PERIOODISE SEADUSE AVASTAMINE
Perioodilise seaduse avastas D.I. Mendelejev õpiku “Keemia alused” teksti kallal töötades, kui tal tekkis raskusi faktilise materjali süstematiseerimisel. 1869. aasta veebruari keskpaigaks jõudis teadlane õpiku ülesehitust mõtiskledes järk-järgult järeldusele, et lihtsate ainete omadused ja elementide aatommassid on omavahel seotud teatud mustriga.
Elementide perioodilisuse tabeli avastamine ei toimunud juhuslikult, see oli tohutu töö, pika ja vaevarikka töö tulemus, mille kulutasid Dmitri Ivanovitš ise ning paljud keemikud tema eelkäijate ja kaasaegsete seast. „Kui hakkasin elementide klassifikatsiooni lõplikult vormistama, kirjutasin iga elemendi ja selle ühendid eraldi kaartidele ning seejärel rühmade ja seeriate järjekorda järjestades sain esimese perioodilisuse seaduse visuaalse tabeli. Kuid see oli alles viimane akord, kogu eelneva töö tulemus...” rääkis teadlane. Mendelejev rõhutas, et tema avastus on kahekümneaastase elementidevaheliste seoste üle mõtlemise, igast küljest elementide suhete üle mõtlemise tulemus.
17. veebruaril (1. märtsil) valmis artikli käsikiri, mis sisaldas tabelit pealkirjaga "Elementide süsteemi katse nende aatommasside ja keemiliste sarnasuste alusel", mis esitati ajakirjandusele koos trükiste ja kuupäevaga. "17. veebruar 1869." Mendelejevi leiust teatas Venemaa Keemia Seltsi toimetaja, professor N. A. Menšutkin seltsi koosolekul 22. veebruaril (6. märtsil) 1869. Mendelejev ise koosolekul ei viibinud, kuna sel ajal Vaba Majanduse Seltsi korraldusel uuris ta Tverskaja juustutehaseid ja Novgorodi kubermangusid.
Süsteemi esimeses versioonis paigutas teadlane elemendid üheksateistkümneks horisontaalseks reaks ja kuueks vertikaalseks veerguks. 17. veebruaril (1. märtsil) ei jõudnud perioodilise seaduse avastamine sugugi lõpule, vaid alles algas. Dmitri Ivanovitš jätkas oma arengut ja süvenemist veel peaaegu kolm aastat. 1870. aastal avaldas Mendelejev ajakirjas “Keemia alused” (“Looduslik elementide süsteem”) süsteemi teise versiooni: analoogelementide horisontaalsed veerud muudeti kaheksaks vertikaalselt paigutatud rühmaks; esimese versiooni kuuest vertikaalsest veerust said perioodid, mis algasid leelismetalliga ja lõppesid halogeeniga. Iga periood jagunes kaheks seeriaks; rühma kuulunud erinevate seeriate elemendid moodustasid alarühmad.
Mendelejevi avastuse olemus seisnes selles, et keemiliste elementide aatommassi suurenemisega ei muutu nende omadused monotoonselt, vaid perioodiliselt. Pärast teatud arvu erinevate omadustega elemente, mis on paigutatud kasvava aatommassiga, hakkavad omadused korduma. Erinevus Mendelejevi ja tema eelkäijate loomingu vahel seisnes selles, et Mendelejevil ei olnud elementide klassifitseerimiseks üks alus, vaid kaks – aatommass ja keemiline sarnasus. Perioodilisuse täielikuks jälgimiseks korrigeeris Mendelejev mõne elemendi aatommassi, paigutas oma süsteemi mitu elementi vastupidiselt tollal aktsepteeritud ideedele nende sarnasuse kohta teistega ja jättis tabelisse tühjad lahtrid, kus elemente veel ei leitud. oleks pidanud paigutama.
1871. aastal sõnastas Mendelejev nende tööde põhjal perioodilise seaduse, mille vormi aja jooksul mõnevõrra täiustati.
Elementide perioodilisustabel avaldas suurt mõju keemia edasisele arengule. See polnud mitte ainult esimene looduslik keemiliste elementide klassifikatsioon, mis näitas, et need moodustavad harmoonilise süsteemi ja on üksteisega tihedas seoses, vaid see oli ka võimas tööriist edasiseks uurimiseks. Sel ajal, kui Mendelejev tema avastatud perioodilise seaduse alusel tabeli koostas, olid paljud elemendid veel teadmata. Mendelejev polnud mitte ainult veendunud, et peab olema veel tundmatuid elemente, mis neid ruume täidavad, vaid ta ennustas ka ette selliste elementide omadusi, lähtudes nende asukohast perioodilisuse tabeli teiste elementide seas. Järgmise 15 aasta jooksul said Mendelejevi ennustused hiilgavalt kinnitust; avastati kõik kolm oodatud elementi (Ga, Sc, Ge), mis oli perioodilise seaduse suurim triumf.
DI. Mendelejev esitas käsikirja "Elementide süsteemi kogemus nende aatommassil ja keemilisel sarnasusel" // Presidendi raamatukogu // Päev ajaloos http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006
VENEMAA KEEMIKU SELTS
Venemaa Keemia Selts on 1868. aastal Peterburi ülikooli juures asutatud teadusorganisatsioon, mis oli Venemaa keemikute vabatahtlik ühendus.
Seltsi loomise vajadusest teatati I Vene Looduseuurijate ja Arstide Kongressil, mis toimus Peterburis detsembri lõpus 1867 - jaanuari alguses 1868. Kongressil tehti teatavaks keemiasektsiooni osalejate otsus. :
«Keemiasektsioon väljendas üksmeelset soovi ühineda Keemiaseltsiks juba väljakujunenud Venemaa keemikute jõudude suhtlemiseks. Sektsioon usub, et sellel seltsil on liikmeid kõigis Venemaa linnades ja selle väljaanne sisaldab kõigi vene keemikute vene keeles avaldatud töid.
Selleks ajaks olid keemiaühingud asutatud juba mitmes Euroopa riigis: Londoni Keemiaühing (1841), Prantsuse Keemiaühing (1857), Saksa Keemiaühing (1867); American Chemical Society asutati 1876. aastal.
Põhiliselt D.I.Mendelejevi koostatud Vene Keemia Seltsi põhikiri kinnitati Rahvahariduse Ministeeriumis 26. oktoobril 1868 ja seltsi esimene koosolek toimus 6. novembril 1868. Algselt kuulus sinna 35 keemikut aastast 1868. Peterburi, Kaasan, Moskva, Varssavi, Kiiev, Harkov ja Odessa. Vene Kultuuriseltsi esimeseks presidendiks sai N. N. Zinin ja sekretäriks N. A. Menšutkin. Seltsi liikmed maksid liikmemaksu (10 rubla aastas), uusi liikmeid võeti vastu vaid kolme olemasoleva soovitusel. Esimesel eksisteerimisaastal kasvas RCS 35 liikmelt 60-le ja jätkas sujuvat kasvu ka järgnevatel aastatel (1879. aastal 129, 1889. aastal 237, 1899. aastal 293, 1909. aastal 364, 1917. aastal 565).
1869. aastal oli Venemaa Keemiaühingul oma trükitud organ – Venemaa Keemiaühingu ajakiri (ZHRKhO); Ajakiri ilmus 9 korda aastas (igakuiselt, välja arvatud suvekuud). ZhRKhO toimetaja oli aastatel 1869–1900 N. A. Menshutkin ja aastatel 1901–1930 A. E. Favorsky.
1878. aastal ühines Venemaa Keemia Selts Venemaa Füüsika Seltsiga (asutatud 1872), moodustades Venemaa Füüsikalis-keemiaühingu. Venemaa Föderaalse Keemiaühingu esimesed presidendid olid A. M. Butlerov (aastatel 1878–1882) ja D. I. Mendelejev (1883–1887). Seoses ühinemisega 1879. aastal (alates 11. köitest) nimetati “Vene Keemia Seltsi Ajakiri” ümber “Vene Füüsikalis-Keemia Seltsi ajakirjaks”. Ilmumissagedus oli 10 numbrit aastas; Ajakiri koosnes kahest osast – keemilisest (ZhRKhO) ja füüsikalisest (ZhRFO).
Paljud vene keemia klassikute teosed avaldati esmakordselt ZhRKhO lehtedel. Eriti võib märkida D. I. Mendelejevi tööd elementide perioodilisuse tabeli loomise ja arendamise kohta ning A. M. Butlerovi tööd, mis on seotud tema orgaaniliste ühendite struktuuri teooria väljatöötamisega; N. A. Menšutkini, D. P. Konovalovi, N. S. Kurnakovi, L. A. Tšugajevi uurimused anorgaanilise ja füüsikalise keemia alal; V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev ja A. E. Arbuzov orgaanilise keemia valdkonnas. Ajavahemikul 1869–1930 avaldati ZhRKhO-s 5067 originaalset keemiauuringut, teatud keemiaküsimusi käsitlevaid abstrakte ja ülevaateartikleid ning huvitavamate tööde tõlkeid välisajakirjadest.
RFCS-ist sai Mendelejevi üld- ja rakenduskeemia kongresside asutaja; Esimesed kolm kongressi peeti Peterburis 1907., 1911. ja 1922. aastal. 1919. aastal ZHRFKhO väljaandmine peatati ja seda jätkati alles 1924. aastal.
Perioodilise seaduse avastamise ajalugu.
Talvel 1867-68 hakkas Mendelejev kirjutama õpikut “Keemia alused” ja tal tekkis kohe raskusi faktilise materjali süstematiseerimisel. 1869. aasta veebruari keskpaigaks jõudis ta õpiku ülesehitust mõtiskledes järk-järgult järeldusele, et lihtainete omadused (ja see on keemiliste elementide vabas olekus eksisteerimise vorm) ja elementide aatommassid on omavahel seotud teatud muster.
Mendelejev ei teadnud palju oma eelkäijate katsetest järjestada keemilisi elemente aatommasside suurenemise järjekorda ja juhtumitest, mis sel juhul tekkisid. Näiteks Chancourtoisi, Newlandsi ja Meyeri loomingu kohta polnud tal peaaegu mingit teavet.
Tema mõtete otsustav etapp saabus 1. märtsil 1869 (vanas moodi 14. veebruar). Päev varem kirjutas Mendelejev kümnepäevase puhkusepalve Tveri kubermangu artelli juustutööstuste uurimiseks: ta sai Vaba Majanduse Seltsi ühelt juhilt A. I. Hodnevilt kirja soovitustega juustutootmise uurimiseks.
Hommikusöögi ajal tuli Mendelejevil ootamatu idee: võrrelda erinevate keemiliste elementide sarnaseid aatommasse ja nende keemilisi omadusi.
Kahtlemata mõtlemata kirjutas ta Khodnevi kirja tagaküljele üsna lähedase aatommassiga kloori Cl ja kaalium K sümbolid, vastavalt 35,5 ja 39 (erinevus on vaid 3,5 ühikut). Mendelejev visandas samale kirjale teiste elementide sümbolid, otsides nende hulgast sarnaseid "paradoksaalseid" paare: fluor F ja naatrium Na, broom Br ja rubiidium Rb, jood I ja tseesium Cs, mille massierinevus suureneb 4,0-lt 5,0-ni. ja seejärel kuni 6.0. Mendelejev ei saanud siis teada, et ilmselgete mittemetallide ja metallide vaheline "määramatu tsoon" sisaldab elemente - väärisgaase, mille avastamine muudaks perioodilist tabelit hiljem oluliselt.
Pärast hommikusööki lukustas Mendelejev end oma kabinetti. Ta võttis laualt välja virna visiitkaarte ja hakkas nende tagaküljele kirjutama elementide sümboleid ja nende peamisi keemilisi omadusi.
Mõne aja pärast kostis majapidamine kontorist kostvat heli: "Oh! Sarviline. Oi, milline sarviline! Ma võidan nad. Ma tapan nad!" Need hüüatused tähendasid, et Dmitri Ivanovitšil oli loominguline inspiratsioon. Mendelejev liigutas kaarte ühest horisontaalsest reast teise, juhindudes aatommassi väärtustest ja sama elemendi aatomitest moodustatud lihtsate ainete omadustest. Taas tulid talle appi põhjalikud teadmised anorgaanilisest keemiast. Järk-järgult hakkas kujunema tulevase keemiliste elementide perioodilise tabeli kuju.
Niisiis pani ta algul kaardi elemendiga berüllium Be (aatommass 14) kõrvuti elemendiga alumiinium Al (aatommass 27,4), pidades tolleaegse traditsiooni kohaselt berülliumi alumiiniumi analoogiks. Kuid siis, pärast keemiliste omaduste võrdlemist, asetas ta berülliumi magneesiumi Mg kohale. Kahtledes tollal üldtunnustatud berülliumi aatommassi väärtuses, muutis ta selle 9,4-ks ja muutis berülliumoksiidi valemi Be 2 O 3 asemel BeO (nagu magneesiumoksiid MgO). Muide, berülliumi aatommassi “parandatud” väärtus kinnitati alles kümme aastat hiljem. Sama julgelt käitus ta ka teistel puhkudel.
Järk-järgult jõudis Dmitri Ivanovitš lõplikule järeldusele, et nende aatommasside kasvavas järjekorras paigutatud elementidel on füüsikaliste ja keemiliste omaduste selge perioodilisus. Mendelejev töötas terve päeva elementide süsteemi kallal, katkestades korraks oma tütre Olgaga mängimise ning lõuna- ja õhtusöögi. 1. märtsi õhtul 1869 kirjutas ta enda koostatud tabeli täielikult ümber ja saatis pealkirja all “Elementide süsteemi kogemus nende aatommassi ja keemilise sarnasuse alusel” trükikotta, tehes trükimasinatele märkmeid. ja pannes kuupäevaks "17. veebruar 1869" (vana stiil).
Nii avastati perioodiline seadus, mille tänapäevane sõnastus on järgmine:
"Lihtainete omadused, aga ka elementide ühendite vormid ja omadused sõltuvad perioodiliselt nende aatomite tuumade laengust"
Mendelejev oli sel ajal vaid 35-aastane. Mendelejev saatis trükitud poognad elementide tabeliga paljudele kodu- ja välismaistele keemikutele ning alles pärast seda lahkus Peterburist juustutehaseid üle vaatama.
Enne lahkumist jõudis ta siiski orgaanilisele keemikule ja tulevasele keemiaajaloolasele N. A. Menšutkinile üle anda artikli “Omaduste seos elementide aatommassiga” käsikirja - avaldamiseks ajakirjas Journal of the Russian Chemical Society ja suhtlemiseks seltsi eelseisval koosolekul.
Pärast perioodilise seaduse avastamist oli Mendelejevil palju rohkem teha. Elementide omaduste perioodilise muutumise põhjus jäi teadmata ning Perioodilise Süsteemi enda struktuuri, kus omadused kordusid läbi seitsme elemendi kaheksandal, ei osatud seletada. Siiski eemaldati nendelt numbritelt esimene mõistatusloor: süsteemi teisel ja kolmandal perioodil oli kummaski täpselt seitse elementi.
Mendelejev ei paigutanud kõiki elemente aatommasside suurenemise järjekorda; mõnel juhul lähtus ta rohkem keemiliste omaduste sarnasusest. Seega on koobalt Co aatommass suurem kui nikli Ni oma ja telluurium Te on samuti suurem kui joodil I, kuid Mendelejev paigutas need järjestusse Co - Ni, Te - I ja mitte vastupidi. Vastasel juhul satuks telluur halogeenrühma ja jood muutuks seleeni Se sugulaseks.
Perioodilise seaduse avastamise juures on kõige olulisem veel avastamata keemiliste elementide olemasolu ennustamine.
Alumiinium Al all jättis Mendelejev koha oma analoogile “eka-alumiinium”, boori B alla “eca-boorile” ja räni Si alla “eca-siliconile”.
Nii nimetas Mendelejev veel avastamata keemilisi elemente. Ta andis neile isegi sümbolid El, Eb ja Es.
Elemendi "eksasilicon" kohta kirjutas Mendelejev: "Mulle tundub, et kõige huvitavam on kahtlemata puuduvatest metallidest see, mis kuulub IV süsiniku analoogide rühma, nimelt III rida. See on metall. kohe pärast räni ja seetõttu nimetame teda ekasiliitsiumiks." Tõepoolest, sellest seni avastamata elemendist pidi saama omamoodi “lukk”, mis ühendab kahte tüüpilist mittemetalli – süsiniku C ja räni Si – kahe tüüpilise metalliga – tina Sn ja plii Pb.
Mitte kõik välismaised keemikud ei mõistnud kohe Mendelejevi avastuse tähtsust. See muutis väljakujunenud ideede maailmas palju. Nii väitis Saksa füüsikaline keemik Wilhelm Ostwald, tulevane Nobeli preemia laureaat, et avastatud ei olnud seadus, vaid põhimõte, mille kohaselt klassifitseeritakse “millegi ebakindlaks”. Saksa keemik Robert Bunsen, kes avastas 1861. aastal kaks uut leeliselementi, rubiidium Rb ja tseesium Cs, kirjutas, et Mendelejev viis keemikud "puhaste abstraktsioonide kaugeleulatuvasse maailma".
Perioodiline seadus võitis iga aastaga üha rohkem poolehoidjaid ning selle avastaja pälvis üha enam tunnustust. Mendelejevi laborisse hakkas ilmuma kõrgeid külalisi, sealhulgas isegi mereväeosakonna juhataja suurvürst Konstantin Nikolajevitš.
Mendelejev ennustas täpselt eka-alumiiniumi omadusi: selle aatommassi, metalli tihedust, El 2 O 3 oksiidi, ElCl 3 kloriidi, El 2 (SO 4) 3 sulfaadi valemit. Pärast galliumi avastamist hakati neid valemeid kirjutama kui Ga 2 O 3, GaCl 3 ja Ga 2 (SO 4) 3.
Mendelejev nägi ette, et see on väga sulav metall ja tõepoolest osutus galliumi sulamistemperatuuriks 29,8 C o. Sulavuse poolest on gallium elavhõbeda Hg ja tseesiumi Cs järel teisel kohal.
1886. aastal avastas Freiburgi kaevandusakadeemia professor, saksa keemik Clemens Winkler, analüüsides haruldast mineraalset argirodiiti koostisega Ag 8 GeS 6, veel ühe Mendelejevi ennustatud elemendi. Winkler nimetas enda avastatud elemendi germaaniumiks oma kodumaa auks Ge, kuid millegipärast tekitas see mõne keemiku teravaid vastulauseid. Nad hakkasid Winklerit süüdistama natsionalismis, Mendelejevi tehtud avastuse omastamises, kes oli juba andnud elemendile nime "ekasilicium" ja sümboli Es. Heitnud Winkler pöördus nõu saamiseks Dmitri Ivanovitši enda poole. Ta selgitas, et just uue elemendi avastaja peaks sellele nime andma.
Mendelejev ei osanud väärisgaaside rühma olemasolu ennustada ja alguses ei leidnud nad perioodilises tabelis kohta.
Argooni Ar avastamine inglise teadlaste W. Ramsay ja J. Rayleigh poolt 1894. aastal tekitas kohe ägedaid arutelusid ja kahtlusi perioodilise seaduse ja elementide perioodilise tabeli üle. Mendelejev pidas argooni algselt lämmastiku allotroopseks modifikatsiooniks ja alles aastal 1900 nõustus muutumatute faktide survel keemiliste elementide nullrühma olemasoluga perioodilises tabelis, mille hõivasid teised argooni järel avastatud väärisgaasid. Nüüd on see rühm tuntud kui VIIIA.
1905. aastal kirjutas Mendelejev: "Ilmselt ei ähvarda tulevik perioodilist seadust hävinguga, vaid lubab ainult tekiehitisi ja arengut, kuigi venelasena taheti mind, eriti sakslasi, kustutada."
Perioodilise seaduse avastamine kiirendas keemia arengut ja uute keemiliste elementide avastamist.
Perioodilise tabeli struktuur:
perioodid, rühmad, alarühmad.
Nii saime teada, et perioodiline süsteem on perioodilise seaduse graafiline väljendus.
Iga element hõivab perioodilisuse tabelis kindla koha (lahtri) ja sellel on oma seeria (aatom) number. Näiteks:
Mendelejev nimetas horisontaalseid elementide ridu, mille sees elementide omadused muutuvad järjestikku perioodid(alustage leelismetalliga (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) ja lõpetage väärisgaasiga (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)). Erandid: esimene periood, mis algab vesinikuga, ja seitsmes periood, mis on mittetäielik. Perioodid jagunevad väike Ja suur. Väikesed perioodid koosnevad üks horisontaalne rida. Esimene, teine ja kolmas periood on väikesed, need sisaldavad 2 elementi (1. periood) või 8 elementi (2., 3. periood).
Suured perioodid koosnevad kahest horisontaalsest reast. Neljas, viies ja kuues periood on suured, sisaldades 18 elementi (4., 5. periood) või 32 elementi (6., 7. periood). Ülemised read nimetatakse pikki perioode isegi, alumised read on paaritud.
Kuuendal perioodil paiknevad perioodilisustabeli alumises osas lantaniidid ja seitsmendal perioodil aktiniidid.Igal perioodil vasakult paremale elementide metallilised omadused nõrgenevad, mittemetallilised omadused suurenevad. Suurte perioodide ühtlastes ridades on ainult metallid. Selle tulemusena on tabelis 7 perioodi, 10 rida ja 8 vertikaalset veergu, nn rühmad –
on elementide kogum, millel on sama kõrgeim valentsus oksiidides ja muudes ühendites. See valents on võrdne rühma numbriga.
Erandid:
VIII rühmas on kõrgeima VIII valentsiga ainult Ru ja Os.
Rühmad on elementide vertikaalsed jadad, need on nummerdatud rooma numbritega I kuni VIII ning vene tähtedega A ja B. Iga rühm koosneb kahest alarühmast: põhi- ja sekundaarrühmast. Peamine alarühm A sisaldab väikeste ja suurte perioodide elemente. Külg-alarühm - B, sisaldab ainult suurte perioodide elemente. Need sisaldavad neljandast algavate perioodide elemente.
Peamistes alarühmades, ülalt alla, tugevdatakse metallilisi omadusi ja nõrgeneb mittemetallilised omadused. Kõik sekundaarsete alarühmade elemendid on metallid.
Gümnaasiumis õppis D.I.Mendelejev algul keskpäraselt. Tema arhiivis säilitatavates kvartaliaruannetes on palju rahuldavaid hindeid, alumises ja keskastmes on neid rohkem. Keskkoolis hakkasid D.I.Mendelejevit huvitama füüsikalised ja matemaatilised teadused, samuti ajalugu ja geograafia, samuti huvitas teda Universumi ehitus. Tasapisi kasvasid noore kooliõpilase edusammud 14. juulil 1849 saadud lõputunnistuses. oli ainult kaks rahuldavat hinnet: jumalaõiguses (aine, mis talle ei meeldinud) ja vene kirjanduses (selles aines ei saanud head hinnet olla, kuna Mendelejev ei osanud hästi kirikuslaavi keelt). Gümnaasium jättis D.I. Mendelejevi hinge palju eredaid mälestusi õpetajatest: Pjotr Pavlovitš Eršovist - (muinasjutu “Väike küürakas hobune” autor), kes oli algul mentor, seejärel Tobolski gümnaasiumi direktor; I.K.Rummelist - (füüsika-matemaatikaõpetaja), kes avas talle looduse mõistmise viise. 1850. aasta suvi möödas hädas. Alguses esitas D.I. Mendelejev dokumendid meditsiini-kirurgiaakadeemiale, kuid ta ei läbinud esimest testi - anatoomikumis viibimist. Ema soovitas teist teed – saada õpetajaks. Kuid vastuvõtt Peapedagoogilisse Instituuti toimus aasta hiljem ja täpselt 1850. aastal. vastuvõttu ei olnud. Õnneks oli petitsioonil mõju, Ta registreeriti instituuti valitsuse toetusel. Juba teisel kursusel hakkas Dmitri Ivanovitš huvi tundma laboritundide ja huvitavate loengute vastu.
1855. aastal lõpetas D.I. Mendelejev instituudi suurepäraselt kuldmedaliga. Talle omistati vanemõpetaja tiitel. 27. august 1855 Mendelejev sai dokumendid, mis määrasid ta Simferopolis vanemõpetajaks. Dmitri Ivanovitš töötab palju: õpetab matemaatikat, füüsikat, bioloogiat ja füüsilist geograafiat. Kahe aasta jooksul avaldas ta Rahvahariduse Ministeeriumi ajakirjas 70 artiklit.
1859. aasta aprillis saadeti noor teadlane Mendelejev välismaale "teadust täiustama". Ta kohtub vene keemiku N. N. Beketoviga, kuulsa keemiku M. Berthelot'ga.
1860. aastal osales D.I.Mendelejev esimesel rahvusvahelisel keemikute kongressil Saksamaal Karlsruhes.
1861. aasta detsembris sai Mendelejev ülikooli rektoriks.
Mendelejev nägi kolme asjaolu, mis tema arvates aitasid kaasa perioodilise seaduse avastamisele:
Esiteks määrati enam-vähem täpselt kindlaks enamiku teadaolevate keemiliste elementide aatommassid;
Teiseks tekkis selge kontseptsioon sarnaste keemiliste omadustega elementide rühmade kohta (looduslikud rühmad);
Kolmandaks, 1869. a Uuriti paljude haruldaste elementide keemiat, mille teadmata oleks raske üldistusele jõuda.
Lõpuks oli otsustav samm seaduse avastamise suunas see, et Mendelejev võrdles kõiki elemente nende aatommasside järgi.
Septembris 1869 D.I.Mendelejev näitas, et lihtainete aatommahud sõltuvad perioodiliselt aatommassist ja avastas oktoobris elementide valentsid soola moodustavates oksiidides.
Suvi 1870 Mendelejev leidis, et on vaja muuta indiumi, tseeriumi, ütriumi, tooriumi ja uraani valesti määratud aatommassi ning seoses sellega muutis nende elementide paigutust süsteemis. Seega osutus uraan loodusliku seeria viimaseks ja aatommassi poolest raskeimaks elemendiks.
Uute keemiliste elementide avastamisega hakati üha enam tundma nende süstematiseerimise vajadust. 1869. aastal lõi D.I. Mendelejev elementide perioodilisuse tabeli ja avastas selle aluseks oleva seaduse. See avastus oli teoreetiline süntees kogu eelmisest 10. sajandi arengust. : Mendelejev võrdles kõigi 63 tollal teadaoleva keemilise elemendi füüsikalisi ja keemilisi omadusi nende aatommassiga ja avastas seose aatomite kahe kõige olulisema kvantitatiivselt mõõdetud omaduse vahel, millele kogu keemia oli üles ehitatud – aatommassi ja valentsi vahel.
Palju aastaid hiljem kirjeldas Mendelejev oma süsteemi järgmiselt: "See on parim kokkuvõte minu seisukohtadest ja kaalutlustest elementide perioodilisuse kohta." Mendelejev tsiteeris kõigepealt perioodilise seaduse kanoonilist sõnastust, mis eksisteeris enne selle füüsilist õigustust: "Omadused elementide ja seega ka nende moodustatud lihtsate ja keerukate kehade omadused püsivad perioodiliselt sõltuvalt nende aatommassist.
Vähem kui kuus aastat hiljem levisid uudised kogu maailmas: 1875. aastal. Noor prantsuse spektroskoop P. Lecoq de Boisbaudran eraldas Püreneede mägedes kaevandatud mineraalist uue elemendi. Boisbaudrani viis rajale mineraali spektris nõrk violetne joon, mida ei saanud seostada ühegi teadaoleva keemilise elemendiga. Oma kodumaa auks, mida iidsetel aegadel kutsuti Galliaks, andis Boisbaudran uuele elemendile nimeks gallium. Gallium on väga haruldane metall ja Boisbaudran pidi rohkem vaeva nägema, et saada seda nööpnõela peast veidi suuremates kogustes. Kujutage ette Boisbaudrani üllatust, kui ta sai Pariisi Teaduste Akadeemia kaudu Venemaa templiga kirja, milles seisis: galliumi omaduste kirjelduses on kõik õige, välja arvatud tihedus: gallium on veest raskem mitte 4,7 korda, nagu Boisbaudran väitis, kuid 5. 9 korda. Kas keegi teine avastas esimesena galliumi? Boisbaudran määras galliumi tiheduse uuesti, viies metalli põhjalikumale puhastamisele. Ja selgus, et ta eksis, ja kirja autoril – see oli muidugi Mendelejev, kes polnud galliumi kunagi näinud – oli õigus: galliumi suhteline tihedus ei ole 4,7, vaid 5,9.
Ja 16 aastat pärast Mendelejevi ennustust avastas saksa keemik K. Winkler (1886) uue elemendi ja nimetas selle germaaniumiks. Mendelejev ise ei pidanud seekord märkima, et seda äsja avastatud elementi oli ta varem ennustanud. Winkler märkis, et germaanium vastab täielikult Mendelejevi öko-ränile. Winkler kirjutas oma teoses: „Vaevalt võib leida teist rabavamat tõestust perioodilisuse õpetuse kehtivuse kohta kui äsjaavastatud elemendis. See pole lihtsalt julge teooria kinnitus, siin näeme keemilise horisondi ilmset laienemist, võimsat sammu teadmiste vallas.
Enam kui kümne uue, kellelegi tundmatu elemendi olemasolu looduses ennustas Mendelejev ise. Ta ennustas kümmekond elementi
Õige aatommass. Kõik järgnevad looduses leiduvate uute elementide otsingud viisid teadlased läbi perioodilise seaduse ja perioodilisuse süsteemi abil. Nad mitte ainult ei aidanud teadlasi tõe otsimisel, vaid aitasid kaasa ka teaduse vigade ja väärarusaamade parandamisele.
Mendelejevi ennustused täitusid hiilgavalt – avastati kolm uut elementi: gallium, skandium, germaanium. Teadlasi pikka aega piinanud berülliumi mõistatus on lahendatud. Selle aatommass määrati lõpuks täpselt ja elemendi koht liitiumi kõrval kinnitati lõplikult. 19. sajandi 90ndateks. Mendelejevi sõnul on perioodiline seaduslikkus muutunud tugevamaks. Erinevate riikide keemiaõpikutes on kahtlemata hakatud hõlmama Mendelejevi perioodilist süsteemi. Suur avastus pälvis ülemaailmse tunnustuse.
Suurte avastuste saatus on mõnikord väga raske. Oma teel kohtavad nad katsumusi, mis mõnikord seavad isegi kahtluse alla avastuse tõesuse. Nii oli elementide perioodilise tabeli puhul.
Seda seostati gaasiliste keemiliste elementide komplekti, mida nimetatakse inertseks või väärisgaasiks, ootamatu avastamisega. Esimene neist on heelium. Peaaegu kõik teatmeteosed ja entsüklopeediad dateerivad heeliumi avastamist 1868. aastasse. ja seda sündmust seostatakse prantsuse astronoomi J. Janseni ja inglise astrofüüsiku N. Lockyeriga. Jansen viibis 1868. aasta augustis Indias toimunud täielikul päikesevarjutusel. Ja tema peamine eelis seisneb selles, et tal õnnestus pärast varjutuse lõppemist jälgida päikesepaistvust. Neid täheldati ainult varjutuse ajal. Lockyer jälgis ka silmapaistvust. Briti saartelt lahkumata, sama aasta oktoobri keskel. Mõlemad teadlased saatsid oma vaatluste kirjeldused Pariisi Teaduste Akadeemiale. Aga kuna London on Pariisile palju lähemal kui Calcutta, jõudsid kirjad adressaadini peaaegu üheaegselt 26. oktoobril. Mitte ühegi uue elemendi kohta, mis väidetavalt Päikesel on. Nendes kirjades polnud sõnagi.
Teadlased hakkasid üksikasjalikult uurima prominentide spektreid. Ja peagi ilmusid teated, et need sisaldavad joont, mis ei saanud kuuluda ühegi Maal eksisteeriva elemendi spektrisse. Jaanuaris 1869 Itaalia astronoom A. Secchi määras selle kui. Selles salvestises sisenes see teadusajalukku spektraalse "mandrina". 3. augustil 1871 rääkis füüsik W. Thomson Briti teadlaste aastakoosolekul avalikult uuest päikesepatareist.
See on tõestisündinud lugu heeliumi avastamisest Päikesest. Pikka aega ei osanud keegi öelda, mis see element on või millised on selle omadused. Mõned teadlased lükkasid heeliumi olemasolu Maal üldiselt tagasi, kuna see sai eksisteerida ainult kõrgete temperatuuride tingimustes. Heelium avastati Maalt alles 1895. aastal.
See on D.I. Mendelejevi tabeli päritolu.
Aatomi-molekulaarse teooria kehtestamisega 19.-19. sajandi vahetusel kaasnes teadaolevate keemiliste elementide arvu kiire kasv. Ainuüksi 19. sajandi esimesel kümnendil avastati 14 uut elementi. Avastajate seas oli rekordiomanik inglise keemik Humphry Davy, kes ühe aasta jooksul sai elektrolüüsi abil 6 uut lihtsat ainet (naatrium, kaalium, magneesium, kaltsium, baarium, strontsium). Ja 1830. aastaks jõudis teadaolevate elementide arv 55-ni.
Sellise arvukate, oma omadustelt heterogeensete elementide olemasolu tekitas keemikutes hämmingut ning nõudis elementide järjestamist ja süstematiseerimist. Paljud teadlased otsisid elementide loendist mustreid ja saavutasid mõningaid edusamme. Võime esile tõsta kolm kõige olulisemat tööd, mis seadsid kahtluse alla perioodilise seaduse avastamise prioriteedi D.I. Mendelejev.
Mendelejev sõnastas perioodilise seaduse järgmiste aluspõhimõtete kujul:
- 1. Aatommassi järgi paigutatud elemendid esindavad omaduste selget perioodilisust.
- 2. Peaksime ootama veel paljude tundmatute lihtkehade avastamist, näiteks Al ja Si sarnaseid elemente aatommassiga 65–75.
- 3. Elemendi aatommassi saab mõnikord korrigeerida, teades selle analooge.
Mõned analoogid ilmnevad nende aatomi massi suuruse järgi. Esimest seisukohta teati juba enne Mendelejevit, kuid just tema andis sellele universaalse seaduse iseloomu, ennustades selle põhjal veel avastamata elementide olemasolu, muutes mitme elemendi aatommassi ja korraldades mõningaid. elemendid tabelis vastupidiselt nende aatommassile, kuid täielikult kooskõlas nende omadustega (peamiselt valentsi järgi). Ülejäänud sätted avastas ainult Mendelejev ja need on perioodilise seaduse loogilised tagajärjed. Nende tagajärgede õigsust kinnitasid mitmed katsed järgmise kahe aastakümne jooksul ja võimaldasid rääkida perioodilisest seadusest kui rangest loodusseadusest.
Neid sätteid kasutades koostas Mendelejev elementide perioodilisuse tabeli oma versiooni. Elementide tabeli esimene mustand ilmus 17. veebruaril (1. märtsil uus stiil) 1869. aastal.
Ja 6. märtsil 1869 tegi professor Menšutkin Venemaa Keemia Seltsi koosolekul ametliku teadaande Mendelejevi avastusest.
Teadlasele pandi suhu järgmine ülestunnistus: Näen unes tabelit, kus kõik elemendid on vastavalt vajadusele paigutatud. Ärkasin üles ja panin selle kohe paberile kirja – ainult ühes kohas osutus hiljem parandus vajalikuks.» Kui lihtne on legendides kõik! Selle väljatöötamiseks ja parandamiseks kulus teadlase elust rohkem kui 30 aastat.
Perioodilise seaduse avastamise protsess on õpetlik ja Mendelejev ise rääkis sellest nii: „Tahtmata tekkis mõte, et massi ja keemiliste omaduste vahel peab olema seos.
Ja kuna aine mass, kuigi mitte absoluutne, vaid ainult suhteline, väljendub lõpuks aatommasside kujul, tuleb otsida funktsionaalset vastavust elementide üksikute omaduste ja nende aatommasside vahel. Sa ei saa otsida midagi, isegi seeni või mingit sõltuvust, välja arvatud vaadates ja proovides.
Nii hakkasin valima, kirjutades eraldi kaartidele elemente nende aatommasside ja põhiomadustega, sarnaseid elemente ja sarnaseid aatomkaalusid, mis viisid kiiresti järeldusele, et elementide omadused sõltuvad perioodiliselt nende aatommassist, ning kaheldes paljudes ebaselgustes. , ei kahelnud ma hetkekski tehtud järelduse üldistuses, sest õnnetusi on võimatu lubada.
Esimeses perioodilisuse tabelis on kõik elemendid kuni kaltsiumi (kaasa arvatud) samad, mis tänapäevases tabelis, välja arvatud väärisgaasid. Seda võib näha D.I. artikli lehekülje fragmendist. Mendelejev, mis sisaldab elementide perioodilist tabelit.
Aatommasside suurendamise põhimõttest lähtudes oleks pidanud kaltsiumi järel järgmised elemendid olema vanaadium, kroom ja titaan. Kuid Mendelejev pani kaltsiumi järele küsimärgi ja asetas seejärel titaani, muutes selle aatommassi 52-lt 50-le.
Tundmatule elemendile, mida tähistab küsimärk, määrati aatommass A = 45, mis on kaltsiumi ja titaani aatommasside aritmeetiline keskmine. Seejärel jättis Mendelejev tsingi ja arseeni vahele ruumi kahele veel avastamata elemendile. Lisaks asetas ta joodi ette telluuri, kuigi viimasel on väiksem aatomkaal. Sellise elementide paigutuse korral sisaldasid tabeli kõik horisontaalsed read ainult sarnaseid elemente ning elementide omaduste muutuste perioodilisus oli selgelt ilmne. Järgmise kahe aasta jooksul täiustas Mendelejev elementide süsteemi oluliselt. 1871. aastal ilmus Dmitri Ivanovitši õpiku “Keemia alused” esimene trükk, mis esitas perioodilisuse süsteemi peaaegu kaasaegsel kujul.
Tabelis moodustati 8 elementide rühma, rühmade numbrid näitavad nendesse rühmadesse kuuluvate seeriate elementide kõrgeimat valentsi ja perioodid muutuvad lähedasemaks tänapäevastele, jagatud 12 seeriaks. Nüüd algab iga periood aktiivse leelismetalliga ja lõpeb tüüpilise mittemetallilise halogeeniga.Süsteemi teine versioon võimaldas Mendelejevil ennustada mitte 4, vaid 12 elemendi olemasolu ja teadusmaailmale väljakutseid esitades hämmastavaid täpsusega kirjeldas ta kolme tundmatu elemendi omadusi, mida ta nimetas ekaboriks (eka sanskriti keeles tähendab "üks ja seesama"), eka-alumiinium ja eka-räni. (Gallia on Prantsusmaa iidne Rooma nimi). Teadlasel õnnestus see element puhtal kujul isoleerida ja selle omadusi uurida. Ja Mendelejev nägi, et galliumi omadused langevad kokku eka-alumiiniumi omadustega, mida ta ennustas, ja ütles Lecoq de Boisbaudranile, et mõõtis valesti galliumi tihedust, mis peaks võrduma 4,7 g asemel 5,9-6,0 g/cm3. /cm3. Tõepoolest, hoolikamad mõõtmised viisid õige väärtuseni 5,904 g/cm3. D.I. perioodilise seaduse lõplik tunnustamine. Mendelejev saavutati pärast 1886. aastat, kui saksa keemik K. Winkler sai hõbemaaki analüüsides elemendi, mida ta nimetas germaaniumiks. Selgub, et see on ecasilicon.
Perioodiline seadus ja perioodiline elementide süsteem.
Perioodiline seadus on üks olulisemaid keemiaseadusi. Mendelejev uskus, et elemendi peamine omadus on selle aatommass. Seetõttu paigutas ta kõik elemendid aatommassi suurendamise järjekorras ühte ritta.
Kui arvestada mitmeid elemente Li-st F-ni, näeme, et elementide metallilised omadused on nõrgenenud ja mittemetallilised omadused paranevad. Sarnaselt muutuvad elementide omadused reas Na-st Cl-ni. Järgmine märk K, nagu Li ja Na, on tüüpiline metall.
Elementide kõrgeim valents suureneb I y Li-lt V y N-le (hapniku ja fluori valentsus on konstantne, vastavalt II ja I) ning I y Na-lt VII y Cl-le. Järgmise elemendi K, nagu Li ja Na, valents on I. Oksiidide seerias Li2O-st N2O5-ni ja hüdroksiidides LiOH-st HNO3-ni on aluselised omadused nõrgenenud ja happelised omadused paranevad. Oksiidide omadused muutuvad sarnaselt reas Na2O ja NaOH kuni Cl2O7 ja HClO4. Kaaliumoksiid K2O, nagu liitium- ja naatriumoksiidid Li2O ja Na2O, on aluseline oksiid ja kaaliumhüdroksiid KOH, nagu liitium- ja naatriumhüdroksiidid LiOH ja NaOH, on tüüpiline alus.
Mittemetallide vormid ja omadused muutuvad sarnaselt CH4-st HF-ks ja SiH4-st HCl-ks.
Seda elementide ja nende ühendite omaduste iseloomu, mida täheldatakse elementide aatommassi suurenemisega, nimetatakse perioodiliseks muutuseks. Kõigi keemiliste elementide omadused muutuvad perioodiliselt koos aatommassi suurenemisega.
Seda perioodilist muutust nimetatakse elementide ja nende ühendite omaduste perioodiliseks sõltuvuseks aatommassist.
Seetõttu D.I. Mendelejev sõnastas avastatud seaduse järgmiselt:
· Elementide omadused, samuti elementide ühendite vormid ja omadused on perioodiliselt sõltuvad elementide aatommassist.
Mendelejev paigutas elementide perioodid üksteise alla ja koostas selle tulemusena elementide perioodilisuse tabeli.
Ta ütles, et elementide tabel ei olnud mitte ainult tema enda töö, vaid ka paljude keemikute jõupingutuste vili, kelle hulgas märkis ta eriti välja "perioodiseaduse tugevdajad", kes avastasid tema ennustatud elemendid.
Kaasaegse laua loomine nõudis tuhandete ja tuhandete keemikute ja füüsikute aastaid rasket tööd. Kui Mendelejev elaks tänapäeval, võiks ta tänapäevast elementide tabelit vaadates hästi korrata inglise keemiku J. W. Mellori, klassikalise 16-köitelise anorgaanilise ja teoreetilise keemia entsüklopeedia autori sõnu. Lõpetanud oma töö 1937. aastal, kirjutas ta pärast 15 aastat tööd tiitellehele tänutundega: „Pühendatud tohutu keemikute armee reameestele. Nende nimed on unustatud, nende tööd jäävad...
Perioodiline süsteem on keemiliste elementide klassifikatsioon, mis määrab elementide erinevate omaduste sõltuvuse aatomituuma laengust. Süsteem on perioodilise seaduse graafiline väljendus. 2009. aasta oktoobri seisuga on teada 117 keemilist elementi (järjekorranumbritega 1 kuni 116 ja 118), millest 94 leidub looduses (mõned ainult mikrokogustes). Ülejäänud23 saadi kunstlikult tuumareaktsioonide tulemusena - see on aatomituumade muundumisprotsess, mis toimub nende interaktsiooni ajal elementaarosakeste, gammakiirte ja üksteisega, mis tavaliselt viib kolossaalsete energiakoguste vabanemiseni. Esimesel 112 elemendil on püsivad nimed, ülejäänud on ajutised nimed.
Elemendi 112 (ametlikest raskeim) avastamist tunnustab Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit.
Selle elemendi kõige stabiilsema teadaoleva isotoobi poolestusaeg on 34 sekundit. 2009. aasta juuni alguses kannab see mitteametlikku nime ununbium; see sünteesiti esmakordselt 1996. aasta veebruaris Darmstadti Heavy Ion Institute'i raskete ioonide kiirendis. Avastajatel on kuus kuud aega, et tabelisse lisada uus ametlik nimi (nad on juba välja pakkunud Wickhausiuse, Helmholtziuse, Venusiuse, Frischiuse, Strassmanniuse ja Heisenbergiuse). Praegu on teada transuraansed elemendid numbritega 113-116 ja 118, mis on saadud Dubna Tuumauuringute Ühisinstituudist, kuid neid pole veel ametlikult tunnustatud. Teistest levinumad on perioodilisuse tabeli kolm vormi: "lühike" (lühike periood), "pikk" (pikk periood) ja "eritipikk". "Ülipikas" versioonis hõivab iga periood täpselt ühe rea. “Pikkas” versioonis lantaniidid (14 keemilisest elemendist koosnev perekond seerianumbritega 58-71, mis paiknevad süsteemi VI perioodis) ja aktiniidid (radioaktiivsete keemiliste elementide perekond, mis koosneb aktiiniumist ja 14-st sellega sarnasest elemendist). nende keemilised omadused) eemaldatakse üldisest tabelist, muutes selle kompaktsemaks. “Lühikese” salvestamise vormis hõivavad lisaks sellele neljas ja järgnevad perioodid kumbki 2 rida; Põhi- ja sekundaarsete alamrühmade elementide sümbolid on joondatud lahtrite erinevate servade suhtes. Tabeli lühivormist, mis sisaldas kaheksat elementide rühma, loobus IUPAC ametlikult 1989. aastal. Vaatamata soovitusele kasutada pikka vormi, jätkus lühikest vormi ka pärast seda aega paljudes venekeelsetes teatmeteostes ja käsiraamatutes. Tänapäevasest väliskirjandusest on lühike vorm täielikult välistatud, selle asemel kasutatakse pikka. Mõned uurijad seostavad seda olukorda muu hulgas tabeli lühivormi näilise ratsionaalse kompaktsusega, aga ka stereotüüpse mõtlemise ja kaasaegse (rahvusvahelise) teabe mittetajumisega.
1969. aastal pakkus Theodore Seaborg välja elementide laiendatud perioodilisuse tabeli. Niels Bohr töötas välja perioodilisuse tabeli redeli (püramiidse) vormi.
Perioodilise seaduse graafiliseks kuvamiseks on palju muid, harva või üldse kasutamata, kuid väga originaalseid viise. Tänapäeval on tabelist mitusada versiooni ja teadlased pakuvad pidevalt uusi võimalusi.
Perioodiline seadus ja selle põhjendus.
Perioodiline seadus võimaldas süstematiseerida ja üldistada tohutul hulgal keemiaalast teadusinfot. Seda seaduse funktsiooni nimetatakse tavaliselt integreerivaks. Eriti selgelt väljendub see keemiaalase teadus- ja õppematerjali struktureerimises.
Akadeemik A.E. Fersman ütles, et süsteem ühendas kogu keemia ühtse ruumilise, kronoloogilise, geneetilise ja energeetilise ühendusega.
Perioodilise seaduse integreeriv roll avaldus ka selles, et osa andmeid väidetavalt üldseadustest välja jäävate elementide kohta kontrolliti ja täpsustati nii autori enda kui ka tema järgijate poolt.
See juhtus berülliumi omadustega. Enne Mendelejevi loomingut peeti seda nende nn diagonaalse sarnasuse tõttu alumiiniumi kolmevalentseks analoogiks. Seega oli teisel perioodil kaks kolmevalentset elementi ja mitte ühtegi kahevalentset. Just selles etapis kahtlustas Mendelejev viga berülliumi omaduste uurimisel, ta leidis vene keemiku Avdejevi töö, kes väitis, et berüllium on kahevalentne ja selle aatommass on 9. Avdejevi töö jäi teadusmaailmale märkamatuks. , autor suri varakult, olles ilmselt mürgitatud äärmiselt toksiliste berülliumiühenditega. Avdejevi uurimistöö tulemused pandi teaduses paika tänu perioodilisele seadusele.
Sellised muudatused ja täpsustused nii aatommasside kui ka valentside väärtustes tegi Mendelejev veel üheksa elemendi jaoks (In, V, Th, U, La, Ce ja veel kolm lantaniidi).
Veel kümne elemendi puhul parandati ainult aatomkaalu. Ja kõik need selgitused kinnitati hiljem eksperimentaalselt.
Perioodilise seaduse prognostiline (ennustus) funktsioon sai kõige silmatorkavama kinnituse tundmatute elementide seerianumbritega 21, 31 ja 32 avastamisel.
Nende olemasolu ennustati esmalt intuitiivselt, kuid süsteemi kujunemisega suutis Mendelejev nende omadused suure täpsusega välja arvutada. Tuntud skandiumi, galliumi ja germaaniumi avastamise lugu oli Mendelejevi avastuse võidukäik. Ta tegi kõik oma ennustused universaalse loodusseaduse alusel, mille ta ise avastas.
Kokku ennustas Mendelejev kahtteist elementi.Mendelejev tõi algusest peale välja, et seadus ei kirjelda mitte ainult keemiliste elementide endi, vaid ka paljude nende ühendite omadusi. Selle kinnitamiseks piisab järgmise näite toomisest. Alates 1929. aastast, mil akadeemik P. L. Kapitsa avastas esmakordselt germaaniumi mittemetallilise juhtivuse, algas pooljuhtide uurimise areng kõigis maailma riikides.
Kohe sai selgeks, et selliste omadustega elemendid moodustavad IV rühma peamise alarühma.
Aja jooksul jõudis arusaam, et pooljuhtide omadused peaksid suuremal või vähemal määral omama elementide ühendid, mis paiknevad sellest rühmast võrdsel kaugusel (näiteks üldvalemiga nagu AzB).
See muutis uute praktiliselt oluliste pooljuhtide otsimise kohe sihipäraseks ja etteaimatavaks. Peaaegu kogu kaasaegne elektroonika põhineb sellistel ühendustel.
Oluline on märkida, et perioodilise tabeli ennustused tehti isegi pärast selle üldist aktsepteerimist. 1913. aastal
Moseley avastas, et erinevatest elementidest koosnevatest antikatoodidest saadava röntgenikiirguse lainepikkus muutub loomulikult sõltuvalt perioodilises tabeli elementidele tavapäraselt omistatud aatomnumbrist. Katse kinnitas, et elemendi seerianumbril on otsene füüsiline tähendus.
Alles hiljem hakati seerianumbreid seostama tuuma positiivse laengu väärtusega. Kuid Moseley seadus võimaldas kohe katseliselt kinnitada elementide arvu perioodides ja samal ajal ennustada hafniumi (nr. 72) ja reeniumi (nr. 75) kohti, mida selleks ajaks veel ei leitud.
Pikka aega vaieldi: eraldada inertgaasid iseseisvaks nullelementide rühmaks või pidada neid VIII rühma peamiseks alarühmaks.
Lähtudes elementide positsioonist perioodilises tabelis, on teoreetilised keemikud eesotsas Linus Paulinguga kahelnud väärisgaaside täielikus keemilises passiivsuses, viidates otseselt nende fluoriidide ja oksiidide võimalikule stabiilsusele.
Kuid alles 1962. aastal viis Ameerika keemik Neil Bartlett esimesena läbi plaatinaheksafluoriidi reaktsiooni hapnikuga kõige tavalisemates tingimustes, saades ksenoonheksafluoroplatinaati XePtF^, millele järgnesid teised gaasiühendid, mida nüüd õigemini nimetatakse üllasteks, mitte inertseteks. .
1869. aasta märtsis Dmitri Mendelejevi poolt keemiliste elementide perioodilisuse tabeli avastamine oli tõeline läbimurre keemias. Vene teadlasel õnnestus süstematiseerida teadmised keemiliste elementide kohta ja esitada need tabeli kujul, mida kooliõpilased peavad endiselt keemiatundides õppima. Perioodilisustabel sai selle keeruka ja huvitava teaduse kiire arengu aluseks ning selle avastamise ajalugu on ümbritsetud legendide ja müütidega. Kõigile teadushuvilistele on huvitav teada tõde selle kohta, kuidas Mendelejev avastas perioodiliste elementide tabeli.
Perioodilise tabeli ajalugu: kuidas see kõik algas
Teadaolevaid keemilisi elemente püüti klassifitseerida ja süstematiseerida ammu enne Dmitri Mendelejevit. Sellised kuulsad teadlased nagu Döbereiner, Newlands, Meyer ja teised pakkusid välja oma elementide süsteemid. Kuid keemiliste elementide ja nende õigete aatommasside kohta andmete puudumise tõttu ei olnud pakutud süsteemid täiesti usaldusväärsed.
Perioodilisuse tabeli avastamise ajalugu algab 1869. aastal, kui Venemaa teadlane Venemaa Keemia Seltsi koosolekul kolleegidele oma avastusest rääkis. Teadlase pakutud tabelis olid keemilised elemendid paigutatud sõltuvalt nende omadustest, mille tagas nende molekulmassi suurus.
Perioodilisuse tabeli huvitav omadus oli ka tühjade rakkude olemasolu, mis tulevikus täideti teadlase ennustatud avatud keemiliste elementidega (germaanium, gallium, skandium). Alates perioodilisuse tabeli avastamisest on sellesse korduvalt tehtud täiendusi ja muudatusi. Koos šoti keemiku William Ramsayga lisas Mendelejev tabelisse inertgaaside rühma (nullrühm).
Seejärel oli Mendelejevi perioodilisuse tabeli ajalugu otseselt seotud avastustega teises teaduses - füüsikas. Töö perioodiliste elementide tabeli kallal jätkub tänapäevani ja tänapäeva teadlased lisavad uusi keemilisi elemente, kui neid avastatakse. Dmitri Mendelejevi perioodilise süsteemi tähtsust on raske ülehinnata, kuna tänu sellele:
- Süstematiseeriti teadmised juba avastatud keemiliste elementide omadustest;
- Sai võimalikuks ennustada uute keemiliste elementide avastamist;
- Hakkasid arenema sellised füüsikaharud nagu aatomifüüsika ja tuumafüüsika;
Keemiliste elementide kujutamiseks perioodilisuse seaduse järgi on palju võimalusi, kuid kõige kuulsam ja levinum variant on kõigile tuttav perioodilisustabel.
Müüdid ja faktid perioodilisuse tabeli loomise kohta
Kõige tavalisem eksiarvamus perioodilisuse tabeli avastamise ajaloos on see, et teadlane nägi seda unes. Tegelikult lükkas Dmitri Mendelejev ise selle müüdi ümber ja teatas, et on perioodilise seaduse üle mõtisklenud juba aastaid. Keemiliste elementide süstematiseerimiseks kirjutas ta igaüks neist eraldi kaardile ja kombineeris neid korduvalt omavahel, paigutades need vastavalt sarnastele omadustele ridadesse.
Müüt teadlase "prohvetliku" unenäo kohta on seletatav asjaoluga, et Mendelejev töötas päevade kaupa keemiliste elementide süstematiseerimise kallal, mille katkestas lühike uni. Kuid ainult teadlase raske töö ja loomuomane anne andsid kauaoodatud tulemuse ja tõid Dmitri Mendelejevile ülemaailmse kuulsuse.
Paljud õpilased koolis ja mõnikord ka ülikoolis on sunnitud perioodilisustabelis pähe õppima või vähemalt orienteeruvalt navigeerima. Selleks peab inimesel olema lisaks heale mälule ka loogiline mõtlemine, sidudes elemente eraldi rühmadesse ja klassidesse. Tabeli uurimine on kõige lihtsam neile inimestele, kes hoiavad oma aju pidevalt heas vormis, läbides BrainAppsis koolituse.
