Prawo okresowości odkrył D.I. Mendelejew podczas pracy nad tekstem podręcznika „Podstawy chemii”, napotkał trudności w usystematyzowaniu materiału faktograficznego. W połowie lutego 1869 roku, zastanawiając się nad strukturą podręcznika, uczony stopniowo doszedł do wniosku, że właściwości prostych substancji i masy atomowe pierwiastków są powiązane pewnym wzorem.
Odkrycie układu okresowego pierwiastków nie było dziełem przypadku, było wynikiem ogromnej, długiej i żmudnej pracy, jaką wykonał sam Dmitrij Iwanowicz oraz wielu chemików spośród jego poprzedników i współczesnych. „Kiedy zacząłem finalizować moją klasyfikację pierwiastków, zapisałem na osobnych kartkach każdy pierwiastek i jego związki, a następnie układając je w kolejności grup i szeregów, otrzymałem pierwszą wizualną tablicę prawa okresowego. Ale to był dopiero końcowy akord, wynik całej dotychczasowej pracy…” – powiedział naukowiec. Mendelejew podkreślał, że jego odkrycie było wynikiem dwudziestu lat myślenia o związkach między elementami, myślenia o związkach elementów ze wszystkich stron.
W dniu 17 lutego (1 marca) ukończono i przesłano do prasy rękopis artykułu, zawierający tabelę zatytułowaną „Eksperyment z układem pierwiastków w oparciu o ich masy atomowe i podobieństwa chemiczne”. „17 lutego 1869.” Wiadomość o odkryciu Mendelejewa przekazał redaktor Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego, profesor N.A. Mieńszutkin na posiedzeniu towarzystwa w dniu 22 lutego (6 marca) 1869 r. Sam Mendelejew nie był obecny na spotkaniu, ponieważ w tym czasie na polecenie Wolnego Towarzystwa Ekonomicznego zbadał fabryki serów w Twerze i Nowogrodzie prowincje.
W pierwszej wersji systemu elementy naukowcy ułożyli w dziewiętnastu poziomych rzędach i sześciu pionowych kolumnach. 17 lutego (1 marca) odkrycie prawa okresowego bynajmniej się nie zakończyło, a wręcz rozpoczęło. Dmitrij Iwanowicz kontynuował rozwój i pogłębianie przez prawie trzy lata. W 1870 r. Mendelejew opublikował w „Podstawach chemii” („Naturalny układ pierwiastków”) drugą wersję tego systemu: poziome kolumny elementów analogowych zamienione w osiem pionowo ułożonych grup; sześć pionowych kolumn pierwszej wersji stało się okresami zaczynającymi się od metalu alkalicznego i kończącymi na halogenie. Każdy okres został podzielony na dwie serie; elementy różnych serii zawarte w grupie utworzyły podgrupy.
Istotą odkrycia Mendelejewa było to, że wraz ze wzrostem masy atomowej pierwiastków chemicznych ich właściwości nie zmieniają się monotonicznie, ale okresowo. Po określonej liczbie pierwiastków o różnych właściwościach, ułożonych według rosnącej masy atomowej, właściwości zaczynają się powtarzać. Różnica między pracą Mendelejewa a twórczością jego poprzedników polegała na tym, że Mendelejew miał nie jedną podstawę klasyfikacji pierwiastków, ale dwie - masę atomową i podobieństwo chemiczne. Aby w pełni zaobserwować okresowość, Mendelejew skorygował masy atomowe niektórych pierwiastków, umieścił w swoim systemie kilka pierwiastków wbrew przyjętym wówczas poglądom na temat ich podobieństwa do innych i pozostawił w tabeli puste komórki, w których znajdowały się pierwiastki jeszcze nie odkryte powinien był zostać umieszczony.
Na podstawie tych prac Mendelejew w 1871 r. sformułował Prawo Okresowości, którego forma z biegiem czasu została nieco udoskonalona.
Układ okresowy pierwiastków miał ogromny wpływ na dalszy rozwój chemii. Była to nie tylko pierwsza naturalna klasyfikacja pierwiastków chemicznych, pokazująca, że tworzą one harmonijny układ i pozostają ze sobą w ścisłym związku, ale była także potężnym narzędziem do dalszych badań. W czasie, gdy Mendelejew sporządzał swoją tabelę w oparciu o odkryte przez siebie prawo okresowości, wiele pierwiastków nie było jeszcze znanych. W ciągu następnych 15 lat przewidywania Mendelejewa znakomicie się potwierdziły; odkryto wszystkie trzy oczekiwane pierwiastki (Ga, Sc, Ge), co było największym triumfem prawa okresowości.
ARTYKUŁ „MENDELEJEW”
Mendelejew (Dmitrij Iwanowicz) – prof., ur. w Tobolsku, 27 stycznia 1834). Jego ojciec, Iwan Pawłowicz, dyrektor gimnazjum w Tobolsku, wkrótce oślepł i zmarł. Mendelejew, dziesięcioletni chłopiec, pozostawał pod opieką matki, Marii Dmitriewnej z domu Kornilieva, kobiety o wybitnej inteligencji i powszechnie szanowanej w miejscowej inteligencji. Dzieciństwo i lata szkolne M. upływają w środowisku sprzyjającym kształtowaniu się oryginalnego i niezależnego charakteru: jej matka była zwolenniczką swobodnego przebudzenia naturalnego powołania. Miłość do czytania i nauki wyraziła się wyraźnie u M. dopiero pod koniec kursu gimnazjalnego, kiedy matka, decydując się skierować syna na naukę, zabrała go jako 15-letniego chłopca z Syberii najpierw do Moskwy , a rok później do Petersburga, gdzie umieściła go w szkole pedagogicznej... W instytucie rozpoczęły się prawdziwe, wszechogarniające studia nad wszystkimi gałęziami nauki pozytywnej... Pod koniec lat kursu w instytucie, ze względu na zły stan zdrowia wyjechał na Krym i został mianowany nauczycielem gimnazjum, najpierw w Symferopolu, następnie w Odessie. Ale już w 1856 r. Wrócił ponownie do Petersburga i został prywatnym adiunktem w Petersburgu. Uniwersytet i obronił rozprawę „O tomach określonych” w celu uzyskania tytułu magistra chemii i fizyki... W 1859 r. M. został wysłany za granicę... W 1861 r. M. ponownie został prywatnym docentem w Petersburgu. uniwersytet. Wkrótce potem opublikował kurs w „Organic Chemistry” i artykuł „O limicie węglowodorów CnH2n+”. W 1863 r. M. został mianowany profesorem w Petersburgu. Instytutu Technologicznego i przez kilka lat dużo pracował nad kwestiami technicznymi: wyjechał na Kaukaz w celu zbadania ropy naftowej w pobliżu Baku, przeprowadził eksperymenty rolnicze Imp. Wolne Towarzystwo Ekonomiczne, publikował podręczniki techniczne itp. W 1865 r. prowadził badania nad roztworami alkoholi na podstawie ich ciężaru właściwego, co było tematem rozprawy doktorskiej, którą obronił w roku następnym. Profesor w Petersburgu. Uniwersytet na Wydziale Chemii M. został wybrany i powołany w 1866 r. Od tego czasu jego działalność naukowa nabrała takich wymiarów i różnorodności, że w krótkim zarysie można wskazać jedynie najważniejsze prace. W latach 1868-1870 pisze swoje „Podstawy chemii”, w których po raz pierwszy zostaje przedstawiona zasada jego okresowego układu pierwiastków, co pozwoliło przewidzieć istnienie nowych, nieodkrytych jeszcze pierwiastków oraz dokładnie przewidzieć właściwości zarówno samych siebie, jak i różne ich związki. W latach 1871-1875 zaangażował się w badania nad elastycznością i rozszerzalnością gazów oraz opublikował esej „O elastyczności gazów”. W 1876 roku w imieniu rządu udał się do Pensylwanii w celu inspekcji amerykańskich pól naftowych, a następnie kilkakrotnie na Kaukaz w celu zbadania warunków ekonomicznych wydobycia ropy naftowej i warunków wydobycia ropy, co doprowadziło do powszechnego rozwoju przemysłu naftowego w Rosji; On sam zajmuje się badaniem węglowodorów naftowych, publikuje kilka esejów na ten temat i bada w nich kwestię pochodzenia ropy naftowej. Mniej więcej w tym samym czasie studiował zagadnienia związane z aeronautyką i oporem cieczy, towarzysząc studiom publikacją indywidualnych prac. W latach 80 ponownie zajął się badaniem rozwiązań, co zaowocowało op. „Badanie roztworów wodnych według ciężaru właściwego”, którego wnioski znalazły tak wielu zwolenników wśród chemików wszystkich krajów. W 1887 roku podczas całkowitego zaćmienia słońca wzniósł się samotnie balonem do Klin, sam dokonał ryzykownej regulacji zaworów, uczynił balon posłusznym i zapisał w kronice tego zjawiska wszystko, co udało mu się zauważyć. W 1888 roku studiował na miejscu warunki ekonomiczne Donieckiego regionu węglowego. W 1890 r. M. przestał prowadzić zajęcia z chemii nieorganicznej w Petersburgu. uniwersytet. Odtąd zaczęły go szczególnie zajmować inne rozległe zadania gospodarcze i rządowe. Powołany na członka Rady Handlu i Przemysłu, bierze czynny udział w opracowywaniu i systematycznym wdrażaniu taryfy ochronnej dla rosyjskiego przemysłu wytwórczego i publikuje esej „Taryfa wyjaśniająca z 1890 r.”, który we wszystkich wyjaśnia rozumie, dlaczego taka ochrona stała się dla Rosji konieczna. Jednocześnie zainteresowały go ministerstwa wojska i marynarki wojennej kwestią przezbrajania armii rosyjskiej i marynarki wojennej w celu opracowania rodzaju prochu bezdymnego i po podróży służbowej do Anglii i Francji, które posiadały już własny proch, został mianowany w 1891 r. konsultantem kierownika ministerstwa marynarki wojennej ds. prochu i pracując wspólnie z pracownikami (swoimi byłymi studentami) w laboratorium naukowo-technicznym wydziału marynarki wojennej, otwartym specjalnie do badań tej problematyki, już na początku 1892 roku wskazał wymagany rodzaj prochu bezdymnego, zwanego pirokolodionem, uniwersalnym i dającym się łatwo dostosować do każdej broni palnej. Wraz z otwarciem Izby Miar i Wag w Ministerstwie Finansów w 1893 roku powołano tam naukowego opiekuna miar i wag, który zaczął wydawać „Wremennik”, w którym publikowano wszystkie badania pomiarowe przeprowadzane w tej izbie. Wrażliwy i wrażliwy na wszelkie kwestie naukowe najwyższej wagi, M. żywo interesował się także innymi zjawiskami współczesnego rosyjskiego życia społecznego, a gdzie tylko było to możliwe, wypowiadał się... Od 1880 roku zaczął interesować się światem artystycznym, zwłaszcza rosyjski, gromadząc zbiory sztuki itp., A w 1894 został wybrany na członka zwyczajnego Cesarskiej Akademii Sztuk... Nie sposób tu wymienić różnych zagadnień naukowych, które były przedmiotem badań M., co jest najważniejsze. ze względu na ich dużą liczbę. Napisał aż 140 prac, artykułów i książek. Ale czas oceny historycznego znaczenia tych dzieł jeszcze nie nadszedł i miejmy nadzieję, że M. jeszcze długo nie przestanie badać i wypowiadać się na temat nowo pojawiających się zagadnień zarówno nauki, jak i życia...
ROSYJSKIE TOWARZYSTWO CHEMICZNE
Rosyjskie Towarzystwo Chemiczne jest organizacją naukową założoną na Uniwersytecie w Petersburgu w 1868 roku i było dobrowolnym stowarzyszeniem rosyjskich chemików.
O potrzebie powołania Towarzystwa ogłoszono na I Zjeździe Przyrodników i Lekarzy Rosyjskich, który odbył się w Petersburgu na przełomie grudnia 1867 r. – na początku stycznia 1868 r. Na Zjeździe ogłoszono decyzję uczestników Sekcji Chemicznej :
„Sekcja Chemiczna wyraziła jednomyślną chęć zjednoczenia się w Towarzystwie Chemicznym w celu komunikacji istniejących już sił rosyjskich chemików. Sekcja uważa, że stowarzyszenie to będzie miało członków we wszystkich miastach Rosji i że jego publikacja będzie obejmować prace wszystkich rosyjskich chemików, opublikowane w języku rosyjskim.
W tym czasie towarzystwa chemiczne powstały już w kilku krajach europejskich: Londyńskie Towarzystwo Chemiczne (1841), Francuskie Towarzystwo Chemiczne (1857), Niemieckie Towarzystwo Chemiczne (1867); Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne zostało założone w 1876 roku.
Karta Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego, opracowana głównie przez D.I. Mendelejewa, zostało zatwierdzone przez Ministerstwo Oświecenia Publicznego 26 października 1868 r., a pierwsze zebranie Towarzystwa odbyło się 6 listopada 1868 r. Początkowo skupiało 35 chemików z Petersburga, Kazania, Moskwy, Warszawy, Kijowa, Charków i Odessa. W pierwszym roku istnienia RCS liczba członków wzrosła z 35 do 60, a w kolejnych latach liczba członków wzrosła płynnie (129 w 1879 r., 237 w 1889 r., 293 w 1899 r., 364 w 1909 r., 565 w 1917 r.).
W 1869 r. Rosyjskie Towarzystwo Chemiczne miało swój własny organ drukowany - Dziennik Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego (ZHRKhO); Magazyn ukazywał się 9 razy w roku (co miesiąc, z wyjątkiem miesięcy letnich).
W 1878 roku Rosyjskie Towarzystwo Chemiczne połączyło się z Rosyjskim Towarzystwem Fizycznym (założonym w 1872 roku), tworząc Rosyjskie Towarzystwo Fizyko-Chemiczne. Pierwszymi Prezydentami RFHO byli A.M. Butlerov (w latach 1878–1882) i D.I. Mendelejew (w latach 1883–1887). W związku z zjednoczeniem w 1879 r. (od tomu 11) „Dziennik Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego” przemianowano na „Dziennik Rosyjskiego Towarzystwa Fizyko-Chemicznego”. Częstotliwość wydawnicza wynosiła 10 numerów rocznie; magazyn składał się z dwóch części – chemicznej (ZhRKhO) i fizycznej (ZhRFO).
Wiele dzieł klasyków chemii rosyjskiej zostało po raz pierwszy opublikowanych na łamach ZhRKhO. Na szczególną uwagę zasługują prace D.I. Mendelejew o stworzeniu i rozwoju układu okresowego pierwiastków oraz A.M. Butlerowa, związany z rozwojem jego teorii budowy związków organicznych... W latach 1869–1930 w ZhRKhO opublikowano 5067 oryginalnych badań chemicznych, streszczenia i artykuły poglądowe dotyczące niektórych zagadnień chemii oraz tłumaczenia większości ukazały się także ciekawe prace z czasopism zagranicznych.
RFCS został założycielem Kongresów Mendelejewa na temat chemii ogólnej i stosowanej; Pierwsze trzy kongresy odbyły się w Petersburgu w latach 1907, 1911 i 1922. W 1919 r. zawieszono wydawanie ZHRFKhO, wznowiono je dopiero w 1924 r.
Nie zgub tego. Zapisz się i otrzymaj link do artykułu na swój e-mail.
Każdy, kto chodził do szkoły, pamięta, że jednym z obowiązkowych przedmiotów do nauki była chemia. Możesz ją lubić, możesz jej nie lubić – to nie ma znaczenia. I jest prawdopodobne, że duża część wiedzy z tej dyscypliny została już zapomniana i nie jest wykorzystywana w życiu. Jednak wszyscy prawdopodobnie pamiętają tabelę pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa. Dla wielu pozostała wielokolorową tabelą, na której w każdym kwadracie wpisane są określone litery, wskazujące nazwy pierwiastków chemicznych. Ale tutaj nie będziemy rozmawiać o chemii jako takiej i będziemy opisywać setki reakcji i procesów chemicznych, ale przede wszystkim opowiemy, jak pojawił się układ okresowy - ta historia będzie interesująca dla każdej osoby, a nawet dla wszystkich, którzy są głodni ciekawych i przydatnych informacji.
Trochę tła
Już w 1668 roku wybitny irlandzki chemik, fizyk i teolog Robert Boyle opublikował książkę, w której obalił wiele mitów na temat alchemii i w której omówił potrzebę poszukiwania nierozkładalnych pierwiastków chemicznych. Naukowiec podał także ich listę, zawierającą zaledwie 15 elementów, ale przyznał, że pierwiastków może być więcej. Stało się to punktem wyjścia nie tylko w poszukiwaniu nowych elementów, ale także w ich systematyzacji.
Sto lat później francuski chemik Antoine Lavoisier sporządził nową listę, która zawierała już 35 elementów. Później okazało się, że 23 z nich nie nadają się do rozkładu. Jednak poszukiwania nowych pierwiastków są kontynuowane przez naukowców na całym świecie. Główną rolę w tym procesie odegrał słynny rosyjski chemik Dmitrij Iwanowicz Mendelejew - jako pierwszy wysunął hipotezę, że może istnieć związek między masą atomową pierwiastków a ich położeniem w układzie.
Dzięki żmudnej pracy i porównywaniu pierwiastków chemicznych Mendelejewowi udało się odkryć związek między pierwiastkami, w którym mogą stanowić jedność, a ich właściwości nie są czymś oczywistym, ale stanowią okresowo powtarzające się zjawisko. W rezultacie w lutym 1869 r. Mendelejew sformułował pierwsze prawo okresowe, a już w marcu jego raport „Związek właściwości z masą atomową pierwiastków” został przedstawiony Rosyjskiemu Towarzystwu Chemicznemu przez historyka chemii N. A. Menshutkina. Następnie w tym samym roku ukazała się publikacja Mendelejewa w czasopiśmie „Zeitschrift fur Chemie” w Niemczech, a w 1871 r. w innym niemieckim czasopiśmie „Annalen der Chemie” ukazała się nowa obszerna publikacja naukowca poświęcona jego odkryciu.
Tworzenie układu okresowego
W 1869 roku główna idea została już uformowana przez Mendelejewa i to w dość krótkim czasie, lecz przez długi czas nie potrafił jej sformalizować w żaden uporządkowany system, który jasno wskazywałby, co jest co. W jednej z rozmów ze swoim kolegą A.A. Inostrantsevem powiedział nawet, że ma już wszystko poukładane w głowie, ale nie potrafi wszystkiego ułożyć w tabelę. Następnie, według biografów Mendelejewa, rozpoczął żmudną pracę przy swoim stole, która trwała trzy dni bez przerw na sen. Próbowali na różne sposoby ułożyć pierwiastki w tabelę, a pracę komplikował także fakt, że w tamtym czasie nauka nie wiedziała jeszcze o wszystkich pierwiastkach chemicznych. Ale mimo to stół nadal powstawał, a elementy usystematyzowano.
Legenda o śnie Mendelejewa
Wielu słyszało historię, że D.I. Mendelejew marzył o swoim stole. Wersja ta była aktywnie rozpowszechniana przez wspomnianego współpracownika Mendelejewa, A. A. Inostrantseva, jako zabawna historia, którą zabawiał swoich uczniów. Powiedział, że Dmitrij Iwanowicz poszedł spać i we śnie wyraźnie widział swój stół, na którym wszystkie pierwiastki chemiczne były ułożone we właściwej kolejności. Potem uczniowie żartowali nawet, że w ten sam sposób odkryto wódkę 40°. Ale nadal istniały realne warunki wstępne dla historii ze snem: jak już wspomniano, Mendelejew pracował przy stole bez snu i odpoczynku, a Inostrantsev pewnego razu stwierdził, że jest zmęczony i wyczerpany. W ciągu dnia Mendelejew postanowił chwilę odpocząć, a jakiś czas później obudził się nagle, od razu wziął kartkę papieru i narysował na niej gotowy stół. Ale sam naukowiec obalił całą tę historię snem, mówiąc: „Myślałem o tym, może od dwudziestu lat, i myślisz: siedziałem i nagle… gotowe”. Tak więc legenda snu może być bardzo atrakcyjna, ale stworzenie stołu było możliwe tylko dzięki ciężkiej pracy.
Dalsza praca
W latach 1869–1871 Mendelejew rozwinął ideę okresowości, ku której skłaniała się społeczność naukowa. Jednym z ważnych etapów tego procesu było zrozumienie, że każdy element systemu powinien posiadać, w oparciu o całość swoich właściwości w porównaniu z właściwościami innych elementów. Na tej podstawie, a także opierając się na wynikach badań zmian zachodzących w tlenkach szklistych, chemik był w stanie wprowadzić poprawki do wartości mas atomowych niektórych pierwiastków, m.in. uranu, indu, berylu i innych.
Mendelejew chciał oczywiście szybko wypełnić puste komórki, które pozostały w tabeli, aw 1870 r. przepowiedział, że wkrótce zostaną odkryte nieznane nauce pierwiastki chemiczne, których masy atomowe i właściwości udało mu się obliczyć. Pierwszymi z nich były gal (odkryty w 1875 r.), skand (odkryty w 1879 r.) i german (odkryty w 1885 r.). Następnie przewidywania się spełniły i odkryto osiem kolejnych pierwiastków, w tym: polon (1898), ren (1925), technet (1937), frans (1939) i astat (1942-1943). Nawiasem mówiąc, w 1900 r. D.I. Mendelejew i szkocki chemik William Ramsay doszli do wniosku, że w tabeli powinny znajdować się również pierwiastki grupy zerowej - do 1962 r. nazywano je gazami obojętnymi, a później - gazami szlachetnymi.
Organizacja układu okresowego
Pierwiastki chemiczne w tabeli D.I. Mendelejewa ułożone są w rzędy zgodnie ze wzrostem ich masy, a długość rzędów jest tak dobrana, aby zawarte w nich pierwiastki miały podobne właściwości. Na przykład gazy szlachetne, takie jak radon, ksenon, krypton, argon, neon i hel, trudno reagują z innymi pierwiastkami, a także mają niską reaktywność chemiczną, dlatego znajdują się w skrajnej prawej kolumnie. A pierwiastki w lewej kolumnie (potas, sód, lit itp.) dobrze reagują z innymi pierwiastkami, a same reakcje są wybuchowe. Mówiąc najprościej, w każdej kolumnie elementy mają podobne właściwości, które różnią się w zależności od kolumny. Wszystkie pierwiastki aż do nr 92 występują w przyrodzie, a od nr 93 zaczynają się pierwiastki sztuczne, które można wytworzyć jedynie w warunkach laboratoryjnych.
W pierwotnej wersji układ okresowy rozumiany był jedynie jako odzwierciedlenie porządku istniejącego w przyrodzie i nie było żadnych wyjaśnień, dlaczego wszystko tak ma być. Prawdziwe znaczenie kolejności elementów w tabeli stało się jasne dopiero wraz z pojawieniem się mechaniki kwantowej.
Lekcje procesu twórczego
Mówiąc o tym, jakie wnioski z procesu twórczego można wyciągnąć z całej historii powstania układu okresowego D. I. Mendelejewa, jako przykład możemy przytoczyć idee angielskiego badacza w dziedzinie twórczego myślenia Grahama Wallace'a i francuskiego naukowca Henriego Poincaré . Przedstawmy je krótko.
Według badań Poincarégo (1908) i Grahama Wallace'a (1926) istnieją cztery główne etapy twórczego myślenia:
- Przygotowanie– etap formułowania problemu głównego i pierwsze próby jego rozwiązania;
- Inkubacja– etap, podczas którego następuje chwilowe odwrócenie uwagi od procesu, ale praca nad rozwiązaniem problemu odbywa się na poziomie podświadomości;
- Wgląd– etap, na którym znajduje się intuicyjne rozwiązanie. Co więcej, rozwiązanie to można znaleźć w sytuacji zupełnie niezwiązanej z problemem;
- Badanie– etap testowania i wdrażania rozwiązania, na którym rozwiązanie to jest testowane i możliwy jego dalszy rozwój.
Jak widać, w procesie tworzenia swojej tablicy Mendelejew intuicyjnie podążał właśnie tymi czterema etapami. Skuteczność tego rozwiązania można ocenić po wynikach, tj. przez fakt, że tabela została stworzona. A biorąc pod uwagę, że jego powstanie było ogromnym krokiem naprzód nie tylko dla chemii, ale także dla całej ludzkości, powyższe cztery etapy można zastosować zarówno do realizacji małych projektów, jak i do realizacji planów globalnych. Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że ani jedno odkrycie, ani jedno rozwiązanie problemu nie mogą zostać znalezione samodzielnie, bez względu na to, jak bardzo chcemy je zobaczyć we śnie i bez względu na to, ile śpimy. Aby coś wyszło, nie ma znaczenia, czy będzie to stworzenie tabeli pierwiastków chemicznych, czy opracowanie nowego planu marketingowego, trzeba mieć pewną wiedzę i umiejętności, a także umiejętnie wykorzystać swój potencjał i ciężko pracować.
Życzymy powodzenia w przedsięwzięciach i pomyślnej realizacji planów!
Instrukcje
Układ okresowy to wielopiętrowy „dom” zawierający dużą liczbę mieszkań. Każdy „najemca” lub we własnym mieszkaniu pod określoną liczbą, która jest stała. Ponadto pierwiastek ma „nazwisko” lub imię, takie jak tlen, bor lub azot. Oprócz tych danych każde „mieszkanie” zawiera informacje takie jak względna masa atomowa, która może mieć wartości dokładne lub zaokrąglone.
Jak w każdym domu, są tu „wejścia”, czyli grupy. Ponadto w grupach elementy znajdują się po lewej i prawej stronie, tworząc. W zależności od tego, której strony jest ich więcej, tę stronę nazywa się główną. Odpowiednio druga podgrupa będzie drugorzędna. Tabela ma również „piętra” lub kropki. Co więcej, okresy mogą być zarówno duże (składać się z dwóch rzędów), jak i małe (mieć tylko jeden wiersz).
Tabela pokazuje budowę atomu pierwiastka, z których każdy ma dodatnio naładowane jądro składające się z protonów i neutronów, a także krążące wokół niego ujemnie naładowane elektrony. Liczba protonów i elektronów jest liczbowo taka sama i jest określona w tabeli na podstawie numeru seryjnego elementu. Na przykład pierwiastek chemiczny siarka ma numer 16, dlatego będzie miał 16 protonów i 16 elektronów.
Aby określić liczbę neutronów (cząstek neutralnych również znajdujących się w jądrze), odejmij ich liczbę atomową od względnej masy atomowej pierwiastka. Na przykład żelazo ma względną masę atomową 56 i liczbę atomową 26. Zatem 56 – 26 = 30 protonów dla żelaza.
Elektrony znajdują się w różnych odległościach od jądra, tworząc poziomy elektronowe. Aby określić liczbę poziomów elektronicznych (lub energetycznych), należy spojrzeć na numer okresu, w którym znajduje się element. Na przykład aluminium znajduje się w 3. okresie, dlatego będzie miało 3 poziomy.
Na podstawie numeru grupy (ale tylko dla głównej podgrupy) można określić najwyższą wartościowość. Na przykład pierwiastki z pierwszej grupy głównej podgrupy (lit, sód, potas itp.) mają wartościowość 1. Odpowiednio pierwiastki drugiej grupy (beryl, magnez, wapń itp.) będą miały wartościowość 2.
Tablicę można także wykorzystać do analizy właściwości elementów. Od lewej do prawej właściwości metaliczne słabną, a właściwości niemetaliczne rosną. Widać to wyraźnie na przykładzie okresu 2: zaczyna się od sodu metalu alkalicznego, następnie metalu ziem alkalicznych – magnezu, po nim pierwiastka amfoterycznego glinu, następnie niemetali – krzemu, fosforu, siarki, a okres kończy się substancjami gazowymi - chlor i argon. W kolejnym okresie obserwuje się podobną zależność.
Od góry do dołu obserwuje się również wzór - właściwości metaliczne rosną, a właściwości niemetaliczne słabną. Oznacza to, że na przykład cez jest znacznie bardziej aktywny w porównaniu do sodu.
W swojej pracy z 1668 roku Robert Boyle podał listę nierozkładalnych pierwiastków chemicznych. Było ich wówczas zaledwie piętnastu. Jednocześnie naukowiec nie twierdził, że inne niż wymienione przez niego pierwiastki już nie istnieją, a kwestia ich ilości pozostaje otwarta.
Sto lat później francuski chemik Antoine Lavoisier sporządził nową listę pierwiastków znanych nauce. W jego rejestrze znalazło się 35 substancji chemicznych, z których 23 uznano później za te same pierwiastki nierozkładalne.
Poszukiwania nowych pierwiastków prowadzone były przez chemików na całym świecie i przebiegały z dużym powodzeniem. Decydującą rolę w tej kwestii odegrał rosyjski chemik Dmitrij Iwanowicz Mendelejew: to on wpadł na pomysł możliwości związku między masą atomową pierwiastków a ich miejscem w „hierarchii”. Jak sam mówi: „musimy szukać… powiązań między indywidualnymi właściwościami pierwiastków a ich masami atomowymi”.
Porównując znane wówczas pierwiastki chemiczne, Mendelejew po kolosalnej pracy odkrył w końcu tę zależność, ogólne naturalne połączenie pomiędzy poszczególnymi pierwiastkami, w którym występują one jako jedna całość, gdzie właściwości każdego pierwiastka nie są czymś, co istnieje samo w sobie , ale okresowo i regularnie powtarzającym się zjawiskiem.
Tak więc w lutym 1869 roku został on sformułowany okresowe prawo Mendelejewa. W tym samym roku, 6 marca, ukazał się raport przygotowany przez D.I. Mendelejewa, zatytułowanego „Związek właściwości z masą atomową pierwiastków” przedstawił N.A. Mieńszutkin na posiedzeniu Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego.
W tym samym roku ukazała się publikacja w niemieckim czasopiśmie „Zeitschrift für Chemie”, a w 1871 w czasopiśmie „Annalen der Chemie” obszerna publikacja D.I. Mendelejew, poświęcony swojemu odkryciu - „Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente” (Okresowy wzór pierwiastków chemicznych).
Tworzenie układu okresowego
Pomimo tego, że Mendelejew sformułował tę ideę w dość krótkim czasie, długo nie mógł sformalizować swoich wniosków. Ważne było dla niego przedstawienie swojego pomysłu w formie jasnego uogólnienia, ścisłego i wizualnego systemu. Jak powiedział kiedyś sam D.I. Mendelejew w rozmowie z profesorem A.A. Inostrantsev: „Wszystko ułożyło się w mojej głowie, ale nie mogę tego wyrazić w tabeli”.
Według biografów po tej rozmowie naukowiec pracował nad stworzeniem stołu przez trzy dni i trzy noce, nie kładąc się spać. Przeanalizował różne opcje łączenia elementów w celu zorganizowania ich w tabelę. Pracę komplikował także fakt, że w momencie tworzenia układu okresowego nie wszystkie pierwiastki chemiczne były znane nauce.
W latach 1869–1871 Mendelejew nadal rozwijał idee okresowości wysunięte i zaakceptowane przez społeczność naukową. Jednym z etapów było wprowadzenie koncepcji miejsca pierwiastka w układzie okresowym jako zbioru jego właściwości w porównaniu z właściwościami innych pierwiastków.
Na tej podstawie, a także opierając się na wynikach uzyskanych podczas badań sekwencji zmian tlenków szklistych, Mendelejew skorygował wartości mas atomowych 9 pierwiastków, w tym berylu, indu, uranu i inni.
Podczas pracy D.I. Mendelejew starał się wypełnić puste komórki sporządzonej przez siebie tabeli. W rezultacie w 1870 roku przepowiedział odkrycie nieznanych wówczas nauce pierwiastków. Mendelejew obliczył masy atomowe i opisał właściwości trzech, wówczas nieodkrytych jeszcze pierwiastków:
- „ekaaluminium” – odkryte w 1875 roku, nazwane galem,
- „ekabora” – odkryta w 1879 r., nazwana skandem,
- „exasilicon” – odkryty w 1885 roku, nazwany germanem.
Jego kolejnymi zrealizowanymi przewidywaniami było odkrycie ośmiu kolejnych pierwiastków, w tym polonu (odkryty w 1898 r.), astatu (odkryty w latach 1942-1943), technetu (odkryty w 1937 r.), renu (odkryty w 1925 r.) i Francji (odkryte w 1939 r.). .
W 1900 roku Dmitrij Iwanowicz Mendelejew i William Ramsay doszli do wniosku, że w układzie okresowym konieczne jest uwzględnienie pierwiastków specjalnej, zerowej grupy. Dziś pierwiastki te nazywane są gazami szlachetnymi (przed 1962 rokiem gazy te nazywano gazami szlachetnymi).
Zasada organizacji układu okresowego
W swoim stole D.I. Mendelejew ułożył pierwiastki chemiczne w rzędach według rosnącej masy, dobierając długość rzędów tak, aby pierwiastki chemiczne w jednej kolumnie miały podobne właściwości chemiczne.
Gazy szlachetne – hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon – niechętnie reagują z innymi pierwiastkami i wykazują niską aktywność chemiczną, dlatego znajdują się w skrajnej prawej kolumnie.
Natomiast pierwiastki skrajnej lewej kolumny – lit, sód, potas i inne – reagują gwałtownie z innymi substancjami, proces jest wybuchowy. Elementy w innych kolumnach tabeli zachowują się podobnie - w obrębie kolumny te właściwości są podobne, różnią się natomiast przy przechodzeniu z jednej kolumny do drugiej.
Układ okresowy w swojej pierwszej wersji po prostu odzwierciedlał istniejący stan rzeczy w przyrodzie. Początkowo tabela nie wyjaśniała w żaden sposób, dlaczego tak się dzieje. Prawdziwe znaczenie ułożenia pierwiastków w układzie okresowym stało się jasne dopiero wraz z pojawieniem się mechaniki kwantowej.
Pierwiastki chemiczne aż do uranu (zawiera 92 protony i 92 elektrony) występują w przyrodzie. Począwszy od numeru 93 znajdują się sztuczne elementy tworzone w warunkach laboratoryjnych.
2.2. Historia powstania układu okresowego.
Zimą 1867–68 Mendelejew zaczął pisać podręcznik „Podstawy chemii” i natychmiast napotkał trudności w usystematyzowaniu materiału faktograficznego. Do połowy lutego 1869 roku, zastanawiając się nad strukturą podręcznika, stopniowo doszedł do wniosku, że właściwości substancji prostych (a taka jest forma istnienia pierwiastków chemicznych w stanie wolnym) i masy atomowe pierwiastków są powiązane przez pewien wzór.
Mendelejew niewiele wiedział o próbach swoich poprzedników porządkowania pierwiastków chemicznych według rosnących mas atomowych i o incydentach, które miały w tym przypadku miejsce. Na przykład nie miał prawie żadnych informacji o twórczości Chancourtois, Newlands i Meyer.
Decydujący etap jego przemyśleń nastąpił 1 marca 1869 roku (14 lutego według starego stylu). Dzień wcześniej Mendelejew napisał prośbę o dziesięciodniowy urlop w celu zbadania serowarni „Artel” w obwodzie twerskim: otrzymał list z zaleceniami dotyczącymi zbadania produkcji sera od A.I. Chodniewa, jednego z przywódców Wolnego Towarzystwa Ekonomicznego.
W Petersburgu tego dnia było pochmurno i mroźno. Drzewa w uniwersyteckim ogrodzie, skąd wychodziły okna mieszkania Mendelejewa, skrzypiały na wietrze. Jeszcze w łóżku Dmitrij Iwanowicz wypił kubek ciepłego mleka, po czym wstał, umył twarz i poszedł na śniadanie. Był w cudownym nastroju.
Podczas śniadania Mendelejew wpadł na nieoczekiwany pomysł: porównać podobne masy atomowe różnych pierwiastków chemicznych i ich właściwości chemiczne. Niewiele myśląc, na odwrocie listu Chodniewa zapisał symbole chloru Cl i potasu K o dość zbliżonych masach atomowych, odpowiednio 35,5 i 39 (różnica wynosi tylko 3,5 jednostki). W tym samym liście Mendelejew naszkicował symbole innych pierwiastków, szukając wśród nich podobnych „paradoksalnych” par: fluoru F i sodu Na, bromu Br i rubidu Rb, jodu I i cezu Cs, dla których różnica mas wzrasta z 4,0 do 5,0 , a następnie do 6,0. Mendelejew nie mógł wtedy wiedzieć, że „nieokreślona strefa” pomiędzy oczywistymi niemetalami i metalami zawiera pierwiastki - gazy szlachetne, których odkrycie później znacząco zmodyfikowałoby układ okresowy.
Po śniadaniu Mendelejew zamknął się w swoim biurze. Wyjął z biurka stos wizytówek i zaczął zapisywać na odwrocie symbole pierwiastków i ich główne właściwości chemiczne. Po pewnym czasie domownicy usłyszeli dźwięk dochodzący z biura: „Och, rogaty, zabiję ich!”. Te okrzyki oznaczały, że Dmitrij Iwanowicz miał twórczą inspirację. Mendelejew przenosił karty z jednego poziomego rzędu do drugiego, kierując się wartościami masy atomowej i właściwościami prostych substancji utworzonych przez atomy tego samego pierwiastka. Po raz kolejny z pomocą przyszła mu dogłębna wiedza z zakresu chemii nieorganicznej. Stopniowo zaczął się wyłaniać kształt przyszłego układu okresowego pierwiastków chemicznych. Zatem najpierw położył kartę z pierwiastkiem berylu Be (masa atomowa 14) obok karty z pierwiastkiem aluminium Al (masa atomowa 27,4), zgodnie z ówczesną tradycją, myląc beryl z analogiem aluminium. Następnie jednak po porównaniu właściwości chemicznych umieścił beryl nad magnezem Mg. Wątpiąc w ogólnie przyjętą wówczas wartość masy atomowej berylu, zmienił ją na 9,4 i zmienił wzór tlenku berylu z Be 2 O 3 na BeO (podobnie jak tlenek magnezu MgO). Nawiasem mówiąc, „skorygowaną” wartość masy atomowej berylu potwierdzono dopiero dziesięć lat później. Przy innych okazjach zachowywał się równie odważnie.
Stopniowo Dmitrij Iwanowicz doszedł do ostatecznego wniosku, że pierwiastki ułożone w kolejności rosnącej masy atomowej wykazują wyraźną okresowość właściwości fizycznych i chemicznych. Mendelejew przez cały dzień pracował nad układem elementów, przerywając na chwilę, aby bawić się z córką Olgą oraz zjeść lunch i kolację.
Wieczorem 1 marca 1869 roku całkowicie przepisał sporządzoną przez siebie tabelę i pod tytułem „Doświadczenie układu pierwiastków na podstawie ich masy atomowej i podobieństwa chemicznego” wysłał ją do drukarni, robiąc notatki dla zecerów i umieszczenie daty „17 lutego 1869” (w starym stylu).
W ten sposób odkryto Prawo Okresowości, którego współczesne sformułowanie wygląda następująco: Właściwości prostych substancji, a także formy i właściwości związków pierwiastków są okresowo zależne od ładunku jąder ich atomów.
Mendelejew wysłał wydrukowane arkusze z tabelą pierwiastków do wielu chemików krajowych i zagranicznych i dopiero potem opuścił Petersburg, aby dokonać inspekcji fabryk serów.
Przed wyjazdem udało mu się jeszcze przekazać N.A. Menshutkinowi, chemikowi organicznemu i przyszłemu historykowi chemii, rękopis artykułu „Związek właściwości z masą atomową pierwiastków” - do publikacji w Journal of the Russian Chemical Society i do komunikacji na zbliżającym się zebraniu stowarzyszenia.
18 marca 1869 r. Mieńszutkin, ówczesny urzędnik firmy, sporządził w imieniu Mendelejewa krótki raport na temat prawa okresowego. Raport początkowo nie wzbudził większego zainteresowania chemików, a prezes Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego, akademik Nikołaj Zinin (1812-1880) stwierdził, że Mendelejew nie robił tego, co powinien robić prawdziwy badacz. To prawda, że dwa lata później, po przeczytaniu artykułu Dmitrija Iwanowicza „Naturalny układ pierwiastków i jego zastosowanie do wskazywania właściwości niektórych pierwiastków” Zinin zmienił zdanie i napisał do Mendelejewa: „Bardzo, bardzo dobre, bardzo doskonałe połączenia, a nawet zabawne do przeczytania, życzę powodzenia w eksperymentalnym potwierdzeniu pańskich wniosków. Wasz szczerze oddany i pełen szacunku N. Zinin. Mendelejew nie ułożył wszystkich pierwiastków według rosnących mas atomowych; w niektórych przypadkach kierował się bardziej podobieństwem właściwości chemicznych. Zatem masa atomowa kobaltu Co jest większa niż niklu Ni, a telluru Te jest również większa niż jodu I, ale Mendelejew umieścił je w kolejności Co - Ni, Te - I, a nie odwrotnie. W przeciwnym razie tellur należałby do grupy halogenów, a jod stałby się krewnym selenu Se.
Mojej żonie i dzieciom. A może wiedział, że umiera, ale nie chciał zawczasu niepokoić i niepokoić rodziny, którą kochał gorąco i czule.” O 5:20 20 stycznia 1907 r. Zmarł Dmitrij Iwanowicz Mendelejew. Został pochowany na cmentarzu Wołkowskim w Petersburgu, niedaleko grobów swojej matki i syna Włodzimierza. W 1911 roku z inicjatywy zaawansowanych rosyjskich naukowców zorganizowano Muzeum D.I. Mendelejew, gdzie...
Stacja metra w Moskwie, statek badawczy do badań oceanograficznych, 101. pierwiastek chemiczny i minerał - mendelejewit. Rosyjskojęzyczni naukowcy i żartownisie pytają czasem: „Czy Dmitrij Iwanowicz Mendelejew nie jest Żydem, to bardzo dziwne nazwisko, czy nie wzięło się od nazwiska „Mendel”?” Odpowiedź na to pytanie jest niezwykle prosta: „Wszyscy czterej synowie Pawła Maksimowicza Sokołowa…
Egzamin licealny, na którym stary Derzhavin pobłogosławił młodego Puszkina. Rolę miernika odegrał akademik Yu.F. Fritzsche, znany specjalista w dziedzinie chemii organicznej. Praca kandydata D.I. Mendelejew ukończył Główny Instytut Pedagogiczny w 1855 r. Jego praca „Izomorfizm w powiązaniu z innymi związkami formy krystalicznej z kompozycją” stała się jego pierwszą poważną nauką...
Głównie zajmował się problematyką kapilarności i napięcia powierzchniowego cieczy, a wolne chwile spędzał w kręgu młodych rosyjskich naukowców: S.P. Botkina, I.M. Sechenova, I.A. Wyszniegradski, A.P. Borodina i innych. W 1861 r. Mendelejew wrócił do Petersburga, gdzie wznowił wykłady z chemii organicznej na uniwersytecie i opublikował niezwykły jak na tamte czasy podręcznik: „Chemia organiczna” w...