Відкриття Періодичного закону Д. І. Менделєєвим. Значення періодичного закону
Дмитро Іванович МенделеевПервий варіант Періодичної таблиці елементів був опублікований Дмитром Івановичем Менделєєвим в 1869 році – задовго до того, як було вивчено будову атома. У цей час Менделєєв викладав хімію в Петербурзькому університеті. Готуючись до лекцій, збираючи матеріал для свого підручника ” Основи хімії “, Д. І. Менделєєв роздумував над тим, як систематизувати матеріал таким чином, щоб відомості про хімічні властивості елементів не виглядали набором розрізнених фактів.
Орієнтиром у цій роботі Д. І. Менделєєву послужили атомні маси (атомні ваги) елементів. Після Всесвітнього конгресу хіміків в 1860 році, в роботі якого брав участь і Д. І. Менделєєв, проблема правильного визначення атомних ваг була постійно в центрі уваги багатьох провідних хіміків світу, в тому числі і Д. І. Менделєєва.
Маючи в своєму розпорядженні елементи в порядку зростання їх атомних ваг, Д. І. Менделєєв виявив фундаментальний закон природи, який тепер відомий як Періодичний закон:
Властивості елементів періодично змінюються відповідно до їх атомною вагою.
Наведена формулювання анітрохи не суперечить сучасній, в якій поняття ” атомний вагу” замінено поняттям ” заряд ядра “. Сьогодні ми знаємо, що атомна маса зосереджена в основному в ядрі атома. Ядро складається з протонів і нейтронів. Зі збільшенням числа протонів, що визначають заряд ядра, зростає і число нейтронів в ядрах, а значить і маса атомів елементів.
До Менделєєва було зроблено декілька спроб систематизувати елементи з різних ознаками. В основному об’єднувалися подібні за своїми хімічними властивостями елементи. Наприклад: Li, Na, K. Або: Cl, Br, I. Ці та деякі інші елементи об’єднувалися у так звані ” тріади “. Таблиця з п’яти таких ” тріад ” була опублікована Доберейнером ще в 1829 році, але вона включала лише невелику частину з відомих до того часу елементів.
Джон Александер Рейну НьюлендсВ 1864 англієць Дж. Ньюлендс зауважив, що якщо розташовувати елементи в порядку зростання їх атомної ваги, то приблизно кожен восьмий елемент є свого роду повторенням першого – подібно до того, як нота “до” (як і будь-яка інша нота) повторюється в музичних октавах через кожні 7 нот (закон октав). Нижче показаний варіант таблиці Ньюлендса, що відноситься до 1865 році. Елементи, що мають однаковий атомний вага (за даними того часу) поміщалися під одним номером. Можна бачити, з якими труднощами зіткнувся Ньюлендса – намітилися закономірності швидко руйнувалися, оскільки в його системі не була врахована можливість існування ще відкритих елементів.
Доповідь Ньюлендса “Закон октав і причини хімічних співвідношень серед атомних ваг” обговорювалося на засіданні Лондонського хімічного товариства 1 березня 1866, а короткий звіт про нього публікувався в журналі “Сhemical News”. Ньюлендса був близький до відкриття Періодичного закону, проте сама ідея послідовної нумерації тільки відомих до того часу елементів не просто ” ламала ” плавну зміну їх хімічних властивостей – ця ідея виключала можливість існування ще відкритих елементів, для яких в системі Ньюлендса просто не було місця. Принципова новизна Періодичного закону, відкритого і сформульованого Д. І. Менделєєвим через рівно три роки, полягала в наступному:
1. Встановлювалася зв’язок між несхожих за своїми властивостями елементами. Цей зв’язок полягає в тому, що властивості елементів плавно і приблизно однаково змінюються зі зростанням їхньої атомної ваги, а потім ці зміни періодично повторюються.
2. У тих випадках, коли створювалося враження, що в послідовності зміни властивостей елементів не вистачає якогось ланки, в Періодичної таблиці передбачалися прогалини, які треба було заповнити ще відкритими елементами. Мало того, Періодичний закон дозволяв передбачати властивості цих елементів.
Перший варіант Періодичної таблиці, опублікований Менделєєвим в 1869 році, виглядає незвично для сучасного читача (рис. 4-5). Ще не проставлені атомні номери, майбутні групи елементів розташовані горизонтально (а майбутні періоди – вертикально), ще не відкриті інертні гази, зустрічаються незнайомі символи елементів, багато атомні маси помітно відрізняються від сучасних. Однак нам важливо бачити, що вже в перший варіант Періодичної таблиці Д. І. Менделєєв включав більше елементів, ніж їх було відкрито на той момент! Він залишив вільними 4 клітинки своєї таблиці для ще невідомих елементів і навіть зміг правильно оцінити їх атомний вагу. Атомні одиниці маси (а. е. м.) тоді ще не були прийняті і атомні ваги елементів вимірювали в ” паях “, близьких за значенням до маси атома водню.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)