovoljno. Ali to je sasvim dovoljno da se može uočiti obrazac promjena njihovih svojstava. Sa 30 ili 40 poznatih hemijskih elemenata, teško da bi bilo moguće bilo šta otkriti. Bio je potreban određeni minimum otvorenih elemenata. Zato se Mendeljejevljevo otkriće može okarakterisati kao pravovremeno.

Pre Mendeljejeva, naučnici su takođe pokušavali da sve poznate elemente podrede određenom redu, da ih klasifikuju, da ih dovedu u sistem. Nemoguće je reći da su njihovi pokušaji bili beskorisni: sadržavali su zrnce istine. Svi su se ograničili na ujedinjavanje elemenata sličnih po hemijskim svojstvima u grupe, ali nisu našli unutrašnju vezu između ovih "prirodnih", kako su tada govorili, svojih grupa.

Godine 1849., istaknuti ruski hemičar G. I. Hess se zainteresovao za klasifikaciju elemenata. U udžbeniku Osnove čiste hemije opisao je četiri grupe nemetalnih elemenata sa sličnim hemijskim svojstvima:

I Te C N

Br Se B P

Cl S Si As

F O

Hess je napisao: "Ova klasifikacija je još uvijek vrlo daleko od prirodne, ali ipak povezuje elemente i grupe koji su vrlo slični, a proširenjem naših informacija može se poboljšati."

Neuspešni pokušaji da se izgradi sistem hemijskih elemenata na osnovu njihovih atomskih težina su učinjeni i pre kongresa u Karlsrueu, oba Britanci: 1853. Gledston, 1857. Odling.

Jedan od pokušaja klasifikacije napravio je 1862. godine Francuz Alexander Emile Beguis de Chancourtois . Predstavljao je sistem elemenata u obliku spiralne linije na površini cilindra. Svaki krug ima 16 elemenata. Slični elementi nalazili su se jedan ispod drugog na generatrisi cilindra. Prilikom objavljivanja svoje poruke, naučnik je nije priložio grafom koji je napravio, a niko od naučnika nije obratio pažnju na rad de Chancourtoisa.

Rice. 6. "Telurski vijak" de Chancourtua.

Uspješniji je bio njemački hemičar Julius Lothar Meyer. Godine 1864. predložio je tabelu u kojoj su svi poznati hemijski elementi podeljeni u šest grupa, prema njihovoj valentnosti. Po izgledu, Meyerov sto je pomalo ličio na budući Mendeljejev. Smatrao je da su zapremine koje zauzimaju masene količine elementa numerički jednake njihovoj atomskoj težini. Ispostavilo se da svaka takva težina bilo kojeg elementa sadrži isti broj atoma. To je značilo da je odnos razmatranih zapremina različitih atoma ovih elemenata. Stoga se poziva navedena karakteristika elementa atomski volumen.

Grafički, zavisnost atomskih zapremina elemenata od njihove atomske težine izražava se kao niz talasa koji se dižu u oštrim vrhovima u tačkama koje odgovaraju alkalnim metalima (natrijum, kalijum, cezijum). Svako spuštanje i uspon na vrh odgovara periodu u tabeli elemenata. U svakom periodu, vrijednosti nekih fizičkih karakteristika, osim atomskog volumena, također se prirodno prvo smanjuju, a zatim povećavaju.

Rice. 7. Zavisnost atomskih zapremina od atomskih masa elemenata, prema

L. Meyer.

Vodonik, element sa najmanjom atomskom težinom, bio je prvi na listi elemenata. U to vrijeme bilo je uobičajeno pretpostavljati da 101. period uključuje jedan element. 2. i 3. period Meyerovog grafikona uključivao je po sedam elemenata. Ovi periodi su duplirali Newlandsove oktave. Međutim, u naredna dva perioda broj elemenata je premašio sedam. Time je Meyer pokazao u čemu je Newlandsova greška. Zakon oktava nije se mogao striktno poštovati za čitav spisak elemenata, poslednje periode su morale biti duže od prvih.

Nakon 1860. drugi engleski hemičar, John Alexander Reina Newlands, napravio je prvi pokušaj ove vrste. Jednu za drugom sastavljao je tabele u kojima je pokušavao da prevede svoju ideju. Poslednja tabela datira iz 1865. Naučnik je vjerovao da je sve na svijetu podložno općem skladu. I u hemiji i u muzici bi trebalo da bude isto. Raspoređene u rastućem redosledu, atomske težine elemenata su u njemu podeljene na oktave - u osam vertikalnih redova, po sedam elemenata. Zaista, mnogi kemijski srodni elementi završili su u istoj horizontalnoj liniji: u prvoj - halogeni, u drugoj - alkalni metali, itd. Ali, nažalost, u redove je ušlo i dosta stranaca, što je pokvarilo cijelu sliku. Među halogenima, na primjer, bilo je kobalta sa niklom i tri platinoida. U liniji zemnoalkalnih - vanadij i olovo. Porodica ugljenika uključuje volfram i živu. Da bi nekako iskombinovao povezane elemente, Newlands je morao narušiti raspored elemenata po atomskim težinama u osam slučajeva. Osim toga, da bi se napravilo osam grupa od sedam elemenata, potrebno je 56 elemenata, a poznata su 62, a ponegdje je na mjesto jednog elementa stavio dva elementa odjednom. Ispostavilo se da je to bio potpuni haos. Kada je Newlands prijavio svoje "Zakon oktava" na sastanku Londonskog hemijskog društva, jedan od prisutnih je sarkastično primetio: da li je poštovani govornik pokušao jednostavno da rasporedi elemente po abecednom redu i otkrio neku pravilnost?

Sve ove klasifikacije nisu sadržavale glavnu stvar: nisu odražavale opći, temeljni obrazac promjena svojstava elemenata. Oni su stvorili samo privid reda u svom svijetu.

Mendeljejevljevi prethodnici, koji su uočili pojedinačne manifestacije velike pravilnosti u svijetu hemijskih elemenata, iz raznih razloga, nisu mogli doći do velike generalizacije i spoznati postojanje fundamentalnog zakona u svijetu. Mendeljejev nije znao mnogo o pokušajima njegovih prethodnika da rasporede hemijske elemente prema rastućim atomskim masama i o incidentima koji su se pojavili u ovom slučaju. Na primjer, nije imao gotovo nikakve informacije o radu Chancourtoisa, Newlandsa i Meyera.

Za razliku od Newlandsa, Mendeljejev je smatrao glavnom ne toliko atomske težine koliko hemijska svojstva, hemijsku individualnost. Stalno je razmišljao o ovome. Supstanca… Težina… Supstanca… Težina… Odluke nisu donete.

A onda je Dmitrij Ivanovič upao u žestoku vremensku nevolju. I ispalo je prilično loše: ne da je bilo „sada ili nikad“, nego ili danas, ili je slučaj opet odgođen za nekoliko sedmica.

Davno je obećao u Slobodnom ekonomskom društvu da će u februaru otići u Tversku guberniju, pregledati lokalne sirare i izneti svoje stavove o postavljanju ove stvari na moderan način. Za putovanje je već zatražena dozvola univerzitetskih vlasti. A "potvrda o odmoru" - tadašnja putna potvrda - već je bila ispravljena. I posljednju oproštajnu poruku sekretara Slobodnog ekonomskog društva Hodnev je primio. I nije preostalo ništa drugo nego otići na zakazano putovanje. Voz kojim je trebalo da putuje za Tver krenuo je sa stanice Moskva 17. februara u večernjim satima.

“Ujutro, dok je još bio u krevetu, uvek je pio šolju toplog mleka... Ustajući i umivajući se, odmah je otišao u svoju kancelariju i popio jednu ili dve, ponekad i tri velike, u obliku šolje, šolja jakog, ne baš slatkog čaja” (iz memoara njegove nećakinje N.Ya. Kapustine-Gubkine).

Trag šolje, sačuvan na poleđini Hodnevove bilješke, od 17. februara, ukazuje da je primljena rano ujutro, prije doručka, vjerovatno donio glasnik. A to, pak, ukazuje da misao o sistemu elemenata nije napuštala Dmitrija Ivanoviča ni danju ni noću: pored otiska čaše, list čuva vidljive tragove nevidljivog misaonog procesa koji je doveo do velikog naučnog otkrića. U istoriji nauke ovo je najređi slučaj, ako ne i jedini.

Sudeći po materijalnim dokazima, desilo se ovako. Nakon što je završio svoju šolju i stavio je na prvo mesto na koje je naišao - na Hodnevovom pismu, odmah je zgrabio olovku i na prvom komadu papira koji je naišao, na istom Hodnevovom pismu, zapisao misao koja mu je proletela glavom. . Na listu su se pojavili, jedan ispod drugog, simboli hlora i kalijuma... Zatim natrijum i bor, pa litijum, barijum, vodonik... Pero je lutalo, kao i misao. Konačno je uzeo normalnu osminu čistog papira - i ovaj je list preživio - i skicirao na njemu, jedan ispod drugog, u opadajućem redoslijedu, redove simbola i atomske težine: alkalne zemlje iznad, ispod njih halogene, ispod njih kisikovu grupu , ispod njega azot, ispod njega grupa ugljenik, itd. Bilo je očito golim okom koliko su velike razlike u atomskim težinama između elemenata susjednih rangova. Mendeljejev tada nije mogao znati da je "neodređena zona" između očiglednog nemetali I metali sadrži elemente - plemenitih gasova, čije će otkriće u budućnosti značajno modificirati periodni sistem.

Žurio je, pa je s vremena na vrijeme pravio greške, greške u kucanju. Sumpor je pripisao atomsku težinu 36, umjesto 32. Oduzevši im 65 (atomska težina cinka) 39 (atomska težina kalijuma), dobili smo 27. Ali nije riječ o malim stvarima! Nosio ga je visoki talas intuicije.

Vjerovao je u intuiciju. Koristio ga je sasvim svjesno u raznim životnim situacijama. Ana Ivanovna, Mendeljejeva žena je napisala: Ako on

morao je da reši neko teško, važno životno pitanje, brzo, brzo, laganim hodom, uđe, kaže šta je u pitanju i zamoli me da kažem svoje mišljenje na prvi utisak. "Samo nemoj misliti, samo nemoj misliti", ponovio je. Progovorio sam i to je bilo rješenje."

Međutim, ništa nije uspjelo. Nažvrljani list ponovo se pretvorio u rebus. I vrijeme je prolazilo, uveče je trebalo ići na stanicu. Glavna stvar koju je već osetio, osetio je. Ali ovom osjećaju je trebalo dati jasnu logičku formu. Može se zamisliti kako je, u očaju ili bijesu, jurio po kancelariji, razgledajući sve što je u njoj bilo, tražeći način da brzo sklopi sistem. Konačno je zgrabio hrpu karata, otvorio na desnoj stranici - gdje je bila lista jednostavnih tijela - svoje "Osnove" i počeo da pravi špil karata bez presedana. Napravivši špil hemijskih karata, počeo je da igra neviđenu igru ​​pasijansa. Pasijans je očigledno pitan! Prvih šest redova se nizalo bez ikakvih skandala. Ali onda je sve počelo da se raspliće.

Iznova i iznova Dmitrij Ivanovič se hvatao za pero i svojim naglim rukopisom skicirao stupce brojeva na listu. I opet, zbunjen, odustao je od ovog zanimanja i počeo uvijati cigaretu i puhati je tako da mu se glava potpuno zamutila. Najzad su mu oči počele da padaju, bacio se na sofu i čvrsto zaspao. Ovo mu nije bilo novo. Ovaj put nije spavao dugo – možda nekoliko sati, možda nekoliko minuta. Ne postoje tačne informacije o tome. Probudio se iz činjenice da je svoj pasijans vidio u snu, i to ne u onom obliku u kojem ga je ostavio na stolu, već u drugom, skladnijem i logičnijem. A onda je skočio na noge i počeo da crta novu tabelu na listu papira.

Njegova prva razlika u odnosu na prethodnu verziju bila je u tome što su elementi sada bili poređani ne opadajućim, već uzlaznim redoslijedom atomskih težina. Drugi je da su prazni prostori unutar tabele bili ispunjeni upitnicima i atomskim težinama.

Rice. 8. Nacrt skice koju je sastavio D. I. Mendeljejev tokom otkrića periodičnog zakona (u toku odvijanja „hemijskog solitera“). 17. februara (1. marta) 1869. godine.

Dugo se priča Dmitrija Ivanoviča da je u snu vidio svoj stol tretirana kao anegdota. Pronalaženje bilo čega racionalnog u snovima smatralo se praznovjerjem. Danas nauka više ne postavlja slijepu barijeru između procesa koji se odvijaju u svijesti i podsvijesti. I ne vidi ništa natprirodno u činjenici da je slika koja nije nastala u procesu svjesnog promišljanja nastala u gotovom obliku kao rezultat nesvjesnog procesa.

Mendeljejev, uvjeren u postojanje objektivnog zakona kojem se pokoravaju svi elementi različitih svojstava, otišao je bitno drugačijim putem.

Kao spontani materijalista, tražio je nešto materijalno kao karakteristiku elemenata, odražavajući svu raznolikost njihovih svojstava, uzimajući atomsku težinu elemenata kao takvu karakteristiku, Mendeljejev je uporedio grupe koje su tada poznate po atomskoj težini. njihovih članova.

Upisivanjem halogene grupe (F = 19, Cl = 35,5, Br = 80, J = 127) ispod grupe alkalnih metala (Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85, Cs = 133) i stavljanjem pod njima druge grupe sličnih elemenata (u rastućem redosledu njihovih atomskih težina), Mendeljejev je ustanovio da članovi ovih prirodnih grupa čine zajednički pravilni niz elemenata; istovremeno se povremeno ponavljaju hemijska svojstva elemenata koji čine takav niz. Stavljanjem svih 63 tada poznata elementa u zbir "periodični sistem" Mendeljejev je otkrio da su ranije uspostavljene prirodne grupe organski ušle u ovaj sistem, izgubivši svoje nekadašnje vještačko nejedinstvo. Kasnije je Mendeljejev formulirao periodični zakon koji je otkrio na sljedeći način: Svojstva jednostavnih tijela, kao i oblici i svojstva spojeva elemenata, u periodičnoj su ovisnosti o vrijednostima atomskih težina elemenata.

Prvu verziju tabele hemijskih elemenata, koja je izražavala periodični zakon, objavio je Mendeljejev u obliku posebnog lista pod nazivom "Iskustvo sistema elemenata na osnovu njihove atomske težine i hemijske sličnosti" i poslao ovaj letak u martu 1869. mnogi ruski i strani hemičari.

Rice. 9. "Iskustvo sistema elemenata na osnovu njihove težine i hemijske sličnosti."

Prva tabela je i dalje veoma nesavršena, daleko je od modernog oblika periodnog sistema. Ali ova tabela se pokazala kao prva grafička ilustracija pravilnosti koju je otkrio Mendeljejev: "Elementi raspoređeni prema vrijednostima njihove atomske težine predstavljaju jasnu periodičnost svojstava" ("Odnos svojstava s atomskom težinom elemenata" od Mendeljejeva). Ovaj članak je rezultat razmišljanja naučnika u toku rada na "Iskustvu sistema...". Izveštaj o odnosu koji je otkrio Mendeljejev između svojstava elemenata i njihove atomske težine sačinjen je 6 (18) marta 1869. godine na sastanku Ruskog hemijskog društva. Mendeljejev nije bio prisutan na ovom sastanku. Umjesto odsutnog autora, izvještaj je pročitao hemičar N. A. Menshutkin. U zapisniku Ruskog hemijskog društva pojavila se suha beleška o sastanku 6. marta: „N. Menshutkin izvještava u ime D. Mendeljejeva "iskustvo sistema elemenata zasnovanog na njihovoj atomskoj težini i hemijskoj sličnosti." U odsustvu D. Mendeljejeva, rasprava o ovom pitanju je odložena do sledećeg sastanka.” Govor N. Menshutkina objavljen je u "Časopisu ruskog hemijskog društva" ("Odnos svojstava sa atomskom težinom elemenata"). U ljeto 1871. Mendeljejev je u svom radu sažeo svoje brojne studije vezane za uspostavljanje periodnog zakona. "Periodična zakonitost za hemijske elemente" . U klasičnom djelu "Osnovi hemije", koje je za života Mendeljejeva doživjelo 8 izdanja na ruskom i nekoliko izdanja na stranim jezicima, Mendeljejev je po prvi put izložio neorgansku hemiju na osnovu periodičnog zakona.

Prilikom konstruisanja periodnog sistema elemenata, Mendeljejev je savladao velike poteškoće, jer mnogi elementi još nisu bili otkriveni, a od 63 do tada poznata elementa, devet je pogrešno odredilo atomske težine. Kreirajući tabelu, Mendeljejev je ispravio atomsku težinu berilija stavljajući berilij ne u istu grupu sa aluminijumom, kao što su hemičari obično radili, već u istu grupu sa magnezijumom. 1870-71. Mendeljejev je mijenjao vrijednosti atomskih težina indija, uranijuma, torija, cerijuma i drugih elemenata, vodeći se njihovim svojstvima i određenim mjestom u periodnom sistemu. Na osnovu periodičnog zakona, postavio je telur ispred joda i kobalt ispred nikla, tako da bi telur pao u istu kolonu sa elementima čija je valencija 2, a jod bi u istu kolonu sa elementima čija je valencija 1. , iako su atomske težine ovih elemenata zahtijevale suprotnu lokaciju.

Mendeljejev je vidio tri okolnosti koje su, po njegovom mišljenju, doprinijele otkrivanju periodičnog zakona:

Prvo, atomske težine većine hemijskih elemenata bile su manje-više precizno određene;

Drugo, pojavio se jasan koncept o grupama elemenata sličnih po hemijskim svojstvima (prirodnim grupama);

Treće, do 1869. proučavana je hemija mnogih rijetkih elemenata, bez znanja o kojima bi bilo teško doći do bilo kakve generalizacije.

Konačno, odlučujući korak ka otkriću zakona bio je to što je Mendeljejev uporedio sve elemente međusobno prema veličini atomskih težina. Mendeljejevljevi prethodnici su upoređivali elemente koji su bili slični jedni drugima. Odnosno, elementi prirodnih grupa. Ispostavilo se da ove grupe nisu povezane. Mendeljejev ih je logično kombinovao u strukturi svoje tabele.

Međutim, čak i nakon ogromnog i pažljivog rada hemičara na ispravljanju atomskih težina, na četiri mjesta periodnog sistema elementi "krše" strogi redoslijed rasporeda u rastućim atomskim težinama. Ovo su parovi elemenata:

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).

U vrijeme D. I. Mendeljejeva, takva odstupanja su se smatrala nedostacima periodnog sistema. Teorija strukture atoma sve je stavila na svoje mjesto: elementi su raspoređeni sasvim ispravno - u skladu s nabojima njihovih jezgara. Kako onda objasniti da je atomska težina argona veća od atomske težine kalijuma?

Atomska težina bilo kojeg elementa jednaka je prosječnoj atomskoj težini svih njegovih izotopa, uzimajući u obzir njihovu zastupljenost u prirodi. Igrom slučaja, atomska težina argona određena je naj"težim" izotopom (u prirodi se javlja u većim količinama). Kalijumom, naprotiv, dominira njegov "lakši" izotop (to jest, izotop sa manjim masenim brojem).

Mendeljejev je opisao tok kreativnog procesa, a to je otkriće periodičnog zakona, na sljedeći način: „... nehotice se pojavila ideja da mora postojati veza između mase i kemijskih svojstava. A budući da je masa materije, iako nije apsolutna, već samo relativna, potrebno je tražiti funkcionalnu korespondenciju između pojedinačnih svojstava elemenata i njihove atomske težine. Tražiti nešto, čak i gljive ili neku vrstu zavisnosti, nemoguće je drugačije nego gledajući i pokušavajući. Tako sam počeo da biram, ispisujući na zasebne kartice elemente sa njihovim atomskim težinama i osnovnim svojstvima, slične elemente i bliske atomske težine, što je brzo dovelo do zaključka da su svojstva elemenata u periodičnoj zavisnosti od njihove atomske težine, štaviše, sumnja mnogo nejasnoća, nisam ni trenutka sumnjao u opštost izvedenog zaključka, pošto je bilo nemoguće priznati nesreću.

Osnovni značaj i novina Periodnog zakona je bio sledeći:

1. Uspostavljena je veza između elemenata NISU SLIČNI po svojim svojstvima. Ovaj odnos leži u činjenici da se svojstva elemenata mijenjaju glatko i približno jednako s povećanjem njihove atomske težine, a zatim se te promjene PERIODIČNO PONAVLJAJU.

2. U onim slučajevima kada se činilo da nedostaje neka karika u redoslijedu promjena svojstava elemenata, Periodični sistem je predviđao GAPS koji je trebalo popuniti još neotkrivenim elementima.

Rice. 10. Prvih pet perioda periodnog sistema D. I. Mendeljejeva. Inertni plinovi još nisu otkriveni, pa nisu prikazani u tabeli. Još 4 elementa nepoznata do trenutka kreiranja tabele označena su upitnicima. Svojstva tri od njih predvidio je D. I. Mendeljejev sa velikom preciznošću (deo periodnog sistema vremena D. I. Mendeljejeva u nama poznatijem obliku).

Princip koji koristi D. I. Mendeljejev za predviđanje svojstava još nepoznatih elemenata prikazan je na slici 11.

Na osnovu zakona periodičnosti i praktično primjenjujući zakon dijalektike o prelasku kvantitativnih promjena u kvalitativne, Mendeljejev je već 1869. godine ukazao na postojanje četiri elementa koja još nisu bila otkrivena. Po prvi put u istoriji hemije predviđeno je postojanje novih elemenata, pa su čak i njihove atomske težine grubo određene. Krajem 1870. Mendeljejev je, na osnovu svog sistema, opisao svojstva još neotkrivenog elementa grupe III, nazvavši ga "ekaaluminijum". Naučnik je takođe sugerisao da će novi element biti otkriven korišćenjem spektralne analize. Zaista, 1875. godine francuski hemičar P.E. Lecoq de Boisbaudran, proučavajući cinkovu mješavinu spektroskopom, otkrio je u njoj Mendeljejev ekaaluminij. Tačna podudarnost navodnih svojstava elementa sa eksperimentalno utvrđenim bio je prvi trijumf i briljantna potvrda prediktivne moći periodnog zakona. Opisi svojstava "ekaaluminijuma" koje je predvideo Mendeljejev i svojstva galija koje je otkrio Boisbaudran dati su u tabeli 1.

Predvidio D. I. Mendeljejev

Instalirao Lecoq de Boisbaudran (1875.)

Ekaaluminium Ea Atomska težina oko 68 Jednostavno tijelo, mora biti malo topljivo Gustina blizu 5,9 Atomska zapremina 11.5 Ne smije oksidirati na zraku Voda mora da se razgradi na usijanoj toploti Formule jedinjenja: EaSl3, Ea2O3, Ea2(SO4)3 Mora formirati Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O stipsu, ali teže od aluminijuma Oksid Ea2O3 bi ​​se trebao lako reducirati i dati metalu isparljiviji od aluminija, te se stoga može očekivati ​​da će EaCl3 biti otkriven spektralnom analizom - isparljiv.

Atomska težina oko 69,72 Tačka topljenja čistog galijuma je 30 stepeni C. Gustina čvrstog galijuma je 5,904, a tečnog galijuma 6,095 Atomska zapremina 11.7 Malo oksidira samo na vrućim temperaturama Razlaže vodu na visokoj temperaturi Formule jedinjenja: GaCl3, Ga2O3, Ga2(SO4)3 Formira stipsu NH4Ga(SO4)2 * 12H2O Galij se redukuje iz oksida kalcinacijom u struji vodonika; otkriveno spektralnom analizom Tačka ključanja GaCl3 215-220 stepeni C

Godine 1879 švedski hemičar L. Nilson pronašao je element skandij, koji u potpunosti odgovara ekaboru koji je opisao Mendeljejev; 1886. nemački hemičar K. Winkler otkrio je element germanijum, koji odgovara eksasilcijumu; 1898. godine francuski hemičari Pierre Curie i Maria Sklodowska Curie otkrili su polonijum i radijum. Mendeljejev je Winklera, Lecoqa de Boisbaudrana i Nilssona smatrao "jačačima periodičnog zakona".

Predviđanja Mendeljejeva su takođe bila opravdana: otkriven je trimargan - trenutni renijum, dicesijum - francijum itd.

Nakon toga je naučnicima širom svijeta postalo jasno da periodni sistem D. I. Mendeljejeva ne samo da sistematizuje elemente, već je grafički izraz osnovnog zakona prirode - Periodnog zakona.

Ovaj zakon ima moć predviđanja. Dozvolio je da se izvrši ciljana potraga za novim, još neotkrivenim elementima. Atomske težine mnogih elemenata, koje su prethodno bile nedovoljno precizno određene, bile su podvrgnute provjeri i preciziranju upravo zato što su njihove pogrešne vrijednosti bile u suprotnosti s periodičnim zakonom.

Svojevremeno je D. I. Mendeljejev sa žaljenjem primijetio: "...mi ne znamo razloge za periodičnost." Nije uspio preživjeti da riješi ovu misteriju.

Jedan od važnih argumenata u prilog složene strukture atoma bilo je otkriće periodičnog zakona D. I. Mendeljejeva:

Svojstva jednostavnih supstanci, kao i svojstva i oblici jedinjenja, u periodičnoj su zavisnosti od atomskih masa hemijskih elemenata.

Kada je dokazano da je redni broj elementa u sistemu brojčano jednak naboju jezgra njegovog atoma, fizička suština periodičnog zakona postala je jasna.

Ali zašto se svojstva hemijskih elemenata povremeno mijenjaju kako se naboj jezgra povećava? Zašto je sistem elemenata konstruisan na ovaj način, a ne drugačije, i zašto njegovi periodi sadrže strogo definisan broj elemenata? Na ova ključna pitanja nije bilo odgovora.

Logičko rezonovanje predviđa da ako postoji odnos između hemijskih elemenata koji se sastoje od atoma, onda atomi imaju nešto zajedničko i stoga moraju imati složenu strukturu.

Tajna periodnog sistema elemenata bila je potpuno razotkrivena kada je bilo moguće razumjeti najsloženiju strukturu atoma, strukturu njegovih vanjskih elektronskih omotača, zakone kretanja elektrona oko pozitivno nabijenog jezgra, u kojem je gotovo cijelo masa atoma je koncentrisana.

Sva hemijska i fizička svojstva materije određena su strukturom atoma. Periodični zakon koji je otkrio Mendeljejev je univerzalni zakon prirode, jer se zasniva na zakonu strukture atoma.

Osnivač moderne teorije atoma je engleski fizičar Rutherford, koji je uvjerljivim eksperimentima pokazao da je gotovo sva masa i pozitivno nabijena materija atoma koncentrisana u malom dijelu njegovog volumena. On je ovaj dio nazvao atomom jezgro. Pozitivni naboj jezgra kompenzira se elektronima koji se okreću oko njega. U ovom modelu atoma elektroni liče na planete Sunčevog sistema, zbog čega je nazvan planetarnim. Kasnije je Rutherford uspio upotrijebiti eksperimentalne podatke za izračunavanje naboja jezgara. Ispostavilo se da su jednaki serijskim brojevima elemenata u tabeli D. I. Mendelejeva. Nakon rada Rutherforda i njegovih učenika, Mendeljejevljev periodični zakon dobio je jasnije značenje i malo drugačiju formulaciju:

Svojstva jednostavnih supstanci, kao i svojstva i oblici kombinacije elemenata, u periodičnoj su zavisnosti od naboja jezgra atoma elemenata.

Tako je redni broj hemijskog elementa u periodičnom sistemu dobio fizičko značenje.

Godine 1913. G. Moseley je proučavao rendgensku emisiju brojnih hemijskih elemenata u Rutherfordovoj laboratoriji. U tu svrhu dizajnirao je anodu rendgenske cijevi od materijala koji se sastoji od određenih elemenata. Pokazalo se da se talasne dužine karakterističnog rendgenskog zračenja povećavaju sa povećanjem serijskog broja elemenata koji čine katodu. G. Moseley je izveo jednačinu koja povezuje talasnu dužinu i serijski broj Z:

Ovaj matematički izraz se sada zove Moseleyjev zakon. Omogućava određivanje serijskog broja elementa koji se proučava na osnovu izmjerene talasne dužine X zraka.

Najjednostavnije atomsko jezgro je jezgro atoma vodika. Njegov naboj je jednak i suprotan po predznaku naboju elektrona, a njegova masa je najmanja od svih jezgara. Jezgro atoma vodika prepoznato je kao elementarna čestica, a 1920. godine Rutherford joj je dao ime proton . Masa protona je otprilike jedna jedinica atomske mase.

Međutim, masa svih atoma, osim vodonika, brojčano premašuje naboje jezgara atoma. Već je Rutherford pretpostavio da bi jezgra, osim protona, trebala sadržavati i neke neutralne čestice određene mase. Ove čestice su 1932. otkrili Bothe i Becker. Chadwick je utvrdio njihovu prirodu i nazvao neutroni . Neutron je nenabijena čestica čija je masa skoro jednaka masi protona, odnosno također 1 AJ. jesti.

Godine 1932. sovjetski naučnik D. D. Ivanenko i njemački fizičar Heisenberg samostalno su razvili protonsko-neutronsku teoriju jezgra, prema kojoj se jezgra atoma sastoje od protona i neutrona.

Razmotrite strukturu atoma nekog elementa, na primjer, natrijuma, sa stanovišta protonsko-neutronske teorije. Redni broj natrijuma u periodnom sistemu je 11, maseni broj je 23. U skladu sa serijskim brojem, naelektrisanje jezgra atoma natrijuma je + 11. Dakle, u atomu natrijuma ima 11 elektrona, tj. čiji je zbir naelektrisanja jednak pozitivnom naelektrisanju jezgra. Ako atom natrija izgubi jedan elektron, tada će pozitivni naboj biti jedan veći od zbira negativnih naboja elektrona (10), a atom natrija će postati ion s nabojem od 1+. Naboj jezgra atoma jednak je zbiru naboja 11 protona u jezgru čija je masa 11 a. e. m. Pošto je maseni broj natrijuma 23 am. e.m., tada razlika 23 - 11 \u003d 12 određuje broj neutrona u atomu natrija.

Protoni i neutroni se nazivaju nukleoni . Jezgro atoma natrijuma sastoji se od 23 nukleona, od kojih je 11 protona i 12 neutrona. Ukupan broj nukleona u jezgru je napisan u gornjem lijevom kutu oznake elementa, a broj protona dolje lijevo, npr. Na.

Svi atomi datog elementa imaju isti nuklearni naboj, odnosno isti broj protona u jezgru. Broj neutrona u jezgrima atoma elemenata može biti različit. Atomi koji imaju isti broj protona i različit broj neutrona u svojim jezgrima nazivaju se izotopi .

Zovu se atomi različitih elemenata čije jezgro sadrži isti broj nukleona izobare .

Nauka duguje uspostavljanje stvarne veze između strukture atoma i strukture periodnog sistema, prije svega, velikom danskom fizičaru Nielsu Boru. On je takođe bio prvi koji je objasnio prave principe periodične promene svojstava elemenata. Bohr je počeo tako što je Rutherfordov model atoma učinio održivim.

Rutherfordov planetarni model atoma odražava očiglednu istinu da se glavni dio atoma nalazi u zanemarljivom dijelu volumena - atomskom jezgru, a elektroni su raspoređeni u ostatku volumena atoma. Međutim, priroda kretanja elektrona u orbiti oko jezgra atoma je u suprotnosti s teorijom kretanja električnih naboja elektrodinamike.

Prvo, prema zakonima elektrodinamike, elektron koji rotira oko jezgre mora pasti na jezgro kao rezultat gubitka energije radi zračenja. Drugo, kada se približavaju jezgru, talasne dužine koje emituje elektron moraju se neprekidno menjati, formirajući kontinuirani spektar. Međutim, atomi ne nestaju, što znači da elektroni ne padaju na jezgro, a spektar zračenja atoma nije kontinuiran.

Ako se metal zagrije do temperature isparavanja, tada će njegova para početi svijetliti, a para svakog metala ima svoju boju. Zračenje metalne pare razložene prizmom formira spektar koji se sastoji od pojedinačnih svjetlećih linija. Takav spektar naziva se linijski spektar. Svaku liniju spektra karakterizira određena frekvencija elektromagnetnog zračenja.

Godine 1905. Ajnštajn je, objašnjavajući fenomen fotoelektričnog efekta, sugerisao da se svetlost širi u obliku fotona ili energetskih kvanta, koji imaju sasvim određeno značenje za svaku vrstu atoma.

Godine 1913. Bohr je uveo kvantnu reprezentaciju u Rutherfordov planetarni model atoma i objasnio porijeklo linijskih spektra atoma. Njegova teorija strukture atoma vodika zasniva se na dva postulata.

Prvi postulat:

Elektron se okreće oko jezgra, bez zračenja energije, duž strogo određenih stacionarnih orbita koje zadovoljavaju kvantnu teoriju.

U svakoj od ovih orbita, elektron ima određenu energiju. Što se orbita nalazi dalje od jezgra, to više energije ima elektron koji se nalazi na njoj.

Kretanje objekta oko centra u klasičnoj mehanici određeno je ugaonim momentom m´v´r, gdje je m masa objekta u pokretu, v je brzina objekta, r je polumjer kružnice. Prema kvantnoj mehanici, energija ovog objekta može imati samo određene vrijednosti. Bohr je vjerovao da ugaoni moment elektrona u atomu vodika može biti jednak cijelom broju kvanta djelovanja. Očigledno je ovaj omjer bio Borova pretpostavka, a kasnije ga je matematički izveo francuski fizičar de Broglie.

Dakle, matematički izraz Borovog prvog postulata je jednakost:

(1)

U skladu sa jednačinom (1), minimalni radijus elektronske orbite, a samim tim i minimalna potencijalna energija elektrona odgovara vrijednosti n jednakoj jedinici. Stanje atoma vodika, koje odgovara vrijednosti n=1, naziva se normalno ili bazično. Atom vodika čiji se elektron nalazi u bilo kojoj drugoj orbiti koja odgovara vrijednostima n=2, 3, 4, ¼ naziva se pobuđenim.

Jednačina (1) sadrži brzinu elektrona i radijus orbite kao nepoznanice. Ako napravimo još jednu jednadžbu, koja će uključivati ​​v i r, tada možemo izračunati vrijednosti ovih važnih karakteristika elektrona u atomu vodika. Ovakva jednačina se dobija uzimanjem u obzir jednakosti centrifugalne i centripetalne sile koje deluju u sistemu "jezgro atoma vodonika - elektron".

Centrifugalna sila je . Centripetalna sila, koja određuje privlačenje elektrona u jezgro, prema Coulombovom zakonu je . Uzimajući u obzir jednakost naboja elektrona i jezgra u atomu vodika, možemo napisati:

(2)

Rješavajući sistem jednačina (1) i (2) s obzirom na v i r, nalazimo:

(3)

Jednačine (3) i (4) omogućavaju izračunavanje orbitalnih radijusa i brzina elektrona za bilo koju vrijednost n. Kod n=1, radijus prve orbite atoma vodika, Borov radijus, jednak je 0,053 nm. Brzina elektrona u ovoj orbiti je 2200 km/s. Jednačine (3) i (4) pokazuju da su radijusi elektronskih orbita atoma vodika međusobno povezani kao kvadrati prirodnih brojeva, a brzina elektrona opada sa povećanjem n.

Drugi postulat:

Kada se kreće iz jedne orbite u drugu, elektron apsorbira ili emituje kvantum energije.

Kada je atom pobuđen, tj. kada se elektron kreće iz orbite najbliže jezgru u neku udaljeniju, kvant energije se apsorbira i, obrnuto, kada se elektron kreće s udaljene orbite na obližnju, kvantna energija E 2 - E 1 \u003d hv se emituje. Nakon što je pronašao polumjere orbita i energiju elektrona na njima, Bohr je izračunao energiju fotona i njihove odgovarajuće linije u linijskom spektru vodika, što je odgovaralo eksperimentalnim podacima.

Broj n, koji određuje veličinu radijusa kvantnih orbita, brzinu kretanja elektrona i njihovu energiju, naziva se glavni kvantni broj .

Sommerfeld je dodatno poboljšao Borovu teoriju. Predložio je da u atomu mogu postojati ne samo kružne, već i eliptične orbite elektrona, te je na osnovu toga objasnio porijeklo fine strukture vodonikovog spektra.

Rice. 12. Elektron u Borovom atomu opisuje ne samo kružne, već i eliptične orbite. Evo kako izgledaju za različite vrijednosti l at P =2, 3, 4.

Međutim, Bohr-Sommerfeldova teorija strukture atoma kombinirala je klasične i kvantnomehaničke koncepte i, stoga, bila je izgrađena na kontradiktornostima. Glavni nedostaci Bohr-Sommerfeldove teorije su sljedeći:

1. Teorija nije u stanju da objasni sve detalje spektralnih karakteristika atoma.

2. Ne omogućava kvantitativno izračunavanje hemijske veze čak ni u tako jednostavnom molekulu kao što je molekul vodonika.

Ali temeljni stav je čvrsto utvrđen: punjenje elektronskih ljuski u atome hemijskih elemenata događa se počevši od trećeg, M - školjke nisu uzastopne, postepeno do punog kapaciteta (tj. kao što je bilo sa TO- I L - školjke), ali postupno. Drugim riječima, konstrukcija elektronskih ljuski privremeno je prekinuta zbog činjenice da se elektroni pojavljuju u atomima koji pripadaju drugim školjkama.

Ova slova su označena na sljedeći način: n , l , m l , gospođa – a jezikom atomske fizike nazivaju se kvantni brojevi. Istorijski gledano, oni su se uvodili postepeno, a njihov nastanak je u velikoj mjeri povezan s proučavanjem atomskih spektra.

Tako se ispostavlja da se stanje bilo kojeg elektrona u atomu može zapisati posebnim kodom, koji je kombinacija četiri kvantna broja. Ovo nisu samo neke apstraktne veličine koje se koriste za snimanje elektronskih stanja. Naprotiv, svi imaju pravi fizički sadržaj.

Broj P je uključen u formulu za kapacitivnost elektronske ljuske (2 P 2), odnosno dati kvantni broj P odgovara broju elektronske ljuske; drugim riječima, ovaj broj određuje da li elektron pripada datoj elektronskoj ljusci.

Broj P prihvata samo celobrojne vrednosti: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,… koje odgovaraju ljuskama: K, L, M, N, O, P, Q.

Zbog P je uključen u formulu za energiju elektrona, onda kažu da glavni kvantni broj određuje ukupnu energiju elektrona u atomu.

Drugo slovo naše abecede - orbitalni (bočni) kvantni broj - označava se kao l . Uveden je kako bi se naglasila neekvivalencija svih elektrona koji pripadaju datoj ljusci.

Svaka ljuska je podijeljena na određene podljuske, a njihov broj je jednak broju ljuske. tj. K-shell ( P =1) sastoji se od jedne podljuske; L-ljuska ( P =2) - od dva; M-ljuska ( P =3) - od tri podljuske ...

I svaku podljusku ove ljuske karakterizira određena vrijednost l . Orbitalni kvantni broj također uzima cjelobrojne vrijednosti, ali počevši od nule, tj. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6... Dakle, l uvek manje P . Lako je to shvatiti kada P =1 l =0; at n =2 l =0 i 1; at n = 3 l = 0, 1 i 2, itd. Broj l , da tako kažem, ima geometrijsku sliku. Uostalom, orbite elektrona koji pripadaju jednoj ili drugoj ljusci mogu biti ne samo kružne, već i eliptične.

različita značenja l i karakteriziraju različite vrste orbita.

Fizičari vole tradiciju i preferiraju stare oznake slova za označavanje elektronskih podljuska. s ( l =0), str ( l =1), d ( l =2), f ( l =3). Ovo su prva slova njemačkih riječi koja karakteriziraju karakteristike niza spektralnih linija zbog elektronskih prijelaza: oštro, glavno, difuzno, fundamentalno.

Sada možete ukratko zapisati koje se elektronske podljuske nalaze u elektronskim ljuskama (tabela 2).

Da biste saznali koliko elektrona sadrže različite elektronske podljuske, pomozite u određivanju trećeg i četvrtog kvantnog broja - m l i m s, koji se nazivaju magnetni i spin.

Magnetski kvantni broj m l blisko povezano sa l i određuje, s jedne strane, smjer položaja ovih orbita u prostoru, as druge strane, njihov broj moguć za datu l . Iz nekih zakona atomske teorije slijedi da je za dato l kvantni broj m l, traje 2 l +1 cjelobrojne vrijednosti: od - l do + l , uključujući nulu. Na primjer, za l =3 ovo je niz m l imamo: - 3, - 2, - 1, 0, +1, +2, +3, tj. ukupno sedam vrijednosti.

Zašto m l zove magnetna? Svaki elektron, koji se okreće u orbiti oko jezgra, u suštini je jedan zavoj namotaja kroz koji teče električna struja. Postoji magnetsko polje, tako da se svaka orbita u atomu može smatrati ravnim magnetnim slojem. Kada se pronađe vanjsko magnetsko polje, svaka orbita elektrona će stupiti u interakciju s ovim poljem i težiti da zauzme određenu poziciju u atomu.

Broj elektrona u svakoj orbiti određen je vrijednošću spin kvantnog broja m s .

Ponašanje atoma u jakim neujednačenim magnetnim poljima pokazalo je da se svaki elektron u atomu ponaša kao magnet. A to ukazuje da se elektron rotira oko svoje ose, poput planete u orbiti. Ovo svojstvo elektrona naziva se "spin" (u prijevodu s engleskog - rotirati). Rotaciono kretanje elektrona je konstantno i nepromenljivo. Rotacija elektrona je potpuno neobična: ne može se usporiti, ubrzati ili zaustaviti. To je isto za sve elektrone na svijetu.

Ali iako je spin zajedničko svojstvo svih elektrona, to je i razlog za razliku između elektrona u atomu.

Dva elektrona, koji se okreću u istoj orbiti oko jezgra, imaju isti spin po veličini, a ipak se mogu razlikovati u smjeru vlastite rotacije. U ovom slučaju se mijenjaju predznak ugaonog momenta i predznak spina.

Kvantno izračunavanje dovodi do dvije moguće vrijednosti spin kvantnih brojeva svojstvenih elektronu u orbiti: s=+ i s= - . Druge vrijednosti ne mogu postojati. Stoga, u atomu, samo jedan ili dva elektrona mogu rotirati u svakoj orbiti. Ne može biti više.

Svaka elektronska podljuska može primiti 2(2 l + 1) - elektroni, odnosno (tabela 3):

Odavde se jednostavnim sabiranjem dobijaju kapaciteti uzastopnih školjki.

Zadivljujuća je jednostavnost osnovnog zakona, na koji je svedena početna beskonačna složenost strukture atoma. Svo ćudljivo ponašanje elektrona u njegovoj vanjskoj ljusci, koja upravlja svim njegovim svojstvima, može se izraziti s izuzetnom jednostavnošću: U atomu ne postoje i ne mogu postojati dva identična elektrona. Ovaj zakon je u nauci poznat kao Paulijev princip (po švajcarskom teoretskom fizičaru).

Znajući ukupan broj elektrona u atomu, koji je jednak njegovom serijskom broju u sistemu Mendeljejeva, možete "izgraditi" atom: možete izračunati strukturu njegove vanjske elektronske ljuske - odrediti koliko je elektrona u njemu i šta oni su u njemu.

Kako rasteš Z slične vrste elektronskih konfiguracija atoma se periodično ponavljaju. Zapravo, ovo je također formulacija periodičnog zakona, ali u odnosu na proces raspodjele elektrona po ljuskama i podljuskama.

Poznavajući zakon strukture atoma, sada možete izgraditi periodični sistem i objasniti zašto je tako izgrađen. Potrebno je samo jedno malo terminološko pojašnjenje: oni elementi u čijim atomima dolazi do konstrukcije s-, p-, d-, f-podljuski obično se nazivaju s-, p-, d-, f-elementi, respektivno.

Uobičajeno je pisati formulu atoma u ovom obliku: glavni kvantni broj je odgovarajući broj, sekundarni kvantni broj je slovo, broj elektrona je označen u gornjem desnom uglu.

Prvi period sadrži 1 s-elementa - vodonik i helijum. Šematski prikaz prvog perioda je sljedeći: 1 s 2 . Drugi period se može predstaviti na sljedeći način: 2 s 2 2 p 6 , tj. uključuje elemente u kojima su popunjene 2 s-, 2 p-podljuske. I treći (u njega su ugrađene 3 s-, 3p-podljuske): 3 s 2 3p 6 . Očigledno se ponavljaju slične vrste elektronskih konfiguracija.

Na početku 4. perioda postoje dva 4 s-elementa, tj. punjenje N-ljuske počinje prije nego što je izgradnja M-ljuske završena. Sadrži još 10 slobodnih mjesta, koja se popunjavaju u sljedećih deset elemenata (3 d-elementa). Punjenje M-ljuske je završeno, punjenje N-ljuske se nastavlja (sa šest 4 p-elektrona). Shodno tome, struktura 4. perioda je sljedeća: 4 s 2 3 d 10 4 p 6 . Peti period se popunjava na isti način:

5 s 2 4 d 10 5 p 6 .

U šestom periodu ima 32 elementa. Njegov šematski prikaz je sljedeći: 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6 .

I, konačno, sljedeći, 7. period: 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6 . Treba imati na umu da još nisu poznati svi elementi 7. perioda.

Takvo postupno punjenje školjki je stroga fizička pravilnost. Ispostavilo se da je umjesto da zauzimaju nivoe 3d podljuske, isplativije za elektrone (sa energetske tačke gledišta) da prvo popune nivoe 4s podljuske. Upravo te energetske "ljuljačke" "isplativije - više neisplativo" i objašnjavaju situaciju da u hemijskim elementima punjenje elektronskih školjki ide u izbočine.

Sredinom 20-ih. Francuski fizičar L. de Broglie izrazio je hrabru ideju: sve materijalne čestice (uključujući elektrone) imaju ne samo materijalne, već i valne osobine. Ubrzo je bilo moguće pokazati da elektroni, poput svjetlosnih valova, također mogu zaobići prepreke.

Pošto je elektron talas, njegovo kretanje u atomu se može opisati pomoću talasne jednadžbe. Ovakvu jednačinu izveo je 1926. austrijski fizičar E. Schrödinger. Matematičari to zovu parcijalna diferencijalna jednačina drugog reda. Za fizičare, ovo je osnovna jednadžba kvantne mehanike.

Evo kako ta jednačina izgleda:

+++ y=0

Gdje m je masa elektrona; r – udaljenost elektrona od jezgra; e je naelektrisanje elektrona; E je ukupna energija elektrona, koja je jednaka zbiru kinetičke i potencijalne energije; Z je serijski broj atoma (za atom vodika je jednak 1); h- "kvant djelovanja"; x , y , z – elektronske koordinate; y - talasna funkcija (apstraktna apstraktna veličina koja karakteriše stepen verovatnoće).

Stepen vjerovatnoće da se elektron nalazi na određenom mjestu u prostoru oko jezgra. Ako je y = 1, onda, dakle, elektron zaista mora biti na ovom mjestu; ako je y = 0, onda tamo uopće nema elektrona.

Koncept vjerovatnoće pronalaska elektrona je centralni za kvantnu mehaniku. A vrijednost y (psi)-funkcije (tačnije, kvadrat njene vrijednosti) izražava vjerovatnoću da se elektron nalazi u jednoj ili drugoj tački u prostoru.

U kvantnom mehaničkom atomu ne postoje određene elektronske orbite, koje su tako jasno ocrtane u Borovom modelu atoma. Elektron je kao da je razmazan u svemiru u obliku oblaka. Ali gustina ovog oblaka je drugačija: kako kažu, gdje je gust, a gdje je prazan. Veća gustina oblaka odgovara većoj vjerovatnoći pronalaska elektrona.

Od apstraktnog kvantno-mehaničkog modela atoma, može se prijeći na Bohrov vizualni i vidljivi model atoma. Da biste to učinili, morate riješiti Schrödingerovu jednačinu. Ispostavilo se da je valna funkcija povezana s tri različite veličine, koje mogu imati samo cjelobrojne vrijednosti. Štaviše, redoslijed promjena ovih veličina je takav da one ne mogu biti ništa drugo do kvantni brojevi. Glavni, orbitalni i magnetni. Ali oni su uvedeni posebno za označavanje spektra različitih atoma. Zatim su vrlo organski migrirali na Bohrov model atoma. Takva je naučna logika - ni najozbiljniji skeptik je neće potkopati.

Sve to znači da rješenje Schrödingerove jednadžbe u konačnici dovodi do izvođenja sekvence punjenja elektronskih ljuski i podljuske atoma. To je glavna prednost kvantnog mehaničkog atoma u odnosu na Bohr atom. A koncepti poznati planetarnom atomu mogu se revidirati sa stanovišta kvantne mehanike. Možemo reći da je orbita određeni skup vjerovatnih položaja datog elektrona u atomu. Odgovara određenoj valnoj funkciji. Umjesto izraza "orbita" u modernoj atomskoj fizici i hemiji koristi se izraz "orbitala".

Dakle, Schrödingerova jednačina je poput čarobnog štapića koji otklanja sve nedostatke sadržane u formalnoj teoriji periodnog sistema. Pretvara "formalno" u "stvarno".

U stvarnosti, to je daleko od slučaja. Jer jednadžba ima tačno rješenje samo za atom vodika, najjednostavniji od atoma. Za atom helijuma i naredne, nemoguće je tačno riješiti Schrödingerovu jednačinu, jer se dodaju sile interakcije između elektrona. A uzimanje u obzir njihovog utjecaja na konačni rezultat je matematički problem nezamislive složenosti. Nepristupačan je ljudskim sposobnostima; s njim se mogu porediti samo brzi elektronski računari, koji izvode stotine hiljada operacija u sekundi. Pa čak i tada samo pod uslovom da se program za proračune razvija sa brojnim pojednostavljenjima i aproksimacijama.

Za 40 godina, lista poznatih hemijskih elemenata se povećala za 19. I svih 19 elemenata je sintetizovano, pripremljeno veštački.

Sinteza elemenata se može shvatiti kao dobivanje od elementa s nižim nuklearnim nabojem nižeg atomskog broja elementa s većim atomskim brojem. A proces dobijanja naziva se nuklearna reakcija. Njegova jednadžba je napisana na isti način kao i jednadžba obične kemijske reakcije. Reaktanti su lijevo, proizvodi su desno. Reaktanti u nuklearnoj reakciji su meta i bombardirajuća čestica.

Gotovo svaki element periodnog sistema (u slobodnom obliku ili u obliku hemijskog jedinjenja) može poslužiti kao meta.

Ulogu bombardirajućih čestica imaju a-čestice, neutroni, protoni, deuteroni (jezgra teškog izotopa vodika), kao i tzv. neon, argon i drugi elementi periodnog sistema.

Da bi došlo do nuklearne reakcije, bombardirajuća čestica se mora sudariti s jezgrom ciljnog atoma. Ako čestica ima dovoljno veliku energiju, tada može prodrijeti tako duboko u jezgro da se s njim stopi. Budući da sve gore navedene čestice, osim neutrona, nose pozitivne naboje, onda, spajajući se s jezgrom, povećavaju njegov naboj. A promjena vrijednosti Z znači transformaciju elemenata: sintezu elementa s novom vrijednošću nuklearnog naboja.

Da bi se pronašao način da se bombardirajuće čestice ubrzaju, da im se da velika energija dovoljna da se spoje sa jezgrama, izmišljen je i konstruisan poseban akcelerator čestica, ciklotron. Tada su izgradili posebnu tvornicu novih elemenata - nuklearni rektor. Njegova direktna svrha je stvaranje nuklearne energije. Ali budući da u njemu uvijek postoje intenzivni neutronski tokovi, oni su laki za korištenje u svrhe umjetne sinteze. Neutron nema naboj, pa ga nije potrebno (i nemoguće) ubrzavati. Naprotiv, ispostavilo se da su spori neutroni korisniji od brzih.

Hemičari su morali da se namuče i pokažu istinska čuda domišljatosti kako bi razvili načine da odvoje zanemarljive količine novih elemenata od ciljane supstance. Naučiti proučavati svojstva novih elemenata kada je bilo dostupno samo nekoliko njihovih atoma...

Radom stotina i hiljada naučnika popunjeno je 19 novih ćelija u periodnom sistemu. Četiri su unutar njegovih starih granica: između vodonika i uranijuma. Petnaest - za uranijum. Evo kako se sve odigralo...

4 mjesta u periodičnom sistemu dugo su ostala prazna: ćelije sa brojevima 43, 61, 85 i 87.

Ova 4 elementa su bila neuhvatljiva. Napori naučnika u potrazi za njima u prirodi ostali su neuspješni. Uz pomoć periodičnog zakona, sva ostala mjesta u periodnom sistemu su odavno popunjena - od vodonika do uranijuma.

Više puta u naučnim časopisima bilo je izvještaja o otkriću ova četiri elementa. Ali sva ova otkrića nisu bila potvrđena: svaki put je precizna provjera pokazala da je napravljena greška i da su nasumične beznačajne nečistoće zamijenjene za novi element.

Duga i teška potraga je konačno dovela do otkrića u prirodi jednog od neuhvatljivih elemenata. Ispostavilo se da se ekacesijum broj 87 javlja u lancu raspada prirodnog radioaktivnog izotopa uranijuma-235. to je kratkotrajni radioaktivni element.

Rice. 13. Šema formiranja elementa br. 87 - Francuska. Neki radioaktivni izotopi mogu se raspasti na dva načina, na primjer, i kroz a- i b-raspad. Ovaj fenomen se naziva radioaktivna viljuška. Sve prirodne radioaktivne porodice sadrže viljuške.

Element 87 zaslužuje da se detaljnije ispriča. Sada u enciklopedijama hemije čitamo: francijum (redni broj 87) je 1939. godine otkrila francuska naučnica Marguerite Perey.

Kako je Perey uspio uhvatiti neuhvatljivi element? Godine 1914. trojica austrijskih radiohemičara - S. Meyer, W. Hess i F. Panet - počeli su proučavati radioaktivni raspad aktinijumovog izotopa masenog broja 227. Bilo je poznato da pripada porodici aktinouranija i da emituje b- čestice; stoga je njegov proizvod raspada torijum. Međutim, naučnici su imali nejasne sumnje da aktinijum-227, u retkim slučajevima, takođe emituje a-čestice. Drugim riječima, ovdje je uočen jedan od primjera radioaktivne viljuške. U toku takve transformacije trebalo bi da se formira izotop elementa 87. Meyer i njegove kolege su zapravo posmatrali a-čestice. Dalja studija bila su potrebna, ali ih je prekinuo Prvi svjetski rat.

Marguerite Perey je slijedila isti put. Ali imala je na raspolaganju osjetljivije instrumente, nove, poboljšane metode analize. tako da je bila uspešna.

Francij je jedan od umjetno sintetiziranih elemenata. Ali ipak, element je prvi put otkriven u prirodi. To je izotop francijuma-223. Njegovo poluvrijeme je samo 22 minute. Postaje jasno zašto je tako malo Francuske na Zemlji. Prvo, zbog svoje krhkosti, nema vremena da se koncentriše u bilo kojoj primjetnoj količini, a drugo, sam proces njegovog formiranja karakterizira niska vjerovatnoća: samo 1,2% jezgara aktinijuma-227 raspada se emisijom a- čestice.

U tom smislu, francij je isplativije pripremiti umjetno. Već je primljeno 20 izotopa francija, a najdugovječniji od njih - francij-223. radeći s vrlo malim količinama francijevih soli, kemičari su uspjeli dokazati da su njegova svojstva izuzetno slična cezijumu.

Proučavajući svojstva atomskih jezgara, fizičari su došli do zaključka da elementi s atomskim brojevima 43, 61, 85 i 87 ne mogu imati stabilne izotope. Oni mogu biti samo radioaktivni, kratkog poluraspada i trebali bi brzo nestati. Stoga je sve ove elemente čovjek stvorio umjetno. Putevi stvaranja novih elemenata ukazivali su periodični zakon. Element 43 bio je prvi umjetno stvoren.

U jezgru elementa 43 mora postojati 43 pozitivna naboja, a oko jezgra moraju se okretati 43 elektrona. Prazan prostor za element 43, koji se nalazi u sredini petog perioda, ima mangan u četvrtom periodu, a renijum u šestom. Stoga bi hemijska svojstva elementa 43 trebala biti slična onima mangana i renija. Lijevo od ćelije 43 je molibden #42, desno je rutenijum #44. Dakle, da bi se stvorio element 43, potrebno je povećati broj naboja u jezgru atoma koji ima 42 naboja za još jedno elementarno naelektrisanje. Stoga, za sintezu novog elementa 43, molibden se mora uzeti kao sirovina. Najlakši element, vodonik, ima jedan pozitivan naboj. Dakle, možemo očekivati ​​da se element 43 može dobiti kao rezultat nuklearne reakcije između molibdena i protona.

Rice. 14. Šema za sintezu elementa br. 43 - tehnecijum.

Osobine elementa 43 trebale bi biti slične onima mangana i renija, a da bi se otkrilo i dokazalo nastajanje ovog elementa, moraju se koristiti hemijske reakcije slične onima kojima hemičari određuju prisustvo malih količina mangana i renija.

Tako periodični sistem omogućava da se ucrta put za stvaranje veštačkih elemenata.

Na potpuno isti način, prvi vještački hemijski element stvoren je 1937. godine. Dobio je značajno ime tehnecijum - prvi element napravljen tehničkim, veštačkim sredstvima. Ovako je sintetizovan tehnecij. Ploča od molibdena bila je podvrgnuta intenzivnom bombardovanju jezgrima teškog izotopa vodonika - deuterijuma, koji su raspršeni u ciklotronu velikom brzinom.

Teška jezgra vodonika, koja su primila vrlo visoku energiju, prodrla su u jezgra molibdena. Nakon zračenja u ciklotronu, molibdenska plastika je otopljena u kiselini. Iz otopine je izolirana neznatna količina nove radioaktivne tvari pomoću istih reakcija koje su potrebne za analitičko određivanje mangana (analogno elementu 43). To je bio novi element - tehnecijum. Oni tačno odgovaraju poziciji elementa u periodnom sistemu.

Sada je tehnecij postao prilično pristupačan: formira se u prilično velikim količinama u nuklearnim reaktorima. Tehnecijum je dobro proučen i već se koristi u praksi.

Metoda kojom je stvoren element 61 vrlo je slična metodi kojom se dobija tehnecij. Element 61 izolovan je tek 1945. godine od fragmentacionih elemenata koji su nastali u nuklearnom reaktoru kao rezultat fisije uranijuma.

Rice. 15. Šema za sintezu elementa br. 61 - prometijum.

Element je dobio simbolično ime "prometijum". Ovo ime mu nije dato iz jednostavnog razloga. Simbolizira dramatični put nauke koja krade energiju nuklearne fisije iz prirode i gospodari tom energijom (prema legendi, titan Prometej je ukrao vatru s neba i dao je ljudima; zbog toga je bio okovan za stijenu i ogromnog orla mučio ga svaki dan), ali i upozorava ljude na strašnu vojnu opasnost.

Prometijum se sada proizvodi u znatnim količinama: koristi se u atomskim baterijama - izvorima jednosmerne struje koji mogu da rade bez prekida dugi niz godina.

Na sličan način sintetizovan je i najteži halogen, ekaiod, element 85. Prvo je dobijen bombardovanjem bizmuta (br. 83) jezgrima helijuma (br. 2), ubrzanim u ciklotronu do visokih energija. Novi element je nazvan astatin (nestabilan). Radioaktivan je i brzo nestaje. Takođe se pokazalo da njegova hemijska svojstva tačno odgovaraju periodičnom zakonu. Sličan je jodu.

Rice. 16. Šema za sintezu elementa br. 85 - astatina.

Transuranijumski elementi su veštački sintetisani hemijski elementi koji se nalaze u periodičnom sistemu posle uranijuma. Koliko će ih se još sintetizirati u budućnosti, a niko sa sigurnošću ne može odgovoriti.

Uranijum je bio poslednji u prirodnom nizu hemijskih elemenata dugih 70 godina.

I sve to vrijeme, naučnike je, naravno, brinulo pitanje: postoje li elementi teži od uranijuma u prirodi? Dmitrij Ivanovič je vjerovao da ako se transuranski elementi ikada mogu naći u utrobi zemlje, onda njihov broj treba ograničiti. Nakon otkrića radioaktivnosti, odsustvo takvih elemenata u prirodi objašnjeno je činjenicom da je njihov poluživot kratak i da su se svi raspali, pretvorili u lakše elemente, veoma davno, u najranijim fazama evolucije našeg planeta. planeta. Ali uranijum, za koji se ispostavilo da je radioaktivan, imao je tako dug životni vek da je preživeo do našeg vremena. Zašto, barem za najbliže transuranike, priroda nije mogla osloboditi tako velikodušno vrijeme za postojanje? Bilo je mnogo izvještaja o otkriću navodno novih elemenata unutar sistema - između vodonika i uranijuma, ali gotovo nikada u naučnim časopisima nisu pisali o otkriću transurana. Naučnici su samo raspravljali šta je bio razlog za prekid periodnog sistema na uranijumu.

Jedino je nuklearna fuzija omogućila utvrđivanje zanimljivih okolnosti za koje se prije nije moglo ni sumnjati.

Prve studije o sintezi novih hemijskih elemenata bile su usmjerene na umjetnu proizvodnju transurana. O prvom umjetnom transuranskom elementu govorilo se tri godine prije nego se pojavio tehnecij. Stimulirajući događaj bilo je otkriće neutrona. elementarna čestica, lišena naboja, imala je ogromnu prodornu moć, mogla je doći do atomskog jezgra bez ikakvih prepreka i izazvati transformacije različitih elemenata. Neutroni su počeli pucati na mete iz raznih supstanci. Izvanredni italijanski fizičar E. Fermi postao je pionir istraživanja u ovoj oblasti.

Uran zračen neutronima pokazao je nepoznatu aktivnost s kratkim poluživotom. Uran-238, apsorbujući neutron, pretvara se u nepoznati izotop elementa uranijum-239, koji je b-radioaktivan i trebao bi se pretvoriti u izotop elementa sa serijskim brojem 93. Sličan zaključak su izveli E. Fermi i njegove kolege.

Zapravo, bilo je potrebno mnogo truda da se dokaže da nepoznata aktivnost zaista odgovara prvom elementu transuranija. Hemijske operacije dovele su do zaključka: novi element je po svojim svojstvima sličan manganu, odnosno pripada VII b-podgrupi. Ovaj argument se pokazao impresivnim: u to vrijeme (30-ih godina) gotovo svi kemičari su vjerovali da ako postoje transuranski elementi, onda bi barem prvi od njih bio sličan d-elementi iz prethodnih perioda. Bila je to greška koja je nesumnjivo uticala na tok istorije otkrića elemenata težih od uranijuma.

Jednom riječju, 1934. godine E. Fermi je samouvjereno najavio sintezu ne samo elementa 93, kojem je dao ime "ausonium", već i njegovog desnog susjeda u periodnom sistemu - "hesperium" (br. 94). Potonji je bio produkt b-raspada ausonijuma:

Bilo je naučnika koji su "povukli" ovaj lanac još dalje. Među njima: njemački istraživači O. Hahn, L. Meitner i F. Strassmann. 1937. već su govorili, kao o nečem stvarnom, o elementu br. 97:

Ali nijedan od novih elemenata nije dobiven u bilo kakvim primjetnim količinama, nije izoliran u slobodnom obliku. Njihovu sintezu ocjenjivali su različiti indirektni znakovi.

Na kraju se ispostavilo da su sve te efemerne supstance, uzete za transuranijumske elemente, zapravo elementi koji pripadaju... sredini periodnog sistema, odnosno veštački radioaktivni izotopi odavno poznatih hemijskih elemenata. To je postalo jasno kada su O. Hahn i F. Strassmann 22. decembra 1938. godine napravili jedno od najvećih otkrića 20. vijeka. - otkriće fisije uranijuma pod dejstvom sporih neutrona. Naučnici su nepobitno utvrdili da uranijum ozračen neutronima sadrži izotope barijuma i lantana. Oni bi se mogli formirati samo pod pretpostavkom da neutroni, takoreći, razgrađuju jezgra uranijuma na nekoliko manjih fragmenata.

Mehanizam podjele objasnili su L. Meitner i O. Frisch. Takozvani model kapi jezgra već je postojao: atomsko jezgro je bilo upoređeno s kap tečnosti. Ako se kapljici da dovoljno energije, ako je pobuđena, onda se može podijeliti na manje kapi. Isto tako, jezgro, dovedeno u pobuđeno stanje neutronom, sposobno je da se raspadne, podijeli na manje dijelove - jezgra atoma lakših elemenata.

Godine 1940. sovjetski naučnici G. N. Flerov i K. A. Petrzhak dokazali su da se fisija uranijuma može dogoditi spontano. Tako je otkrivena nova vrsta radioaktivnih transformacija koje se dešavaju u prirodi, spontana fisija uranijuma. Ovo je bilo izuzetno važno otkriće.

Međutim, pogrešno je proglasiti istraživanje o transuranijumima tridesetih godina prošlog vijeka pogrešnim.

Uranijum ima dva glavna prirodna izotopa: uranijum-238 (značajno dominantan) i uranijum-235. Drugi se uglavnom fisionira pod dejstvom sporih neutrona, dok se prvi, apsorbujući neutron, pretvara samo u teži izotop - uranijum-239, pri čemu je ta apsorpcija intenzivnija što su neutroni koji bombarduju brže. Stoga je u prvim pokušajima sintetiziranja transuranija, učinak usporavanja neutrona doveo do toga da je pri „granatiranju“ mete napravljene od prirodnog uranijuma koji sadrži i , prevladao proces fisije.

Ali uran-238 koji je apsorbirao neutron morao je dovesti do lanca formiranja transuranijskih elemenata. Bilo je potrebno pronaći pouzdan način da se atomi elementa 93 zarobe u najkompleksnijoj zbrci fisionih fragmenata. Relativno manje mase, ovi fragmenti u procesu bombardiranja uranijuma trebali su odletjeti na velike udaljenosti (imaju duži put) od vrlo masivnih atoma elementa 93.

Ova razmišljanja su bila zasnovana na američkom fizičaru E. Macmillanu, koji je radio na Kalifornijskom univerzitetu, kao osnovu za svoje eksperimente. U proljeće 1939. počeo je pažljivo proučavati distribuciju fragmenata fisije uranijuma po dužini nizova. Uspio je odvojiti mali dio fragmenata beznačajne dužine puta. U tom dijelu je pronašao tragove radioaktivne tvari s poluraspadom od 2,3 dana i visokim intenzitetom zračenja. Takva aktivnost nije uočena u drugim frakcijama fragmenata. Macmillan je uspio pokazati da je ova supstanca X produkt raspadanja izotopa uranijuma-239:

Hemičar F. Ableson se pridružio radu. Pokazalo se da se radioaktivna supstanca sa poluraspadom od 2,3 dana može hemijski odvojiti od uranijuma i torija i nema nikakve veze sa renijumom. Tako je srušena pretpostavka da element 93 mora biti ekskarnacija.

Uspešnu sintezu neptunija (novi element je dobio ime po planeti u Sunčevom sistemu) objavio je američki časopis Physical Review početkom 1940. Tako je započela era sinteze transuranskih elemenata, koja se pokazala veoma važno za dalji razvoj Mendeljejevljeve teorije periodičnosti.

Rice. 17. Šema za sintezu elementa br. 93 - neptunijum.

Čak su i periodi najdugovječnijih izotopa transuranijumskih elemenata, u pravilu, značajno inferiorni u odnosu na starost Zemlje, pa je stoga njihovo postojanje u prirodi sada praktički isključeno. Dakle, razlog prekida u prirodnom nizu hemijskih elemenata na uranijumu, elementu 92, je jasan.

Neptunijum je bio praćen plutonijumom. Sintetiziran je nuklearnom reakcijom:

zima 1940-1941 američki naučnik G. Seaborg i saradnici (u laboratoriji G. Seaborga naknadno je sintetizirano još nekoliko novih transuranskih elemenata). Ali pokazalo se da je najvažniji izotop plutonijuma sa vremenom poluraspada od 24.360 godina. Osim toga, plutonijum-239 pod dejstvom sporih neutrona fisije mnogo intenzivnije nego

Rice. 18. Šema za sintezu elementa br. 94 - plutonijum.

U 40-im godinama. sintetizirana su još tri elementa teža od uranijuma: americij (u čast Amerike), kurij (u čast M. i P. Curieja) i berkelijum (u čast Berkliju u Kaliforniji). Meta u nuklearnim reaktorima bio je plutonijum-239, bombardovan neutronima i a-česticama, i americij (njegovo zračenje je dovelo do sinteze berkelija):

.

50s počeo sa sintezom kalifornija (br. 98). Dobijen je kada je dugovječni izotop kurijum-242 akumuliran u značajnim količinama i od njega je napravljena meta. Nuklearna reakcija: doveo je do sinteze novog elementa 98.

Da bi se prešlo na elemente 99 i 100, trebalo je voditi računa o akumulaciji težinskih količina berkelija i kalifornija. Bombardiranje ciljeva napravljenih od njih a-česticama dalo je osnovu za sintezu novih elemenata. No, vrijeme poluraspada (sati i minute) sintetiziranih izotopa elemenata 97 i 98 bilo je prekratko, a to se pokazalo kao prepreka njihovom akumulaciji u potrebnim količinama. Predložen je i drugi način: dugotrajno zračenje plutonijuma intenzivnim neutronskim fluksom. Ali na rezultate bi trebalo čekati mnogo godina (da bi se dobio jedan od izotopa berkelijuma u čistom obliku, plutonijumska meta je zračena čak 6 godina!). Postojao je samo jedan način da se značajno smanji vrijeme sinteze: da se naglo poveća snaga neutronskog snopa. U laboratorijama to nije bilo moguće.

U pomoć je stigla termonuklearna eksplozija. 1. novembra 1952. Amerikanci su detonirali termonuklearni uređaj na atolu Eniwetok u Tihom okeanu. Na mjestu eksplozije prikupljeno je nekoliko stotina kilograma zemlje, ispitani su uzorci. Kao rezultat toga, bilo je moguće otkriti izotope elemenata 99 i 100, koji su nazvani einsteinium (u čast A. Einsteina) i fermium (u čast E. Fermi).

Neutronski tok koji je nastao tokom eksplozije pokazao se veoma moćnim, tako da su jezgra uranijuma-238 bila u stanju da apsorbuju veliki broj neutrona u veoma kratkom vremenskom periodu. Ovi superteški izotopi uranijuma, kao rezultat lanaca uzastopnih raspada, pretvorili su se u izotope einsteinijuma i fermija (slika 19).

Rice. 19. Šema za sintezu elemenata br. 99 - einsteinium i br. 100 - fermijum.

Mendeljejev je nazvao hemijski element br. 101, koji su sintetizirali američki fizičari predvođeni G. Seaborgom 1955. Autori sinteze su novi element nazvali "u znak priznanja zasluga velikog ruskog hemičara, koji je prvi koristio periodični sistem da predvidi svojstva neotkrivenih hemijskih elemenata." Naučnici su uspeli da akumuliraju dovoljno einsteinijuma da od njega pripreme metu (količina einsteinijuma je izmerena u milijardu atoma); ozračivši ga a-česticama, bilo je moguće izračunati za sintezu jezgara elementa 101 (slika 20):

Rice. 20. Šema za sintezu elementa br. 101 - mendeleev.

Pokazalo se da je poluživot rezultirajućeg izotopa mnogo duži nego što su teoretičari mislili. I iako je nekoliko atoma mendeleevija dobiveno kao rezultat sinteze, pokazalo se da je moguće proučavati njihova kemijska svojstva istim metodama koje su korištene za prethodne transurane.

Dostojnu ocjenu periodičnog zakona dao je William Razmay, koji je tvrdio da je periodični zakon pravi kompas za istraživače.

Prošlo je dosta godina, nakon njegove smrti, i sistem Mendeljejeva postao je najvažnija karika u našim saznanjima o svijetu u kojem živimo, o evoluciji materije u svemiru, od Mendeljejeva u svojim naučnim otkrićima, a posebno u otkriće periodnog zakona, zapravo je primijenio dijalektičku metodu spoznaje fenomena prirode, u vezi s čime ga je visoko cijenio Friedrich Engels, koji je, ocjenjujući periodični zakon, primijetio da je naučnik čak i nesvjesno primijenio Hegelov zakon o tranziciji kvantiteta u kvalitet, on je ipak postigao naučni podvig.

Nemoguće je učiti hemiju osim na osnovu ovog sveprisutnog zakona. Kako bi smiješno izgledao udžbenik hemije bez periodnog sistema! Morate razumjeti kako su različiti elementi povezani i zašto su tako povezani. Tek tada će se periodični sistem pokazati kao najbogatije spremište informacija o svojstvima elemenata i njihovih spojeva, takvo spremište s kojim se malo toga može porediti.

Iskusni hemičar, samim pogledom na mesto koje zauzima bilo koji element u sistemu, može reći mnogo o tome: dati element je metal ili nemetal; da li stvara spojeve sa vodonikom - hidride; koji su oksidi karakteristični za ovaj element; koje valencije može pokazati pri ulasku u hemijska jedinjenja; koji će spojevi ovog elementa biti stabilni, a koji će, naprotiv, biti krhki; iz kojih spojeva i na koji način je najpovoljnije i najisplativije dobiti ovaj element u slobodnom obliku. A ako je hemičar u stanju da izvuče sve ove informacije iz periodnog sistema, onda to znači da ga je dobro savladao.

Periodični sistem je osnova za dobijanje novih materijala i supstanci sa novim, neuobičajenim, unapred određenim osobinama, takvih supstanci koje su nepoznate prirodi. Sada se stvaraju u velikom broju. Takođe je postao nit vodilja za sintezu poluprovodničkih materijala. Naučnici su u mnogim primjerima otkrili da spojevi elemenata koji zauzimaju određena mjesta u periodnom sistemu (uglavnom u njegovim III-V grupama) imaju ili bi trebali imati najbolja svojstva poluprovodnika.

Nemoguće je postaviti zadatak dobijanja novih legura, zanemarujući periodični sistem. Na kraju krajeva, struktura i svojstva legura određuju se položajem metala u tabeli. Trenutno su poznate hiljade različitih legura.

Možda se u bilo kojoj grani moderne hemije može uočiti odraz periodičnog zakona. Ali ne samo hemičari sagnu glave pred njegovom veličinom. U teškom i fascinantnom poslu sinteze novih elemenata nemoguće je bez periodičnog zakona. U zvijezdama se odvija gigantski prirodni proces sinteze kemijskih elemenata. Naučnici ovaj proces nazivaju nukleosinteza.

Naučnici za sada nemaju pojma na koji su način, kao rezultat kojih uzastopnih nuklearnih reakcija, nastali nama poznati hemijski elementi. Postoje mnoge hipoteze o nukleosintezi, ali još nema potpune teorije. Ali sa sigurnošću se može reći da bi čak i najsramežljivije pretpostavke o načinima nastanka elemenata bile nemoguće bez uzimanja u obzir sekvencijalnog rasporeda elemenata u periodičnom sistemu. Pravilnosti nuklearne periodičnosti, strukture i svojstva atomskih jezgara su u osnovi različitih reakcija nukleosinteze.

Dugo bi trebalo da se nabroje one oblasti ljudskog znanja i prakse u kojima Veliki zakon i sistem elemenata igraju važnu ulogu. I, istina, mi čak i ne zamišljamo punu skalu Mendeljejevljeve teorije periodičnosti. Mnogo puta će i dalje bljesnuti pred naučnicima sa svojim neočekivanim aspektima.

Mendeljejev je nesumnjivo jedan od najvećih hemičara na svetu. Iako je prošlo više od stotinu godina od njegovog zakona, niko ne zna kada će ceo sadržaj čuvenog periodnog sistema biti u potpunosti shvaćen.

Rice. 21. Fotografija Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva.

Rice. 22. Rusko hemijsko društvo kojim predsedava

1. Petrjanov I. V., Trifonov D. N. „Veliki zakon”

Moskva, Pedagogija, 1984

2. Kedrov B. M. “Predviđanja D. I. Mendeljejeva u atomistici”

Moskva, Atomizdat, 1977

3. Agafoshin N. P. "Periodični zakon i periodični sistem elemenata D. I. Mendeljejeva" Moskva, "Prosvetljenje", 1973.

4. "D. I. Mendeljejev u memoarima savremenika "Moskva," Atomizdat ", 1973.

5. Volkov V. A. Biografski priručnik "Izvanredni hemičari svijeta" Moskva, "Viša škola", 1991.

6. Bogolyubova L. N. "Biografije velikih hemičara" Moskva, "Prosvetljenje", 1997.

7. Ivanova L. F., Egorova E. N. desktop enciklopedija "Sve o svemu" Moskva, "Mnemozina", 2001.

8. Summ L. B. dječija enciklopedija „Poznajem svijet. Hemija" Moskva, "Olimp", 1998

Otkriće tabele periodičnih hemijskih elemenata bilo je jedna od važnih prekretnica u istoriji razvoja hemije kao nauke. Pionir stola bio je ruski naučnik Dmitrij Mendeljejev. Izvanredan naučnik sa najširim naučnim horizontima uspeo je da spoji sve ideje o prirodi hemijskih elemenata u jedan koherentan koncept.

O povijesti otkrića tablice periodičnih elemenata, zanimljivostima vezanim za otkriće novih elemenata i narodnim pričama koje su okruživale Mendeljejeva i tablici kemijskih elemenata koju je stvorio, M24.RU će reći u ovom članku.

Istorija otvaranja stola

Do sredine 19. veka otkrivena su 63 hemijska elementa, a naučnici širom sveta su u više navrata pokušavali da kombinuju sve postojeće elemente u jedan koncept. Predloženo je da se elementi rasporede u rastućem redosledu atomske mase i podele u grupe prema sličnosti hemijskih svojstava.

Godine 1863., hemičar i muzičar John Alexander Newland predložio je svoju teoriju, koji je predložio raspored hemijskih elemenata sličan onom koji je otkrio Mendeljejev, ali naučna zajednica nije ozbiljno shvatila rad naučnika zbog činjenice da je autor bio zanesen potragom za harmonijom i vezom muzike sa hemijom.

Godine 1869. Mendeljejev je objavio svoju šemu periodnog sistema u časopisu Ruskog hemijskog društva i poslao obaveštenje o otkriću vodećim naučnicima sveta. U budućnosti, hemičar je u više navrata usavršavao i poboljšavao shemu sve dok nije poprimila poznati oblik.

Suština Mendeljejevljevog otkrića je da se s povećanjem atomske mase hemijska svojstva elemenata ne mijenjaju monotono, već periodično. Nakon određenog broja elemenata s različitim svojstvima, svojstva se počinju ponavljati. Dakle, kalij je sličan natrijumu, fluor je sličan hloru, a zlato je slično srebru i bakru.

1871. Mendeljejev je konačno ujedinio ideje u Periodični zakon. Naučnici su predvidjeli otkriće nekoliko novih hemijskih elemenata i opisali njihova hemijska svojstva. Nakon toga, proračuni hemičara su u potpunosti potvrđeni - galijum, skandij i germanijum u potpunosti su odgovarali svojstvima koja im je Mendeljejev pripisao.

Priče o Mendeljejevu

Bilo je mnogo priča o slavnom naučniku i njegovim otkrićima. Ljudi u to vrijeme nisu imali pojma o hemiji i vjerovali su da je bavljenje hemijom nešto poput jedenja supe od beba i krađe u industrijskim razmjerima. Stoga su aktivnosti Mendeljejeva brzo stekle masu glasina i legendi.

Jedna od legendi kaže da je Mendeljejev u snu otkrio tablicu hemijskih elemenata. Slučaj nije jedini, na isti način je o svom otkriću govorio i August Kekule, koji je sanjao formulu benzenskog prstena. Međutim, Mendeljejev se samo nasmijao kritičarima. „Razmišljam o tome možda dvadesetak godina, a ti kažeš: seo sam odjednom... spreman!“, rekao je jednom naučnik o svom otkriću.

Druga priča pripisuje Mendeljejevu otkriće votke. Godine 1865. veliki naučnik je odbranio svoju disertaciju na temu „Rasprava o kombinaciji alkohola sa vodom“ i to je odmah dovelo do nove legende. Savremenici hemičara su se smijali, rekavši da se naučnik "dobro snalazi pod utjecajem alkohola u kombinaciji s vodom", a sljedeće generacije već su Mendeljejeva nazivale otkrićem votke.

Smijali su se i načinu života naučnika, a posebno činjenici da je Mendeljejev opremio svoju laboratoriju u šupljini ogromnog hrasta.

Takođe, savremenici su zadirkivali Mendeljejevu strast prema koferima. Naučnik je, u vrijeme svoje nevoljne neaktivnosti u Simferopolju, bio primoran da provodi vrijeme tkajući kofere. U budućnosti je samostalno izrađivao kartonske kontejnere za potrebe laboratorija. Uprkos jasno "amaterskoj" prirodi ovog hobija, Mendeljejeva su često nazivali "majstorom kofera".

Otkriće radijuma

Jedna od najtragičnijih i istovremeno najpoznatijih stranica u istoriji hemije i pojave novih elemenata u periodnom sistemu povezana je sa otkrićem radijuma. Novi hemijski element otkrili su supružnici Marie i Pierre Curie, koji su otkrili da je otpad koji ostaje nakon odvajanja uranijuma iz uranijumske rude radioaktivniji od čistog uranijuma.

Pošto tada niko nije znao šta je radioaktivnost, glasine su brzo pripisale novom elementu lekovita svojstva i sposobnost lečenja gotovo svih bolesti poznatih nauci. Radijum je bio uključen u prehrambene proizvode, paste za zube, kreme za lice. Bogati su nosili satove čiji su brojčanici bili ofarbani bojom koja sadrži radijum. Radioaktivni element je preporučen kao sredstvo za poboljšanje potencije i ublažavanje stresa.

Takva "proizvodnja" trajala je punih dvadeset godina - do 30-ih godina dvadesetog veka, kada su naučnici otkrili prava svojstva radioaktivnosti i otkrili koliko štetno deluje zračenje na ljudski organizam.

Marie Curie je umrla 1934. od radijacijske bolesti uzrokovane dugotrajnim izlaganjem radijumu.

Nebulijum i koronijum

Periodični sistem ne samo da je sastavio hemijske elemente u jedan koherentan sistem, već je takođe omogućio da se predvide mnoga otkrića novih elemenata. Istovremeno, neki hemijski "elementi" su proglašeni nepostojećim na osnovu toga što se ne uklapaju u koncept periodičnog zakona. Najpoznatija priča je "otkriće" novih elemenata nebulijuma i koronija.

Proučavajući solarnu atmosferu, astronomi su otkrili spektralne linije koje nisu mogli identificirati ni sa jednim od kemijskih elemenata poznatih na Zemlji. Naučnici su sugerisali da ove linije pripadaju novom elementu, koji je nazvan koronijum (jer su linije otkrivene tokom proučavanja "krune" Sunca - spoljašnjeg sloja atmosfere zvezde).

Nekoliko godina kasnije, astronomi su došli do još jednog otkrića proučavajući spektre gasovitih maglina. Otkrivene linije, koje se opet ne mogu poistovetiti ni sa čim zemaljskim, pripisane su još jednom hemijskom elementu - nebulijumu.

Otkrića su kritikovana, jer Mendeljejevljev periodni sistem više nije imao mjesta za elemente sa svojstvima nebulijuma i koronija. Nakon provjere je ustanovljeno da je nebulijum običan zemaljski kiseonik, a koronijum je visoko jonizovano gvožđe.

Materijal je nastao na osnovu informacija iz otvorenih izvora. Priredio Vasily Makagonov @vmakagonov

OTKRIĆE PERIODIČNOG ZAKONA

Periodični zakon je otkrio D. I. Mendeljejev radeći na tekstu udžbenika "Osnove hemije", kada je naišao na poteškoće u sistematizaciji činjeničnog materijala. Do sredine februara 1869., razmišljajući o strukturi udžbenika, naučnik je postepeno došao do zaključka da su svojstva jednostavnih supstanci i atomske mase elemenata povezani određenim obrascem.

Otkriće periodnog sistema elemenata nije slučajno, već je rezultat ogromnog rada, dugog i mukotrpnog rada, koji su proveli i sam Dmitrij Ivanovič i mnogi kemičari iz reda njegovih prethodnika i suvremenika. „Kada sam počeo da završavam svoju klasifikaciju elemenata, napisao sam na odvojenim karticama svaki element i njegove spojeve, a zatim, raspoređujući ih po grupama i redovima, dobio sam prvu vizuelnu tabelu periodnog zakona. Ali ovo je bio samo završni akord, rezultat svih prethodnih radova... "- rekao je naučnik. Mendeljejev je naglasio da je njegovo otkriće rezultat koji je upotpunio dvadesetogodišnje razmišljanje o odnosima između elemenata, promišljajući sa svih strana odnosa elemenata.

Dana 17. februara (1. marta) završen je rukopis članka, koji sadrži tabelu pod naslovom "Eksperiment na sistemu elemenata na osnovu njihove atomske težine i hemijske sličnosti", koji je dostavljen za štampu sa napomenama za kompozitore i datumom. "17. februara 1869." Izveštaj o otkriću Mendeljejeva sačinio je urednik Ruskog hemijskog društva, profesor N. A. Menšutkin, na sastanku društva 22. februara (6. marta) 1869. Sam Mendeljejev nije bio prisutan na sastanku, pošto je tada godine, po nalogu Slobodnog ekonomskog društva, pregledao je fabrike sira Tverske i Novgorodske gubernije.

U prvoj verziji sistema, naučnici su elemente rasporedili u devetnaest horizontalnih redova i šest vertikalnih kolona. 17. februara (1. marta) otkrivanje periodičnog zakona nikako nije završeno, već je tek počelo. Dmitrij Ivanovič nastavio je svoj razvoj i produbljivanje još skoro tri godine. 1870. Mendeljejev je objavio drugu verziju sistema (Prirodni sistem elemenata) u Osnovama hemije: horizontalni stubovi analognih elemenata pretvoreni su u osam vertikalno raspoređenih grupa; šest vertikalnih stupova prve verzije pretvorilo se u periode koji počinju alkalnim metalom i završavaju halogenom. Svaki period je podijeljen u dva reda; elementi različitih redova uključeni u grupu formirane podgrupe.

Suština Mendeljejevljevog otkrića bila je da se s povećanjem atomske mase kemijskih elemenata njihova svojstva ne mijenjaju monotono, već periodično. Nakon određenog broja elemenata različitih svojstava, raspoređenih u rastućoj atomskoj težini, svojstva počinju da se ponavljaju. Razlika između Mendeljejevljevog rada i djela njegovih prethodnika bila je u tome što Mendeljejev nije imao jednu, već dvije osnove za klasifikaciju elemenata – atomsku masu i hemijsku sličnost. Da bi se periodičnost u potpunosti poštovala, Mendeljejev je korigovao atomske mase nekih elemenata, stavio nekoliko elemenata u svoj sistem suprotno tada prihvaćenim idejama o njihovoj sličnosti sa drugima, ostavio prazne ćelije u tabeli u kojima su elementi koji još nisu otkriveni. trebao biti postavljen.

Godine 1871. Mendeljejev je na osnovu ovih radova formulisao Periodični zakon, čiji je oblik vremenom donekle poboljšan.

Periodični sistem elemenata imao je veliki uticaj na kasniji razvoj hemije. Ne samo da je to bila prva prirodna klasifikacija hemijskih elemenata, koja je pokazala da oni čine koherentan sistem i da su međusobno u bliskoj vezi, već je bila i moćno oruđe za dalja istraživanja. U vrijeme kada je Mendeljejev sastavio svoju tablicu na osnovu periodičnog zakona koji je otkrio, mnogi elementi su još uvijek bili nepoznati. Mendeljejev je ne samo bio uvjeren da moraju postojati elementi koji su još nepoznati da popune ova mjesta, već je i unaprijed predvidio svojstva takvih elemenata, na osnovu njihovog položaja među ostalim elementima periodnog sistema. Tokom narednih 15 godina, Mendeljejevljeva predviđanja su briljantno potvrđena; otkrivena su sva tri očekivana elementa (Ga, Sc, Ge), što je bio najveći trijumf periodnog zakona.

DI. Mendeljejev je predao rukopis "Iskustvo sistema elemenata na osnovu njihove atomske težine i hemijske sličnosti" // Predsednička biblioteka // Jedan dan u istoriji http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx? itemid=1006

RUSKO HEMIJSKO DRUŠTVO

Rusko hemijsko društvo je naučna organizacija osnovana na Univerzitetu u Sankt Peterburgu 1868. godine i bila je dobrovoljno udruženje ruskih hemičara.

Potreba za stvaranjem Društva objavljena je na 1. kongresu ruskih prirodnjaka i doktora, održanom u Sankt Peterburgu krajem decembra 1867. - početkom januara 1868. Na kongresu je objavljena odluka učesnika Hemijske sekcije:

Hemijska sekcija je izrazila jednoglasnu želju da se ujedini u Hemijsko društvo za komunikaciju već uspostavljenih snaga ruskih hemičara. U sekciji smatraju da će ovo društvo imati članove u svim gradovima Rusije, te da će njegovo izdanje obuhvatiti radove svih ruskih hemičara, štampane na ruskom jeziku.

Do tog vremena, hemijska društva su već bila osnovana u nekoliko evropskih zemalja: Londonsko hemijsko društvo (1841), Hemijsko društvo Francuske (1857), Nemačko hemijsko društvo (1867); Američko hemijsko društvo osnovano je 1876.

Povelju Ruskog hemijskog društva, koju je sastavio uglavnom D. I. Mendeljejev, odobrilo je Ministarstvo prosvete 26. oktobra 1868. godine, a prvi sastanak Društva održan je 6. novembra 1868. U početku je uključivalo 35 hemičara iz Sankt Peterburg, Kazanj, Moskva, Varšava, Kijev, Harkov i Odesa. Prvi predsjednik RCS bio je N. N. Zinin, sekretar N. A. Menshutkin. Članovi društva su plaćali članarinu (10 rubalja godišnje), prijem novih članova je vršen samo na preporuku tri postojeća. U prvoj godini svog postojanja RCS je porastao sa 35 na 60 članova i nastavio da raste u narednim godinama (129 u 1879, 237 u 1889, 293 u 1899, 364 u 1909, 565 u 1917).

Godine 1869. Rusko hemijsko društvo je dobilo svoj štampani organ - Časopis ruskog hemijskog društva (ZhRHO); časopis je izlazio 9 puta godišnje (mjesečno, osim u ljetnim mjesecima). Od 1869. do 1900. urednik ZhRHO bio je N. A. Menshutkin, a od 1901. do 1930. - A. E. Favorsky.

Godine 1878. RCS se spojio sa Ruskim fizičkim društvom (osnovanim 1872.) kako bi se formiralo Rusko fizičko i hemijsko društvo. Prvi predsjednici RFHO bili su A. M. Butlerov (1878–1882) i D. I. Mendeljejev (1883–1887). U vezi sa spajanjem, 1879. godine (od 11. toma) časopis Ruskog hemijskog društva preimenovan je u Časopis Ruskog fizičko-hemijskog društva. Periodični broj izdanja bio je 10 brojeva godišnje; Časopis se sastojao iz dva dijela - hemijskog (LRHO) i fizičkog (LRFO).

Na stranicama ZhRHO-a prvi put su objavljeni mnogi radovi klasika ruske hemije. Posebno možemo istaći radove D. I. Mendeljejeva o stvaranju i razvoju periodnog sistema elemenata i A. M. Butlerova, koji su povezani sa razvojem njegove teorije strukture organskih jedinjenja; istraživanja N. A. Menshutkin, D. P. Konovalov, N. S. Kurnakov i L. A. Chugaev u oblasti neorganske i fizičke hemije; V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev i A. E. Arbuzov u oblasti organske hemije. U periodu od 1869. do 1930. godine u ŽRHO je objavljeno 5067 originalnih hemijskih studija, apstrakti i pregledni članci o pojedinim problemima hemije, a objavljeni su i prevodi najzanimljivijih radova iz stranih časopisa.

RFHO je postao osnivač Mendeljejevskih kongresa o opštoj i primenjenoj hemiji; prva tri kongresa održana su u Sankt Peterburgu 1907, 1911. i 1922. godine. Godine 1919., objavljivanje ZhRFKhO je obustavljeno i nastavljeno tek 1924. godine.