Историята на откриването на периодичния закон Д. Менделеев. Значението на откриването на периодичния закон

Всички материали, които ни заобикалят в природата, независимо дали са космически обекти, обикновени земни обекти или живи организми, се състоят от вещества. Има много видове от тях. Дори в древни времена хората забелязват, че са в състояние не само да променят физическото си състояние, но и да се превърнат в други вещества, които имат различни свойства в сравнение с първоначалните. Но законите, според които се извършват такива трансформации на материята, хората не разбират веднага. За целта е било необходимо правилно да се идентифицира основата на веществото и да се класифицират съществуващите елементи в природата. Това стана възможно едва в средата на XIX век с откриването на периодичния закон. История на неговото създаване Менделеев е предшестван от многогодишна работа и формирането на този вид знание се насърчава от вековната история на цялото човечество.

Кога са поставени основите на химията?

Занаятчиите от древни времена са успели достатъчно в леене и топене на различни метали, знаейки много тайни за тяхната трансмутация. Те прехвърлиха своите знания и опит на потомци, които ги използват до средновековието. Смята се, че неблагородните метали могат да се превърнат в ценни метали, което всъщност е основната задача на химиците до 16 век. В действителност, в подобна идея, дори на философски и мистични идеи за древногръцките учени са положени, че цялата материя е изградена от някои "основни елементи", които могат да трансформират една в друга. Въпреки очевидната примитивност на този подход той играе роля в историята на откриването на Периодичния закон.

Панацея и бяла тинктура

В търсене на първия принцип алхимиците вярват в съществуването на две фантастични вещества. Единият от тях е камък на философа, известен в легендите, наречен също жизненоважен еликсир или панацея. Вярвало се е, че това означава не само преобразуването е безпроблемно начин в злато живак, олово, сребро и други вещества, но също така служи като чудотворно лекарство гъвкав, всички лечебни човешки заболявания. Друг елемент, известен като бялата тинктура, не принадлежи към категорията на такава ефективна, но е надарена със способността да превръща други вещества в сребро.

Разказвайки праисторията на откриването на периодичния закон, не е възможно да не споменаваме натрупаните от алхимиците знания. Те представляват модел на символно мислене. Представители на тази полумистична наука са създали определен химически модел на света и процесите, които се извършват в него на космическо ниво. В стремежа си да разберат същността на всички неща, те с подробно описание на лабораторните техники, оборудване и информация за химическите ястия, с голяма съвест и усърдие по отношение на прехвърлянето на техния опит на колеги и потомци.

Необходимостта от класификация

Значителна по отношение на количеството информация за най-различни химически елементи от ХIХ век е натрупана достатъчно, което поражда естествена нужда и желание на учените да ги систематизират. Но за извършването на такава класификация бяха необходими допълнителни експериментални данни, както и не мистични, но реални познания за структурата на веществата и същността на основата на устройството на материята, които все още не бяха необходими. Освен това, наличната информация за значението на атомните маси на известните по това време химически елементи, въз основа на които е направена систематизацията, не се различава много.

Опитите да се класифицират сред натуралистите са направени многократно преди реализацията на истинската същност на нещата, която сега е в основата на съвременната наука. И в тази посока много учени работиха. Говорейки накратко за предпоставките за откриването на периодичния закон на Менделеев, трябва да се споменат примери за такива асоциации на елементи.

триада

Учените от онези времена усещат, че свойствата, проявявани от голямо разнообразие от вещества, са в несъмнена зависимост от мащабите на техните атомни маси. Осъзнавайки това, химик от Германия Йохан Дьоберенер предлага своята система за класификация на елементите, които съставляват основата на материята. Това се случи през 1829 година. Събитието беше доста сериозен напредък в науката за този период на своето развитие, а също и важен етап в историята на откриването на периодичния закон. Döbereiner комбинира известни елементи в общностите, като им дава името "триада". Съгласно съществуващата система, масата на крайните елементи се оказа равна на средната сума от атомните маси на члена на групата, който е между тях.

Опитите за разширяване на границите на триадите

Недостатъците на посочената по-горе система Döbereiner са недостатъци. Например, във веригата на барий, стронций, калций не е имало магнезий с подобна структура и свойства за тях. И в общността на телур, селен, сяра, нямаше достатъчно кислород. Много други подобни вещества също не са класифицирани според системата на триадите.

Много други химици се опитаха да развият тези идеи. По-специално, германският учен Леополд Гмелин се стреми да разшири "близката" рамка, разширявайки групите от класифицирани елементи, разпределяйки ги по реда на еквивалентни тегла и електронегодност на елементите. Неговите структури формират не само триади, но тетрад и пентади, но немският химик не може да схване същността на периодичния закон.

Спирала De Charncourtau

Александър де Чанкуртуа излезе с още по-сложна схема за конструиране на елементи. Той ги подреди на самолет, сгънат в цилиндър, простиращ се вертикално с наклон от 45 °, за да се увеличат атомните маси. Както се предполагаше, по линиите, успоредни на оста на тази обемна геометрична фигура, трябва да бъдат разположени вещества с подобни свойства.

Но на практика идеалната класификация не работи, тъй като понякога несвързаните елементи понякога стигат до същата вертикална. Например, в близост до алкални метали има абсолютно друго химично поведение на мангана. И в една "компания" има сяра, кислород и абсолютно не с тях подобен елемент от титан. Въпреки това, такава схема също допринесе, заемайки своето място в историята на откриването на периодичния закон.

Други опити за създаване на класификации

Следвайки описаната класификационна система, Джон Нюландс, като отбелязва, че сходството в свойствата на елементите, подредени в съответствие с нарастването на атомната маса, показва всеки осми член на получената серия. Намерен е моделът на учения, който е дошъл на ум, за да се сравни с структурата на подреждането на музикални октави. В същото време той приписва на всеки от елементите собствен сериен номер, като има хоризонтални редове. Но тази схема отново не се оказа идеална и беше силно скептична в научната общност.

От 1964 г. до 1970 г. маси, поръчване на химически елементи, създадоха също и Олинг и Майер. Но такива опити отново имаха своите недостатъци. Всичко това вече беше предишния ден Откритието на Менделеев периодичното право. И някои работи с несъвършени опити за класификация се публикуват дори след като масата, която използваме до днес, беше представена на света.

Биография на Менделеев

Блестящ руски учен е роден в град Тоболск през 1834 г. в семейството на директора на гимназията. В къщата освен него имаше и шестнадесет братя и сестри. Не лишен от внимание, като най-малкия от децата, Дмитрий Иванович от най-незначителната възраст удари всички с необикновени способности. Родителите, въпреки трудностите, се стремяха да му дадат най-доброто образование. По този начин Менделеев завършва гимназията в Тоболск, а след това и Педагогическия институт в столицата, като същевременно запазва дълбокия си интерес към науките. И не само за химията, но и за физиката, метеорологията, геологията, технологията, инструменталното инженерство, аеронавтиката и други.

Скоро Менделеев защитава тезата си и става доцент на университета в Санкт Петербург, където изнася лекции по органична химия. През 1865 г. той представя колегите си с докторска дисертация по темата "Относно връзката на алкохола с водата". Годината на откриването на периодичния закон беше 1969 г. Но това постижение беше предшествано от 14 години упорита работа.

За голямото откритие

Като се вземат предвид грешките, неточностите и положителният опит на колегите, Дмитрий Иванович успя да систематизира химическите елементи по най-удобния начин. Той отбеляза и периодичната зависимост на свойствата на съединенията и простите вещества, тяхната форма върху стойността на атомните маси, както се посочва в формулировката на периодичния закон, даден от Менделеев.

Но такива прогресивни идеи, за съжаление, не отекнаха веднага със сърцата на дори руски учени, които предприеха тази иновация много предпазливи. И сред фигурите на чуждестранната наука, особено в Англия и Германия, законът на Менделеев намери най-пламените противници. Но много скоро ситуацията се промени. Каква беше причината? Гениалната смелост на великия руски учен по-късно се появи на света като доказателство за блестящата му способност да предвижда наука.

Нови елементи в химията

Откриването на периодичния закон и структурата на създадената от него периодична таблица направи възможно не само да се систематизират веществата, но и да се направят редица предсказания за присъствието в природата на много неизвестни по това време елементи. Затова Менделеев успя да преведе на практика това, което не може да направи с други учени.

Изминаха само пет години и предположенията на великия Руски химик започна да се потвърждава. Французинът Lecoq de Boisbadran откри нов метал, наречен галий. Неговите свойства се оказаха много близки до предвидените от Менделеев в теорията на ekaaluminium. След като научиха за това, представители на научния свят на онези времена бяха зашеметени. Но тази удивителна фактика изобщо не свърши. Тогава швед Нилсон открил скандий, хипотетичен аналог на който бил екабор. А двойката ексилиций бе открита от Уинклер Германий. Оттогава законът на Менделеев започва да се утвърждава и да придобива все повече и повече поддръжници.

Нови факти за гениално прогнозиране

създател периодична система беше толкова очарован от красотата на неговата идея, че той се възползва от някои предположения, чиято легитимност по-късно бе най-блестящо потвърдена от практически научни открития. Например, някои от веществата, подредени в масата на Менделеев, не са в съответствие с нарастването на атомните маси. Той предвижда, че периодичността в дълбок смисъл все още се наблюдава не само във връзка с увеличаването на атомното тегло на елементите, но и по друга причина. Големият учен предположил, че масата на един елемент зависи от количеството в неговата структура на някои по-елементарни частици.

По този начин откриването от Менделеев на периодичния закон по някакъв начин е накарало представителите на науката да мислят за съставните части на атома. А учените скоро след 20-ти век - век на грандиозни открития - многократно са били убедени, че свойствата на елементите зависят от размера на зарядите на атомните ядра и структурата на нейната електронна обвивка.

Периодичното право и модерността

Масата на Менделеев, която в същото време остава непроменена в сърцевината, впоследствие се допълва и ремонтира. Тя формира така наречената нулева група елементи, която включва инертни газове. Проблемът с поставянето на елементи от редкоземни елементи също бе успешно решен. Но въпреки допълненията значението на откриването на периодичния закон на Менделеев в оригиналната му версия е трудно да се надцени.

По-късно, с откриването на електрони и явлението радиоактивност, напълно разбраха причините за успеха на такава систематизация, както и периодичността на свойствата на елементите на различните вещества. Скоро изотопите на радиоактивните елементи намериха своето място в тази таблица. Основата на класификацията на множество членове на клетката е атомното число. И в средата на 20-ти век последователността на елементите в таблицата е окончателно оправдана, в зависимост от запълването на орбиталите на атомите, движещи се с огромна скорост около ядрото от електрони.