2.2. Davriy sistemaning yaratilish tarixi.
1867-68 yillar qishida Mendeleev "Kimyo asoslari" darsligini yozishga kirishdi va faktik materiallarni tizimlashtirishda darhol qiyinchiliklarga duch keldi. 1869 yil fevral oyining o'rtalariga kelib, darslikning tuzilishi haqida o'ylab, u asta-sekin oddiy moddalarning xossalari (va bu kimyoviy elementlarning erkin holatda bo'lish shakli) va elementlarning atom massalari bilan bog'liq degan xulosaga keldi. ma'lum bir naqsh.
Mendeleev o'zidan oldingilarning kimyoviy elementlarni atom massalarini ko'paytirish tartibida joylashtirishga urinishlari va bu holatda yuzaga kelgan hodisalar haqida ko'p narsa bilmas edi. Misol uchun, u Chankurtua, Nyulend va Meyerning ishi haqida deyarli hech qanday ma'lumotga ega emas edi.
Uning fikrlarining hal qiluvchi bosqichi 1869 yil 1 martda (14 fevral, eski uslub) keldi. Bir kun oldin Mendeleev Tver viloyatidagi artel pishloq sut zavodlarini tekshirish uchun o'n kunlik ta'til so'rovini yozdi: u Erkin Iqtisodiy Jamiyat rahbarlaridan biri A. I. Xodnevdan pishloq ishlab chiqarishni o'rganish bo'yicha tavsiyalar bilan xat oldi.
O'sha kuni Sankt-Peterburgda havo bulutli va ayozli edi. Mendeleevning kvartirasining derazalari ko'rinmaydigan universitet bog'idagi daraxtlar shamolda g'ijirladi. Dmitriy Ivanovich hali yotoqda yotganida, bir stakan iliq sut ichdi, keyin o'rnidan turib, yuzini yuvdi va nonushta qildi. U ajoyib kayfiyatda edi.
Nonushta paytida Mendeleev kutilmagan g'oyaga ega bo'ldi: turli xil kimyoviy elementlarning o'xshash atom massalari va ularning kimyoviy xossalarini solishtirish. Ikki marta o'ylamasdan, Xodnev maktubining orqa tomoniga u 35,5 va 39 ga teng atom massalari juda yaqin bo'lgan xlor Cl va kaliy K belgilarini yozdi (farq atigi 3,5 birlik). Xuddi shu maktubda Mendeleev boshqa elementlarning belgilarini chizib, ular orasida o'xshash "paradoksal" juftlarni qidirdi: ftor F va natriy Na, brom Br va rubidiy Rb, yod I va seziy Cs, ular uchun massa farqi 4,0 dan 5,0 gacha oshadi. , keyin esa 6.0 gacha. O'shanda Mendeleev aniq nometallar va metallar orasidagi "noaniq zonada" elementlar - asil gazlar mavjudligini bilmas edi, ularning kashf etilishi davriy tizimni sezilarli darajada o'zgartiradi.
Nonushtadan keyin Mendeleyev o‘zini kabinetiga qamab oldi. U stoldan bir dasta vizit kartalarini chiqarib, ularning orqa tomoniga elementlarning belgilari va asosiy kimyoviy xossalarini yoza boshladi. Biroz vaqt o'tgach, xonadon ofisdan kelayotgan ovozni eshitdi: "Oh! Shoxli. Voy, qanday shoxli! Men ularni mag'lub qilaman. O'ldiraman!" Bu undovlar Dmitriy Ivanovichda ijodiy ilhom borligini anglatardi. Mendeleev atom massasining qiymatlari va bir xil element atomlari tomonidan hosil bo'lgan oddiy moddalarning xususiyatlarini hisobga olgan holda kartalarni bir gorizontal qatordan ikkinchisiga o'tkazdi. Unga yana bir bor noorganik kimyoni chuqur bilish yordamga keldi. Asta-sekin kimyoviy elementlarning kelajakdagi davriy jadvalining shakli paydo bo'la boshladi. Shunday qilib, dastlab u berilliyni alyuminiy analogi deb adashib, o'sha paytdagi an'anaga ko'ra, alyuminiy Al (atom massasi 27,4) elementi bo'lgan karta yoniga berilliy Be elementi (atom massasi 14) bo'lgan kartani qo'ydi. Biroq, keyin kimyoviy xossalarni solishtirgandan so'ng, magniy Mg ustiga berilliyni qo'ydi. Beriliyning atom massasining o'sha paytdagi umumiy qabul qilingan qiymatiga shubha qilib, uni 9,4 ga o'zgartirdi va berilliy oksidi formulasini Be 2 O 3 dan BeO ga (magniy oksidi MgO kabi) o'zgartirdi. Aytgancha, berilliyning atom massasining "tuzatilgan" qiymati faqat o'n yil o'tgach tasdiqlangan. U boshqa holatlarda ham xuddi shunday dadil harakat qildi.
Asta-sekin Dmitriy Ivanovich yakuniy xulosaga keldi: atom massalarining ortib borayotgan tartibida joylashgan elementlar fizik va kimyoviy xususiyatlarning aniq davriyligini namoyish etadi. Kun davomida Mendeleev elementlar tizimi ustida ishladi, qizi Olga bilan o'ynash va tushlik va kechki ovqat qilish uchun qisqa vaqt ajratdi.
1869 yil 1 mart kuni kechqurun u o'zi tuzgan jadvalni butunlay qayta yozdi va "Elementlar tizimining atom og'irligi va kimyoviy o'xshashligi bo'yicha tajriba" sarlavhasi ostida uni bosmaxonaga yubordi va yozuvchilar uchun eslatmalarni yozdi. va sanani qo'yish "1869 yil 17 fevral" (bu eski uslub).
Davriy qonun shunday ochildi, uning zamonaviy formulasi quyidagicha: Oddiy moddalarning xossalari, shuningdek elementlar birikmalarining shakllari va xossalari davriy ravishda ularning atomlari yadrolarining zaryadiga bog'liq.
Mendeleev ko'plab mahalliy va xorijiy kimyogarlarga elementlar jadvali bo'lgan bosma varaqlarni yubordi va shundan keyingina pishloq zavodlarini tekshirish uchun Peterburgni tark etdi.
Ketishdan oldin u hali ham organik kimyogar va kimyoning bo'lajak tarixchisi N.A.Menshutkinga "Elementlarning atom og'irligi bilan xususiyatlarning aloqasi" maqolasining qo'lyozmasini Rossiya kimyo jamiyati jurnalida nashr etish uchun topshirishga muvaffaq bo'ldi. jamiyatning yaqinlashib kelayotgan yig'ilishida muloqot qilish uchun.
1869-yil 18-martda o‘sha paytda kompaniyaning xodimi bo‘lgan Menshutkin Mendeleyev nomidan “Davriy qonun” bo‘yicha qisqacha ma’ruza qildi. Ma'ruza dastlab kimyogarlarning e'tiborini tortmadi va Rossiya kimyo jamiyati prezidenti, akademik Nikolay Zinin (1812-1880) Mendeleev haqiqiy tadqiqotchi qilish kerak bo'lgan ishni qilmayotganini aytdi. To'g'ri, ikki yil o'tgach, Dmitriy Ivanovichning "Elementlarning tabiiy tizimi va uning ba'zi elementlarning xususiyatlarini ko'rsatishda qo'llanilishi" maqolasini o'qib chiqqach, Zinin fikrini o'zgartirdi va Mendeleevga shunday deb yozdi: "Juda, juda yaxshi, juda zo'r aloqalar, hatto qiziqarli. o'qish uchun, Xudo sizga xulosalaringizni eksperimental tasdiqlashda omad yor bo'lsin. Sizning samimiy fidoyi va chuqur hurmatli N. Zinin". Mendeleyev barcha elementlarni atom massalarining ortib borishi tartibida joylashtirmagan; ba'zi hollarda u kimyoviy xossalarning o'xshashligini ko'proq boshqargan. Shunday qilib, kobalt Co atom massasi nikel Ninikidan, tellur Te esa yod I dan kattaroqdir, lekin Mendeleyev ularni Co - Ni, Te - I tartibida joylashtirgan va aksincha emas. Aks holda, tellur galogenlar guruhiga kiradi va yod selen Se ning qarindoshiga aylanadi.
Xotinim va bolalarimga. Yoki u o'layotganini bilgandir, lekin o'zi iliq va mehr bilan sevgan oilani oldindan bezovta qilishni va tashvishlanishni istamagandir. 5:20 da 1907 yil 20 yanvarda Dmitriy Ivanovich Mendeleev vafot etdi. U Sankt-Peterburgdagi Volkovskoye qabristoniga, onasi va o'g'li Vladimirning qabrlaridan unchalik uzoq bo'lmagan joyda dafn etilgan. 1911 yilda ilgʻor rus olimlari tashabbusi bilan D.I. muzeyi tashkil etildi. Mendeleev, qaerda ...
Moskva metro bekati, okeanografik tadqiqotlar uchun tadqiqot kemasi, 101-kimyoviy element va mineral - mendeleevit. Rusiyzabon olimlar va hazilkashlar ba'zan so'rashadi: "Dmitriy Ivanovich Mendeleev yahudiy emasmi, bu juda g'alati familiya, "Mendel" familiyasidan kelib chiqqan emasmi?" Bu savolga javob juda oddiy: "Pavel Maksimovich Sokolovning to'rtta o'g'li ham ...
Keksa Derjavin yosh Pushkinni duo qilgan litsey imtihonida. Hisoblagich rolini organik kimyo bo'yicha taniqli mutaxassis akademik Yu.F.Fritsshe o'ynadi. Nomzodlik dissertatsiyasi D.I.Mendeleyev 1855-yilda Bosh pedagogika institutini tamomlagan.Uning “Kristal shaklining kompozitsiyaga boshqa munosabatlari bilan bog‘liq izomorfizm” ishi uning birinchi yirik ilmiy...
Asosan suyuqliklarning kapillyarligi va sirt tarangligi masalasiga bag'ishlangan va bo'sh vaqtlarini yosh rus olimlari davrasida o'tkazgan: S.P. Botkina, I.M. Sechenova, I.A. Vyshnegradskiy, A.P. Borodin va boshqalar.1861-yilda Mendeleyev Sankt-Peterburgga qaytib keldi va u erda universitetda organik kimyo bo'yicha ma'ruzalar o'qishni davom ettirdi va o'sha davr uchun e'tiborga sazovor bo'lgan "Organik kimyo" darsligini nashr etdi.
Atoqli sovet kimyo tarixchisi N.F.Figurovskiyning "Kimyoning umumiy tarixi bo'yicha esse. 19-asrda klassik kimyoning rivojlanishi" kitobida (M., Nauka, 1979). 63 ta kimyoviy elementning kashf etilishining asosiy davrlari qadimgi davrlardan 1869 yilgacha - Dmitriy Ivanovich Mendeleev (1834-1907) tomonidan Davriy qonun o'rnatilgan yilga qadar berilgan:
1. Eng qadimgi davr (miloddan avvalgi 5-ming yillikdan eramizning 1200-yillarigacha).
Bu uzoq davr insonning antik davrning 7 ta metali - oltin, kumush, mis, qo'rg'oshin, qalay, temir va simob bilan tanishishidan boshlanadi. Ushbu elementar moddalardan tashqari oltingugurt va uglerod ham qadimgi davrlarda ma'lum bo'lib, tabiatda erkin holatda bo'lgan.
2. Alkimyoviy davr.
Ushbu davrda (1200 yildan 1600 yilgacha) metallarni o'zgartirish usullarini alkimyoviy izlanishlar jarayonida yoki hunarmand metallurglar tomonidan metall ishlab chiqarish va turli rudalarni qayta ishlash jarayonida ajratilgan bir nechta elementlarning mavjudligi aniqlandi. Bularga mishyak, surma, vismut, rux, fosfor kiradi.
3. Texnik kimyoning paydo bo'lishi va rivojlanishi davri (17-asr oxiri - 1751 y.).
Bu vaqtda turli metal rudalarining xususiyatlarini amaliy oʻrganish va metallarni ajratib olishda yuzaga kelgan qiyinchiliklarni bartaraf etish hamda mineralogik ekspeditsiyalar davomidagi kashfiyotlar natijasida platina, kobalt, nikelning mavjudligi aniqlandi.
4. Kimyo taraqqiyotidagi kimyoviy-analitik davrning birinchi bosqichi (1760-1805). Bu davrda sifat va gravimetrik miqdoriy tahlillar yordamida bir qator elementlar topildi, ulardan ba'zilari faqat "er" shaklida: magniy, kaltsiy (ohak va magniy o'rtasidagi farqni aniqlovchi), marganets, bariy ( barit), molibden, volfram, tellur, uran (oksid), sirkoniy (yer), stronsiy (yer), titan (oksid), xrom, berilliy (oksid), itriy (yer), tantal (yer), seriy (yer) , ftor (hidroflorik kislota), palladiy, rodyum, osmiy va iridiy.
5. Pnevmatik kimyo bosqichi. Bu vaqtda (1760-1780) gazsimon elementlar - vodorod, azot, kislorod va xlor topilgan (ikkinchisi 1809 yilgacha oksidlangan xlorid kislotasi murakkab modda hisoblangan).
6. Elektroliz orqali erkin holatda elementlarni olish bosqichi (G. Davy, 1807-1808). va kimyoviy jihatdan: kaliy, natriy, kaltsiy, stronsiy, bor va magniy. Biroq, ularning barchasi ilgari "olovga chidamli" (kaustik) gidroksidi va gidroksidi tuproqlar yoki yumshoq ishqorlar shaklida ma'lum bo'lgan.
7. Kimyo taraqqiyotidagi kimyoviy-analitik davrning ikkinchi bosqichi (1805-1850). Hozirgi vaqtda miqdoriy tahlil usullarini takomillashtirish va sifat tahlilining tizimli kursini ishlab chiqish natijasida bor, litiy, kadmiy, selen, kremniy, brom, alyuminiy, yod, toriy, vanadiy, lantan (yer) , erbiy (yer), terbiy (yer) kashf qilindi ), ruteniy, niobiy.
8. Spektral analiz yordamida elementlarning ochilish davri, bu usul ishlab chiqilib amaliyotga joriy etilgandan so'ng darhol (1860-1863): seziy, rubidiy, talliy va indiy».
Ma’lumki, kimyo tarixida birinchi “Oddiy jismlar jadvali”ni 1787-yilda A.Lavuazye tuzgan.Barcha oddiy moddalar to‘rt guruhga bo‘lingan: “I.Tabiatning har uchala shohligida ifodalangan oddiy moddalar. jismlarning elementlari sifatida qaralishi mumkin: 1) yorug'lik, 2) kaloriya, 3) kislorod, 4) azot, 5) vodorod.II.Oksidlovchi va kislota beruvchi oddiy metall bo'lmagan moddalar: 1) surma, 2) fosfor, 3. ) ko'mir, 4) murik kislota radikali, 5) ftorik kislota radikali, 6) borik kislotasi radikali III.Oksidlanib, kislota beradigan oddiy metall moddalar: 1) surma, 2) kumush, 3) mishyak, 4) vismut, 5) kobalt, 6) mis, 7) qalay, 8) temir, 9) marganets, 10) simob, 11) molibden, 12) nikel, 13) oltin, 14) platina, 15) qoʻrgʻoshin, 16) volfram, 17) rux IV. Tuz hosil qiluvchi va tuproqli oddiy moddalar: 1 ) ohak (ohakli tuproq), 2) magniy (magniy sulfat asosi), 3) barit (og'ir tuproq), 4) alumina (gil, alum tuproq), 5) kremniy (kremniy) yer)."
Ushbu jadval Lavoisier tomonidan ishlab chiqilgan kimyoviy nomenklaturaning asosini tashkil etdi. D. Dalton fanga kimyoviy elementlar atomlarining eng muhim miqdoriy xarakteristikasi - atomlarning nisbiy og'irligi yoki atom og'irligini kiritdi.
Kimyoviy elementlar atomlari xossalarining qonuniyatlarini izlashda olimlar birinchi navbatda atom og'irliklarining o'zgarishi tabiatiga e'tibor berishgan. 1815-1816 yillarda Ingliz kimyogari V. Prout (1785-1850) “Annals of Philosophy” jurnalida ikkita anonim maqola e’lon qildi, unda barcha kimyoviy elementlarning atom og‘irliklari butun son (ya’ni, vodorodning atom og‘irligiga karrali) ekanligi haqidagi fikr ifodalangan va asoslab berilgan. keyin birlikka teng deb faraz qilingan edi): “Agar biz ifodalashga qaror qilgan qarashlarimiz to‘g‘ri bo‘lsa, u holda qadimgilarning asosiy moddasi vodorodda mujassam bo‘lgan deb deyarli hisoblashimiz mumkin...”. Proutning gipotezasi juda jozibali edi va kimyoviy elementlarning atom og'irliklarini iloji boricha aniq aniqlash uchun ko'plab eksperimental tadqiqotlar o'tkazilishiga sabab bo'ldi.
1829-yilda nemis kimyogari I.Debereyner (1780-1849) o‘xshash kimyoviy elementlar: litiy, kalsiy, xlor, oltingugurt, marganets, natriy, stronsiy, brom, selen, xrom, kaliy, bariy, yod, tellurning atom og‘irliklarini solishtirdi. , Temir o'rta elementning atom og'irligi eng tashqi elementlarning atom og'irliklari yig'indisining yarmiga teng ekanligini aniqladi. Yangi triadalarni izlash kimyo bo'yicha dunyoga mashhur ma'lumotnoma muallifi L. Gmelinni (1788-1853) o'xshash elementlarning ko'plab guruhlarini yaratishga va ularning noyob tasnifini yaratishga olib keldi.
60-yillarda 19-asrda olimlar kimyoviy jihatdan oʻxshash elementlar guruhlarini oʻzlari bilan solishtirishga oʻtdilar. Shunday qilib, Parij konchilik maktabi professori A. Shankurtua (1820-1886) silindr yuzasidagi barcha kimyoviy elementlarni atom og‘irliklarining ortib borish tartibida “spiral chiziq” hosil qiladigan tarzda joylashtirdi. Ushbu tartibga solish bilan o'xshash elementlar ko'pincha bir xil vertikal chiziqqa tushdi. 1865 yilda ingliz kimyogari D. Nyulands (1838-1898) 62 ta kimyoviy elementni o'z ichiga olgan jadvalni nashr etdi. Elementlar atom og'irliklarini oshirish tartibida joylashtirilgan va raqamlangan.
Nyulandlar har yetti elementda kimyoviy elementlarning xossalari takrorlanishini ta'kidlash uchun raqamlashdan foydalanganlar. 1866 yilda London Kimyo Jamiyatida Nyulendning yangi maqolasini muhokama qilar ekan (u nashr etish tavsiya etilmagan), professor J. Foster kinoya bilan so'radi: “Elementlarni nomlarining alifbo tartibida joylashtirishga harakat qildingizmi va yangi naqshlarni payqadingizmi? ?
1868 yilda ingliz kimyogari V. Olding (1829-1921) muallifning fikricha, barcha elementlar orasidagi tabiiy munosabatni ko'rsatadigan jadvalni taklif qildi.
1864 yilda nemis professori L. Mayer (1830-1895) 44 ta kimyoviy elementdan iborat jadval tuzdi (ma'lum bo'lgan 63 tadan).
D.I.Mendeleyev bu davrga baho berar ekan, shunday deb yozgan edi: “Tabiatning bir zumda oʻrnatiladigan yagona umumiy qonuni yoʻq, uni tasdiqlashdan oldin har doim koʻp ogohlantirishlar boʻladi, qonunni tan olish esa, u butun maʼnosi bilan toʻliq amalga oshirilganda emas, balki uni tasdiqlashda ham sodir boʻlmaydi. faqat uning oqibatlarini tajribalar bilan tasdiqlagandan so'ng, tabiatshunoslar o'zlarining mulohazalari va qarashlarining eng yuqori vakolati sifatida tan olishlari kerak.
1868 yilda D.I.Mendeleyev “Kimyo asoslari” kursi ustida ishlay boshladi. Materialni eng mantiqiy tartibga solish uchun qandaydir tarzda 63 kimyoviy elementni tasniflash kerak edi. Kimyoviy elementlar davriy sistemasining birinchi oʻzgarishi 1869-yil mart oyida D.I.Mendeleyev tomonidan taklif qilingan.
Ikki hafta o'tgach, Rossiya kimyo jamiyatining yig'ilishida Mendeleevning "Elementlarning atom og'irligi bilan xususiyatlarning aloqasi" ma'ruzasi o'qildi, unda kimyoviy elementlarni tasniflashning mumkin bo'lgan tamoyillari muhokama qilindi:
1) vodorodga munosabatiga ko'ra (gidridlar formulalari); 2) kislorodga nisbatan (yuqori kislorod oksidlarining formulalari); 3) valentligi bo‘yicha; 4) atom og'irligi bo'yicha.
Keyin, keyingi yillarda (1869-1871) Mendeleev "Elementlar tizimi" ning birinchi versiyasida ko'rsatilgan naqshlar va "mos kelmaydiganliklar" ni o'rganib chiqdi va qayta tekshirdi. D.I.Mendeleyev bu ishini yakunlab, shunday deb yozgan edi: “Atom og‘irligi ortib borishi bilan elementlar birinchi navbatda ko‘proq o‘zgaruvchan xususiyatlarga ega bo‘ladi, so‘ngra bu xossalar yana yangi tartibda, yangi qatorda va bir qator elementlarda va oldingi qatordagi kabi bir xil ketma-ketlik.Shuning uchun Davriylik qonunini quyidagicha shakllantirish mumkin: “Elementlarning xossalari, shuning uchun ular hosil qiladigan oddiy va murakkab jismlarning xossalari davriy ravishda bog‘liqdir (ya’ni, ular takrorlanadi). to'g'ri) ularning atom og'irligi bo'yicha." Qonunlar tabiat istisnolarga yo'l qo'ymaydi... Qonunni tasdiqlash faqat undan mumkin bo'lmagan va kutilmagan oqibatlarni keltirib chiqarish va bu oqibatlarni asoslash va eksperimental tekshirish orqali mumkin. Shunday qilib, davriy qonunni ko'rib, men (1869-1871) undan chiqargan shunday mantiqiy oqibatlarga ega bo'lib, uning to'g'ri yoki noto'g'riligini ko'rsatishi mumkin.Bularga ochilmagan elementlarning xususiyatlarini bashorat qilish va tuzatish kiradi. O'sha paytda ko'rib chiqilgan juda ko'p, kam sonli elementlarning atom og'irliklari haqida ... Sizga bitta narsa kerak - yoki davriy qonunni butunlay to'g'ri va kimyoviy bilimning yangi vositasi deb hisoblang yoki uni rad eting."
1872-1874 yillarda. Mendeleev boshqa muammolar bilan shug'ullana boshladi va kimyoviy adabiyotda Davriy qonun haqida deyarli hech narsa aytilmagan.
1875-yilda fransuz kimyogari L. de Boisboran rux aralashmasini o‘rganayotib, spektroskopik usulda uning tarkibidagi yangi elementni kashf etgani haqida xabar berdi. U bu elementning tuzlarini oldi va uning xossalarini aniqladi. Frantsiya sharafiga u yangi elementni galliy deb nomladi (qadimgi rimliklar Fransiya deb atashgan). Keling, D.I.Mendeleyev bashorat qilgan va L.de Boisbodran tomonidan topilgan narsalarni solishtiramiz:
L. de Boisbaudranning birinchi ma'ruzasida galiyning solishtirma og'irligi 4,7 ga teng ekanligi aniqlandi. D.I.Mendeleyev o‘z xatosini ko‘rsatdi. Aniqroq o'lchovlar bilan galyumning o'ziga xos og'irligi 5,96 ga teng bo'ldi.
1879 yilda shved kimyogari L. Nilsson (1840-1899) yangi kimyoviy element - skandiyni kashf etgani haqida xabar paydo bo'ldi. L.Nilson skandiyni noyob yer elementi sifatida tasnifladi. P.T.Kleve L.Nilsonga skandiy tuzlari rangsiz, uning oksidi ishqorlarda erimaydi va skandiy D.I.Mendeleyev bashorat qilgan ekaboron ekanligini ko‘rsatdi. Keling, ularning xususiyatlarini taqqoslaylik.
1886 yil fevral oyida yangi mineralni tahlil qilib, nemis professori K. Vinkler (1838-1904) yangi elementni kashf etdi va uni surma va mishyakning analogi deb hisobladi. Muhokama paydo bo'ldi. K.Vinkler o‘zi kashf etgan element D.I.Mendeleyev bashorat qilgan eka-kremniy ekanligiga rozi bo‘ldi. K.Vinkler bu elementni germaniy deb atadi.
Shunday qilib, kimyogarlar Mendeleev bashorat qilgan kimyoviy elementlarning mavjudligini uch marta tasdiqladilar. Bundan tashqari, aynan Mendeleyev bashorat qilgan ushbu elementlarning xossalari va ularning davriy sistemadagi o‘rni eksperimentchilar beixtiyor yo‘l qo‘ygan xatolarni tuzatishga imkon berdi. Kimyoning keyingi rivojlanishi XIX asrning 80-yillarida Davriy qonunning mustahkam negizida sodir bo'ldi. barcha olimlar tomonidan tabiatning eng muhim qonunlaridan biri sifatida e'tirof etilgan. Demak, har qanday kimyoviy elementning eng muhim xarakteristikasi uning D.I.Mendeleyev davriy sistemasidagi o‘rnidir.
Mendeleyevlar oilasi Tobolskdagi Tobol daryosining tik, baland qirg‘og‘idagi uyda yashagan va bo‘lajak olim shu yerda tug‘ilgan. O'sha paytda Tobolskda ko'plab dekabristlar surgunda xizmat qilishgan: Annenkov, Baryatinskiy, Bo'ri, Kuxelbeker, Fonvizen va boshqalar... Ular o'zlarining jasorati va mehnatsevarligi bilan atrofdagilarni yuqtirganlar. Ularni qamoq, og'ir mehnat yoki surgun sindirmadi. Mitya Mendeleev bunday odamlarni ko'rgan. Ular bilan muloqotda Vatanga muhabbat, uning kelajagi uchun mas’uliyat hissi shakllandi. Mendeleevlar oilasi dekabristlar bilan do'stona va oilaviy munosabatlarga ega edi. D.I.Mendeleev shunday deb yozgan edi: “...bu yerda hurmatli va hurmatli dekabristlar yashagan: Fonvizen, Annenkov, Muravyov, bizning oilamizga yaqin, ayniqsa dekabristlardan biri Nikolay Vasilyevich Basargin mening singlim Olga Ivanovnaga uylanganidan keyin... Dekembristlar oilalari , o‘shalarda. kunlar davomida ular Tobolsk hayotiga o'ziga xos iz qoldirdilar va uni dunyoviy tarbiya bilan ta'minladilar. Ular haqidagi afsona hali ham Tobolskda yashaydi.
15 yoshida Dmitriy Ivanovich o'rta maktabni tugatdi. Uning onasi Mariya Dmitrievna yigitning o'qishni davom ettirishi uchun ko'p harakat qildi.
Guruch. 4. D.I.Mendeleyevning onasi - Mariya Dmitrievna.
Mendeleyev Sankt-Peterburgdagi Tibbiyot-jarrohlik akademiyasiga kirishga harakat qildi. Biroq, anatomiya ta'sirchan yigitning kuchidan tashqarida bo'lib chiqdi, shuning uchun Mendeleev tibbiyotni pedagogikaga o'zgartirishga majbur bo'ldi. 1850 yilda otasi bir vaqtlar o'qigan Bosh pedagogika institutiga o'qishga kiradi. Faqat shu erda Mendeleev o'rganishni his qildi va tez orada eng yaxshilardan biriga aylandi.
Mendeleev 21 yoshida kirish imtihonlarini ajoyib tarzda topshirdi. Dmitriy Mendeleyevning Peterburgdagi Pedagogika institutida o‘qishi dastlab oson kechmadi. Birinchi kursda u matematikadan tashqari barcha fanlardan qoniqarsiz baho olishga muvaffaq bo‘ldi. Ammo katta yoshdagi ishlar boshqacha kechdi - Mendeleevning o'rtacha yillik bahosi to'rt yarim (mumkin bo'lgan besh balldan) edi.
Uning izomorfizm hodisasi haqidagi dissertatsiyasi nomzodlik dissertatsiyasi sifatida tan olindi. 1855 yilda iqtidorli talaba. Odessadagi Richelieu gimnaziyasiga o'qituvchi etib tayinlandi. Bu erda u ikkinchi ilmiy ishini - "Ma'lum jildlar" ni tayyorladi. Ushbu ish magistrlik dissertatsiyasi sifatida taqdim etildi. 1857 yilda Uni himoya qilgandan so'ng, Mendeleev kimyo magistri unvonini oldi va Sankt-Peterburg universitetida shaxsiy yordamchi professor bo'ldi va u erda organik kimyodan ma'ruzalar o'qidi. 1859 yilda u chet elga yuborildi.
Mendeleyev ikki yil Fransiya va Germaniyaning turli universitetlarida o‘qidi, lekin eng samaralisi Geydelbergda o‘sha davrning yetakchi olimlari Bunsen va Kirxxof bilan birga dissertatsiya ishi bo‘ldi.
Shubhasiz, olimning hayotiga uning bolaligi o'tgan muhitning tabiati katta ta'sir ko'rsatdi. Yoshligidan qariligigacha hamma narsani va har doim o'z yo'lida qildi. Kundalik mayda-chuyda narsalardan boshlanib, eng muhimigacha davom eting. Dmitriy Ivanovichning jiyani N. Ya. Kapustin-Gubkina shunday deb eslaydi: “Uning o'zi uchun o'ylab topgan sevimli taomlari bor edi... U har doim o'zi ixtiro qilgan uslubdagi kamarsiz keng mato ko'ylagi kiyib yurardi... U chekardi. sigaret dumalab, o‘zi dumalab...” U namunali mulk yaratdi - va darhol uni tark etdi. U suyuqliklarning yopishishi bo'yicha ajoyib tajribalar o'tkazdi va darhol bu fan sohasini abadiy tark etdi. Va u o'z rahbarlariga qanday janjallarni tashladi! U yoshligida pedagogika institutining yangi bitiruvchisi sifatida kafedra mudiriga baqirib yubordi, buning uchun uni vazirning o'zi Ibrohim Sergeyevich Norovatovga chaqirishdi. Biroq, u bo'lim direktoriga nima qiziq - u hatto sinodni ham hisobga olmadi. U o'z manfaatlarining o'ziga xosligi bilan hech qachon kelishmagan Feoza Nikitishna bilan ajrashganligi sababli unga etti yillik jazo tayinlaganida, Dmitriy Ivanovich belgilangan muddatdan olti yil oldin Kronshtadtdagi ruhoniyni turmushga chiqishga ko'ndirdi. uni yana. U harbiy bo'limga tegishli sharni zo'rlik bilan tortib olib, tajribali aeronavt general Kovankoni savatdan haydab yuborganida, uning havo shari bilan parvoz qilish hikoyasi nima edi... Dmitriy Ivanovich kamtarlikdan aziyat chekmadi, aksincha - “ Kamtarlik - barcha yomonliklarning onasi", deb ta'kidladi Mendeleev.
Dmitriy Ivanovich shaxsiyatining o'ziga xosligi nafaqat olimning xatti-harakatida, balki butun tashqi ko'rinishida ham kuzatildi. Uning jiyani N. Ya. Kapustina-Gubkina olimning quyidagi og'zaki portretini chizgan: “Baland oppoq peshonasi atrofida uzun momiq sochli yele, juda ifodali va juda harakatchan ... Tiniq ko'k, jonli ko'zlar ... Ko'pchilik o'xshashlikni topdi. Unda Garibaldi bilan... Gapirayotganda u doimo imo-ishora qilar edi. Qo'llarining keng, tezkor, asabiy harakatlari doimo uning kayfiyatiga mos kelardi... Ovozining tembri past, ammo jarangdor va tushunarli edi, lekin ohangi juda xilma-xil edi va ko'pincha past notalardan baland, deyarli tenorga o'tadi ... u o'ziga yoqmagan narsa haqida gapirdi, so'ng egilib, ingrab, g'ichirladi ... " Mendeleevning ko'p yillar davomida sevimli mashg'uloti portretlar uchun chamadon va ramkalar yasash edi. U bu ishlar uchun materiallarni Gostiniy Dvorda sotib oldi.
Mendeleyevning o‘ziga xosligi uni yoshligidanoq olomondan ajratib turardi... Pedagogika institutida o‘qib yurgan chog‘ida janob professorlar uchun kutilmaganda o‘z nomiga bir tiyin ham qolmagan ko‘k ko‘zli sibirda shunday o‘tkirlik namoyon bo‘la boshladi. , ishda shunchalik g'azablanganki, u barcha hamkasblarini juda ortda qoldirdi. Aynan o'sha paytda haqiqiy davlat maslahatchisi, xalq ta'limining mashhur arbobi, o'qituvchi, olim, kimyo professori Aleksandr Abramovich Voskresenskiy uni payqab qoldi va sevib qoldi. Shuning uchun 1867 yilda Aleksandr Abramovich o'zining sevimli shogirdi, o'ttiz uch yoshli Dmitriy Ivanovich Mendeleevni Sankt-Peterburg universitetining fizika-matematika fakultetining umumiy va noorganik kimyo professori lavozimiga tavsiya qildi. 1868 yil may oyida Mendeleyevlar sevikli qizi Olgani dunyoga keltirdilar ...
O'ttiz uch - an'anaviy jasorat yoshi: o'ttiz uch yoshida, dostonga ko'ra, Ilya Muromets pechkadan tushdi. Ammo bu ma'noda Dmitriy Ivanovichning hayoti bundan mustasno bo'lmasa ham, uning hayotida keskin burilish yuz berayotganini uning o'zi ham sezmasdi. U ilgari o'rgatgan texnik, organik yoki analitik kimyo kurslari o'rniga yangi kursni, umumiy kimyoni o'qishni boshlashi kerak edi.
Albatta, eskiz usulidan foydalanish osonroq. Biroq, u avvalgi kurslarini boshlaganida, bu ham oson emas edi. Ruscha qo'llanmalar yo umuman yo'q edi yoki ular mavjud edi, lekin eskirgan. Kimyo - bu yangi, yosh narsa va yoshlikda hamma narsa tezda eskiradi. Xorijiy darsliklarni, eng so‘nggilarini o‘zim tarjima qilishim kerak edi. Jerarning “Analitik kimyo”, Vagnerning “Kimyoviy texnologiya”sini tarjima qilgan. Ammo Evropada organik kimyoda munosib narsa topilmadi, hatto siz o'tirib yozsangiz ham. Va u yozgan. Ikki oy ichida yangi tamoyillarga asoslangan mutlaqo yangi kurs, o'ttizta bosma varaq. Kundalik ishning oltmish kuni - kuniga o'n ikki tugallangan sahifa. Aniq bir kunda - u o'z jadvalini dunyoning o'z o'qi atrofida aylanishi kabi arzimas narsaga bog'lashni xohlamadi, o'ttiz yoki qirq soat davomida stoldan turmadi.
Dmitriy Ivanovich nafaqat mast holda ishlashi, balki mast holda uxlashi ham mumkin edi. Mendeleevning asab tizimi juda sezgir edi, uning his-tuyg'ulari kuchaygan - deyarli barcha memuarchilar, bir og'iz so'z aytmasdan, u g'ayrioddiy osonlik bilan, doimo qichqirib yuborganligi haqida xabar berishadi, garchi u mohiyatan mehribon odam edi.
Dmitriy Ivanovichning tug'ma shaxsiy xususiyatlari uning oilada kech paydo bo'lishi bilan izohlangan bo'lishi mumkin - u "oxirgi bola", o'n ettinchi bola edi. Va hozirgi tushunchalarga ko'ra, nasldagi mutatsiyalar ehtimoli ota-onalarning yoshi bilan ortadi.
U umumiy kimyo bo'yicha birinchi ma'ruzasini shunday boshladi:
“Biz sezgan hamma narsani substansiya yoki hodisa sifatida aniq ajratamiz. Materiya bo'sh joyni egallaydi va vaznga ega, ammo hodisa vaqt o'tishi bilan sodir bo'ladigan narsadir. Har bir modda turli xil hodisalarni keltirib chiqaradi va moddasiz sodir bo'ladigan biron bir hodisa yo'q. Turli xil moddalar va hodisalar har kimning e'tiboridan chetda qololmaydi. Ushbu xilma-xillikdagi qonuniylikni, ya'ni soddalik va to'g'rilikni kashf qilish tabiatni o'rganishni anglatadi ... "
Qonuniylikni, ya’ni soddalik va to‘g‘rilikni kashf qilish... Moddaning vazni bor... Modda... Og‘irligi... Modda... Og‘irligi...
Nima qilsa ham, tinmay o‘ylardi. Va u nima qilmadi! Dmitriy Ivanovichning hamma narsaga vaqti yetarli edi. U nihoyat Rossiyadagi eng yaxshi kimyo bo'limiga ega bo'lganga o'xshaydi, davlat mulki bo'lgan kvartira, qo'shimcha pul talab qilmasdan qulay yashash imkoniyati - shuning uchun asosiy narsaga e'tiboringizni qarating, qolgan hamma narsa yon tomonda ... Men 400 desyatina erni sotib oldim va bir yil o'tgach, kimyo yordamida erning qurib ketishini bartaraf etish imkoniyatini o'rgangan tajribali Polni garovga oldim. Rossiyada birinchilardan biri.
Bir yarim yil bir zumda o'tdi va umumiy kimyoda hali ham haqiqiy tizim yo'q edi. Bu Mendeleev o'z kursini mutlaqo tasodifiy o'rgatgan degani emas. U hammaga tanish bo'lgan narsadan boshladi - suvdan, havodan, ko'mirdan, tuzlardan. Ular tarkibidagi elementlardan. Moddalar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilishiga ko'ra asosiy qonunlardan.
Keyin u xlorning kimyoviy qarindoshlari - ftor, brom, yod haqida gapirdi. Bu so‘nggi ma’ruzasi bo‘lib, uning stenogrammasini haligacha u boshlagan yangi kitobining ikkinchi soni bosmaxonaga jo‘natishga muvaffaq bo‘ldi.
Cho'ntak formatidagi birinchi soni 1869 yil yanvarda bosilgan. Sarlavha sahifasida shunday deyilgan: “Kimyo asoslari D. Mendeleyev” . Muqaddima yo'q. Birinchi, allaqachon nashr etilgan va bosmaxonada bo'lgan ikkinchisi, Dmitriy Ivanovichning rejasiga ko'ra, kursning birinchi qismini va yana ikkita masala - ikkinchi qismni tashkil qilishi kerak edi.
Yanvar va fevral oyining birinchi yarmida Mendeleev natriy va boshqa gidroksidi metallar bo'yicha ma'ruzalar o'qidi, ikkinchi qismning tegishli bobini yozdi. "Kimyo asoslari" - va qotib qoldi.
1826 yilda Yens Yakob Berzelius 2000 ta moddani o'rganishni yakunladi va shu asosda uch o'nlab kimyoviy elementlarning atom og'irligini aniqladi. Ulardan beshtasi uchun atom og'irligi noto'g'ri aniqlangan - natriy, kaliy, kumush, bor va kremniy uchun. Berzelius xatoga yo'l qo'ydi, chunki u ikkita noto'g'ri taxminni qo'lladi: oksid molekulasi faqat bitta metall atomini o'z ichiga olishi mumkin va gazlarning teng hajmida teng miqdordagi atomlar mavjud. Aslida, oksid molekulasi ikki yoki undan ortiq metall atomlarini o'z ichiga olishi mumkin va Avogadro qonuniga ko'ra, teng hajmdagi gazlar atomlarni emas, balki molekulalarni o'z ichiga oladi.
1858 yilgacha italiyalik Stanislao Kannizzaro o'z vatandoshi Avogadro qonunini tiklab, bir nechta elementlarning atom og'irliklarini tuzatganida, atom og'irliklari masalasida chalkashlik hukm surdi.
Faqat 1860 yilda Karlsruedagi kimyoviy kongressda qizg'in bahs-munozaralardan so'ng chalkashliklarga barham berildi, Avogadro qonuni nihoyat o'z huquqlariga qaytarildi va har qanday kimyoviy elementning atom og'irligini aniqlashning mustahkam asoslari nihoyat aniqlandi.
Baxtli tasodif tufayli Mendeleev 1860 yilda chet elda xizmat safarida bo'lib, ushbu kongressda qatnashdi va atom og'irligi endi aniq va ishonchli raqamli ifodaga aylanganligi haqida aniq va aniq fikr oldi. Rossiyaga qaytib, Mendeleev elementlar ro'yxatini o'rganishni boshladi va atom og'irliklarining ortib borish tartibida joylashgan elementlarning valentligi o'zgarishining davriyligiga e'tibor qaratdi: valentlik. H – 1, Li – 1, Bo'l – 2, B – 3, C – 4, Mg – 2, N – 2, S – 2, F – 1, Na – 1, Al – 3, Si - 4 va boshqalar. Valentlikning ortishi va kamayishiga asoslanib, Mendeleyev elementlarni davrlarga ajratdi; Birinchi davr faqat bitta vodorodni, keyin har biri 7 ta elementdan iborat ikkita davrni, so'ngra 7 dan ortiq elementni o'z ichiga olgan davrlarni o'z ichiga oladi. D, I, Mendeleyev bu ma’lumotlardan Meyer va Chankurtua singari faqat grafik tuzish uchun emas, balki Nyulendlar jadvaliga o‘xshash jadval tuzish uchun ham foydalangan. Elementlarning bunday davriy jadvali grafikdan ko'ra aniqroq va ko'rgazmaliroqdir va bundan tashqari, D, I, Mendeleev davrlar tengligini talab qilgan Nyulendlarning xatosidan qochishga muvaffaq bo'ldi.
« Men davriy qonun haqidagi fikrimning hal qiluvchi lahzasini 1860 yil - Karlsruedagi kimyogarlar kongressi deb bilaman, unda men qatnashganman... Atom og‘irligi ortib borayotgan elementlarning xossalarida davriylik ehtimoli haqidagi g‘oya. , mohiyatiga ko'ra, menga allaqachon ichkarida taqdim etilgan." , - ta'kidladi D.I. Mendeleev.
1865 yilda u Klin yaqinidagi Boblovo mulkini sotib oldi va o'sha paytda qiziqqan qishloq xo'jaligi kimyosini o'rganish va har yozda u erda oilasi bilan dam olish imkoniyatiga ega bo'ldi.
D.I.Mendeleev tizimining "tug'ilgan kuni" odatda jadvalning birinchi versiyasi tuzilgan 1869 yil 18 fevral hisoblanadi.
Guruch. 5. D.I.Mendeleyevning davriy qonun kashf etilgan yilidagi surati.
63 ta kimyoviy element ma'lum edi. Bu elementlarning barcha xossalari yetarlicha oʻrganilmagan, hatto baʼzilarining atom ogʻirliklari ham notoʻgʻri yoki notoʻgʻri aniqlangan. Ko'pmi yoki ozmi - 63 element? Agar biz hozir 109 ta elementni bilganimizni eslasak, unda, albatta, bu etarli emas. Ammo ularning xususiyatlaridagi o'zgarishlarni sezish uchun etarli. 30 yoki 40 ta kimyoviy element ma'lum bo'lganida, biror narsa kashf etilishi dargumon. Ma'lum bir minimal ochiq elementlar kerak edi. Shuning uchun ham Mendeleyevning kashfiyoti o'z vaqtida amalga oshirilgan deb tavsiflanishi mumkin.
Mendeleyevga qadar olimlar ham barcha ma’lum elementlarni ma’lum bir tartibga bo’ysundirishga, ularni tasniflashga va bir tizimga birlashtirishga harakat qilganlar. Ularning urinishlari befoyda, deb aytish mumkin emas: ularda haqiqat donalari bor edi. Ularning barchasi kimyoviy xossalari o'xshash bo'lgan elementlarni guruhlarga birlashtirish bilan cheklangan, ammo ular o'sha paytda aytganidek, bu "tabiiy" guruhlar o'rtasida ichki aloqani topa olmadilar.
1849 yilda taniqli rus kimyogari G. I. Gess elementlarning tasnifi bilan qiziqdi. "Sof kimyo asoslari" darsligida u o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan to'rtta metall bo'lmagan elementlarni tasvirlab berdi:
Men Te C N
Br Se B P
Cl S Si As
F O
Hess shunday deb yozgan edi: "Ushbu tasnif hali ham tabiiylikdan juda uzoqdir, lekin u hali ham juda o'xshash elementlar va guruhlarni bog'laydi va bizning ma'lumotlarimizning kengayishi bilan uni yaxshilash mumkin".
Kimyoviy elementlarning atom og'irliklari bo'yicha tizimini qurish bo'yicha muvaffaqiyatsiz urinishlar Karlsruedagi kongressdan oldin ham inglizlar tomonidan qilingan: 1853 yilda Gladston, 1857 yilda Odling.
Tasniflash urinishlaridan biri 1862 yilda frantsuz Aleksandr Emil Begus de Chancourtois tomonidan qilingan. . U elementlar sistemasini silindr yuzasida spiral chiziq shaklida ifodalagan. Har bir burilishda 16 ta element mavjud. Shunga o'xshash elementlar silindrning generatrixida bir-birining ostida joylashgan edi. O'z xabarini e'lon qilar ekan, olim unga o'zi tuzgan grafik bilan hamrohlik qilmadi va olimlarning hech biri de Chankurtua ishiga e'tibor bermadi.
Guruch. 6. De Shankurtuaning “Tellur vinti”.
Nemis kimyogari Yuliy Lotar Meyer muvaffaqiyatga erishdi. 1864 yilda u barcha ma'lum kimyoviy elementlar valentligiga ko'ra oltita guruhga bo'lingan jadvalni taklif qildi. Tashqi ko'rinishida Meyer jadvali kelajakdagi davriy jadvalga biroz o'xshash edi. U elementning og'irlik miqdorlari egallagan hajmlarini son jihatdan ularning atom og'irliklariga teng deb hisobladi. Har qanday elementning har bir bunday og'irlik miqdori bir xil miqdordagi atomlarni o'z ichiga olganligi ma'lum bo'ldi. Bu shuni anglatadiki, ushbu elementlarning turli atomlarining ko'rib chiqilgan hajmlari nisbati. Shuning uchun elementning bu xarakteristikasi deyiladi atom hajmi.
Grafik jihatdan elementlarning atom hajmlarining ularning atom og'irliklariga bog'liqligi ishqoriy metallarga (natriy, kaliy, seziy) mos keladigan nuqtalarda keskin cho'qqilarda ko'tarilgan to'lqinlar qatori sifatida ifodalanadi. Har bir tushish va cho'qqiga ko'tarilish elementlar jadvalidagi davrga to'g'ri keladi. Har bir davrda, atom hajmidan tashqari, ba'zi jismoniy xususiyatlarning qiymatlari ham tabiiy ravishda avval kamayadi, keyin esa ortadi.
Guruch. 7. Ko'ra, atom hajmlarining elementlarning atom massalariga bog'liqligi
L. Meyer.
Eng kam atom og'irligiga ega bo'lgan vodorod elementlar ro'yxatida birinchi bo'ldi. O'sha paytda 101-davr bir elementni o'z ichiga olganligi umumiy qabul qilingan. Meyer jadvalining 2 va 3-davrlari har biri ettita elementni o'z ichiga olgan. Bu davrlar Nyulend oktavalarini takrorladi. Biroq keyingi ikki davrda elementlar soni yettidan oshdi. Shunday qilib, Meyer Nyulendlarning qayerda xato qilganini ko'rsatdi. Elementlarning butun ro'yxati uchun oktavalar qonuniga qat'iy rioya qilish mumkin emas, oxirgi davrlar birinchisidan uzoqroq bo'lishi kerak edi.
1860 yildan keyin bunday turdagi birinchi urinish boshqa ingliz kimyogari Jon Aleksandr Reina Nyulands tomonidan amalga oshirildi. U birin-ketin o'z g'oyasini amalga oshirishga harakat qiladigan jadvallarni tuzdi. Oxirgi jadval 1865 yilga tegishli. Olim dunyodagi hamma narsa umumiy uyg'unlikka bo'ysunadi deb hisoblardi. Kimyoda ham, musiqada ham bir xil bo'lishi kerak. O'sish tartibida tuzilgan elementlarning atom og'irliklari oktavalarga - sakkizta vertikal qatorga, har birida etti elementga bo'linadi. Haqiqatan ham, tegishli kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan ko'plab elementlar bitta gorizontal chiziqda tugadi: birinchisida - galogenlar, ikkinchisida - gidroksidi metallar va boshqalar. Ammo, afsuski, safga bir nechta notanish odamlar kirishdi va bu butun rasmni buzdi. Galogenlar orasida, masalan, nikelli kobalt va uchta platinoid bor edi. Ishqoriy tuproq minerallari orasida vanadiy va qo'rg'oshin bor. Uglerod oilasiga volfram va simob kiradi. Negadir bog'liq elementlarni birlashtirish uchun Nyulands sakkizta holatda elementlarning atom og'irliklari tartibida joylashishini buzishi kerak edi. Bundan tashqari, ettita elementdan sakkizta guruhni yaratish uchun sizga 56 ta element kerak bo'ladi, ammo 62 tasi ma'lum edi va ba'zi joylarda u bir elementni bir vaqtning o'zida ikkita bilan almashtirdi. Natijada to'liq o'zboshimchalik bo'ldi. Newlands uning xabar qachon "Oktavalar qonuni" London Kimyo Jamiyatining yig'ilishida hozir bo'lganlardan biri istehzo bilan aytdi: hurmatli ma'ruzachi elementlarni oddiygina alifbo tartibida tartibga solishga va qandaydir naqsh topishga harakat qilmaganmi?
Bu tasniflarning barchasida asosiy narsa yo'q edi: ular elementlarning xususiyatlaridagi o'zgarishlarning umumiy, fundamental naqshini aks ettirmadi. Ular o'z dunyolarida faqat tartib ko'rinishini yaratdilar.
Kimyoviy elementlar olamidagi buyuk naqshning alohida ko'rinishlarini payqagan Mendeleyevning o'tmishdoshlari turli sabablarga ko'ra katta umumlashtirishga ko'tarila olmadilar va dunyoda asosiy qonun mavjudligini anglay olmadilar. Mendeleev o'zidan oldingilarning kimyoviy elementlarni atom massalarini ko'paytirish tartibida joylashtirishga urinishlari va bu holatda yuzaga kelgan hodisalar haqida ko'p narsa bilmas edi. Misol uchun, u Chankurtua, Nyulend va Meyerning ishi haqida deyarli hech qanday ma'lumotga ega emas edi.
Nyulendlardan farqli o'laroq, Mendeleev asosiy narsani atom og'irligi emas, balki kimyoviy xususiyatlar, kimyoviy individuallik deb hisobladi. U doimo bu haqda o'ylardi. Modda... Og'irligi... Modda... Og'irligi... Hech qanday yechim kelmadi.
Va keyin Dmitriy Ivanovich og'ir vaqt muammosiga duch keldi. Va bu juda yomon chiqdi: unchalik "hozir yoki hech qachon" emas, balki bugun yoki masala yana bir necha haftaga qoldirildi.
Ko'p o'tmay, u Fevral oyida Tver viloyatiga borib, u yerdagi pishloq zavodlarini ko'zdan kechirib, bu masalani zamonaviy usulda qo'yish bo'yicha o'z fikrlarini bildirish uchun Erkin Iqtisodiy Jamiyatga va'da bergan edi. Safar uchun universitet rahbariyatidan ruxsat so'ralgan edi. Va "ta'til guvohnomasi" - o'sha paytdagi sayohat guvohnomasi allaqachon tuzatilgan edi. Erkin iqtisodiy jamiyat kotibi Xodnevdan so'nggi xayrlashuv xati olindi. Va belgilangan safarga jo'nab ketishdan boshqa qiladigan ish qolmadi. U Tverga ketmoqchi bo‘lgan poyezd 17 fevral kuni kechqurun “Moskovskiy” vokzalidan jo‘nab ketdi.
“Ertalab, hali yotoqda yotganida, u doimo bir stakan iliq sut ichdi ... U o'rnidan turib yuvindi va darhol o'z kabinetiga bordi va u erda bir, ikki, ba'zan uchta katta, krujka shaklidagi stakan ichdi. kuchli, unchalik shirin emas choy. (jiyani N.Ya. Kapustina-Gubkinaning xotiralaridan).
Xodnevning 17-fevraldagi yozuvining orqa tomonida saqlangan piyola izi uni erta tongda, nonushta qilishdan oldin, ehtimol xabarchi olib kelganligini ko'rsatadi. Va bu, o'z navbatida, elementlar tizimi haqidagi fikr Dmitriy Ivanovichni kechayu kunduz ham tark etmaganidan dalolat beradi: kosaning izi yonida barg buyuk ilmiy kashfiyotga olib kelgan ko'rinmas fikrlash jarayonining ko'rinadigan izlarini saqlaydi. . Fan tarixida bu yagona bo'lmasa, kamdan-kam uchraydigan holat.
Jismoniy dalillarga qaraganda, shunday bo'lgan. Krujkani tugatib, uni birinchi duch kelgan joyga qo'ydi - Xodnevning maktubiga, u darhol qalamni qo'liga oldi va duch kelgan birinchi qog'ozga, Xodnevning o'sha maktubiga u ichida chaqnagan fikrni yozdi. uning boshi. Qog‘ozda birin-ketin xlor va kaliy timsollari ko‘rindi... Keyin natriy va bor, keyin litiy, bariy, vodorod... O‘ylagandek qalam ham kezib yurdi. Nihoyat, u oddiy sakkizta bo'sh qog'oz oldi - bu qog'oz ham saqlanib qolgan - va uning ustiga, bir-birining ostiga, kamayish tartibida, belgilar qatorlari va atom og'irliklarini chizdi: tepada ishqoriy erlar, pastda. ularda galogenlar, pastda kislorod guruhi, pastda azot guruhi, pastda uglerod guruhi va hokazo. Qo'shni darajadagi elementlarning atom og'irliklaridagi farqlar qanchalik yaqin ekanligi ko'zga ravshan edi. Mendeleev o'sha paytda "noaniq zona" aniq bo'lganlar o'rtasida ekanligini bilmas edi metall bo'lmaganlar Va metallar elementlarni o'z ichiga oladi - asil gazlar, uning ochilishi keyinchalik davriy jadvalni sezilarli darajada o'zgartiradi.
U shoshqaloq edi, shuning uchun vaqti-vaqti bilan xato va xatolarga yo'l qo'ydi. Oltingugurtga 32 emas, 36 atom og'irligi berildi. Ulardan 65 (sinkning atom og'irligi) 39 (kaliyning atom og'irligi) ni ayirib, u 27 ni oldi. Lekin bu kichik narsalar muhim emas! Uni yuqori sezgi to'lqini olib bordi.
U sezgiga ishongan. Men hayotimda turli vaziyatlarda juda ongli ravishda foydalanardim. Mendeleevning rafiqasi Anna Ivanovna shunday deb yozgan edi: Agar u
Qandaydir mushkul, muhim hayotiy masalani hal qilish kerak edi, u yengil yurishi bilan tezda ichkariga kirib, nima bo‘lganini aytdi va birinchi taassurotdan kelib chiqib, o‘z fikrimni aytishni iltimos qildi. "Faqat o'ylamang, o'ylamang", deb takrorladi u. Men gaplashdim va bu qaror edi."
Biroq, hech narsa ishlamadi. Chizilgan varaq yana rebusga aylandi. Va vaqt o'tdi, kechqurun biz stantsiyaga borishimiz kerak edi. U allaqachon asosiy narsani his qilgan va his qilgan. Ammo bu tuyg'u, albatta, aniq mantiqiy shaklga ega bo'lishi kerak edi. U qanday qilib umidsizlik yoki g'azab bilan ofis atrofida yugurib, undagi hamma narsaga qarab, tizimni tezda birlashtirish yo'lini qidirganini tasavvur qilishingiz mumkin. Nihoyat, u kartalar to'plamini oldi, o'ng sahifada "Asosiylari" ni ochdi - u erda oddiy jismlar ro'yxati bor - va misli ko'rilmagan kartalar to'plamini yasashni boshladi. Kimyoviy kartalar to'plamini yaratib, u misli ko'rilmagan solitaire o'yinini o'ynay boshladi. Solitaire aniq qiyinchilik edi! Birinchi oltitalar hech qanday janjalsiz saf tortdilar. Ammo keyin hamma narsa hal qila boshladi.
Dmitriy Ivanovich qayta-qayta qalamni qo'liga oldi va o'zining tez qo'l yozuvi bilan qog'oz varag'iga raqamlar ustunlarini chizdi. Va yana hayron bo‘lib, bu ishidan voz kechdi va sigaretini shu qadar dumalab, puflay boshladiki, boshi butunlay bulut bo‘lib qoldi. Nihoyat uning ko'zlari oqa boshladi, o'zini divanga tashladi va qattiq uxlab qoldi. Bu uning uchun g'ayrioddiy emas edi. Bu safar u uzoq vaqt uxlamadi - balki bir necha soat, balki bir necha daqiqa. Bu haqda aniq ma'lumot yo'q. U tushida o'zining yakkaxon o'yinini stol ustida qoldirgan shaklda emas, balki boshqa, uyg'unroq va mantiqiy o'yinda ko'rganidan uyg'ondi. Va u darhol o'rnidan turdi va qog'ozga yangi stol chiza boshladi.
Uning oldingi versiyadan birinchi farqi shundan iborat ediki, endi elementlar kamayish tartibida emas, balki atom og'irliklarini oshirish tartibida joylashtirilgan. Ikkinchisi, jadval ichidagi bo'sh joylar savol belgilari va atom og'irliklari bilan to'ldirilgan.
Guruch. 8. D.I.Mendeleyev davriy qonunni kashf etish davrida tuzilgan qo‘pol eskiz (“kimyoviy solitaire” o‘ynash jarayonida). 1869 yil 17 fevral (1 mart).
Uzoq vaqt davomida Dmitriy Ivanovichning tushida stolini ko'rganligi haqidagi hikoyasi anekdot sifatida qabul qilindi. Tushda biron bir oqilona narsani topish xurofot deb hisoblangan. Hozirgi vaqtda fan ongli va ongsizda sodir bo'ladigan jarayonlar o'rtasida ko'r-ko'rona to'siq qo'ymaydi. Va u ongli mulohazalar jarayonida paydo bo'lmagan rasmning ongsiz jarayon natijasida tugallangan shaklda paydo bo'lishida g'ayritabiiy narsani ko'rmaydi.
Turli xil xususiyatlarga ega barcha elementlar bo'ysunadigan ob'ektiv qonun mavjudligiga ishonch hosil qilgan Mendeleev, tubdan boshqacha yo'l tutdi.
Spontan materialist bo'lib, u elementlarning har xil xossalarining xilma-xilligini aks ettiruvchi xarakteristikasi sifatida moddiy narsani qidirdi.Mendeleyev elementlarning atom og'irligini shunday belgi sifatida olib, o'sha davrda ma'lum bo'lgan guruhlarni atom og'irligiga ko'ra taqqosladi. ularning a'zolari.
Ishqoriy metallar guruhiga (Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85, Cs = 133) galogenlar guruhini (F = 19, Cl = 35,5, Br = 80, J = 127) yozish orqali. va ularni ostiga o'xshash elementlarning boshqa guruhlarini (atom og'irliklarining ortib borish tartibida) joylashtirgan holda, Mendeleev bu tabiiy guruhlarning a'zolari elementlarning umumiy muntazam qatorini tashkil qilishini aniqladi; Bundan tashqari, bunday qatorni tashkil etuvchi elementlarning kimyoviy xossalari vaqti-vaqti bilan takrorlanadi. O'sha paytda ma'lum bo'lgan barcha 63 elementni atom og'irliklari qiymatiga ko'ra jamiga joylashtirgan "davriy jadval" Mendeleev ilgari tashkil etilgan tabiiy guruhlar o'zlarining oldingi sun'iy tarqoqligini yo'qotib, bu tizimga organik ravishda kirib borishini aniqladi. Keyinchalik Mendeleev o'zi kashf etgan davriy qonunni quyidagicha shakllantirdi: " Oddiy jismlarning xususiyatlari, shuningdek elementlar birikmalarining shakllari va xususiyatlari vaqti-vaqti bilan elementlarning atom og'irliklarining qiymatlariga bog'liq.
Mendeleev davriy qonunni ifodalovchi kimyoviy elementlar jadvalining birinchi variantini alohida varaq shaklida nashr etdi. "Atom og'irligi va kimyoviy o'xshashligiga asoslangan elementlar tizimi bo'yicha tajriba" va bu varaqani 1869 yil mart oyida yubordi. ko'plab rus va xorijiy kimyogarlarga.
Guruch. 9. “Og‘irligi va kimyoviy o‘xshashligi bo‘yicha elementlar tizimini yaratish tajribasi”.
Birinchi jadval hali ham juda nomukammal, u davriy jadvalning zamonaviy shaklidan uzoqdir. Ammo bu jadval Mendeleev tomonidan kashf etilgan naqshning birinchi grafik tasviri bo'lib chiqdi: "Atom og'irliklari bo'yicha joylashtirilgan elementlar xossalarning aniq davriyligini ifodalaydi" (Mendeleevning "Elementlarning atom og'irligi bilan xossalari munosabatlari"). Ushbu maqola olimning “Tizim tajribasi...” ustida ishlagandagi fikrlari natijasi edi. Mendeleev tomonidan elementlarning xossalari va ularning atom og'irliklari o'rtasidagi bog'liqlik to'g'risida ma'ruza 1869 yil 6 (18) martda Rossiya kimyo jamiyatining yig'ilishida qilingan. Mendeleev bu uchrashuvda bo'lmagan. Yo'q muallif o'rniga uning ma'ruzasini kimyogar N. A. Menshutkin o'qidi. 6 mart kuni bo'lib o'tgan uchrashuv haqidagi quruq yozuv Rossiya kimyo jamiyati bayonnomasida paydo bo'ldi: "N. Menshutkin D.Mendeleev nomidan «atom og'irligi va kimyoviy o'xshashligiga asoslangan elementlar tizimini yaratish tajribasi» haqida ma'lumot beradi. D.Mendeleyev kelmagani uchun bu masalani muhokama qilish keyingi majlisga qoldirildi”. N. Menshutkinning nutqi "Rossiya kimyo jamiyati" jurnalida ("Elementlarning atom og'irligi bilan xususiyatlarning aloqasi") nashr etilgan. 1871 yil yozida Mendeleev o'z asarida davriy qonunning o'rnatilishi bilan bog'liq ko'plab tadqiqotlarini umumlashtirdi. "Kimyoviy elementlar uchun davriy haqiqiylik" . Mendeleevning hayoti davomida rus tilida 8 ta nashr va chet tillarida bir nechta nashrlardan o'tgan "Kimyo asoslari" klassik asarida Mendeleev birinchi marta davriy qonun asosida noorganik kimyoni taqdim etdi.
Elementlarning davriy tizimini qurishda Mendeleyev katta qiyinchiliklarni yengib o‘tdi, chunki ko‘pgina elementlar hali kashf etilmagan va o‘sha davrga ma’lum bo‘lgan 63 ta elementdan to‘qqiztasi atom og‘irliklarini noto‘g‘ri aniqlagan. Jadvalni yaratishda Mendeleev berilliyning atom og'irligini tuzatib, berilliyni odatda kimyogarlar qilganidek alyuminiy bilan bir guruhga emas, balki magniy bilan bir guruhga joylashtirdi. 1870-71 yillarda Mendeleev indiy, uran, toriy, seriy va boshqa elementlarning atom og'irliklarining qiymatlarini ularning xossalari va davriy jadvaldagi o'rnini hisobga olgan holda o'zgartirdi. Davriy qonunga asoslanib, tellurni yod oldiga, kobaltni nikel oldiga qo'ydi, shunda tellur valentligi 2 ga teng bo'lgan elementlar bilan bir ustunda, yod esa valentligi 1 ga teng bo'lgan elementlar bilan bir ustunda bo'ladi. , garchi bu elementlarning atom og'irliklari qarama-qarshi joylashuvni talab qilsa.
Mendeleev, uning fikricha, davriy qonunning ochilishiga hissa qo'shgan uchta holatni ko'rdi:
Birinchidan, ko'pgina kimyoviy elementlarning atom og'irliklari ko'proq yoki kamroq aniqlangan;
Ikkinchidan, kimyoviy xossalari o'xshash elementlar guruhlari (tabiiy guruhlar) haqida aniq tushuncha paydo bo'ldi;
Uchinchidan, 1869 yilga kelib ko'plab noyob elementlarning kimyosi o'rganildi, ular haqida ma'lumotsiz biron bir umumlashtirishga kelish qiyin edi.
Nihoyat, qonunni ochish yo'lidagi hal qiluvchi qadam Mendeleevning barcha elementlarni atom og'irliklariga ko'ra taqqoslaganligi edi. Mendeleyevning o‘tmishdoshlari bir-biriga o‘xshash elementlarni solishtirganlar. Ya'ni, tabiiy guruhlarning elementlari. Bu guruhlar bir-biriga aloqasi yo'q bo'lib chiqdi. Mendeleev ularni o'z jadvalining tuzilishida mantiqiy ravishda birlashtirdi.
Biroq, kimyogarlarning atom og'irliklarini to'g'rilash bo'yicha ulkan va puxta ishlaridan keyin ham, davriy tizimning to'rtta joyida elementlar atom og'irliklarini oshirishda tartibga solishning qat'iy tartibini "buzadi". Bular juft elementlar:
18 Ar(39,948) – 19 K (39,098); 27 Ko(58,933) – 28 Ni(58,69);
52 Te(127.60) – 53 I(126.904) 90 Th(232.038) – 91 Pa(231.0359).
D.I.Mendeleyev davrida bunday chetlanishlar davriy sistemaning kamchiliklari hisoblangan. Atom tuzilishi nazariyasi hamma narsani o'z o'rniga qo'ydi: elementlar mutlaqo to'g'ri joylashgan - ularning yadrolarining zaryadlariga muvofiq. Argonning atom og'irligi kaliyning atom og'irligidan katta ekanligini qanday tushuntirish mumkin?
Har qanday elementning atom og'irligi tabiatdagi ko'pligini hisobga olgan holda uning barcha izotoplarining o'rtacha atom og'irligiga teng. Tasodifan, argonning atom og'irligi "eng og'ir" izotop bilan belgilanadi (u tabiatda ko'proq miqdorda topilgan). Kaliyda, aksincha, uning "engilroq" izotopi (ya'ni massasi kamroq bo'lgan izotop) ustunlik qiladi.
Davriy qonunning kashf etilishini ifodalovchi ijodiy jarayonning borishini Mendeleyev shunday tavsiflab berdi: “... massa va kimyoviy xossalar o‘rtasida bog‘liqlik bo‘lishi kerak degan fikr beixtiyor vujudga keldi. Va moddaning massasi, garchi mutlaq bo'lmasa ham, faqat nisbiy bo'lgani uchun, elementlarning individual xususiyatlari va ularning atom og'irliklari o'rtasidagi funktsional muvofiqlikni izlash kerak. Siz hech narsani, hatto qo'ziqorinni yoki qandaydir giyohvandlikni qidira olmaysiz, faqat qarash va harakat qilishdan tashqari. Shunday qilib, men alohida kartalarga atom og'irliklari va asosiy xususiyatlari, o'xshash elementlar va shunga o'xshash atom og'irliklari bo'lgan elementlarni tanlay boshladim, bu tezda elementlarning xususiyatlari davriy ravishda ularning atom og'irligiga bog'liq degan xulosaga keldi va ko'plab noaniqliklarga shubha qildi. , Men chiqarilgan xulosaning umumiyligiga bir daqiqa ham shubha qilmadim, chunki baxtsiz hodisani tan olish mumkin emas edi.
Davriy qonunning asosiy ahamiyati va yangiligi quyidagicha edi:
1. Xususiyatlari bo'yicha bir-biriga o'xshamaydigan elementlar o'rtasida aloqa o'rnatildi. Bu bog'liqlik shundan iboratki, elementlarning xossalari ularning atom og'irligi oshishi bilan bir tekis va taxminan teng ravishda o'zgaradi va keyin bu o'zgarishlar davriy ravishda TAKRORlanadi.
2. Elementlar xossalarining o'zgarishi ketma-ketligida qandaydir bog'lanish yo'qdek tuyulgan hollarda, GAPS davriy jadvalda hali kashf etilmagan elementlar bilan to'ldirilishi kerak edi.
Guruch. 10. D. I. Mendeleyev davriy sistemasining dastlabki besh davri. Noble gazlar hali kashf etilmagan, shuning uchun ular jadvalda ko'rsatilmagan. Jadvalni yaratish vaqtida yana 4 ta noma'lum element so'roq belgilari bilan belgilangan. Ulardan uchtasining xossalarini D.I.Mendeleyev yuqori aniqlik bilan bashorat qilgan (D.I.Mendeleyev davri davriy sistemasining bizga koʻproq tanish koʻrinishdagi qismi).
D.I.Mendeleyevning hali noma’lum elementlarning xossalarini bashorat qilishda qo‘llagan printsipi 11-rasmda tasvirlangan.
Davriylik qonuniga asoslanib va dialektikaning miqdoriy o'zgarishlarning sifatga o'tish qonunini amalda qo'llagan holda, Mendeleev 1869 yilda hali kashf etilmagan to'rtta element mavjudligini ta'kidladi. Kimyo tarixida birinchi marta yangi elementlarning mavjudligi bashorat qilingan va ularning atom og'irliklari hatto taxminan aniqlangan. 1870 yil oxirida Mendeleev o'z tizimiga asoslanib, hali ochilmagan III guruh elementining xususiyatlarini tavsiflab, uni "eka-alyuminiy" deb atagan. Olim, shuningdek, yangi elementni spektral tahlil yordamida kashf etishni taklif qildi. Darhaqiqat, 1875 yilda fransuz kimyogari P.E.Lekok de Boisboran rux aralashmasini spektroskop yordamida tekshirib, unda Mendeleyev eka-alyuminiyini topdi. Elementning kutilgan xususiyatlarining eksperimental ravishda aniqlanganlari bilan aniq mos kelishi davriy qonunning bashorat qilish kuchining birinchi g'alabasi va yorqin tasdig'i edi. Mendeleyev bashorat qilgan “eka-alyuminiy” xossalari va Boisbodran tomonidan kashf etilgan galliy xossalarining tavsifi 1-jadvalda keltirilgan.
| D.I.Mendeleyev bashorat qilgan |
Lecoq de Boisbaudran tomonidan o'rnatilgan (1875) |
| Ekaaluminium Ea Atom og'irligi taxminan 68 Oddiy tanasi, past erituvchan bo'lishi kerak Zichlik 5,9 ga yaqin Atom hajmi 11,5 Havoda oksidlanmasligi kerak Qizil-issiq issiqlikda suvni parchalash kerak Birikmalarning formulalari: EaCl3, Ea2O3, Ea2(SO4)3 Alum Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O hosil qilishi kerak, lekin alyuminiydan qiyinroq Ea2O3 oksidi osonlik bilan kamayishi va alyuminiydan ko'ra uchuvchanroq metall hosil qilishi kerak, shuning uchun EaCl3 - uchuvchi spektral tahlil orqali kashf etilishini kutish mumkin. |
Atom og'irligi taxminan 69,72 Sof galliyning erish nuqtasi 30 daraja Qattiq galliyning zichligi 5,904, suyuq galiyning zichligi 6,095 ga teng. Atom hajmi 11.7 Faqat qizil issiqlik haroratida ozgina oksidlanadi Yuqori haroratlarda suvni parchalaydi Murakkab formulalar: GaSl3, Ga2O3, Ga2(SO4)3 Alumni hosil qiladi NH4Ga(SO4)2 * 12H2O Galliy vodorod oqimida kalsinlash orqali uning oksididan qaytariladi; spektral analiz yordamida aniqlangan GaCl3 ning qaynash nuqtasi 215-220 daraja |
1879 yilda Shved kimyogari L.Nilson Mendeleyev tasvirlagan ekaboronga to‘liq mos keladigan skandiy elementini topdi; 1886 yilda nemis kimyogari K.Vinkler ekasilikonga mos keladigan germaniy elementini topdi; 1898 yilda frantsuz kimyogarlari Per Kyuri va Mari Sklodovska Kyuri poloniy va radiyni kashf etdilar. Mendeleev Vinkler, Lekok de Boisbodran va Nilssonni “davriy qonunning mustahkamlovchilari” deb hisoblagan.
Mendeleyevning bashoratlari ham amalga oshdi: trimarganets - zamonaviy reniy, diseziy - fransiy va boshqalar topildi.
Shundan so‘ng D.I.Mendeleyevning davriy sistemasi nafaqat elementlarni sistemalashtirishi, balki butun dunyo olimlariga ayon bo‘ldi. tabiatning asosiy qonuni - Davriy qonunning grafik ifodasidir.
Ushbu qonun bashorat qilish kuchiga ega. Bu yangi, hali kashf qilinmagan elementlarni maqsadli qidirishga imkon berdi. Ko'pgina elementlarning atom og'irliklari, ilgari etarli darajada aniq bo'lmagan holda, ularning noto'g'ri qiymatlari davriy qonunga zid bo'lganligi sababli, aniq tekshirilishi va aniqlanishi kerak edi.
O'z vaqtida D.I.Mendeleev hafsalasi pir bo'lgan holda ta'kidlagan edi: "...davriylikning sabablarini biz bilmaymiz". U bu sirni hal qilish uchun yashamadi.
Atomlarning murakkab tuzilishi foydasiga muhim dalillardan biri D. I. Mendeleyevning davriy qonunining kashf etilishi edi:
Oddiy moddalarning xossalari, shuningdek birikmalarning xossalari va shakllari davriy ravishda kimyoviy elementlarning atom massalariga bog'liq.
Tizimdagi elementning seriya raqami uning atomi yadrosining zaryadiga son jihatdan teng ekanligi isbotlanganda davriy qonunning fizik mohiyati oydinlashdi.
Ammo nima uchun kimyoviy elementlarning xossalari yadro zaryadining ortishi bilan davriy ravishda o'zgarib turadi? Nima uchun elementlar tizimi bu tarzda qurilgan va boshqacha emas va nima uchun uning davrlari qat'iy belgilangan elementlar sonini o'z ichiga oladi? Bu eng muhim savollarga javob yo'q edi.
Mantiqiy mulohazalar, agar atomlardan tashkil topgan kimyoviy elementlar o'rtasida bog'liqlik mavjud bo'lsa, unda atomlar umumiy narsaga ega va shuning uchun ular murakkab tuzilishga ega bo'lishi kerakligini bashorat qildi.
Atomning murakkab tuzilishini, uning tashqi elektron qobiqlarining tuzilishini va musbat zaryadlangan yadro atrofida elektronlar harakatining qonunlarini tushunish mumkin bo'lganda, elementlarning davriy tizimining siri to'liq ochildi, bunda deyarli butun massa atom konsentratsiyalangan.
Moddaning barcha kimyoviy va fizik xususiyatlari uning atomlarining tuzilishi bilan belgilanadi. Mendeleyev tomonidan kashf etilgan davriy qonun tabiatning universal qonunidir, chunki u atom tuzilishi qonuniga asoslanadi.
Atom haqidagi zamonaviy ta'limotning asoschisi ingliz fizigi Rezerford bo'lib, atomning deyarli barcha massasi va musbat zaryadlangan moddasi uning hajmining kichik qismida to'planganligini ishonchli tarzda ko'rsatdi. U atomning bu qismini chaqirdi yadro. Yadroning musbat zaryadi uning atrofida aylanadigan elektronlar tomonidan qoplanadi. Ushbu atom modelida elektronlar quyosh tizimining sayyoralariga o'xshaydi, shuning uchun u sayyora nomini oldi. Keyinchalik, Ruterford yadroviy zaryadlarni hisoblash uchun eksperimental ma'lumotlardan foydalanishga muvaffaq bo'ldi. Ular D.I.Mendeleev jadvalidagi elementlarning seriya raqamlariga teng bo'lib chiqdi. Ruterford va uning shogirdlari ishidan so'ng, Mendeleevning davriy qonuni aniqroq ma'noga ega bo'ldi va biroz boshqacha formulaga ega bo'ldi:
Oddiy moddalarning xossalari, shuningdek, elementlar birikmalarining xossalari va shakllari davriy ravishda elementlar atomlari yadrosining zaryadiga bog'liq.
Shunday qilib, davriy jadvaldagi kimyoviy elementning seriya raqami jismoniy ma'noga ega bo'ldi.
1913-yilda G.Mozili Rezerford laboratoriyasida bir qancha kimyoviy elementlarning rentgen nurlanishini o‘rgandi. Shu maqsadda u ma'lum elementlardan tashkil topgan materiallardan rentgen trubkasi anodini yasadi. Ma'lum bo'lishicha, xarakterli rentgen nurlanishining to'lqin uzunliklari katodni tashkil etuvchi elementlarning seriya raqami ortishi bilan ortadi. G. Mozili to'lqin uzunligi va seriya raqami Z bilan bog'liq tenglamani chiqardi:
Bu matematik ifoda endi Mozeley qonuni deb ataladi. Bu rentgen nurlanishining o'lchangan to'lqin uzunligi asosida o'rganilayotgan elementning seriya raqamini aniqlash imkonini beradi.
Eng oddiy atom yadrosi vodorod atomining yadrosidir. Uning zaryadi elektronning zaryadiga teng va qarama-qarshi ishoradir va uning massasi barcha yadrolarning eng kichikidir. Vodorod atomining yadrosi elementar zarra sifatida tan olindi va 1920 yilda Rezerford unga nom berdi. proton . Protonning massasi taxminan bir atom massa birligiga teng.
Biroq, vodoroddan tashqari barcha atomlarning massasi son jihatdan atom yadrolarining zaryadlaridan oshadi. Rezerford allaqachon yadrolarda protonlardan tashqari ma'lum bir massaga ega neytral zarralar bo'lishi kerak deb taxmin qilgan. Bu zarralar 1932 yilda Bote va Bekker tomonidan kashf etilgan. Chadwick ularning tabiatini o'rnatdi va nomladi neytronlar . Neytron - massasi protonning massasiga deyarli teng bo'lgan zaryadsiz zarracha, ya'ni. Shuningdek, 1 a. yemoq.
1932 yilda sovet olimi D. D. Ivanenko va nemis fizigi Geyzenberglar mustaqil ravishda yadroning proton-neytron nazariyasini ishlab chiqdilar, unga ko'ra atomlar yadrolari proton va neytronlardan iborat.
Keling, proton-neytron nazariyasi nuqtai nazaridan qandaydir element, masalan, natriy atomining tuzilishini ko'rib chiqaylik. Natriyning davriy sistemasidagi atom raqami 11, massa raqami 23. Atom raqamiga mos ravishda natriy atomi yadrosining zaryadi + 11. Demak, natriy atomida 11 ta elektron bor, ularning zaryadlari yigʻindisi. yadroning musbat zaryadiga teng. Agar natriy atomi bitta elektronni yo'qotsa, u holda musbat zaryad elektronlarning (10) manfiy zaryadlari yig'indisidan bittaga ko'p bo'ladi va natriy atomi zaryadi 1+ bo'lgan ionga aylanadi. Atom yadrosining zaryadi yadroda joylashgan, massasi 11 a bo'lgan 11 ta protonning zaryadlari yig'indisiga teng. e.m. Natriyning massa soni 23 a bo'lgani uchun. e.m., u holda 23 – 11= 12 farqi natriy atomidagi neytronlar sonini aniqlaydi.
Protonlar va neytronlar deyiladi nuklonlar . Natriy atomining yadrosi 23 ta nuklondan iborat bo'lib, ulardan 11 tasi proton va 12 tasi neytrondir. Yadrodagi nuklonlarning umumiy soni element belgisining yuqori chap qismida, protonlar soni esa chap pastki qismida, masalan, Na yoziladi.
Berilgan elementning barcha atomlari bir xil yadro zaryadiga ega, ya'ni yadrodagi protonlar soni bir xil. Elementlar atomlarining yadrolaridagi neytronlar soni har xil bo'lishi mumkin. Yadrolarida protonlar soni bir xil va neytronlari har xil bo'lgan atomlar deyiladi. izotoplar .
Yadrolarida bir xil miqdordagi nuklonlar bo'lgan turli elementlarning atomlari deyiladi izobarlar .
Atom tuzilishi va davriy sistema tuzilishi o'rtasida haqiqiy bog'liqlikni o'rnatish uchun fan birinchi navbatda buyuk Daniya fizigi Nils Borga qarzdor. U birinchi bo'lib elementlar xossalarining davriy o'zgarishining haqiqiy tamoyillarini tushuntirdi. Bor Rezerfordning atom modelini hayotga yaroqli qilishdan boshladi.
Rezerfordning atomning sayyoraviy modeli aniq haqiqatni aks ettirdi: atomning asosiy qismi hajmning arzimas kichik qismida - atom yadrosida joylashgan va elektronlar atom hajmining qolgan qismida taqsimlangan. Biroq, atom yadrosi atrofida orbitadagi elektron harakatining tabiati elektrodinamikadagi elektr zaryadlarining harakati nazariyasiga zid keladi.
Birinchidan, elektrodinamika qonunlariga ko'ra, yadro atrofida aylanadigan elektron nurlanish orqali energiya yo'qolishi natijasida yadroga tushishi kerak. Ikkinchidan, yadroga yaqinlashganda, elektron chiqaradigan to'lqin uzunliklari doimiy ravishda o'zgarib, uzluksiz spektrni hosil qilishi kerak. Biroq, atomlar yo'qolmaydi, ya'ni elektronlar yadroga tushmaydi va atomlarning emissiya spektri doimiy emas.
Agar metall bug'lanish haroratiga qizdirilsa, uning bug'i porlashni boshlaydi va har bir metallning bug'lari o'z rangiga ega. Prizma bilan parchalangan metall bug'ining nurlanishi alohida yorug'lik chiziqlaridan iborat spektrni hosil qiladi. Bunday spektr chiziqli spektr deb ataladi. Spektrning har bir chizig'i elektromagnit nurlanishning ma'lum bir chastotasi bilan tavsiflanadi.
1905 yilda Eynshteyn fotoeffekt hodisasini tushuntirib, yorug'lik har bir atom turi uchun juda o'ziga xos ma'noga ega bo'lgan fotonlar yoki energiya kvantlari shaklida tarqalishini taklif qildi.
Bor 1913 yilda Rezerfordning atomning sayyoraviy modeliga kvant tasvirini kiritdi va atomlarning chiziqli spektrlarining kelib chiqishini tushuntirdi. Uning vodorod atomining tuzilishi haqidagi nazariyasi ikkita postulatga asoslanadi.
Birinchi postulat:
Elektron yadro atrofida energiya chiqarmasdan, kvant nazariyasini qondiradigan qat'iy belgilangan statsionar orbitalarda aylanadi.
Ushbu orbitalarning har birida elektron ma'lum energiyaga ega. Orbita yadrodan qanchalik uzoqda bo'lsa, unda joylashgan elektron shunchalik ko'p energiyaga ega bo'ladi.
Klassik mexanikada jismning markaz atrofidagi harakati burchak momenti bilan belgilanadi m´v´r, bu erda m - harakatlanuvchi jismning massasi, v - jismning tezligi, r - aylananing radiusi. Kvant mexanikasiga ko'ra, bu ob'ektning energiyasi faqat ma'lum qiymatlarga ega bo'lishi mumkin. Bor vodorod atomidagi elektronning burchak momenti faqat ta'sir kvantlarining butun soniga teng bo'lishi mumkin deb hisoblagan. Ko'rinishidan, bu munosabatlar Borning taxmini bo'lib, keyinchalik frantsuz fizigi de Broyl tomonidan matematik tarzda olingan.
Shunday qilib, Borning birinchi postulatining matematik ifodasi tenglikdir:
(1)
(1) tenglamaga muvofiq, elektron orbitasining minimal radiusi va demak, elektronning minimal potentsial energiyasi birlikka teng bo'lgan n qiymatiga to'g'ri keladi. Vodorod atomining n=1 qiymatiga mos keladigan holati normal yoki asosiy deyiladi. Elektroni n = 2, 3, 4, ¼ qiymatlariga mos keladigan har qanday boshqa orbitada joylashgan vodorod atomi qo'zg'atilgan deb ataladi.
Tenglama (1) noma'lumlar sifatida elektron tezligi va orbital radiusni o'z ichiga oladi. Agar siz v va r ni o'z ichiga olgan boshqa tenglama tuzsangiz, vodorod atomidagi elektronning ushbu muhim xususiyatlarining qiymatlarini hisoblashingiz mumkin. Ushbu tenglama "vodorod atomining yadrosi - elektron" tizimida harakat qiluvchi markazdan qochma va markazdan qochma kuchlarning tengligini hisobga olgan holda olinadi.
Markazdan qochma kuchi ga teng. Kulon qonuniga ko'ra, elektronning yadroga tortilishini aniqlaydigan markazga qo'yuvchi kuch. Vodorod atomidagi elektron va yadro zaryadlarining tengligini hisobga olib, biz yozishimiz mumkin:
(2)
v va r uchun (1) va (2) tenglamalar tizimini yechish orqali topamiz:
(3)
(3) va (4) tenglamalar n ning istalgan qiymati uchun orbitalarning radiuslari va elektron tezligini hisoblash imkonini beradi. n=1 bo'lganda, vodorod atomining birinchi orbitasining radiusi Bor radiusi bo'lib, 0,053 nm ga teng. Bu orbitadagi elektronning tezligi 2200 km/s. (3) va (4) tenglamalar shuni ko'rsatadiki, vodorod atomining elektron orbitalarining radiuslari bir-biriga natural sonlar kvadratlari sifatida bog'langan va elektron tezligi n ortishi bilan kamayadi.
Ikkinchi postulat:
Bir orbitadan ikkinchi orbitaga o'tayotganda, elektron energiyaning kvantini yutadi yoki chiqaradi.
Atom qo'zg'alganda, ya'ni elektron yadroga yaqinroq orbitadan uzoqroq orbitaga o'tganda, bir kvant energiya yutiladi va aksincha, elektron uzoq orbitadan yaqin orbitaga o'tganda kvant energiya. E 2 - E 1 = hv chiqariladi. Orbitalarning radiuslari va ulardagi elektronning energiyasini topgach, Bor fotonlar energiyasini va vodorodning chiziqli spektridagi tegishli chiziqlarni hisoblab chiqdi, bu tajriba ma'lumotlariga mos keladi.
Kvant orbitalarining radiuslarining o'lchamini, elektronlarning harakat tezligini va ularning energiyasini aniqlaydigan n soni deyiladi. bosh kvant soni .
Keyinchalik Sommerfeld Bor nazariyasini takomillashtirdi. U atom faqat aylana emas, balki elektronlarning elliptik orbitalariga ham ega bo'lishi mumkinligini taklif qildi va shu asosda vodorod spektrining nozik tuzilishining kelib chiqishini tushuntirdi.
Guruch. 12. Bor atomidagi elektron nafaqat aylana, balki elliptik orbitalarni ham tasvirlaydi. Mana, ular turli qiymatlar uchun qanday ko'rinishga ega l da P =2, 3, 4.
Biroq, Bor-Zommerfeldning atom tuzilishi nazariyasi klassik va kvant mexanik tushunchalarini birlashtirdi va shuning uchun qarama-qarshiliklar ustiga qurilgan. Bor-Zommerfeld nazariyasining asosiy kamchiliklari quyidagilardan iborat:
1. Nazariya atomlarning spektral xususiyatlarining barcha tafsilotlarini tushuntirib bera olmaydi.
2. Vodorod molekulasi kabi oddiy molekulada ham kimyoviy bog'lanishni miqdoriy jihatdan hisoblash imkonini bermaydi.
Ammo asosiy pozitsiya qat'iy o'rnatildi: kimyoviy elementlarning atomlarida elektron qobiqlarni to'ldirish uchinchidan boshlab sodir bo'ladi. M -chig'anoqlar ketma-ket emas, asta-sekin to'liq quvvatga qadar (ya'ni, avvalgidek TO- Va L - chig'anoqlar), lekin bosqichma-bosqich. Boshqacha qilib aytganda, atomlarda boshqa qobiqlarga tegishli elektronlar paydo bo'lishi sababli elektron qobiqlarning qurilishi vaqtincha to'xtatiladi.
Ushbu harflar quyidagicha belgilanadi: n , l , m l , Xonim – atom fizikasi tilida esa kvant sonlari deyiladi. Tarixiy jihatdan ular asta-sekin kiritilgan va ularning paydo bo'lishi asosan atom spektrlarini o'rganish bilan bog'liq.
Shunday qilib, atomdagi har qanday elektronning holatini to'rtta kvant sonining kombinatsiyasi bo'lgan maxsus kod bilan yozish mumkin ekan. Bular faqat elektron holatlarni qayd qilish uchun ishlatiladigan ba'zi mavhum miqdorlar emas. Aksincha, ularning barchasi haqiqiy jismoniy tarkibga ega.
Raqam P elektron qobiq sig'imi formulasiga kiritilgan (2 P 2), ya'ni bu kvant soni P elektron qobiqning raqamiga mos keladi; boshqacha qilib aytganda, bu raqam elektronning berilgan elektron qavatga tegishli ekanligini aniqlaydi.
Raqam P faqat butun sonlarni qabul qiladi: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,..., mos ravishda qobiqlarga mos keladi: K, L, M, N, O, P, Q.
Chunki P elektron energiyasi formulasiga kiritilgan, keyin ular asosiy kvant soni atomdagi elektronning umumiy energiya zahirasini aniqlaydi, deyishadi.
Alifbomizning yana bir harfi - orbital (yon) kvant soni sifatida belgilanadi l . Bu ma'lum bir qobiqga tegishli barcha elektronlarning tengsizligini ta'kidlash uchun kiritilgan.
Har bir qobiq ma'lum pastki qobiqlarga bo'linadi va ularning soni qobiq soniga teng. Ya'ni, K-qobig'i ( P =1) bitta pastki qavatdan iborat; L-qobig'i ( P =2) – ikkitadan; M-qobiq ( P =3) - uchta pastki qobiqdan ...
Va bu qobiqning har bir pastki qobig'i ma'lum bir qiymat bilan tavsiflanadi l . Orbital kvant soni ham butun son qiymatlarni oladi, lekin noldan boshlab, ya'ni 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6... Shunday qilib, l har doim kamroq P . Buni qachon tushunish oson P =1 l =0; da n =2 l =0 va 1; da n = 3 l = 0, 1 va 2 va hokazo. Raqam l , aytganda, geometrik tasvirga ega. Axir, u yoki bu qobiqqa tegishli bo'lgan elektronlarning orbitalari nafaqat aylana, balki elliptik ham bo'lishi mumkin.
Turli ma'nolar l va orbitalarning har xil turlarini tavsiflaydi.
Fiziklar an'analarni yaxshi ko'radilar va elektron pastki qavatlarni belgilash uchun eski harf belgilarini afzal ko'radilar s ( l =0), p ( l =1), d ( l =2), f ( l =3). Bular nemischa so'zlarning birinchi harflari bo'lib, ular elektron o'tishlar natijasida yuzaga kelgan bir qator spektral chiziqlarning xususiyatlarini tavsiflaydi: o'tkir, asosiy, loyqa, fundamental.
Endi elektron qobiqlarda qaysi elektron pastki qavatlar borligini qisqacha yozishimiz mumkin (2-jadval).
Turli elektron pastki qavatlari qancha elektronni sig'dira olishini bilish uchinchi va to'rtinchi kvant sonlarini - magnit va spin deb ataladigan m l va m s ni aniqlashga yordam beradi.
Magnit kvant soni m l bilan chambarchas bog'liq l va, bir tomondan, bu orbitalarning kosmosda joylashish yo'nalishini, boshqa tomondan, ularning ma'lum bir vaqt uchun mumkin bo'lgan sonini aniqlaydi. l . Atom nazariyasining ba'zi qonuniyatlaridan ma'lum bir narsa uchun shunday bo'ladi l kvant soni m l, 2 oladi l +1 butun son qiymatlari: dan – l ga + l , shu jumladan nol. Masalan, uchun l =3 bu m ketma-ketligi l bizda: - 3, - 2, - 1, 0, +1, +2, +3, ya'ni jami ettita qiymat.
Nima uchun m l magnit deb ataladi? Yadro atrofida orbita bo'ylab aylanadigan har bir elektron, asosan, elektr toki o'tadigan o'rashning bir burilishini ifodalaydi. Magnit maydon paydo bo'ladi, shuning uchun atomdagi har bir orbitani tekis magnit varaq deb hisoblash mumkin. Tashqi magnit maydon mavjud bo'lganda, har bir elektron orbita bu maydon bilan o'zaro ta'sir qiladi va atomda ma'lum bir pozitsiyani egallashga intiladi.
Har bir orbitadagi elektronlar soni spin kvant soni m s qiymati bilan aniqlanadi.
Kuchli bir jinsli bo'lmagan magnit maydonlardagi atomlarning harakati atomdagi har bir elektron o'zini magnit kabi tutishini ko'rsatdi. Va bu shuni ko'rsatadiki, elektron o'z o'qi atrofida, xuddi orbitadagi sayyora kabi aylanadi. Elektronning bu xususiyati "spin" deb ataladi (ingliz tilidan "aylanish" deb tarjima qilingan). Elektronning aylanish harakati doimiy va o'zgarmasdir. Elektronning aylanishi mutlaqo g'ayrioddiy: uni sekinlashtirish, tezlashtirish yoki to'xtatish mumkin emas. Bu dunyodagi barcha elektronlar uchun bir xil.
Spin barcha elektronlarning umumiy xususiyati bo'lsa ham, u atomdagi elektronlar orasidagi farqni ham hisobga oladi.
Yadro atrofida bir xil orbita bo'ylab aylanadigan ikkita elektron kattalik bo'yicha bir xil spinga ega, ammo ular o'zlarining aylanish yo'nalishi bo'yicha farq qilishi mumkin. Bunda burchak momentining belgisi va aylanish belgisi o'zgaradi.
Kvant hisoblash orbitadagi elektronga xos bo'lgan spin kvant sonlarining ikkita mumkin bo'lgan qiymatiga olib keladi: s=+ va s= - . Boshqa ma'nolar bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun atomda har bir orbitada faqat bitta yoki ikkita elektron aylanishi mumkin. Boshqa bo'lishi mumkin emas.
Har bir elektron pastki qavat maksimal 2(2) ni sig'dira oladi l + 1) - elektronlar, ya'ni (3-jadval):
Bu erdan oddiy qo'shilish orqali ketma-ket qobiqlarning sig'imlari olinadi.
Atom tuzilishining asl cheksiz murakkabligi qisqargan asosiy qonunning soddaligi hayratlanarli. Elektronlarning barcha xususiyatlarini boshqaradigan tashqi qobig'idagi barcha injiq xatti-harakatlarini oddiygina ifodalash mumkin: Atomda ikkita bir xil elektron mavjud emas va bo'lishi ham mumkin emas. Bu qonun fanda Pauli printsipi (shveytsariyalik nazariy fizik nomi bilan atalgan) nomi bilan mashhur.
Mendeleyev tizimidagi atom raqamiga teng bo'lgan atomdagi elektronlarning umumiy sonini bilib, siz atomni "qurishingiz" mumkin: siz uning tashqi elektron qobig'ining tuzilishini hisoblashingiz mumkin - unda qancha elektron borligini va nima ekanligini aniqlang. ular ichida elektronlar turi.
O'sganingizda Z atomlarning elektron konfiguratsiyasining o'xshash turlari vaqti-vaqti bilan takrorlanadi. Aslini olganda, bu ham davriy qonunning formulasi, lekin elektronlarning qobiqlar va pastki qatlamlar o'rtasida taqsimlanish jarayoni bilan bog'liq.
Atom tuzilishi qonunini bilgan holda, endi biz davriy jadval tuzamiz va nima uchun bunday tuzilganligini tushuntira olamiz. Faqatgina bitta kichik terminologik tushuntirish kerak: atomlarida s-, p-, d-, f-kichik qobiqlar hosil bo'ladigan elementlar odatda mos ravishda s-, p-, d-, f-elementlar deb ataladi.
Atom formulasi odatda quyidagi shaklda yoziladi: asosiy kvant soni mos keladigan raqam bilan, ikkilamchi kvant soni harf bilan, elektronlar soni esa yuqori o'ng tomonda belgilanadi.
Birinchi davrda 1 ta s-element - vodorod va geliy mavjud. Birinchi davr uchun sxematik belgi quyidagicha: 1 s 2 . Ikkinchi davrni quyidagicha tasvirlash mumkin: 2 s 2 2 p 6, ya'ni u 2 s-, 2 p-subshells to'ldirilgan elementlarni o'z ichiga oladi. Uchinchisi (3 s-, 3p-subshells unda qurilgan): 3 s 2 3p 6. Shubhasiz, shunga o'xshash turdagi elektron konfiguratsiyalar takrorlanadi.
4-davr boshida ikkita 4 ta s-element mavjud, ya'ni N-qobiqni to'ldirish M-qobig'ini qurish tugallanishidan oldinroq boshlanadi. Unda yana 10 ta bo'sh joy mavjud bo'lib, ular keyingi o'nta element (3 d-element) bilan to'ldiriladi. M-qobiqni to'ldirish tugadi, N-qobiqni to'ldirish davom etmoqda (oltita 4 p-elektron bilan). Demak, 4-davrning tuzilishi quyidagicha: 4 s 2 3 d 10 4 p 6. Beshinchi davr xuddi shunday to'ldiriladi:
5 s 2 4 d 10 5 p 6 .
Oltinchi davrda 32 ta element mavjud. Uning sxematik belgilanishi: 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6.
Va nihoyat, keyingi, 7-davr: 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6. Shuni yodda tutish kerakki, 7-davrning barcha elementlari hali ma'lum emas.
Chig'anoqlarni bosqichma-bosqich to'ldirish qat'iy jismoniy qonundir. Ma’lum bo‘lishicha, 3 d pastki qavat darajalarini egallash o‘rniga elektronlar birinchi navbatda 4 s pastki qavat sathlarini egallashlari foydaliroq (energetika nuqtai nazaridan). Kimyoviy elementlarda elektron qobiqlarning to'ldirilishi bosqichma-bosqich sodir bo'lishini tushuntirib beradigan "yanada foydali - kamroq foydali" energiyaning "belanchaklari".
20-yillarning o'rtalarida. Fransuz fizigi L. de Broyl dadil fikrni bildirdi: barcha moddiy zarralar (jumladan elektronlar) nafaqat moddiy, balki to‘lqin xossalariga ham ega. Tez orada elektronlar yorug'lik to'lqinlari kabi to'siqlar atrofida egilishi mumkinligini ko'rsatish mumkin edi.
Elektron to'lqin bo'lgani uchun uning atomdagi harakatini to'lqin tenglamasi yordamida tasvirlash mumkin. Bu tenglama 1926 yilda avstriyalik fizik E. Shredinger tomonidan olingan. Matematiklar buni ikkinchi tartibli qisman differentsial tenglama deb atashadi. Fiziklar uchun bu kvant mexanikasining asosiy tenglamasidir.
Bu tenglama shunday ko'rinadi:
+++ y = 0,
Qayerda m- elektron massasi; r – elektronning yadrodan uzoqligi; e - elektron zaryad; E– umumiy elektron energiyasi, kinetik va potensial energiya yig‘indisiga teng; Z– atomning seriya raqami (vodorod atomi uchun u 1 ga teng); h– “harakat kvanti”; x , y , z – elektron koordinatalari; y - to'lqin funksiyasi (ehtimollik darajasini tavsiflovchi mavhum mavhum miqdor).
Elektronning yadro atrofidagi fazoda ma'lum bir joyda joylashganligi ehtimoli darajasi. Agar y = 1 bo'lsa, elektron haqiqatan ham aynan shu joyda bo'lishi kerak; agar y = 0 bo'lsa, u holda elektronning izi yo'q.
Elektronni topish ehtimoli haqidagi g'oya kvant mexanikasida markaziy o'rin tutadi. Va y (psi) funktsiyasining qiymati (aniqrog'i, uning qiymatining kvadrati) elektronning fazoning u yoki bu nuqtasida bo'lish ehtimolini ifodalaydi.
Kvant mexanik atomida aniq elektron orbitalar mavjud emas, shuning uchun atomning Bor modelida aniq ko'rsatilgan. Elektron kosmosda bulut shaklida yoyilganga o'xshaydi. Ammo bu bulutning zichligi boshqacha: ular aytganidek, qayerda qalin va qayerda bo'sh. Yuqori bulut zichligi elektronni topishning yuqori ehtimoliga mos keladi.
Atomning mavhum kvant mexanik modelidan Bor atomining vizual va ko'rinadigan modeliga o'tish mumkin. Buning uchun Shredinger tenglamasini yechish kerak. Ma’lum bo‘lishicha, to‘lqin funksiyasi faqat butun sonlarni qabul qilishi mumkin bo‘lgan uch xil miqdor bilan bog‘langan. Bundan tashqari, bu miqdorlarning o'zgarishlar ketma-ketligi shundayki, ular kvant sonlaridan boshqa narsa bo'la olmaydi. Asosiy, orbital va magnit. Ammo ular turli atomlarning spektrlarini belgilash uchun maxsus kiritilgan. Keyin ular juda organik ravishda atomning Bor modeliga o'tishdi. Bu ilmiy mantiq - hatto eng qattiq skeptik ham uni buzolmaydi.
Bularning barchasi Shredinger tenglamasini yechish oxir-oqibat atomlarning elektron qobiqlari va pastki qavatlarini to'ldirish ketma-ketligini keltirib chiqarishini anglatadi. Bu kvant mexanik atomining Bor atomidan asosiy ustunligidir. Va sayyora atomiga tanish bo'lgan tushunchalarni kvant mexanikasi nuqtai nazaridan qayta ko'rib chiqish mumkin. Aytishimiz mumkinki, orbita - bu berilgan elektronning atomdagi ma'lum bir ehtimoliy pozitsiyalari to'plami. Bu ma'lum bir to'lqin funktsiyasiga mos keladi. Zamonaviy atom fizikasi va kimyosida "orbita" atamasi o'rniga "orbital" atamasi qo'llaniladi.
Shunday qilib, Shredinger tenglamasi davriy jadvalning rasmiy nazariyasidagi barcha kamchiliklarni bartaraf etadigan sehrli tayoqchaga o'xshaydi. “Rasmiy”ni “faktik”ga aylantiradi.
Aslida, bu vaziyatdan uzoqdir. Chunki tenglama faqat eng oddiy atomlar bo'lgan vodorod atomi uchun aniq yechimga ega. Geliy atomi va undan keyingi atomlar uchun Shredinger tenglamasini aniq yechish mumkin emas, chunki elektronlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari qo'shiladi. Va ularning yakuniy natijaga ta'sirini hisobga olish - tasavvur qilib bo'lmaydigan murakkablikdagi matematik vazifadir. Bu inson qobiliyatlari uchun mavjud emas; u bilan faqat sekundiga yuz minglab operatsiyalarni bajaradigan yuqori tezlikdagi elektron hisoblash mashinalari solishtirish mumkin. Va shunga qaramay, faqat hisoblash dasturi ko'plab soddalashtirishlar va yaqinlashtirishlar bilan ishlab chiqilgan bo'lsa.
40 yil ichida ma'lum bo'lgan kimyoviy elementlar ro'yxati 19 taga ko'paydi. Va barcha 19 element sintez qilingan, sun'iy ravishda tayyorlangan.
Elementlarning sintezi deganda yadro zaryadi kamroq, atom raqami kichik, atom raqami yuqori bo'lgan elementdan olish tushunilishi mumkin. Va ishlab chiqarish jarayonining o'zi yadro reaktsiyasi deb ataladi. Uning tenglamasi oddiy kimyoviy reaksiya tenglamasi kabi yoziladi. Chap tomonda reaksiyaga kirishuvchi moddalar, o'ng tomonda hosil bo'lgan mahsulotlar joylashgan. Yadro reaktsiyasidagi reaktivlar nishon va bombardimon zarradir.
Maqsad davriy jadvalning deyarli har qanday elementi bo'lishi mumkin (erkin shaklda yoki kimyoviy birikma shaklida).
Bombardimon zarralarning rolini a-zarralar, neytronlar, protonlar, deytronlar (vodorodning og'ir izotopining yadrolari), shuningdek, turli elementlarning ko'p zaryadlangan og'ir ionlari - bor, uglerod, azot, kislorod, neon, argon va davriy jadvalning boshqa elementlari.
Yadro reaktsiyasi sodir bo'lishi uchun bombardimon zarracha nishon atom yadrosi bilan to'qnashishi kerak. Agar zarracha etarlicha yuqori energiyaga ega bo'lsa, u yadroga shu qadar chuqur kirib borishi mumkinki, u bilan birlashadi. Yuqorida sanab o'tilgan barcha zarrachalar, neytrondan tashqari, musbat zaryadga ega bo'lganligi sababli, yadro bilan birlashganda, ular uning zaryadini oshiradi. Va Z qiymatining o'zgarishi elementlarning o'zgarishini anglatadi: yadro zaryadining yangi qiymatiga ega elementning sintezi.
Bombardimon zarralarini tezlashtirish va ularga yadrolar bilan birlashishi uchun etarli bo'lgan yuqori energiya berish yo'lini topish uchun maxsus zarracha tezlatgichi - siklotron ixtiro qilingan va qurilgan. Keyin ular yangi elementlar uchun maxsus zavod qurdilar - yadro rektori. Uning bevosita maqsadi yadro energiyasini ishlab chiqarishdir. Ammo unda kuchli neytron oqimlari doimo mavjud bo'lganligi sababli, ularni sun'iy sintez maqsadlarida ishlatish oson. Neytronning zaryadi yo'q va shuning uchun uni tezlashtirish kerak emas (va mumkin emas). Aksincha, sekin neytronlar tezga qaraganda foydaliroq bo'lib chiqadi.
Kimyogarlar maqsadli moddadan kichik miqdordagi yangi elementlarni ajratish yo'llarini ishlab chiqish uchun miyalarini sindirishlari va haqiqiy zukkolik mo''jizalarini ko'rsatishlari kerak edi. Faqat bir nechta atomlar mavjud bo'lganda, yangi elementlarning xususiyatlarini o'rganishni o'rganing...
Yuzlab va minglab olimlarning ishi natijasida davriy jadvalda 19 ta yangi hujayra to'ldirildi. To'rttasi eski chegaralarida: vodorod va uran o'rtasida. O'n besh - uran uchun. Mana, hammasi qanday sodir bo'ldi ...
Davriy jadvalning 4 ta joyi uzoq vaqt davomida bo'sh qoldi: 43, 61, 85 va 87- katakchalar.
Bu 4 ta element tushunarsiz edi. Olimlarning ularni tabiatda izlashga qaratilgan sa'y-harakatlari muvaffaqiyatsiz bo'lib qoldi. Davriy qonun yordamida davriy jadvalning barcha boshqa joylari uzoq vaqt oldin to'ldirilgan - vodoroddan urangacha.
Ushbu to'rt elementning kashfiyoti haqidagi xabarlar bir necha bor ilmiy jurnallarda paydo bo'lgan. Ammo bu kashfiyotlarning barchasi tasdiqlanmadi: har safar aniq tekshirish xatolikka yo'l qo'yilganligini ko'rsatdi va tasodifiy ahamiyatsiz aralashmalar yangi element bilan yanglishdi.
Uzoq va mashaqqatli izlanish nihoyat tabiatning tushunib bo'lmaydigan elementlaridan birini topishga olib keldi. Ma'lum bo'lishicha, 87-sonli eksizium tabiiy radioaktiv uran-235 izotopining parchalanish zanjirida uchraydi. Bu qisqa muddatli radioaktiv element.
Guruch. 13. 87-sonli elementni shakllantirish sxemasi - Frantsiya. Ba'zi radioaktiv izotoplar ikki yo'l bilan, masalan, a- va b-emirilish orqali parchalanishi mumkin. Ushbu hodisa radioaktiv vilkalar deb ataladi. Barcha tabiiy radioaktiv guruhlarda vilkalar mavjud.
87-element batafsilroq muhokama qilishga loyiqdir. Endi kimyo ensiklopediyalarida biz o'qiymiz: fransiy (seriya raqami 87) 1939 yilda frantsuz olimi Margarita Perey tomonidan kashf etilgan.
Perey qiyin elementni qanday ushlay oldi? 1914 yilda uch avstriyalik radiokimyogar - S. Meyer, V. Xess va F. Panet massa raqami 227 bo'lgan aktiniy izotopining radioaktiv parchalanishini o'rganishga kirishdilar. Ma'lumki, u aktinouran oilasiga mansub va b-zarrachalarni chiqaradi; shuning uchun uning parchalanish mahsuloti toriydir. Biroq, olimlar aktiniy-227 kamdan-kam hollarda a-zarralarini ham chiqaradi, degan noaniq shubhalar bor edi. Boshqacha qilib aytganda, bu radioaktiv vilkaning bir misolidir. Bunday transformatsiya jarayonida 87-elementning izotopi hosil bo'lishi kerak.Meyer va uning hamkasblari haqiqatan ham alfa zarralarini kuzatishgan. Qo'shimcha tadqiqotlar talab qilindi, ammo u Birinchi jahon urushi bilan to'xtatildi.
Margarita Perey ham xuddi shunday yo'ldan bordi. Ammo uning ixtiyorida yanada nozik asboblar va yangi, takomillashtirilgan tahlil usullari bor edi. Shuning uchun u muvaffaqiyatga erishdi.
Frantsiy sun'iy sintez qilingan element sifatida tasniflanadi. Ammo baribir, element birinchi marta tabiatda topilgan. Bu fransiy-223 izotopi. Uning yarim yemirilish davri atigi 22 minut. Er yuzida nima uchun Frantsiya juda kam ekanligi ma'lum bo'ladi. Birinchidan, uning mo'rtligi tufayli u sezilarli darajada to'planishga vaqt topolmaydi, ikkinchidan, uning hosil bo'lish jarayonining o'zi past ehtimollik bilan tavsiflanadi: aktiniy-227 yadrolarining atigi 1,2 foizi a- emissiyasi bilan parchalanadi. zarralar.
Shu munosabat bilan fransiyni sun'iy ravishda tayyorlash foydaliroqdir. Frantsiyning 20 ta izotopi allaqachon olingan bo'lib, ulardan eng uzoq umr ko'rgani fransiy-223 hisoblanadi. Juda oz miqdordagi fransiy tuzlari bilan ishlagan kimyogarlar uning xossalari seziyga juda o'xshashligini isbotlay oldilar.
Atom yadrolarining xossalarini o'rganib, fiziklar atom raqamlari 43, 61, 85 va 87 bo'lgan elementlar uchun barqaror izotoplar mavjud bo'lishi mumkin emas degan xulosaga kelishdi. Ular faqat radioaktiv bo'lishi mumkin, qisqa yarim umrga ega va tezda yo'q bo'lib ketishi kerak. Shuning uchun bu elementlarning barchasi sun'iy ravishda inson tomonidan yaratilgan. Yangi elementlarni yaratish yo'llari davriy qonun bilan ko'rsatilgan. 43-element sun'iy ravishda yaratilgan birinchi element edi.
43-elementning yadrosida 43 ta musbat zaryad va yadro atrofida aylanuvchi 43 ta elektron bo'lishi kerak. Beshinchi davrning o'rtalarida joylashgan 43-element uchun bo'sh joy to'rtinchi davrda marganets va oltinchi davrda reniyga ega. Shuning uchun 43-elementning kimyoviy xossalari marganets va reniynikiga o'xshash bo'lishi kerak. 43-hujayraning chap tomonida 42-molibden, oʻngda 44-ruteniy joylashgan. Shuning uchun 43-elementni yaratish uchun 42 zaryadga ega bo'lgan atom yadrosidagi zaryadlar sonini yana bitta elementar zaryadga oshirish kerak. Shuning uchun yangi element 43 ni sintez qilish uchun boshlang'ich material sifatida molibdenni olish kerak. Eng yengil element vodorod bitta musbat zaryadga ega. Shunday qilib, 43-elementni molibden va proton o'rtasidagi yadro reaktsiyasidan olish mumkinligini kutish mumkin.
Guruch. 14. 43-sonli element - texnetiy sintezi sxemasi.
43-elementning xossalari marganets va reniy xossalariga o'xshash bo'lishi kerak va bu elementning hosil bo'lishini aniqlash va isbotlash uchun kimyogarlar kichik miqdordagi marganets va reniyning mavjudligini aniqlashga o'xshash kimyoviy reaktsiyalardan foydalanish kerak. reniy.
Shunday qilib davriy jadval sun'iy elementlarni yaratish yo'lini chizishga imkon beradi.
Xuddi shu tarzda, birinchi sun'iy kimyoviy element 1937 yilda yaratilgan. U texnetiyning muhim nomini oldi - texnik, sun'iy ravishda ishlab chiqarilgan birinchi element. Texnetiyning sintezi shunday amalga oshirildi. Molibden plitasi vodorodning og'ir izotopi - deyteriy yadrolari tomonidan kuchli bombardimon qilindi, ular siklotronda juda katta tezlikda tezlashdi.
Juda yuqori energiya olgan og'ir vodorod yadrolari molibden yadrolariga kirib bordi. Siklotronda nurlanishdan so'ng molibden plastmassa kislotada eritildi. Marganetsni analitik aniqlash uchun zarur bo'lgan bir xil reaktsiyalar yordamida eritmadan arzimas miqdordagi yangi radioaktiv modda ajratildi (43-elementning analogi). Bu yangi element - texnetiy edi. Ular elementning davriy jadvaldagi o'rniga to'liq mos keladi.
Endi texnetiy juda qulay bo'ldi: u yadroviy reaktorlarda juda ko'p miqdorda hosil bo'ladi. Technetium yaxshi o'rganilgan va allaqachon amalda qo'llaniladi.
61-elementni yaratish usuli texnetiy ishlab chiqarish usuliga juda o'xshaydi. 61-element faqat 1945 yilda uranning bo'linishi natijasida yadroviy reaktorda hosil bo'lgan parchalanish elementlaridan ajratilgan.
Guruch. 15. 61-sonli element - prometiyni sintez qilish sxemasi.
Element "prometiy" ramziy nomini oldi. Bu nom unga osonlikcha berilmagan. Bu tabiatdan yadroviy bo'linish energiyasini o'g'irlash va bu energiyani o'zlashtirish fanining dramatik yo'lini anglatadi (afsonaga ko'ra, titan Prometey osmondan olov o'g'irlab, odamlarga bergan; buning uchun u toshga bog'langan va ulkan burgut uni qiynagan. har kuni), lekin u odamlarni dahshatli urush xavfidan ogohlantiradi.
Prometiy hozirda juda ko'p miqdorda olinadi: u atom batareyalarida - ko'p yillar davomida uzluksiz ishlashi mumkin bo'lgan to'g'ridan-to'g'ri oqim manbalarida qo'llaniladi.
Eng ogir galogen ekaiod 85 element ham xuddi shunday sintez qilingan.U birinchi marta vismutni (No83) geliy yadrolari (No2) bilan siklotronda yuqori energiyaga tezlashtirilgan bombardimon qilish natijasida olingan. Yangi element astatin (beqaror) deb nomlanadi. U radioaktivdir va tezda yo'qoladi. Uning kimyoviy xossalari ham davriy qonunga to'liq mos keladi. Bu yodga o'xshaydi.
Guruch. 16. 85-sonli elementni sintez qilish sxemasi - astatin.
Transuranik elementlar davriy sistemada urandan keyin joylashgan sun'iy sintez qilingan kimyoviy elementlardir. Kelajakda ulardan yana qanchasini sintez qilish mumkin, hozircha hech kim aniq javob bera olmaydi.
Uran 70 yil davomida kimyoviy elementlarning tabiiy qatoridagi oxirgi element edi.
Va bu vaqt davomida olimlar tabiiy ravishda savoldan xavotirda edilar: tabiatda urandan og'irroq elementlar mavjudmi? Dmitriy Ivanovich, agar uran elementlarini er ostidan topish mumkin bo'lsa, ularning soni cheklangan bo'lishi kerak deb hisoblardi. Radioaktivlik kashf etilgandan so'ng, tabiatda bunday elementlarning yo'qligi ularning yarimparchalanish davri qisqa ekanligi va ularning barchasi uzoq vaqt oldin, sayyoramiz evolyutsiyasining dastlabki bosqichlarida parchalanib, engilroq elementlarga aylanganligi bilan izohlandi. . Ammo radioaktiv bo'lib chiqqan uran shu qadar uzoq umr ko'rganki, u hozirgi kungacha saqlanib qolgan. Nega tabiat hech bo'lmaganda eng yaqin transuranlarga teng darajada saxiy vaqt bera olmadi? Tizimda go'yoki yangi elementlar - vodorod va uran o'rtasida topilganligi haqida ko'plab xabarlar bo'lgan, ammo transuranlarning kashfiyoti haqida deyarli hech qachon ilmiy jurnallar yozilmagan. Olimlar faqat uran bo'yicha davriy jadvalning buzilishi sababi haqida bahslashdilar.
Faqatgina yadroviy termoyadroviylik ilgari gumon qilib bo'lmaydigan qiziqarli vaziyatlarni o'rnatishga imkon berdi.
Yangi kimyoviy elementlarni sintez qilish bo'yicha birinchi tadqiqotlar transuranlarni sun'iy ravishda ishlab chiqarishga qaratilgan edi. Birinchi sun'iy transuran elementi haqida texnetiy paydo bo'lishidan uch yil oldin gapirilgan. Rag'batlantiruvchi voqea neytronning kashf etilishi edi. zaryadsiz elementar zarra juda katta kirib boradigan kuchga ega bo'lib, atom yadrosiga hech qanday to'siqlarga duch kelmasdan etib borishi va turli elementlarning o'zgarishiga olib kelishi mumkin edi. Neytronlar turli xil moddalardan yasalgan nishonlarga otila boshlandi. Bu yo'nalishdagi tadqiqotlarning kashshofi atoqli italyan fizigi E.Fermi edi.
Neytronlar bilan nurlangan uran qisqa yarimparchalanish davri bilan noma'lum faollikni ko'rsatdi. Uran-238 neytronni yutib, uran-239 elementining noma'lum izotopiga aylanadi, u b-radioaktiv bo'lib, atom raqami 93 bo'lgan elementning izotopiga aylanishi kerak. Xuddi shunday xulosani E. Fermi va uning hamkasblari.
Aslida, noma'lum faollik birinchi transuran elementiga to'g'ri kelishini isbotlash uchun juda ko'p kuch sarflandi. Kimyoviy operatsiyalar shunday xulosaga keldi: yangi element marganetsga xos xususiyatlarga o'xshaydi, ya'ni u VII b-kichik guruhga tegishli. Bu dalil ta'sirli bo'lib chiqdi: o'sha paytda (30-yillarda) deyarli barcha kimyogarlar, agar transuran elementlari mavjud bo'lsa, hech bo'lmaganda ularning birinchisi o'xshash bo'ladi deb ishonishgan. d-oldingi davrlar elementlari. Bu, shubhasiz, urandan og'irroq elementlarning kashf etilishi tarixiga ta'sir qilgan xato edi.
Xulosa qilib aytganda, 1934 yilda E. Fermi nafaqat 93-elementning sintezini ishonch bilan e'lon qildi, unga "ausonium" nomini berdi, balki uning davriy jadvalidagi o'ng qo'shnisi "gesperia" (No 94). Ikkinchisi ausoniyning b-emirilishi mahsuloti edi:
Bu zanjirni yanada "tortib olgan" olimlar bor edi. Ulardan: nemis tadqiqotchilari O.Gan, L.Maytner va F.Strassman. 1937 yilda ular allaqachon № 97 element haqida haqiqiy narsa haqida gapirishgan:
Ammo yangi elementlarning hech biri sezilarli miqdorda olinmagan yoki erkin shaklda ajratilmagan. Ularning sintezi turli bilvosita belgilar bilan baholandi.
Oxir-oqibat, transuran elementlari uchun olingan bu barcha efemer moddalar aslida davriy jadvalning o'rtasiga tegishli elementlar, ya'ni uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lgan kimyoviy elementlarning sun'iy radioaktiv izotoplari ekanligi ma'lum bo'ldi. Bu O.Gan va F.Strassman 1938-yil 22-dekabrda 20-asrning eng buyuk kashfiyotlaridan birini amalga oshirganlarida oydinlashdi. - sekin neytronlar ta'sirida uranning bo'linishini kashf qilish. Olimlar neytronlar bilan nurlangan uran tarkibida bariy va lantan izotoplari mavjudligini inkor etib bo'lmaydi. Ular faqat neytronlar uran yadrolarini bir necha kichikroq bo'laklarga parchalashi mumkin degan faraz asosida hosil bo'lishi mumkin edi.
Boʻlinish mexanizmi L. Meytner va O. Frish tomonidan tushuntirilgan. Yadroning tomchi modeli deb ataladigan model allaqachon mavjud edi: atom yadrosi suyuqlik tomchisiga o'xshardi. Agar tomchiga etarlicha energiya berilsa va hayajonlansa, u kichikroq tomchilarga bo'linishi mumkin. Xuddi shunday, neytron tomonidan qo'zg'atilgan holatga keltirilgan yadro parchalanishi va kichikroq qismlarga - engilroq elementlar atomlarining yadrolariga bo'linishi mumkin.
1940 yilda sovet olimlari G.N.Flerov va K.A.Petrjak uranning boʻlinishi oʻz-oʻzidan sodir boʻlishi mumkinligini isbotladilar. Shunday qilib, tabiatda topilgan radioaktiv o'zgarishlarning yangi turi - uranning o'z-o'zidan bo'linishi kashf qilindi. Bu juda muhim kashfiyot edi.
Biroq, 1930-yillarda transuranlar bo'yicha olib borilgan tadqiqotlarni xato deb e'lon qilish noto'g'ri.
Uran ikkita asosiy tabiiy izotopga ega: uran-238 (sezilarli darajada ustun) va uran-235. Ikkinchisi, asosan, sekin neytronlar ta'sirida parchalanadi, birinchisi esa neytronni o'zlashtirib, faqat og'irroq izotopga - uran-239 ga aylanadi va bu yutilish kuchliroq bo'lsa, neytronlarni bombardimon qilish tezroq bo'ladi. Shu sababli, transuranlarni sintez qilish bo'yicha birinchi urinishlarda neytron moderatsiyasining ta'siri tabiiy uranni o'z ichiga olgan va "otish" qilinganida, bo'linish jarayoni ustunlik qilganiga olib keldi.
Ammo neytronni yutgan uran-238 transuran elementlarining hosil bo'lish zanjirini keltirib chiqarishi kerak edi. 93-element atomlarini parchalanish bo'laklarining murakkab chalkashligida ushlab turishning ishonchli usulini topish kerak edi. Nisbatan kichikroq massaga ega bo'lgan bu parchalar uranni bombardimon qilish paytida 93-elementning juda massiv atomlariga qaraganda ko'proq masofaga (uzunroq yo'l uzunligiga ega) uchishi kerak edi.
Kaliforniya universitetida ishlagan amerikalik fizik E.Makmillan o'z tajribalarini ana shu fikrlarga asoslagan. 1939 yil bahorida u uran parchalanish qismlarining yo'l uzunligi bo'ylab tarqalishini diqqat bilan o'rgana boshladi. U kichik diapazonli bo'laklarning kichik qismini ajratishga muvaffaq bo'ldi. Aynan shu qismda u yarim yemirilish davri 2,3 kun va nurlanish intensivligi yuqori bo'lgan radioaktiv moddaning izlarini topdi. Fragmentlarning boshqa fraktsiyalarida bunday faollik kuzatilmadi. Makmillan ushbu modda X uran-239 izotopining parchalanish mahsuloti ekanligini ko'rsata oldi:
Ishga kimyogar F. Ableson qo'shildi. Ma'lum bo'lishicha, yarimparchalanish davri 2,3 kun bo'lgan radioaktiv moddani uran va toriydan kimyoviy jihatdan ajratish mumkin va reniyga hech qanday aloqasi yo'q. Shunday qilib, 93-element ekareniy bo'lishi kerakligi haqidagi taxmin buzildi.
Neptuniyning muvaffaqiyatli sintezi (yangi element Quyosh tizimi sayyorasi nomi bilan atalgan) 1940 yil boshida Amerikaning "Physical Review" jurnali tomonidan e'lon qilingan. Shunday qilib, transuran elementlarini sintez qilish davri boshlandi, bu juda ko'p bo'lib chiqdi. Mendeleyevning davriylik haqidagi ta’limotini yanada rivojlantirish uchun muhim ahamiyatga ega.
Guruch. 17. No 93 - neptuniy elementini sintez qilish sxemasi.
Hatto transuran elementlarining eng uzoq umr ko'radigan izotoplari davrlari, qoida tariqasida, Yerning yoshidan sezilarli darajada qisqaroqdir va shuning uchun ularning tabiatda mavjudligi deyarli istisno qilinadi. Shunday qilib, urandagi kimyoviy elementlarning tabiiy qatorining uzilishining sababi - 92-element.
Neptuniydan keyin plutoniy keldi. U yadro reaktsiyasi natijasida sintez qilingan:
qish 1940-1941 Amerikalik olim G. Seaborg va uning hamkasblari (keyinchalik G. Seaborg laboratoriyasida bir qancha yangi transuran elementlari sintez qilingan). Ammo plutoniyning eng muhim izotopi 24360 yil yarim yemirilish davriga ega bo'lib chiqdi. Bundan tashqari, plutoniy-239 sekin neytronlar ta'sirida bo'linish tezligiga qaraganda ancha kuchliroq bo'ladi.
Guruch. 18. No 94 - plutoniyni sintez qilish sxemasi.
40-yillarda urandan ogʻirroq yana uchta element sintez qilingan: amerisiy (Amerika sharafiga), kuriy (M. va P. Kyuri sharafiga) va berkeliy (Kaliforniyadagi Berkli sharafiga). Yadro reaktorlarida maqsad neytronlar va a-zarralar tomonidan bombardimon qilingan plutoniy-239 va ameritsiy (uning nurlanishi berkeliy sinteziga olib keldi):
.
50s kaliforniy sintezi bilan boshlangan (No 98). U uzoq umr ko'radigan kurium-242 izotopi sezilarli miqdorda to'planganda olingan va undan maqsad qilingan. Yadro reaktsiyasi: 
yangi element 98 sinteziga olib keldi.
99 va 100 elementlarga o'tish uchun berkeliy va kaliforniyning og'irliklarini to'plash uchun ehtiyot bo'lish kerak edi. Ulardan yasalgan nishonlarni a-zarralar bilan bombardimon qilish yangi elementlarni sintez qilish uchun zamin yaratdi. Ammo 97 va 98 elementlarning sintezlangan izotoplarining yarimparchalanish davri (soat va daqiqalar) juda qisqa bo'lib, bu ularning kerakli miqdorda to'planishiga to'siq bo'lib chiqdi. Yana bir usul ham taklif qilindi: plutoniyni intensiv neytron oqimi bilan uzoq muddatli nurlantirish. Ammo biz natijalarni ko'p yillar kutishimiz kerak edi (berkeliy izotoplaridan birini sof shaklda olish uchun plutoniy nishoni 6 yil davomida nurlangan edi!). Sintez vaqtini sezilarli darajada qisqartirishning yagona yo'li bor edi: neytron nurlarining kuchini keskin oshirish. Bu laboratoriyalarda imkonsiz bo'lib chiqdi.
Termoyadro portlashi yordamga keldi. 1952-yil 1-noyabrda amerikaliklar Tinch okeanidagi Eniwetak atollida termoyadro qurilmasini portlatdilar. Portlash joyidan bir necha yuz kilogramm tuproq yig‘ilib, namunalar tekshirildi. Natijada 99 va 100 elementlarning mos ravishda eynshteyniy (A. Eynshteyn sharafiga) va fermiy (E. Fermi sharafiga) nomlari bilan atalgan izotoplarini topish mumkin boʻldi.
Portlash paytida hosil bo'lgan neytron oqimi juda kuchli bo'lib chiqdi, uran-238 yadrolari juda qisqa vaqt ichida ko'p miqdordagi neytronlarni o'zlashtira oldi. Uranning bu o'ta og'ir izotoplari ketma-ket parchalanish zanjirlari natijasida eynshteyn va fermiy izotoplariga aylandi (19-rasm).
|
|
Guruch. 19. 99-eynshteyn va 100-fermiy elementlarning sintez sxemasi.
Mendeleev - 1955 yilda G. Siborg boshchiligidagi amerikalik fiziklar tomonidan sintez qilingan № 101 kimyoviy elementga berilgan nom. Sintez mualliflari yangi elementni “birinchi bo'lib ulug' rus kimyogari xizmatlari sharafiga atashgan. Ochilmagan kimyoviy elementlarning xususiyatlarini bashorat qilish uchun davriy tizimdan foydalaning. Olimlar undan nishon tayyorlash uchun yetarlicha eynshteyn to‘plashga muvaffaq bo‘lishdi (eynshteyn miqdori milliard atomda o‘lchangan); Uni a-zarralar bilan nurlantirish orqali 101-element yadrolarining sintezini hisoblash mumkin edi (20-rasm):
Guruch. 20. 101-sonli elementni sintez qilish sxemasi - mendeleevium.
Olingan izotopning yarimparchalanish davri nazariyotchilar kutganidan ancha uzoqroq bo'lib chiqdi. Sintez natijasida atigi bir nechta mendeleevium atomlari olingan bo'lsa-da, ularning kimyoviy xossalarini avvalgi transuranlarda qo'llanilgan usullar yordamida o'rganish mumkin bo'ldi.
Davriy qonunga munosib bahoni Uilyam Razmey berdi, u davriy qonun tadqiqotchilar uchun haqiqiy kompas ekanligini ta'kidladi.
| |
Bu hamma joyda mavjud bo'lgan qonun asosida kimyoni o'rganish mumkin emas. Davriy jadvalsiz kimyo darsligi qanchalik kulgili ko'rinadi! Turli elementlarning bir-biri bilan qanday bog'liqligini va nima uchun ular bir-biriga bog'langanligini tushunishingiz kerak. Shundagina davriy jadval elementlar va ularning birikmalari xossalari haqidagi boy ma’lumotlar omboriga aylanadi, uni juda kam solishtirish mumkin bo‘ladi.
Tajribali kimyogar tizimdagi istalgan elementning egallagan joyiga qarab, u haqida ko'p narsalarni aytib berishi mumkin: element metallmi yoki metall bo'lmaganmi; vodorod - gidridlar bilan birikmalar hosil qiladimi yoki yo'qmi; bu elementga qanday oksidlar xosdir; kimyoviy birikmalarga kirishda qanday valentliklarni namoyon qilishi mumkin; ushbu elementning qaysi birikmalari barqaror va qaysi biri, aksincha, mo'rt bo'ladi; Qaysi birikmalardan va qanday usulda ushbu elementni erkin shaklda olish eng qulay va foydalidir. Va agar kimyogar bu ma'lumotlarning barchasini davriy jadvaldan chiqarib olsa, demak, bu uni yaxshi o'zlashtirganligini anglatadi.
Davriy jadval yangi, g'ayrioddiy, oldindan belgilangan xususiyatlarga ega bo'lgan yangi materiallar va moddalarni, tabiatga noma'lum moddalarni olish uchun asosdir. Ular hozir katta miqdorda yaratilmoqda. Shuningdek, u yarimo'tkazgichli materiallarni sintez qilish uchun yo'naltiruvchi ipga aylandi. Ko'pgina misollar yordamida olimlar davriy sistemada ma'lum o'rinlarni egallagan elementlarning birikmalari (asosan uning III - V guruhlarida) eng yaxshi yarim o'tkazgich xususiyatlarga ega ekanligini yoki bo'lishi kerakligini aniqladilar.
Davriy jadvalni e'tiborsiz qoldirib, yangi qotishmalarni olish vazifasini qo'yish mumkin emas. Axir, qotishmalarning tuzilishi va xossalari jadvaldagi metallarning joylashuvi bilan belgilanadi. Hozirgi vaqtda minglab turli xil qotishmalar ma'lum.
Ehtimol, zamonaviy kimyoning har qanday sohasida davriy qonunning aksini ko'rish mumkin. Ammo uning buyukligi oldida faqat kimyogarlar bosh egmaydilar. Yangi elementlarni sintez qilishning qiyin va qiziqarli vazifasini davriy qonunsiz bajarish mumkin emas. Yulduzlarda kimyoviy elementlar sintezining ulkan tabiiy jarayoni sodir bo'ladi. Olimlar bu jarayonni nukleosintez deb atashadi.
Hozircha olimlar bizga ma'lum bo'lgan kimyoviy elementlarning aniq qanday yo'llar bilan, qanday ketma-ket yadro reaktsiyalari natijasida hosil bo'lganligi haqida tasavvurga ega emaslar. Nukleosintezning ko'plab gipotezalari mavjud, ammo hali to'liq nazariya mavjud emas. Ammo biz ishonch bilan aytishimiz mumkinki, elementlarning paydo bo'lish yo'llari haqidagi eng qo'rqoq taxminlar ham davriy jadvaldagi elementlarning ketma-ket joylashishini hisobga olmasdan mumkin emas edi. Turli nukleosintez reaksiyalari asosida yadro davriyligi, atom yadrolarining tuzilishi va xossalari qonuniyatlari yotadi.
Insoniyat bilimi va amaliyotining Buyuk Qonun va elementlar tizimi muhim rol o‘ynaydigan sohalarini sanab o‘tish ancha vaqt talab etadi. Rostini aytganda, biz Mendeleevning davriylik haqidagi ta'limotining to'liq ko'lamini tasavvur ham qilmaymiz. Ko'p marta u o'zining kutilmagan qirralarini olimlarga ko'rsatadi.
Mendeleyev, shubhasiz, dunyodagi eng buyuk kimyogarlardan biri. Uning qonunidan yuz yildan ortiq vaqt o'tgan bo'lsa-da, mashhur davriy jadvalning butun mazmuni qachon to'liq tushunilishini hech kim bilmaydi.
Guruch. 21. Dmitriy Ivanovich Mendeleev surati.
Guruch. 22. Rossiya kimyo jamiyati raisligida
1. Petryanov I.V., Trifonov D.N. “Buyuk qonun”.
Moskva, "Pedagogika", 1984 yil
2. Kedrov B. M. “D. I. Mendeleyevning atomizmdagi bashoratlari”.
Moskva, Atomizdat, 1977 yil
3. Agafoshin N. P. “D. I. Mendeleyev davriy qonuni va elementlar davriy sistemasi” Moskva, “Ma’rifat”, 1973 y.
4. “D. I. Mendeleyev zamondoshlari xotiralarida” Moskva, “Atomizdat”, 1973 y.
5. Volkov V. A. "Dunyoning taniqli kimyogarlari" biografik ma'lumotnomasi Moskva, "Oliy maktab", 1991 y.
6. Bogolyubova L.N.“Buyuk kimyogarlarning biografiyalari” Moskva, “Ma’rifat”, 1997 y.
7. Ivanova L. F., Egorova E. N. "Hamma narsa haqida" ish stoli ensiklopediyasi Moskva, "Mnemosyne", 2001 y.
8. Summ L.B. bolalar ensiklopediyasi “Men dunyoni kashf qilaman. Kimyo" Moskva, "Olimp", 1998 yil
Davriy kimyoviy elementlar jadvalining ochilishi kimyoning fan sifatida rivojlanishi tarixidagi muhim bosqichlardan biri bo‘ldi. Jadvalni kashf etgan rus olimi Dmitriy Mendeleev. Keng ilmiy dunyoqarashga ega bo'lgan g'ayrioddiy olim kimyoviy elementlarning tabiati haqidagi barcha g'oyalarni yagona izchil tushunchaga birlashtira oldi.
M24.RU sizga davriy elementlar jadvalining ochilish tarixi, yangi elementlarning ochilishi bilan bog'liq qiziqarli faktlar va Mendeleyevni o'rab olgan xalq ertaklari va u yaratgan kimyoviy elementlar jadvali haqida ma'lumot beradi.
Jadvalni ochish tarixi
19-asrning oʻrtalariga kelib 63 ta kimyoviy element kashf qilindi va butun dunyo olimlari bir necha bor barcha mavjud elementlarni yagona tushunchaga birlashtirishga urinishgan. Elementlarni atom massasini oshirish tartibida joylashtirish va ularni o'xshash kimyoviy xossalariga ko'ra guruhlarga bo'lish taklif qilindi.
1863 yilda kimyogar va musiqachi Jon Aleksandr Nyuland o'z nazariyasini taklif qildi, u Mendeleev tomonidan kashf etilganga o'xshash kimyoviy elementlarning sxemasini taklif qildi, ammo olimning ishi muallifni olib qo'yganligi sababli ilmiy jamoatchilik tomonidan jiddiy qabul qilinmadi. uyg'unlikni izlash va musiqani kimyo bilan bog'lash orqali.
1869 yilda Mendeleev davriy jadvalning diagrammasini "Rossiya kimyo jamiyati" jurnalida nashr etdi va kashfiyot haqida dunyoning etakchi olimlariga xabar yubordi. Keyinchalik, kimyogar odatdagi ko'rinishga ega bo'lgunga qadar sxemani qayta-qayta takomillashtirish va takomillashtirdi.
Mendeleyev kashfiyotining mohiyati shundan iboratki, atom massasining ortishi bilan elementlarning kimyoviy xossalari monoton emas, balki davriy ravishda o‘zgaradi. Turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan ma'lum miqdordagi elementlardan keyin xususiyatlar takrorlana boshlaydi. Shunday qilib, kaliy natriyga, ftor xlorga, oltin kumush va misga o'xshaydi.
1871 yilda Mendeleev nihoyat g'oyalarni davriy qonunga birlashtirdi. Olimlar bir nechta yangi kimyoviy elementlarning kashf etilishini bashorat qilishdi va ularning kimyoviy xususiyatlarini tasvirlashdi. Keyinchalik kimyogarning hisob-kitoblari to'liq tasdiqlandi - galliy, skandiy va germaniy Mendeleev ularga tegishli bo'lgan xususiyatlarga to'liq mos keldi.
Mendeleev haqida ertaklar
Mashhur olim va uning kashfiyotlari haqida ko'plab ertaklar bor edi. O'sha paytda odamlar kimyo haqida juda oz tushunchaga ega edilar va kimyoni o'rganish go'daklardan osh yeyish va sanoat miqyosida o'g'irlik qilish kabi narsa deb ishonishgan. Shu sababli, Mendeleevning faoliyati tezda ko'plab mish-mishlar va afsonalarga ega bo'ldi.
Afsonalardan birida aytilishicha, Mendeleev tushida kimyoviy elementlar jadvalini kashf etgan. Bu yagona holat emas, benzol halqasining formulasini orzu qilgan Avgust Kekule ham o'z kashfiyoti haqida gapirdi. Biroq, Mendeleev faqat tanqidchilar ustidan kuldi. "Men bu haqda yigirma yildan beri o'yladim, siz aytasiz: men o'sha erda o'tirgan edim va birdan ... tugadi!" - dedi bir marta olim o'z kashfiyoti haqida.
Boshqa bir hikoya Mendeleevni aroq kashf etganligi haqida gapiradi. 1865 yilda buyuk olim "Spirtli ichimliklarning suv bilan birikmasi haqida nutq" mavzusida nomzodlik dissertatsiyasini himoya qildi va bu darhol yangi afsonani keltirib chiqardi. Kimyogarning zamondoshlari olim "suv bilan birlashtirilgan spirtli ichimliklar ta'sirida juda yaxshi ijod qiladi" deb kulishdi va keyingi avlodlar allaqachon Mendeleevni aroq kashfiyotchisi deb atashgan.
Ular, shuningdek, olimning turmush tarzidan, ayniqsa Mendeleev o'z laboratoriyasini ulkan eman daraxti bo'shlig'ida jihozlaganidan kulishdi.
Zamondoshlar, shuningdek, Mendeleevning chamadonlarga bo'lgan ishtiyoqini masxara qilishdi. Olim Simferopoldagi beixtiyor harakatsizligida vaqtini chamadon to'qishga majbur qildi. Keyinchalik u mustaqil ravishda laboratoriya ehtiyojlari uchun karton idishlar yasadi. Ushbu sevimli mashg'ulotning aniq "havaskor" tabiatiga qaramay, Mendeleevni ko'pincha "chamadon ustasi" deb atashgan.
Radiyning kashf etilishi
Kimyo tarixidagi eng fojiali va ayni paytda mashhur sahifalardan biri va davriy sistemada yangi elementlarning paydo bo'lishi radiyning kashf etilishi bilan bog'liq. Yangi kimyoviy elementni turmush o'rtoqlar Mari va Per Kyuri kashf qilishdi, ular uran rudasidan uran ajratilgandan keyin qolgan chiqindilar toza uranga qaraganda radioaktivroq ekanligini aniqladilar.
O'sha paytda hech kim radioaktivlik nima ekanligini bilmaganligi sababli, mish-mishlar tezda shifobaxsh xususiyatlarni va fanga ma'lum bo'lgan deyarli barcha kasalliklarni davolash qobiliyatini yangi elementga bog'ladi. Radiy oziq-ovqat mahsulotlari, tish pastasi va yuz kremlariga kiritilgan. Boylar siferblatlari radium bo'lgan bo'yoq bilan bo'yalgan soatlarni taqib yurishardi. Radioaktiv element potentsialni yaxshilash va stressni engillashtiradigan vosita sifatida tavsiya etilgan.
Bunday "ishlab chiqarish" yigirma yil davom etdi - yigirmanchi asrning 30-yillarigacha, olimlar radioaktivlikning haqiqiy xususiyatlarini aniqladilar va nurlanishning inson tanasiga qanchalik halokatli ta'sirini aniqladilar.
Mari Kyuri 1934 yilda uzoq muddat radiy ta'siridan kelib chiqqan nurlanish kasalligidan vafot etdi.
Nebulium va koronium
Davriy jadval nafaqat kimyoviy elementlarni yagona uyg'un tizimda tartibga solibgina qolmay, balki yangi elementlarning ko'plab kashfiyotlarini bashorat qilish imkonini berdi. Shu bilan birga, ba'zi kimyoviy "elementlar" davriy qonun tushunchasiga to'g'ri kelmasligi sababli mavjud emas deb tan olingan. Eng mashhur hikoya - nebulium va koroniumning yangi elementlarining "kashfiyoti".
Quyosh atmosferasini o'rganish chog'ida astronomlar er yuzida ma'lum bo'lgan kimyoviy elementlarning birortasini aniqlay olmaydigan spektral chiziqlarni topdilar. Olimlar bu chiziqlar koroniy deb nomlangan yangi elementga tegishli, deb taxmin qilishdi (chunki chiziqlar Quyoshning "tojini" - yulduz atmosferasining tashqi qatlamini o'rganish paytida topilgan).
Bir necha yil o'tgach, astronomlar gaz tumanliklari spektrlarini o'rganish davomida yana bir kashfiyot qilishdi. Yana yerdagi hech narsa bilan aniqlab bo'lmaydigan topilgan chiziqlar boshqa kimyoviy element - nebulium bilan bog'liq edi.
Mendeleyev davriy sistemasida nebuliy va koroniy xossalariga ega bo‘lgan elementlarga endi joy qolmagani uchun kashfiyotlar tanqid qilindi. Tekshiruvdan so'ng nebuliy oddiy yer kislorodi, koronium esa yuqori darajada ionlangan temir ekanligi aniqlandi.
Material ochiq manbalardan olingan ma'lumotlar asosida yaratilgan. Vasiliy Makagonov @vmakagonov tomonidan tayyorlangan
DAVRIY QONUNINING KASHFI
Davriy qonunni D.I.Mendeleyev “Kimyo asoslari” darsligi matni ustida ishlayotganda, faktik materialni tizimlashtirishda qiyinchiliklarga duch kelganida kashf etgan. 1869 yil fevral oyining o‘rtalariga kelib, o‘quv qo‘llanmaning tuzilishi haqida fikr yuritar ekan, olim asta-sekin oddiy moddalarning xossalari va elementlarning atom massalari ma’lum bir qonuniyat bilan bog‘langan degan xulosaga keldi.
Elementlarning davriy jadvalini kashf qilish tasodifan amalga oshirilmagan, bu Dmitriy Ivanovichning o'zi va uning o'tmishdoshlari va zamondoshlari orasidan ko'plab kimyogarlar tomonidan olib borilgan ulkan mehnat, uzoq va mashaqqatli mehnat natijasi edi. "Men elementlarning tasnifini yakunlashni boshlaganimda, har bir element va uning birikmalarini alohida kartalarga yozdim, so'ngra ularni guruhlar va qatorlar tartibida joylashtirgan holda davriy qonunning birinchi vizual jadvalini oldim. Lekin bu faqat yakuniy akkord, oldingi barcha ishlarning natijasi edi...” dedi olim. Mendeleyev o‘zining kashfiyoti elementlar orasidagi bog‘lanishlar haqida yigirma yillik o‘ylash, elementlarning har tomondan munosabatlari haqida o‘ylash natijasi ekanligini ta’kidladi.
17-fevralda (1-mart) maqolaning “Atom ogʻirliklari va kimyoviy oʻxshashliklariga asoslangan elementlar tizimi boʻyicha tajriba” nomli jadvaldan iborat qoʻlyozmasi toʻldirilib, matn terish mashinalari va sanasi koʻrsatilgan holda bosmaxonaga topshirildi. "1869 yil 17 fevral." Mendeleyevning kashfiyoti to‘g‘risida 1869-yil 22-fevral (6-mart)dagi jamiyat yig‘ilishida Rossiya kimyo jamiyati muharriri professor N.A.Menshutkin e’lon qildi.Mendeleyevning o‘zi yig‘ilishda ishtirok etmadi, chunki o‘sha paytda Erkin Iqtisodiy Jamiyatning ko'rsatmasi bilan u Tverskaya pishloq zavodlari va Novgorod viloyatlarini ko'zdan kechirdi.
Tizimning birinchi versiyasida elementlar olim tomonidan o'n to'qqizta gorizontal qator va oltita vertikal ustunga joylashtirilgan. 17-fevralda (1-mart) davriy qonunning kashfiyoti tugallanmagan, faqat boshlangan. Dmitriy Ivanovich qariyb uch yil davomida uning rivojlanishi va chuqurlashishini davom ettirdi. 1870 yilda Mendeleev tizimning ikkinchi versiyasini "Kimyo asoslari" ("Elementlarning tabiiy tizimi") da nashr etdi: analog elementlarning gorizontal ustunlari vertikal ravishda joylashgan sakkizta guruhga aylantirildi; birinchi versiyaning oltita vertikal ustunlari gidroksidi metalldan boshlanib, halogen bilan tugaydigan davrlarga aylandi. Har bir davr ikki qatorga bo'lingan; guruhga kiritilgan turli xil turkumlarning elementlari kichik guruhlarni tashkil qiladi.
Mendeleyev kashfiyotining mohiyati shundan iboratki, kimyoviy elementlarning atom massasi ortishi bilan ularning xossalari monoton emas, balki davriy ravishda o‘zgaradi. Har xil xususiyatlarga ega bo'lgan ma'lum miqdordagi elementlardan so'ng, ortib borayotgan atom og'irligi bo'yicha tartibga solingandan so'ng, xususiyatlar takrorlana boshlaydi. Mendeleyevning o‘zidan oldingi olimlarning ishlaridan farqi shundaki, Mendeleyev elementlarni tasniflashda bitta asosga ega emas, balki ikkita - atom massasi va kimyoviy o‘xshashlikka ega edi. Davriylikni toʻliq kuzatish uchun Mendeleyev baʼzi elementlarning atom massalarini toʻgʻrilab, oʻz tizimiga oʻsha davrdagi boshqalar bilan oʻxshashligi haqidagi qabul qilingan gʻoyalarga zid ravishda bir nechta elementlarni joylashtirdi va elementlar hali kashf etilmagan jadvalda boʻsh katakchalarni qoldirdi. joylashtirilishi kerak edi.
1871 yilda bu asarlar asosida Mendeleyev Davriy qonunni shakllantirdi, uning shakli vaqt o'tishi bilan biroz takomillashtirildi.
Elementlarning davriy tizimi kimyoning keyingi rivojlanishiga katta ta'sir ko'rsatdi. Bu kimyoviy elementlarning birinchi tabiiy tasnifi bo'lib, ular uyg'un tizimni tashkil etishini va bir-biri bilan chambarchas bog'liqligini ko'rsatibgina qolmay, balki keyingi tadqiqotlar uchun kuchli vosita bo'ldi. Mendeleyev o‘zi kashf etgan davriy qonun asosida o‘z jadvalini tuzgan davrda ko‘pgina elementlar hali noma’lum edi. Mendeleev nafaqat bu bo'shliqlarni to'ldiradigan hali noma'lum elementlar bo'lishi kerakligiga ishonch hosil qildi, balki davriy jadvalning boshqa elementlari orasidagi o'rnidan kelib chiqib, bunday elementlarning xususiyatlarini oldindan bashorat qildi. Keyingi 15 yil ichida Mendeleyevning bashoratlari ajoyib tarzda tasdiqlandi; barcha uch kutilgan element (Ga, Sc, Ge) kashf qilindi, bu davriy qonunning eng katta g'alabasi edi.
DI. Mendeleyev “Atom og‘irligi va kimyoviy o‘xshashligiga asoslangan elementlar tizimining tajribasi” qo‘lyozmasini taqdim etdi // Prezident kutubxonasi // Tarixda kun http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006
ROSSIYA KIMYO JAMIYATI
Rossiya kimyo jamiyati 1868 yilda Sankt-Peterburg universitetida tashkil etilgan ilmiy tashkilot bo'lib, u rus kimyogarlarining ixtiyoriy birlashmasi edi.
Jamiyatni tuzish zarurati 1867 yil dekabr oxiri - 1868 yil yanvar boshida Sankt-Peterburgda boʻlib oʻtgan Rossiya tabiatshunoslari va shifokorlarining 1-kongressida eʼlon qilindi. Qurultoyda Kimyo seksiyasi ishtirokchilarining qarori eʼlon qilindi. :
"Kimyoviy bo'lim Rossiya kimyogarlarining allaqachon tashkil etilgan kuchlari bilan aloqa qilish uchun Kimyo jamiyatiga birlashish istagini bir ovozdan bildirdi. Bu bo‘lim Rossiyaning barcha shaharlarida bu jamiyat a’zolariga ega bo‘lishiga ishonadi va uning nashriga barcha rus kimyogarlarining rus tilida chop etilgan asarlari kiritiladi”.
Bu vaqtga kelib, bir qancha Yevropa mamlakatlarida kimyo jamiyatlari allaqachon tashkil etilgan edi: London kimyo jamiyati (1841), Frantsiya kimyo jamiyati (1857), Germaniya kimyo jamiyati (1867); Amerika kimyo jamiyati 1876 yilda tashkil topgan.
Asosan D.I.Mendeleyev tomonidan tuzilgan Rossiya kimyo jamiyatining Nizomi 1868-yil 26-oktabrda Xalq taʼlimi vazirligi tomonidan tasdiqlangan va jamiyatning birinchi yigʻilishi 1868-yil 6-noyabrda boʻlib oʻtgan, dastlab uning tarkibiga 35 nafar kimyogarlar kiritilgan. Sankt-Peterburg, Qozon, Moskva, Varshava, Kiev, Xarkov va Odessa. N. N. Zinin Rossiya madaniy jamiyatining birinchi prezidenti, N. A. Menshutkin esa kotib bo'ldi. Jamiyat a'zolari a'zolik badallarini to'ladilar (yiliga 10 rubl), yangi a'zolar faqat uchta mavjud bo'lganlarning tavsiyasiga binoan qabul qilindi. O'zining birinchi yilida RCS a'zolari soni 35 dan 60 gacha ko'paydi va keyingi yillarda ham muammosiz o'sishda davom etdi (1879 yilda 129 ta, 1889 yilda 237 ta, 1899 yilda 293 ta, 1909 yilda 364 ta, 1917 yilda 565 ta).
1869 yilda Rossiya kimyo jamiyati o'zining bosma organini - Rossiya kimyo jamiyati jurnalini (ZHRKhO) sotib oldi; Jurnal yiliga 9 marta (yoz oylaridan tashqari har oyda) nashr etilgan. 1869 yildan 1900 yilgacha ZhRKhO muharriri N. A. Menshutkin, 1901 yildan 1930 yilgacha - A. E. Favorskiy edi.
1878 yilda Rossiya kimyo jamiyati Rossiya fizika jamiyati (1872 yilda tashkil etilgan) bilan birlashib, Rossiya fizik-kimyo jamiyatini tashkil etdi. Rossiya Federal Kimyo Jamiyatining birinchi prezidentlari A. M. Butlerov (1878-1882) va D. I. Mendeleev (1883-1887) edi. 1879 yilda birlashish munosabati bilan (11-jilddan) "Rossiya kimyo jamiyati jurnali" "Rossiya fizik-kimyo jamiyati jurnali" deb o'zgartirildi. Nashr qilish chastotasi yiliga 10 ta sonni tashkil etdi; Jurnal ikki qismdan iborat edi - kimyoviy (ZhRKhO) va jismoniy (ZhRFO).
Rus kimyosi klassiklarining ko'plab asarlari birinchi marta ZhRKhO sahifalarida nashr etilgan. D.I.Mendeleyevning elementlar davriy sistemasini yaratish va rivojlantirish boʻyicha ishlarini va uning organik birikmalar tuzilishi haqidagi nazariyasini rivojlantirish bilan bogʻliq A.M.Butlerovni alohida qayd etishimiz mumkin; N. A. Menshutkin, D. P. Konovalov, N. S. Kurnakov, L. A. Chugaevlarning noorganik va fizik kimyo sohasidagi tadqiqotlari; Organik kimyo sohasida V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatskiy, A. E. Favorskiy, N. D. Zelinskiy, S. V. Lebedev va A. E. Arbuzov. 1869 yildan 1930 yilgacha bo'lgan davrda ZhRKhO'da 5067 original kimyoviy tadqiqotlar nashr etildi, kimyoning ayrim masalalari bo'yicha tezislar va taqrizmalar, xorijiy jurnallardan eng qiziqarli asarlarning tarjimalari ham nashr etildi.
RFCS umumiy va amaliy kimyo bo'yicha Mendeleyev kongresslarining asoschisi bo'ldi; Birinchi uchta qurultoy 1907, 1911 va 1922 yillarda Peterburgda boʻlib oʻtgan. 1919 yilda ZHRFKhO nashri to'xtatildi va faqat 1924 yilda qayta tiklandi.
