Պարբերական օրենքի և քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի հայտնաբերման պատմությունը: Քիմիական տարրերի պարբերական օրենքի հայտնաբերումը Դ.Ի.

2.2. Պարբերական աղյուսակի ստեղծման պատմությունը.

1867-68-ի ձմռանը Մենդելեևը սկսեց գրել «Քիմիայի հիմունքներ» դասագիրքը և անմիջապես բախվեց փաստացի նյութը համակարգելու դժվարությունների: 1869 թվականի փետրվարի կեսերին, խորհելով դասագրքի կառուցվածքի մասին, նա աստիճանաբար եկավ այն եզրակացության, որ պարզ նյութերի հատկությունները (և սա քիմիական տարրերի ազատ վիճակում գոյության ձևն է) և տարրերի ատոմային զանգվածները կապված են. որոշակի օրինաչափություն.

Մենդելեևը շատ բան չգիտեր իր նախորդների՝ քիմիական տարրերը ատոմային զանգվածների մեծացման կարգով դասավորելու փորձերի և այս դեպքում առաջացած միջադեպերի մասին։ Օրինակ, նա գրեթե տեղեկություն չուներ Շանկուրտուայի, Նյուլանդսի և Մեյերի աշխատանքների մասին։

Նրա մտքերի վճռական փուլը եկավ 1869 թվականի մարտի 1-ին (փետրվարի 14, հին ոճ)։ Մեկ օր առաջ Մենդելեևը տաս օրով արձակուրդի խնդրանք է գրել Տվերի նահանգում «արտել» պանրի կաթնամթերքը հետազոտելու համար. նա նամակ է ստացել պանրի արտադրությունն ուսումնասիրելու վերաբերյալ առաջարկություններով Ա.Ի.

Սանկտ Պետերբուրգում այդ օրը ամպամած էր ու ցրտաշունչ։ Համալսարանի այգու ծառերը, որտեղից նայում էին Մենդելեևի բնակարանի պատուհանները, ճռռում էին քամուց։ Դեռևս անկողնում Դմիտրի Իվանովիչը մի բաժակ տաք կաթ խմեց, հետո վեր կացավ, լվաց դեմքը և գնաց նախաճաշելու։ Նա հիանալի տրամադրություն ուներ։

Նախաճաշին Մենդելեևի մոտ անսպասելի միտք ծագեց՝ համեմատել տարբեր քիմիական տարրերի ատոմային զանգվածները և դրանց քիմիական հատկությունները: Առանց երկու անգամ մտածելու, Խոդնևի նամակի հետևի մասում նա գրեց քլորի Cl-ի և կալիումի K-ի նշանները՝ բավականին մոտ ատոմային զանգվածներով, համապատասխանաբար 35,5 և 39 (տարբերությունը ընդամենը 3,5 միավոր է)։ Նույն նամակի վրա Մենդելեևը ուրվագծել է այլ տարրերի սիմվոլներ՝ փնտրելով նմանատիպ «պարադոքսալ» զույգեր՝ ֆտոր F և նատրիումի Na, բրոմ Br և ռուբիդիում Rb, յոդ I և ցեզիում Cs, որոնց զանգվածների տարբերությունը 4,0-ից հասնում է 5,0-ի։ , իսկ հետո մինչև 6.0: Մենդելեևն այն ժամանակ չէր կարող իմանալ, որ ակնհայտ ոչ մետաղների և մետաղների միջև «անորոշ գոտին» պարունակում է տարրեր՝ ազնիվ գազեր, որոնց հայտնաբերումը հետագայում զգալիորեն կփոխի Պարբերական աղյուսակը:

Նախաճաշից հետո Մենդելեևը փակվել է իր աշխատասենյակում։ Նա գրասեղանից հանեց այցեքարտերի մի կույտ և սկսեց դրանց հետևի մասում գրել տարրերի խորհրդանիշները և դրանց հիմնական քիմիական հատկությունները: Որոշ ժամանակ անց տնային տնտեսությունը լսեց գրասենյակից հնչող ձայնը. Այս բացականչությունները նշանակում էին, որ Դմիտրի Իվանովիչը ստեղծագործական ներշնչանք ուներ։ Մենդելեևը մեկ հորիզոնական շարքից մյուսը տեղափոխեց քարտերը՝ առաջնորդվելով ատոմային զանգվածի արժեքներով և նույն տարրի ատոմներով ձևավորված պարզ նյութերի հատկություններով: Հերթական անգամ նրան օգնության հասավ անօրգանական քիմիայի մանրակրկիտ իմացությունը։ Աստիճանաբար սկսեց առաջանալ ապագա քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի ձևը: Այսպիսով, սկզբում նա դրեց Բերիում Բե տարրով քարտ (ատոմային զանգված 14) ալյումինի տարրով քարտի կողքին (ատոմային զանգվածը 27,4), ըստ այն ժամանակվա ավանդույթի՝ բերիլիումը շփոթելով ալյումինի անալոգի հետ։ Այնուամենայնիվ, այնուհետև, քիմիական հատկությունները համեմատելուց հետո, նա բերիլիում դրեց մագնեզիումի Mg-ի վրա: Կասկածելով բերիլիումի ատոմային զանգվածի այն ժամանակվա ընդհանուր ընդունված արժեքը՝ նա այն փոխեց 9,4-ի և բերիլիումի օքսիդի բանաձևը Be 2 O 3-ից փոխեց BeO-ի (ինչպես մագնեզիումի օքսիդը MgO)։ Ի դեպ, բերիլիումի ատոմային զանգվածի «ուղղված» արժեքը հաստատվեց միայն տասը տարի անց։ Նա նույնքան համարձակ է վարվել նաև այլ առիթներով։

Աստիճանաբար Դմիտրի Իվանովիչը եկավ վերջնական եզրակացության, որ տարրերը, որոնք դասավորված են իրենց ատոմային զանգվածների աճող կարգով, ցուցադրում են ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների հստակ պարբերականություն: Ողջ օրվա ընթացքում Մենդելեևը աշխատել է տարրերի համակարգի վրա՝ կարճ ժամանակով ընդհատելով դստեր՝ Օլգայի հետ խաղալու և ճաշելու և ընթրելու համար:

1869 թվականի մարտի 1-ի երեկոյան նա ամբողջությամբ վերաշարադրեց իր կազմած աղյուսակը և «Էլեմենտների համակարգի փորձը՝ հիմնված նրանց ատոմային քաշի և քիմիական նմանության վրա» վերնագրի ներքո, այն ուղարկեց տպարան՝ գրառումներ կատարելով գրամեքենաների համար։ և դնելով «1869 թվականի փետրվարի 17» ամսաթիվը (սա հին ոճն է):

Այսպես հայտնաբերվեց Պարբերական օրենքը, որի ժամանակակից ձևակերպումը հետևյալն է. Պարզ նյութերի հատկությունները, ինչպես նաև տարրերի միացությունների ձևերն ու հատկությունները պարբերաբար կախված են դրանց ատոմների միջուկների լիցքից։

Մենդելեևը բազմաթիվ հայրենական և արտասահմանյան քիմիկոսների ուղարկեց տպագիր թերթեր՝ տարրերի աղյուսակով և միայն դրանից հետո մեկնեց Սանկտ Պետերբուրգը՝ պանրի գործարանները ստուգելու։

Մենշուտկինին, օրգանական քիմիկոս և քիմիայի ապագա պատմաբան Ն.Ա. հասարակության առաջիկա հանդիպմանը հաղորդակցվելու համար։

1869 թվականի մարտի 18-ին Մենշուտկինը, ով այդ ժամանակ ընկերության գործավարն էր, Մենդելեևի անունից հանդես եկավ Պարբերական օրենքի վերաբերյալ կարճ զեկույցով։ Զեկույցը սկզբում մեծ ուշադրություն չգրավեց քիմիկոսների կողմից, և Ռուսաստանի քիմիական ընկերության նախագահ, ակադեմիկոս Նիկոլայ Զինինը (1812-1880) հայտարարեց, որ Մենդելեևը չի անում այն, ինչ պետք է անի իրական հետազոտողը։ Ճիշտ է, երկու տարի անց, Դմիտրի Իվանովիչի «Տարրերի բնական համակարգը և դրա կիրառումը որոշ տարրերի հատկությունները ցույց տալու համար» հոդվածը կարդալուց հետո, Զինինը մտափոխվեց և գրեց Մենդելեևին. «Շատ, շատ լավ, շատ հիանալի կապեր, նույնիսկ զվարճալի: կարդալու համար, Աստված ձեզ հաջողություն տա ձեր եզրակացությունների փորձարարական հաստատման մեջ: Ձեր անկեղծորեն նվիրված և խորապես հարգալից Ն. Զինին»: Մենդելեևը բոլոր տարրերը չի դասավորել ատոմային զանգվածների մեծացման հերթականությամբ. որոշ դեպքերում նա ավելի շատ առաջնորդվել է քիմիական հատկությունների նմանությամբ։ Այսպիսով, կոբալտի Co-ի ատոմային զանգվածն ավելի մեծ է, քան նիկելի Ni-ը, իսկ տելուրիում Te-ն նույնպես ավելի մեծ է, քան յոդի I-ը, սակայն Մենդելեևը դրանք դասավորել է Co-Ni, Te-I կարգով և ոչ հակառակը։ Հակառակ դեպքում թելուրը կհայտնվի հալոգենների խմբի մեջ, իսկ յոդը կդառնա սելենի Se-ի ազգականը։

Կնոջս ու երեխաներիս։ Կամ գուցե նա գիտեր, որ մահանում է, բայց չէր ուզում նախօրոք անհանգստացնել ու անհանգստացնել ընտանիքին, ում ջերմ ու քնքշորեն սիրում էր»։ Ժամը 05:20-ին 1907 թվականի հունվարի 20-ին մահացավ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը։ Նրան թաղել են Սանկտ Պետերբուրգի Վոլկովսկոյե գերեզմանատանը՝ մոր և որդու՝ Վլադիմիրի գերեզմաններից ոչ հեռու։ 1911 թվականին ռուս առաջադեմ գիտնականների նախաձեռնությամբ կազմակերպվել է Դ.Ի. Մենդելեևը, որտեղ...

Մոսկվայի մետրոյի կայարան, օվկիանոսագրական հետազոտությունների հետազոտական ​​նավ, 101-րդ քիմիական տարր և հանքանյութ՝ մենդելևիտ։ Ռուսախոս գիտնականներն ու կատակասերները երբեմն հարցնում են. «Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը հրեա չէ՞, դա շատ տարօրինակ ազգանուն է, չէ՞ որ այն առաջացել է «Մենդել» ազգանունից»: Այս հարցի պատասխանը չափազանց պարզ է. «Պավել Մաքսիմովիչ Սոկոլովի բոլոր չորս որդիները, ...

Ճեմարանի քննությունը, որին ծերունի Դերժավինը օրհնեց երիտասարդ Պուշկինին։ Հաշվիչի դերը պատահաբար խաղացել է օրգանական քիմիայի հայտնի մասնագետ ակադեմիկոս Յու.Ֆ.Ֆրիցշեն։ Թեկնածուական թեզ Դ.Ի. Մենդելեևն ավարտել է Գլխավոր մանկավարժական ինստիտուտը 1855 թվականին։ Նրա թեզը՝ «Իզոմորֆիզմը բյուրեղային ձևի և կազմի այլ հարաբերությունների հետ կապված» դարձավ նրա առաջին խոշոր գիտական...

Հիմնականում հեղուկների մազանոթության և մակերևութային լարվածության հարցով և իր հանգստի ժամերն անցկացրեց երիտասարդ ռուս գիտնականների շրջապատում. Ս.Պ. Բոտկինա, Ի.Մ. Սեչենովա, Ի.Ա. Վիշնեգրադսկի, Ա.Պ. Բորոդինը և ուրիշներ։1861 թվականին Մենդելեևը վերադառնում է Սանկտ Պետերբուրգ, որտեղ վերսկսում է օրգանական քիմիայի դասախոսությունները համալսարանում և հրատարակում այդ ժամանակի համար ուշագրավ դասագիրք՝ «Օրգանական քիմիա», ի...

Քիմիայի նշանավոր խորհրդային պատմաբան Ն.Ֆ. Ֆիգուրովսկու «Էսսե քիմիայի ընդհանուր պատմության մասին. Դասական քիմիայի զարգացումը 19-րդ դարում» գրքում (Մ., Նաուկա, 1979): 63 քիմիական տարրերի հայտնաբերման հիմնական ժամանակաշրջանները տրված են հնագույն ժամանակներից մինչև 1869 թվականը ՝ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևի (1834-1907) Պարբերական օրենքի ստեղծման տարին.

1. Ամենահին ժամանակաշրջանը (մ.թ.ա. 5-րդ հազարամյակից մինչև մ.թ. 1200 թ.):

Այս երկար ժամանակաշրջանը սկիզբ է առնում մարդու՝ հնության 7 մետաղների՝ ոսկու, արծաթի, պղնձի, կապարի, անագի, երկաթի և սնդիկի ծանոթության ժամանակաշրջանից։ Բացի այս տարրական նյութերից, հին ժամանակներում հայտնի էին ծծումբը և ածխածինը, որոնք բնության մեջ հանդիպում էին ազատ վիճակում։

2. Ալքիմիական շրջան.

Այս ժամանակահատվածում (1200-ից 1600 թվականներին) հաստատվել է մի քանի տարրերի առկայությունը, որոնք մեկուսացված են կամ մետաղների փոխակերպման ուղիների ալքիմիական որոնումների, կամ արհեստավոր մետալուրգների կողմից տարբեր հանքաքարերի մետաղների արտադրության և մշակման գործընթացներում: Դրանք ներառում են մկնդեղ, անտիմոն, բիսմուտ, ցինկ, ֆոսֆոր:

3. Տեխնիկական քիմիայի առաջացման և զարգացման շրջանը (17-րդ դարի վերջ - 1751 թ.)։

Այս ժամանակ տարբեր մետաղական հանքաքարերի բնութագրերի գործնական ուսումնասիրության և մետաղների մեկուսացման ժամանակ առաջացած դժվարությունների հաղթահարման, ինչպես նաև հանքաբանական արշավների ընթացքում հայտնագործությունների արդյունքում հաստատվեց պլատինի, կոբալտի և նիկելի առկայությունը։

4. Քիմիա-վերլուծական շրջանի առաջին փուլը քիմիայի զարգացման մեջ (1760-1805 թթ.):Այս ընթացքում որակական և ծանրաչափական քանակական անալիզների միջոցով հայտնաբերվել են մի շարք տարրեր, որոնցից մի քանիսը միայն «երկրների» տեսքով՝ մագնեզիում, կալցիում (տարբերությունը սահմանելով կրաքարի և մագնեզիայից), մանգան, բարիում ( բարիտ), մոլիբդեն, վոլֆրամ, թելուր, ուրան (օքսիդ), ցիրկոնիում (հող), ստրոնցիում (երկիր), տիտան (օքսիդ), քրոմ, բերիլիում (օքսիդ), իտրիում (երկիր), տանտալ (երկիր), ցերիում (երկիր) , ֆտոր (հիդրոֆտորաթթու), պալադիում, ռոդիում, օսմիում և իրիդիում։

5. Օդաճնշական քիմիայի փուլ.Այդ ժամանակ (1760-1780) հայտնաբերվել են գազային տարրերը՝ ջրածինը, ազոտը, թթվածինը և քլորը (վերջինս մինչև 1809 թվականը համարվում էր բարդ նյութ՝ օքսիդացված աղաթթու)։

6. Էլեկտրոլիզով ազատ վիճակում տարրերի ստացման փուլը (G. Davy, 1807-1808)և քիմիապես՝ կալիում, նատրիում, կալցիում, ստրոնցիում, բարիում և մագնեզիում։ Դրանք բոլորը, սակայն, նախկինում հայտնի էին «հրդեհակայուն» (կաուստիկ) ալկալիների և ալկալային հողերի կամ փափուկ ալկալիների տեսքով։

7. Քիմիա-վերլուծական շրջանի երկրորդ փուլը քիմիայի զարգացման մեջ (1805-1850 թթ.):Այս պահին քանակական վերլուծության մեթոդների կատարելագործման և որակական վերլուծության համակարգված ընթացքի մշակման արդյունքում բոր, լիթիում, կադմիում, սելեն, սիլիցիում, բրոմ, ալյումին, յոդ, թորիում, վանադիում, լանթան (հող) Հայտնաբերվել են էրբիում (երկիր), տերբիում (երկիր), ռութենիում, նիոբիում։

8. Սպեկտրային վերլուծության կիրառմամբ տարրերի հայտնաբերման ժամանակաշրջանը, որն անմիջապես հաջորդում է այս մեթոդի մշակմանը և գործնականում ներդրմանը (1860-1863 թթ.՝ ցեզիում, ռուբիդիում, թալիում և ինդիում»:

Ինչպես հայտնի է, քիմիայի պատմության մեջ առաջին «Պարզ մարմինների աղյուսակը» կազմվել է Ա. Լավուազեի կողմից 1787 թվականին: Բոլոր պարզ նյութերը բաժանվել են չորս խմբի. «I. Պարզ նյութեր, որոնք ներկայացված են բնության բոլոր երեք թագավորություններում, որոնք. Մարմինների տարրեր կարելի է համարել՝ 1) թեթև, 2) կալորիական, 3) թթվածին, 4) ազոտ, 5) ջրածին, II. Պարզ ոչ մետաղական նյութեր, որոնք օքսիդանում են և տալիս թթուներ՝ 1) անտիմոն, 2) ֆոսֆոր, 3. ) ածուխ, 4) մկանաթթվի ռադիկալ, 5) ֆտորաթթվի ռադիկալ, 6) բորաթթվի ռադիկալ III. Պարզ մետաղական նյութեր, որոնք օքսիդանում են և թթուներ են տալիս՝ 1) անտիմոն, 2) արծաթ, 3) մկնդեղ, 4) բիսմուտ, 5) կոբալտ, 6) պղինձ, 7) անագ, 8) երկաթ, 9) մանգան, 10) սնդիկ, 11) մոլիբդեն, 12) նիկել, 13) ոսկի, 14) պլատին, 15) կապար, 16) վոլֆրամ, 17) ցինկ IV Պարզ նյութեր, աղ առաջացնող և հողային. 1) կրաքար (կրային հող), 2) մագնեզիա (մագնեզիումի սուլֆատի հիմք), 3) բարիտ (ծանր հող), 4) կավահող (կավ, շիբ հող), 5) սիլիցիում (սիլիկոն): երկիր)»:

Այս աղյուսակը կազմեց Լավուազիեի մշակած քիմիական անվանացանկի հիմքը։ Դ.Դալթոնը գիտության մեջ ներմուծեց քիմիական տարրերի ատոմների ամենակարևոր քանակական բնութագիրը՝ ատոմների հարաբերական քաշը կամ ատոմային զանգվածը։

Քիմիական տարրերի ատոմների հատկությունների օրինաչափություններ որոնելիս գիտնականներն առաջին հերթին ուշադրություն են դարձրել ատոմային կշիռների փոփոխությունների բնույթին։ 1815-1816 թթ Անգլիացի քիմիկոս W. Prout-ը (1785-1850) երկու անանուն հոդված է հրապարակել «Annals of Philosophy»-ում, որտեղ արտահայտվել և հիմնավորվել է այն միտքը, որ բոլոր քիմիական տարրերի ատոմային կշիռները ամբողջ թիվ են (այսինքն՝ ջրածնի ատոմային քաշի բազմապատիկները, որոնք. Այնուհետև ենթադրվում էր, որ հավասար է միավորին). «Եթե տեսակետները, որոնք մենք որոշել ենք արտահայտել, ճիշտ են, ապա մենք կարող ենք գրեթե համարել, որ հնագույնների հիմնական նյութը մարմնավորված է եղել ջրածնի մեջ...»: Պրուտի վարկածը շատ գայթակղիչ էր և պատճառ դարձավ, որ բազմաթիվ փորձարարական հետազոտություններ իրականացվեն՝ քիմիական տարրերի ատոմային կշիռները հնարավորինս ճշգրիտ որոշելու համար։

1829 թվականին գերմանացի քիմիկոս Ի. Դեբերեյները (1780-1849) համեմատել է նմանատիպ քիմիական տարրերի ատոմային կշիռները՝ լիթիում, կալցիում, քլոր, ծծումբ, մանգան, նատրիում, ստրոնցիում, բրոմ, սելեն, քրոմ, կալիում, բարիում, յոդ, տելուր։ , երկաթ և պարզել է, որ միջին տարրի ատոմային զանգվածը հավասար է ծայրահեղ տարրերի ատոմային կշիռների գումարի կեսին։ Նոր եռյակների որոնումը հանգեցրեց Քիմիայի աշխարհահռչակ ուղեցույցի հեղինակ Լ. Գմելինին (1788-1853), համանման տարրերի բազմաթիվ խմբերի ստեղծմանը և դրանց յուրահատուկ դասակարգման ստեղծմանը։

60-ական թթ 19-րդ դարում գիտնականներն անցան քիմիապես նման տարրերի խմբերը համեմատելուն։ Այսպես, Փարիզի հանքարդյունաբերության դպրոցի պրոֆեսոր Ա.Շանկուրտուան ​​(1820-1886) բոլոր քիմիական տարրերը դասավորել է գլանի մակերեսի վրա իրենց ատոմային կշիռների աճման կարգով, այնպես որ ստացվել է «խխունջ»: Այս դասավորությամբ նմանատիպ տարրերը հաճախ ընկնում էին նույն ուղղահայաց գծի վրա: 1865 թվականին անգլիացի քիմիկոս Դ.Նյուլենդսը (1838-1898) հրապարակեց աղյուսակ, որը ներառում էր 62 քիմիական տարր։ Տարրերը դասավորվել և համարակալվել են ատոմային կշիռների աճման կարգով։

Նյուլենդսն օգտագործել է համարակալում` ընդգծելու, որ յուրաքանչյուր յոթ տարրում քիմիական տարրերի հատկությունները կրկնվում են: 1866 թվականին Լոնդոնի քիմիական ընկերությունում Նյուլանդսի նոր հոդվածը քննարկելիս (այն խորհուրդ չի տրվում հրապարակել), պրոֆեսոր Ջ. Ֆոսթերը հեգնանքով հարցրեց. նախշեր?

1868թ.-ին անգլիացի քիմիկոս Վ.Օլդինգը (1829-1921թթ.) առաջարկեց աղյուսակ, որը, հեղինակի կարծիքով, ցույց էր տալիս կանոնավոր հարաբերություններ բոլոր տարրերի միջև:

1864 թվականին գերմանացի պրոֆեսոր Լ.Մայերը (1830-1895) կազմել է 44 քիմիական տարրերի աղյուսակ (հայտնի 63-ից)։

Գնահատելով այս ժամանակաշրջանը՝ Դ.Ի. Մենդելեևը գրել է. «Չկա բնության ոչ մի ընդհանուր օրենք, որը անմիջապես հիմնված լինի, դրա հաստատմանը միշտ նախորդում են բազմաթիվ կանխատեսումներ, և օրենքի ճանաչումը չի գալիս, երբ այն ամբողջությամբ իրագործվում է իր ողջ իմաստով։ , բայց միայն փորձերի միջոցով դրա հետևանքների հաստատումից հետո, որոնք բնագետները պետք է ճանաչեն որպես իրենց նկատառումների և կարծիքների բարձրագույն հեղինակություն»:

1868 թվականին Դ.Ի. Մենդելեևը սկսեց աշխատել «Քիմիայի հիմունքներ» դասընթացի վրա։ Նյութի առավել տրամաբանական դասավորության համար անհրաժեշտ էր ինչ-որ կերպ դասակարգել 63 քիմիական տարրերը։ Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի առաջին տարբերակը առաջարկվել է Դ.Ի. Մենդելեևի կողմից 1869 թվականի մարտին։

Երկու շաբաթ անց Ռուսական քիմիական ընկերության ժողովում կարդացվել է Մենդելեևի «Հատկությունների կապը տարրերի ատոմային քաշի հետ» զեկույցը, որում քննարկվել են քիմիական տարրերի դասակարգման հնարավոր սկզբունքները.

1) ջրածնի հետ նրանց հարաբերության համաձայն (հիդրիդների բանաձևեր). 2) թթվածնի հետ կապված (ավելի բարձր թթվածնի օքսիդների բանաձևեր). 3) ըստ վալենտականության. 4) ատոմային քաշով.

Այնուհետև, հաջորդ տարիների ընթացքում (1869-1871), Մենդելեևը ուսումնասիրեց և նորից ստուգեց այն օրինաչափությունները և «անհամապատասխանությունները», որոնք նկատվել էին «Տարրերի համակարգի» առաջին տարբերակում։ Ամփոփելով այս աշխատանքը՝ Դ.Ի. Մենդելեևը գրել է. «Քանի որ ատոմային քաշը մեծանում է, տարրերը սկզբում ունենում են ավելի ու ավելի փոփոխական հատկություններ, այնուհետև այդ հատկությունները նորից կրկնվում են նոր կարգով, նոր տողով և մի շարք տարրերով և նույն հաջորդականությունը, ինչպես նախորդ շարքում: Հետևաբար, Պարբերականության օրենքը կարող է ձևակերպվել հետևյալ կերպ. ճիշտ է) դրանց ատոմային քաշի վրա»։ Օրենքներ բնությունը բացառություններ չի հանդուրժում... Օրենքի հաստատումը հնարավոր է միայն առանց դրա անհնարին և անսպասելի հետևանքների բխման և այդ հետևանքների հիմնավորման և փորձարարական ստուգման միջոցով։ Հետևաբար, տեսնելով պարբերական օրենքը, ես, իմ կողմից (1869-1871թթ.) եզրակացրեցի, որ այն ունի այնպիսի տրամաբանական հետևանքներ, որոնք կարող են ցույց տալ, թե արդյոք դա ճիշտ է, թե ոչ: Դրանք ներառում են չբացահայտված տարրերի հատկությունների կանխատեսումը և ուղղումը: այն ժամանակ ուսումնասիրված շատ ու քիչ տարրերի ատոմային կշիռներից... Ձեզ անհրաժեշտ է մեկ բան՝ կամ համարեք պարբերական օրենքը որպես լիովին ճշմարիտ և հանդիսանում է քիմիական գիտելիքի նոր գործիք, կամ մերժեք այն»:

1872-1874 թթ. Մենդելեևը սկսեց զբաղվել այլ խնդիրներով, և քիմիական գրականության մեջ գրեթե ոչ մի հիշատակում չկար Պարբերական օրենքի մասին։

1875 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Լ. դը Բոյսբոդրանը զեկուցել է, որ ցինկի խառնուրդն ուսումնասիրելիս նա սպեկտրոսկոպիկ կերպով հայտնաբերել է նոր տարր դրա մեջ։ Նա ձեռք բերեց այս տարրի աղերը և որոշեց դրա հատկությունները: Ի պատիվ Ֆրանսիայի՝ նա նոր տարրը անվանել է գալիում (ինչպես Ֆրանսիան անվանում էին հին հռոմեացիները)։ Եկեք համեմատենք, թե ինչ է կանխատեսել Դ.Ի. Մենդելեևը և ինչ է գտել Լ. դե Բոյսբաուդրանը.

L. de Boisbaudran-ի առաջին զեկույցում գալիումի տեսակարար կշիռը պարզվել է 4,7: Դ.Ի.Մենդելեևը մատնանշեց իր սխալը. Ավելի զգույշ չափումներով գալիումի տեսակարար կշիռը պարզվեց, որ 5,96 է:

1879 թվականին շվեդ քիմիկոս Լ.Նիլսոնը (1840-1899) զեկուցել է նոր քիմիական տարրի՝ սկանդիումի հայտնաբերման մասին։ Լ. Նիլսոնը դասակարգել է սկանդիումը որպես հազվագյուտ հողային տարր: P.T.Kleve-ը Լ.Նիլսոնին մատնանշեց, որ սկանդիումի աղերը անգույն են, նրա օքսիդը անլուծելի է ալկալիներում, և որ սկանդիումը էկաբոր է, որը կանխատեսել է Դ.Ի.Մենդելեևը: Եկեք համեմատենք դրանց հատկությունները.

1886 թվականի փետրվարին վերլուծելով նոր միներալ՝ գերմանացի պրոֆեսոր Կ.Վինքլերը (1838-1904 թթ.) հայտնաբերել է նոր տարր և համարել այն անտիմոնի և մկնդեղի անալոգը։ Քննարկում է եղել. Ք.Վինքլերը համաձայնեց, որ իր հայտնաբերած տարրը Դ.Ի.Մենդելեևի կանխատեսած էկասիլիկոնն էր: Կ.Վինքլերը այս տարրին անվանել է գերմանիում:

Այսպիսով, քիմիկոսները երեք անգամ հաստատել են Մենդելեևի կանխատեսած քիմիական տարրերի առկայությունը։ Ավելին, հենց Մենդելեևի կողմից կանխատեսված այս տարրերի հատկությունները և դրանց դիրքը Պարբերական աղյուսակում հնարավորություն տվեցին ուղղել այն սխալները, որոնք ակամա թույլ էին տալիս փորձարարները: Քիմիայի հետագա զարգացումը տեղի ունեցավ Պարբերական օրենքի ամուր հիմքի վրա, որը XIX դ. բոլոր գիտնականների կողմից ճանաչվել է որպես բնության ամենակարևոր օրենքներից մեկը: Այսպիսով, ցանկացած քիմիական տարրի ամենակարևոր բնութագիրը նրա տեղն է Դ.Ի. Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակում:

Մենդելեևների ընտանիքն ապրում էր Տոբոլսկի Տոբոլ գետի զառիթափ, բարձր ափին գտնվող տանը, և ապագա գիտնականը ծնվել է այստեղ։ Այն ժամանակ Տոբոլսկում աքսորում էին դեկաբրիստներից շատերը՝ Աննենկովը, Բարիատինսկին, Վուլֆը, Կյուչելբեկերը, Ֆոնվիզենը և այլք... Նրանք իրենց քաջությամբ ու աշխատասիրությամբ վարակեցին շրջապատողներին։ Նրանք չեն կոտրվել բանտով, ծանր աշխատանքով կամ աքսորով։ Նման մարդկանց տեսել է Միտյա Մենդելեևը։ Նրանց հետ շփվելիս ձևավորվեց նրա սերը հայրենիքի հանդեպ և պատասխանատվությունը նրա ապագայի հանդեպ։ Մենդելեևների ընտանիքը բարեկամական և ընտանեկան հարաբերություններ ուներ դեկաբրիստների հետ։ Դ. Ի. Մենդելեևը գրել է. «Այստեղ ապրում էին հարգելի և հարգված դեկաբրիստներ. Ֆոնվիզենը, Աննենկովը, Մուրավյովը, մեր ընտանիքի մոտ, հատկապես այն բանից հետո, երբ դեկաբրիստներից մեկը՝ Նիկոլայ Վասիլևիչ Բասարգինը, ամուսնացավ իմ քրոջ՝ Օլգա Իվանովնայի հետ... օրեր նրանք Տոբոլսկի կյանքին հատուկ դրոշմ են տվել և նրան աշխարհիկ դաստիարակությամբ օժտել։ Նրանց մասին լեգենդը դեռ ապրում է Տոբոլսկում»։

15 տարեկանում Դմիտրի Իվանովիչն ավարտեց միջնակարգ դպրոցը։ Նրա մայրը՝ Մարիա Դմիտրիևնան, մեծ ջանքեր է գործադրել, որպեսզի երիտասարդը շարունակի ուսումը։

Բրինձ. 4. Դ.Ի.Մենդելեևի մայրը՝ Մարիա Դմիտրիևնա։

Մենդելեևը փորձել է ընդունվել Սանկտ Պետերբուրգի Բժշկական-վիրաբուժական ակադեմիա։ Այնուամենայնիվ, պարզվեց, որ անատոմիան դուրս էր տպավորիչ երիտասարդի ուժերից, ուստի Մենդելեևը ստիպված էր բժշկությունը փոխել մանկավարժության: 1850 թվականին ընդունվել է Գլխավոր մանկավարժական ինստիտուտ, որտեղ ժամանակին սովորել է հայրը։ Միայն այստեղ Մենդելեևը զգաց սովորելու համը և շուտով դարձավ լավագույններից մեկը։

Մենդելեևը 21 տարեկանում փայլուն հանձնեց ընդունելության քննությունները։ Դմիտրի Մենդելեևի ուսումը Սանկտ Պետերբուրգում մանկավարժական ինստիտուտում սկզբում հեշտ չէր. Առաջին կուրսում նրան հաջողվել է անբավարար գնահատականներ ստանալ բոլոր առարկաներից, բացի մաթեմատիկայից։ Բայց ավագ տարիներին ամեն ինչ այլ կերպ էր ընթանում. Մենդելեևի միջին տարեկան գնահատականը չորսուկես էր (հնարավոր հինգից):

Նրա թեզը իզոմորֆիզմի ֆենոմենի վերաբերյալ ճանաչվել է թեկնածուական ատենախոսություն։ Տաղանդավոր ուսանող 1855 թ. նշանակվել է Օդեսայի Ռիշելյեի գիմնազիայի ուսուցիչ։ Այստեղ նա պատրաստեց իր երկրորդ գիտական ​​աշխատությունը՝ «Հատուկ հատորներ»։ Այս աշխատանքը ներկայացվել է որպես մագիստրոսական թեզ։ 1857 թ Այն պաշտպանելուց հետո Մենդելեևը ստացել է քիմիայի մագիստրոսի կոչում և դարձել Պետերբուրգի համալսարանի մասնավոր ասիստենտ, որտեղ դասախոսել է օրգանական քիմիայի վերաբերյալ։ 1859-ին ուղարկվել է արտերկիր։

Մենդելեևը երկու տարի անցկացրեց Ֆրանսիայի և Գերմանիայի տարբեր համալսարաններում, բայց ամենաարդյունավետը նրա դիսերտացիոն աշխատանքն էր Հայդելբերգում այն ​​ժամանակվա առաջատար գիտնականների՝ Բունսենի և Կիրխհոֆի հետ։

Անկասկած, գիտնականի կյանքի վրա մեծ ազդեցություն է ունեցել այն միջավայրի բնույթը, որտեղ նա անցկացրել է իր մանկությունը: Երիտասարդությունից մինչև ծերություն նա ամեն ինչ անում էր և միշտ իր ձևով։ Սկսած առօրյա մանրուքներից և շարունակելով մինչև էականը: Դմիտրի Իվանովիչի զարմուհին՝ Ն. ոլորված սիգարետներ՝ ինքն իրեն գլորելով…»: Նա ստեղծեց օրինակելի կալվածք և անմիջապես լքեց այն: Նա ուշագրավ փորձեր կատարեց հեղուկների կպչունության վերաբերյալ և անմիջապես հեռացավ գիտության այս բնագավառից ընդմիշտ։ Եվ ինչ սկանդալներ նա շպրտեց վերադասների վրա։ Դեռ երիտասարդ տարիներին՝ մանկավարժական ինստիտուտի նորաստեղծ շրջանավարտ, նա բղավում էր ամբիոնի տնօրենի վրա, ինչի համար նրան կանչում էին հենց նախարար Աբրահամ Սերգեևիչ Նորովատովի մոտ։ Այնուամենայնիվ, նա ի՞նչ է մտածում վարչության տնօրենի մասին, նա նույնիսկ սինոդը հաշվի չի առել։ Երբ նա յոթ տարվա ապաշխարություն դրեց Ֆեոզա Նիկիտիշնայից ամուսնալուծվելու կապակցությամբ, ով երբեք չէր հաշտվում իր հետաքրքրությունների յուրահատկության հետ, Դմիտրի Իվանովիչը, ժամկետից վեց տարի առաջ, Կրոնշտադտի քահանային համոզեց նորից ամուսնանալ նրա հետ։ . Իսկ ի՞նչ արժեր նրա օդապարիկով թռիչքի պատմությունը, երբ բռնությամբ խլեց ռազմական գերատեսչությանը պատկանող օդապարիկը, զամբյուղից դուրս մղելով փորձառու օդագնաց գեներալ Կովանկոյին... Դմիտրի Իվանովիչը համեստությունից չէր տառապում, ընդհակառակը. «Համեստությունը բոլոր արատների մայրն է», - պնդում էր Մենդելեևը:

Դմիտրի Իվանովիչի անձի ինքնատիպությունը նկատվում էր ոչ միայն գիտնականի վարքագծում, այլև նրա ամբողջ արտաքին տեսքով: Նրա զարմուհի Ն. Յա Կապուստինա-Գուբկինան նկարել է գիտնականի հետևյալ բանավոր դիմանկարը. նրա մեջ Գարիբալդիի հետ... Խոսելիս նա միշտ ժեստիկուլյացիա էր անում. Ձեռքերի լայն, արագ, նյարդային շարժումները միշտ համապատասխանում էին նրա տրամադրությանը... Ձայնի տեմբրը ցածր էր, բայց հնչեղ ու հասկանալի, բայց նրա տոնը շատ էր տարբերվում և հաճախ ցածր նոտաներից անցնում էր բարձր, գրեթե տենորին... Երբ նա խոսեց մի բանի մասին, որն իրեն դուր չէր գալիս, հետո կնճռոտվեց, կռացավ, հառաչեց, ճռռաց… Մենդելեևի սիրելի հանգստի գործունեությունը երկար տարիներ ճամպրուկներ և շրջանակներ պատրաստելն էր դիմանկարների համար: Նա այդ աշխատանքների համար պարագաներ է գնել Գոստինի Դվորից:

Մենդելեևի ինքնատիպությունը երիտասարդությունից նրան առանձնացրել է ամբոխից... Մանկավարժական ինստիտուտում սովորելիս կապուտաչյա սիբիրցին, ում անունը ոչ մի կոպեկ չուներ, պարոնայք դասախոսների համար անսպասելիորեն, սկսեց մտքի այնպիսի սրություն դրսևորել. , աշխատանքում այնպիսի կատաղություն, որ իր բոլոր գործընկերներին շատ հետ թողեց։ Հենց այդ ժամանակ էլ փաստացի պետական ​​խորհրդական, հանրակրթության հայտնի գործիչ, ուսուցիչ, գիտնական, քիմիայի պրոֆեսոր Ալեքսանդր Աբրամովիչ Վոսկրեսենսկին նկատեց և սիրահարվեց նրան։ Ուստի 1867 թվականին Ալեքսանդր Աբրամովիչը խորհուրդ տվեց իր սիրելի ուսանողին՝ երեսուներեք տարեկան Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևին, ստանալ Սանկտ Պետերբուրգի համալսարանի ֆիզիկամաթեմատիկական ֆակուլտետի ընդհանուր և անօրգանական քիմիայի պրոֆեսորի պաշտոնը։ 1868 թվականի մայիսին Մենդելեևները լույս աշխարհ են բերել իրենց սիրելի դստերը՝ Օլգա...

Երեսուներեքը սխրանքների ավանդական տարիքն է. երեսուներեք տարեկանում, ըստ էպոսի, Իլյա Մուրոմեցը իջավ վառարանից: Բայց թեև այս առումով Դմիտրի Իվանովիչի կյանքը բացառություն չէր, նա ինքն էլ հազիվ էր զգալ, որ իր կյանքում կտրուկ շրջադարձ է տեղի ունենում։ Նախկինում դասավանդած տեխնիկական, օրգանական կամ անալիտիկ քիմիայի դասընթացների փոխարեն նա պետք է սկսեր կարդալ նոր դասընթաց՝ ընդհանուր քիմիա։

Իհարկե, ավելի հեշտ է օգտագործել մանրապատկերների մեթոդը: Սակայն, երբ նա սկսեց իր նախորդ դասընթացները, դա նույնպես հեշտ չէր. Ռուսական ձեռնարկները կամ ընդհանրապես չեն եղել, կամ կային, բայց հնացել էին։ Քիմիան նոր, երիտասարդ բան է, իսկ երիտասարդության մեջ ամեն ինչ արագ է հնանում։ Արտասահմանյան դասագրքերը, ամենավերջինը, պետք է ինքս թարգմանեի։ Թարգմանել է Ժերարի «Անալիտիկ քիմիա», Վագների «Քիմիական տեխնոլոգիա»։ Բայց Եվրոպայում օրգանական քիմիայի մեջ արժանի ոչինչ չգտնվեց, թեկուզ նստես ու գրես։ Եվ նա գրել է. Երկու ամսում նոր սկզբունքների վրա հիմնված բոլորովին նոր դասընթաց՝ երեսուն տպագիր թերթ։ Վաթսուն օր ամենօրյա մեծատիվ աշխատանք՝ օրական տասներկու ավարտված էջ: Հենց օրով. նա չէր ուզում իր ժամանակացույցը կախվածության մեջ դնել այնպիսի մանրուքից, ինչպիսին է երկրագնդի պտույտը իր առանցքի շուրջը, նա սեղանից վեր չէր կենում երեսուն կամ քառասուն ժամ:

Դմիտրի Իվանովիչը կարող էր ոչ միայն հարբած աշխատել, այլև հարբած քնել։ Մենդելեևի նյարդային համակարգը չափազանց զգայուն էր, նրա զգայարանները բարձրացել էին. գրեթե բոլոր հուշագիրները, առանց որևէ բառ ասելու, հայտնում են, որ նա անսովոր հեշտությամբ, անընդհատ ճիչ է բռնել, չնայած, ըստ էության, նա բարի մարդ էր:

Հնարավոր է, որ Դմիտրի Իվանովիչի բնածին բնավորության գծերը բացատրվում էին ընտանիքում նրա ուշ հայտնվելով. նա «վերջին երեխան» էր, տասնյոթերորդ երեխան: Իսկ ներկայիս հասկացությունների համաձայն՝ սերունդների մոտ մուտացիաների հավանականությունը մեծանում է ծնողների տարիքի հետ։

Նա սկսեց իր առաջին դասախոսությունը ընդհանուր քիմիայի վերաբերյալ այսպես.

«Մենք հստակ տարբերում ենք այն ամենը, ինչ նկատում ենք որպես նյութ կամ որպես երեւույթ։ Նյութը տարածություն է զբաղեցնում և կշիռ ունի, բայց երևույթը մի բան է, որը տեղի է ունենում ժամանակի ընթացքում։ Յուրաքանչյուր նյութ առաջացնում է զանազան երևույթներ, և չկա մի երևույթ, որը տեղի ունենա առանց նյութի: Նյութերի և երևույթների բազմազանությունը չի կարող վրիպել բոլորի ուշադրությունից։ Բացահայտել օրինականությունը, այսինքն՝ պարզությունն ու կոռեկտությունը այս բազմազանության մեջ, նշանակում է ուսումնասիրել բնությունը…»:

Բացահայտել օրինականությունը, այսինքն՝ պարզությունը, և կոռեկտությունը... Նյութն ունի քաշ... Նյութ... Քաշ... Նյութ... Քաշ...

Նա անդադար մտածում էր այդ մասին, ինչ էլ որ աներ։ Իսկ ի՞նչ չարեց։ Դմիտրի Իվանովիչը բավական ժամանակ ուներ ամեն ինչի համար։ Թվում է, թե նա վերջապես ստացել է Ռուսաստանի լավագույն քիմիական բաժանմունքը, պետական ​​սեփականություն հանդիսացող բնակարան, հարմարավետ ապրելու հնարավորություն, առանց ավելորդ գումարի վազելու, այնպես որ կենտրոնացիր գլխավորի վրա, իսկ մնացած ամեն ինչ կողքի է... Ես գնեցի 400 դեսիատին հողատարածք և մեկ տարի անց գրավ դրեցի փորձառու Փոլին, ով ուսումնասիրեց երկրագնդի քայքայումը շրջելու հնարավորությունը քիմիայի միջոցով: Ռուսաստանում առաջիններից մեկը։

Մի ակնթարթում անցավ մեկուկես տարի, իսկ ընդհանուր քիմիայում դեռ չկար իրական համակարգ։ Սա չի նշանակում, որ Մենդելեևն իր դասընթացը դասավանդել է բոլորովին պատահական։ Սկսեց նրանից, ինչը բոլորին ծանոթ է՝ ջրով, օդով, ածուխով, աղերով։ Նրանց պարունակած տարրերից. Հիմնական օրենքներից, որոնց համաձայն նյութերը փոխազդում են միմյանց հետ։

Հետո խոսեց քլորի քիմիական հարազատների մասին՝ ֆտոր, բրոմ, յոդ։ Սա վերջին դասախոսությունն էր, որի սղագրությունը նա դեռ հասցրեց ուղարկել տպարան, որտեղ տպագրվում էր իր սկսած նոր գրքի երկրորդ համարը։

Առաջին համարը՝ գրպանային ձևաչափով, տպագրվել է 1869 թվականի հունվարին։ Վերնագրի էջում գրված էր. «Քիմիայի հիմունքներ Դ. Մենդելեև». . Առանց նախաբանների։ Առաջին, արդեն հրատարակված համարը և երկրորդը, որը տպարանում էր, Դմիտրի Իվանովիչի ծրագրի համաձայն պետք է կազմեին դասընթացի առաջին մասը և ևս երկու համարներ՝ երկրորդ մասը։

Հունվարին և փետրվարի առաջին կեսին Մենդելեևը դասախոսություններ է կարդացել նատրիումի և այլ ալկալիական մետաղների մասին, գրել է երկրորդ մասի համապատասխան գլուխը. «Քիմիայի հիմունքներ» - և խրվեց:

1826 թվականին Յենս Յակոբ Բերզելիուսը ավարտեց 2000 նյութերի ուսումնասիրությունը և դրա հիման վրա որոշեց երեք տասնյակ քիմիական տարրերի ատոմային զանգվածը։ Նրանցից հինգի համար ատոմային զանգվածը սխալ է որոշվել՝ նատրիումի, կալիումի, արծաթի, բորի և սիլիցիումի համար։ Բերցելիուսը սխալվեց, քանի որ նա կիրառեց երկու սխալ ենթադրություն՝ օքսիդի մոլեկուլը կարող է պարունակել միայն մեկ մետաղի ատոմ և որ գազերի հավասար ծավալը պարունակում է հավասար թվով ատոմներ։ Փաստորեն, օքսիդի մոլեկուլը կարող է պարունակել երկու կամ ավելի մետաղի ատոմ, իսկ գազերի հավասար ծավալը, Ավոգադրոյի օրենքի համաձայն, պարունակում է հավասար թվով ոչ ատոմներ, այլ մոլեկուլներ։

Մինչև 1858 թվականը, երբ իտալացի Ստանիսլաո Կաննիզարոն, վերականգնելով իր հայրենակից Ավոգադրոյի օրենքը, ուղղեց մի քանի տարրերի ատոմային կշիռները, ատոմային կշիռների հարցում շփոթություն էր տիրում։

Միայն 1860 թվականին Կարլսրուեի քիմիական կոնգրեսում, թեժ բանավեճերից հետո, շփոթությունը բացահայտվեց, Ավոգադրոյի օրենքը վերջապես վերականգնվեց իր իրավունքների մեջ և վերջնականապես պարզվեց ցանկացած քիմիական տարրի ատոմային քաշը որոշելու անսասան հիմքերը:

Երջանիկ զուգադիպությամբ Մենդելեևը 1860 թվականին գործուղման մեջ էր արտասահման, մասնակցեց այս համագումարին և ստացավ հստակ և հստակ գաղափար, որ ատոմային քաշն այժմ դարձել է ճշգրիտ և հուսալի թվային արտահայտություն: Վերադառնալով Ռուսաստան՝ Մենդելեևը սկսեց ուսումնասիրել տարրերի ցանկը և ուշադրություն հրավիրեց ատոմային կշիռների աճող կարգով դասավորված տարրերի վալենտության փոփոխության պարբերականությանը. Հ – 1, Լի – 1, Լինել – 2, Բ – 3, C – 4, մգ – 2, Ն – 2, Ս – 2, F – 1, Նա – 1, Ալ – 3, Սի - 4 և այլն: Վալենտության աճի և նվազման հիման վրա Մենդելեևը տարրերը բաժանեց ժամանակաշրջանների. Առաջին շրջանը ներառում էր միայն մեկ ջրածին, որին հաջորդում էին 7-ական տարրից բաղկացած երկու ժամանակաշրջան, այնուհետև 7-ից ավելի տարր պարունակող ժամանակաշրջաններ։ Դ, ես, Մենդելեևն օգտագործել են այս տվյալները ոչ միայն գրաֆիկ կառուցելու համար, ինչպես դա արեցին Մեյերը և Շանկուրտուան, այլև Նյուլանդսի աղյուսակին նման աղյուսակ կառուցելու համար։ Տարրերի նման պարբերական աղյուսակն ավելի պարզ և տեսողական է, քան գրաֆիկը, և, բացի այդ, Դ, Ի, Մենդելեևին հաջողվեց խուսափել Նյուլանդսի սխալից, որը պնդում էր ժամանակաշրջանների հավասարությունը։

« Պարբերական օրենքի մասին իմ մտքի որոշիչ պահը համարում եմ 1860թ.՝ քիմիկոսների համագումարը Կարլսրուեում, որին ես մասնակցել եմ... Ատոմային քաշի ավելացող տարրերի հատկությունների պարբերականության հնարավորության գաղափարը։ , ըստ էության, արդեն ներքին կարգով ինձ ներկայացվել էր»։ , - նշել է Դ.Ի. Մենդելեևը.

1865 թվականին նա գնեց Կլինի մոտ գտնվող Բոբլովո կալվածքը և հնարավորություն ստացավ ուսումնասիրել գյուղատնտեսական քիմիա, որով նա այն ժամանակ հետաքրքրված էր, և ամեն ամառ հանգստանալ այնտեղ ընտանիքի հետ։

Դ.Ի. Մենդելեևի համակարգի «ծննդյան օրը» սովորաբար համարվում է 1869 թվականի փետրվարի 18-ը, երբ կազմվեց աղյուսակի առաջին տարբերակը:

Բրինձ. 5. Դ.Ի.Մենդելեևի լուսանկարը պարբերական օրենքի հայտնաբերման տարում:

Հայտնի էր 63 քիմիական տարր։ Այս տարրերի ոչ բոլոր հատկություններն են բավական լավ ուսումնասիրված, նույնիսկ որոշների ատոմային կշիռները սխալ կամ սխալ են որոշվել: Շա՞տ է, թե՞ քիչ՝ 63 տարր։ Եթե ​​հիշենք, որ հիմա գիտենք 109 տարր, ապա, իհարկե, սա բավարար չէ։ Բայց դա բավական է, որպեսզի կարողանանք նկատել դրանց հատկությունների փոփոխությունների օրինաչափությունը։ 30 կամ 40 հայտնի քիմիական տարրերի դեպքում դժվար թե որևէ բան հայտնաբերվի: Անհրաժեշտ էր որոշակի նվազագույն բաց տարրեր: Այդ իսկ պատճառով Մենդելեեւի հայտնագործությունը կարելի է բնորոշել որպես ժամանակին։

Մինչ Մենդելեևը գիտնականները նաև փորձել են բոլոր հայտնի տարրերը ստորադասել որոշակի կարգի, դասակարգել դրանք, բերել համակարգի մեջ։ Չի կարելի ասել, որ նրանց փորձերն անօգուտ էին. դրանք ճշմարտության որոշ հատիկներ էին պարունակում։ Նրանք բոլորը սահմանափակվեցին քիմիական հատկություններով նման տարրերը խմբերի մեջ միավորելով, բայց ներքին կապ չգտան այս «բնական», ինչպես այն ժամանակ ասում էին, իրենց խմբերի միջև։

1849 թվականին ականավոր ռուս քիմիկոս Գ. Ի. Հեսսը հետաքրքրվեց տարրերի դասակարգմամբ։ «Մաքուր քիմիայի հիմունքները» դասագրքում նա նկարագրել է նմանատիպ քիմիական հատկություններով ոչ մետաղական տարրերի չորս խումբ.

I Te C N

Բր Սե Բ Պ

Cl S Si As

Ֆ Օ

Հեսսը գրել է. «Այս դասակարգումը դեռ շատ հեռու է բնական լինելուց, բայց այն դեռ միացնում է տարրերն ու խմբերը, որոնք շատ նման են, և մեր տեղեկատվության ընդլայնմամբ այն կարող է բարելավվել»:

Քիմիական տարրերի համակարգ կառուցելու անհաջող փորձեր՝ հիմնված նրանց ատոմային կշռի վրա, նույնիսկ Կարլսրուեի կոնգրեսից առաջ, երկուսն էլ բրիտանացիների կողմից. 1853 թվականին Գլադստոնի կողմից, 1857 թվականին Օդլինգի կողմից։

Դասակարգման փորձերից մեկն արվել է 1862 թվականին ֆրանսիացի Ալեքսանդր Էմիլ Բեգյու դե Շանկուրտուայի կողմից։ . Նա տարրերի համակարգը ներկայացնում էր գլանի մակերեսի վրա պարուրաձև գծի տեսքով։ Յուրաքանչյուր շրջադարձի վրա կա 16 տարր: Նմանատիպ տարրեր գտնվում էին մեկը մյուսից ներքև՝ մխոցի գեներատորի վրա: Իր ուղերձը հրապարակելիս գիտնականը այն չի ուղեկցել իր կառուցած գրաֆիկով, և գիտնականներից ոչ ոք ուշադրություն չի դարձրել դե Շանկուրտուայի աշխատանքին։

Բրինձ. 6. «Tellurium screw» de Chancourtua.

Առավել հաջողակ էր գերմանացի քիմիկոս Յուլիուս Լոթար Մայերը։ 1864 թվականին նա առաջարկեց աղյուսակ, որտեղ բոլոր հայտնի քիմիական տարրերը բաժանված էին վեց խմբի՝ ըստ իրենց վալենտության։ Արտաքին տեսքով Մեյերի սեղանը մի փոքր նման էր ապագա Մենդելեևի սեղանին։ Նա տարրի կշռային քանակներով զբաղեցրած ծավալները թվայինորեն հավասար էր նրանց ատոմային կշիռներին։ Պարզվեց, որ ցանկացած տարրի յուրաքանչյուր նման զանգվածային քանակություն պարունակում է նույն թվով ատոմներ։ Սա նշանակում էր, որ այդ տարրերի տարբեր ատոմների դիտարկվող ծավալների հարաբերակցությունը։ Հետեւաբար, տարրի այս բնութագիրը կոչվում է ատոմային ծավալը.

Գրաֆիկորեն տարրերի ատոմային ծավալների կախվածությունը նրանց ատոմային կշիռներից արտահայտվում է որպես ալիքների շարք, որոնք բարձրանում են սուր գագաթներով ալկալային մետաղներին (նատրիում, կալիում, ցեզիում) համապատասխան կետերում։ Յուրաքանչյուր վայրէջք և բարձրացում մինչև գագաթը համապատասխանում է տարրերի աղյուսակի մի ժամանակաշրջանի: Յուրաքանչյուր ժամանակաշրջանում որոշ ֆիզիկական բնութագրերի արժեքներ, բացի ատոմային ծավալից, բնականաբար, սկզբում նվազում են, ապա մեծանում:

Բրինձ. 7. Ատոմային ծավալների կախվածությունը տարրերի ատոմային զանգվածներից՝ ըստ

Լ.Մեյեր.

Ջրածինը` ամենացածր ատոմային քաշ ունեցող տարրը, առաջինն էր տարրերի ցանկում: Այն ժամանակ ընդունված էր, որ 101-րդ շրջանը ներառում էր մեկ տարր. Մեյերի աղյուսակի 2-րդ և 3-րդ շրջանները ներառում էին յոթ տարր: Այս ժամանակաշրջանները կրկնօրինակեցին Նյուլանդների օկտավաները։ Սակայն հաջորդ երկու ժամանակաշրջաններում տարրերի թիվը գերազանցեց յոթը։ Այսպիսով, Մեյերը ցույց տվեց, թե որտեղ էր Նյուլենդսը սխալվում։ Օկտավաների օրենքը չէր կարող խստորեն պահպանվել տարրերի ամբողջ ցանկի համար, վերջին շրջանները պետք է ավելի երկար լինեին, քան առաջինը:

1860 թվականից հետո նման առաջին փորձը կատարվեց մեկ այլ անգլիացի քիմիկոս Ջոն Ալեքսանդր Ռեյնա Նյուլանդսի կողմից։ Նա մեկը մյուսի հետևից աղյուսակներ էր կազմում, որոնցում փորձում էր թարգմանել իր գաղափարը։ Վերջին աղյուսակը թվագրված է 1865 թ. Գիտնականը կարծում էր, որ աշխարհում ամեն ինչ ենթակա է ընդհանուր ներդաշնակության։ Նույնը պետք է լինի և՛ քիմիայում, և՛ երաժշտության մեջ։ Աճող կարգով կառուցված՝ տարրերի ատոմային կշիռները բաժանված են օկտավաների՝ ութ ուղղահայաց շարքերի, յուրաքանչյուրում յոթ տարր: Իսկապես, հարակից քիմիական հատկություններով շատ տարրեր հայտնվեցին մեկ հորիզոնական գծում. առաջինում՝ հալոգեններ, երկրորդում՝ ալկալային մետաղներ և այլն։ Բայց, ցավոք, շարք մտան բավականին անծանոթներ, և դա փչացրեց ամբողջ պատկերը։ Հալոգեններից, օրինակ, կային կոբալտ նիկելով և երեք պլատինոիդներ։ Հողալկալիական հանքանյութերից են վանադիումը և կապարը։ Ածխածնի ընտանիքը ներառում է վոլֆրամ և սնդիկ: Հարակից տարրերը ինչ-որ կերպ միավորելու համար Նյուլենդսը ստիպված եղավ ութ դեպքում խաթարել տարրերի դասավորությունը ատոմային կշիռների կարգով։ Բացի այդ, յոթ տարրերից ութ խումբ կազմելու համար անհրաժեշտ է 56 տարր, բայց հայտնի էր 62-ը, իսկ որոշ տեղերում նա փոխարինեց մեկ տարրը միանգամից երկուսով։ Արդյունքը կատարյալ կամայականությունն էր։ Երբ Նյուլանդսը հայտնեց իր «Օկտավների օրենքը» Լոնդոնի քիմիական միության հանդիպման ժամանակ ներկաներից մեկը հեգնանքով նկատեց. մի՞թե հարգարժան բանախոսը չի փորձել տարրերը դասավորել ուղղակի այբբենական կարգով և հայտնաբերել ինչ-որ օրինաչափություն:

Այս բոլոր դասակարգումները չէին պարունակում հիմնականը. դրանք չէին արտացոլում տարրերի հատկությունների փոփոխությունների ընդհանուր, հիմնարար օրինաչափությունը: Նրանք իրենց աշխարհում ստեղծել են միայն կարգուկանոնի տեսք։

Մենդելեևի նախորդները, ովքեր նկատել էին քիմիական տարրերի աշխարհում մեծ օրինաչափության առանձնահատուկ դրսևորումներ, տարբեր պատճառներով չկարողացան հասնել մեծ ընդհանրացման և գիտակցել աշխարհում հիմնարար օրենքի գոյությունը: Մենդելեևը շատ բան չգիտեր իր նախորդների՝ քիմիական տարրերը ատոմային զանգվածների մեծացման կարգով դասավորելու փորձերի և այս դեպքում առաջացած միջադեպերի մասին։ Օրինակ, նա գրեթե տեղեկություն չուներ Շանկուրտուայի, Նյուլանդսի և Մեյերի աշխատանքների մասին։

Ի տարբերություն Նյուլանդսի, Մենդելեևը գլխավորը համարում էր ոչ այնքան ատոմային կշիռները, որքան քիմիական հատկությունները, քիմիական անհատականությունը։ Նա անընդհատ մտածում էր այս մասին։ Նյութ... Քաշ... Նյութ... Քաշ... Լուծումներ չեկան:

Եվ հետո Դմիտրի Իվանովիչը հայտնվեց ծանր ժամանակային անախորժության մեջ։ Եվ շատ վատ ստացվեց՝ ոչ թե «հիմա կամ երբեք», այլ կա՛մ այսօր, կա՛մ գործը նորից հետաձգվեց մի քանի շաբաթով։

Նա վաղուց խոստացել էր Ազատ տնտեսական ընկերությանը փետրվարին գնալ Տվերի նահանգ, ուսումնասիրել այնտեղի պանրի գործարանները և ներկայացնել իր մտքերը այս հարցը ժամանակակից ձևով դնելու վերաբերյալ։ Ուղևորության համար արդեն խնդրել էին համալսարանի ղեկավարության թույլտվությունը։ Իսկ «արձակուրդի վկայականը»՝ այն ժամանակվա ճանապարհորդական վկայականը, արդեն ուղղվել էր։ Եվ ստացվել է Ազատ տնտեսական ընկերության քարտուղար Խոդնևի վերջին բաժանման նամակը։ Եվ այլ բան չէր մնում անել, քան ճամփորդել նշանակված ճանապարհորդության։ Գնացքը, որով նա պետք է մեկներ Տվեր, Մոսկովսկի կայարանից մեկնել է փետրվարի 17-ի երեկոյան։

«Առավոտյան, երբ դեռ անկողնում էր, նա անընդհատ խմում էր մի գավաթ տաք կաթ... Վեր կենալով և լվացվելով, նա անմիջապես գնաց իր աշխատասենյակ և այնտեղ խմեց մեկ, երկու, երբեմն երեք մեծ, գավաթի նման բաժակ: ուժեղ, ոչ շատ քաղցր թեյ»: (իր զարմուհու՝ Ն.Յա. Կապուստինա-Գուբկինայի հուշերից):

Գավաթի հետքը, որը պահպանվել է Խոդնևի փետրվարի 17-ի գրառման հետևի մասում, ցույց է տալիս, որ այն ստացել են վաղ առավոտյան, նախաճաշից առաջ, հավանաբար սուրհանդակով: Եվ դա իր հերթին ցույց է տալիս, որ տարրերի համակարգի մասին միտքը չի թողել Դմիտրի Իվանովիչին ո՛չ ցերեկ, ո՛չ գիշեր. . Գիտության պատմության մեջ սա հազվադեպ դեպք է, եթե ոչ միակը։

Դատելով իրեղեն ապացույցներից՝ ահա թե ինչ է տեղի ունեցել. Ավարտելով իր գավաթը և դնելով այն առաջին տեղում՝ Խոդնևի նամակի վրա, նա անմիջապես բռնեց գրիչը և առաջին թղթի վրա, որին հանդիպեց, Խոդնևի նույն նամակի վրա գրեց այն միտքը, որը փայլատակեց. նրա գլուխը։ Թղթի վրա մեկը մյուսի տակ հայտնվեցին քլորի ու կալիումի խորհրդանիշները... Հետո նատրիումն ու բորը, հետո լիթիումը, բարիումը, ջրածինը... Գրիչը թափառում էր, ինչպես և միտքը։ Վերջապես, նա վերցրեց դատարկ թղթի սովորական օկտամ - այս թղթի կտորը նույնպես պահպանվել է - և դրա վրա, մեկը մյուսի տակ, նվազման կարգով գծագրեց նշանների շարքեր և ատոմային կշիռներ. վերևում ալկալային հողերն են, ներքևում: դրանք հալոգեններն են, նրանցից ներքեւ՝ թթվածնի խումբը, ներքեւում՝ ազոտային խումբը, ներքեւում՝ ածխածնի խումբը եւ այլն։ Աչքի համար ակնհայտ էր, թե որքան մոտ են հարևան շարքերի տարրերի ատոմային կշիռների տարբերությունները։ Մենդելեևն այն ժամանակ չէր կարող իմանալ, որ ակնհայտ է «անորոշ գոտին»։ ոչ մետաղներԵվ մետաղներպարունակում է տարրեր - ազնիվ գազեր, որի հայտնաբերումը հետագայում զգալիորեն կփոփոխի Պարբերական աղյուսակը։

Նա շտապում էր, ուստի մեկ-մեկ սխալներ ու սխալներ էր անում։ Ծծումբին նշանակվել է 36 ատոմային զանգված՝ 32-ի փոխարեն: Նրանց հանելով 65 (ցինկի ատոմային քաշը) 39 (կալիումի ատոմային քաշը), նա ստացավ 27: Բայց կարևորը փոքր բաները չեն: Նրան տանում էր ինտուիցիայի բարձր ալիքը։

Նա հավատում էր ինտուիցիային։ Ես այն օգտագործել եմ միանգամայն գիտակցաբար իմ կյանքի տարբեր իրավիճակներում: Աննա Իվանովնան՝ Մենդելեևի կինը, գրել է. Եթե ​​նա

Կյանքի ինչ-որ դժվար, կարևոր հարց էր պետք լուծել, նա արագ ներս մտավ իր թեթև քայլվածքով, ասաց, թե ինչ է եղել, և առաջին տպավորությունից ելնելով խնդրեց ասել իմ կարծիքը։ «Պարզապես մի մտածիր, պարզապես մի մտածիր», - կրկնեց նա: Ես խոսեցի, և սա էր որոշումը»:

Այնուամենայնիվ, ոչինչ չստացվեց։ Խզբզված թերթիկը նորից վերածվեց ռեբուսի։ Ու ժամանակն անցավ, երեկոյան պետք է գնայինք կայարան։ Նա արդեն զգացել ու զգացել է գլխավորը. Բայց այս զգացողությանն անշուշտ պետք էր հստակ տրամաբանական ձև տալ։ Դուք կարող եք պատկերացնել, թե ինչպես նա հուսահատ կամ կատաղած վազեց գրասենյակի շուրջը, նայելով այն ամենին, ինչ կա դրա մեջ, որոնելով համակարգը արագ միավորելու համար: Վերջապես, նա վերցրեց մի կույտ քարտեր, բացեց իր «Հիմունքները» աջ էջում, որտեղ կար պարզ մարմինների ցուցակը, և սկսեց պատրաստել քարտերի աննախադեպ տախտակ: Քիմիական քարտերից մի տախտակ պատրաստելով՝ նա սկսեց խաղալ աննախադեպ մենախաղ։ Solitaire-ն ակնհայտորեն մարտահրավեր էր: Առաջին վեց տողերը շարվեցին առանց սկանդալների։ Բայց հետո ամեն ինչ սկսեց քանդվել։

Դմիտրի Իվանովիչը նորից ու նորից բռնում էր գրիչը և իր արագ ձեռագրով թղթի վրա թվերի սյունակներ էր խզբզում։ Եվ կրկին, տարակուսած, նա թողեց այս գործունեությունը և սկսեց ծխախոտը գլորել ու փչել դրա վրա այնքան, որ գլուխը ամբողջովին պղտորվեց։ Վերջապես նրա աչքերը սկսեցին կախվել, նա նետվեց բազմոցին և խորը քնեց։ Սա նրա համար նորություն չէր։ Այս անգամ նա երկար չքնեց՝ գուցե մի քանի ժամ, բայց գուցե մի քանի րոպե։ Այս մասին ստույգ տեղեկություն չկա։ Նա արթնացավ այն փաստից, որ երազում տեսավ իր մենախաղը և ոչ թե այն տեսքով, որով այն թողել էր գրասեղանի վրա, այլ մեկ այլ՝ ավելի ներդաշնակ ու տրամաբանական։ Եվ հետո նա ոտքի թռավ և սկսեց թղթի վրա նոր սեղան կազմել։

Նրա առաջին տարբերությունը նախորդ տարբերակից այն էր, որ տարրերն այժմ դասավորված էին ոչ թե նվազման, այլ ատոմային կշիռների մեծացման կարգով։ Երկրորդն այն է, որ սեղանի ներսում գտնվող դատարկ տարածքները լցված էին հարցականներով և ատոմային կշիռներով։

Բրինձ. 8. Կոպիտ էսքիզ, որը կազմել է Դ.Ի. Մենդելեևը պարբերական օրենքի հայտնաբերման ժամանակ («քիմիական մենակատար» խաղալու ընթացքում): Փետրվարի 17 (մարտի 1), 1869 թ.

Երկար ժամանակ Դմիտրի Իվանովիչի պատմությունը, որ նա երազում տեսել է իր սեղանը, վերաբերվում էր որպես անեկդոտ: Երազներում ռացիոնալ որևէ բան գտնելը համարվում էր սնահավատություն: Մեր օրերում գիտությունն այլևս կույր պատնեշ չի դնում գիտակցության և ենթագիտակցության մեջ տեղի ունեցող գործընթացների միջև։ Եվ նա գերբնական ոչինչ չի տեսնում նրանում, որ պատկերը, որը չի առաջացել գիտակցված մտորման գործընթացում, պատրաստվել է անգիտակցական գործընթացի արդյունքում:

Մենդելեևը, համոզված լինելով օբյեկտիվ օրենքի գոյության մեջ, որին ենթարկվում են տարբեր հատկություններ ունեցող բոլոր տարրերը, գնաց սկզբունքորեն այլ ճանապարհով։

Լինելով ինքնաբուխ մատերիալիստ՝ նա փնտրում էր նյութական ինչ-որ բան՝ որպես տարրերի հատկանիշ՝ արտացոլելով դրանց հատկությունների ողջ բազմազանությունը։ Հաշվի առնելով տարրերի ատոմային քաշը որպես այդպիսին՝ Մենդելեևը համեմատեց այն ժամանակ հայտնի խմբերը՝ ըստ ատոմային քաշի։ նրանց անդամները։

Հալոգենների խումբը (F = 19, Cl = 35,5, Br = 80, J = 127) գրելով ալկալային մետաղների խմբի տակ (Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85, Cs = 133) և նրանց տակ դնելով նմանատիպ տարրերի այլ խմբեր (նրանց ատոմային կշիռների մեծացման կարգով), Մենդելեևը հաստատեց, որ այս բնական խմբերի անդամները կազմում են տարրերի ընդհանուր կանոնավոր շարք. Ավելին, նման շարք կազմող տարրերի քիմիական հատկությունները պարբերաբար կրկնվում են։ Տեղադրելով այն ժամանակ հայտնի բոլոր 63 տարրերը ընդհանուրի մեջ՝ ըստ ատոմային կշիռների արժեքի "պարբերական աղյուսակ" Մենդելեևը բացահայտեց, որ նախկինում ստեղծված բնական խմբերը օրգանապես մտան այս համակարգ՝ կորցնելով իրենց նախկին արհեստական ​​անմիաբանությունը։ Հետագայում Մենդելեևը իր կողմից հայտնաբերված պարբերական օրենքը ձևակերպեց հետևյալ կերպ. Պարզ մարմինների հատկությունները, ինչպես նաև տարրերի միացությունների ձևերն ու հատկությունները պարբերաբար կախված են տարրերի ատոմային կշիռների արժեքներից»:

Մենդելեևը հրապարակել է պարբերական օրենքը արտահայտող քիմիական տարրերի աղյուսակի առաջին տարբերակը առանձին թերթիկի տեսքով՝ վերնագրով. «Էլեմենտների համակարգի փորձը՝ հիմնված նրանց ատոմային քաշի և քիմիական նմանության վրա» և ուղարկեց այս թերթիկը 1869 թվականի մարտին։ բազմաթիվ ռուս և օտարերկրյա քիմիկոսներ:

Բրինձ. 9. «Էլեմենտների համակարգի փորձ՝ հիմնված նրանց քաշի և քիմիական նմանության վրա».

Առաջին աղյուսակը դեռ շատ անկատար է, այն հեռու է պարբերական աղյուսակի ժամանակակից ձևից: Բայց այս աղյուսակը պարզվեց Մենդելեևի հայտնաբերած օրինաչափության առաջին գրաֆիկական նկարազարդումը. «Էլեմենտները, որոնք դասավորված են ըստ իրենց ատոմային կշիռների, ներկայացնում են հատկությունների հստակ պարբերականություն» («Հատկությունների կապը տարրերի ատոմային քաշի հետ» Մենդելեևի կողմից): Այս հոդվածը գիտնականի մտքերի արդյունքն էր «Համակարգային փորձը...» վրա աշխատելիս: Մենդելեևի կողմից հայտնաբերված տարրերի հատկությունների և դրանց ատոմային կշիռների միջև կապի մասին զեկույցը կազմվել է 1869 թվականի մարտի 6-ին (18) Ռուսական քիմիական ընկերության ժողովում։ Մենդելեևն այս հանդիպմանը չի եղել։ Բացակայող հեղինակի փոխարեն նրա զեկույցը կարդաց քիմիկոս Ն.Ա.Մենշուտկինը։ Մարտի 6-ի հանդիպման մասին չոր գրառում է հայտնվել Ռուսաստանի քիմիական ընկերության արձանագրության մեջ. «Ն. Մենշուտկինը Դ. Մենդելեևի անունից զեկուցում է «տարրերի համակարգի փորձը՝ հիմնված նրանց ատոմային քաշի և քիմիական նմանության վրա»։ Դ.Մենդելեևի բացակայության պատճառով այս հարցի քննարկումը հետաձգվեց մինչև հաջորդ հանդիպումը»։ Ն. Մենշուտկինի ելույթը հրապարակվել է Ռուսական քիմիական ընկերության ամսագրում («Հատկությունների կապը տարրերի ատոմային քաշի հետ»): 1871 թվականի ամռանը Մենդելեևն իր աշխատության մեջ ամփոփեց իր բազմաթիվ ուսումնասիրությունները՝ կապված պարբերական օրենքի հաստատման հետ. «Քիմիական տարրերի պարբերական վավերականություն» . Դասական «Քիմիայի հիմունքներ» աշխատության մեջ, որը Մենդելեևի կենդանության օրոք անցել է 8 հրատարակություն ռուսերեն և մի քանի հրատարակություններ օտար լեզուներով, Մենդելեևն առաջին անգամ ներկայացրել է անօրգանական քիմիան՝ պարբերական օրենքի հիման վրա։

Տարրերի պարբերական համակարգը կառուցելիս Մենդելեևը հաղթահարեց մեծ դժվարություններ, քանի որ շատ տարրեր դեռ չեն հայտնաբերվել, և մինչ այդ հայտնի 63 տարրերից ինը սխալ էին որոշել ատոմային կշիռները: Աղյուսակը ստեղծելիս Մենդելեևը շտկել է բերիլիումի ատոմային զանգվածը՝ բերիլիումը տեղադրելով ոչ թե ալյումինի հետ նույն խմբում, ինչպես սովորաբար անում էին քիմիկոսները, այլ մագնեզիումի հետ նույն խմբում։ 1870-71 թվականներին Մենդելեևը փոխել է ինդիումի, ուրանի, թորիումի, ցերիումի և այլ տարրերի ատոմային կշիռների արժեքները՝ առաջնորդվելով դրանց հատկություններով և պարբերական աղյուսակում նշելով։ Պարբերական օրենքի հիման վրա նա յոդի դիմաց դրեց թելուրը, իսկ նիկելի դիմաց կոբալտը, այնպես որ տելուրը նույն սյունակում լինի տարրերի հետ, որոնց վալենտությունը 2 է, իսկ յոդը նույն սյունակում լինի այն տարրերի հետ, որոնց վալենտությունը 1 է։ , թեև այս տարրերի ատոմային կշիռները պահանջում էին հակառակ դիրքը։

Մենդելեևը տեսավ երեք հանգամանք, որոնք, նրա կարծիքով, նպաստեցին պարբերական օրենքի բացահայտմանը.

Նախ, քիմիական տարրերի մեծ մասի ատոմային կշիռները քիչ թե շատ ճշգրիտ որոշվեցին.

Երկրորդ, պարզ հասկացություն հայտնվեց նմանատիպ քիմիական հատկություններով տարրերի խմբերի (բնական խմբերի) մասին.

Երրորդ, մինչև 1869 թվականը շատ հազվագյուտ տարրերի քիմիան արդեն ուսումնասիրվել էր, առանց դրանց իմացության դժվար կլիներ որևէ ընդհանրացման գալ:

Վերջապես, օրենքի բացահայտման ուղղությամբ վճռական քայլն այն էր, որ Մենդելեևը համեմատեց բոլոր տարրերն ըստ ատոմային կշռի: Մենդելեևի նախորդները համեմատում էին միմյանց նման տարրեր։ Այսինքն՝ բնական խմբերի տարրեր։ Պարզվեց, որ այս խմբերն իրար հետ կապ չունեն։ Մենդելեևը տրամաբանորեն դրանք համատեղել է իր սեղանի կառուցվածքում։

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ատոմային կշիռները շտկելու քիմիկոսների հսկայական և զգույշ աշխատանքից հետո, Պարբերական աղյուսակի չորս տեղերում տարրերը «խախտում են» ատոմային կշիռների ավելացման խիստ դասավորության կարգը։ Սրանք զույգ տարրեր են.

18 Ար(39.948) – 19 Կ (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):

Դ.Ի.Մենդելեևի օրոք նման շեղումները համարվում էին Պարբերական աղյուսակի թերություններ։ Ատոմային կառուցվածքի տեսությունը ամեն ինչ դրեց իր տեղում. տարրերը տեղակայված են բացարձակապես ճիշտ՝ իրենց միջուկների լիցքերին համապատասխան։ Այդ դեպքում ինչպե՞ս կարող ենք բացատրել, որ արգոնի ատոմային զանգվածն ավելի մեծ է, քան կալիումի ատոմային զանգվածը:

Ցանկացած տարրի ատոմային զանգվածը հավասար է նրա բոլոր իզոտոպների միջին ատոմային զանգվածին՝ հաշվի առնելով դրանց առատությունը բնության մեջ։ Պատահաբար, արգոնի ատոմային քաշը որոշվում է «ամենածանր» իզոտոպով (այն բնության մեջ հանդիպում է ավելի մեծ քանակությամբ): Կալիումում, ընդհակառակը, գերակշռում է նրա «թեթև» իզոտոպը (այսինքն՝ ավելի ցածր զանգվածային թվով իզոտոպ)։

Մենդելեևը բնութագրել է ստեղծագործական գործընթացի ընթացքը, որը ներկայացնում է պարբերական օրենքի բացահայտումը. Եվ քանի որ նյութի զանգվածը, թեև ոչ բացարձակ, այլ միայն հարաբերական, անհրաժեշտ է փնտրել տարրերի առանձին հատկությունների և դրանց ատոմային կշիռների միջև ֆունկցիոնալ համապատասխանությունը։ Դուք չեք կարող որևէ բան փնտրել, նույնիսկ սունկ կամ ինչ-որ կախվածություն, բացի նայելուց և փորձելուց: Այսպիսով, ես սկսեցի ընտրել, առանձին քարտերի վրա գրել տարրեր իրենց ատոմային կշիռներով և հիմնարար հատկություններով, նմանատիպ տարրերով և նմանատիպ ատոմային կշիռներով, ինչը արագ հանգեցրեց այն եզրակացության, որ տարրերի հատկությունները պարբերաբար կախված են դրանց ատոմային քաշից և կասկածելով բազմաթիվ երկիմաստություններին: , ես ոչ մի րոպե չկասկածեցի արված եզրակացության ընդհանրության մեջ, քանի որ անհնար էր ընդունել դժբախտ պատահարը»։

Պարբերական օրենքի հիմնարար նշանակությունն ու նորությունը հետևյալն էր.

1. Կապ հաստատվեց տարրերի միջև, որոնք իրար նման չէին իրենց հատկություններով: Այս կապը կայանում է նրանում, որ տարրերի հատկությունները փոխվում են սահուն և մոտավորապես հավասար, քանի որ մեծանում է նրանց ատոմային քաշը, և հետո այդ փոփոխությունները ԿՐԿՆՎՈՒՄ ԵՆ ՊԱՐԲԵՐԱԿԱՆ:

2. Այն դեպքերում, երբ թվում էր, թե տարրերի հատկությունների փոփոխությունների հաջորդականության մեջ ինչ-որ կապ բացակայում է, Պարբերական աղյուսակում տրամադրվում էին GAPS, որոնք պետք է լրացվեին դեռևս չհայտնաբերված տարրերով:

Բրինձ. 10. Դ.Ի.Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակի առաջին հինգ ժամանակաշրջանները: Ազնիվ գազերը դեռ չեն հայտնաբերվել, ուստի դրանք ներկայացված չեն աղյուսակում։ Աղյուսակի ստեղծման պահին ևս 4 անհայտ տարր նշվում են հարցականներով։ Դրանցից երեքի հատկությունները բարձր ճշգրտությամբ գուշակել է Դ.Ի. Մենդելեևը (Դ.Ի. Մենդելեևի ժամանակների Պարբերական աղյուսակի մի մասը մեզ ավելի ծանոթ ձևով):

Այն սկզբունքը, որը Դ.Ի. Մենդելեևն օգտագործել է դեռևս անհայտ տարրերի հատկությունները կանխատեսելու համար, ներկայացված է Նկար 11-ում:

Հիմնվելով պարբերականության օրենքի վրա և գործնականում կիրառելով դիալեկտիկայի օրենքը քանակական փոփոխությունների որակականի անցնելու մասին, Մենդելեևը մատնանշեց արդեն 1869 թվականին չորս տարրերի առկայությունը, որոնք դեռևս չհայտնաբերված էին: Քիմիայի պատմության մեջ առաջին անգամ կանխագուշակվեց նոր տարրերի գոյությունը և նույնիսկ մոտավորապես որոշվեց նրանց ատոմային կշիռները։ 1870-ի վերջին Մենդելեևը, հիմնվելով իր համակարգի վրա, նկարագրեց III խմբի դեռևս չբացահայտված տարրի հատկությունները՝ այն անվանելով «էկա-ալյումին»։ Գիտնականը նաև առաջարկել է, որ նոր տարրը կհայտնաբերվի սպեկտրային վերլուծության միջոցով: Իրոք, 1875 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Պ.Է.Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը, սպեկտրոսկոպով ուսումնասիրելով ցինկի խառնուրդը, դրա մեջ հայտնաբերեց Մենդելեևի էկա-ալյումին։ Տարրի սպասվող հատկությունների ճշգրիտ համընկնումը փորձարարորեն որոշվածների հետ առաջին հաղթանակն էր և պարբերական օրենքի կանխատեսող ուժի փայլուն հաստատումը։ Մենդելեևի կողմից կանխատեսված «էկա-ալյումինի» և Բոյսբաուդրանի կողմից հայտնաբերված գալիումի հատկությունների նկարագրությունները տրված են Աղյուսակ 1-ում:

Կանխատեսել է Դ.Ի.Մենդելեևը

Տեղադրվել է Լեկոկ դե Բոյսբոդրանի կողմից (1875)

Ekaaluminium Ea Ատոմային քաշը՝ մոտ 68 Պարզ մարմին, պետք է լինի ցածր դյուրահալ Խտությունը մոտ է 5,9-ին Ատոմային ծավալ 11.5 Օդում չպետք է օքսիդանա Ջուրը պետք է քայքայվի շիկացած շոգին Բաղադրյալ բանաձևեր՝ ЕаСl3, Еа2О3, Еа2(SO4)3 Պետք է ձևավորվի Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O շիբ, բայց ավելի դժվար, քան ալյումինը Ea2O3 օքսիդը պետք է հեշտությամբ նվազի և արտադրի ավելի ցնդող մետաղ, քան ալյումինը, և, հետևաբար, կարելի է ակնկալել, որ այն կհայտնաբերվի EaCl3-ի սպեկտրալ վերլուծության միջոցով:

Ատոմային քաշը մոտ 69,72 է Մաքուր գալիումի հալման ջերմաստիճանը 30 աստիճան է։ Պինդ գալիումի խտությունը 5,904 է, իսկ հեղուկինը՝ 6,095։ Ատոմային ծավալ 11.7 Թեթևակի օքսիդացված է միայն շիկացած ջերմաստիճանում Բարձր ջերմաստիճանում քայքայվում է ջուրը Միացությունների բանաձևեր՝ GaCl3, Ga2O3, Ga2(SO4)3 Ձևավորում է շիբ NH4Ga(SO4)2 * 12H2O Գալիումը օքսիդից վերականգնվում է ջրածնի հոսքով կալցինացմամբ. հայտնաբերվել է սպեկտրային վերլուծության միջոցով Եռման կետ GaCl3 215-220 աստիճան C

1879 թ Շվեդ քիմիկոս Լ. Նիլսոնը գտել է սկանդիում տարրը, որը լիովին համապատասխանում է Մենդելեևի նկարագրած էկաբորին. 1886թ.-ին գերմանացի քիմիկոս Կ.Վինքլերը հայտնաբերեց գերմանիում տարրը, որը համապատասխանում է էկզասիլիկոնին; 1898 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոսներ Պիեռ Կյուրին և Մարիա Սկլոդովսկա Կյուրին հայտնաբերեցին պոլոնիումը և ռադիումը։ Մենդելեևը Վինքլերին, Լեկոկ դե Բոյսբոդրանին և Նիլսոնին համարել է «պարբերական օրենքի ուժեղացուցիչներ»։

Իրականացան նաև Մենդելեևի կանխատեսումները՝ հայտնաբերվեցին տրիմարգան՝ ժամանակակից ռենիում, դիցեզիումը՝ ֆրանցիում և այլն։

Դրանից հետո ամբողջ աշխարհի գիտնականներին պարզ դարձավ, որ Դ.Ի. Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակը ոչ միայն համակարգում է տարրերը, այլև բնության հիմնարար օրենքի՝ Պարբերական օրենքի գրաֆիկական արտահայտությունն է։

Այս օրենքը կանխատեսող ուժ ունի։ Այն հնարավորություն է տվել նոր, դեռ չբացահայտված տարրերի նպատակային որոնում իրականացնել։ Նախկինում անբավարար ճշգրիտ որոշված ​​բազմաթիվ տարրերի ատոմային կշիռները ենթակա էին ստուգման և պարզաբանման հենց այն պատճառով, որ դրանց սխալ արժեքները հակասում էին Պարբերական օրենքին:

Ժամանակին Դ.Ի. Մենդելեևը հիասթափությամբ նշել է. «...մենք չգիտենք պարբերականության պատճառները»։ Նա չապրեց այս առեղծվածը լուծելու համար։

Ատոմների բարդ կառուցվածքի օգտին կարևոր փաստարկներից մեկը Դ. Ի. Մենդելեևի պարբերական օրենքի հայտնաբերումն էր.

Պարզ նյութերի հատկությունները, ինչպես նաև միացությունների հատկություններն ու ձևերը պարբերաբար կախված են քիմիական տարրերի ատոմային զանգվածներից։

Երբ ապացուցվեց, որ համակարգում տարրի սերիական համարը թվայինորեն հավասար է նրա ատոմի միջուկի լիցքին, պարզ դարձավ պարբերական օրենքի ֆիզիկական էությունը։

Բայց ինչո՞ւ են քիմիական տարրերի հատկությունները պարբերաբար փոխվում միջուկային լիցքի ավելացման հետ մեկտեղ: Ինչու՞ է տարրերի համակարգը կառուցված այս ձևով և ոչ այլ կերպ, և ինչու են դրա ժամանակաշրջանները պարունակում տարրերի խիստ սահմանված քանակ: Այս ամենակարեւոր հարցերի պատասխանները չկային։

Տրամաբանական դատողությունը կանխատեսում էր, որ եթե ատոմներից կազմված քիմիական տարրերի միջև կապ կա, ապա ատոմներն ընդհանուր բան ունեն և, հետևաբար, նրանք պետք է ունենան բարդ կառուցվածք։

Տարրերի պարբերական համակարգի առեղծվածը լիովին լուծվեց, երբ հնարավոր եղավ հասկանալ ատոմի բարդ կառուցվածքը, նրա արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքը և դրական լիցքավորված միջուկի շուրջ էլեկտրոնների շարժման օրենքները, որոնցում գրեթե ամբողջ զանգվածը: ատոմը կենտրոնացված է.

Նյութի բոլոր քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները որոշվում են նրա ատոմների կառուցվածքով: Մենդելեևի հայտնաբերած պարբերական օրենքը բնության համընդհանուր օրենք է, քանի որ այն հիմնված է ատոմային կառուցվածքի օրենքի վրա։

Ատոմի մասին ժամանակակից ուսմունքի հիմնադիրը անգլիացի ֆիզիկոս Ռադերֆորդն է, ով համոզիչ կերպով ցույց տվեց, որ ատոմի գրեթե ողջ զանգվածը և դրական լիցքավորված նյութը կենտրոնացած է նրա ծավալի մի փոքր մասում։ Նա անվանել է ատոմի այս հատվածը միջուկը. Միջուկի դրական լիցքը փոխհատուցվում է նրա շուրջը պտտվող էլեկտրոններով։ Ատոմի այս մոդելում էլեկտրոնները նման են արեգակնային համակարգի մոլորակներին, ինչի պատճառով էլ ստացել է մոլորակային անվանումը։ Հետագայում Ռադերֆորդը կարողացավ օգտագործել փորձնական տվյալները միջուկային լիցքերը հաշվարկելու համար։ Պարզվեց, որ դրանք հավասար են Դ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակի տարրերի սերիական համարներին: Ռադերֆորդի և նրա ուսանողների աշխատանքից հետո Մենդելեևի պարբերական օրենքը ստացավ ավելի հստակ իմաստ և մի փոքր այլ ձևակերպում.

Պարզ նյութերի հատկությունները, ինչպես նաև տարրերի միացությունների հատկությունները և ձևերը պարբերաբար կախված են տարրերի ատոմների միջուկի լիցքից։

Այսպիսով, պարբերական աղյուսակում քիմիական տարրի հերթական համարը ստացել է ֆիզիկական նշանակություն։

1913 թվականին Գ.Մոզելին Ռադերֆորդի լաբորատորիայում ուսումնասիրել է մի շարք քիմիական տարրերի ռենտգենյան ճառագայթումը։ Այդ նպատակով նա որոշակի տարրերից բաղկացած նյութերից կառուցեց ռենտգենյան խողովակի անոդը։ Պարզվել է, որ բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման ալիքի երկարությունը մեծանում է կաթոդը կազմող տարրերի սերիական քանակի աճով։ G. Moseley-ն ստացել է ալիքի երկարության և Z սերիական համարի հետ կապված հավասարումը.

Այս մաթեմատիկական արտահայտությունն այժմ կոչվում է Մոզելիի օրենք։ Այն հնարավորություն է տալիս որոշել հետազոտվող տարրի սերիական համարը ռենտգենյան ճառագայթման չափված ալիքի երկարության հիման վրա։

Ամենապարզ ատոմային միջուկը ջրածնի ատոմի միջուկն է։ Նրա լիցքը հավասար է և հակառակ նշանով էլեկտրոնի լիցքին, իսկ զանգվածը բոլոր միջուկներից ամենափոքրն է։ Ջրածնի ատոմի միջուկը ճանաչվեց որպես տարրական մասնիկ, և 1920 թվականին Ռադերֆորդը տվեց այն անունը. պրոտոն . Պրոտոնի զանգվածը մոտավորապես մեկ ատոմային զանգվածի միավոր է։

Այնուամենայնիվ, բոլոր ատոմների զանգվածը, բացառությամբ ջրածնի, թվայինորեն գերազանցում է ատոմային միջուկների լիցքերը։ Ռադերֆորդն արդեն ենթադրում էր, որ միջուկները, բացի պրոտոններից, պետք է պարունակեն որոշակի զանգվածով որոշ չեզոք մասնիկներ։ Այս մասնիկները հայտնաբերվել են 1932 թվականին Բոտեի և Բեկերի կողմից։ Չեդվիքը հաստատել է նրանց բնույթը և անվանել նեյտրոններ . Նեյտրոնը չլիցքավորված մասնիկ է, որի զանգվածը գրեթե հավասար է պրոտոնի զանգվածին, այսինքն՝ նաև 1 ա։ ուտել.

1932 թվականին խորհրդային գիտնական Դ.Դ.Իվանենկոն և գերմանացի ֆիզիկոս Հայզենբերգը ինքնուրույն մշակեցին միջուկի պրոտոն-նեյտրոնային տեսությունը, ըստ որի ատոմների միջուկները բաղկացած են պրոտոններից և նեյտրոններից։

Դիտարկենք ինչ-որ տարրի, օրինակ՝ նատրիումի ատոմի կառուցվածքը պրոտոն-նեյտրոնային տեսության տեսանկյունից։ Պարբերական համակարգում նատրիումի ատոմային թիվը 11 է, զանգվածային թիվը՝ 23։ Ատոմային թվին համապատասխան՝ նատրիումի ատոմի միջուկի լիցքը + 11 է։ Հետևաբար, նատրիումի ատոմն ունի 11 էլեկտրոն՝ դրանց լիցքերի գումարը։ հավասար է միջուկի դրական լիցքին։ Եթե ​​նատրիումի ատոմը կորցնի մեկ էլեկտրոն, ապա դրական լիցքը մեկով ավելի կլինի էլեկտրոնների բացասական լիցքերի գումարից (10), իսկ նատրիումի ատոմը կդառնա 1+ լիցք ունեցող իոն։ Ատոմի միջուկի լիցքը հավասար է միջուկի 11 պրոտոնների լիցքերի գումարին, որոնց զանգվածը 11 AU է։ e.m Քանի որ նատրիումի զանգվածային թիվը 23 ա. e.m., ապա 23 – 11= 12 տարբերությունը որոշում է նեյտրոնների քանակը նատրիումի ատոմում։

Պրոտոնները և նեյտրոնները կոչվում են նուկլոններ . Նատրիումի ատոմի միջուկը բաղկացած է 23 նուկլոններից, որոնցից 11-ը պրոտոններ են, իսկ 12-ը՝ նեյտրոններ։ Միջուկի նուկլոնների ընդհանուր թիվը գրված է տարրի նշման վերևի ձախ մասում, իսկ ներքևի ձախ մասում՝ պրոտոնների թիվը, օրինակ՝ Na:

Տվյալ տարրի բոլոր ատոմներն ունեն նույն միջուկային լիցքը, այսինքն՝ միջուկում նույն քանակությամբ պրոտոններ: Տարրերի ատոմների միջուկներում նեյտրոնների թիվը կարող է տարբեր լինել։ Այն ատոմները, որոնք ունեն նույն թվով պրոտոններ և տարբեր թվով նեյտրոններ իրենց միջուկներում, կոչվում են իզոտոպներ .

Տարբեր տարրերի ատոմները, որոնց միջուկները պարունակում են նույն թվով նուկլոններ, կոչվում են իզոբարներ .

Գիտությունն առաջին հերթին դանիացի մեծ ֆիզիկոս Նիլս Բորին է պարտական ​​ատոմի կառուցվածքի և պարբերական համակարգի կառուցվածքի միջև իրական կապի հաստատմանը։ Նա առաջինն էր, ով բացատրեց տարրերի հատկությունների պարբերական փոփոխությունների իրական սկզբունքները։ Բորը սկսեց Ռադերֆորդի ատոմի մոդելը կենսունակ դարձնելով:

Ռադերֆորդի ատոմի մոլորակային մոդելն արտացոլում էր ակնհայտ ճշմարտությունը, որ ատոմի հիմնական մասը պարունակվում է ծավալի աննշան փոքր մասում՝ ատոմային միջուկում, իսկ էլեկտրոնները բաշխված են ատոմի մնացած ծավալում։ Այնուամենայնիվ, ատոմի միջուկի շուրջ պտտվող էլեկտրոնի շարժման բնույթը հակասում է էլեկտրադինամիկայի էլեկտրական լիցքերի շարժման տեսությանը։

Նախ, էլեկտրադինամիկայի օրենքների համաձայն, միջուկի շուրջ պտտվող էլեկտրոնը ճառագայթման միջոցով էներգիայի կորստի արդյունքում պետք է ընկնի միջուկի վրա: Երկրորդ՝ միջուկին մոտենալիս էլեկտրոնի արձակած ալիքի երկարությունները պետք է շարունակաբար փոխվեն՝ կազմելով շարունակական սպեկտր։ Այնուամենայնիվ, ատոմները չեն անհետանում, ինչը նշանակում է, որ էլեկտրոնները չեն ընկնում միջուկի վրա, և ատոմների արտանետման սպեկտրը շարունակական չէ։

Եթե ​​մետաղը տաքացվի մինչև գոլորշիացման ջերմաստիճանը, ապա դրա գոլորշին կսկսի փայլել, և յուրաքանչյուր մետաղի գոլորշին ունի իր գույնը: Պրիզմայով քայքայված մետաղական գոլորշու ճառագայթումը կազմում է առանձին լուսավոր գծերից բաղկացած սպեկտր։ Նման սպեկտրը կոչվում է գծային սպեկտր: Սպեկտրի յուրաքանչյուր գիծ բնութագրվում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման որոշակի հաճախականությամբ։

1905 թվականին Էյնշտեյնը, բացատրելով ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի ֆենոմենը, առաջարկեց, որ լույսը տարածվում է ֆոտոնների կամ էներգիայի քվանտների տեսքով, որոնք շատ կոնկրետ նշանակություն ունեն ատոմների յուրաքանչյուր տեսակի համար։

Բորը 1913 թվականին ներմուծեց քվանտային ներկայացում Ռադերֆորդի ատոմի մոլորակային մոդելում և բացատրեց ատոմների գծային սպեկտրների ծագումը։ Ջրածնի ատոմի կառուցվածքի նրա տեսությունը հիմնված է երկու պոստուլատների վրա.

Առաջին պոստուլատ.

Էլեկտրոնը պտտվում է միջուկի շուրջ՝ առանց էներգիա արձակելու, խիստ սահմանված անշարժ ուղեծրերով, որոնք բավարարում են քվանտային տեսությունը։

Այս ուղեծրերից յուրաքանչյուրում էլեկտրոնն ունի որոշակի էներգիա։ Որքան հեռու է ուղեծիրը միջուկից, այնքան ավելի շատ էներգիա ունի դրա վրա տեղակայված էլեկտրոնը։

Դասական մեխանիկայում օբյեկտի շարժումը կենտրոնի շուրջը որոշվում է անկյունային իմպուլսով m´v´r, որտեղ m-ը շարժվող առարկայի զանգվածն է, v-ն օբյեկտի արագությունն է, r-ը շրջանագծի շառավիղն է: Ըստ քվանտային մեխանիկայի՝ այս օբյեկտի էներգիան կարող է ունենալ միայն որոշակի արժեքներ։ Բորը կարծում էր, որ ջրածնի ատոմում էլեկտրոնի անկյունային իմպուլսը կարող է հավասար լինել միայն գործող քվանտների ամբողջ թվին։ Ըստ երևույթին, այս հարաբերությունը Բորի ենթադրությունն էր, որը հետագայում մաթեմատիկորեն ստացվեց ֆրանսիացի ֆիզիկոս դը Բրոլիի կողմից:

Այսպիսով, Բորի առաջին պոստուլատի մաթեմատիկական արտահայտությունը հավասարությունն է.

(1)

Համաձայն (1) հավասարման՝ էլեկտրոնի ուղեծրի նվազագույն շառավիղը և, հետևաբար, էլեկտրոնի նվազագույն պոտենցիալ էներգիան համապատասխանում է n արժեքին, որը հավասար է միասնությանը։ Ջրածնի ատոմի վիճակը, որը համապատասխանում է n=1 արժեքին, կոչվում է նորմալ կամ հիմնային։ Ջրածնի ատոմը, որի էլեկտրոնը գտնվում է ցանկացած այլ ուղեծրում, որը համապատասխանում է n = 2, 3, 4, ¼ արժեքներին, կոչվում է գրգռված:

Հավասարումը (1) ներառում է էլեկտրոնային արագությունը և ուղեծրի շառավիղը որպես անհայտներ: Եթե ​​ստեղծեք մեկ այլ հավասարում, որը ներառում է v և r, կարող եք հաշվարկել էլեկտրոնի այս կարևոր բնութագրերի արժեքները ջրածնի ատոմում: Այս հավասարումը ստացվում է՝ հաշվի առնելով «ջրածնի ատոմ-էլեկտրոն» համակարգում գործող կենտրոնախույս և կենտրոնաձիգ ուժերի հավասարությունը։

Կենտրոնախույս ուժը հավասար է. Կենտրոնաձև ուժը, որը որոշում է էլեկտրոնի ձգումը դեպի միջուկը, ըստ Կուլոնի օրենքի. Հաշվի առնելով ջրածնի ատոմում էլեկտրոնի և միջուկի լիցքերի հավասարությունը՝ կարող ենք գրել.

(2)

Լուծելով v-ի և r-ի (1) և (2) հավասարումների համակարգը՝ գտնում ենք.

(3)

(3) և (4) հավասարումները հնարավորություն են տալիս հաշվարկել ուղեծրի շառավիղները և էլեկտրոնային արագությունները n-ի ցանկացած արժեքի համար: Երբ n=1, ջրածնի ատոմի առաջին ուղեծրի շառավիղը Բորի շառավիղն է՝ հավասար 0,053 նմ։ Այս ուղեծրում էլեկտրոնի արագությունը 2200 կմ/վ է։ (3) և (4) հավասարումները ցույց են տալիս, որ ջրածնի ատոմի էլեկտրոնային ուղեծրերի շառավիղները միմյանց հետ կապված են որպես բնական թվերի քառակուսիներ, իսկ էլեկտրոնի արագությունը նվազում է n-ի աճով։

Երկրորդ պոստուլատ.

Մի ուղեծրից մյուսը շարժվելիս էլեկտրոնը կլանում կամ արտանետում է էներգիայի քվանտ:

Երբ ատոմը գրգռված է, այսինքն, երբ էլեկտրոնը շարժվում է միջուկին ավելի մոտ ուղեծրից դեպի ավելի հեռավոր ուղեծրից, էներգիայի քվանտը կլանվում է և, հակառակը, երբ էլեկտրոնը հեռավոր ուղեծրից տեղափոխվում է մոտ, քվանտային էներգիա։ E 2 – E 1 = hv արտանետվում է: Ուղեծրերի շառավիղները և դրանց վրա գտնվող էլեկտրոնի էներգիան գտնելուց հետո Բորը հաշվարկեց ֆոտոնների էներգիան և ջրածնի գծային սպեկտրի համապատասխան գծերը, որոնք համապատասխանում էին փորձարարական տվյալներին։

n թիվը, որը որոշում է քվանտային ուղեծրերի շառավիղների չափը, էլեկտրոնների շարժման արագությունը և դրանց էներգիան, կոչվում է. հիմնական քվանտային թիվը .

Հետագայում Զոմերֆելդը բարելավեց Բորի տեսությունը։ Նա առաջարկեց, որ ատոմը կարող է ունենալ ոչ միայն շրջանաձև, այլև էլիպսաձև էլեկտրոնների ուղեծրեր, և դրա հիման վրա նա բացատրեց ջրածնի սպեկտրի նուրբ կառուցվածքի ծագումը։

Բրինձ. 12. Բորի ատոմի էլեկտրոնը նկարագրում է ոչ միայն շրջանաձև, այլև էլիպսաձև ուղեծրեր։ Ահա թե ինչ տեսք ունեն դրանք տարբեր արժեքների համար լժամը Պ =2, 3, 4.

Այնուամենայնիվ, ատոմի կառուցվածքի Բոր-Զոմերֆելդի տեսությունը միավորում էր դասական և քվանտային մեխանիկական հասկացությունները և, հետևաբար, կառուցված էր հակասությունների վրա։ Բոր-Սոմերֆելդի տեսության հիմնական թերությունները հետևյալն են.

1. Տեսությունն ի վիճակի չէ բացատրել ատոմների սպեկտրային բնութագրերի բոլոր մանրամասները։

2. Այն հնարավորություն չի տալիս քանակապես հաշվարկել քիմիական կապը նույնիսկ այնպիսի պարզ մոլեկուլում, ինչպիսին ջրածնի մոլեկուլն է։

Բայց հիմնարար դիրքորոշումը հաստատապես հաստատված էր. քիմիական տարրերի ատոմներում էլեկտրոնային թաղանթների լրացումը տեղի է ունենում երրորդից սկսած. Մ - պատյանները ոչ հաջորդաբար, աստիճանաբար մինչև լրիվ հզորությունը (այսինքն, ինչպես դա եղել է TO- Եվ Լ - պատյաններ), բայց քայլ առ քայլ: Այսինքն՝ էլեկտրոնային թաղանթների կառուցումը ժամանակավորապես ընդհատվում է այն պատճառով, որ ատոմներում հայտնվում են այլ թաղանթներին պատկանող էլեկտրոններ։

Այս տառերը նշանակված են հետևյալ կերպ. n , լ , մ լ , մ ս – իսկ ատոմային ֆիզիկայի լեզվով կոչվում են քվանտային թվեր։ Պատմականորեն դրանք ներդրվել են աստիճանաբար, և դրանց առաջացումը մեծապես կապված է ատոմային սպեկտրների ուսումնասիրության հետ։

Այսպիսով, պարզվում է, որ ատոմում ցանկացած էլեկտրոնի վիճակը կարելի է գրել հատուկ կոդով, որը չորս քվանտային թվերի համակցություն է: Սրանք պարզապես որոշ վերացական քանակներ չեն, որոնք օգտագործվում են էլեկտրոնային վիճակները գրանցելու համար: Ընդհակառակը, դրանք բոլորն էլ իրական ֆիզիկական բովանդակություն ունեն։

Թիվ Պ ներառված է էլեկտրոնային թաղանթի հզորության բանաձևում (2 Պ 2), այսինքն՝ այս քվանտային թիվը Պ համապատասխանում է էլեկտրոնային կեղևի թվին. այլ կերպ ասած, այս թիվը որոշում է, թե արդյոք էլեկտրոնը պատկանում է տվյալ էլեկտրոնային թաղանթին:

Թիվ Պ ընդունում է միայն ամբողջական արժեքներ՝ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,... համապատասխանաբար կեղևներին՝ K, L, M, N, O, P, Q։

Քանի որ Պ ներառված է էլեկտրոնի էներգիայի բանաձևում, այնուհետև ասում են, որ հիմնական քվանտային թիվը որոշում է ատոմում էլեկտրոնի ընդհանուր էներգիայի պաշարը:

Մեր այբուբենի մեկ այլ տառ՝ ուղեծրային (կողային) քվանտային թիվը, նշվում է որպես լ . Այն ներկայացվել է տվյալ թաղանթին պատկանող բոլոր էլեկտրոնների անհավասարությունն ընդգծելու համար։

Յուրաքանչյուր պատյան բաժանված է որոշակի ենթափեղկերի, և դրանց թիվը հավասար է կեղևի թվին: Այսինքն, K-shell ( Պ =1) բաղկացած է մեկ ենթափեղկից; L-shell ( Պ =2) – երկուսից; M-shell ( Պ =3) – երեք ենթափեղկից...

Եվ այս կեղևի յուրաքանչյուր ենթափեղկը բնութագրվում է որոշակի արժեքով լ . Ուղեծրային քվանտային թիվը նույնպես ընդունում է ամբողջ արժեքներ, բայց սկսած զրոյից, այսինքն՝ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6... Այսպիսով, լ միշտ ավելի քիչ Պ . Հեշտ է հասկանալ, որ երբ Պ =1 լ =0; ժամը n =2 լ =0 և 1; ժամը n = 3 լ = 0, 1 և 2 և այլն լ , այսպես ասած, ունի երկրաչափական պատկեր: Ի վերջո, այս կամ այն ​​թաղանթին պատկանող էլեկտրոնների ուղեծրերը կարող են լինել ոչ միայն շրջանաձև, այլև էլիպսաձև։

Տարբեր իմաստներ լ և բնութագրում են տարբեր տեսակի ուղեծրեր։

Ֆիզիկոսները սիրում են ավանդույթները և նախընտրում են հին տառերի նշանակումները՝ էլեկտրոնային ենթաշերտեր նշանակելու համար ս ( լ =0), էջ ( լ =1), դ ( լ =2), զ ( լ =3). Սրանք գերմաներեն բառերի առաջին տառերն են, որոնք բնութագրում են էլեկտրոնային անցումների հետևանքով առաջացած մի շարք սպեկտրային գծերի առանձնահատկությունները՝ սուր, հիմնական, լղոզված, հիմնարար։

Այժմ մենք կարող ենք հակիրճ գրել, թե որ էլեկտրոնային ենթաշերտերն են պարունակվում էլեկտրոնային թաղանթներում (Աղյուսակ 2):

Իմանալով, թե քանի էլեկտրոն կարող են տեղավորել տարբեր էլեկտրոնային ենթաշերտերը, օգնում է որոշել երրորդ և չորրորդ քվանտային թվերը՝ m l և m s, որոնք կոչվում են մագնիսական և սպին:

Մագնիսական քվանտային թիվ m լսերտորեն կապված լ և որոշում է, մի կողմից, այս ուղեծրերի տեղակայման ուղղությունը տարածության մեջ, իսկ մյուս կողմից՝ դրանց հնարավոր թիվը տվյալի համար լ . Ատոմային տեսության որոշ օրինաչափություններից հետեւում է, որ տրված լ քվանտային թիվ m լ, վերցնում է 2 լ +1 ամբողջ արժեքներ՝ սկսած – լ մինչև + լ , ներառյալ զրո: Օրինակ, համար լ =3 սա m հաջորդականությունն է լ մենք ունենք՝ - 3, - 2, - 1, 0, +1, +2, +3, այսինքն՝ ընդհանուր յոթ արժեք:

Ինչու՞ մ լկոչվում է մագնիսական? Յուրաքանչյուր էլեկտրոն, որը պտտվում է միջուկի շուրջը, ըստ էության ներկայացնում է ոլորուն մի պտույտ, որի միջով հոսում է էլեկտրական հոսանքը: Մագնիսական դաշտ է առաջանում, ուստի ատոմի յուրաքանչյուր ուղեծիր կարելի է համարել որպես հարթ մագնիսական թերթ։ Երբ կա արտաքին մագնիսական դաշտ, յուրաքանչյուր էլեկտրոնի ուղեծիր կփոխազդի այս դաշտի հետ և կձգտի որոշակի դիրք զբաղեցնել ատոմում։

Յուրաքանչյուր ուղեծրում էլեկտրոնների թիվը որոշվում է սպին քվանտային թվի m s արժեքով։

Ատոմների վարքագիծը ուժեղ անհամասեռ մագնիսական դաշտերում ցույց տվեց, որ ատոմի յուրաքանչյուր էլեկտրոն իրեն մագնիսի պես է պահում։ Եվ սա ցույց է տալիս, որ էլեկտրոնը պտտվում է իր առանցքի շուրջ, ինչպես ուղեծրում գտնվող մոլորակը: Էլեկտրոնի այս հատկությունը կոչվում է «սպին» (անգլերենից թարգմանվում է որպես «պտտել»): Էլեկտրոնի պտտվող շարժումը մշտական ​​է և անփոփոխ։ Էլեկտրոնի պտույտը լիովին անսովոր է. այն չի կարող դանդաղեցնել, արագացնել կամ դադարեցնել: Դա նույնն է աշխարհի բոլոր էլեկտրոնների համար։

Բայց չնայած սպինը բոլոր էլեկտրոնների ընդհանուր հատկությունն է, այն նաև հաշվի է առնում ատոմի էլեկտրոնների միջև եղած տարբերությունները:

Երկու էլեկտրոններ, որոնք պտտվում են միջուկի շուրջը նույն ուղեծրով, ունեն նույն պտույտի մեծությունը, և, այնուամենայնիվ, դրանք կարող են տարբերվել իրենց պտտման ուղղությամբ: Այս դեպքում փոխվում են անկյունային իմպուլսի նշանը և պտույտի նշանը։

Քվանտային հաշվարկը հանգեցնում է ուղեծրում գտնվող էլեկտրոնի բնորոշ սպին քվանտային թվերի երկու հնարավոր արժեքների՝ s=+ և s= -: Այլ արժեքներ չեն կարող լինել։ Հետևաբար, ատոմում յուրաքանչյուր ուղեծրում կարող են պտտվել միայն մեկ կամ երկու էլեկտրոն: Այլևս չի կարող լինել։

Յուրաքանչյուր էլեկտրոնային ենթաշենք կարող է տեղավորել 2(2 լ + 1) - էլեկտրոններ, մասնավորապես (աղյուսակ 3).

Այստեղից պարզ հավելումով ստացվում են հաջորդական պարկուճների հզորությունները։

Հիմնական օրենքի պարզությունը, որին կրճատվել է ատոմի կառուցվածքի սկզբնական անսահման բարդությունը, զարմանալի է: Էլեկտրոնների բոլոր քմահաճ վարքը արտաքին թաղանթում, որը վերահսկում է նրա բոլոր հատկությունները, կարելի է արտասովոր կերպով արտահայտել պարզ. Ատոմում չկան և չեն կարող լինել երկու նույնական էլեկտրոններ:Այս օրենքը գիտության մեջ հայտնի է որպես Պաուլի սկզբունք (անվանվել է շվեյցարացի տեսական ֆիզիկոսի պատվին)։

Իմանալով ատոմի էլեկտրոնների ընդհանուր թիվը, որը հավասար է Մենդելեևի համակարգում նրա ատոմային թվին, կարող եք «կառուցել» ատոմ. կարող եք հաշվարկել նրա արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը. որոշել, թե քանի էլեկտրոն կա դրա մեջ և ինչ: ինչ տեսակի էլեկտրոններ կան դրա մեջ:

Երբ դուք աճում եք Զ ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների նմանատիպ տեսակները պարբերաբար կրկնվում են:Ըստ էության, սա նույնպես պարբերական օրենքի ձևակերպումն է, բայց կապված թաղանթների և ենթաշերտերի միջև էլեկտրոնների բաշխման գործընթացի հետ։

Իմանալով ատոմային կառուցվածքի օրենքը՝ մենք այժմ կարող ենք կառուցել պարբերական աղյուսակ և բացատրել, թե ինչու է այն կառուցված այս կերպ: Միայն մեկ փոքր տերմինաբանական պարզաբանում է պետք. այն տարրերը, որոնց ատոմներում տեղի է ունենում s-, p-, d-, f-ենթափեղկերի կառուցում, սովորաբար կոչվում են համապատասխանաբար s-, p-, d-, f-տարրեր:

Ատոմի բանաձևը սովորաբար գրվում է հետևյալ ձևով՝ հիմնական քվանտային թիվը նշվում է համապատասխան թվով, երկրորդական քվանտային թիվը՝ տառով, իսկ էլեկտրոնների թիվը՝ վերևի աջ մասում։

Առաջին շրջանը պարունակում է 1 s-տարր՝ ջրածին և հելիում։ Առաջին շրջանի սխեմատիկ նշումը հետևյալն է՝ 1 s 2 . Երկրորդ շրջանը կարելի է պատկերել հետևյալ կերպ՝ 2 s 2 2 p 6, այսինքն՝ ներառում է տարրեր, որոնցում լրացվում են 2 s-, 2 p ենթափեղկ։ Իսկ երրորդը (դրանում կառուցված են 3 s-, 3p-ենթափեղկեր)՝ 3 s 2 3p 6: Ակնհայտ է, որ նմանատիպ տիպի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները կրկնվում են:

4-րդ շրջանի սկզբում կա երկու 4 s-տարր, այսինքն՝ N-կեղևի լցոնումը սկսվում է ավելի շուտ, քան M-կեղևի կառուցումն ավարտված է։ Այն պարունակում է ևս 10 թափուր տեղ, որոնք լրացվում են տասը հաջորդական տարրերով (3 d-տարր): M-կեղևի լիցքավորումն ավարտվել է, N-ի լցոնումը շարունակվում է (վեց 4 p-էլեկտրոններով): Հետեւաբար, 4-րդ շրջանի կառուցվածքը հետեւյալն է՝ 4 s 2 3 d 10 4 p 6. Հինգերորդ շրջանը լրացվում է նույն կերպ.

5 s 2 4 d 10 5 p 6 .

Վեցերորդ շրջանում կա 32 տարր։ Դրա սխեմատիկ նշումն է՝ 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6:

Եվ վերջապես, հաջորդ՝ 7-րդ շրջանը՝ 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6: Պետք է նկատի ունենալ, որ 7-րդ շրջանի ոչ բոլոր տարրերն են դեռ հայտնի։

Ռումբերի այս փուլային լրացումը խիստ ֆիզիկական օրենք է։ Ստացվում է, որ 3 դ ենթաթաղանթի մակարդակները զբաղեցնելու փոխարեն ավելի շահավետ է (էներգետիկ տեսանկյունից) էլեկտրոնները նախ զբաղեցնել 4 վ ենթափեղանի մակարդակները։ Հենց այս էներգիայի «ճոճանակներն են» «ավելի շահավետ-պակաս շահավետ», որոնք բացատրում են այն իրավիճակը, որ քիմիական տարրերում էլեկտրոնային թաղանթների լցումը տեղի է ունենում փուլերով:

20-ականների կեսերին։ Ֆրանսիացի ֆիզիկոս Լ. դե Բրոլին արտահայտել է համարձակ միտք՝ բոլոր նյութական մասնիկները (ներառյալ էլեկտրոնները) ունեն ոչ միայն նյութական, այլև ալիքային հատկություններ։ Շուտով հնարավոր եղավ ցույց տալ, որ էլեկտրոնները, ինչպես լույսի ալիքները, նույնպես կարող են թեքվել խոչընդոտների շուրջ։

Քանի որ էլեկտրոնը ալիք է, նրա շարժումը ատոմում կարելի է նկարագրել՝ օգտագործելով ալիքի հավասարումը: Այս հավասարումը ստացվել է 1926 թվականին ավստրիացի ֆիզիկոս Է. Շրյոդինգերի կողմից։ Մաթեմատիկոսներն այն անվանում են երկրորդ կարգի մասնակի դիֆերենցիալ հավասարում։ Ֆիզիկոսների համար սա քվանտային մեխանիկայի հիմնական հավասարումն է։

Ահա թե ինչ տեսք ունի հավասարումը.

+++ y = 0,

Որտեղ մ- էլեկտրոնային զանգված; r – էլեկտրոնի հեռավորությունը միջուկից; ե - էլեկտրոնային լիցք; Ե- էլեկտրոնի ընդհանուր էներգիան, որը հավասար է կինետիկ և պոտենցիալ էներգիայի գումարին. Զ- ատոմի սերիական համարը (ջրածնի ատոմի համար այն 1 է); հ- «գործողության քվանտ»; x , y , զ – էլեկտրոնային կոորդինատներ; y-ը ալիքային ֆունկցիան է (հավանականության աստիճանը բնութագրող վերացական մեծություն):

Հավանականության աստիճանը, որ էլեկտրոնը գտնվում է միջուկի շուրջ տարածության որոշակի վայրում: Եթե ​​y = 1, ապա էլեկտրոնն իսկապես պետք է լինի հենց այս տեղում. եթե y = 0, ապա այնտեղ էլեկտրոնի հետք չկա:

Էլեկտրոն գտնելու հավանականության գաղափարը կենտրոնական է քվանտային մեխանիկայի համար: Իսկ y (psi) ֆունկցիայի արժեքը (ավելի ճիշտ՝ դրա արժեքի քառակուսին) արտահայտում է էլեկտրոնի՝ տարածության այս կամ այն ​​կետում գտնվելու հավանականությունը։

Քվանտային մեխանիկական ատոմում չկան հստակ էլեկտրոնային ուղեծրեր, որոնք այնքան հստակ ուրվագծված են ատոմի Բորի մոդելում: Էլեկտրոնը կարծես տարածված է տիեզերքում՝ ամպի տեսքով։ Բայց այս ամպի խտությունը տարբեր է՝ ինչպես ասում են՝ որտեղ է այն հաստ, որտեղ՝ դատարկ։ Ավելի մեծ ամպի խտությունը համապատասխանում է էլեկտրոն գտնելու ավելի մեծ հավանականությանը:

Ատոմի վերացական քվանտային մեխանիկական մոդելից կարելի է անցնել Բորի ատոմի տեսողական և տեսանելի մոդելին։ Դա անելու համար հարկավոր է լուծել Շրյոդինգերի հավասարումը։ Ստացվում է, որ ալիքի ֆունկցիան կապված է երեք տարբեր մեծությունների հետ, որոնք կարող են ընդունել միայն ամբողջական արժեքներ։ Ընդ որում, այս մեծությունների փոփոխությունների հաջորդականությունն այնպիսին է, որ դրանք չեն կարող լինել այլ բան, քան քվանտային թվեր։ Հիմնական, ուղեծրային և մագնիսական: Բայց դրանք ներկայացվել են հատուկ տարբեր ատոմների սպեկտրները նշանակելու համար: Հետո նրանք շատ օրգանական գաղթեցին դեպի ատոմի Բորի մոդելը։ Սա գիտական ​​տրամաբանություն է. նույնիսկ ամենադաժան թերահավատը չի կարող դա խարխլել:

Այս ամենը նշանակում է, որ Շրյոդինգերի հավասարման լուծումը, ի վերջո, հանգեցնում է ատոմների էլեկտրոնային թաղանթների և ենթաթաղանթների լրացման հաջորդականության ստացմանը։ Սա քվանտային մեխանիկական ատոմի հիմնական առավելությունն է Բորի ատոմի նկատմամբ։ Իսկ մոլորակային ատոմին ծանոթ հասկացությունները կարելի է վերանայել քվանտային մեխանիկայի տեսանկյունից։ Կարելի է ասել, որ ուղեծիրը ատոմում տվյալ էլեկտրոնի հավանական դիրքերի որոշակի խումբ է։ Այն համապատասխանում է որոշակի ալիքային ֆունկցիայի: Ժամանակակից ատոմային ֆիզիկայում և քիմիայում «Ուղեծր» տերմինի փոխարեն օգտագործվում է «Օրբիտալ» տերմինը։

Այսպիսով, Շրյոդինգերի հավասարումը նման է կախարդական փայտիկի, որը վերացնում է պարբերական համակարգի պաշտոնական տեսության մեջ պարունակվող բոլոր թերությունները։ «Ձևականը» վերածում է «փաստացիի»։

Իրականում դա հեռու է դեպքից։ Քանի որ հավասարումը ճշգրիտ լուծում ունի միայն ջրածնի ատոմի համար, որը ատոմներից ամենապարզն է: Հելիումի և հետագա ատոմների համար անհնար է ճշգրիտ լուծել Շրյոդինգերի հավասարումը, քանի որ էլեկտրոնների միջև փոխազդեցության ուժերը գումարվում են: Իսկ վերջնական արդյունքի վրա դրանց ազդեցությունը հաշվի առնելը աներևակայելի բարդության մաթեմատիկական խնդիր է։ Այն անհասանելի է մարդկային կարողություններին. միայն արագընթաց էլեկտրոնային համակարգիչները, որոնք վայրկյանում հարյուր հազարավոր գործողություններ են կատարում, կարող են համեմատվել դրա հետ։ Եվ նույնիսկ այն դեպքում, միայն այն պայմանով, որ հաշվարկային ծրագիրը մշակվի բազմաթիվ պարզեցումներով և մոտարկումներով։

40 տարվա ընթացքում հայտնի քիմիական տարրերի ցանկն ավելացել է 19-ով։ Եվ բոլոր 19 տարրերը սինթեզվել են, պատրաստված են արհեստականորեն։

Տարրերի սինթեզը կարելի է հասկանալ որպես ավելի ցածր միջուկային լիցք ունեցող տարրից, ավելի ցածր ատոմային թվով տարրից ստացում, ավելի բարձր ատոմային համար ունեցող տարրից։ Իսկ արտադրության պրոցեսն ինքնին կոչվում է միջուկային ռեակցիա։ Նրա հավասարումը գրված է այնպես, ինչպես սովորական քիմիական ռեակցիայի հավասարումը։ Ձախ կողմում արձագանքող նյութերն են, աջում՝ ստացված արտադրանքները։ Միջուկային ռեակցիայի ռեակտիվներն են թիրախը և ռմբակոծող մասնիկը:

Թիրախը կարող է լինել պարբերական աղյուսակի գրեթե ցանկացած տարր (ազատ կամ քիմիական միացության տեսքով):

Ռմբակոծող մասնիկների դերը խաղում են a-մասնիկները, նեյտրոնները, պրոտոնները, դեյտրոնները (ջրածնի ծանր իզոտոպի միջուկները), ինչպես նաև տարբեր տարրերի այսպես կոչված բազմակի լիցքավորված ծանր իոնները՝ բոր, ածխածին, ազոտ, թթվածին, նեոն, արգոն և պարբերական աղյուսակի այլ տարրեր:

Որպեսզի միջուկային ռեակցիա տեղի ունենա, ռմբակոծող մասնիկը պետք է բախվի թիրախ ատոմի միջուկին։ Եթե ​​մասնիկը բավականաչափ բարձր էներգիա ունի, այն կարող է այնքան խորը ներթափանցել միջուկ, որ միաձուլվի դրա հետ: Քանի որ վերը թվարկված բոլոր մասնիկները, բացի նեյտրոնից, կրում են դրական լիցքեր, երբ դրանք միաձուլվում են միջուկի հետ, մեծացնում են դրա լիցքը։ Իսկ Z-ի արժեքի փոփոխությունը նշանակում է տարրերի փոխակերպում՝ միջուկային լիցքի նոր արժեք ունեցող տարրի սինթեզ։

Ռմբակոծող մասնիկները արագացնելու և նրանց միջուկների հետ միաձուլվելու համար բավարար էներգիա տալու միջոց գտնելու համար հայտնագործվեց և կառուցվեց մասնիկների հատուկ արագացուցիչ՝ ցիկլոտրոն: Հետո նոր տարրերի համար հատուկ գործարան կառուցեցին՝ միջուկային ռեկտոր։ Դրա ուղղակի նպատակը միջուկային էներգիա արտադրելն է։ Բայց քանի որ ինտենսիվ նեյտրոնային հոսքեր միշտ կան դրա մեջ, դրանք հեշտ է օգտագործել արհեստական ​​միաձուլման նպատակներով: Նեյտրոնը լիցք չունի, և, հետևաբար, այն արագացնելու կարիք չունի (և անհնար է): Ընդհակառակը, դանդաղ նեյտրոններն ավելի օգտակար են, քան արագները։

Քիմիկոսները ստիպված եղան հավաքել իրենց ուղեղները և ցույց տալ հնարամտության իրական հրաշքներ՝ նպատակային նյութից փոքր քանակությամբ նոր տարրեր առանձնացնելու ուղիներ մշակելու համար: Սովորեք ուսումնասիրել նոր տարրերի հատկությունները, երբ հասանելի էին ընդամենը մի քանի ատոմ...

Հարյուր ու հազարավոր գիտնականների աշխատանքի շնորհիվ պարբերական աղյուսակում 19 նոր բջիջ է լցվել։ Չորսը գտնվում են նրա հին սահմաններում՝ ջրածնի և ուրանի միջև: Տասնհինգ - ուրանի համար: Ահա թե ինչպես եղավ ամեն ինչ...

Պարբերական աղյուսակի 4 տեղ երկար ժամանակ դատարկ է մնացել՝ թիվ 43, 61, 85 եւ 87 բջիջները։

Այս 4 տարրերը խուսափողական էին։ Բնության մեջ դրանք որոնելուն ուղղված գիտնականների ջանքերն անհաջող են մնացել։ Պարբերական օրենքի օգնությամբ վաղուց լրացվել են պարբերական աղյուսակի մնացած բոլոր տեղերը՝ ջրածնից մինչև ուրան։

Մեկ անգամ չէ, որ այս չորս տարրերի հայտնաբերման մասին զեկույցներ են հայտնվել գիտական ​​ամսագրերում: Բայց այս բոլոր բացահայտումները չհաստատվեցին. ամեն անգամ ճշգրիտ ստուգումը ցույց էր տալիս, որ սխալ է կատարվել, և պատահական աննշան կեղտերը սխալմամբ շփոթվել են նոր տարրի հետ:

Երկար ու դժվարին որոնումները վերջապես հանգեցրին բնության խուսափողական տարրերից մեկի բացահայտմանը: Պարզվել է, որ թիվ 87 էքսցեզիան առաջանում է բնական ռադիոակտիվ իզոտոպի ուրան-235 քայքայման շղթայում։ Դա կարճատև ռադիոակտիվ տարր է։

Բրինձ. 13. Թիվ 87 տարրի ձեւավորման սխեմա – Ֆրանսիա. Որոշ ռադիոակտիվ իզոտոպներ կարող են քայքայվել երկու եղանակով, օրինակ՝ ինչպես a-, այնպես էլ b-քայքայման միջոցով: Այս երեւույթը կոչվում է ռադիոակտիվ պատառաքաղ: Բոլոր բնական ռադիոակտիվ ընտանիքները պարունակում են պատառաքաղներ:

87-րդ տարրը արժանի է ավելի մանրամասն քննարկման: Այժմ քիմիայի հանրագիտարաններում կարդում ենք՝ ֆրանցիումը (սերիական համարը 87) հայտնաբերվել է 1939 թվականին ֆրանսիացի գիտնական Մարգարիտա Պերեյի կողմից։

Ինչպե՞ս Պերեյին հաջողվեց բռնել խուսափողական տարրը: 1914 թվականին երեք ավստրիացի ռադիոքիմիկոսներ՝ Ս. Մեյերը, Վ. Հեսը և Ֆ. Պանեթը, սկսեցին ուսումնասիրել 227 զանգվածային համարով ակտինիումի իզոտոպի ռադիոակտիվ քայքայումը: Հայտնի էր, որ այն պատկանում է ակտինուրանի ընտանիքին և արտանետում է b-մասնիկներ; հետևաբար դրա քայքայման արտադրանքը թորիումն է: Այնուամենայնիվ, գիտնականները անորոշ կասկածներ ունեին, որ ակտինիում-227-ը հազվադեպ դեպքերում նույնպես արտանետում է a-մասնիկներ։ Այլ կերպ ասած, սա ռադիոակտիվ պատառաքաղի օրինակներից մեկն է: Նման փոխակերպման ժամանակ պետք է ձևավորվի 87-րդ տարրի իզոտոպը: Մեյերը և նրա գործընկերները իսկապես դիտարկել են ալֆա մասնիկները: Հետագա հետազոտություններ պահանջվեցին, սակայն այն ընդհատվեց Առաջին համաշխարհային պատերազմով։

Նույն ճանապարհով գնաց Մարգարիտա Պերեյը։ Բայց նա իր տրամադրության տակ ուներ ավելի զգայուն գործիքներ և վերլուծության նոր, կատարելագործված մեթոդներ: Դրա համար նա հաջողակ էր:

Ֆրանցիումը դասակարգվում է որպես արհեստականորեն սինթեզված տարր: Բայց, այնուամենայնիվ, տարերքն առաջին անգամ հայտնաբերվել է բնության մեջ։ Սա ֆրանցիում-223-ի իզոտոպն է: Նրա կիսատ կյանքը ընդամենը 22 րոպե է։ Պարզ է դառնում, թե ինչու է Երկրի վրա այդքան քիչ Ֆրանսիա: Նախ, իր փխրունության պատճառով այն ժամանակ չունի որևէ նկատելի քանակությամբ կենտրոնանալու, և երկրորդ, դրա ձևավորման գործընթացն ինքնին բնութագրվում է ցածր հավանականությամբ. մասնիկներ.

Այս առումով ավելի ձեռնտու է ֆրանցիումը արհեստականորեն պատրաստելը։ Արդեն ստացվել է ֆրանցիումի 20 իզոտոպ, որոնցից ամենաերկարակյացը ֆրանցիում-223-ն է։ Աշխատելով շատ փոքր քանակությամբ ֆրանցիումի աղերի հետ՝ քիմիկոսները կարողացան ապացուցել, որ նրա հատկությունները չափազանց նման են ցեզիումին։

Ուսումնասիրելով ատոմային միջուկների հատկությունները՝ ֆիզիկոսները եկել են այն եզրակացության, որ կայուն իզոտոպներ չեն կարող գոյություն ունենալ 43, 61, 85 և 87 ատոմային համարներով տարրերի համար։ Նրանք կարող են լինել միայն ռադիոակտիվ, ունեն կարճ կիսամյակ և պետք է արագ անհետանան: Հետեւաբար, այս բոլոր տարրերը մարդու կողմից ստեղծվել են արհեստականորեն: Նոր տարրերի ստեղծման ուղիները մատնանշվում էին պարբերական օրենքով։ 43-րդ տարրն առաջինն էր արհեստականորեն ստեղծված:

43-րդ տարրի միջուկը պետք է ունենա 43 դրական լիցքեր և 43 էլեկտրոններ, որոնք պտտվում են միջուկի շուրջ: 43-րդ տարրի դատարկ տարածությունը, որը գտնվում է հինգերորդ շրջանի կեսին, չորրորդ շրջանում ունի մանգան, իսկ վեցերորդում՝ ռենիում: Հետևաբար, 43 տարրի քիմիական հատկությունները պետք է նման լինեն մանգանի և ռենիումի հատկություններին: 43 խցից ձախ թիվ 42 մոլիբդենն է, աջում՝ թիվ 44 ռութենիումը։ Ուստի 43 տարր ստեղծելու համար անհրաժեշտ է 42 լիցք ունեցող ատոմի միջուկում լիցքերի թիվը ավելացնել ևս մեկ տարրական լիցքով։ Ուստի նոր տարր 43 սինթեզելու համար անհրաժեշտ է որպես սկզբնական նյութ վերցնել մոլիբդենը։ Ամենաթեթև տարրը՝ ջրածինը, ունի մեկ դրական լիցք։ Այսպիսով, կարելի է ակնկալել, որ 43 տարրը կարող է ստացվել մոլիբդենի և պրոտոնի միջուկային ռեակցիայից։

Բրինձ. 14. Թիվ 43 տարրի՝ տեխնիումի սինթեզի սխեմա.

43 տարրի հատկությունները պետք է նման լինեն մանգանի և ռենիումի հատկություններին, և այդ տարրի առաջացումը հայտնաբերելու և ապացուցելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել քիմիական ռեակցիաներ, որոնք նման են նրանց, որոնց միջոցով քիմիկոսները որոշում են մանգանի և փոքր քանակությամբ մանգանի առկայությունը: ռենիում.

Այսպես պարբերական աղյուսակը հնարավորություն է տալիս գծել արհեստական ​​տարրերի ստեղծման ճանապարհը։

Ճիշտ նույն կերպ, առաջին արհեստական ​​քիմիական տարրը ստեղծվել է 1937 թվականին։ Այն ստացել է տեխնիումի նշանակալի անվանումը՝ տեխնիկապես, արհեստականորեն արտադրված առաջին տարրը։ Ահա թե ինչպես է սինթեզվում տեխնիումը։ Մոլիբդենի թիթեղը ենթարկվել է ինտենսիվ ռմբակոծության ջրածնի ծանր իզոտոպի՝ դեյտերիումի միջուկների կողմից, որոնք ցիկլոտրոնով արագացել են հսկայական արագությամբ։

Ջրածնի ծանր միջուկները, որոնք ստանում էին շատ մեծ էներգիա, ներթափանցում էին մոլիբդենի միջուկներ։ Ցիկլոտրոնում ճառագայթումից հետո մոլիբդենային պլաստիկը լուծարվել է թթվի մեջ։ Լուծույթից մեկուսացվել է նոր ռադիոակտիվ նյութի աննշան քանակություն՝ օգտագործելով նույն ռեակցիաները, որոնք անհրաժեշտ են մանգանի անալիտիկ որոշման համար (43 տարրի անալոգը)։ Սա նոր տարր էր՝ տեխնիում։ Դրանք ճշգրտորեն համապատասխանում են պարբերական աղյուսակում տարրի դիրքին։

Այժմ տեխնիումը բավականին հասանելի է դարձել. այն բավականին մեծ քանակությամբ ձևավորվում է միջուկային ռեակտորներում։ Տեխնիումը լավ ուսումնասիրված է և արդեն կիրառվում է գործնականում։

Մեթոդը, որով ստեղծվել է 61 տարրը, շատ նման է տեխնիումի արտադրության մեթոդին։ 61-րդ տարրը մեկուսացվել է միայն 1945 թվականին միջուկային ռեակտորում ուրանի տրոհման արդյունքում առաջացած մասնատման տարրերից։

Բրինձ. 15. Թիվ 61 տարրի՝ պրոմեթիումի սինթեզի սխեմա։

Տարրը ստացել է «պրոմեթիում» խորհրդանշական անվանումը։ Այս անունը նրան չի տրվել մի պարզ պատճառով. Այն խորհրդանշում է գիտության դրամատիկ ուղին, որը գողանում է բնությունից միջուկային տրոհման էներգիան և տիրապետում այդ էներգիան (ըստ լեգենդի, տիտան Պրոմեթևսը գողացավ երկնքից կրակը և տվեց մարդկանց. օրական), բայց այն նաև զգուշացնում է մարդկանց պատերազմի սարսափելի վտանգի մասին:

Պրոմեթիան այժմ ձեռք է բերվում զգալի քանակությամբ. այն օգտագործվում է ատոմային մարտկոցներում՝ ուղղակի հոսանքի աղբյուրներում, որոնք կարող են երկար տարիներ աշխատել առանց ընդհատումների:

Նույն ձևով սինթեզվել է ամենածանր հալոգենը՝ էկաիոդը, տարրը 85, որը սկզբում ստացվել է բիսմուտի (թիվ 83) ռմբակոծման միջոցով հելիումի միջուկներով (թիվ 2), որոնք արագացել են ցիկլոտրոնում մինչև բարձր էներգիաներ։ Նոր տարրը կոչվում է աստատին (անկայուն): Այն ռադիոակտիվ է և արագ անհետանում է։ Պարզվեց, որ նրա քիմիական հատկությունները նույնպես ճշգրտորեն համապատասխանում են պարբերական օրենքին։ Այն նման է յոդին։

Բրինձ. 16. Թիվ 85 տարրի սինթեզի սխեման՝ աստատին.

Տրանսուրանային տարրերը արհեստականորեն սինթեզված քիմիական տարրեր են, որոնք գտնվում են պարբերական աղյուսակում ուրանի հետևից: Դրանցից դեռ քանիսը հնարավոր կլինի սինթեզել ապագայում, դեռ ոչ ոք չի կարող հստակ պատասխանել։

Ուրանը 70 երկար տարիների ընթացքում քիմիական տարրերի բնական շարքի վերջին տարրն էր։

Եվ այս ամբողջ ընթացքում գիտնականներին բնականաբար անհանգստացնում էր այն հարցը, թե արդյոք բնության մեջ գոյություն ունեն ուրանից ծանր տարրեր: Դմիտրի Իվանովիչը կարծում էր, որ եթե ուրանի տարրեր երբևէ հնարավոր լինի հայտնաբերել երկրի աղիքներում, ապա դրանց թիվը պետք է սահմանափակվի: Ռադիոակտիվության հայտնաբերումից հետո բնության մեջ նման տարրերի բացակայությունը բացատրվում էր նրանով, որ դրանց կիսամյակը կարճ է, և բոլորը քայքայվել և վերածվել են ավելի թեթև տարրերի շատ վաղուց՝ մեր մոլորակի էվոլյուցիայի շատ վաղ փուլերում։ . Բայց ուրանը, որը, պարզվեց, ռադիոակտիվ է, ուներ այնքան երկար, որ պահպանվել է մինչ օրս։ Ինչո՞ւ բնությունը չկարողացավ գոնե ամենամոտ տրանսուրաններին գոյատևելու նույնքան առատաձեռն ժամանակ տալ: Բազմաթիվ հաղորդումներ են եղել համակարգի ներսում ենթադրաբար նոր տարրերի հայտնաբերման մասին՝ ջրածնի և ուրանի միջև, բայց գրեթե երբեք գիտական ​​ամսագրեր չեն գրել տրանսուրանի հայտնաբերման մասին: Գիտնականները միայն վիճել են ուրանի վերաբերյալ պարբերական աղյուսակի խախտման պատճառի շուրջ։

Միայն միջուկային միաձուլումը հնարավորություն տվեց պարզել հետաքրքիր հանգամանքներ, որոնց մասին նախկինում նույնիսկ չէր կարելի կասկածել։

Նոր քիմիական տարրերի սինթեզի առաջին ուսումնասիրությունները ուղղված էին տրանսուրանների արհեստական ​​արտադրությանը։ Առաջին արհեստական ​​տրանսուրանի տարրի մասին խոսվել է տեխնիումի հայտնվելուց երեք տարի առաջ: Խթանիչ իրադարձությունը նեյտրոնի հայտնաբերումն էր: տարրական մասնիկը, զուրկ լիցքից, ուներ հսկայական թափանցող ուժ, կարող էր հասնել ատոմի միջուկ՝ առանց որևէ խոչընդոտի հանդիպելու և առաջացնել տարբեր տարրերի փոխակերպումներ։ Նեյտրոնները տարբեր նյութերից սկսեցին կրակել թիրախների վրա: Այս ոլորտում հետազոտությունների առաջամարտիկը եղել է ականավոր իտալացի ֆիզիկոս Է.Ֆերմին:

Նեյտրոններով ճառագայթված ուրանը դրսևորել է անհայտ ակտիվություն՝ կարճ կիսամյակով: Ուրան-238-ը, կլանելով նեյտրոնը, վերածվում է ուրան-239 տարրի անհայտ իզոտոպի, որը b-ռադիոակտիվ է և պետք է վերածվի 93 ատոմային համարով տարրի իզոտոպի: Նման եզրակացություն են արել Է. Ֆերմին և իր գործընկերները։

Իրականում մեծ ջանքեր պահանջվեցին ապացուցելու համար, որ անհայտ ակտիվությունն իրականում համապատասխանում է առաջին տրանսուրանի տարրին։ Քիմիական գործողությունները հանգեցրին այն եզրակացության, որ նոր տարրը իր հատկություններով նման է մանգանին, այսինքն՝ պատկանում է VII b ենթախմբին։ Այս փաստարկը տպավորիչ ստացվեց. այն ժամանակ (30-ականներին) գրեթե բոլոր քիմիկոսները հավատում էին, որ եթե տրանսուրանի տարրերը գոյություն ունեն, ապա դրանցից գոնե առաջինը նման կլիներ. դ- նախորդ ժամանակաշրջանների տարրեր. Սա սխալ էր, որն անկասկած ազդեց ուրանից ծանր տարրերի հայտնաբերման պատմության վրա:

Մի խոսքով, 1934թ.-ին Է.Ֆերմին վստահորեն հայտարարեց ոչ միայն 93-րդ տարրի սինթեզը, որին նա տվեց «ausonium» անվանումը, այլև պարբերական աղյուսակում նրա աջ հարևանը՝ «hesperia» (թիվ 94): Վերջինս աուսոնիումի բ-քայքայման արդյունք էր.

Եղել են գիտնականներ, ովքեր էլ ավելի են «քաշել» այս շղթան։ Նրանց թվում են գերմանացի հետազոտողներ Օ.Հանը, Լ.Մեյթները և Ֆ.Շտրասմանը։ 1937 թվականին նրանք արդեն խոսում էին թիվ 97 տարրի մասին՝ որպես իրական բանի.

Բայց նոր տարրերից ոչ մեկը չի ստացվել որևէ նկատելի քանակությամբ կամ մեկուսացված ազատ ձևով: Նրանց սինթեզը դատում էին տարբեր անուղղակի նշաններով։

Ի վերջո, պարզվեց, որ տրանսուրանի տարրերի համար վերցված այս բոլոր ժամանակավոր նյութերը իրականում պարբերական աղյուսակի կեսին պատկանող տարրեր են, այսինքն՝ վաղուց հայտնի քիմիական տարրերի արհեստական ​​ռադիոակտիվ իզոտոպներ: Սա պարզ դարձավ, երբ 1938 թվականի դեկտեմբերի 22-ին Օ.Հանը և Ֆ.Ստրասմանը կատարեցին 20-րդ դարի ամենամեծ հայտնագործություններից մեկը։ - դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության տակ ուրանի տրոհման հայտնաբերում: Գիտնականները անհերքելիորեն հաստատել են, որ նեյտրոններով ճառագայթված ուրանը պարունակում է բարիումի և լանթանի իզոտոպներ։ Նրանք կարող էին ձևավորվել միայն այն ենթադրությամբ, որ նեյտրոնները, կարծես, բաժանում են ուրանի միջուկները մի քանի փոքր բեկորների:

Ճեղքման մեխանիզմը բացատրել են Լ.Մեյթները և Օ.Ֆրիշը։ Միջուկի այսպես կոչված կաթիլային մոդելն արդեն գոյություն ուներ՝ ատոմային միջուկը նմանվեց հեղուկի կաթիլի։ Եթե ​​մի կաթիլին տրվում է բավականաչափ էներգիա և հուզված, այն կարող է բաժանվել ավելի փոքր կաթիլների: Նմանապես, նեյտրոնի կողմից գրգռված վիճակի բերված միջուկը կարող է քայքայվել և բաժանվել ավելի փոքր մասերի՝ ավելի թեթև տարրերի ատոմների միջուկների:

1940 թվականին խորհրդային գիտնականներ Գ. Այսպիսով, հայտնաբերվել է բնության մեջ հայտնաբերված ռադիոակտիվ փոխակերպման նոր տեսակ՝ ուրանի ինքնաբուխ տրոհումը։ Սա չափազանց կարևոր բացահայտում էր։

Այնուամենայնիվ, սխալ է 1930-ականների տրանսուրանների վերաբերյալ հետազոտությունները սխալ համարելը:

Ուրանը ունի երկու հիմնական բնական իզոտոպներ՝ ուրան-238 (զգալիորեն գերակշռող) և ուրան-235: Երկրորդը հիմնականում տրոհվում է դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության տակ, իսկ առաջինը, կլանելով նեյտրոնը, միայն վերածվում է ավելի ծանր իզոտոպի՝ ուրան-239-ի, և այդ կլանումը ավելի ինտենսիվ է, այնքան ավելի արագ են ռմբակոծվում նեյտրոնները։ Հետևաբար, տրանսուրանի սինթեզման առաջին փորձերում նեյտրոնային չափավորության ազդեցությունը հանգեցրեց նրան, որ երբ բնական ուրան պարունակող թիրախը «կրակվեց», տրոհման գործընթացը գերակշռում էր:

Բայց ուրան-238-ը, որը կլանել է նեյտրոնը, պետք է առաջացներ տրանսուրանի տարրերի ձևավորման շղթա: Հարկավոր էր գտնել 93-րդ տարրի ատոմները տրոհման բեկորների բարդ խառնաշփոթի մեջ թակարդելու հուսալի միջոց: Համեմատաբար ավելի փոքր զանգվածով այս բեկորները ուրանի ռմբակոծության ժամանակ պետք է թռչեին ավելի մեծ տարածություններով (ունեն ավելի երկար ճանապարհի երկարություն), քան 93-րդ տարրի շատ զանգվածային ատոմները:

Ամերիկացի ֆիզիկոս Է.ՄաքՄիլանը, ով աշխատում էր Կալիֆորնիայի համալսարանում, իր փորձերը հիմնեց այս նկատառումների վրա։ 1939 թվականի գարնանը նա սկսեց ուշադիր ուսումնասիրել ուրանի տրոհման բեկորների բաշխումը ճանապարհների երկարությամբ։ Նրան հաջողվել է առանձնացնել բեկորների մի փոքր հատված՝ փոքր միջակայքով։ Հենց այս հատվածում նա հայտնաբերել է ռադիոակտիվ նյութի հետքեր՝ 2,3 օր կիսամյակ և ճառագայթման բարձր ինտենսիվությամբ։ Նման ակտիվություն բեկորների այլ ֆրակցիաներում չի նկատվել։ ՄակՄիլանը կարողացավ ցույց տալ, որ այս նյութը X-ը ուրանի 239 իզոտոպի քայքայման արդյունք է.

Աշխատանքին միացել է քիմիկոս Ֆ. Էբլսոնը։ Պարզվել է, որ ռադիոակտիվ նյութը, որի կիսամյակը 2,3 օր է, կարող է քիմիապես առանձնացվել ուրանից և թորիումից և կապ չունի ռենիումի հետ։ Այսպիսով, ենթադրությունը, որ տարրը 93-ը պետք է լինի էկարենիում, փլուզվեց:

Նեպտունիումի հաջող սինթեզի մասին (նոր տարրն անվանվել է Արեգակնային համակարգի մոլորակի պատվին) հայտարարվել է 1940 թվականի սկզբին ամերիկյան «Physical Review» ամսագրի կողմից: Այսպիսով սկսվեց տրանսուրանի տարրերի սինթեզի դարաշրջանը, որը պարզվեց, որ շատ էր: կարևոր է Մենդելեևի պարբերականության ուսմունքի հետագա զարգացման համար։

Բրինձ. 17. Թիվ 93 տարրի՝ նեպտունիումի սինթեզի սխեմա.

Նույնիսկ տրանսուրանի տարրերի ամենաերկարակյաց իզոտոպների ժամանակաշրջանները, որպես կանոն, զգալիորեն ավելի կարճ են, քան Երկրի տարիքը, և, հետևաբար, դրանց գոյությունը բնության մեջ ներկայումս գործնականում բացառված է: Այսպիսով, պարզ է ուրանի վրա քիմիական տարրերի բնական շարքի՝ 92 տարրի խախտման պատճառը։

Նեպտունիումին հաջորդեց պլուտոնիումը։ Այն սինթեզվել է միջուկային ռեակցիայի միջոցով.

ձմեռ 1940 - 1941 թթ Ամերիկացի գիտնական Գ. Սիբորգը և նրա գործընկերները (հետագայում Գ. Սիբորգի լաբորատորիայում սինթեզվել են տրանսուրանի մի քանի նոր տարրեր): Բայց պարզվեց, որ պլուտոնիումի ամենակարևոր իզոտոպը 24,360 տարի կիսատևողությամբ է: Բացի այդ, պլուտոնիում-239-ը շատ ավելի ինտենսիվորեն տրոհվում է դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության տակ, քան

Բրինձ. 18. Թիվ 94 տարրի՝ պլուտոնիումի սինթեզի սխեմա.

40-ական թթ սինթեզվել են ուրանից ծանր ևս երեք տարր՝ ամերիցիում (ի պատիվ Ամերիկայի), կուրիում (ի պատիվ Մ. և Պ. Կյուրիների) և բերկելիում (ի պատիվ Բերքլիի Կալիֆորնիայում)։ Միջուկային ռեակտորների թիրախը պլուտոնիում-239-ն էր՝ ռմբակոծված նեյտրոններով և a-մասնիկներով և ամերիցիումով (դրա ճառագայթումը հանգեցրեց բերկելիումի սինթեզին).

.

50-ական թթ սկսվել է կալիֆորնիումի (թիվ 98) սինթեզով։ Այն ստացվել է այն ժամանակ, երբ երկարակյաց կուրիում-242 իզոտոպը զգալի քանակությամբ կուտակվել է, և դրանից թիրախ է պատրաստվել։ Միջուկային ռեակցիա. հանգեցրել է նոր տարրի սինթեզին՝ 98։

Դեպի 99 և 100 տարրեր շարժվելու համար անհրաժեշտ էր հոգ տանել բերկելիումի և կալիֆորնիումի կշիռները կուտակելու համար: Դրանցից պատրաստված թիրախների ռմբակոծումը ա-մասնիկներով հիմք է տվել նոր տարրերի սինթեզման համար։ Բայց 97 և 98 տարրերի սինթեզված իզոտոպների կիսատ-ժամկետները (ժամեր և րոպեներ) չափազանց կարճ էին, և դա, պարզվեց, խոչընդոտ էր դրանց կուտակման համար անհրաժեշտ քանակությամբ։ Առաջարկվեց նաև մեկ այլ եղանակ՝ պլուտոնիումի երկարաժամկետ ճառագայթում նեյտրոնային ինտենսիվ հոսքով։ Բայց մենք պետք է երկար տարիներ սպասենք արդյունքներին (բերկելիումի իզոտոպներից մեկն իր մաքուր ձևով ստանալու համար պլուտոնիումի թիրախը ճառագայթվել է 6 տարի): Սինթեզի ժամանակը զգալիորեն կրճատելու միայն մեկ միջոց կար՝ կտրուկ բարձրացնել նեյտրոնային ճառագայթի հզորությունը։ Պարզվեց, որ դա անհնար է լաբորատորիաներում։

Օգնության է հասել ջերմամիջուկային պայթյունը։ 1952 թվականի նոյեմբերի 1-ին ամերիկացիները Խաղաղ օվկիանոսում գտնվող Էնիվետակ ատոլում պայթեցրել են ջերմամիջուկային սարքը։ Պայթյունի վայրից հավաքվել է մի քանի հարյուր կիլոգրամ հող և հետազոտվել են նմուշներ։ Արդյունքում հնարավոր եղավ հայտնաբերել 99 և 100 տարրերի իզոտոպներ, որոնք կոչվում էին համապատասխանաբար einsteinium (ի պատիվ Ա. Էյնշտեյնի) և fermium (ի պատիվ E. Fermi):

Պայթյունի ժամանակ առաջացած նեյտրոնային հոսքը շատ հզոր է պարզվել, որ ուրան-238 միջուկները կարողացել են շատ կարճ ժամանակահատվածում կլանել մեծ քանակությամբ նեյտրոններ։ Ուրանի այս գերծանր իզոտոպները, հաջորդական քայքայման շղթաների արդյունքում, վերածվեցին էյնշտեյնիումի և ֆերմիումի իզոտոպների (Նկար 19):

Բրինձ. 19. Թիվ 99 – էյնշտեյնիում և թիվ 100 – ֆերմիում տարրերի սինթեզի սխեման:

Մենդելեևիում կոչվում է թիվ 101 քիմիական տարրը, որը սինթեզել են ամերիկացի ֆիզիկոսները՝ Գ. Սիբորգի գլխավորությամբ 1955 թվականին: Սինթեզի հեղինակները նոր տարրն անվանել են «ի պատիվ ռուս մեծ քիմիկոսի արժանիքների, ով առաջինն էր: օգտագործել պարբերական համակարգը չբացահայտված քիմիական տարրերի հատկությունները կանխատեսելու համար»։ Գիտնականներին հաջողվել է կուտակել այնքան էյնշտեյնիում, որպեսզի դրանից թիրախ պատրաստեն (էյնշտեյնիումի քանակը չափվել է միլիարդ ատոմներով); Ա-մասնիկներով այն ճառագայթելով՝ հնարավոր եղավ հաշվարկել 101 տարրի միջուկների սինթեզը (Նկար 20).

Բրինձ. 20. Թիվ 101 տարրի սինթեզի սխեման՝ մենդելևիում:

Ստացված իզոտոպի կիսամյակը շատ ավելի երկար է, քան ակնկալում էին տեսաբանները: Եվ չնայած սինթեզի արդյունքում ստացվել են միայն մենդելևիումի մի քանի ատոմներ, պարզվել է, որ հնարավոր է ուսումնասիրել դրանց քիմիական հատկությունները՝ օգտագործելով նույն մեթոդները, որոնք օգտագործվում էին նախորդ տրանսուրանների համար։

Պարբերական օրենքին արժանի գնահատական ​​տվեց Ուիլյամ Ռազմայը՝ պնդելով, որ պարբերական օրենքը իսկական կողմնացույց է հետազոտողների համար։

Նրա մահից մի քանի տարի անցավ, և Մենդելեևի համակարգը դարձավ մեր գիտելիքների ամենակարևոր օղակը աշխարհի մասին, որտեղ մենք ապրում ենք, տիեզերքում նյութի էվոլյուցիայի մասին, քանի որ Մենդելևն իր գիտական ​​հայտնագործություններում և հատկապես հայտնագործություններում: պարբերական օրենքը իրականում կիրառել է բնության երևույթների իմացության դիալեկտիկական մեթոդը, ինչի կապակցությամբ նա բարձր է գնահատվել Ֆրիդրիխ Էնգելսի կողմից, ով, գնահատելով պարբերական օրենքը, նշել է, որ գիտնականը, թեև անգիտակցաբար կիրառել է Հեգելի օրենքը՝ քանակի անցման մասին. որակ, դեռ գիտական ​​նվաճում է կատարել»։

Քիմիա ուսումնասիրելն անհնար է, բացառությամբ այս ամենուրեք օրենքի հիման վրա։ Որքա՜ն ծիծաղելի կլիներ քիմիայի դասագիրքը առանց պարբերական աղյուսակի։ Դուք պետք է հասկանաք, թե ինչպես են տարբեր տարրերը կապված միմյանց հետ և ինչու են դրանք այդքան կապված: Միայն այդ դեպքում պարբերական աղյուսակը կդառնա տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունների մասին տեղեկատվության հարուստ շտեմարան, մի շտեմարան, որի հետ քիչ բան կարող է համեմատվել:

Փորձառու քիմիկոսը, պարզապես նայելով համակարգի ցանկացած տարրի զբաղեցրած տեղը, կարող է շատ բան ասել դրա մասին՝ տարրը մետաղ է, թե ոչ մետաղ; անկախ նրանից, թե այն ստեղծում է միացություններ ջրածնի - հիդրիդների հետ; ինչ օքսիդներ են բնորոշ այս տարրին. ինչ արժեքներ կարող է դրսևորել քիմիական միացությունների մեջ մտնելիս. այս տարրի որ միացությունները կայուն կլինեն, և որոնք, ընդհակառակը, փխրուն. Ինչ միացություններից և ինչ ձևով է առավել հարմար և շահավետ այս տարրը ստանալ անվճար տեսքով: Եվ եթե քիմիկոսը կարողանում է այս ամբողջ տեղեկատվությունը քաղել պարբերական աղյուսակից, ապա դա նշանակում է, որ նա լավ է յուրացրել այն։

Պարբերական աղյուսակը հիմք է հանդիսանում նոր, անսովոր, կանխորոշված ​​հատկություններով նոր նյութեր և նյութեր ստանալու համար, որոնք անհայտ են բնությանը։ Դրանք այժմ ստեղծվում են մեծ քանակությամբ։ Այն նաև դարձավ կիսահաղորդչային նյութերի սինթեզի ուղղորդող թել։ Օգտագործելով բազմաթիվ օրինակներ՝ գիտնականները պարզել են, որ պարբերական աղյուսակում որոշակի տեղեր զբաղեցնող տարրերի միացությունները (հիմնականում նրա III – V խմբերում) ունեն կամ պետք է ունենան լավագույն կիսահաղորդչային հատկությունները։

Անհնար է նոր համաձուլվածքներ ստանալու խնդիր դնել՝ անտեսելով պարբերական աղյուսակը։ Ի վերջո, համաձուլվածքների կառուցվածքը և հատկությունները որոշվում են աղյուսակում մետաղների դիրքով: Ներկայումս հայտնի են հազարավոր տարբեր համաձուլվածքներ։

Թերևս ժամանակակից քիմիայի ցանկացած ճյուղում կարելի է նկատել պարբերական օրենքի արտացոլումը։ Բայց միայն քիմիկոսները չեն, որ գլուխ են խոնարհում նրա մեծության առաջ։ Նոր տարրերի սինթեզման դժվարին և հետաքրքրաշարժ գործում դա անհնար է անել առանց պարբերական օրենքի: Աստղերում տեղի է ունենում քիմիական տարրերի սինթեզի հսկա բնական գործընթաց: Գիտնականներն այս գործընթացն անվանում են նուկլեոսինթեզ:

Առայժմ գիտնականները չեն պատկերացնում, թե կոնկրետ ինչ ճանապարհներով, ինչ հաջորդական միջուկային ռեակցիաների արդյունքում են առաջացել մեզ հայտնի քիմիական տարրերը։ Նուկլեոսինթեզի բազմաթիվ վարկածներ կան, սակայն ամբողջական տեսություն դեռ չկա։ Բայց մենք կարող ենք վստահորեն ասել, որ տարրերի ծագման ուղիների մասին նույնիսկ ամենաամաչկոտ ենթադրություններն անհնարին կլինեն առանց պարբերական աղյուսակում տարրերի հաջորդական դասավորությունը հաշվի առնելու։ Միջուկային պարբերականության, ատոմային միջուկների կառուցվածքի և հատկությունների օրենքները ընկած են նուկլեոսինթեզի տարբեր ռեակցիաների հիմքում։

Երկար ժամանակ կպահանջվի թվարկել մարդկային գիտելիքների և պրակտիկայի այն ոլորտները, որտեղ Մեծ Օրենքը և տարրերի համակարգը կարևոր դեր են խաղում: Եվ, ճիշտն ասած, մենք նույնիսկ չենք պատկերացնում Մենդելեևի պարբերականության դոկտրինի ամբողջական մասշտաբը։ Շատ անգամ այն ​​իր անսպասելի կողմերը կհայտնի գիտնականներին:

Մենդելեևը, անկասկած, աշխարհի ամենամեծ քիմիկոսներից մեկն է: Թեև նրա օրենքից անցել է ավելի քան հարյուր տարի, բայց ոչ ոք չգիտի, թե երբ ամբողջությամբ կհասկանա հայտնի պարբերական աղյուսակի ամբողջ բովանդակությունը։

Բրինձ. 21. Լուսանկարը՝ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևի:

Բրինձ. 22. Ռուսաստանի քիմիական ընկերություն նախագահության ներքո

1. Պետրյանով Ի.Վ., Տրիֆոնով Դ.Ն. «Մեծ օրենքը»

Մոսկվա, Մանկավարժություն, 1984

2. Կեդրով Բ. Մ. «Դ. Ի. Մենդելեևի կանխատեսումները ատոմիզմում»

Մոսկվա, Ատոմիզդատ, 1977

3. Agafoshin N. P. «Պարբերական օրենքը և Դ. Ի. Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգը», Մոսկվա, «Լուսավորություն», 1973 թ.

4. «Դ. Ի.Մենդելեևը իր ժամանակակիցների հուշերում» Մոսկվա, «Ատոմիզդատ», 1973 թ.

5. Volkov V. A. Կենսագրական տեղեկատու «Աշխարհի նշանավոր քիմիկոսներ» Մոսկվա, «Բարձրագույն դպրոց», 1991 թ.

6. Բոգոլյուբովա Լ.Ն. «Մեծ քիմիկոսների կենսագրություններ» Մոսկվա, «Լուսավորություն», 1997 թ.

7. Ivanova L. F., Egorova E. N. աշխատասեղանի հանրագիտարան «Ամեն ինչ ամեն ինչի մասին» Մոսկվա, «Mnemozina», 2001 թ.

8. Summ L.B. մանկական հանրագիտարան «Ես ուսումնասիրում եմ աշխարհը. Քիմիա» Մոսկվա, «Օլիմպոս», 1998 թ

Պարբերական քիմիական տարրերի աղյուսակի հայտնաբերումը քիմիայի՝ որպես գիտության զարգացման պատմության կարևոր իրադարձություններից մեկն էր։ Սեղանի հայտնաբերողը ռուս գիտնական Դմիտրի Մենդելեևն էր։ Ամենալայն գիտական ​​հորիզոններով արտասովոր գիտնականին հաջողվեց միավորել քիմիական տարրերի բնույթի մասին բոլոր պատկերացումները մեկ համահունչ հայեցակարգի մեջ:

Պարբերական տարրերի աղյուսակի հայտնաբերման պատմության, հետաքրքիր փաստերի հետ կապված նոր տարրերի և ժողովրդական հեքիաթների հայտնաբերման հետ, որոնք շրջապատել են Մենդելեևին և նրա ստեղծած քիմիական տարրերի աղյուսակը, M24.RU-ն կպատմի այս հոդվածում:

Սեղանի բացման պատմություն

19-րդ դարի կեսերին 63 քիմիական տարր էր հայտնաբերվել, և ամբողջ աշխարհի գիտնականները բազմիցս փորձել են միավորել բոլոր գոյություն ունեցող տարրերը մեկ հայեցակարգի մեջ: Առաջարկվեց տարրերը տեղադրել ատոմային զանգվածի մեծացման հերթականությամբ և բաժանել խմբերի՝ ըստ նմանատիպ քիմիական հատկությունների։

1863-ին քիմիկոս և երաժիշտ Ջոն Ալեքսանդր Նյուլանդն առաջարկեց իր տեսությունը, ով առաջարկեց քիմիական տարրերի դասավորություն, որը նման էր Մենդելեևի հայտնաբերածին, բայց գիտնականի աշխատանքը լուրջ չընդունվեց գիտական ​​հանրության կողմից, քանի որ հեղինակը տարվել էր: ներդաշնակության որոնումներով և երաժշտության կապով քիմիայի հետ։

1869 թվականին Մենդելեևը պարբերական աղյուսակի իր գծապատկերը հրապարակեց Ռուսական քիմիական ընկերության ամսագրում և հայտնագործության մասին ծանուցում ուղարկեց աշխարհի առաջատար գիտնականներին։ Հետագայում քիմիկոսը բազմիցս կատարելագործել և կատարելագործել է սխեման, մինչև այն ձեռք բերեց իր սովորական տեսքը:

Մենդելեևի հայտնագործության էությունը կայանում է նրանում, որ ատոմային զանգվածի ավելացման հետ մեկտեղ տարրերի քիմիական հատկությունները փոխվում են ոչ թե միապաղաղ, այլ պարբերաբար։ Տարբեր հատկություններով որոշ տարրերից հետո հատկությունները սկսում են կրկնվել։ Այսպիսով, կալիումը նման է նատրիումին, ֆտորը՝ քլորին, իսկ ոսկին՝ արծաթին և պղնձին։

1871 թվականին Մենդելեևը վերջնականապես միավորեց գաղափարները Պարբերական օրենքի մեջ։ Գիտնականները կանխատեսել են մի քանի նոր քիմիական տարրերի հայտնաբերում և նկարագրել դրանց քիմիական հատկությունները: Այնուհետև քիմիկոսի հաշվարկները լիովին հաստատվեցին՝ գալիումը, սկանդիումը և գերմանիումը լիովին համապատասխանում էին Մենդելեևի վերագրած հատկություններին:

Հեքիաթներ Մենդելեևի մասին

Հայտնի գիտնականի և նրա հայտնագործությունների մասին բազմաթիվ հեքիաթներ կային։ Այն ժամանակ մարդիկ քիչ էին հասկանում քիմիան և հավատում էին, որ քիմիա սովորելը նման է նորածիններից ապուր ուտելուն և արդյունաբերական մասշտաբով գողությանը: Հետևաբար, Մենդելեևի գործունեությունը արագորեն ձեռք բերեց խոսակցությունների և լեգենդների զանգված:

Լեգենդներից մեկն ասում է, որ Մենդելեևը երազում հայտնաբերել է քիմիական տարրերի աղյուսակը։ Սա միակ դեպքը չէ, իր հայտնագործության մասին խոսել է նաև Օգյուստ Կեկուլեն, ով երազում էր բենզոլային օղակի բանաձեւի մասին։ Սակայն Մենդելեևը միայն ծիծաղեց քննադատների վրա։ «Ես մտածում էի այդ մասին երևի քսան տարի, և դուք ասում եք՝ ես նստած էի այնտեղ և հանկարծ... ավարտվեց», - մի անգամ ասել է գիտնականն իր հայտնագործության մասին:

Մեկ այլ պատմություն Մենդելեևին վերագրում է օղու հայտնաբերումը: 1865 թվականին մեծ գիտնականը պաշտպանեց իր ատենախոսությունը «Դիսկուրս ջրի հետ ալկոհոլի համադրության մասին» թեմայով, և դա անմիջապես նոր լեգենդի տեղիք տվեց: Քիմիկոսի ժամանակակիցները ժպտացին՝ ասելով, որ գիտնականը «բավականին լավ է ստեղծագործում ջրի հետ զուգակցված ալկոհոլի ազդեցության տակ», իսկ հետագա սերունդներն արդեն Մենդելեևին անվանեցին օղու հայտնաբերող։

Նրանք նաև ծիծաղում էին գիտնականի ապրելակերպի վրա և հատկապես այն փաստի վրա, որ Մենդելեևն իր լաբորատորիան սարքավորել էր հսկայական կաղնու փոսում:

Նաև ժամանակակիցները ծաղրում էին Մենդելեևի կիրքը ճամպրուկների նկատմամբ: Գիտնականը, Սիմֆերոպոլում իր ակամա անգործության ժամանակ, ստիպված է եղել ժամանակից կտրել՝ ճամպրուկներ հյուսելով: Հետագայում նա ինքնուրույն պատրաստեց ստվարաթղթե տարաներ լաբորատորիայի կարիքների համար։ Չնայած այս հոբբիի ակնհայտ «սիրողական» բնույթին, Մենդելեևին հաճախ անվանում էին «ճամպրուկների վարպետ»:

Ռադիումի հայտնաբերում

Քիմիայի պատմության ամենաողբերգական և միևնույն ժամանակ հայտնի էջերից մեկը և պարբերական աղյուսակում նոր տարրերի հայտնվելը կապված է ռադիումի հայտնաբերման հետ։ Նոր քիմիական տարրը հայտնաբերել են ամուսիններ Մարի և Պիեռ Կյուրիները, ովքեր հայտնաբերել են, որ ուրանի հանքաքարից ուրանի առանձնացումից հետո մնացած թափոնները ավելի ռադիոակտիվ են, քան մաքուր ուրան:

Քանի որ այդ ժամանակ ոչ ոք չգիտեր, թե ինչ է ռադիոակտիվությունը, լուրերը արագորեն վերագրեցին բուժիչ հատկությունները և գիտությանը հայտնի գրեթե բոլոր հիվանդությունները բուժելու ունակությունը նոր տարրին: Ռադիումը ներառված էր սննդամթերքի, ատամի մածուկի, դեմքի քսուքների մեջ։ Հարուստները կրում էին ժամացույցներ, որոնց թվաքանակը ներկված էր ռադիում պարունակող ներկով։ Ռադիոակտիվ տարրը առաջարկվել է որպես ուժը բարելավելու և սթրեսից ազատվելու միջոց:

Նման «արտադրությունը» շարունակվեց քսան տարի՝ մինչև քսաներորդ դարի 30-ական թվականները, երբ գիտնականները հայտնաբերեցին ռադիոակտիվության իրական հատկությունները և պարզեցին, թե որքան կործանարար է ճառագայթման ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա:

Մարի Կյուրին մահացել է 1934 թվականին ռադիումի երկարատև ազդեցության հետևանքով առաջացած ճառագայթային հիվանդությունից:

Nebulium և Coronium

Պարբերական աղյուսակը ոչ միայն կարգադրեց քիմիական տարրերը մեկ ներդաշնակ համակարգի մեջ, այլև հնարավորություն տվեց կանխատեսել նոր տարրերի բազմաթիվ բացահայտումներ: Միևնույն ժամանակ, որոշ քիմիական «տարրեր» ճանաչվեցին գոյություն չունեցող այն հիմքով, որ դրանք չեն տեղավորվում պարբերական օրենքի հայեցակարգի մեջ։ Ամենահայտնի պատմությունը նեբուլիումի և կորոնիումի նոր տարրերի «հայտնաբերումն» է։

Արեգակնային մթնոլորտն ուսումնասիրելիս աստղագետները հայտնաբերել են սպեկտրային գծեր, որոնք նրանք չեն կարողացել նույնականացնել երկրի վրա հայտնի քիմիական տարրերից որևէ մեկի հետ: Գիտնականները ենթադրեցին, որ այս գծերը պատկանում են նոր տարրի, որը կոչվում է կորոնիում (քանի որ գծերը հայտնաբերվել են Արեգակի «պսակի»՝ աստղի մթնոլորտի արտաքին շերտի ուսումնասիրության ժամանակ):

Մի քանի տարի անց աստղագետները մեկ այլ բացահայտում արեցին՝ ուսումնասիրելով գազային միգամածությունների սպեկտրները։ Հայտնաբերված գծերը, որոնք կրկին հնարավոր չէր նույնացնել երկրային որևէ բանի հետ, վերագրվել են մեկ այլ քիմիական տարրի՝ նեբուլիումին։

Բացահայտումները քննադատվեցին, քանի որ Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում այլևս տեղ չկար մինեբուլիումի և կորոնիումի հատկություններով տարրերի համար։ Ստուգելուց հետո պարզվեց, որ նեբուլիումը սովորական ցամաքային թթվածին է, իսկ կորոնիումը` բարձր իոնացված երկաթ:

Նյութը ստեղծվել է բաց աղբյուրներից ստացված տեղեկատվության հիման վրա։ Պատրաստեց՝ Վասիլի Մակագոնով @vmakagonov

ՊԱՐԶՎԱԾ ՕՐԵՆՔԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄ

Պարբերական օրենքը հայտնաբերել է Դ.Ի. Մենդելեևը «Քիմիայի հիմունքներ» դասագրքի տեքստի վրա աշխատելիս, երբ նա դժվարությունների է հանդիպել փաստացի նյութը համակարգելու հարցում: 1869 թվականի փետրվարի կեսերին, խորհելով դասագրքի կառուցվածքի մասին, գիտնականը աստիճանաբար եկավ այն եզրակացության, որ պարզ նյութերի հատկությունները և տարրերի ատոմային զանգվածները կապված են որոշակի օրինաչափության հետ:

Տարրերի պարբերական աղյուսակի հայտնաբերումը պատահական չէր, դա ահռելի աշխատանքի, երկարատև և տքնաջան աշխատանքի արդյունք էր, որը ծախսել է ինքը՝ Դմիտրի Իվանովիչը և բազմաթիվ քիմիկոսներ իր նախորդներից ու ժամանակակիցներից: «Երբ ես սկսեցի վերջնականացնել տարրերի իմ դասակարգումը, ես առանձին քարտերի վրա գրեցի յուրաքանչյուր տարր և դրա միացությունները, այնուհետև, դրանք դասավորելով խմբերի և շարքերի հերթականությամբ, ստացա պարբերական օրենքի առաջին տեսողական աղյուսակը: Բայց սա միայն վերջին ակորդն էր՝ նախորդ բոլոր աշխատանքի արդյունքը...»,- ասաց գիտնականը։ Մենդելեևն ընդգծել է, որ իր հայտնագործությունը տարրերի միջև կապերի մասին քսան տարվա մտածելու, բոլոր կողմերից տարրերի փոխհարաբերությունների մասին մտածելու արդյունք է։

Փետրվարի 17-ին (մարտի 1-ին) հոդվածի ձեռագիրը, որը պարունակում էր «Փորձը տարրերի համակարգի վրա հիմնված նրանց ատոմային կշռի և քիմիական նմանությունների վրա» վերնագրով աղյուսակը, լրացվեց և տպագրիչին ներկայացվեց գրամեքենաների և տարեթվի նշումներով։ «1869 թվականի փետրվարի 17». Մենդելեևի հայտնագործության մասին հայտարարությունն արել է Ռուսական քիմիական ընկերության խմբագիր, պրոֆեսոր Ն.Ա.Մենշուտկինը 1869թ. Ազատ տնտեսական ընկերության հանձնարարությամբ նա ուսումնասիրել է Տվերսկայա պանրի գործարանները և Նովգորոդի նահանգները։

Համակարգի առաջին տարբերակում տարրերը գիտնականը դասավորել է տասնինը հորիզոնական տողերով և վեց ուղղահայաց սյունակներով։ Փետրվարի 17-ին (մարտի 1-ին) պարբերական օրենքի բացահայտումը ոչ մի կերպ չի ավարտվել, այլ միայն սկսվել է։ Դմիտրի Իվանովիչը գրեթե երեք տարի շարունակեց դրա զարգացումն ու խորացումը։ 1870 թվականին Մենդելեևը հրապարակեց համակարգի երկրորդ տարբերակը «Քիմիայի հիմունքներ» («Տարրերի բնական համակարգ») գրքում. անալոգային տարրերի հորիզոնական սյուները վերածվեցին ութ ուղղահայաց դասավորված խմբերի. Առաջին տարբերակի վեց ուղղահայաց սյուները դարձան ժամանակաշրջաններ՝ սկսած ալկալի մետաղից և վերջացրած հալոգենով։ Յուրաքանչյուր շրջան բաժանված էր երկու շարքի. Խմբում ընդգրկված տարբեր տողերի տարրերը կազմել են ենթախմբեր:

Մենդելեևի հայտնագործության էությունը կայանում էր նրանում, որ քիմիական տարրերի ատոմային զանգվածի ավելացման հետ մեկտեղ նրանց հատկությունները փոխվում են ոչ թե միապաղաղ, այլ պարբերաբար։ Տարբեր հատկություններով որոշ տարրերից հետո, որոնք դասավորված են աճող ատոմային քաշով, հատկությունները սկսում են կրկնվել։ Մենդելեևի և նրա նախորդների աշխատանքի տարբերությունն այն էր, որ Մենդելեևը ոչ թե մեկ հիմք ուներ տարրերի դասակարգման համար, այլ երկու՝ ատոմային զանգված և քիմիական նմանություն: Որպեսզի պարբերականությունը լիովին դիտարկվի, Մենդելեևը ուղղեց որոշ տարրերի ատոմային զանգվածները, մի քանի տարրեր տեղադրեց իր համակարգում, հակառակ այն ժամանակ ընդունված պատկերացումներին դրանց նմանության մասին մյուսների հետ և դատարկ բջիջներ թողեց աղյուսակում, որտեղ դեռևս չհայտնաբերված տարրերը: պետք է տեղադրվեր։

1871 թվականին այս աշխատությունների հիման վրա Մենդելեևը ձևակերպեց Պարբերական օրենքը, որի ձևը ժամանակի ընթացքում որոշակիորեն բարելավվեց։

Տարրերի պարբերական աղյուսակը մեծ ազդեցություն է ունեցել քիմիայի հետագա զարգացման վրա։ Դա ոչ միայն քիմիական տարրերի առաջին բնական դասակարգումն էր, որը ցույց էր տալիս, որ դրանք կազմում են ներդաշնակ համակարգ և սերտ կապի մեջ են միմյանց հետ, այլ նաև հզոր գործիք էր հետագա հետազոտությունների համար: Այն ժամանակ, երբ Մենդելեևը կազմեց իր աղյուսակը՝ հիմնվելով իր հայտնաբերած պարբերական օրենքի վրա, շատ տարրեր դեռ անհայտ էին։ Մենդելեևը ոչ միայն համոզված էր, որ պետք է լինեն դեռևս անհայտ տարրեր, որոնք կլրացնեն այդ տարածքները, այլ նաև նախապես կանխատեսում էր այդպիսի տարրերի հատկությունները՝ ելնելով պարբերական աղյուսակի այլ տարրերի միջև նրանց դիրքից: Հաջորդ 15 տարիների ընթացքում Մենդելեևի կանխատեսումները փայլուն կերպով հաստատվեցին. հայտնաբերվել են բոլոր երեք ակնկալվող տարրերը (Ga, Sc, Ge), որը պարբերական օրենքի ամենամեծ հաղթանակն էր։

Դ.Ի. Մենդելեևը ներկայացրել է «Էլեմենտների համակարգի փորձը՝ հիմնված նրանց ատոմային քաշի և քիմիական նմանության վրա» ձեռագիրը // Նախագահական գրադարան // Պատմության օր http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006

ՌՈՒՍԱԿԱՆ ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՀԱՍԱՐԱԿՈՒԹՅՈՒՆ

Ռուսական քիմիական ընկերությունը գիտական ​​կազմակերպություն է, որը հիմնադրվել է Սանկտ Պետերբուրգի համալսարանում 1868 թվականին և եղել է ռուս քիմիկոսների կամավոր միություն։

Ընկերության ստեղծման անհրաժեշտության մասին հայտարարվեց ռուս բնագետների և բժիշկների 1-ին համագումարում, որը տեղի ունեցավ Սանկտ Պետերբուրգում 1867 թվականի դեկտեմբերի վերջին - 1868 թվականի հունվարի սկզբին: Համագումարում հայտարարվեց քիմիական բաժնի մասնակիցների որոշումը. :

«Քիմիական բաժինը միաձայն ցանկություն հայտնեց միավորվել Քիմիական ընկերությանը՝ ռուս քիմիկոսների արդեն կայացած ուժերի հաղորդակցության համար: Բաժինը կարծում է, որ այս հասարակությունը անդամներ կունենա Ռուսաստանի բոլոր քաղաքներում, և որ դրա հրապարակումը կներառի ռուս բոլոր քիմիկոսների աշխատությունները՝ հրատարակված ռուսերենով»։

Այդ ժամանակ քիմիական ընկերություններ արդեն ստեղծվել էին եվրոպական մի քանի երկրներում՝ Լոնդոնի քիմիական ընկերություն (1841), Ֆրանսիական քիմիական ընկերություն (1857), Գերմանական քիմիական ընկերություն (1867); Ամերիկյան քիմիական միությունը հիմնադրվել է 1876 թվականին։

Ռուսական քիմիական ընկերության կանոնադրությունը, որը կազմվել է հիմնականում Դ.Ի. Մենդելեևի կողմից, հաստատվել է Հանրային կրթության նախարարության կողմից 1868 թվականի հոկտեմբերի 26-ին, իսկ Ընկերության առաջին ժողովը տեղի է ունեցել 1868 թվականի նոյեմբերի 6-ին: Սկզբում այն ​​ներառում էր 35 քիմիկոսներ: Սանկտ Պետերբուրգ, Կազան, Մոսկվա, Վարշավա, Կիև, Խարկով և Օդեսա: Ն.Ն.Զինինը դարձավ Ռուսաստանի մշակութային ընկերության առաջին նախագահը, իսկ Ն.Ա.Մենշուտկինը՝ քարտուղարը։ Հասարակության անդամները վճարում էին անդամավճարներ (տարեկան 10 ռուբլի), նոր անդամներ ընդունվում էին միայն գործող երեքի առաջարկությամբ։ Իր գոյության առաջին տարում RCS-ը 35-ից դարձավ 60 անդամ և շարունակեց սահուն աճել հետագա տարիներին (1879-ին՝ 129, 1889-ին՝ 237, 1899-ին՝ 293, 1909-ին՝ 364, 1917-ին՝ 565)։

1869 թվականին Ռուսական քիմիական ընկերությունն ուներ իր տպագիր օրգանը՝ Ռուսական քիմիական ընկերության ամսագիրը (ZHRKhO); Ամսագիրը լույս է տեսել տարեկան 9 անգամ (ամսական, բացառությամբ ամառային ամիսների)։ ԺՌԽՕ-ի խմբագիրը 1869 - 1900 թվականներին եղել է Ն. Ա. Մենշուտկինը, իսկ 1901 - 1930 թվականներին՝ Ա. Է. Ֆավորսկին։

1878 թվականին Ռուսական քիմիական ընկերությունը միաձուլվել է Ռուսաստանի ֆիզիկական ընկերությանը (հիմնադրվել է 1872 թվականին)՝ ձևավորելով Ռուսական ֆիզիկաքիմիական ընկերությունը։ Ռուսական դաշնային քիմիական ընկերության առաջին նախագահներն են եղել Ա. 1879 թվականին միավորման կապակցությամբ (11-րդ հատորից) «Ռուսական քիմիական ընկերության հանդեսը» վերանվանվել է «Ռուսական ֆիզիկաքիմիական ընկերության հանդես»։ Հրապարակման հաճախականությունը կազմել է տարեկան 10 թողարկում; Ամսագիրը բաղկացած էր երկու մասից՝ քիմիական (ZhRKhO) և ֆիզիկական (ZhRFO):

Ռուսական քիմիայի դասականների բազմաթիվ աշխատություններ առաջին անգամ տպագրվել են ԺՌԽՕ էջերում։ Հատկապես կարող ենք նշել Դ. Ի. Մենդելեևի աշխատանքը տարրերի պարբերական աղյուսակի ստեղծման և զարգացման վերաբերյալ և Ա. Մ. Բուտլերովը, կապված օրգանական միացությունների կառուցվածքի նրա տեսության զարգացման հետ. Ն.Ա.Մենշուտկինի, Դ.Պ.Կոնովալովի, Ն.Ս.Կուրնակովի, Լ.Ա.Չուգաևի հետազոտությունները անօրգանական և ֆիզիկական քիմիայի բնագավառում; Վ.Վ.Մարկովնիկովը, Է.Ե.Վագները, Ա.Մ.Զայցևը, Ս.Ն.Ռեֆորմատսկին, Ա.Ե.Ֆավորսկին, Ն.Դ.Զելինսկին, Ս.Վ.Լեբեդևը և Ա.Ե.Արբուզովը օրգանական քիմիայի բնագավառում։ 1869-1930 թվականներին ԺՌՀՕ-ում տպագրվել են 5067 բնօրինակ քիմիական հետազոտություններ, քիմիայի առանձին հարցերի վերաբերյալ ամփոփագրեր և գրախոսական հոդվածներ, տպագրվել են նաև արտասահմանյան ամսագրերից ամենահետաքրքիր աշխատությունների թարգմանությունները։

RFCS-ը դարձավ Մենդելեևի ընդհանուր և կիրառական քիմիայի կոնգրեսների հիմնադիրը. Առաջին երեք համագումարները տեղի են ունեցել Սանկտ Պետերբուրգում 1907, 1911 և 1922 թվականներին։ 1919-ին ԺՌՖԽՕ-ի հրատարակումը կասեցվեց և վերսկսվեց միայն 1924-ին։