Η ιστορία της ανακάλυψης του περιοδικού νόμου και του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Ανακάλυψη του περιοδικού νόμου των χημικών στοιχείων από τον D.I.

2.2. Ιστορία της δημιουργίας του Περιοδικού Πίνακα.

Τον χειμώνα του 1867-68, ο Mendeleev άρχισε να γράφει το εγχειρίδιο «Βασικές αρχές της Χημείας» και αμέσως αντιμετώπισε δυσκολίες στη συστηματοποίηση του πραγματικού υλικού. Στα μέσα Φεβρουαρίου 1869, στοχαζόμενος τη δομή του σχολικού βιβλίου, κατέληξε σταδιακά στο συμπέρασμα ότι οι ιδιότητες των απλών ουσιών (και αυτή είναι η μορφή ύπαρξης χημικών στοιχείων σε ελεύθερη κατάσταση) και οι ατομικές μάζες των στοιχείων συνδέονται με ένα συγκεκριμένο μοτίβο.

Ο Μεντελέγιεφ δεν γνώριζε πολλά για τις προσπάθειες των προκατόχων του να τακτοποιήσουν χημικά στοιχεία κατά σειρά αύξησης των ατομικών μαζών και για τα περιστατικά που προέκυψαν σε αυτή την περίπτωση. Για παράδειγμα, δεν είχε σχεδόν καμία πληροφορία για το έργο των Chancourtois, Newlands και Meyer.

Το αποφασιστικό στάδιο των σκέψεών του ήρθε την 1η Μαρτίου 1869 (14 Φεβρουαρίου, παλαιού τύπου). Μια μέρα νωρίτερα, ο Mendeleev έγραψε ένα αίτημα για άδεια δέκα ημερών για να εξετάσει τα τυροκομεία artel στην επαρχία Tver: έλαβε μια επιστολή με συστάσεις για τη μελέτη της παραγωγής τυριού από τον A.I. Khodnev, έναν από τους ηγέτες της Ελεύθερης Οικονομικής Κοινωνίας.

Στην Αγία Πετρούπολη εκείνη την ημέρα είχε συννεφιά και παγωνιά. Τα δέντρα στον κήπο του πανεπιστημίου, όπου έβλεπαν τα παράθυρα του διαμερίσματος του Mendeleev, έτριζαν από τον άνεμο. Ενώ ήταν ακόμη στο κρεβάτι, ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς ήπιε μια κούπα ζεστό γάλα, μετά σηκώθηκε, έπλυνε το πρόσωπό του και πήγε για πρωινό. Είχε υπέροχη διάθεση.

Στο πρωινό, ο Mendeleev είχε μια απροσδόκητη ιδέα: να συγκρίνει τις παρόμοιες ατομικές μάζες διαφόρων χημικών στοιχείων και τις χημικές τους ιδιότητες. Χωρίς να το σκεφτεί δύο φορές, στο πίσω μέρος της επιστολής του Khodnev έγραψε τα σύμβολα για το χλώριο Cl και το κάλιο Κ με αρκετά κοντινές ατομικές μάζες, ίσες με 35,5 και 39, αντίστοιχα (η διαφορά είναι μόνο 3,5 μονάδες). Στο ίδιο γράμμα, ο Mendeleev σκιαγράφησε σύμβολα άλλων στοιχείων, αναζητώντας παρόμοια «παράδοξα» ζεύγη μεταξύ τους: φθόριο F και νάτριο Na, βρώμιο Br και ρουβίδιο Rb, ιώδιο I και καίσιο Cs, για τα οποία η διαφορά μάζας αυξάνεται από 4,0 σε 5,0 , και μετά έως 6.0. Ο Mendeleev δεν μπορούσε να γνωρίζει τότε ότι η «ακαθόριστη ζώνη» μεταξύ προφανών μη μετάλλων και μετάλλων περιείχε στοιχεία - ευγενή αέρια, η ανακάλυψη των οποίων θα τροποποιούσε στη συνέχεια σημαντικά τον Περιοδικό Πίνακα.

Μετά το πρωινό, ο Μεντελέγιεφ κλειδώθηκε στο γραφείο του. Έβγαλε μια στοίβα επαγγελματικές κάρτες από το γραφείο και άρχισε να γράφει στο πίσω μέρος τους τα σύμβολα των στοιχείων και τις κύριες χημικές τους ιδιότητες. Μετά από λίγη ώρα, το νοικοκυριό άκουσε τον ήχο που έβγαινε από το γραφείο: "Ωωω! Κέρατα! Ουάου, τι κερασφόρος! Θα τους νικήσω. Θα τους σκοτώσω!" Αυτά τα επιφωνήματα σήμαιναν ότι ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς είχε δημιουργική έμπνευση. Ο Mendeleev μετέφερε κάρτες από τη μια οριζόντια σειρά στην άλλη, καθοδηγούμενη από τις τιμές της ατομικής μάζας και τις ιδιότητες απλών ουσιών που σχηματίζονται από άτομα του ίδιου στοιχείου. Για άλλη μια φορά, μια ενδελεχής γνώση της ανόργανης χημείας τον βοήθησε. Σταδιακά, άρχισε να εμφανίζεται το σχήμα του μελλοντικού Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων. Έτσι, στην αρχή έβαλε μια κάρτα με το στοιχείο βηρύλλιο Be (ατομική μάζα 14) δίπλα σε μια κάρτα με το στοιχείο αλουμίνιο Al (ατομική μάζα 27,4), σύμφωνα με την τότε παράδοση, παρερμηνεύοντας το βηρύλλιο με ανάλογο του αλουμινίου. Ωστόσο, στη συνέχεια, αφού συνέκρινε τις χημικές ιδιότητες, τοποθέτησε το βηρύλλιο πάνω από το μαγνήσιο Mg. Αμφισβητώντας την τότε γενικά αποδεκτή τιμή της ατομικής μάζας του βηρυλλίου, την άλλαξε σε 9,4 και άλλαξε τον τύπο του οξειδίου του βηρυλλίου από Be 2 O 3 σε BeO (όπως το οξείδιο του μαγνησίου MgO). Παρεμπιπτόντως, η «διορθωμένη» τιμή της ατομικής μάζας του βηρυλλίου επιβεβαιώθηκε μόλις δέκα χρόνια αργότερα. Ενήργησε το ίδιο τολμηρά και σε άλλες περιπτώσεις.

Σταδιακά, ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς κατέληξε στο τελικό συμπέρασμα ότι τα στοιχεία διατεταγμένα με αύξουσα σειρά της ατομικής τους μάζας παρουσιάζουν μια σαφή περιοδικότητα φυσικών και χημικών ιδιοτήτων. Καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, ο Mendeleev δούλευε στο σύστημα των στοιχείων, σταμάτησε για λίγο για να παίξει με την κόρη του Όλγα και να γευματίσει και να δειπνήσει.

Το βράδυ της 1ης Μαρτίου 1869, ξαναέγραψε πλήρως τον πίνακα που είχε συντάξει και, υπό τον τίτλο «Εμπειρία ενός συστήματος στοιχείων με βάση το ατομικό τους βάρος και τη χημική τους ομοιότητα», τον έστειλε στο τυπογραφείο κάνοντας σημειώσεις για στοιχειοθέτες. και βάζοντας την ημερομηνία «17 Φεβρουαρίου 1869» (αυτό είναι το παλιό στυλ).

Έτσι ανακαλύφθηκε ο Περιοδικός Νόμος, η σύγχρονη διατύπωση του οποίου έχει ως εξής: Οι ιδιότητες των απλών ουσιών, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων των στοιχείων, εξαρτώνται περιοδικά από το φορτίο των πυρήνων των ατόμων τους.

Ο Mendeleev έστειλε τυπωμένα φύλλα με τον πίνακα των στοιχείων σε πολλούς εγχώριους και ξένους χημικούς και μόνο μετά από αυτό έφυγε από την Αγία Πετρούπολη για να επιθεωρήσει τυροκομεία.

Πριν φύγει, κατάφερε ακόμα να παραδώσει στον N.A. Menshutkin, οργανικό χημικό και μελλοντικό ιστορικό της χημείας, το χειρόγραφο του άρθρου "Σχέση ιδιοτήτων με το ατομικό βάρος των στοιχείων" - για δημοσίευση στο Journal of the Russian Chemical Society και για επικοινωνία στην επικείμενη συνάντηση της κοινωνίας.

Στις 18 Μαρτίου 1869, ο Menshutkin, ο οποίος ήταν ο υπάλληλος της εταιρείας εκείνη την εποχή, έκανε μια σύντομη αναφορά για τον Περιοδικό Νόμο για λογαριασμό του Mendeleev. Η έκθεση αρχικά δεν τράβηξε πολύ την προσοχή των χημικών και ο Πρόεδρος της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας, Ακαδημαϊκός Νικολάι Ζινίν (1812-1880) δήλωσε ότι ο Μεντελέγεφ δεν έκανε αυτό που έπρεπε να κάνει ένας πραγματικός ερευνητής. Είναι αλήθεια ότι δύο χρόνια αργότερα, αφού διάβασε το άρθρο του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς «Το φυσικό σύστημα των στοιχείων και η εφαρμογή του στην ένδειξη των ιδιοτήτων ορισμένων στοιχείων», ο Ζινίν άλλαξε γνώμη και έγραψε στον Μεντελέεφ: «Πολύ, πολύ καλές, πολύ εξαιρετικές συνδέσεις, ακόμη και διασκεδαστική Για να διαβάσετε, ο Θεός να σας χαρίσει καλή τύχη στην πειραματική επιβεβαίωση των συμπερασμάτων σας. Ο ειλικρινά αφοσιωμένος και βαθύτατος σεβασμός σας N. Zinin." Ο Mendeleev δεν τοποθέτησε όλα τα στοιχεία κατά σειρά αύξησης της ατομικής μάζας. σε ορισμένες περιπτώσεις καθοδηγούνταν περισσότερο από την ομοιότητα των χημικών ιδιοτήτων. Έτσι, η ατομική μάζα του κοβαλτίου Co είναι μεγαλύτερη από αυτή του νικελίου Ni και το τελλούριο Te είναι επίσης μεγαλύτερη από αυτή του ιωδίου I, αλλά ο Mendeleev τα τοποθέτησε με τη σειρά Co - Ni, Te - I, και όχι το αντίστροφο. Διαφορετικά, το τελλούριο θα έπεφτε στην ομάδα αλογόνου και το ιώδιο θα γινόταν συγγενής του σεληνίου Se.

Στη γυναίκα και τα παιδιά μου. Ή ίσως ήξερε ότι πέθαινε, αλλά δεν ήθελε να ενοχλήσει και να ανησυχήσει εκ των προτέρων την οικογένεια, την οποία αγαπούσε θερμά και τρυφερά». Στις 5:20 π.μ. Στις 20 Ιανουαρίου 1907 πέθανε ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ. Τάφηκε στο νεκροταφείο Volkovskoye στην Αγία Πετρούπολη, όχι μακριά από τους τάφους της μητέρας και του γιου του Βλαντιμίρ. Το 1911, με πρωτοβουλία προχωρημένων Ρώσων επιστημόνων, οργανώθηκε το Μουσείο D.I. Μεντελέεφ, όπου...

Σταθμός μετρό της Μόσχας, ερευνητικό σκάφος ωκεανογραφικής έρευνας, 101ο χημικό στοιχείο και ορυκτό - μεντελευίτης. Ρωσόφωνοι επιστήμονες και αστείοι ρωτούν μερικές φορές: «Δεν είναι Εβραίος ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ, αυτό είναι πολύ περίεργο επώνυμο, δεν προήλθε από το επώνυμο «Μεντέλ»;» Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση είναι εξαιρετικά απλή: "Και οι τέσσερις γιοι του Pavel Maksimovich Sokolov, ...

Η εξέταση του Λυκείου, στην οποία ο γέρος Ντερζάβιν ευλόγησε τον νεαρό Πούσκιν. Τον ρόλο του μετρ έτυχε να παίξει ο ακαδημαϊκός Yu.F. Fritzsche, διάσημος ειδικός στην οργανική χημεία. Υποψήφια διατριβή Ο D.I. Mendeleev αποφοίτησε από το Κύριο Παιδαγωγικό Ινστιτούτο το 1855. Η διατριβή του «Ο ισομορφισμός σε σχέση με άλλες σχέσεις κρυσταλλικής μορφής με τη σύνθεση» έγινε η πρώτη του σημαντική επιστημονική...

Κυρίως για το θέμα της τριχοειδούς και επιφανειακής τάσης των υγρών, και περνούσε τις ελεύθερες ώρες του στον κύκλο των νέων Ρώσων επιστημόνων: S.P. Μπότκινα, Ι.Μ. Sechenova, Ι.Α. Vyshnegradsky, A.P. Borodin και άλλοι Το 1861, ο Mendeleev επέστρεψε στην Αγία Πετρούπολη, όπου ξανάρχισε να δίνει διαλέξεις για την οργανική χημεία στο πανεπιστήμιο και δημοσίευσε ένα αξιόλογο βιβλίο για την εποχή: «Οργανική Χημεία», στο...

Στο βιβλίο του εξέχοντος σοβιετικού ιστορικού χημείας N.F. Figurovsky "Δοκίμιο για τη γενική ιστορία της χημείας. Η ανάπτυξη της κλασικής χημείας τον 19ο αιώνα" (M., Nauka, 1979). Οι κύριες περίοδοι ανακάλυψης 63 χημικών στοιχείων δίνονται από την αρχαιότητα έως το 1869 - το έτος θέσπισης του Περιοδικού Νόμου από τον Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ (1834-1907):

1. Η αρχαιότερη περίοδος (από την 5η χιλιετία π.Χ. έως το 1200 μ.Χ.).

Αυτή η μακρά περίοδος χρονολογείται από τη γνωριμία του ανθρώπου με τα 7 μέταλλα της αρχαιότητας - χρυσό, ασήμι, χαλκό, μόλυβδο, κασσίτερο, σίδηρο και υδράργυρο. Εκτός από αυτές τις στοιχειώδεις ουσίες, το θείο και ο άνθρακας ήταν γνωστά στην αρχαιότητα, που υπήρχαν στη φύση σε ελεύθερη κατάσταση.

2. Αλχημική περίοδος.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου (από το 1200 έως το 1600), διαπιστώθηκε η ύπαρξη πολλών στοιχείων, απομονωμένων είτε κατά τη διαδικασία αλχημικών αναζητήσεων τρόπων μεταστοιχείωσης μετάλλων, είτε κατά τις διαδικασίες παραγωγής και επεξεργασίας μετάλλων διαφόρων μεταλλευμάτων από τεχνίτες μεταλλουργούς. Αυτά περιλαμβάνουν αρσενικό, αντιμόνιο, βισμούθιο, ψευδάργυρο, φώσφορο.

3. Η περίοδος της εμφάνισης και ανάπτυξης της τεχνικής χημείας (τέλη 17ου αιώνα - 1751).

Την εποχή αυτή, ως αποτέλεσμα της πρακτικής μελέτης των χαρακτηριστικών διαφόρων μεταλλευμάτων μετάλλων και της υπέρβασης των δυσκολιών που προέκυψαν στην απομόνωση των μετάλλων, καθώς και των ανακαλύψεων κατά τις ορυκτολογικές αποστολές, διαπιστώθηκε η ύπαρξη πλατίνας, κοβαλτίου και νικελίου.

4. Το πρώτο στάδιο της χημικοαναλυτικής περιόδου στην ανάπτυξη της χημείας (1760-1805).Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, με τη βοήθεια ποιοτικών και βαρυμετρικών ποσοτικών αναλύσεων, ανακαλύφθηκε ένας αριθμός στοιχείων, μερικά από αυτά μόνο με τη μορφή «γαιών»: μαγνήσιο, ασβέστιο (καθορίζοντας τη διαφορά μεταξύ ασβέστη και μαγνησίας), μαγγάνιο, βάριο ( βαρίτης), μολυβδαίνιο, βολφράμιο, τελλούριο, ουράνιο (οξείδιο), ζιρκόνιο (γη), στρόντιο (γη), τιτάνιο (οξείδιο), χρώμιο, βηρύλλιο (οξείδιο), ύττριο (γη), ταντάλιο (γη), δημήτριο (γη) , φθόριο (υδροφθορικό οξύ), παλλάδιο, ρόδιο, όσμιο και ιρίδιο.

5. Στάδιο πνευματικής χημείας.Αυτή την εποχή (1760-1780), ανακαλύφθηκαν τα αέρια στοιχεία - υδρογόνο, άζωτο, οξυγόνο και χλώριο (το τελευταίο θεωρούνταν σύνθετη ουσία - οξειδωμένο υδροχλωρικό οξύ μέχρι το 1809).

6. Το στάδιο της λήψης στοιχείων σε ελεύθερη κατάσταση με ηλεκτρόλυση (G. Davy, 1807-1808)και χημικά: κάλιο, νάτριο, ασβέστιο, στρόντιο, βάριο και μαγνήσιο. Όλα αυτά, ωστόσο, ήταν προηγουμένως γνωστά με τη μορφή «ανθεκτικών στη φωτιά» (καυστικών) αλκαλίων και αλκαλικών γαιών ή μαλακών αλκαλίων.

7. Το δεύτερο στάδιο της χημικο-αναλυτικής περιόδου στην ανάπτυξη της χημείας (1805-1850).Αυτή τη στιγμή, ως αποτέλεσμα της βελτίωσης των μεθόδων ποσοτικής ανάλυσης και της ανάπτυξης μιας συστηματικής πορείας ποιοτικής ανάλυσης, βόριο, λίθιο, κάδμιο, σελήνιο, πυρίτιο, βρώμιο, αλουμίνιο, ιώδιο, θόριο, βανάδιο, λανθάνιο (γη) , έρβιο (γη), τέρβιο (γη) ανακαλύφθηκαν), ρουθήνιο, νιόβιο.

8. Η περίοδος ανακάλυψης στοιχείων με χρήση φασματικής ανάλυσης, αμέσως μετά την ανάπτυξη και εισαγωγή αυτής της μεθόδου στην πράξη (1860-1863): καίσιο, ρουβίδιο, θάλλιο και ίνδιο».

Όπως είναι γνωστό, ο πρώτος «Πίνακας απλών σωμάτων» στην ιστορία της χημείας συντάχθηκε από τον A. Lavoisier το 1787. Όλες οι απλές ουσίες χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες: «I. Απλές ουσίες, που αντιπροσωπεύονται και στα τρία βασίλεια της φύσης, οι οποίες μπορούν να θεωρηθούν στοιχεία των σωμάτων: 1) ελαφρύ, 2) θερμιδικό, 3) οξυγόνο, 4) άζωτο, 5) υδρογόνο ΙΙ. Απλές μη μεταλλικές ουσίες που οξειδώνονται και δίνουν οξέα: 1) αντιμόνιο, 2) φώσφορος, 3 ) άνθρακας, 4) ρίζα μούρικου οξέος, 5) ρίζα υδροφθορικού οξέος, 6) ρίζα βορικού οξέος III. Απλές μεταλλικές ουσίες που οξειδώνονται και δίνουν οξέα: 1) αντιμόνιο, 2) άργυρος, 3) αρσενικό, 4) βισμούθιο, 5) κοβάλτιο, 6) χαλκός, 7) κασσίτερος, 8) σίδηρος, 9) μαγγάνιο, 10) υδράργυρος, 11) μολυβδαίνιο, 12) νικέλιο, 13) χρυσός, 14) πλατίνα, 15) μόλυβδος, 16) βολφράμιο, 17) ψευδάργυρος IV Απλές ουσίες, αλατοποιήσιμες και γήινες: 1) ασβέστης (ασβεστώδης γη), 2) μαγνησία (βάση θειικού μαγνησίου), 3) βαρίτης (βαριά γη), 4) αλουμίνα (άργιλος, στυπτηρία), 5) πυρίτιο (πυριτικό γη)."

Αυτός ο πίνακας αποτέλεσε τη βάση της χημικής ονοματολογίας που ανέπτυξε ο Lavoisier. Ο D. Dalton εισήγαγε στην επιστήμη το πιο σημαντικό ποσοτικό χαρακτηριστικό των ατόμων χημικών στοιχείων - το σχετικό βάρος των ατόμων ή το ατομικό βάρος.

Κατά την αναζήτηση μοτίβων στις ιδιότητες των ατόμων χημικών στοιχείων, οι επιστήμονες πρώτα απ 'όλα έδωσαν προσοχή στη φύση των αλλαγών στα ατομικά βάρη. Το 1815-1816 Ο Άγγλος χημικός W. Prout (1785-1850) δημοσίευσε δύο ανώνυμα άρθρα στα Annals of Philosophy, στα οποία εκφράστηκε και τεκμηριώθηκε η ιδέα ότι τα ατομικά βάρη όλων των χημικών στοιχείων είναι ακέραιοι (δηλ. πολλαπλάσια του ατομικού βάρους του υδρογόνου, το οποίο τότε υποτέθηκε ότι είναι ίσο με μονάδα): «Εάν οι απόψεις που αποφασίσαμε να εκφράσουμε είναι σωστές, τότε μπορούμε σχεδόν να θεωρήσουμε ότι η πρώτη ύλη των αρχαίων ενσωματώθηκε στο υδρογόνο...». Η υπόθεση του Prout ήταν πολύ δελεαστική και προκάλεσε τη διεξαγωγή πολλών πειραματικών μελετών προκειμένου να προσδιοριστούν τα ατομικά βάρη των χημικών στοιχείων όσο το δυνατόν ακριβέστερα.

Το 1829, ο Γερμανός χημικός I. Debereiner (1780-1849) συνέκρινε τα ατομικά βάρη παρόμοιων χημικών στοιχείων: λίθιο, ασβέστιο, χλώριο, θείο, μαγγάνιο, νάτριο, στρόντιο, βρώμιο, σελήνιο, χρώμιο, κάλιο, βάριο, ιώδιο, Tell. , ο Σίδηρος διαπίστωσε ότι το ατομικό βάρος του μεσαίου στοιχείου είναι ίσο με το μισό του αθροίσματος των ατομικών βαρών των εξώτατων στοιχείων. Η αναζήτηση νέων τριάδων οδήγησε τον L. Gmelin (1788-1853) - τον συγγραφέα του παγκοσμίου φήμης εγχειριδίου αναφοράς για τη χημεία - στη δημιουργία πολυάριθμων ομάδων παρόμοιων στοιχείων και στη δημιουργία της μοναδικής ταξινόμησής τους.

Στη δεκαετία του '60 Τον 19ο αιώνα, οι επιστήμονες προχώρησαν στη σύγκριση ομάδων χημικά παρόμοιων στοιχείων. Έτσι, ο καθηγητής της Σχολής Μεταλλείων του Παρισιού A. Chancourtois (1820-1886) τακτοποίησε όλα τα χημικά στοιχεία στην επιφάνεια του κυλίνδρου σε αύξουσα σειρά του ατομικού τους βάρους, ώστε να σχηματίσουν μια «γραμμή έλικας». Με αυτή τη διάταξη, παρόμοια στοιχεία έπεφταν συχνά στην ίδια κάθετη γραμμή. Το 1865, ο Άγγλος χημικός D. Newlands (1838-1898) δημοσίευσε έναν πίνακα που περιλάμβανε 62 χημικά στοιχεία. Τα στοιχεία ήταν διατεταγμένα και αριθμημένα κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού βάρους.

Ο Newlands χρησιμοποίησε την αρίθμηση για να τονίσει ότι κάθε επτά στοιχεία επαναλαμβάνονταν οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων. Όταν συζητούσε το νέο άρθρο του Newlands στη London Chemical Society το 1866 (δεν συνιστάται για δημοσίευση), ο καθηγητής J. Foster ρώτησε σαρκαστικά: «Έχετε προσπαθήσει να τακτοποιήσετε τα στοιχεία σε αλφαβητική σειρά των ονομάτων τους και έχετε παρατηρήσει τυχόν νέα σχέδια ?

Το 1868, ο Άγγλος χημικός W. Olding (1829-1921) πρότεινε έναν πίνακα που, σύμφωνα με τον συγγραφέα, απέδειξε μια φυσική σχέση μεταξύ όλων των στοιχείων.

Το 1864, ο Γερμανός καθηγητής L. Mayer (1830-1895) συνέταξε έναν πίνακα με 44 χημικά στοιχεία (από τα 63 γνωστά).

Αξιολογώντας αυτή την περίοδο, ο D.I. Mendeleev έγραψε: «Δεν υπάρχει ούτε ένας γενικός νόμος της φύσης που θα καθιερωνόταν αμέσως· η έγκρισή του πάντα προηγείται από πολλά προαισθήματα και η αναγνώριση του νόμου δεν έρχεται όταν πραγματοποιηθεί πλήρως σε όλο του το νόημα. αλλά μόνο μετά την επιβεβαίωση των συνεπειών του από πειράματα, τα οποία οι φυσικοί επιστήμονες πρέπει να αναγνωρίσουν ως την ανώτατη αρχή των σκέψεων και των απόψεών τους».

Το 1868, ο D.I. Mendeleev άρχισε να εργάζεται στο μάθημα "Βασικές αρχές της Χημείας". Για την πιο λογική διάταξη του υλικού, ήταν απαραίτητο να ταξινομηθούν με κάποιο τρόπο τα 63 χημικά στοιχεία. Η πρώτη παραλλαγή του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων προτάθηκε από τον D.I. Mendeleev τον Μάρτιο του 1869.

Δύο εβδομάδες αργότερα, σε μια συνεδρίαση της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας, διαβάστηκε η έκθεση του Mendeleev «Σχέση ιδιοτήτων με το ατομικό βάρος των στοιχείων», στην οποία συζητήθηκαν πιθανές αρχές για την ταξινόμηση των χημικών στοιχείων:

1) ανάλογα με τη σχέση τους με το υδρογόνο (τύποι υδριδίων). 2) στη σχέση τους με το οξυγόνο (τύποι ανώτερων οξειδίων οξυγόνου). 3) με σθένος? 4) κατά ατομικό βάρος.

Στη συνέχεια, τα επόμενα χρόνια (1869-1871), ο Mendeleev μελέτησε και επανέλεξε εκείνα τα μοτίβα και τις «ασυνέπειες» που παρατηρήθηκαν στην πρώτη έκδοση του «Συστήματος Στοιχείων». Συνοψίζοντας αυτό το έργο, ο D.I. Mendeleev έγραψε: «Καθώς αυξάνεται το ατομικό βάρος, τα στοιχεία έχουν πρώτα όλο και περισσότερες μεταβλητές ιδιότητες και στη συνέχεια αυτές οι ιδιότητες επαναλαμβάνονται ξανά με νέα σειρά, σε νέα γραμμή και σε έναν αριθμό στοιχείων και σε η ίδια ακολουθία, όπως στην προηγούμενη σειρά. Επομένως, ο Νόμος της Περιοδικότητας μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: «Οι ιδιότητες των στοιχείων, και επομένως οι ιδιότητες των απλών και σύνθετων σωμάτων που σχηματίζουν, εξαρτώνται περιοδικά (δηλ. επαναλαμβάνονται σωστά) στο ατομικό τους βάρος." Νόμοι η φύση δεν ανέχεται εξαιρέσεις... Η έγκριση ενός νόμου είναι δυνατή μόνο μέσω της εξαγωγής συνεπειών από αυτόν, οι οποίες είναι αδύνατες και απροσδόκητες χωρίς αυτό, και την αιτιολόγηση αυτών των συνεπειών και την πειραματική επαλήθευση Επομένως, έχοντας δει τον περιοδικό νόμο, από την πλευρά μου (1869-1871), συμπέρανα από το Έχει τέτοιες λογικές συνέπειες που θα μπορούσαν να δείξουν αν είναι αληθινός ή όχι. Αυτές περιλαμβάνουν την πρόβλεψη των ιδιοτήτων των μη ανακαλυφθέντων στοιχείων και τη διόρθωση των ατομικών βαρών πολλών, λίγων στοιχείων που εξετάστηκαν εκείνη την εποχή... Χρειάζεστε ένα πράγμα - ή θεωρήστε ότι ο περιοδικός νόμος είναι απολύτως αληθινός και αποτελεί ένα νέο όργανο χημικής γνώσης, ή απορρίψτε τον».

Κατά το 1872-1874. Ο Mendeleev άρχισε να ασχολείται με άλλα προβλήματα και στη χημική βιβλιογραφία δεν υπήρχε σχεδόν καμία αναφορά στον Περιοδικό Νόμο.

Το 1875, ο Γάλλος χημικός L. de Boisbaudran ανέφερε ότι ενώ μελετούσε το μείγμα ψευδαργύρου, ανακάλυψε φασματοσκοπικά ένα νέο στοιχείο σε αυτό. Πήρε άλατα αυτού του στοιχείου και προσδιόρισε τις ιδιότητές του. Προς τιμήν της Γαλλίας, ονόμασε το νέο στοιχείο γάλλιο (όπως αποκαλούσαν οι αρχαίοι Ρωμαίοι τη Γαλλία). Ας συγκρίνουμε τι προέβλεψε ο D.I. Mendeleev και τι βρήκε ο L. de Boisbaudran:

Στην πρώτη αναφορά του L. de Boisbaudran, το ειδικό βάρος του γαλλίου βρέθηκε να είναι 4,7. Ο D.I. Mendeleev επεσήμανε το λάθος του. Με πιο προσεκτικές μετρήσεις, το ειδικό βάρος του γαλλίου αποδείχθηκε ότι ήταν 5,96.

Το 1879, εμφανίστηκε ένα μήνυμα από τον Σουηδό χημικό L. Nilsson (1840-1899) σχετικά με την ανακάλυψη ενός νέου χημικού στοιχείου - του σκανδίου. Ο L. Nilsson ταξινόμησε το σκάνδιο ως στοιχείο σπανίων γαιών. Ο P.T. Kleve επεσήμανε στον L. Nilsson ότι τα άλατα του σκανδίου είναι άχρωμα, το οξείδιο του είναι αδιάλυτο στα αλκάλια και ότι το σκάνδιο είναι το εκαβόριο που είχε προβλέψει ο D.I. Mendeleev. Ας συγκρίνουμε τις ιδιότητες τους.

Αναλύοντας ένα νέο ορυκτό τον Φεβρουάριο του 1886, ο Γερμανός καθηγητής K. Winkler (1838-1904) ανακάλυψε ένα νέο στοιχείο και το θεώρησε ανάλογο του αντιμονίου και του αρσενικού. Προέκυψε συζήτηση. Ο K. Winkler συμφώνησε ότι το στοιχείο που ανακάλυψε ήταν το εκα-πυρίτιο που είχε προβλέψει ο D.I. Mendeleev. Ο K. Winkler ονόμασε αυτό το στοιχείο γερμάνιο.

Έτσι, οι χημικοί επιβεβαίωσαν τρεις φορές την ύπαρξη των χημικών στοιχείων που είχε προβλέψει ο Mendeleev. Επιπλέον, ήταν ακριβώς οι ιδιότητες αυτών των στοιχείων που προέβλεψε ο Mendeleev και η θέση τους στον Περιοδικό Πίνακα που κατέστησαν δυνατή τη διόρθωση των λαθών που έκαναν άθελά τους οι πειραματιστές. Η περαιτέρω ανάπτυξη της χημείας έγινε στη σταθερή βάση του Περιοδικού Νόμου, ο οποίος στη δεκαετία του '80 του XIX αιώνα. αναγνωρίστηκε από όλους τους επιστήμονες ως ένας από τους σημαντικότερους νόμους της φύσης. Έτσι, το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό κάθε χημικού στοιχείου είναι η θέση του στον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Mendeleev.

Η οικογένεια Mendeleev ζούσε σε ένα σπίτι στην απότομη, ψηλή όχθη του ποταμού Tobol στο Tobolsk και ο μελλοντικός επιστήμονας γεννήθηκε εδώ. Εκείνη την εποχή, πολλοί Δεκεμβριστές υπηρετούσαν εξόριστους στο Τομπόλσκ: Ανενκόφ, Μπαργιατίνσκι, Γουλφ, Κούχελμπέκερ, Φονβίσεν και άλλοι... Μόλυναν τους γύρω τους με το θάρρος και τη σκληρή δουλειά τους. Δεν τους έσπασε η φυλακή, η σκληρή εργασία ή η εξορία. Ο Mitya Mendeleev είδε τέτοιους ανθρώπους. Σε επικοινωνία μαζί τους διαμορφώθηκε η αγάπη του για την Πατρίδα και η ευθύνη για το μέλλον της. Η οικογένεια Mendeleev είχε φιλικές και οικογενειακές σχέσεις με τους Decembrists. Ο D. I. Mendeleev έγραψε: «... σεβαστοί και σεβαστοί Decembrists ζούσαν εδώ: Fonvizen, Annenkov, Muravyov, κοντά στην οικογένειά μας, ειδικά αφού ένας από τους Decembrists, ο Nikolai Vasilyevich Basargin, παντρεύτηκε την αδερφή μου Olga Ivanovna... Οικογένειες Decembrist , σε εκείνα τα μέρες έδωσαν στη ζωή του Τομπολσκ ένα ιδιαίτερο αποτύπωμα και το προίκισαν με μια κοσμική ανατροφή. Ο θρύλος για αυτούς ζει ακόμα στο Τομπόλσκ».

Σε ηλικία 15 ετών, ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς αποφοίτησε από το γυμνάσιο. Η μητέρα του Μαρία Ντμίτριεβνα έκανε πολλές προσπάθειες για να εξασφαλίσει ότι ο νεαρός άνδρας θα συνεχίσει την εκπαίδευσή του.

Ρύζι. 4. Μητέρα του D.I. Mendeleev - Maria Dmitrievna.

Ο Μεντελέγιεφ προσπάθησε να μπει στην Ιατροχειρουργική Ακαδημία της Αγίας Πετρούπολης. Ωστόσο, η ανατομία αποδείχθηκε ότι ήταν πέρα ​​από τη δύναμη του εντυπωσιακού νεαρού άνδρα, οπότε ο Mendeleev έπρεπε να αλλάξει την ιατρική σε παιδαγωγική. Το 1850 μπήκε στο Κύριο Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, όπου κάποτε σπούδαζε ο πατέρας του. Μόνο που εδώ ο Mendeleev ένιωσε μια γεύση για μάθηση και σύντομα έγινε ένας από τους καλύτερους.

Σε ηλικία 21 ετών, ο Mendeleev πέρασε έξοχα τις εισαγωγικές εξετάσεις. Οι σπουδές του Ντμίτρι Μεντελέεφ στην Αγία Πετρούπολη στο Παιδαγωγικό Ινστιτούτο δεν ήταν εύκολες στην αρχή. Στην πρώτη του χρονιά κατάφερε να πάρει μη ικανοποιητικούς βαθμούς σε όλα τα μαθήματα εκτός από τα μαθηματικά. Αλλά στα τελευταία χρόνια, τα πράγματα πήγαν διαφορετικά - ο μέσος ετήσιος βαθμός του Mendeleev ήταν τεσσεράμισι (από πιθανούς πέντε).

Η διατριβή του για το φαινόμενο του ισομορφισμού αναγνωρίστηκε ως υποψήφια διατριβή. Ταλαντούχος μαθητής το 1855. διορίστηκε δάσκαλος στο γυμνάσιο Richelieu στην Οδησσό. Εδώ ετοίμασε το δεύτερο επιστημονικό του έργο - «Specific Volumes». Η εργασία αυτή παρουσιάστηκε ως μεταπτυχιακή εργασία. Το 1857 Αφού το υπερασπίστηκε, ο Mendeleev έλαβε τον τίτλο του Master of Chemistry και έγινε ιδιωτικός βοηθός καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρούπολης, όπου έδωσε διαλέξεις για την οργανική χημεία. Το 1859 στάλθηκε στο εξωτερικό.

Ο Mendeleev πέρασε δύο χρόνια σε διάφορα πανεπιστήμια στη Γαλλία και τη Γερμανία, αλλά η πιο παραγωγική ήταν η διατριβή του στη Χαϊδελβέργη με τους κορυφαίους επιστήμονες εκείνης της εποχής, Bunsen και Kirchhoff.

Αναμφίβολα, η ζωή του επιστήμονα επηρεάστηκε σε μεγάλο βαθμό από τη φύση του περιβάλλοντος στο οποίο πέρασε τα παιδικά του χρόνια. Από τα νιάτα του μέχρι τα βαθιά του γεράματα έκανε τα πάντα και πάντα με τον τρόπο του. Ξεκινώντας από τα καθημερινά μικροπράγματα και συνεχίζοντας στα ουσιαστικά. Η ανιψιά του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς, N. Ya. Kapustin-Gubkina θυμήθηκε: «Είχε τα δικά του αγαπημένα πιάτα, που εφευρέθηκε από τον εαυτό του... Φορούσε πάντα ένα φαρδύ υφασμάτινο μπουφάν χωρίς ζώνη του στυλ που ο ίδιος επινόησε... Κάπνιζε τυλίγοντας τσιγάρα, στρίβοντάς τα μόνος του...» Δημιούργησε ένα υποδειγματικό κτήμα - και το εγκατέλειψε αμέσως. Διεξήγαγε αξιόλογα πειράματα σχετικά με την πρόσφυση των υγρών και αμέσως εγκατέλειψε αυτό το πεδίο της επιστήμης για πάντα. Και τι σκάνδαλα έριξε στους ανωτέρους του! Ακόμη και στα νιάτα του, ως νεοσύστατος απόφοιτος του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου, φώναξε στον διευθυντή του τμήματος, για το οποίο κλήθηκε στον ίδιο τον υπουργό, Αβραάμ Σεργκέεβιτς Νορόβατοφ. Ωστόσο, τι τον νοιάζει ο διευθυντής του τμήματος - δεν έλαβε υπόψη του ούτε τη σύνοδο. Όταν του επέβαλε επταετή μετάνοια με την ευκαιρία του διαζυγίου του με τον Feoza Nikitishna, ο οποίος δεν είχε ποτέ συμβιβαστεί με τη μοναδικότητα των ενδιαφερόντων του, ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς, έξι χρόνια πριν από την ημερομηνία λήξης, έπεισε τον ιερέα στην Κρονστάνδη να παντρευτεί αυτός πάλι. Και τι άξιζε η ιστορία της πτήσης του με αερόστατο, όταν άρπαξε βίαια ένα μπαλόνι που ανήκε στο στρατιωτικό τμήμα, εκδιώκοντας τον στρατηγό Kovanko, έναν έμπειρο αεροναύτη, από το καλάθι... Ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς δεν υπέφερε από σεμνότητα, αντίθετα - " Η σεμνότητα είναι η μητέρα όλων των κακών», υποστήριξε ο Mendeleev.

Η πρωτοτυπία της προσωπικότητας του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς παρατηρήθηκε όχι μόνο στη συμπεριφορά του επιστήμονα, αλλά και σε ολόκληρη την εμφάνισή του. Η ανιψιά του N. Ya. Kapustina-Gubkina σχεδίασε το ακόλουθο λεκτικό πορτρέτο του επιστήμονα: «Μια χαίτη με μακριά χνουδωτά μαλλιά γύρω από ένα ψηλό λευκό μέτωπο, πολύ εκφραστική και πολύ ευκίνητη... Καθαρά μπλε, ψυχικά μάτια... Πολλοί βρήκαν ομοιότητες μέσα του με τον Γκαριμπάλντι... Όταν μιλούσε, πάντα χειρονομούσε . Οι ευρείες, γρήγορες, νευρικές κινήσεις των χεριών του αντιστοιχούσαν πάντα στη διάθεσή του... Η χροιά της φωνής του ήταν χαμηλή, αλλά ηχηρή και κατανοητή, αλλά ο τόνος του διέφερε πολύ και συχνά άλλαζε από χαμηλές νότες σε ψηλές, σχεδόν τενόρες... Όταν μίλησε για κάτι που δεν του άρεσε, μετά στρίμωξε, έσκυψε, βόγκηξε, τσίριξε...» Η αγαπημένη δραστηριότητα αναψυχής του Mendeleev για πολλά χρόνια ήταν να φτιάχνει βαλίτσες και κορνίζες για πορτρέτα. Αγόρασε προμήθειες για αυτά τα έργα στο Gostiny Dvor.

Η πρωτοτυπία του Mendeleev τον ξεχώριζε από το πλήθος από τα νιάτα του... Ενώ σπούδαζε σε ένα παιδαγωγικό ινστιτούτο, ο γαλανομάτης Σιβηρίας, που δεν είχε ούτε δεκάρα στο όνομά του, απροσδόκητα για τους κυρίους καθηγητές, άρχισε να δείχνει τόση οξύνοια. , τέτοια μανία στη δουλειά που άφησε όλους τους συναδέλφους του πολύ πίσω. Τότε ήταν που ο πραγματικός πολιτειακός σύμβουλος, μια διάσημη προσωπικότητα στη δημόσια εκπαίδευση, δάσκαλος, επιστήμονας, καθηγητής χημείας, Alexander Abramovich Voskresensky, τον παρατήρησε και τον ερωτεύτηκε. Ως εκ τούτου, το 1867, ο Alexander Abramovich συνέστησε τον αγαπημένο του μαθητή, τον τριαντατριάχρονο Dmitry Ivanovich Mendeleev, στη θέση του καθηγητή γενικής και ανόργανης χημείας στη Φυσικομαθηματική Σχολή του Πανεπιστημίου της Αγίας Πετρούπολης. Τον Μάιο του 1868, οι Μεντελέεφ γέννησαν την αγαπημένη τους κόρη Όλγα...

Τα τριάντα τρία είναι η παραδοσιακή ηλικία του άθλου: στα τριάντα τρία, σύμφωνα με το έπος, ο Ilya Muromets κατέβηκε από τη σόμπα. Αλλά παρόλο που από αυτή την άποψη η ζωή του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς δεν αποτελούσε εξαίρεση, ο ίδιος δύσκολα μπορούσε να καταλάβει ότι συνέβαινε μια απότομη στροφή στη ζωή του. Αντί για τα μαθήματα τεχνικής, οργανικής ή αναλυτικής χημείας που είχε διδάξει προηγουμένως, έπρεπε να αρχίσει να διαβάζει ένα νέο μάθημα, τη γενική χημεία.

Φυσικά, είναι πιο εύκολο να χρησιμοποιήσετε τη μέθοδο της μικρογραφίας. Ωστόσο, όταν ξεκίνησε τα προηγούμενα μαθήματα, δεν ήταν επίσης εύκολο. Τα ρωσικά εγχειρίδια είτε δεν υπήρχαν καθόλου, είτε υπήρχαν, αλλά ήταν ξεπερασμένα. Η χημεία είναι ένα νέο, νεανικό πράγμα, και στη νεολαία όλα γίνονται ξεπερασμένα γρήγορα. Ξένα σχολικά βιβλία, τα τελευταία, έπρεπε να μεταφραστούν μόνος μου. Μετέφρασε την «Αναλυτική Χημεία» του Ζεράρ, τη «Χημική Τεχνολογία» του Βάγκνερ. Αλλά τίποτα άξιο δεν βρέθηκε στην οργανική χημεία στην Ευρώπη, ακόμα κι αν κάτσεις να γράψεις. Και έγραψε. Σε δύο μήνες, ένα εντελώς νέο μάθημα βασισμένο σε νέες αρχές, τριάντα τυπωμένα φύλλα. Εξήντα ημέρες καθημερινής υπερβολικής εργασίας - δώδεκα τελειωμένες σελίδες την ημέρα. Ακριβώς σε μια μέρα - δεν ήθελε να εξαρτήσει το πρόγραμμά του από μια τέτοια μικροσκοπία όπως η περιστροφή της υδρογείου γύρω από τον άξονά της, δεν σηκώθηκε από το τραπέζι για τριάντα ή σαράντα ώρες.

Ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς μπορούσε όχι μόνο να δουλεύει μεθυσμένος, αλλά και να κοιμάται μεθυσμένος. Το νευρικό σύστημα του Mendeleev ήταν εξαιρετικά ευαίσθητο, οι αισθήσεις του ήταν αυξημένες - σχεδόν όλοι οι απομνημονευματολόγοι, χωρίς να πουν λέξη, αναφέρουν ότι ασυνήθιστα εύκολα, ξέσπασε συνεχώς σε μια κραυγή, αν και, στην ουσία, ήταν ένα ευγενικό άτομο.

Είναι πιθανό ότι τα έμφυτα χαρακτηριστικά της προσωπικότητας του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς εξηγήθηκαν από την καθυστερημένη εμφάνισή του στην οικογένεια - ήταν το "τελευταίο παιδί", το δέκατο έβδομο παιδί. Και σύμφωνα με τις τρέχουσες έννοιες, η πιθανότητα μεταλλάξεων στους απογόνους αυξάνεται με την ηλικία των γονέων.

Ξεκίνησε την πρώτη του διάλεξη για τη γενική χημεία ως εξής:

«Διακρίνουμε ξεκάθαρα οτιδήποτε παρατηρούμε ως ουσία ή ως φαινόμενο. Η ύλη καταλαμβάνει χώρο και έχει βάρος, αλλά φαινόμενο είναι κάτι που συμβαίνει στο χρόνο. Κάθε ουσία παράγει μια ποικιλία φαινομένων και δεν υπάρχει ούτε ένα φαινόμενο που να συμβαίνει χωρίς ουσία. Η ποικιλία των ουσιών και των φαινομένων δεν μπορεί να διαφύγει της προσοχής όλων. Το να ανακαλύψεις τη νομιμότητα, δηλαδή την απλότητα και την ορθότητα σε αυτή την ποικιλομορφία, σημαίνει να μελετήσεις τη φύση…»

Να ανακαλύψεις τη νομιμότητα, δηλαδή την απλότητα, και την ορθότητα... Η ουσία έχει βάρος... Ουσία... Βάρος... Ουσία... Βάρος...

Το σκεφτόταν ασταμάτητα, ό,τι κι αν έκανε. Και τι δεν έκανε! Ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς είχε αρκετό χρόνο για όλα. Φαίνεται ότι τελικά έλαβε το καλύτερο χημικό τμήμα στη Ρωσία, ένα κρατικό διαμέρισμα, την ευκαιρία να ζήσει άνετα, χωρίς να τρέχει για επιπλέον χρήματα - οπότε συγκεντρωθείτε στο κύριο πράγμα, και όλα τα άλλα είναι στο πλάι... Αγόρασα ένα κτήμα 400 δεσιατινών γης και ένα χρόνο αργότερα υποθήκευσα τον έμπειρο Παύλο, ο οποίος μελέτησε τη δυνατότητα αντιστροφής της εξάντλησης της γης χρησιμοποιώντας τη χημεία. Ένα από τα πρώτα στη Ρωσία.

Πέρασε ενάμιση χρόνο σε μια στιγμή και δεν υπήρχε ακόμα πραγματικό σύστημα στη γενική χημεία. Αυτό δεν σημαίνει ότι ο Mendeleev δίδαξε εντελώς τυχαία την πορεία του. Ξεκίνησε με αυτό που είναι γνωστό σε όλους - με νερό, με αέρα, με κάρβουνο, με άλατα. Από τα στοιχεία που περιέχουν. Από τους κύριους νόμους σύμφωνα με τους οποίους οι ουσίες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.

Στη συνέχεια μίλησε για τους χημικούς συγγενείς του χλωρίου - φθόριο, βρώμιο, ιώδιο. Αυτή ήταν η τελευταία διάλεξη, το αντίγραφο της οποίας κατάφερε ακόμα να στείλει στο τυπογραφείο, όπου δακτυλογραφούνταν το δεύτερο τεύχος του νέου βιβλίου που είχε ξεκινήσει.

Το πρώτο τεύχος, σε μορφή τσέπης, τυπώθηκε τον Ιανουάριο του 1869. Η σελίδα τίτλου έγραφε: "Βασικές αρχές της χημείας του D. Mendeleev" . Χωρίς προλόγους. Το πρώτο, ήδη δημοσιευμένο τεύχος, και το δεύτερο, που βρισκόταν στο τυπογραφείο, υποτίθεται ότι αποτελούσαν, σύμφωνα με το σχέδιο του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς, το πρώτο μέρος του μαθήματος και δύο ακόμη τεύχη - το δεύτερο μέρος.

Τον Ιανουάριο και το πρώτο μισό του Φεβρουαρίου, ο Mendeleev έδωσε διαλέξεις για το νάτριο και άλλα αλκαλικά μέταλλα, έγραψε το αντίστοιχο κεφάλαιο του δεύτερου μέρους "Βασικές αρχές της χημείας" - και κόλλησα.

Το 1826, ο Jens Jakob Berzelius ολοκλήρωσε μια μελέτη 2000 ουσιών και, σε αυτή τη βάση, προσδιόρισε το ατομικό βάρος τριών δωδεκάδων χημικών στοιχείων. Για πέντε από αυτά, το ατομικό βάρος καθορίστηκε εσφαλμένα - για νάτριο, κάλιο, άργυρο, βόριο και πυρίτιο. Ο Μπερζέλιους έκανε λάθος επειδή εφάρμοσε δύο εσφαλμένες υποθέσεις: ότι ένα μόριο οξειδίου μπορεί να περιέχει μόνο ένα άτομο μετάλλου και ότι ένας ίσος όγκος αερίων περιέχει ίσο αριθμό ατόμων. Στην πραγματικότητα, ένα μόριο οξειδίου μπορεί να περιέχει δύο ή περισσότερα άτομα μετάλλου και ένας ίσος όγκος αερίων, σύμφωνα με το νόμο του Avogadro, περιέχει ίσο αριθμό όχι ατόμων, αλλά μορίων.

Μέχρι το 1858, όταν ο Ιταλός Stanislao Cannizzaro, επαναφέροντας το νόμο του συμπατριώτη του Avogadro, διόρθωσε τα ατομικά βάρη αρκετών στοιχείων, επικρατούσε σύγχυση στο θέμα των ατομικών βαρών.

Μόνο το 1860, στο χημικό συνέδριο στην Καρλσρούη, μετά από έντονες συζητήσεις, η σύγχυση αποκαλύφθηκε, ο νόμος του Avogadro αποκαταστάθηκε τελικά στα δικαιώματά του και τα ακλόνητα θεμέλια για τον προσδιορισμό του ατομικού βάρους οποιουδήποτε χημικού στοιχείου αποσαφηνίστηκαν τελικά.

Κατά ευτυχή σύμπτωση, ο Mendeleev ήταν σε ένα επαγγελματικό ταξίδι στο εξωτερικό το 1860, παρακολούθησε αυτό το συνέδριο και έλαβε μια σαφή και ξεκάθαρη ιδέα ότι το ατομικό βάρος είχε πλέον γίνει μια ακριβής και αξιόπιστη αριθμητική έκφραση. Επιστρέφοντας στη Ρωσία, ο Mendeleev άρχισε να μελετά τον κατάλογο των στοιχείων και επέστησε την προσοχή στην περιοδικότητα των αλλαγών στο σθένος των στοιχείων που διατάσσονται κατά αύξουσα σειρά ατομικών βαρών: σθένος H – 1, Li – 1, Είναι – 2, σι – 3, Γ – 4, Mg – 2, Ν – 2, μικρό – 2, F – 1, Να – 1, Ο Αλ – 3, Σι – 4, κλπ. Με βάση τις αυξήσεις και τις μειώσεις του σθένους, ο Mendeleev χώρισε τα στοιχεία σε περιόδους. Η πρώτη περίοδος περιελάμβανε μόνο ένα υδρογόνο, ακολουθούμενη από δύο περιόδους των 7 στοιχείων η καθεμία, στη συνέχεια περίοδοι που περιείχαν περισσότερα από 7 στοιχεία. Οι D, I, Mendeleev χρησιμοποίησαν αυτά τα δεδομένα όχι μόνο για να κατασκευάσουν ένα γράφημα, όπως έκαναν οι Meyer και Chancourtois, αλλά και για να κατασκευάσουν έναν πίνακα παρόμοιο με τον πίνακα Newlands. Ένας τέτοιος περιοδικός πίνακας στοιχείων είναι πιο σαφής και πιο οπτικός από ένα γράφημα και, επιπλέον, οι D, I, Mendeleev κατάφεραν να αποφύγουν το λάθος του Newlands, ο οποίος επέμενε στην ισότητα των περιόδων.

« Θεωρώ ότι η αποφασιστική στιγμή της σκέψης μου για τον περιοδικό νόμο είναι το 1860 - το συνέδριο των χημικών στην Καρλσρούη, στο οποίο συμμετείχα... Η ιδέα της δυνατότητας περιοδικότητας στις ιδιότητες των στοιχείων με αυξανόμενο ατομικό βάρος , ουσιαστικά, μου είχε ήδη παρουσιαστεί εσωτερικά». , - σημείωσε ο Δ.Ι. Μεντελέεφ.

Το 1865, αγόρασε το κτήμα Boblovo κοντά στο Klin και είχε την ευκαιρία να σπουδάσει γεωργική χημεία, για την οποία τότε τον ενδιέφερε, και να χαλαρώνει εκεί με την οικογένειά του κάθε καλοκαίρι.

Τα «γενέθλια» του συστήματος του D.I. Mendeleev συνήθως θεωρούνται στις 18 Φεβρουαρίου 1869, όταν συντάχθηκε η πρώτη έκδοση του πίνακα.

Ρύζι. 5. Φωτογραφία του D.I. Mendeleev το έτος της ανακάλυψης του περιοδικού νόμου.

Ήταν γνωστά 63 χημικά στοιχεία. Δεν έχουν μελετηθεί αρκετά καλά όλες οι ιδιότητες αυτών των στοιχείων· ακόμη και τα ατομικά βάρη ορισμένων έχουν προσδιοριστεί λανθασμένα ή ανακριβώς. Είναι πολύ ή λίγο - 63 στοιχεία; Αν θυμηθούμε ότι πλέον γνωρίζουμε 109 στοιχεία, τότε, φυσικά, αυτό δεν αρκεί. Αλλά αρκεί να παρατηρήσει κανείς το μοτίβο των αλλαγών στις ιδιότητές τους. Με 30 ή 40 γνωστά χημικά στοιχεία, θα ήταν απίθανο να ανακαλυφθεί κάτι. Χρειαζόταν ένα ορισμένο ελάχιστο ανοιχτών στοιχείων. Γι' αυτό και η ανακάλυψη του Μεντελέεφ μπορεί να χαρακτηριστεί επίκαιρη.

Πριν από τον Mendeleev, οι επιστήμονες προσπάθησαν επίσης να υποτάξουν όλα τα γνωστά στοιχεία σε μια συγκεκριμένη σειρά, να τα ταξινομήσουν και να τα συνδυάσουν σε ένα σύστημα. Είναι αδύνατο να πούμε ότι οι προσπάθειές τους ήταν άχρηστες: περιείχαν κάποιους κόκκους αλήθειας. Όλοι τους περιορίστηκαν στο να συνδυάσουν στοιχεία με παρόμοιες χημικές ιδιότητες σε ομάδες, αλλά δεν βρήκαν εσωτερική σύνδεση μεταξύ αυτών των «φυσικών», όπως έλεγαν τότε, ομάδων τους.

Το 1849, ο εξέχων Ρώσος χημικός G. I. Hess άρχισε να ενδιαφέρεται για την ταξινόμηση των στοιχείων. Στο εγχειρίδιο «Foundations of Pure Chemistry», περιέγραψε τέσσερις ομάδες μη μεταλλικών στοιχείων με παρόμοιες χημικές ιδιότητες:

I Te C N

Br Se B P

Cl S Si As

φά Ο

Ο Hess έγραψε: «Αυτή η ταξινόμηση απέχει ακόμα πολύ από το να είναι φυσική, αλλά εξακολουθεί να συνδέει στοιχεία και ομάδες που είναι πολύ παρόμοια και με την επέκταση των πληροφοριών μας μπορεί να βελτιωθεί».

Ανεπιτυχείς προσπάθειες κατασκευής ενός συστήματος χημικών στοιχείων με βάση τα ατομικά τους βάρη έγιναν ακόμη και πριν από το συνέδριο στην Καρλσρούη, και οι δύο από τους Βρετανούς: το 1853 από τον Gladstone, το 1857 από τον Odling.

Μία από τις προσπάθειες ταξινόμησης έγινε το 1862 από τον Γάλλο Alexandre Emile Beguys de Chancourtois. . Αντιπροσώπευε το σύστημα των στοιχείων με τη μορφή σπειροειδούς γραμμής στην επιφάνεια ενός κυλίνδρου. Υπάρχουν 16 στοιχεία σε κάθε στροφή. Παρόμοια στοιχεία βρίσκονταν το ένα κάτω από το άλλο στη γεννήτρια του κυλίνδρου. Όταν δημοσίευσε το μήνυμά του, ο επιστήμονας δεν το συνόδευσε με το γράφημα που είχε κατασκευάσει και κανένας από τους επιστήμονες δεν έδωσε σημασία στο έργο του de Chancourtois.

Ρύζι. 6. “Tellurium screw” του de Chancourtois.

Ο Γερμανός χημικός Julius Lothar Meyer ήταν πιο επιτυχημένος. Το 1864, πρότεινε έναν πίνακα στον οποίο όλα τα γνωστά χημικά στοιχεία χωρίστηκαν σε έξι ομάδες, ανάλογα με το σθένος τους. Στην εμφάνιση, ο πίνακας του Meyer ήταν λίγο παρόμοιος με τον μελλοντικό περιοδικό πίνακα. Θεώρησε τους όγκους που καταλαμβάνονταν από ποσότητες βάρους ενός στοιχείου αριθμητικά ίσες με τα ατομικά τους βάρη. Αποδείχθηκε ότι κάθε τέτοια ποσότητα βάρους οποιουδήποτε στοιχείου περιέχει τον ίδιο αριθμό ατόμων. Αυτό σήμαινε ότι η αναλογία των εξεταζόμενων όγκων των διαφορετικών ατόμων αυτών των στοιχείων. Επομένως, αυτό το χαρακτηριστικό του στοιχείου ονομάζεται ατομικός όγκος.

Γραφικά, η εξάρτηση των ατομικών όγκων των στοιχείων από τα ατομικά τους βάρη εκφράζεται ως μια σειρά κυμάτων που ανεβαίνουν σε αιχμηρές κορυφές σε σημεία που αντιστοιχούν σε αλκαλικά μέταλλα (νάτριο, κάλιο, καίσιο). Κάθε κάθοδος και άνοδος στην κορυφή αντιστοιχεί σε μια περίοδο στον πίνακα των στοιχείων. Σε κάθε περίοδο, οι τιμές ορισμένων φυσικών χαρακτηριστικών, εκτός από τον ατομικό όγκο, φυσικά πρώτα μειώνονται και μετά αυξάνονται.

Ρύζι. 7. Εξάρτηση ατομικών όγκων από ατομικές μάζες στοιχείων, σύμφωνα με

L. Meyer.

Το υδρογόνο, το στοιχείο με το χαμηλότερο ατομικό βάρος, ήταν πρώτο στη λίστα των στοιχείων. Εκείνη την εποχή ήταν γενικά αποδεκτό ότι η 101η περίοδος περιλάμβανε ένα στοιχείο. Η 2η και η 3η περίοδος του διαγράμματος Meyer περιλάμβανε η καθεμία επτά στοιχεία. Αυτές οι περίοδοι αντιγράφουν τις οκτάβες Newlands. Ωστόσο, στις δύο επόμενες περιόδους ο αριθμός των στοιχείων ξεπέρασε τα επτά. Έτσι, ο Meyer έδειξε πού έκανε λάθος ο Newlands. Ο νόμος των οκτάβων δεν μπορούσε να ακολουθηθεί αυστηρά για ολόκληρη τη λίστα των στοιχείων· οι τελευταίες περίοδοι έπρεπε να είναι μεγαλύτερες από την πρώτη.

Μετά το 1860, η πρώτη προσπάθεια αυτού του είδους έγινε από έναν άλλο Άγγλο χημικό, τον John Alexander Reina Newlands. Ο ένας μετά τον άλλο συνέτασσε πίνακες στους οποίους προσπαθούσε να πραγματοποιήσει την ιδέα του. Ο τελευταίος πίνακας χρονολογείται το 1865. Ο επιστήμονας πίστευε ότι τα πάντα στον κόσμο υπόκεινται σε γενική αρμονία. Το ίδιο πρέπει να είναι και στη χημεία και στη μουσική. Κατασκευασμένα με αύξουσα σειρά, τα ατομικά βάρη των στοιχείων χωρίζονται σε οκτάβες - σε οκτώ κάθετες σειρές, επτά στοιχεία σε καθεμία. Πράγματι, πολλά στοιχεία με σχετικές χημικές ιδιότητες κατέληξαν σε μία οριζόντια γραμμή: στην πρώτη - αλογόνα, στη δεύτερη - αλκαλικά μέταλλα κ.ο.κ. Αλλά, δυστυχώς, αρκετοί άγνωστοι μπήκαν στις τάξεις και αυτό χάλασε την όλη εικόνα. Μεταξύ των αλογόνων, για παράδειγμα, υπήρχε κοβάλτιο με νικέλιο και τρία πλατινοειδή. Μεταξύ των ορυκτών αλκαλικών γαιών είναι το βανάδιο και ο μόλυβδος. Η οικογένεια άνθρακα περιλαμβάνει βολφράμιο και υδράργυρο. Προκειμένου να ενώσει με κάποιο τρόπο τα σχετικά στοιχεία, ο Newlands έπρεπε να διαταράξει τη διάταξη των στοιχείων με τη σειρά των ατομικών βαρών σε οκτώ περιπτώσεις. Επιπλέον, για να φτιάξετε οκτώ ομάδες των επτά στοιχείων, χρειάζεστε 56 στοιχεία, αλλά τα 62 ήταν γνωστά και σε ορισμένα σημεία αντικατέστησε ένα στοιχείο με δύο ταυτόχρονα. Το αποτέλεσμα ήταν η πλήρης αυθαιρεσία. Όταν ο Νιούλαντς ανέφερε τη δική του "Ο νόμος των οκτάβων" Σε μια συνάντηση της London Chemical Society, ένας από τους παρευρισκόμενους παρατήρησε με σαρκαστικό τρόπο: δεν έχει προσπαθήσει ο σεβάσμιος ομιλητής να τακτοποιήσει τα στοιχεία απλώς αλφαβητικά και να ανακαλύψει κάποιο είδος σχεδίου;

Όλες αυτές οι ταξινομήσεις δεν περιείχαν το κύριο πράγμα: δεν αντανακλούσαν το γενικό, θεμελιώδες μοτίβο των αλλαγών στις ιδιότητες των στοιχείων. Δημιούργησαν μόνο την εμφάνιση της τάξης στον κόσμο τους.

Οι προκάτοχοι του Mendeleev, οι οποίοι παρατήρησαν ιδιαίτερες εκδηλώσεις του μεγάλου προτύπου στον κόσμο των χημικών στοιχείων, για διάφορους λόγους δεν μπόρεσαν να ανέλθουν στη μεγάλη γενίκευση και να συνειδητοποιήσουν την ύπαρξη ενός θεμελιώδους νόμου στον κόσμο. Ο Μεντελέγιεφ δεν γνώριζε πολλά για τις προσπάθειες των προκατόχων του να τακτοποιήσουν χημικά στοιχεία κατά σειρά αύξησης των ατομικών μαζών και για τα περιστατικά που προέκυψαν σε αυτή την περίπτωση. Για παράδειγμα, δεν είχε σχεδόν καμία πληροφορία για το έργο των Chancourtois, Newlands και Meyer.

Σε αντίθεση με τον Newlands, ο Mendeleev θεώρησε το κύριο πράγμα όχι τόσο τα ατομικά βάρη όσο τις χημικές ιδιότητες, τη χημική ατομικότητα. Το σκεφτόταν συνεχώς. Ουσία... Βάρος... Ουσία... Βάρος... Δεν ήρθαν λύσεις.

Και τότε ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς βρέθηκε σε σοβαρά χρονικά προβλήματα. Και αποδείχθηκε πολύ άσχημα: όχι τόσο "τώρα ή ποτέ", αλλά είτε σήμερα, είτε το θέμα αναβλήθηκε ξανά για αρκετές εβδομάδες.

Πριν από πολύ καιρό είχε υποσχεθεί στην Ελεύθερη Οικονομική Κοινωνία να πάει στην επαρχία Tver τον Φεβρουάριο, να εξετάσει τα τυροκομεία εκεί και να παρουσιάσει τις σκέψεις του για να βάλει αυτό το θέμα με σύγχρονο τρόπο. Για το ταξίδι είχε ήδη ζητηθεί η άδεια των πανεπιστημιακών αρχών. Και το «πιστοποιητικό διακοπών» - το τότε ταξιδιωτικό πιστοποιητικό - είχε ήδη διορθωθεί. Και το τελευταίο αποχωριστικό σημείωμα από τον Γραμματέα της Ελεύθερης Οικονομικής Εταιρείας Khodnev ελήφθη. Και δεν έμενε τίποτα άλλο παρά να ξεκινήσουμε για το καθορισμένο ταξίδι. Το τρένο με το οποίο επρόκειτο να ταξιδέψει στο Τβερ αναχώρησε από τον σταθμό Moskovsky στις 17 Φεβρουαρίου, το βράδυ.

«Το πρωί, ενώ ήταν ακόμη στο κρεβάτι, έπινε πάντα μια κούπα ζεστό γάλα... Αφού σηκώθηκε και πλύθηκε, πήγε αμέσως στο γραφείο του και εκεί έπινε ένα, δύο, μερικές φορές τρία μεγάλα, σε σχήμα κούπας φλιτζάνια. δυνατό, όχι πολύ γλυκό τσάι.» (από τα απομνημονεύματα της ανιψιάς του N.Ya. Kapustina-Gubkina).

Το ίχνος του κυπέλλου, που διατηρείται στο πίσω μέρος του σημειώματος του Khodnev, με ημερομηνία 17 Φεβρουαρίου, δείχνει ότι το έλαβαν νωρίς το πρωί, πριν από το πρωινό, πιθανότατα αγγελιοφόρο. Και αυτό, με τη σειρά του, δείχνει ότι η σκέψη ενός συστήματος στοιχείων δεν άφησε τον Ντμίτρι Ιβάνοβιτς ούτε μέρα ούτε νύχτα: δίπλα στο αποτύπωμα του φλιτζανιού, το φύλλο διατηρεί ορατά ίχνη της αόρατης διαδικασίας σκέψης που οδήγησε στη μεγάλη επιστημονική ανακάλυψη . Στην ιστορία της επιστήμης, αυτή είναι μια σπάνια περίπτωση, αν όχι η μοναδική.

Αν κρίνουμε από τα φυσικά στοιχεία, αυτό συνέβη. Αφού τελείωσε την κούπα του και την τοποθέτησε στο πρώτο μέρος που συνάντησε - στο γράμμα του Khodnev, άρπαξε αμέσως το στυλό και στο πρώτο κομμάτι χαρτί που συνάντησε, στο ίδιο γράμμα του Khodnev, έγραψε τη σκέψη που άστραψε μέσα το κεφάλι του. Στο φύλλο χαρτιού φάνηκαν, το ένα κάτω από το άλλο, τα σύμβολα του χλωρίου και του καλίου... Μετά νατρίου και βορίου, μετά λίθιο, βάριο, υδρογόνο... Το στυλό περιπλανήθηκε, όπως και η σκέψη. Τέλος, πήρε μια κανονική οκτάμη λευκού χαρτιού - αυτό το κομμάτι χαρτί έχει επίσης διατηρηθεί - και σκιαγράφησε πάνω του, το ένα κάτω από το άλλο, με φθίνουσα σειρά, σειρές συμβόλων και ατομικά βάρη: στην κορυφή είναι οι αλκαλικές γαίες, κάτω είναι τα αλογόνα, κάτω από αυτά είναι η ομάδα του οξυγόνου, κάτω είναι η ομάδα του αζώτου, κάτω η ομάδα του άνθρακα κ.λπ. Ήταν φανερό στο μάτι πόσο κοντινές ήταν οι διαφορές στα ατομικά βάρη των στοιχείων γειτονικών τάξεων. Ο Mendeleev δεν μπορούσε να γνωρίζει τότε ότι η «αβέβαιη ζώνη» μεταξύ προφανής αμέταλλαΚαι μέταλλαπεριέχει στοιχεία - ευγενή αέρια, η ανακάλυψη του οποίου θα τροποποιήσει στη συνέχεια σημαντικά τον Περιοδικό Πίνακα.

Βιαζόταν, οπότε κάθε τόσο έκανε λάθη και λάθη. Το θείο έλαβε ατομικό βάρος 36, αντί για 32. Αφαιρώντας τους 65 (ατομικό βάρος ψευδάργυρου) 39 (ατομικό βάρος καλίου), έλαβε 27. Αλλά δεν είναι τα μικρά πράγματα που έχουν σημασία! Τον κουβαλούσε ένα υψηλό κύμα διαίσθησης.

Πίστευε στη διαίσθηση. Το χρησιμοποίησα αρκετά συνειδητά σε διάφορες καταστάσεις στη ζωή μου. Η Άννα Ιβάνοβνα, σύζυγος του Μεντελέεφ έγραψε: Αν αυτός

Κάποιο δύσκολο, σημαντικό ζήτημα ζωής έπρεπε να λυθεί, μπήκε γρήγορα με το ελαφρύ βάδισμα, είπε τι είχε και ζήτησε να μου πει τη γνώμη μου με βάση την πρώτη εντύπωση. «Απλώς μη σκέφτεσαι, απλώς μη σκέφτεσαι», επανέλαβε. Μίλησα και αυτή ήταν η απόφαση».

Ωστόσο, τίποτα δεν λειτούργησε. Το σκαρίφημα σεντόνι μετατράπηκε ξανά σε rebus. Και η ώρα περνούσε, το βράδυ έπρεπε να πάμε στο σταθμό. Έχει ήδη νιώσει και νιώσει το κύριο. Αλλά σε αυτό το συναίσθημα έπρεπε οπωσδήποτε να δοθεί μια σαφής λογική μορφή. Μπορείτε να φανταστείτε πώς, σε απόγνωση ή οργή, όρμησε γύρω από το γραφείο, κοιτάζοντας ό,τι υπήρχε μέσα σε αυτό, αναζητώντας έναν τρόπο να συναρμολογήσει γρήγορα το σύστημα. Τελικά, άρπαξε μια στοίβα χαρτιά, άνοιξε το «Fundamentals» του στη δεξιά σελίδα - όπου υπήρχε μια λίστα με απλά σώματα - και άρχισε να φτιάχνει μια άνευ προηγουμένου τράπουλα. Έχοντας φτιάξει μια τράπουλα από χημικά χαρτιά, άρχισε να παίζει ένα πρωτόγνωρο παιχνίδι πασιέντζας. Το Solitaire ήταν ξεκάθαρα μια πρόκληση! Οι πρώτες έξι τάξεις παρατάχθηκαν χωρίς κανένα σκάνδαλο. Μετά όμως όλα άρχισαν να ξετυλίγονται.

Ξανά και ξανά ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς άρπαζε το στυλό και, με τη γρήγορη γραφή του, έγραφε στήλες με αριθμούς στο φύλλο χαρτιού. Και πάλι, σαστισμένος, παράτησε αυτή τη δραστηριότητα και άρχισε να στρίβει το τσιγάρο του και να το ρουφάει τόσο πολύ που το κεφάλι του θόλωσε τελείως. Τελικά τα μάτια του άρχισαν να πέφτουν, πετάχτηκε στον καναπέ και αποκοιμήθηκε βαθιά. Αυτό δεν ήταν ασυνήθιστο για εκείνον. Αυτή τη φορά δεν κοιμήθηκε για πολύ - ίσως μερικές ώρες, αλλά ίσως μερικά λεπτά. Δεν υπάρχουν ακριβείς πληροφορίες για αυτό. Ξύπνησε από το γεγονός ότι είδε το παιχνίδι του πασιέντζα σε ένα όνειρο, και όχι με τη μορφή που το άφησε στο γραφείο, αλλά σε ένα άλλο, πιο αρμονικό και λογικό. Και αμέσως πετάχτηκε όρθιος και άρχισε να φτιάχνει ένα νέο τραπέζι σε ένα κομμάτι χαρτί.

Η πρώτη του διαφορά από την προηγούμενη έκδοση ήταν ότι τα στοιχεία ήταν πλέον διατεταγμένα όχι με σειρά μείωσης, αλλά κατά σειρά αύξησης των ατομικών βαρών. Το δεύτερο είναι ότι οι κενές θέσεις μέσα στον πίνακα γεμίστηκαν με ερωτηματικά και ατομικά βάρη.

Ρύζι. 8. Πρόχειρο σκίτσο που συντάχθηκε από τον D.I. Mendeleev κατά την ανακάλυψη του περιοδικού νόμου (κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού "χημική πασιέντζα"). 17 Φεβρουαρίου (1 Μαρτίου) 1869.

Για πολύ καιρό, η ιστορία του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς ότι είδε το τραπέζι του σε ένα όνειρο αντιμετωπίζονταν ως ανέκδοτο. Το να βρίσκεις οτιδήποτε λογικό στα όνειρα θεωρούνταν δεισιδαιμονία. Στις μέρες μας η επιστήμη δεν βάζει πλέον τυφλό εμπόδιο μεταξύ των διαδικασιών που συμβαίνουν στο συνειδητό και στο υποσυνείδητο. Και δεν βλέπει τίποτα υπερφυσικό στο γεγονός ότι μια εικόνα που δεν εμφανίστηκε στη διαδικασία της συνειδητής σκέψης παρήχθη σε ολοκληρωμένη μορφή ως αποτέλεσμα μιας ασυνείδητης διαδικασίας.

Ο Mendeleev, πεπεισμένος για την ύπαρξη ενός αντικειμενικού νόμου στον οποίο υπακούουν όλα τα στοιχεία με διαφορετικές ιδιότητες, ακολούθησε μια θεμελιωδώς διαφορετική πορεία.

Όντας αυθόρμητος υλιστής, έψαχνε για κάτι υλικό ως χαρακτηριστικό των στοιχείων, που αντικατοπτρίζει όλη την ποικιλομορφία των ιδιοτήτων τους. Λαμβάνοντας υπόψη το ατομικό βάρος των στοιχείων ως χαρακτηριστικό, ο Mendeleev συνέκρινε τις ομάδες που ήταν γνωστές εκείνη την εποχή σύμφωνα με το ατομικό βάρος του μέλη τους.

Γράφοντας την ομάδα των αλογόνων (F = 19, Cl = 35,5, Br = 80, J = 127) κάτω από την ομάδα των αλκαλικών μετάλλων (Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85, Cs = 133) και τοποθετώντας το κάτω από αυτές άλλες ομάδες παρόμοιων στοιχείων (με αύξουσα σειρά του ατομικού τους βάρους), ο Mendeleev διαπίστωσε ότι τα μέλη αυτών των φυσικών ομάδων σχηματίζουν μια κοινή κανονική σειρά στοιχείων. Επιπλέον, οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων που συνθέτουν μια τέτοια σειρά επαναλαμβάνονται περιοδικά. Έχοντας τοποθετήσει και τα 63 γνωστά εκείνη την εποχή στοιχεία στο σύνολο σύμφωνα με την τιμή των ατομικών βαρών "Περιοδικός Πίνακας" Ο Mendeleev ανακάλυψε ότι οι προηγούμενες φυσικές ομάδες εισήλθαν οργανικά σε αυτό το σύστημα, χάνοντας την προηγούμενη τεχνητή διχόνοιά τους. Αργότερα, ο Mendeleev διατύπωσε τον περιοδικό νόμο που ανακάλυψε ως εξής: Οι ιδιότητες των απλών σωμάτων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων στοιχείων, εξαρτώνται περιοδικά από τις τιμές των ατομικών βαρών των στοιχείων».

Ο Mendeleev δημοσίευσε την πρώτη έκδοση του πίνακα των χημικών στοιχείων που εκφράζει τον περιοδικό νόμο με τη μορφή χωριστού φύλλου με τίτλο "Ένα πείραμα σε ένα σύστημα στοιχείων με βάση το ατομικό τους βάρος και τη χημική τους ομοιότητα" και έστειλε αυτό το φυλλάδιο τον Μάρτιο του 1869. σε πολλούς Ρώσους και ξένους χημικούς.

Ρύζι. 9. «Εμπειρία ενός συστήματος στοιχείων με βάση το βάρος και τη χημική τους ομοιότητα».

Ο πρώτος πίνακας εξακολουθεί να είναι πολύ ατελής· απέχει πολύ από τη σύγχρονη μορφή του περιοδικού πίνακα. Αλλά αυτός ο πίνακας αποδείχθηκε ότι ήταν η πρώτη γραφική απεικόνιση του σχεδίου που ανακάλυψε ο Mendeleev: "Τα στοιχεία που είναι διατεταγμένα σύμφωνα με τα ατομικά τους βάρη αντιπροσωπεύουν μια σαφή περιοδικότητα ιδιοτήτων" ("Σχέση ιδιοτήτων με το ατομικό βάρος των στοιχείων" του Mendeleev). Αυτό το άρθρο ήταν το αποτέλεσμα των σκέψεων του επιστήμονα ενώ εργαζόταν στο "System Experience...". Μια αναφορά για τη σχέση που ανακάλυψε ο Mendeleev μεταξύ των ιδιοτήτων των στοιχείων και του ατομικού τους βάρους έγινε στις 6 Μαρτίου 1869 σε μια συνάντηση της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας. Ο Μεντελίεφ δεν ήταν σε αυτή τη συνάντηση. Αντί για τον απόντα συγγραφέα, την έκθεσή του διάβασε ο χημικός N. A. Menshutkin. Ένα ξερό λήμμα για τη συνάντηση της 6ης Μαρτίου εμφανίστηκε στα πρακτικά της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας: «Ν. Ο Menshutkin αναφέρει εκ μέρους του D. Mendeleev «την εμπειρία ενός συστήματος στοιχείων με βάση το ατομικό τους βάρος και τη χημική τους ομοιότητα». Λόγω απουσίας του D. Mendeleev, η συζήτηση αυτού του θέματος αναβλήθηκε για την επόμενη συνεδρίαση». Η ομιλία του N. Menshutkin δημοσιεύτηκε στο Journal of the Russian Chemical Society («Σχέση ιδιοτήτων με το ατομικό βάρος των στοιχείων»). Το καλοκαίρι του 1871, ο Mendeleev συνόψισε τις πολυάριθμες μελέτες του σχετικά με την καθιέρωση του περιοδικού νόμου στο έργο του "Περιοδική ισχύς για χημικά στοιχεία" . Στο κλασικό έργο «Fundamentals of Chemistry», το οποίο πέρασε από 8 εκδόσεις στα ρωσικά και αρκετές εκδόσεις σε ξένες γλώσσες κατά τη διάρκεια της ζωής του Mendeleev, ο Mendeleev παρουσίασε για πρώτη φορά την ανόργανη χημεία με βάση τον περιοδικό νόμο.

Κατά την κατασκευή του περιοδικού συστήματος στοιχείων, ο Mendeleev ξεπέρασε μεγάλες δυσκολίες, καθώς πολλά στοιχεία δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί, και από τα 63 στοιχεία που ήταν γνωστά μέχρι τότε, τα εννέα είχαν λανθασμένα προσδιοριστεί τα ατομικά βάρη. Κατά τη δημιουργία του πίνακα, ο Mendeleev διόρθωσε το ατομικό βάρος του βηρυλλίου, τοποθετώντας το βηρύλλιο όχι στην ίδια ομάδα με το αλουμίνιο, όπως έκαναν συνήθως οι χημικοί, αλλά στην ίδια ομάδα με το μαγνήσιο. Το 1870-71, ο Mendeleev άλλαξε τις τιμές των ατομικών βαρών του ινδίου, του ουρανίου, του θορίου, του δημητρίου και άλλων στοιχείων, καθοδηγούμενος από τις ιδιότητές τους και καθόρισε τη θέση τους στον περιοδικό πίνακα. Με βάση τον περιοδικό νόμο, τοποθέτησε το τελλούριο μπροστά από το ιώδιο και το κοβάλτιο μπροστά από το νικέλιο, έτσι ώστε το τελλούριο να βρίσκεται στην ίδια στήλη με στοιχεία με σθένος 2 και το ιώδιο στην ίδια στήλη με στοιχεία με σθένος 1. , αν και τα ατομικά βάρη αυτών των στοιχείων απαιτούσαν την αντίθετη θέση.

Ο Mendeleev είδε τρεις περιστάσεις που, κατά τη γνώμη του, συνέβαλαν στην ανακάλυψη του περιοδικού νόμου:

Πρώτον, τα ατομικά βάρη των περισσότερων χημικών στοιχείων προσδιορίστηκαν λίγο πολύ με ακρίβεια.

Δεύτερον, εμφανίστηκε μια σαφής ιδέα για ομάδες στοιχείων με παρόμοιες χημικές ιδιότητες (φυσικές ομάδες).

Τρίτον, μέχρι το 1869 είχε μελετηθεί η χημεία πολλών σπάνιων στοιχείων, χωρίς γνώση των οποίων θα ήταν δύσκολο να καταλήξουμε σε οποιαδήποτε γενίκευση.

Τέλος, το αποφασιστικό βήμα προς την ανακάλυψη του νόμου ήταν ότι ο Mendeleev συνέκρινε όλα τα στοιχεία σύμφωνα με τα ατομικά τους βάρη. Οι προκάτοχοι του Mendeleev συνέκριναν στοιχεία που ήταν παρόμοια μεταξύ τους. Δηλαδή στοιχεία φυσικών ομάδων. Αυτές οι ομάδες αποδείχτηκαν άσχετες μεταξύ τους. Ο Mendeleev τα συνδύασε λογικά στη δομή του τραπεζιού του.

Ωστόσο, ακόμη και μετά την τεράστια και προσεκτική δουλειά των χημικών για τη διόρθωση των ατομικών βαρών, σε τέσσερα σημεία του Περιοδικού Πίνακα τα στοιχεία «παραβιάζουν» την αυστηρή σειρά διάταξης στα αυξανόμενα ατομικά βάρη. Αυτά είναι ζεύγη στοιχείων:

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

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

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

Το ατομικό βάρος οποιουδήποτε στοιχείου είναι ίσο με το μέσο ατομικό βάρος όλων των ισοτόπων του, λαμβάνοντας υπόψη την αφθονία τους στη φύση. Κατά τύχη, το ατομικό βάρος του αργού καθορίζεται από το «βαρύτερο» ισότοπο (βρίσκεται στη φύση σε μεγαλύτερες ποσότητες). Στο κάλιο, αντίθετα, κυριαρχεί το «ελαφρύτερο» ισότοπό του (δηλαδή ένα ισότοπο με μικρότερο αριθμό μάζας).

Ο Mendeleev χαρακτήρισε την πορεία της δημιουργικής διαδικασίας, η οποία αντιπροσωπεύει την ανακάλυψη του περιοδικού νόμου: «... ακούσια προέκυψε η ιδέα ότι πρέπει να υπάρχει σύνδεση μεταξύ της μάζας και των χημικών ιδιοτήτων. Και δεδομένου ότι η μάζα μιας ουσίας, αν και όχι απόλυτη, αλλά μόνο σχετική, είναι απαραίτητο να αναζητήσουμε μια λειτουργική αντιστοιχία μεταξύ των επιμέρους ιδιοτήτων των στοιχείων και των ατομικών τους βαρών. Δεν μπορείτε να αναζητήσετε τίποτα, ακόμα και μανιτάρια ή κάποιο είδος εθισμού, παρά μόνο κοιτάζοντας και προσπαθώντας. Άρχισα λοιπόν να επιλέγω, γράφοντας σε ξεχωριστές κάρτες στοιχεία με τα ατομικά τους βάρη και τις θεμελιώδεις ιδιότητες, παρόμοια στοιχεία και παρόμοια ατομικά βάρη, κάτι που γρήγορα οδήγησε στο συμπέρασμα ότι οι ιδιότητες των στοιχείων εξαρτώνται περιοδικά από το ατομικό τους βάρος και, αμφιβάλλοντας για πολλές ασάφειες , δεν αμφισβήτησα ούτε λεπτό για τη γενικότητα του συμπεράσματος, αφού ήταν αδύνατο να παραδεχτεί κανείς ένα ατύχημα».

Η θεμελιώδης σημασία και καινοτομία του Περιοδικού Νόμου ήταν η εξής:

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

2. Σε εκείνες τις περιπτώσεις που φαινόταν ότι λείπει κάποιος σύνδεσμος στην ακολουθία αλλαγών στις ιδιότητες των στοιχείων, παρέχονταν GAPS στον Περιοδικό Πίνακα που έπρεπε να συμπληρωθούν με στοιχεία που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί.

Ρύζι. 10. Οι πρώτες πέντε περίοδοι του Περιοδικού Πίνακα του D. I. Mendeleev. Τα ευγενή αέρια δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί, επομένως δεν εμφανίζονται στον πίνακα. Άλλα 4 άγνωστα στοιχεία τη στιγμή της δημιουργίας του πίνακα σημειώνονται με ερωτηματικά. Οι ιδιότητες τριών από αυτά προβλέφθηκαν από τον D.I. Mendeleev με μεγάλη ακρίβεια (μέρος του Περιοδικού Πίνακα των χρόνων του D.I. Mendeleev σε μια μορφή πιο οικεία σε εμάς).

Η αρχή που χρησιμοποίησε ο D.I. Mendeleev για να προβλέψει τις ιδιότητες άγνωστων ακόμη στοιχείων απεικονίζεται στο Σχήμα 11.

Με βάση το νόμο της περιοδικότητας και εφαρμόζοντας πρακτικά τον νόμο της διαλεκτικής για τη μετάβαση των ποσοτικών αλλαγών σε ποιοτικές, ο Mendeleev επεσήμανε ήδη το 1869 την ύπαρξη τεσσάρων στοιχείων που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί. Για πρώτη φορά στην ιστορία της χημείας, προβλέφθηκε η ύπαρξη νέων στοιχείων και τα ατομικά τους βάρη προσδιορίστηκαν ακόμη και κατά προσέγγιση. Στα τέλη του 1870 Ο Mendeleev, βασισμένος στο σύστημά του, περιέγραψε τις ιδιότητες ενός στοιχείου της ομάδας III που δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί, ονομάζοντάς το "eka-aluminium". Ο επιστήμονας πρότεινε επίσης ότι το νέο στοιχείο θα ανακαλυφθεί χρησιμοποιώντας φασματική ανάλυση. Πράγματι, το 1875, ο Γάλλος χημικός P.E. Lecoq de Boisbaudran, εξετάζοντας το μείγμα ψευδαργύρου με ένα φασματοσκόπιο, ανακάλυψε το eka-aluminium Mendeleev σε αυτό. Η ακριβής σύμπτωση των αναμενόμενων ιδιοτήτων του στοιχείου με τις πειραματικά προσδιορισμένες ήταν ο πρώτος θρίαμβος και μια λαμπρή επιβεβαίωση της προγνωστικής δύναμης του περιοδικού νόμου. Οι περιγραφές των ιδιοτήτων του «εκα-αλουμινίου» που προέβλεψε ο Mendeleev και οι ιδιότητες του γαλλίου που ανακάλυψε ο Boisbaudran δίνονται στον Πίνακα 1.

Προβλέφθηκε από τον D.I. Mendeleev

Εγκαταστάθηκε από τον Lecoq de Boisbaudran (1875)

Ekaaluminium Ea Ατομικό βάρος περίπου 68 Απλό σώμα, θα πρέπει να είναι χαμηλά εύτηκτο Η πυκνότητα είναι κοντά στο 5,9 Ατομικός όγκος 11,5 Δεν πρέπει να οξειδώνεται στον αέρα Θα πρέπει να αποσυντίθεται το νερό σε καυτή θερμότητα Τύποι ενώσεων: EaCl3, Ea2O3, Ea2(SO4)3 Θα πρέπει να σχηματίζει στυπτηρία Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O, αλλά πιο δύσκολο από το αλουμίνιο Το οξείδιο Ea2O3 θα πρέπει να ανάγεται εύκολα και να παράγει ένα μέταλλο πιο πτητικό από το αλουμίνιο, και επομένως μπορεί να αναμένεται να ανακαλυφθεί με φασματική ανάλυση του EaCl3 - πτητικό.

Ατομικό βάρος περίπου 69,72 Το σημείο τήξης του καθαρού γαλλίου είναι 30 βαθμοί Κελσίου Η πυκνότητα του στερεού γαλλίου είναι 5,904 και του υγρού γαλλίου είναι 6,095 Ατομικός όγκος 11.7 Οξειδώνεται ελαφρά μόνο σε θερμοκρασίες κόκκινου θερμότητας Αποσυνθέτει το νερό σε υψηλές θερμοκρασίες Σύνθετοι τύποι: GaСl3, Ga2О3, Ga2(SO4)3 Σχηματίζει στυπτηρία NH4Ga(SO4)2 * 12H2O Το γάλλιο ανάγεται από το οξείδιο του με φρύξη σε ρεύμα υδρογόνου. ανακαλύφθηκε με τη χρήση φασματικής ανάλυσης Σημείο βρασμού GaCl3 215-220 βαθμοί Κελσίου

Το 1879 Ο Σουηδός χημικός L. Nilsson βρήκε το στοιχείο σκάνδιο, το οποίο αντιστοιχεί πλήρως στο εκαβόριο που περιγράφεται από τον Mendeleev. Το 1886, ο Γερμανός χημικός K. Winkler ανακάλυψε το στοιχείο γερμάνιο, που αντιστοιχεί στο εκασίλικο. το 1898, οι Γάλλοι χημικοί Pierre Curie και Marie Skłodowska Curie ανακάλυψαν το πολώνιο και το ράδιο. Ο Mendeleev θεωρούσε τους Winkler, Lecoq de Boisbaudran και Nilsson ως «ενισχύοντες του περιοδικού νόμου».

Οι προβλέψεις του Μεντελέγιεφ έγιναν επίσης αληθινές: ανακαλύφθηκαν τριμαργάνιο - σύγχρονο ρήνιο, δικέσιο - φράγκιο κ.λπ.

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

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

Κάποτε, ο D.I. Mendeleev σημείωσε με απογοήτευση: «...δεν γνωρίζουμε τους λόγους της περιοδικότητας». Δεν έζησε για να λύσει αυτό το μυστήριο.

Ένα από τα σημαντικά επιχειρήματα υπέρ της πολύπλοκης δομής των ατόμων ήταν η ανακάλυψη του περιοδικού νόμου του D. I. Mendeleev:

Οι ιδιότητες των απλών ουσιών, καθώς και οι ιδιότητες και οι μορφές των ενώσεων, εξαρτώνται περιοδικά από τις ατομικές μάζες των χημικών στοιχείων.

Όταν αποδείχθηκε ότι ο αύξων αριθμός ενός στοιχείου σε ένα σύστημα είναι αριθμητικά ίσος με το φορτίο του πυρήνα του ατόμου του, έγινε σαφής η φυσική ουσία του περιοδικού νόμου.

Γιατί όμως οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων αλλάζουν περιοδικά καθώς αυξάνεται το πυρηνικό φορτίο; Γιατί το σύστημα των στοιχείων είναι κατασκευασμένο έτσι και όχι αλλιώς και γιατί οι περίοδοι του περιέχουν έναν αυστηρά καθορισμένο αριθμό στοιχείων; Δεν υπήρχαν απαντήσεις σε αυτές τις πιο σημαντικές ερωτήσεις.

Ο λογικός συλλογισμός προέβλεψε ότι εάν υπάρχει σχέση μεταξύ χημικών στοιχείων που αποτελούνται από άτομα, τότε τα άτομα έχουν κάτι κοινό και, επομένως, πρέπει να έχουν πολύπλοκη δομή.

Το μυστήριο του περιοδικού συστήματος των στοιχείων λύθηκε πλήρως όταν κατέστη δυνατή η κατανόηση της πολύπλοκης δομής του ατόμου, η δομή των εξωτερικών του φλοιών ηλεκτρονίων και οι νόμοι της κίνησης των ηλεκτρονίων γύρω από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα, στον οποίο σχεδόν ολόκληρη η μάζα του ατόμου συγκεντρώνεται.

Όλες οι χημικές και φυσικές ιδιότητες μιας ουσίας καθορίζονται από τη δομή των ατόμων της. Ο περιοδικός νόμος, που ανακαλύφθηκε από τον Mendeleev, είναι ένας παγκόσμιος νόμος της φύσης, επειδή βασίζεται στον νόμο της ατομικής δομής.

Ο ιδρυτής του σύγχρονου δόγματος του ατόμου είναι ο Άγγλος φυσικός Ράδερφορντ, ο οποίος έδειξε πειστικά ότι σχεδόν όλη η μάζα και η θετικά φορτισμένη ύλη ενός ατόμου συγκεντρώνεται σε ένα μικρό μέρος του όγκου του. Ονόμασε αυτό το τμήμα του ατόμου πυρήνας. Το θετικό φορτίο του πυρήνα αντισταθμίζεται από τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω του. Σε αυτό το ατομικό μοντέλο τα ηλεκτρόνια μοιάζουν με τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος, γι' αυτό και έλαβε το όνομα πλανητικός. Στη συνέχεια, ο Ράδερφορντ μπόρεσε να χρησιμοποιήσει πειραματικά δεδομένα για τον υπολογισμό των πυρηνικών φορτίων. Αποδείχτηκαν ίσοι με τους σειριακούς αριθμούς των στοιχείων στον πίνακα του D.I. Mendeleev. Μετά το έργο του Rutherford και των μαθητών του, ο περιοδικός νόμος του Mendeleev έλαβε ένα σαφέστερο νόημα και μια ελαφρώς διαφορετική διατύπωση:

Οι ιδιότητες των απλών ουσιών, καθώς και οι ιδιότητες και οι μορφές των ενώσεων των στοιχείων, εξαρτώνται περιοδικά από το φορτίο του πυρήνα των ατόμων των στοιχείων.

Έτσι, ο σειριακός αριθμός ενός χημικού στοιχείου στον περιοδικό πίνακα έλαβε φυσική σημασία.

Το 1913, ο G. Moseley μελέτησε την ακτινοβολία ακτίνων Χ ενός αριθμού χημικών στοιχείων στο εργαστήριο του Rutherford. Για το σκοπό αυτό κατασκεύασε την άνοδο του σωλήνα ακτίνων Χ από υλικά που αποτελούνται από ορισμένα στοιχεία. Αποδείχθηκε ότι τα μήκη κύματος της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ αυξάνονται με την αύξηση του σειριακού αριθμού των στοιχείων που αποτελούν την κάθοδο. Ο G. Moseley εξήγαγε μια εξίσωση που σχετίζεται με το μήκος κύματος και τον αύξοντα αριθμό Z:

Αυτή η μαθηματική έκφραση ονομάζεται τώρα νόμος του Moseley. Επιτρέπει τον προσδιορισμό του σειριακού αριθμού του υπό μελέτη στοιχείου με βάση το μετρούμενο μήκος κύματος της ακτινοβολίας ακτίνων Χ.

Ο απλούστερος ατομικός πυρήνας είναι ο πυρήνας του ατόμου του υδρογόνου. Το φορτίο του είναι ίσο και αντίθετο σε πρόσημο με το φορτίο του ηλεκτρονίου και η μάζα του είναι η μικρότερη από όλους τους πυρήνες. Ο πυρήνας του ατόμου του υδρογόνου αναγνωρίστηκε ως στοιχειώδες σωματίδιο και το 1920 ο Ράδερφορντ του έδωσε το όνομα πρωτόνιο . Η μάζα ενός πρωτονίου είναι περίπου μία μονάδα ατομικής μάζας.

Ωστόσο, η μάζα όλων των ατόμων, εκτός από το υδρογόνο, υπερβαίνει αριθμητικά τα φορτία των ατομικών πυρήνων. Ο Ράδερφορντ ήδη υπέθεσε ότι εκτός από τα πρωτόνια, οι πυρήνες θα πρέπει να περιέχουν μερικά ουδέτερα σωματίδια με μια ορισμένη μάζα. Αυτά τα σωματίδια ανακαλύφθηκαν το 1932 από τους Bothe και Becker. Ο Τσάντγουικ καθιέρωσε τη φύση τους και ονόμασε νετρόνια . Το νετρόνιο είναι ένα αφόρτιστο σωματίδιο με μάζα σχεδόν ίση με τη μάζα ενός πρωτονίου, δηλαδή επίσης 1 α. τρώω.

Το 1932, ο Σοβιετικός επιστήμονας D. D. Ivanenko και ο Γερμανός φυσικός Heisenberg ανέπτυξαν ανεξάρτητα τη θεωρία πρωτονίων-νετρονίων του πυρήνα, σύμφωνα με την οποία οι πυρήνες των ατόμων αποτελούνται από πρωτόνια και νετρόνια.

Ας εξετάσουμε τη δομή ενός ατόμου κάποιου στοιχείου, για παράδειγμα, νατρίου, από τη σκοπιά της θεωρίας πρωτονίων-νετρονίων. Ο ατομικός αριθμός του νατρίου στο περιοδικό σύστημα είναι 11, ο μαζικός αριθμός 23. Σύμφωνα με τον ατομικό αριθμό, το φορτίο του πυρήνα ενός ατόμου νατρίου είναι + 11. Επομένως, το άτομο νατρίου έχει 11 ηλεκτρόνια, το άθροισμα των φορτίων τους ισούται με το θετικό φορτίο του πυρήνα. Εάν το άτομο νατρίου χάσει ένα ηλεκτρόνιο, τότε το θετικό φορτίο θα είναι ένα μεγαλύτερο από το άθροισμα των αρνητικών φορτίων των ηλεκτρονίων (10) και το άτομο νατρίου θα γίνει ιόν με φορτίο 1+. Το φορτίο του πυρήνα ενός ατόμου είναι ίσο με το άθροισμα των φορτίων 11 πρωτονίων που βρίσκονται στον πυρήνα, του οποίου η μάζα είναι 11 α. μ. Δεδομένου ότι ο μαζικός αριθμός του νατρίου είναι 23 a. π.μ., τότε η διαφορά 23 – 11= 12 καθορίζει τον αριθμό των νετρονίων σε ένα άτομο νατρίου.

Πρωτόνια και νετρόνια ονομάζονται νουκλεόνια . Ο πυρήνας ενός ατόμου νατρίου αποτελείται από 23 νουκλεόνια, εκ των οποίων τα 11 είναι πρωτόνια και τα 12 είναι νετρόνια. Ο συνολικός αριθμός των νουκλεονίων στον πυρήνα αναγράφεται πάνω αριστερά στο σύμβολο του στοιχείου και ο αριθμός των πρωτονίων κάτω αριστερά, για παράδειγμα Na.

Όλα τα άτομα ενός δεδομένου στοιχείου έχουν το ίδιο πυρηνικό φορτίο, δηλαδή τον ίδιο αριθμό πρωτονίων στον πυρήνα. Ο αριθμός των νετρονίων στους πυρήνες των ατόμων των στοιχείων μπορεί να ποικίλλει. Τα άτομα που έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και διαφορετικό αριθμό νετρονίων στους πυρήνες τους ονομάζονται ισότοπα .

Τα άτομα διαφορετικών στοιχείων των οποίων οι πυρήνες περιέχουν τον ίδιο αριθμό νουκλεονίων ονομάζονται ισοβαρείς .

Η επιστήμη οφείλει πρώτα απ' όλα στον μεγάλο Δανό φυσικό Niels Bohr τη δημιουργία μιας πραγματικής σύνδεσης μεταξύ της δομής του ατόμου και της δομής του περιοδικού πίνακα. Ήταν ο πρώτος που εξήγησε τις πραγματικές αρχές των περιοδικών αλλαγών στις ιδιότητες των στοιχείων. Ο Bohr ξεκίνησε κάνοντας βιώσιμο το μοντέλο του ατόμου του Rutherford.

Το πλανητικό μοντέλο του ατόμου του Ράδερφορντ αντανακλούσε την προφανή αλήθεια ότι το κύριο μέρος του ατόμου περιέχεται σε ένα ασήμαντο μικρό μέρος του όγκου - τον ατομικό πυρήνα, και τα ηλεκτρόνια κατανέμονται στον υπόλοιπο όγκο του ατόμου. Ωστόσο, η φύση της κίνησης ενός ηλεκτρονίου σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου έρχεται σε αντίθεση με τη θεωρία της κίνησης των ηλεκτρικών φορτίων στην ηλεκτροδυναμική.

Πρώτον, σύμφωνα με τους νόμους της ηλεκτροδυναμικής, ένα ηλεκτρόνιο που περιστρέφεται γύρω από έναν πυρήνα πρέπει να πέσει πάνω στον πυρήνα ως αποτέλεσμα της απώλειας ενέργειας μέσω της ακτινοβολίας. Δεύτερον, όταν πλησιάζει ο πυρήνας, τα μήκη κύματος που εκπέμπονται από το ηλεκτρόνιο πρέπει να αλλάζουν συνεχώς, σχηματίζοντας ένα συνεχές φάσμα. Ωστόσο, τα άτομα δεν εξαφανίζονται, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια δεν πέφτουν στον πυρήνα και το φάσμα εκπομπής των ατόμων δεν είναι συνεχές.

Εάν ένα μέταλλο θερμανθεί στη θερμοκρασία εξάτμισης, ο ατμός του θα αρχίσει να λάμπει και ο ατμός κάθε μετάλλου έχει το δικό του χρώμα. Η ακτινοβολία μεταλλικών ατμών που αποσυντίθεται από ένα πρίσμα σχηματίζει ένα φάσμα που αποτελείται από μεμονωμένες φωτεινές γραμμές. Ένα τέτοιο φάσμα ονομάζεται φάσμα γραμμής. Κάθε γραμμή του φάσματος χαρακτηρίζεται από μια ορισμένη συχνότητα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Το 1905, ο Αϊνστάιν, εξηγώντας το φαινόμενο του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, πρότεινε ότι το φως διαδίδεται με τη μορφή φωτονίων ή ενεργειακών κβαντών, τα οποία έχουν πολύ συγκεκριμένη σημασία για κάθε τύπο ατόμου.

Ο Bohr το 1913 εισήγαγε μια κβαντική αναπαράσταση στο πλανητικό μοντέλο του ατόμου του Rutherford και εξήγησε την προέλευση των γραμμικών φασμάτων των ατόμων. Η θεωρία του για τη δομή του ατόμου του υδρογόνου βασίζεται σε δύο αξιώματα.

Πρώτο αξίωμα:

Το ηλεκτρόνιο περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα, χωρίς να εκπέμπει ενέργεια, σε αυστηρά καθορισμένες σταθερές τροχιές που ικανοποιούν την κβαντική θεωρία.

Σε κάθε μία από αυτές τις τροχιές, το ηλεκτρόνιο έχει μια ορισμένη ενέργεια. Όσο πιο μακριά είναι η τροχιά από τον πυρήνα, τόσο περισσότερη ενέργεια έχει το ηλεκτρόνιο που βρίσκεται πάνω του.

Η κίνηση ενός αντικειμένου γύρω από ένα κέντρο στην κλασική μηχανική καθορίζεται από τη γωνιακή ορμή m´v´r, όπου m είναι η μάζα του κινούμενου αντικειμένου, v είναι η ταχύτητα του αντικειμένου, r είναι η ακτίνα του κύκλου. Σύμφωνα με την κβαντομηχανική, η ενέργεια αυτού του αντικειμένου μπορεί να έχει μόνο ορισμένες τιμές. Ο Bohr πίστευε ότι η γωνιακή ορμή ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο υδρογόνου μπορεί να είναι ίση μόνο με έναν ακέραιο αριθμό κβαντών δράσης. Προφανώς, αυτή η σχέση ήταν εικασία του Bohr· αργότερα προέκυψε μαθηματικά από τον Γάλλο φυσικό de Broglie.

Έτσι, η μαθηματική έκφραση του πρώτου αξιώματος του Bohr είναι η ισότητα:

(1)

Σύμφωνα με την εξίσωση (1), η ελάχιστη ακτίνα της τροχιάς του ηλεκτρονίου και, κατά συνέπεια, η ελάχιστη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου αντιστοιχεί σε τιμή n ίση με μονάδα. Η κατάσταση του ατόμου του υδρογόνου, που αντιστοιχεί στην τιμή n=1, ονομάζεται κανονική ή βασική. Ένα άτομο υδρογόνου του οποίου το ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε οποιαδήποτε άλλη τροχιά που αντιστοιχεί στις τιμές n = 2, 3, 4, ¼ ονομάζεται διεγερμένο.

Η εξίσωση (1) περιλαμβάνει την ταχύτητα των ηλεκτρονίων και την τροχιακή ακτίνα ως άγνωστα. Εάν δημιουργήσετε μια άλλη εξίσωση που περιλαμβάνει v και r, μπορείτε να υπολογίσετε τις τιμές αυτών των σημαντικών χαρακτηριστικών του ηλεκτρονίου στο άτομο υδρογόνου. Αυτή η εξίσωση προκύπτει λαμβάνοντας υπόψη την ισότητα των φυγόκεντρων και κεντρομόλο δυνάμεων που δρουν στον «πυρήνα ενός ατόμου υδρογόνου – ηλεκτρονίου».

Η φυγόκεντρος δύναμη είναι ίση με . Η κεντρομόλος δύναμη, η οποία καθορίζει την έλξη του ηλεκτρονίου προς τον πυρήνα, σύμφωνα με το νόμο του Coulomb, είναι . Λαμβάνοντας υπόψη την ισότητα των φορτίων του ηλεκτρονίου και του πυρήνα στο άτομο του υδρογόνου, μπορούμε να γράψουμε:

(2)

Λύνοντας το σύστημα των εξισώσεων (1) και (2) για τα v και r, βρίσκουμε:

(3)

Οι εξισώσεις (3) και (4) καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό των ακτίνων των τροχιών και των ταχυτήτων ηλεκτρονίων για οποιαδήποτε τιμή του n. Όταν n=1, η ακτίνα της πρώτης τροχιάς του ατόμου του υδρογόνου είναι η ακτίνα Bohr, ίση με 0,053 nm. Η ταχύτητα ενός ηλεκτρονίου σε αυτή την τροχιά είναι 2200 km/s. Οι εξισώσεις (3) και (4) δείχνουν ότι οι ακτίνες των τροχιών ηλεκτρονίων του ατόμου υδρογόνου σχετίζονται μεταξύ τους ως τα τετράγωνα των φυσικών αριθμών και η ταχύτητα του ηλεκτρονίου μειώνεται με την αύξηση του n.

Δεύτερο αξίωμα:

Όταν κινείται από τη μια τροχιά στην άλλη, ένα ηλεκτρόνιο απορροφά ή εκπέμπει ένα κβάντο ενέργειας.

Όταν ένα άτομο διεγείρεται, δηλ. όταν ένα ηλεκτρόνιο μετακινείται από μια τροχιά πιο κοντά στον πυρήνα σε μια πιο απομακρυσμένη, απορροφάται ένα κβάντο ενέργειας και, αντιστρόφως, όταν ένα ηλεκτρόνιο μετακινείται από μια μακρινή τροχιά σε μια κοντινή, κβαντική ενέργεια E 2 – E 1 = εκπέμπεται hv. Αφού βρήκε τις ακτίνες των τροχιών και την ενέργεια του ηλεκτρονίου πάνω τους, ο Bohr υπολόγισε την ενέργεια των φωτονίων και τις αντίστοιχες γραμμές στο φάσμα γραμμής του υδρογόνου, που αντιστοιχούσαν στα πειραματικά δεδομένα.

Ο αριθμός n, που καθορίζει το μέγεθος των ακτίνων των κβαντικών τροχιών, την ταχύτητα κίνησης των ηλεκτρονίων και την ενέργειά τους, ονομάζεται κύριος κβαντικός αριθμός .

Στη συνέχεια, ο Sommerfeld βελτίωσε τη θεωρία του Bohr. Πρότεινε ότι ένα άτομο θα μπορούσε να έχει όχι μόνο κυκλικές, αλλά και ελλειπτικές τροχιές ηλεκτρονίων, και με βάση αυτό εξήγησε την προέλευση της λεπτής δομής του φάσματος του υδρογόνου.

Ρύζι. 12. Το ηλεκτρόνιο στο άτομο του Bohr περιγράφει όχι μόνο κυκλικές, αλλά και ελλειπτικές τροχιές. Δείτε πώς μοιάζουν για διαφορετικές αξίες μεγάλοστο Π =2, 3, 4.

Ωστόσο, η θεωρία Bohr-Sommerfeld για τη δομή του ατόμου συνδύασε την κλασική και την κβαντομηχανική έννοιες και, ως εκ τούτου, οικοδομήθηκε πάνω σε αντιφάσεις. Τα κύρια μειονεκτήματα της θεωρίας Bohr-Sommerfeld είναι τα εξής:

1. Η θεωρία δεν είναι σε θέση να εξηγήσει όλες τις λεπτομέρειες των φασματικών χαρακτηριστικών των ατόμων.

2. Δεν καθιστά δυνατό τον ποσοτικό υπολογισμό του χημικού δεσμού ακόμη και σε ένα τόσο απλό μόριο όπως το μόριο του υδρογόνου.

Αλλά η θεμελιώδης θέση εδραιώθηκε σταθερά: η πλήρωση των κελυφών ηλεκτρονίων στα άτομα των χημικών στοιχείων συμβαίνει ξεκινώντας από το τρίτο, Μ - κοχύλια όχι διαδοχικά, σταδιακά μέχρι την πλήρη χωρητικότητα (δηλαδή, όπως έγινε με ΠΡΟΣ ΤΗΝ- Και μεγάλο - κοχύλια), αλλά σταδιακά. Με άλλα λόγια, η κατασκευή κελυφών ηλεκτρονίων διακόπτεται προσωρινά λόγω του γεγονότος ότι στα άτομα εμφανίζονται ηλεκτρόνια που ανήκουν σε άλλα κελύφη.

Οι επιστολές αυτές χαρακτηρίζονται ως εξής: n , μεγάλο , m l , Κυρία – και στη γλώσσα της ατομικής φυσικής ονομάζονται κβαντικοί αριθμοί. Ιστορικά, εισήχθησαν σταδιακά και η εμφάνισή τους συνδέεται σε μεγάλο βαθμό με τη μελέτη των ατομικών φασμάτων.

Αποδεικνύεται λοιπόν ότι η κατάσταση οποιουδήποτε ηλεκτρονίου σε ένα άτομο μπορεί να γραφτεί με έναν ειδικό κωδικό, ο οποίος είναι ένας συνδυασμός τεσσάρων κβαντικών αριθμών. Αυτές δεν είναι απλώς κάποιες αφηρημένες ποσότητες που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ηλεκτρονικών καταστάσεων. Αντιθέτως, όλα έχουν πραγματικό φυσικό περιεχόμενο.

Αριθμός Π περιλαμβάνεται στον τύπο για την χωρητικότητα του κελύφους ηλεκτρονίων (2 Π 2), δηλαδή αυτός ο κβαντικός αριθμός Π αντιστοιχεί στον αριθμό του ηλεκτρονικού κελύφους. Με άλλα λόγια, αυτός ο αριθμός καθορίζει εάν ένα ηλεκτρόνιο ανήκει σε ένα δεδομένο κέλυφος ηλεκτρονίων.

Αριθμός Π δέχεται μόνο ακέραιες τιμές: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,..., που αντιστοιχούν αντίστοιχα στα κελύφη: K, L, M, N, O, P, Q.

Επειδή η Π περιλαμβάνεται στον τύπο για την ενέργεια των ηλεκτρονίων, τότε λένε ότι ο κύριος κβαντικός αριθμός καθορίζει το συνολικό ενεργειακό απόθεμα του ηλεκτρονίου στο άτομο.

Ένα άλλο γράμμα του αλφαβήτου μας - ο τροχιακός (πλευρικός) κβαντικός αριθμός - συμβολίζεται ως μεγάλο . Εισήχθη για να τονίσει την ανισότητα όλων των ηλεκτρονίων που ανήκουν σε ένα δεδομένο κέλυφος.

Κάθε κέλυφος χωρίζεται σε ορισμένα υποκελύφη και ο αριθμός τους είναι ίσος με τον αριθμό του κελύφους. Δηλαδή K-shell ( Π =1) αποτελείται από ένα υποκέλυφος. L-shell ( Π =2) – από δύο; M-shell ( Π =3) – από τρία υποκελύφη...

Και κάθε υποκέλυφος αυτού του κελύφους χαρακτηρίζεται από μια συγκεκριμένη τιμή μεγάλο . Ο τροχιακός κβαντικός αριθμός παίρνει επίσης ακέραιες τιμές, αλλά ξεκινώντας από το μηδέν, δηλαδή 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6... Έτσι, μεγάλο πάντα λιγότερο Π . Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς ότι πότε Π =1 μεγάλο =0; στο n =2 μεγάλο =0 και 1; στο n = 3 μεγάλο = 0, 1 και 2, κλπ. Αριθμός μεγάλο , να το πω έτσι, έχει μια γεωμετρική εικόνα. Εξάλλου, οι τροχιές των ηλεκτρονίων που ανήκουν σε ένα ή άλλο κέλυφος μπορεί να είναι όχι μόνο κυκλικές, αλλά και ελλειπτικές.

Διαφορετικές έννοιες μεγάλο και χαρακτηρίζουν διαφορετικούς τύπους τροχιών.

Οι φυσικοί αγαπούν τις παραδόσεις και προτιμούν τους παλιούς χαρακτηρισμούς γραμμάτων για να προσδιορίσουν τα υποκέλυφα ηλεκτρονίων μικρό ( μεγάλο =0), Π ( μεγάλο =1), ρε ( μεγάλο =2), φά ( μεγάλο =3). Αυτά είναι τα πρώτα γράμματα των γερμανικών λέξεων που χαρακτηρίζουν τα χαρακτηριστικά μιας σειράς φασματικών γραμμών που προκαλούνται από μεταβάσεις ηλεκτρονίων: αιχμηρά, κύρια, θολά, θεμελιώδη.

Τώρα μπορούμε να γράψουμε εν συντομία ποια υποκέλυφα ηλεκτρονίων περιέχονται στα κελύφη ηλεκτρονίων (Πίνακας 2).

Γνωρίζοντας πόσα ηλεκτρόνια μπορούν να φιλοξενήσουν διαφορετικά υποκέλυφα ηλεκτρονίων βοηθά στον προσδιορισμό του τρίτου και του τέταρτου κβαντικού αριθμού - m l και m s, που ονομάζονται μαγνητικά και spin.

Μαγνητικός κβαντικός αριθμός m μεγάλοστενά συνδεδεμένη με μεγάλο και καθορίζει, αφενός, την κατεύθυνση της θέσης αυτών των τροχιών στο διάστημα και, αφετέρου, τον δυνατό αριθμό τους για ένα δεδομένο μεγάλο . Από ορισμένες κανονικότητες της ατομικής θεωρίας προκύπτει ότι για ένα δεδομένο μεγάλο κβαντικός αριθμός m μεγάλο, παίρνει 2 μεγάλο +1 ακέραιες τιμές: από – μεγάλο σε + μεγάλο , συμπεριλαμβανομένου του μηδενός. Για παράδειγμα, για μεγάλο =3 αυτή είναι η ακολουθία m μεγάλο έχουμε: - 3, - 2, - 1, 0, +1, +2, +3, δηλαδή συνολικά επτά τιμές.

Γιατί μ μεγάλοονομάζεται μαγνητικός; Κάθε ηλεκτρόνιο, που περιστρέφεται σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα, αντιπροσωπεύει ουσιαστικά μια στροφή της περιέλιξης μέσω της οποίας ρέει ηλεκτρικό ρεύμα. Δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο, επομένως κάθε τροχιά σε ένα άτομο μπορεί να θεωρηθεί ως ένα επίπεδο μαγνητικό φύλλο. Όταν υπάρχει εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, κάθε τροχιά ηλεκτρονίου θα αλληλεπιδράσει με αυτό το πεδίο και θα προσπαθήσει να καταλάβει μια συγκεκριμένη θέση στο άτομο.

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε κάθε τροχιά καθορίζεται από την τιμή του κβαντικού αριθμού σπιν m s.

Η συμπεριφορά των ατόμων σε ισχυρά ανομοιογενή μαγνητικά πεδία έδειξε ότι κάθε ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο συμπεριφέρεται σαν μαγνήτης. Και αυτό δείχνει ότι το ηλεκτρόνιο περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του, όπως ένας πλανήτης σε τροχιά. Αυτή η ιδιότητα ενός ηλεκτρονίου ονομάζεται "σπιν" (που μεταφράζεται από τα αγγλικά ως "περιστροφή"). Η περιστροφική κίνηση του ηλεκτρονίου είναι σταθερή και αμετάβλητη. Η περιστροφή ενός ηλεκτρονίου είναι εντελώς ασυνήθιστη: δεν μπορεί να επιβραδυνθεί, να επιταχυνθεί ή να σταματήσει. Είναι το ίδιο για όλα τα ηλεκτρόνια στον κόσμο.

Αλλά παρόλο που το σπιν είναι μια κοινή ιδιότητα όλων των ηλεκτρονίων, εξηγεί επίσης τις διαφορές μεταξύ των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο.

Δύο ηλεκτρόνια, που περιστρέφονται στην ίδια τροχιά γύρω από έναν πυρήνα, έχουν το ίδιο σπιν σε μέγεθος, και ωστόσο μπορούν να διαφέρουν ως προς την κατεύθυνση της περιστροφής τους. Σε αυτή την περίπτωση, το πρόσημο της γωνιακής ορμής και το πρόσημο της περιστροφής αλλάζουν.

Ο κβαντικός υπολογισμός οδηγεί σε δύο πιθανές τιμές κβαντικών αριθμών spin που είναι εγγενείς σε ένα ηλεκτρόνιο σε τροχιά: s=+ και s= - . Δεν μπορεί να υπάρχουν άλλες έννοιες. Επομένως, σε ένα άτομο, είτε μόνο ένα είτε δύο ηλεκτρόνια μπορούν να περιστρέφονται σε κάθε τροχιά. Δεν μπορεί να υπάρξει άλλο.

Κάθε υποκέλυφος ηλεκτρονίου μπορεί να φιλοξενήσει το πολύ 2(2 μεγάλο + 1) - ηλεκτρόνια, συγκεκριμένα (πίνακας 3):

Από εδώ, με απλή προσθήκη, λαμβάνονται οι χωρητικότητες των διαδοχικών κελυφών.

Η απλότητα του βασικού νόμου στον οποίο μειώθηκε η αρχική άπειρη πολυπλοκότητα της δομής του ατόμου είναι εκπληκτική. Όλη η ιδιότροπη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό του περίβλημα, που ελέγχει όλες τις ιδιότητές του, μπορεί να εκφραστεί ασυνήθιστα απλά: Δεν υπάρχουν και δεν μπορούν να υπάρχουν δύο πανομοιότυπα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο.Αυτός ο νόμος είναι γνωστός στην επιστήμη ως η αρχή Pauli (που πήρε το όνομά του από τον Ελβετό θεωρητικό φυσικό).

Γνωρίζοντας τον συνολικό αριθμό ηλεκτρονίων σε ένα άτομο, που είναι ίσος με τον ατομικό του αριθμό στο σύστημα Mendeleev, μπορείτε να «χτίσετε» ένα άτομο: μπορείτε να υπολογίσετε τη δομή του εξωτερικού του κελύφους ηλεκτρονίων - να καθορίσετε πόσα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε αυτό και τι είδος ηλεκτρονίων που βρίσκονται σε αυτό.

Καθώς μεγαλώνεις Ζ παρόμοιοι τύποι ηλεκτρονικών διαμορφώσεων ατόμων επαναλαμβάνονται περιοδικά.Στην ουσία, αυτό είναι επίσης μια διατύπωση του περιοδικού νόμου, αλλά σε σχέση με τη διαδικασία κατανομής ηλεκτρονίων μεταξύ κελύφους και υποκελύφους.

Γνωρίζοντας τον νόμο της ατομικής δομής, μπορούμε τώρα να κατασκευάσουμε έναν περιοδικό πίνακα και να εξηγήσουμε γιατί είναι χτισμένος με αυτόν τον τρόπο. Χρειάζεται μόνο μια μικρή ορολογική διευκρίνιση: εκείνα τα στοιχεία στα άτομα των οποίων η κατασκευή υποκεφύλων s-, p-, d-, f ονομάζονται συνήθως s-, p-, d-, f-στοιχεία, αντίστοιχα.

Ο τύπος ενός ατόμου συνήθως γράφεται με την ακόλουθη μορφή: ο κύριος κβαντικός αριθμός υποδεικνύεται με τον αντίστοιχο αριθμό, ο δευτερεύων κβαντικός αριθμός σημειώνεται με ένα γράμμα και ο αριθμός των ηλεκτρονίων σημειώνεται πάνω δεξιά.

Η πρώτη περίοδος περιέχει 1 s-στοιχεία - υδρογόνο και ήλιο. Η σχηματική σημείωση για την πρώτη περίοδο είναι η εξής: 1 s 2 . Η δεύτερη περίοδος μπορεί να απεικονιστεί ως εξής: 2 s 2 2 p 6, δηλαδή περιλαμβάνει στοιχεία στα οποία συμπληρώνονται 2 s-, 2 p-subshells. Και το τρίτο (3 s-, 3p-υποκελύφη είναι ενσωματωμένα σε αυτό): 3 s 2 3p 6. Προφανώς, επαναλαμβάνονται παρόμοιοι τύποι ηλεκτρονικών διαμορφώσεων.

Στην αρχή της 4ης περιόδου υπάρχουν δύο 4 s-στοιχεία, δηλαδή, η πλήρωση του N-shell αρχίζει νωρίτερα από την ολοκλήρωση της κατασκευής του M-shell. Περιέχει 10 ακόμη κενές θέσεις, οι οποίες καλύπτονται από δέκα επόμενα στοιχεία (3 d-στοιχεία). Το γέμισμα του κελύφους Μ έχει τελειώσει, το γέμισμα του κελύφους Ν συνεχίζεται (με έξι ηλεκτρόνια p 4). Επομένως, η δομή της 4ης περιόδου έχει ως εξής: 4 s 2 3 d 10 4 p 6. Η πέμπτη περίοδος συμπληρώνεται ομοίως:

5 s 2 4 d 10 5 p 6 .

Υπάρχουν 32 στοιχεία στην έκτη περίοδο. Η σχηματική του σημειογραφία είναι: 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6.

Και τέλος, η επόμενη, 7η περίοδος: 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι δεν είναι ακόμη γνωστά όλα τα στοιχεία της 7ης περιόδου.

Αυτή η σταδιακή πλήρωση των κελυφών είναι ένας αυστηρός φυσικός νόμος. Αποδεικνύεται ότι αντί να καταλαμβάνουν τα επίπεδα του 3 d υποκελύφους, είναι πιο κερδοφόρο (από ενεργειακή άποψη) τα ηλεκτρόνια να καταλαμβάνουν πρώτα τα επίπεδα του υποκέλυφου 4 s. Είναι αυτές οι ενεργειακές «ταλαντεύσεις» «πιο κερδοφόρες - λιγότερο κερδοφόρες» που εξηγούν την κατάσταση ότι στα χημικά στοιχεία η πλήρωση των κελυφών ηλεκτρονίων συμβαίνει σταδιακά.

Στα μέσα της δεκαετίας του '20. Ο Γάλλος φυσικός L. de Broglie εξέφρασε μια τολμηρή ιδέα: όλα τα υλικά σωματίδια (συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρονίων) έχουν όχι μόνο ιδιότητες υλικού, αλλά και κυματικές ιδιότητες. Ήταν σύντομα δυνατό να φανεί ότι τα ηλεκτρόνια, όπως τα κύματα φωτός, μπορούσαν επίσης να λυγίσουν γύρω από εμπόδια.

Δεδομένου ότι ένα ηλεκτρόνιο είναι ένα κύμα, η κίνησή του σε ένα άτομο μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας την εξίσωση κύματος. Αυτή η εξίσωση προήλθε το 1926 από τον Αυστριακό φυσικό E. Schrödinger. Οι μαθηματικοί την αποκαλούν μερική διαφορική εξίσωση δεύτερης τάξης. Για τους φυσικούς, αυτή είναι η βασική εξίσωση της κβαντικής μηχανικής.

Έτσι φαίνεται η εξίσωση:

+++ y = 0,

Οπου Μ– μάζα ηλεκτρονίων; r – την απόσταση του ηλεκτρονίου από τον πυρήνα. μι – φορτίο ηλεκτρονίων. μι– συνολική ενέργεια ηλεκτρονίων, ίση με το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας. Ζ– σειριακός αριθμός του ατόμου (για το άτομο υδρογόνου είναι 1). η– «κβάντο δράσης»· Χ , y , z – συντεταγμένες ηλεκτρονίων; Το y είναι η κυματική συνάρτηση (μια αφηρημένη αφηρημένη ποσότητα που χαρακτηρίζει τον βαθμό πιθανότητας).

Ο βαθμός πιθανότητας ότι ένα ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη θέση στο χώρο γύρω από τον πυρήνα. Εάν y = 1, τότε το ηλεκτρόνιο πρέπει πραγματικά να βρίσκεται σε αυτήν ακριβώς τη θέση. αν y = 0, τότε δεν υπάρχει ίχνος ηλεκτρονίου εκεί.

Η ιδέα της πιθανότητας εύρεσης ηλεκτρονίου είναι κεντρική στην κβαντική μηχανική. Και η τιμή της συνάρτησης y (psi) (ακριβέστερα, το τετράγωνο της τιμής της) εκφράζει την πιθανότητα ενός ηλεκτρονίου να βρίσκεται σε ένα ή άλλο σημείο του χώρου.

Σε ένα κβαντομηχανικό άτομο δεν υπάρχουν σαφείς τροχιές ηλεκτρονίων, τόσο ξεκάθαρα που περιγράφονται στο μοντέλο Bohr του ατόμου. Το ηλεκτρόνιο φαίνεται να απλώνεται στο διάστημα με τη μορφή σύννεφου. Αλλά η πυκνότητα αυτού του σύννεφου είναι διαφορετική: όπως λένε, πού είναι παχύ και πού είναι άδειο. Μια υψηλότερη πυκνότητα νέφους αντιστοιχεί σε μεγαλύτερη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου.

Από το αφηρημένο κβαντομηχανικό μοντέλο του ατόμου, μπορεί κανείς να προχωρήσει στο οπτικό και ορατό μοντέλο του ατόμου του Bohr. Για να γίνει αυτό, πρέπει να λύσετε την εξίσωση Schrödinger. Αποδεικνύεται ότι η συνάρτηση κύματος σχετίζεται με τρεις διαφορετικές ποσότητες, οι οποίες μπορούν να λάβουν μόνο ακέραιες τιμές. Επιπλέον, η ακολουθία των αλλαγών σε αυτά τα μεγέθη είναι τέτοια που δεν μπορούν να είναι τίποτα άλλο από κβαντικούς αριθμούς. Κύρια, τροχιακά και μαγνητικά. Αλλά εισήχθησαν ειδικά για να προσδιορίσουν τα φάσματα διαφόρων ατόμων. Στη συνέχεια μετανάστευσαν πολύ οργανικά στο μοντέλο του ατόμου Bohr. Αυτή είναι η επιστημονική λογική - ακόμη και ο πιο σκληρός σκεπτικιστής δεν μπορεί να την υπονομεύσει.

Όλα αυτά σημαίνουν ότι η επίλυση της εξίσωσης Schrödinger οδηγεί τελικά στην παραγωγή της αλληλουχίας πλήρωσης των ηλεκτρονιακών φλοιών και των υποστυλωμάτων των ατόμων. Αυτό είναι το κύριο πλεονέκτημα του κβαντομηχανικού ατόμου έναντι του ατόμου Bohr. Και οι έννοιες που είναι γνωστές στο πλανητικό άτομο μπορούν να επανεξεταστούν από την άποψη της κβαντικής μηχανικής. Μπορούμε να πούμε ότι μια τροχιά είναι ένα ορισμένο σύνολο πιθανών θέσεων ενός δεδομένου ηλεκτρονίου σε ένα άτομο. Αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη κυματική συνάρτηση. Αντί του όρου «τροχία» στη σύγχρονη ατομική φυσική και χημεία χρησιμοποιείται ο όρος «τροχιακή».

Έτσι, η εξίσωση Schrödinger είναι σαν ένα μαγικό ραβδί που εξαλείφει όλες τις ελλείψεις που περιέχονται στην επίσημη θεωρία του περιοδικού πίνακα. Μετατρέπει το «επίσημο» σε «πραγματικό».

Στην πραγματικότητα αυτό απέχει πολύ από την περίπτωση. Επειδή η εξίσωση έχει ακριβή λύση μόνο για το άτομο υδρογόνου, το απλούστερο από τα άτομα. Για το άτομο ηλίου και τα επόμενα, είναι αδύνατο να λυθεί με ακρίβεια η εξίσωση Schrödinger, αφού προστίθενται οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των ηλεκτρονίων. Και το να ληφθεί υπόψη η επιρροή τους στο τελικό αποτέλεσμα είναι ένα μαθηματικό έργο αφάνταστης πολυπλοκότητας. Είναι απρόσιτο στις ανθρώπινες ικανότητες. Μόνο ηλεκτρονικοί υπολογιστές υψηλής ταχύτητας, που εκτελούν εκατοντάδες χιλιάδες λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο, μπορούν να συγκριθούν με αυτό. Και ακόμη και τότε μόνο υπό την προϋπόθεση ότι το πρόγραμμα υπολογισμού αναπτύσσεται με πολυάριθμες απλουστεύσεις και προσεγγίσεις.

Πάνω από 40 χρόνια, ο κατάλογος των γνωστών χημικών στοιχείων έχει αυξηθεί κατά 19. Και τα 19 στοιχεία συντέθηκαν, παρασκευάστηκαν τεχνητά.

Η σύνθεση στοιχείων μπορεί να γίνει κατανοητή ως απόκτηση από ένα στοιχείο με χαμηλότερο πυρηνικό φορτίο, μικρότερο ατομικό αριθμό, στοιχείο με μεγαλύτερο ατομικό αριθμό. Και η ίδια η διαδικασία παραγωγής ονομάζεται πυρηνική αντίδραση. Η εξίσωσή της γράφεται με τον ίδιο τρόπο όπως η εξίσωση μιας συνηθισμένης χημικής αντίδρασης. Στην αριστερή πλευρά είναι οι αντιδρώντες ουσίες, στη δεξιά είναι τα προϊόντα που προκύπτουν. Τα αντιδρώντα σε μια πυρηνική αντίδραση είναι ο στόχος και το βομβαρδιστικό σωματίδιο.

Ο στόχος μπορεί να είναι σχεδόν οποιοδήποτε στοιχείο του περιοδικού πίνακα (σε ελεύθερη μορφή ή με τη μορφή χημικής ένωσης).

Ο ρόλος των βομβαρδιστικών σωματιδίων παίζεται από σωματίδια α, νετρόνια, πρωτόνια, δευτερόνια (πυρήνες του βαριού ισοτόπου του υδρογόνου), καθώς και τα λεγόμενα πολλαπλά φορτισμένα βαρέα ιόντα διαφόρων στοιχείων - βόριο, άνθρακας, άζωτο, οξυγόνο, νέον, αργό και άλλα στοιχεία του περιοδικού πίνακα.

Για να συμβεί μια πυρηνική αντίδραση, το σωματίδιο που βομβαρδίζει πρέπει να συγκρουστεί με τον πυρήνα του ατόμου στόχου. Εάν ένα σωματίδιο έχει αρκετά υψηλή ενέργεια, μπορεί να διεισδύσει τόσο βαθιά στον πυρήνα που συγχωνεύεται μαζί του. Δεδομένου ότι όλα τα σωματίδια που αναφέρονται παραπάνω, εκτός από το νετρόνιο, φέρουν θετικά φορτία, όταν συγχωνεύονται με τον πυρήνα, αυξάνουν το φορτίο του. Και μια αλλαγή στην τιμή του Z σημαίνει μετασχηματισμό στοιχείων: τη σύνθεση ενός στοιχείου με μια νέα τιμή του πυρηνικού φορτίου.

Για να βρει έναν τρόπο να επιταχύνει τα σωματίδια που βομβαρδίζουν και να τους δώσει υψηλή ενέργεια, αρκετή για να συγχωνευθούν με τους πυρήνες, εφευρέθηκε και κατασκευάστηκε ένας ειδικός επιταχυντής σωματιδίων - ένα κυκλοτρόνιο. Στη συνέχεια έχτισαν ένα ειδικό εργοστάσιο για νέα στοιχεία - έναν πυρηνικό πρύτανη. Ο άμεσος σκοπός του είναι η παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Αλλά επειδή υπάρχουν πάντα έντονες ροές νετρονίων, είναι εύκολο να χρησιμοποιηθούν για σκοπούς τεχνητής σύντηξης. Ένα νετρόνιο δεν έχει φορτίο και επομένως δεν χρειάζεται (και είναι αδύνατο) να επιταχυνθεί. Αντίθετα, τα αργά νετρόνια αποδεικνύονται πιο χρήσιμα από τα γρήγορα.

Οι χημικοί έπρεπε να βάλουν το μυαλό τους και να επιδείξουν πραγματικά θαύματα εφευρετικότητας για να αναπτύξουν τρόπους διαχωρισμού μικροσκοπικών ποσοτήτων νέων στοιχείων από την ουσία στόχο. Μάθετε να μελετάτε τις ιδιότητες των νέων στοιχείων όταν ήταν διαθέσιμα μόνο λίγα άτομα...

Μέσα από την εργασία εκατοντάδων και χιλιάδων επιστημόνων, 19 νέα κύτταρα συμπληρώθηκαν στον περιοδικό πίνακα. Τέσσερα είναι μέσα στα παλιά του όρια: μεταξύ υδρογόνου και ουρανίου. Δεκαπέντε - για το ουράνιο. Να πώς έγιναν όλα...

4 θέσεις στον περιοδικό πίνακα παρέμειναν κενές για μεγάλο χρονικό διάστημα: τα κελιά Νο. 43, 61, 85 και 87.

Αυτά τα 4 στοιχεία ήταν άπιαστα. Οι προσπάθειες των επιστημόνων που στόχευαν στην αναζήτησή τους στη φύση παρέμειναν ανεπιτυχείς. Με τη βοήθεια του περιοδικού νόμου, όλες οι άλλες θέσεις στον περιοδικό πίνακα γεμίστηκαν εδώ και πολύ καιρό - από το υδρογόνο μέχρι το ουράνιο.

Περισσότερες από μία φορές, αναφορές για την ανακάλυψη αυτών των τεσσάρων στοιχείων έχουν εμφανιστεί σε επιστημονικά περιοδικά. Αλλά όλες αυτές οι ανακαλύψεις δεν επιβεβαιώθηκαν: κάθε φορά ένας ακριβής έλεγχος έδειχνε ότι είχε γίνει ένα λάθος και τυχαίες ασήμαντες ακαθαρσίες θεωρούνταν εσφαλμένα ένα νέο στοιχείο.

Μια μακρά και δύσκολη αναζήτηση οδήγησε τελικά στην ανακάλυψη ενός από τα άπιαστα στοιχεία της φύσης. Αποδείχθηκε ότι η περίσσεια Νο. 87 εμφανίζεται στην αλυσίδα διάσπασης του φυσικού ραδιενεργού ισοτόπου ουρανίου-235. Είναι ένα βραχύβιο ραδιενεργό στοιχείο.

Ρύζι. 13. Σχήμα σχηματισμού στοιχείου Νο 87 - Γαλλία. Ορισμένα ραδιενεργά ισότοπα μπορούν να διασπαστούν με δύο τρόπους, για παράδειγμα, μέσω της διάσπασης α- και β. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ραδιενεργό πιρούνι. Όλες οι οικογένειες φυσικών ραδιενεργών περιέχουν πιρούνια.

Το στοιχείο 87 αξίζει να συζητηθεί με περισσότερες λεπτομέρειες. Τώρα στις εγκυκλοπαίδειες της χημείας διαβάζουμε: το φράγκιο (αριθμός σειράς 87) ανακαλύφθηκε το 1939 από τη Γαλλίδα επιστήμονα Margarita Perey.

Πώς κατάφερε ο Perey να πιάσει το άπιαστο στοιχείο; Το 1914, τρεις Αυστριακοί ραδιοχημικοί - S. Meyer, W. Hess και F. Paneth - άρχισαν να μελετούν τη ραδιενεργή διάσπαση του ισοτόπου ακτινίου με αριθμό μάζας 227. Ήταν γνωστό ότι ανήκει στην οικογένεια του ακτινοουρανίου και εκπέμπει σωματίδια β. ως εκ τούτου το προϊόν διάσπασής του είναι το θόριο. Ωστόσο, οι επιστήμονες είχαν ασαφείς υποψίες ότι το ακτίνιο-227 σε σπάνιες περιπτώσεις εκπέμπει επίσης σωματίδια α. Με άλλα λόγια, αυτό είναι ένα παράδειγμα ραδιενεργού πιρουνιού. Κατά τη διάρκεια ενός τέτοιου μετασχηματισμού, θα πρέπει να σχηματιστεί ένα ισότοπο του στοιχείου 87. Ο Meyer και οι συνεργάτες του παρατήρησαν πράγματι σωματίδια άλφα. Απαιτήθηκε περαιτέρω έρευνα, αλλά διακόπηκε από τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο.

Τον ίδιο δρόμο ακολούθησε και η Μαργαρίτα Πέρι. Είχε όμως πιο ευαίσθητα όργανα και νέες, βελτιωμένες μεθόδους ανάλυσης στη διάθεσή της. Γι' αυτό πέτυχε.

Το φράγκιο ταξινομείται ως στοιχείο που συντίθεται τεχνητά. Ωστόσο, το στοιχείο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στη φύση. Αυτό είναι ένα ισότοπο του φραγκίου-223. Ο χρόνος ημιζωής του είναι μόνο 22 λεπτά. Γίνεται σαφές γιατί υπάρχει τόσο μικρή Γαλλία στη Γη. Πρώτον, λόγω της ευθραυστότητάς του, δεν έχει χρόνο να συγκεντρωθεί σε αξιοσημείωτες ποσότητες και, δεύτερον, η ίδια η διαδικασία σχηματισμού του χαρακτηρίζεται από χαμηλή πιθανότητα: μόνο το 1,2% των πυρήνων του ακτινίου-227 διασπάται με την εκπομπή α- σωματίδια.

Από αυτή την άποψη, είναι πιο κερδοφόρο να παρασκευάζεται το φράγκιο τεχνητά. Έχουν ήδη ληφθεί 20 ισότοπα φραγκίου και το μακροβιότερο από αυτά είναι το φράγκιο-223. Δουλεύοντας με πολύ μικρές ποσότητες αλάτων φραγκίου, οι χημικοί μπόρεσαν να αποδείξουν ότι οι ιδιότητές του είναι εξαιρετικά παρόμοιες με το καίσιο.

Μελετώντας τις ιδιότητες των ατομικών πυρήνων, οι φυσικοί κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι δεν μπορούν να υπάρχουν σταθερά ισότοπα για στοιχεία με ατομικούς αριθμούς 43, 61, 85 και 87. Μπορούν να είναι μόνο ραδιενεργά, έχουν σύντομο χρόνο ημιζωής και πρέπει να εξαφανιστούν γρήγορα. Επομένως, όλα αυτά τα στοιχεία δημιουργήθηκαν τεχνητά από τον άνθρωπο. Οι δρόμοι για τη δημιουργία νέων στοιχείων υποδεικνύονταν από τον περιοδικό νόμο. Το στοιχείο 43 ήταν το πρώτο που δημιουργήθηκε τεχνητά.

Ο πυρήνας του στοιχείου 43 θα πρέπει να έχει 43 θετικά φορτία και 43 ηλεκτρόνια σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα. Ο κενός χώρος για το στοιχείο 43, που βρίσκεται στα μέσα της πέμπτης περιόδου, έχει μαγγάνιο στην τέταρτη περίοδο και ρήνιο στην έκτη περίοδο. Επομένως, οι χημικές ιδιότητες του στοιχείου 43 θα πρέπει να είναι παρόμοιες με εκείνες του μαγγανίου και του ρηνίου. Στα αριστερά του κελιού 43 είναι το μολυβδαίνιο Νο. 42, στα δεξιά το ρουθήνιο Νο. 44. Επομένως, για να δημιουργηθεί το στοιχείο 43, είναι απαραίτητο να αυξηθεί ο αριθμός των φορτίων στον πυρήνα ενός ατόμου που έχει 42 φορτία κατά ένα ακόμη στοιχειώδες φορτίο. Επομένως, για να συντεθεί ένα νέο στοιχείο 43, είναι απαραίτητο να ληφθεί το μολυβδαίνιο ως πρώτη ύλη. Το ελαφρύτερο στοιχείο, το υδρογόνο, έχει ένα θετικό φορτίο. Έτσι, μπορεί να αναμένεται ότι το στοιχείο 43 μπορεί να ληφθεί από μια πυρηνική αντίδραση μεταξύ μολυβδαινίου και πρωτονίου.

Ρύζι. 14. Σχέδιο σύνθεσης στοιχείου Νο. 43 – τεχνήτιο.

Οι ιδιότητες του στοιχείου 43 πρέπει να είναι παρόμοιες με εκείνες του μαγγανίου και του ρηνίου, και για να ανιχνευθεί και να αποδειχθεί ο σχηματισμός αυτού του στοιχείου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν χημικές αντιδράσεις παρόμοιες με εκείνες με τις οποίες οι χημικοί προσδιορίζουν την παρουσία μικρών ποσοτήτων μαγγανίου και μαγγανίου και ρήνιο.

Έτσι ο περιοδικός πίνακας καθιστά δυνατή τη χάραξη της διαδρομής για τη δημιουργία τεχνητών στοιχείων.

Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, το πρώτο τεχνητό χημικό στοιχείο δημιουργήθηκε το 1937. Έλαβε το σημαντικό όνομα τεχνήτιο - το πρώτο στοιχείο που παρήχθη τεχνικά, τεχνητά. Έτσι έγινε η σύνθεση του τεχνητίου. Η πλάκα μολυβδαινίου υποβλήθηκε σε έντονο βομβαρδισμό από πυρήνες του βαριού ισοτόπου υδρογόνου - δευτερίου, οι οποίοι επιταχύνθηκαν σε ένα κυκλοτρόνιο σε τεράστια ταχύτητα.

Βαρείς πυρήνες υδρογόνου, που λάμβαναν πολύ υψηλή ενέργεια, διείσδυσαν στους πυρήνες του μολυβδαινίου. Μετά από ακτινοβόληση σε κυκλοτρόνιο, το πλαστικό μολυβδαινίου διαλύθηκε σε οξύ. Μια ασήμαντη ποσότητα νέας ραδιενεργής ουσίας απομονώθηκε από το διάλυμα χρησιμοποιώντας τις ίδιες αντιδράσεις που είναι απαραίτητες για τον αναλυτικό προσδιορισμό του μαγγανίου (ανάλογο του στοιχείου 43). Αυτό ήταν το νέο στοιχείο - τεχνήτιο. Αντιστοιχούν ακριβώς στη θέση του στοιχείου στον περιοδικό πίνακα.

Τώρα το τεχνήτιο έχει γίνει αρκετά προσιτό: σχηματίζεται σε αρκετά μεγάλες ποσότητες σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Το Technetium έχει μελετηθεί καλά και είναι ήδη σε πρακτική χρήση.

Η μέθοδος με την οποία δημιουργήθηκε το στοιχείο 61 είναι πολύ παρόμοια με τη μέθοδο με την οποία παράγεται το τεχνήτιο. Το στοιχείο 61 απομονώθηκε μόλις το 1945 από στοιχεία κατακερματισμού που σχηματίστηκαν σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα ως αποτέλεσμα της σχάσης του ουρανίου.

Ρύζι. 15. Σχήμα σύνθεσης στοιχείου Νο. 61 – προμήθιο.

Το στοιχείο έλαβε το συμβολικό όνομα «προμέθιο». Αυτό το όνομα δεν του δόθηκε επιπόλαια. Συμβολίζει το δραματικό μονοπάτι της επιστήμης που κλέβει την ενέργεια της πυρηνικής σχάσης από τη φύση και κατέχει αυτή την ενέργεια (σύμφωνα με το μύθο, ο τιτάνας Προμηθέας έκλεψε τη φωτιά από τον ουρανό και την έδωσε στους ανθρώπους· γι' αυτό ήταν αλυσοδεμένος σε έναν βράχο και ένας τεράστιος αετός τον βασάνιζε καθημερινά), αλλά προειδοποιεί επίσης τους ανθρώπους για τον τρομερό πόλεμο.

Το προμέθιο λαμβάνεται τώρα σε σημαντικές ποσότητες: χρησιμοποιείται σε ατομικές μπαταρίες - πηγές συνεχούς ρεύματος που μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς διακοπή για πολλά χρόνια.

Με παρόμοιο τρόπο συντέθηκε το βαρύτερο αλογόνο, το εκαϊόδιο, το στοιχείο 85. Λήφθηκε για πρώτη φορά βομβαρδίζοντας βισμούθιο (Νο. 83) με πυρήνες ηλίου (Νο. 2), επιταχυνόμενο σε κυκλοτρόνιο σε υψηλές ενέργειες. Το νέο στοιχείο ονομάζεται αστατίνη (ασταθής). Είναι ραδιενεργό και εξαφανίζεται γρήγορα. Οι χημικές του ιδιότητες αποδείχθηκε επίσης ότι αντιστοιχούν ακριβώς στον περιοδικό νόμο. Είναι παρόμοιο με το ιώδιο.

Ρύζι. 16. Σχέδιο σύνθεσης στοιχείου Νο. 85 – αστατίνη.

Τα υπερουρανικά στοιχεία είναι τεχνητά συντιθέμενα χημικά στοιχεία που βρίσκονται στον περιοδικό πίνακα μετά το ουράνιο. Πόσα ακόμη από αυτά θα μπορούν να συντεθούν στο μέλλον, κανείς δεν μπορεί να απαντήσει σίγουρα.

Το ουράνιο ήταν το τελευταίο στοιχείο στη φυσική σειρά των χημικών στοιχείων για 70 μεγάλα χρόνια.

Και όλο αυτό το διάστημα, οι επιστήμονες ανησυχούσαν φυσικά για το ερώτημα: υπάρχουν στη φύση στοιχεία βαρύτερα από το ουράνιο; Ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς πίστευε ότι αν μπορούσαν ποτέ να ανακαλυφθούν στοιχεία ουρανίου στα έγκατα της γης, τότε ο αριθμός τους θα έπρεπε να περιοριστεί. Μετά την ανακάλυψη της ραδιενέργειας, η απουσία τέτοιων στοιχείων στη φύση εξηγήθηκε από το γεγονός ότι ο χρόνος ημιζωής τους είναι σύντομος και όλα αποσυντέθηκαν και μετατράπηκαν σε ελαφρύτερα στοιχεία πριν από πολύ καιρό, στα πολύ πρώιμα στάδια της εξέλιξης του πλανήτη μας. . Αλλά το ουράνιο, που αποδείχθηκε ότι ήταν ραδιενεργό, είχε τόσο μεγάλη διάρκεια ζωής που έχει επιβιώσει μέχρι σήμερα. Γιατί η φύση δεν μπορούσε να δώσει τουλάχιστον στα πιο κοντινά υπερουράνια έναν εξίσου γενναιόδωρο χρόνο ύπαρξης; Έχουν υπάρξει πολλές αναφορές για την ανακάλυψη υποτιθέμενων νέων στοιχείων μέσα στο σύστημα - μεταξύ υδρογόνου και ουρανίου, αλλά σχεδόν ποτέ δεν έχουν γραφτεί επιστημονικά περιοδικά για την ανακάλυψη υπερουρανίων. Οι επιστήμονες μάλωναν μόνο για τον λόγο της διακοπής του περιοδικού πίνακα για το ουράνιο.

Μόνο η πυρηνική σύντηξη κατέστησε δυνατή τη διαπίστωση ενδιαφέρων περιστάσεων που προηγουμένως δεν μπορούσαν καν να υποψιαστούν.

Οι πρώτες μελέτες για τη σύνθεση νέων χημικών στοιχείων είχαν ως στόχο την τεχνητή παραγωγή υπερουρανίων. Το πρώτο τεχνητό στοιχείο υπερουρανίου συζητήθηκε τρία χρόνια πριν εμφανιστεί το τεχνήτιο. Το διεγερτικό γεγονός ήταν η ανακάλυψη του νετρονίου. ένα στοιχειώδες σωματίδιο, χωρίς φορτίο, είχε τεράστια διεισδυτική ισχύ, μπορούσε να φτάσει στον ατομικό πυρήνα χωρίς να συναντήσει κανένα εμπόδιο και να προκαλέσει μετασχηματισμούς διαφόρων στοιχείων. Τα νετρόνια άρχισαν να εκτοξεύονται σε στόχους κατασκευασμένους από μια μεγάλη ποικιλία ουσιών. Πρωτοπόρος της έρευνας στον τομέα αυτό ήταν ο εξαιρετικός Ιταλός φυσικός E. Fermi.

Το ουράνιο που ακτινοβολήθηκε με νετρόνια εμφάνισε άγνωστη δραστηριότητα με μικρό χρόνο ημιζωής. Το ουράνιο-238, έχοντας απορροφήσει ένα νετρόνιο, μετατρέπεται σε ένα άγνωστο ισότοπο του στοιχείου ουράνιο-239, το οποίο είναι β-ραδιενεργό και θα πρέπει να μετατραπεί σε ισότοπο ενός στοιχείου με ατομικό αριθμό 93. Παρόμοιο συμπέρασμα κατέληξαν οι Ε. Φέρμι και τους συναδέλφους του.

Στην πραγματικότητα, χρειάστηκε μεγάλη προσπάθεια για να αποδειχθεί ότι η άγνωστη δραστηριότητα αντιστοιχούσε πράγματι στο πρώτο στοιχείο υπερουρανίου. Οι χημικές εργασίες οδήγησαν στο συμπέρασμα: το νέο στοιχείο είναι παρόμοιο σε ιδιότητες με το μαγγάνιο, δηλαδή ανήκει στην υποομάδα VII b. Αυτό το επιχείρημα αποδείχθηκε εντυπωσιακό: εκείνη την εποχή (τη δεκαετία του '30) σχεδόν όλοι οι χημικοί πίστευαν ότι αν υπήρχαν στοιχεία υπερουρανίου, τότε τουλάχιστον το πρώτο από αυτά θα ήταν παρόμοια ρε-στοιχεία από προηγούμενες περιόδους. Αυτό ήταν ένα λάθος που αναμφίβολα επηρέασε την ιστορία της ανακάλυψης στοιχείων βαρύτερων από το ουράνιο.

Εν ολίγοις, το 1934, ο E. Fermi ανακοίνωσε με σιγουριά τη σύνθεση όχι μόνο του στοιχείου 93, στο οποίο έδωσε το όνομα «ausonium», αλλά και του δεξιού γείτονά του στον περιοδικό πίνακα, «hesperia» (αρ. 94). Το τελευταίο ήταν προϊόν της β-διάσπασης του αυσωνίου:

Υπήρχαν επιστήμονες που «τράβηξαν» αυτή την αλυσίδα ακόμα πιο μακριά. Μεταξύ αυτών: οι Γερμανοί ερευνητές O. Hahn, L. Meitner και F. Strassmann. Το 1937 μιλούσαν ήδη για το στοιχείο Νο. 97 ως κάτι αληθινό:

Αλλά κανένα από τα νέα στοιχεία δεν ελήφθη σε αξιοσημείωτες ποσότητες ούτε απομονώθηκε σε ελεύθερη μορφή. Η σύνθεσή τους κρίθηκε από διάφορα έμμεσα σημάδια.

Τελικά, αποδείχθηκε ότι όλες αυτές οι εφήμερες ουσίες, που λαμβάνονται για στοιχεία υπερουρανίου, είναι στην πραγματικότητα στοιχεία που ανήκουν ... στη μέση του περιοδικού πίνακα, δηλαδή τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα γνωστών από καιρό χημικών στοιχείων. Αυτό έγινε σαφές όταν οι O. Hahn και F. Strassmann έκαναν μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις του 20ου αιώνα στις 22 Δεκεμβρίου 1938. – ανακάλυψη σχάσης ουρανίου υπό την επίδραση αργών νετρονίων. Οι επιστήμονες έχουν αναμφισβήτητα αποδείξει ότι το ουράνιο που ακτινοβολείται με νετρόνια περιέχει ισότοπα βαρίου και λανθανίου. Θα μπορούσαν να σχηματιστούν μόνο με την υπόθεση ότι τα νετρόνια φαίνεται να διασπούν τους πυρήνες του ουρανίου σε πολλά μικρότερα θραύσματα.

Ο μηχανισμός σχάσης εξηγήθηκε από τους L. Meitner και O. Frisch. Το λεγόμενο μοντέλο σταγονιδίων του πυρήνα υπήρχε ήδη: ο ατομικός πυρήνας έγινε σαν μια σταγόνα υγρού. Εάν σε μια σταγόνα δοθεί αρκετή ενέργεια και ενθουσιαστεί, μπορεί να χωριστεί σε μικρότερες σταγόνες. Ομοίως, ένας πυρήνας που φέρεται σε διεγερμένη κατάσταση από ένα νετρόνιο μπορεί να αποσυντεθεί και να χωριστεί σε μικρότερα μέρη - τους πυρήνες των ατόμων των ελαφρύτερων στοιχείων.

Το 1940, οι Σοβιετικοί επιστήμονες G.N. Flerov και K.A. Petrzhak απέδειξαν ότι η σχάση του ουρανίου μπορεί να συμβεί αυθόρμητα. Έτσι, ανακαλύφθηκε ένας νέος τύπος ραδιενεργού μετασχηματισμού που βρέθηκε στη φύση, η αυθόρμητη σχάση του ουρανίου. Αυτή ήταν μια εξαιρετικά σημαντική ανακάλυψη.

Ωστόσο, είναι λάθος να δηλώνουμε ότι η έρευνα για τα υπερουράνια της δεκαετίας του 1930 ήταν εσφαλμένη.

Το ουράνιο έχει δύο κύρια φυσικά ισότοπα: το ουράνιο-238 (σημαντικά κυρίαρχο) και το ουράνιο-235. Το δεύτερο διασπάται κυρίως υπό την επίδραση αργών νετρονίων, ενώ το πρώτο, απορροφώντας ένα νετρόνιο, μετατρέπεται μόνο σε ένα βαρύτερο ισότοπο - το ουράνιο-239, και αυτή η απορρόφηση είναι πιο έντονη, τόσο πιο γρήγορα είναι τα βομβαρδιστικά νετρόνια. Ως εκ τούτου, στις πρώτες απόπειρες σύνθεσης υπερουρανίων, η επίδραση του μετριασμού των νετρονίων οδήγησε στο γεγονός ότι όταν ένας στόχος από φυσικό ουράνιο που περιείχε και «πυροβολήθηκε», επικράτησε η διαδικασία σχάσης.

Αλλά το ουράνιο-238, το οποίο απορρόφησε ένα νετρόνιο, ήταν βέβαιο ότι θα δημιουργήσει την αλυσίδα σχηματισμού στοιχείων υπερουρανίου. Ήταν απαραίτητο να βρεθεί ένας αξιόπιστος τρόπος για να παγιδευτούν τα άτομα του στοιχείου 93 σε ένα πολύπλοκο χάος από θραύσματα σχάσης. Σχετικά μικρότερα σε μάζα, αυτά τα θραύσματα κατά τη διάρκεια του βομβαρδισμού ουρανίου θα έπρεπε να έχουν πετάξει σε μεγαλύτερες αποστάσεις (έχουν μεγαλύτερο μήκος διαδρομής) από τα πολύ μαζικά άτομα του στοιχείου 93.

Ο Αμερικανός φυσικός E. MacMillan, ο οποίος εργάστηκε στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στήριξε τα πειράματά του σε αυτές τις σκέψεις. Την άνοιξη του 1939, άρχισε να μελετά προσεκτικά την κατανομή των θραυσμάτων σχάσης ουρανίου κατά μήκος των μονοπατιών. Κατάφερε να διαχωρίσει ένα μικρό τμήμα θραυσμάτων με μικρή εμβέλεια. Σε αυτό το τμήμα ανακάλυψε ίχνη ραδιενεργού ουσίας με χρόνο ημιζωής 2,3 ημέρες και υψηλή ένταση ακτινοβολίας. Τέτοια δραστηριότητα δεν παρατηρήθηκε σε άλλα κλάσματα θραυσμάτων. Ο ΜακΜίλαν μπόρεσε να δείξει ότι αυτή η ουσία Χ είναι προϊόν διάσπασης του ισοτόπου ουρανίου-239:

Ο χημικός F. Ableson συμμετείχε στην εργασία. Αποδείχθηκε ότι μια ραδιενεργή ουσία με χρόνο ημιζωής 2,3 ημερών μπορεί να διαχωριστεί χημικά από το ουράνιο και το θόριο και δεν έχει καμία σχέση με το ρήνιο. Έτσι, η υπόθεση ότι το στοιχείο 93 θα έπρεπε να είναι εκαρένιο κατέρρευσε.

Η επιτυχημένη σύνθεση του ποσειδώνιου (το νέο στοιχείο πήρε το όνομά του από τον πλανήτη του ηλιακού συστήματος) ανακοινώθηκε από το αμερικανικό περιοδικό «Physical Review» στις αρχές του 1940. Έτσι ξεκίνησε η εποχή της σύνθεσης στοιχείων υπερουρανίου, η οποία αποδείχθηκε πολύ σημαντικό για την περαιτέρω ανάπτυξη του δόγματος της περιοδικότητας του Mendeleev.

Ρύζι. 17. Σχήμα σύνθεσης στοιχείου Νο. 93 - Ποσειδώνιο.

Ακόμη και οι περίοδοι των μακροβιότερων ισοτόπων των στοιχείων υπερουρανίου, κατά κανόνα, είναι σημαντικά μικρότερες από την ηλικία της Γης και επομένως η ύπαρξή τους στη φύση επί του παρόντος πρακτικά αποκλείεται. Έτσι, ο λόγος για το σπάσιμο της φυσικής σειράς χημικών στοιχείων στο ουράνιο - στοιχείο 92 είναι ξεκάθαρος.

Το Ποσειδώνιο ακολουθήθηκε από το πλουτώνιο. Συντέθηκε με μια πυρηνική αντίδραση:

χειμώνας 1940 – 1941 Ο Αμερικανός επιστήμονας G. Seaborg και οι συνεργάτες του (πολλά νέα στοιχεία υπερουρανίου συντέθηκαν στη συνέχεια στο εργαστήριο του G. Seaborg). Αλλά το πιο σημαντικό ισότοπο του πλουτωνίου αποδείχθηκε ότι είχε χρόνο ημιζωής 24.360 χρόνια. Επιπλέον, το πλουτώνιο-239 διασπάται πολύ πιο έντονα υπό την επίδραση αργών νετρονίων από

Ρύζι. 18. Σχέδιο σύνθεσης στοιχείου Νο. 94 - πλουτώνιο.

Στη δεκαετία του 40 Συντέθηκαν τρία ακόμη στοιχεία βαρύτερα από το ουράνιο: αμερίκιο (προς τιμήν της Αμερικής), κούριο (προς τιμήν των Μ. και Π. Κιουρί) και βερκέλιο (προς τιμήν του Μπέρκλεϋ στην Καλιφόρνια). Ο στόχος στους πυρηνικούς αντιδραστήρες ήταν το πλουτώνιο-239, που βομβαρδίστηκε από νετρόνια και σωματίδια α, και το αμερίκιο (η ακτινοβολία του οδήγησε στη σύνθεση του βερκελίου):

.

δεκαετία του '50 ξεκίνησε με τη σύνθεση καλιφόρνιο (αρ. 98). Προέκυψε όταν το μακρόβιο ισότοπο curium-242 συσσωρεύτηκε σε σημαντικές ποσότητες και έγινε στόχος από αυτό. Πυρηνική αντίδραση: οδήγησε στη σύνθεση ενός νέου στοιχείου 98.

Για να προχωρήσουμε προς τα στοιχεία 99 και 100, έπρεπε να ληφθεί μέριμνα για τη συσσώρευση βαρών βερκελίου και καλιφορνίου. Ο βομβαρδισμός στόχων που κατασκευάστηκαν από αυτά με σωματίδια α παρείχε αφορμή για τη σύνθεση νέων στοιχείων. Αλλά οι χρόνοι ημιζωής (ώρες και λεπτά) των συντιθέμενων ισοτόπων των στοιχείων 97 και 98 ήταν πολύ σύντομοι, και αυτό αποδείχθηκε ότι ήταν εμπόδιο στη συσσώρευσή τους στις απαιτούμενες ποσότητες. Προτάθηκε επίσης ένας άλλος τρόπος: μακροχρόνια ακτινοβολία πλουτωνίου με έντονη ροή νετρονίων. Θα έπρεπε όμως να περιμένουμε τα αποτελέσματα για πολλά χρόνια (για να αποκτήσουμε ένα από τα ισότοπα του βερκελιού στην καθαρή του μορφή, ο στόχος πλουτωνίου ακτινοβολήθηκε για 6 χρόνια!). Υπήρχε μόνο ένας τρόπος να μειωθεί σημαντικά ο χρόνος σύνθεσης: να αυξηθεί απότομα η ισχύς της δέσμης νετρονίων. Αυτό αποδείχθηκε αδύνατο στα εργαστήρια.

Μια θερμοπυρηνική έκρηξη ήρθε στη διάσωση. Την 1η Νοεμβρίου 1952, οι Αμερικανοί εξερράγησαν μια θερμοπυρηνική συσκευή στην ατόλη Eniwetak στον Ειρηνικό Ωκεανό. Από το σημείο της έκρηξης συλλέχθηκαν αρκετές εκατοντάδες κιλά χώματος και εξετάστηκαν δείγματα. Ως αποτέλεσμα, κατέστη δυνατό να ανακαλυφθούν ισότοπα των στοιχείων 99 και 100, που ονομάστηκαν αντίστοιχα einsteinium (προς τιμή του A. Einstein) και fermium (προς τιμή του E. Fermi).

Η ροή νετρονίων που δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια της έκρηξης αποδείχθηκε πολύ ισχυρή, καθώς οι πυρήνες του ουρανίου-238 μπόρεσαν να απορροφήσουν μεγάλο αριθμό νετρονίων σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτά τα υπέρβαρα ισότοπα ουρανίου, ως αποτέλεσμα αλυσίδων διαδοχικών διασπάσεων, μετατράπηκαν σε ισότοπα αϊνστεινίου και φερμιίου (Εικόνα 19).

Ρύζι. 19. Σχήμα σύνθεσης στοιχείων Νο. 99 – αϊνστάινιο και Νο. 100 – φέρμιο.

Mendeleevium είναι το όνομα που δόθηκε στο χημικό στοιχείο Νο. 101, που συντέθηκε από Αμερικανούς φυσικούς με επικεφαλής τον G. Seaborg το 1955. Οι συγγραφείς της σύνθεσης ονόμασαν το νέο στοιχείο «προς τιμήν του μεγάλου Ρώσου χημικού, ο οποίος ήταν ο πρώτος που χρησιμοποιήστε το περιοδικό σύστημα για να προβλέψετε τις ιδιότητες των μη ανακαλυφθέντων χημικών στοιχείων». Οι επιστήμονες κατάφεραν να συσσωρεύσουν αρκετό αϊνστάινιο για να προετοιμάσουν έναν στόχο από αυτό (η ποσότητα του αϊνστάινιου μετρήθηκε σε ένα δισεκατομμύριο άτομα). Με την ακτινοβολία του με σωματίδια α, ήταν δυνατό να υπολογιστεί η σύνθεση των πυρήνων του στοιχείου 101 (Εικόνα 20):

Ρύζι. 20. Σχέδιο σύνθεσης στοιχείου Νο. 101 - μεντελεύιο.

Ο χρόνος ημιζωής του προκύπτοντος ισοτόπου αποδείχθηκε πολύ μεγαλύτερος από ό,τι περίμεναν οι θεωρητικοί. Και παρόλο που ελήφθησαν μόνο λίγα άτομα μεντελευίου ως αποτέλεσμα της σύνθεσης, αποδείχθηκε ότι ήταν δυνατή η μελέτη των χημικών τους ιδιοτήτων χρησιμοποιώντας τις ίδιες μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν για προηγούμενα υπερουράνια.

Μια αξιόλογη αξιολόγηση του περιοδικού νόμου δόθηκε από τον William Razmay, ο οποίος υποστήριξε ότι ο περιοδικός νόμος είναι μια αληθινή πυξίδα για τους ερευνητές.

Πέρασαν αρκετά χρόνια μετά τον θάνατό του και το σύστημα Mendeleev έγινε ο πιο σημαντικός κρίκος στη γνώση μας για τον κόσμο στον οποίο ζούμε, για την εξέλιξη της ύλης στο σύμπαν, από τότε που ο Mendeleev στις επιστημονικές του ανακαλύψεις, και ιδιαίτερα στην ανακάλυψη του ο περιοδικός νόμος, στην πραγματικότητα εφάρμοσε τη διαλεκτική μέθοδο της γνώσης των φαινομένων της φύσης, σε σχέση με την οποία εγκωμιάστηκε ιδιαίτερα από τον Φρίντριχ Ένγκελς, ο οποίος, αξιολογώντας τον περιοδικό νόμο, σημείωσε ότι ο επιστήμονας, αν και ασυνείδητα εφάρμοσε το νόμο του Χέγκελ για τη μετάβαση της ποσότητας σε ποιότητα, εξακολουθεί να έχει επιτύχει ένα επιστημονικό επίτευγμα."

Είναι αδύνατο να σπουδάσεις χημεία παρά μόνο με βάση αυτόν τον πανταχού παρόντα νόμο. Πόσο γελοίο θα φαινόταν ένα εγχειρίδιο χημείας χωρίς τον περιοδικό πίνακα! Πρέπει να καταλάβετε πώς συνδέονται διαφορετικά στοιχεία μεταξύ τους και γιατί συνδέονται τόσο. Μόνο τότε ο περιοδικός πίνακας θα αποδειχθεί ότι είναι μια πλούσια αποθήκη πληροφοριών σχετικά με τις ιδιότητες των στοιχείων και των ενώσεων τους, μια αποθήκη με την οποία λίγα μπορούν να συγκριθούν.

Ένας έμπειρος χημικός, κοιτάζοντας μόνο τη θέση που καταλαμβάνει οποιοδήποτε στοιχείο σε ένα σύστημα, μπορεί να πει πολλά για αυτό: εάν το στοιχείο είναι μέταλλο ή μη μέταλλο. ανεξάρτητα από το αν σχηματίζει ή όχι ενώσεις με υδρογόνο - υδρίδια. ποια οξείδια είναι χαρακτηριστικά αυτού του στοιχείου. τι σθένη μπορεί να εμφανίσει όταν εισέρχεται σε χημικές ενώσεις. ποιες ενώσεις αυτού του στοιχείου θα είναι σταθερές και ποιες, αντίθετα, θα είναι εύθραυστες. Από ποιες ενώσεις και με ποιον τρόπο είναι πιο βολικό και κερδοφόρο να αποκτήσετε αυτό το στοιχείο σε ελεύθερη μορφή. Και αν ένας χημικός είναι σε θέση να εξάγει όλες αυτές τις πληροφορίες από τον περιοδικό πίνακα, τότε αυτό σημαίνει ότι τις έχει κατακτήσει καλά.

Ο περιοδικός πίνακας είναι η βάση για τη λήψη νέων υλικών και ουσιών με νέες, ασυνήθιστες, προκαθορισμένες ιδιότητες, ουσίες που είναι άγνωστες στη φύση. Τώρα δημιουργούνται σε μεγάλες ποσότητες. Έγινε επίσης κατευθυντήριο νήμα για τη σύνθεση ημιαγωγών υλικών. Χρησιμοποιώντας πολλά παραδείγματα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι ενώσεις στοιχείων που καταλαμβάνουν συγκεκριμένες θέσεις στον περιοδικό πίνακα (κυρίως στις ομάδες III – V) έχουν ή θα έπρεπε να έχουν τις καλύτερες ιδιότητες ημιαγωγών.

Είναι αδύνατο να τεθεί το καθήκον της απόκτησης νέων κραμάτων αγνοώντας τον περιοδικό πίνακα. Εξάλλου, η δομή και οι ιδιότητες των κραμάτων καθορίζονται από τη θέση των μετάλλων στον πίνακα. Επί του παρόντος, χιλιάδες διαφορετικά κράματα είναι γνωστά.

Ίσως σε οποιονδήποτε κλάδο της σύγχρονης χημείας μπορεί κανείς να παρατηρήσει μια αντανάκλαση του περιοδικού νόμου. Δεν είναι όμως μόνο οι χημικοί που σκύβουν το κεφάλι μπροστά στο μεγαλείο του. Στο δύσκολο και συναρπαστικό έργο της σύνθεσης νέων στοιχείων, είναι αδύνατο να γίνει χωρίς τον περιοδικό νόμο. Μια γιγαντιαία φυσική διαδικασία σύνθεσης χημικών στοιχείων συμβαίνει στα αστέρια. Οι επιστήμονες ονομάζουν αυτή τη διαδικασία πυρηνοσύνθεση.

Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες δεν έχουν ιδέα με ποιους ακριβείς τρόπους, ως αποτέλεσμα των διαδοχικών πυρηνικών αντιδράσεων, σχηματίστηκαν τα γνωστά σε εμάς χημικά στοιχεία. Υπάρχουν πολλές υποθέσεις πυρηνοσύνθεσης, αλλά δεν υπάρχει ακόμη πλήρης θεωρία. Μπορούμε όμως να πούμε με σιγουριά ότι ακόμη και οι πιο δειλές υποθέσεις για τις διαδρομές προέλευσης των στοιχείων θα ήταν αδύνατες χωρίς να ληφθεί υπόψη η διαδοχική διάταξη των στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Οι νόμοι της πυρηνικής περιοδικότητας, η δομή και οι ιδιότητες των ατομικών πυρήνων αποτελούν τη βάση διαφόρων αντιδράσεων πυρηνοσύνθεσης.

Θα χρειαζόταν πολύς χρόνος για να απαριθμήσουμε εκείνους τους τομείς της ανθρώπινης γνώσης και πρακτικής όπου ο Μεγάλος Νόμος και το σύστημα των στοιχείων διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο. Και, για να πούμε την αλήθεια, δεν φανταζόμαστε καν την πλήρη κλίμακα του δόγματος της περιοδικότητας του Mendeleev. Πολλές φορές θα αναβοσβήνει τις απροσδόκητες πτυχές του στους επιστήμονες.

Ο Mendeleev είναι αναμφίβολα ένας από τους μεγαλύτερους χημικούς του κόσμου. Αν και έχουν περάσει περισσότερα από εκατό χρόνια από τον νόμο του, κανείς δεν ξέρει πότε θα γίνει πλήρως κατανοητό ολόκληρο το περιεχόμενο του περίφημου περιοδικού πίνακα.

Ρύζι. 21. Φωτογραφία του Dmitry Ivanovich Mendeleev.

Ρύζι. 22. Ρωσική Χημική Εταιρεία υπό την προεδρία

1. Petryanov I.V., Trifonov D.N. "The Great Law"

Μόσχα, «Παιδαγωγική», 1984

2. Kedrov B. M. «Προβλέψεις του D. I. Mendeleev στον ατομισμό»

Μόσχα, Atomizdat, 1977

3. Agafoshin N. P. «Περιοδικός νόμος και το περιοδικό σύστημα στοιχείων του D. I. Mendeleev» Μόσχα, «Διαφωτισμός», 1973

4. «Δ. Ο I. Mendeleev στα απομνημονεύματα των συγχρόνων του» Μόσχα, «Atomizdat», 1973.

5. Βιογραφικό βιβλίο αναφοράς Volkov V. A. "Outstanding Chemists of the World" Μόσχα, "Γυμνάσιο", 1991

6. Bogolyubova L.N. «Βιογραφίες μεγάλων χημικών» Μόσχα, «Διαφωτισμός», 1997

7. Ivanova L. F., Egorova E. N. επιτραπέζια εγκυκλοπαίδεια “Everything about Everything” Μόσχα, “Mnemosyne”, 2001

8. Παιδική εγκυκλοπαίδεια Summ L.B. «Εξερευνώ τον κόσμο. Χημεία» Μόσχα, «Όλυμπος», 1998

Η ανακάλυψη του πίνακα των περιοδικών χημικών στοιχείων ήταν ένα από τα σημαντικά ορόσημα στην ιστορία της ανάπτυξης της χημείας ως επιστήμης. Ο ανακάλυψες του πίνακα ήταν ο Ρώσος επιστήμονας Ντμίτρι Μεντελέεφ. Ένας εξαιρετικός επιστήμονας με ευρεία επιστημονική προοπτική κατάφερε να συνδυάσει όλες τις ιδέες για τη φύση των χημικών στοιχείων σε μια ενιαία συνεκτική έννοια.

Το M24.RU θα σας πει για την ιστορία της ανακάλυψης του πίνακα περιοδικών στοιχείων, ενδιαφέροντα γεγονότα που σχετίζονται με την ανακάλυψη νέων στοιχείων και λαϊκές ιστορίες που περιέβαλαν τον Mendeleev και τον πίνακα των χημικών στοιχείων που δημιούργησε.

Ιστορικό ανοίγματος πίνακα

Μέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα, είχαν ανακαλυφθεί 63 χημικά στοιχεία και οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο έχουν επανειλημμένα κάνει προσπάθειες να συνδυάσουν όλα τα υπάρχοντα στοιχεία σε μια ενιαία έννοια. Προτάθηκε η τοποθέτηση των στοιχείων κατά σειρά αύξησης της ατομικής μάζας και η διαίρεση τους σε ομάδες σύμφωνα με παρόμοιες χημικές ιδιότητες.

Το 1863, ο χημικός και μουσικός John Alexander Newland πρότεινε τη θεωρία του, ο οποίος πρότεινε μια διάταξη χημικών στοιχείων παρόμοια με αυτή που ανακάλυψε ο Mendeleev, αλλά το έργο του επιστήμονα δεν ελήφθη σοβαρά υπόψη από την επιστημονική κοινότητα λόγω του γεγονότος ότι ο συγγραφέας παρασύρθηκε από την αναζήτηση της αρμονίας και τη σύνδεση της μουσικής με τη χημεία.

Το 1869, ο Mendeleev δημοσίευσε το διάγραμμα του περιοδικού πίνακα στο Journal of the Russian Chemical Society και έστειλε ειδοποίηση για την ανακάλυψη στους κορυφαίους επιστήμονες του κόσμου. Στη συνέχεια, ο χημικός επανειλημμένα βελτίωσε και βελτίωσε το σχήμα μέχρι να αποκτήσει τη συνηθισμένη του εμφάνιση.

Η ουσία της ανακάλυψης του Mendeleev είναι ότι με την αύξηση της ατομικής μάζας, οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων αλλάζουν όχι μονότονα, αλλά περιοδικά. Μετά από έναν ορισμένο αριθμό στοιχείων με διαφορετικές ιδιότητες, οι ιδιότητες αρχίζουν να επαναλαμβάνονται. Έτσι, το κάλιο είναι παρόμοιο με το νάτριο, το φθόριο είναι παρόμοιο με το χλώριο και ο χρυσός είναι παρόμοιος με το ασήμι και τον χαλκό.

Το 1871, ο Mendeleev συνδύασε τελικά τις ιδέες στον περιοδικό νόμο. Οι επιστήμονες προέβλεψαν την ανακάλυψη πολλών νέων χημικών στοιχείων και περιέγραψαν τις χημικές τους ιδιότητες. Στη συνέχεια, οι υπολογισμοί του χημικού επιβεβαιώθηκαν πλήρως - το γάλλιο, το σκάνδιο και το γερμάνιο αντιστοιχούσαν πλήρως στις ιδιότητες που τους απέδωσε ο Mendeleev.

Ιστορίες για τον Μεντελίεφ

Υπήρχαν πολλές ιστορίες για τον διάσημο επιστήμονα και τις ανακαλύψεις του. Οι άνθρωποι εκείνη την εποχή είχαν ελάχιστη κατανόηση της χημείας και πίστευαν ότι η μελέτη της χημείας ήταν κάτι σαν να τρως σούπα από μωρά και να κλέβεις σε βιομηχανική κλίμακα. Ως εκ τούτου, οι δραστηριότητες του Mendeleev απέκτησαν γρήγορα μια μάζα φημών και θρύλων.

Ένας από τους θρύλους λέει ότι ο Mendeleev ανακάλυψε τον πίνακα των χημικών στοιχείων σε ένα όνειρο. Δεν είναι η μόνη περίπτωση· για την ανακάλυψή του μίλησε και ο August Kekule, που ονειρευόταν τη φόρμουλα του δακτυλίου βενζίνης. Ωστόσο, ο Mendeleev μόνο γέλασε με τους κριτικούς. «Το σκέφτομαι ίσως είκοσι χρόνια και λες: Καθόμουν εκεί και ξαφνικά... τελείωσα!» είπε κάποτε ο επιστήμονας για την ανακάλυψή του.

Μια άλλη ιστορία πιστώνει στον Mendeleev την ανακάλυψη της βότκας. Το 1865, ο μεγάλος επιστήμονας υπερασπίστηκε τη διατριβή του με θέμα «Λόγος για τον συνδυασμό του αλκοόλ με το νερό» και αυτό έδωσε αμέσως την αφορμή για έναν νέο θρύλο. Οι σύγχρονοι του χημικού χαμογέλασαν, λέγοντας ότι ο επιστήμονας «δημιουργεί αρκετά καλά υπό την επήρεια αλκοόλ σε συνδυασμό με νερό», και οι επόμενες γενιές ήδη αποκαλούσαν τον Mendeleev τον ανακάλυψε της βότκας.

Γέλασαν επίσης με τον τρόπο ζωής του επιστήμονα, και ειδικά με το γεγονός ότι ο Μεντελέγιεφ εξόπλισε το εργαστήριό του στην κοιλότητα μιας τεράστιας βελανιδιάς.

Οι σύγχρονοι κορόιδευαν επίσης το πάθος του Mendeleev για τις βαλίτσες. Ο επιστήμονας, κατά τη διάρκεια της ακούσιας αδράνειας του στη Συμφερούπολη, αναγκάστηκε να απομακρύνει τον χρόνο υφαίνοντας βαλίτσες. Αργότερα, κατασκεύασε ανεξάρτητα δοχεία από χαρτόνι για τις ανάγκες του εργαστηρίου. Παρά την ξεκάθαρα «ερασιτεχνική» φύση αυτού του χόμπι, ο Mendeleev συχνά αποκαλούνταν «κύριος των βαλιτσών».

Ανακάλυψη ραδίου

Μια από τις πιο τραγικές και ταυτόχρονα διάσημες σελίδες στην ιστορία της χημείας και η εμφάνιση νέων στοιχείων στον περιοδικό πίνακα συνδέεται με την ανακάλυψη του ραδίου. Το νέο χημικό στοιχείο ανακαλύφθηκε από τους συζύγους Marie και Pierre Curie, οι οποίοι ανακάλυψαν ότι τα απόβλητα που είχαν απομείνει μετά τον διαχωρισμό του ουρανίου από το μετάλλευμα ουρανίου ήταν πιο ραδιενεργά από το καθαρό ουράνιο.

Δεδομένου ότι κανείς δεν ήξερε τι ήταν η ραδιενέργεια εκείνη την εποχή, οι φήμες απέδωσαν γρήγορα θεραπευτικές ιδιότητες και την ικανότητα να θεραπεύει σχεδόν όλες τις γνωστές στην επιστήμη ασθένειες στο νέο στοιχείο. Το ράδιο περιλαμβανόταν σε προϊόντα διατροφής, οδοντόκρεμες και κρέμες προσώπου. Οι πλούσιοι φορούσαν ρολόγια των οποίων τα καντράν ήταν βαμμένα με μπογιά που περιείχε ράδιο. Το ραδιενεργό στοιχείο προτάθηκε ως μέσο για τη βελτίωση της ισχύος και την ανακούφιση του στρες.

Μια τέτοια «παραγωγή» συνεχίστηκε για είκοσι χρόνια - μέχρι τη δεκαετία του '30 του εικοστού αιώνα, όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν τις πραγματικές ιδιότητες της ραδιενέργειας και ανακάλυψαν πόσο καταστροφική είναι η επίδραση της ακτινοβολίας στο ανθρώπινο σώμα.

Η Μαρία Κιουρί πέθανε το 1934 από ασθένεια ακτινοβολίας που προκλήθηκε από μακροχρόνια έκθεση στο ράδιο.

Νεφέλωμα και Κορώνιο

Ο περιοδικός πίνακας όχι μόνο διέταξε τα χημικά στοιχεία σε ένα ενιαίο αρμονικό σύστημα, αλλά έκανε επίσης δυνατή την πρόβλεψη πολλών ανακαλύψεων νέων στοιχείων. Ταυτόχρονα, ορισμένα χημικά «στοιχεία» αναγνωρίστηκαν ως ανύπαρκτα με τη βάση ότι δεν εντάσσονταν στην έννοια του περιοδικού νόμου. Η πιο διάσημη ιστορία είναι η «ανακάλυψη» των νέων στοιχείων νεφέλωμα και κορώνιο.

Κατά τη μελέτη της ηλιακής ατμόσφαιρας, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν φασματικές γραμμές που δεν ήταν σε θέση να ταυτίσουν με κανένα από τα χημικά στοιχεία που ήταν γνωστά στη γη. Οι επιστήμονες πρότειναν ότι αυτές οι γραμμές ανήκουν σε ένα νέο στοιχείο, το οποίο ονομάστηκε κορόνιο (επειδή οι γραμμές ανακαλύφθηκαν κατά τη μελέτη της «στεφάνης» του Ήλιου - το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας του άστρου).

Λίγα χρόνια αργότερα, οι αστρονόμοι έκαναν μια άλλη ανακάλυψη μελετώντας τα φάσματα των νεφελωμάτων αερίου. Οι γραμμές που ανακαλύφθηκαν, οι οποίες και πάλι δεν μπορούσαν να ταυτιστούν με τίποτα επίγειο, αποδόθηκαν σε ένα άλλο χημικό στοιχείο - το νεφέλωμα.

Οι ανακαλύψεις επικρίθηκαν επειδή δεν υπήρχε πλέον χώρος στον περιοδικό πίνακα του Mendeleev για στοιχεία με ιδιότητες νεφελώματος και κορωνίου. Μετά από έλεγχο, ανακαλύφθηκε ότι το νεφέλωμα είναι συνηθισμένο επίγειο οξυγόνο και το κορώνιο είναι πολύ ιονισμένος σίδηρος.

Το υλικό δημιουργήθηκε με βάση πληροφορίες από ανοιχτές πηγές. Προετοιμάστηκε από τον Vasily Makagonov @vmakagonov

ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΟΥ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΥ ΝΟΜΟΥ

Ο περιοδικός νόμος ανακαλύφθηκε από τον D.I. Mendeleev ενώ εργαζόταν στο κείμενο του σχολικού βιβλίου «Βασικές αρχές της Χημείας», όταν συνάντησε δυσκολίες στη συστηματοποίηση του πραγματικού υλικού. Μέχρι τα μέσα Φεβρουαρίου 1869, αναλογιζόμενος τη δομή του σχολικού βιβλίου, ο επιστήμονας κατέληξε σταδιακά στο συμπέρασμα ότι οι ιδιότητες των απλών ουσιών και οι ατομικές μάζες των στοιχείων συνδέονται με ένα συγκεκριμένο σχέδιο.

Η ανακάλυψη του περιοδικού πίνακα των στοιχείων δεν έγινε τυχαία· ήταν το αποτέλεσμα τεράστιας δουλειάς, μακράς και επίπονης δουλειάς, την οποία ξόδεψε ο ίδιος ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς και πολλοί χημικοί από τους προκατόχους και συγχρόνους του. «Όταν άρχισα να οριστικοποιώ την ταξινόμηση των στοιχείων, έγραψα σε ξεχωριστές κάρτες κάθε στοιχείο και τις ενώσεις του και στη συνέχεια, ταξινομώντας τα με τη σειρά των ομάδων και των σειρών, έλαβα τον πρώτο οπτικό πίνακα του περιοδικού νόμου. Αλλά αυτή ήταν μόνο η τελευταία συγχορδία, το αποτέλεσμα όλων των προηγούμενων εργασιών...» είπε ο επιστήμονας. Ο Mendeleev τόνισε ότι η ανακάλυψή του ήταν το αποτέλεσμα είκοσι ετών σκέψης για τις συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων, σκέψης για τις σχέσεις των στοιχείων από όλες τις πλευρές.

Στις 17 Φεβρουαρίου (1 Μαρτίου), το χειρόγραφο του άρθρου, που περιείχε έναν πίνακα με τίτλο «Ένα πείραμα σε ένα σύστημα στοιχείων με βάση τα ατομικά τους βάρη και τις χημικές ομοιότητες», ολοκληρώθηκε και υποβλήθηκε στον Τύπο με σημειώσεις για στοιχειοθέτες και την ημερομηνία «17 Φεβρουαρίου 1869». Η ανακοίνωση της ανακάλυψης του Mendeleev έγινε από τον εκδότη της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας, καθηγητή N.A. Menshutkin, σε μια συνεδρίαση της εταιρείας στις 22 Φεβρουαρίου (6 Μαρτίου 1869). Ο ίδιος ο Mendeleev δεν ήταν παρών στη συνάντηση, αφού εκείνη την εποχή, με τις οδηγίες της Ελεύθερης Οικονομικής Εταιρείας, εξέτασε τα τυροκομεία Tverskaya και τις επαρχίες Novgorod.

Στην πρώτη έκδοση του συστήματος, τα στοιχεία τακτοποιήθηκαν από τον επιστήμονα σε δεκαεννέα οριζόντιες σειρές και έξι κάθετες στήλες. Στις 17 Φεβρουαρίου (1 Μαρτίου), η ανακάλυψη του περιοδικού νόμου δεν ολοκληρώθηκε σε καμία περίπτωση, αλλά μόλις ξεκίνησε. Ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς συνέχισε την ανάπτυξή του και την εμβάθυνσή του για σχεδόν τρία ακόμη χρόνια. Το 1870, ο Mendeleev δημοσίευσε τη δεύτερη έκδοση του συστήματος στο "Fundamentals of Chemistry" ("Natural System of Elements"): οριζόντιες στήλες αναλογικών στοιχείων μετατράπηκαν σε οκτώ κατακόρυφα διατεταγμένες ομάδες. οι έξι κάθετες στήλες της πρώτης έκδοσης έγιναν περίοδοι που ξεκινούσαν με αλκαλικό μέταλλο και τελειώνουν με αλογόνο. Κάθε περίοδος χωρίστηκε σε δύο σειρές. στοιχεία διαφορετικών σειρών που περιλαμβάνονται στην ομάδα σχημάτισαν υποομάδες.

Η ουσία της ανακάλυψης του Mendeleev ήταν ότι με την αύξηση της ατομικής μάζας των χημικών στοιχείων, οι ιδιότητές τους δεν αλλάζουν μονότονα, αλλά περιοδικά. Μετά από έναν ορισμένο αριθμό στοιχείων με διαφορετικές ιδιότητες, διατεταγμένα σε αυξανόμενο ατομικό βάρος, οι ιδιότητες αρχίζουν να επαναλαμβάνονται. Η διαφορά μεταξύ του έργου του Mendeleev και του έργου των προκατόχων του ήταν ότι ο Mendeleev δεν είχε μία βάση για την ταξινόμηση στοιχείων, αλλά δύο - ατομική μάζα και χημική ομοιότητα. Προκειμένου να παρατηρηθεί πλήρως η περιοδικότητα, ο Mendeleev διόρθωσε τις ατομικές μάζες ορισμένων στοιχείων, τοποθέτησε αρκετά στοιχεία στο σύστημά του σε αντίθεση με τις αποδεκτές τότε ιδέες σχετικά με την ομοιότητά τους με άλλα και άφησε κενά κελιά στον πίνακα όπου δεν είχαν ανακαλυφθεί ακόμη στοιχεία. έπρεπε να είχε τοποθετηθεί.

Το 1871, με βάση αυτά τα έργα, ο Mendeleev διατύπωσε τον Περιοδικό Νόμο, η μορφή του οποίου βελτιώθηκε κάπως με την πάροδο του χρόνου.

Ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων είχε μεγάλη επιρροή στη μετέπειτα ανάπτυξη της χημείας. Όχι μόνο ήταν η πρώτη φυσική ταξινόμηση των χημικών στοιχείων, που έδειξε ότι σχηματίζουν ένα αρμονικό σύστημα και βρίσκονται σε στενή σύνδεση μεταξύ τους, αλλά ήταν επίσης ένα ισχυρό εργαλείο για περαιτέρω έρευνα. Την εποχή που ο Mendeleev συνέταξε τον πίνακα του με βάση τον περιοδικό νόμο που ανακάλυψε, πολλά στοιχεία ήταν ακόμα άγνωστα. Ο Mendeleev όχι μόνο ήταν πεπεισμένος ότι πρέπει να υπάρχουν ακόμη άγνωστα στοιχεία που θα γεμίζουν αυτούς τους χώρους, αλλά προέβλεψε επίσης τις ιδιότητες τέτοιων στοιχείων με βάση τη θέση τους μεταξύ άλλων στοιχείων του περιοδικού πίνακα. Τα επόμενα 15 χρόνια, οι προβλέψεις του Mendeleev επιβεβαιώθηκαν έξοχα. ανακαλύφθηκαν και τα τρία αναμενόμενα στοιχεία (Ga, Sc, Ge), που ήταν ο μεγαλύτερος θρίαμβος του περιοδικού νόμου.

DI. Ο Mendeleev υπέβαλε το χειρόγραφο «Η εμπειρία ενός συστήματος στοιχείων με βάση το ατομικό τους βάρος και τη χημική τους ομοιότητα» // Προεδρική Βιβλιοθήκη // Ημέρα Ιστορίας http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006

ΡΩΣΙΚΗ ΧΗΜΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ

Η Russian Chemical Society είναι ένας επιστημονικός οργανισμός που ιδρύθηκε στο Πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρούπολης το 1868 και ήταν μια εθελοντική ένωση Ρώσων χημικών.

Η ανάγκη δημιουργίας της Εταιρείας ανακοινώθηκε στο 1ο Συνέδριο Ρώσων Φυσιολόγων και Ιατρών, που έγινε στην Αγία Πετρούπολη στα τέλη Δεκεμβρίου 1867 - αρχές Ιανουαρίου 1868. Στο Συνέδριο ανακοινώθηκε η απόφαση των συμμετεχόντων του Χημικού Τμήματος :

«Το Χημικό Τμήμα εξέφρασε την ομόφωνη επιθυμία να ενωθεί στη Χημική Εταιρεία για την επικοινωνία των ήδη εγκατεστημένων δυνάμεων των Ρώσων χημικών. Το τμήμα πιστεύει ότι αυτή η κοινωνία θα έχει μέλη σε όλες τις πόλεις της Ρωσίας και ότι η έκδοσή της θα περιλαμβάνει τα έργα όλων των Ρώσων χημικών, δημοσιευμένα στα ρωσικά».

Μέχρι τότε, χημικές εταιρείες είχαν ήδη ιδρυθεί σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες: η London Chemical Society (1841), η French Chemical Society (1857), η German Chemical Society (1867). Η Αμερικανική Χημική Εταιρεία ιδρύθηκε το 1876.

Ο Χάρτης της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας, που συντάχθηκε κυρίως από τον D.I. Mendeleev, εγκρίθηκε από το Υπουργείο Δημόσιας Παιδείας στις 26 Οκτωβρίου 1868 και η πρώτη συνεδρίαση της Εταιρείας έγινε στις 6 Νοεμβρίου 1868. Αρχικά, περιλάμβανε 35 χημικούς από Αγία Πετρούπολη, Καζάν, Μόσχα, Βαρσοβία, Κίεβο, Χάρκοβο και Οδησσό. Ο N. N. Zinin έγινε ο πρώτος Πρόεδρος της Ρωσικής Πολιτιστικής Εταιρείας και ο N. A. Menshutkin έγινε γραμματέας. Τα μέλη της εταιρείας πλήρωναν συνδρομές μέλους (10 ρούβλια ετησίως), νέα μέλη έγιναν δεκτά μόνο μετά από σύσταση τριών υπαρχόντων. Τον πρώτο χρόνο της ύπαρξής του, το RCS αυξήθηκε από 35 σε 60 μέλη και συνέχισε να αναπτύσσεται ομαλά τα επόμενα χρόνια (129 το 1879, 237 το 1889, 293 το 1899, 364 το 1909, 565 το 1917).

Το 1869, η Ρωσική Χημική Εταιρεία απέκτησε το δικό της έντυπο όργανο - την Εφημερίδα της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας (ZHRKhO). Το περιοδικό έβγαινε 9 φορές το χρόνο (μηνιαία, εκτός από τους καλοκαιρινούς μήνες). Ο εκδότης του ZhRKhO από το 1869 έως το 1900 ήταν ο N. A. Menshutkin και από το 1901 έως το 1930 - A. E. Favorsky.

Το 1878, η Russian Chemical Society συγχωνεύθηκε με τη Russian Physical Society (που ιδρύθηκε το 1872) για να σχηματίσει τη Russian Physico-Chemical Society. Οι πρώτοι Πρόεδροι της Ρωσικής Ομοσπονδιακής Χημικής Εταιρείας ήταν ο A. M. Butlerov (το 1878-1882) και ο D. I. Mendeleev (το 1883-1887). Σε σχέση με την ενοποίηση το 1879 (από τον 11ο τόμο), το "Journal of the Russian Chemical Society" μετονομάστηκε σε "Journal of the Russian Physico-Chemical Society". Η συχνότητα δημοσίευσης ήταν 10 τεύχη ετησίως. Το περιοδικό αποτελούνταν από δύο μέρη - χημικό (ZhRKhO) και φυσικό (ZhRFO).

Πολλά έργα κλασικών ρωσικής χημείας δημοσιεύθηκαν για πρώτη φορά στις σελίδες του ZhRKhO. Μπορούμε να σημειώσουμε ιδιαίτερα το έργο του D. I. Mendeleev σχετικά με τη δημιουργία και την ανάπτυξη του περιοδικού πίνακα στοιχείων και του A. M. Butlerov, που σχετίζεται με την ανάπτυξη της θεωρίας του για τη δομή των οργανικών ενώσεων. έρευνα των N. A. Menshutkin, D. P. Konovalov, N. S. Kurnakov, L. A. Chugaev στον τομέα της ανόργανης και φυσικής χημείας. V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev και A. E. Arbuzov στον τομέα της οργανικής χημείας. Κατά την περίοδο από το 1869 έως το 1930, δημοσιεύθηκαν 5067 πρωτότυπες χημικές μελέτες στο ZhRKhO, περιλήψεις και άρθρα ανασκόπησης για ορισμένα ζητήματα της χημείας, καθώς και μεταφράσεις των πιο ενδιαφέρων εργασιών από ξένα περιοδικά.

Το RFCS έγινε ο ιδρυτής των Συνεδρίων Mendeleev για τη Γενική και την Εφαρμοσμένη Χημεία. Τα τρία πρώτα συνέδρια πραγματοποιήθηκαν στην Αγία Πετρούπολη το 1907, το 1911 και το 1922. Το 1919, η έκδοση του ZHRFKhO ανεστάλη και συνεχίστηκε μόνο το 1924.