A periodikus törvény felfedezésének története. A periódusos rendszer létrejöttének története A periódusos rendszer bármely elemének felfedezésének története

Bevezetés

A periódusos törvény és D. I. Mengyelejev kémiai elemek periódusos rendszere a modern kémia alapja. Olyan tudományos törvényekre hivatkoznak, amelyek a természetben ténylegesen létező jelenségeket tükrözik, és ezért soha nem veszítik el jelentőségüket.

A periodikus törvény és az ennek alapján a természettudomány és technika különböző területein tett felfedezések az emberi elme legnagyobb diadala, bizonyítéka a természet legbensőségesebb titkaiba való egyre mélyebb behatolásnak, a természet sikeres átalakulásának az ember javára. .

"Ritkán fordul elő, hogy egy tudományos felfedezés valami teljesen váratlan, szinte mindig előre látható, de a következő generációk, akik minden kérdésre bevált választ adnak, gyakran nehezen tudják felmérni, milyen nehézségekbe került elődeiknek." DI. Mengyelejev.

Cél: A periódusos rendszer fogalmának és az elemek periodikus törvényének, a periódusos törvénynek és annak okának jellemzése, a periódusos rendszer struktúráinak: részcsoportok, periódusok és csoportok jellemzése. Tanulmányozza a periodikus törvény felfedezésének történetét és a periodikus elemrendszert.

Célok: Tekintsük a periodikus törvény és a periodikus rendszer felfedezésének történetét. Határozza meg a periodikus törvényt és a periódusos rendszert! Elemezze a periodikus törvényt és annak okát! A periódusos rendszer felépítése: alcsoportok, periódusok és csoportok.

A periodikus törvény és a kémiai elemek periodikus rendszerének felfedezésének története

Az atom-molekuláris elmélet kialakítása a 19-19. század fordulóján az ismert kémiai elemek számának rohamos növekedésével járt. Csak a 19. század első évtizedében 14 új elemet fedeztek fel. A felfedezők között a rekorder Humphry Davy angol kémikus volt, aki egy év alatt elektrolízissel 6 új egyszerű anyagot (nátrium, kálium, magnézium, kalcium, bárium, stroncium) nyert. 1830-ra pedig az ismert elemek száma elérte az 55-öt.

Az ilyen sok, tulajdonságaikban heterogén elem létezése zavarba ejtette a kémikusokat, és megkövetelte az elemek rendezését és rendszerezését. Sok tudós keresett mintákat az elemek listájában, és elért némi előrelépést. Három legjelentősebb munkát emelhetünk ki, amelyek megkérdőjelezték a periodikus törvény D. I. felfedezésének elsőbbségét. Mengyelejev.

1860-ban került sor az első Nemzetközi Kémiai Kongresszusra, amely után világossá vált, hogy egy kémiai elem fő jellemzője az atomtömeg. A francia tudós, B. De Chancourtois volt az első, aki 1862-ben az elemeket növekvő atomtömegek sorrendjében rendezte, és egy henger körül spirálba helyezte. A spirál minden menete 16 elemet tartalmazott, a hasonló elemek általában függőleges oszlopokba estek, bár jelentős különbségek is megfigyelhetők. De Chancourtois munkája észrevétlen maradt, de eredményesnek bizonyult az az ötlete, hogy az elemeket az atomtömegek növelésének sorrendjében rendezze.

Két évvel később pedig ettől a gondolattól vezérelve John Newlands angol kémikus táblázatba rendezte az elemeket, és észrevette, hogy az elemek tulajdonságai hét számonként időszakosan megismétlődnek. Például a klór hasonló a fluorhoz, a kálium a nátriumhoz, a szelén a kénhez stb. Newlands ezt a mintát az „oktávok törvényének” nevezte, szinte megelőlegezte a periódus fogalmát. Newlands azonban ragaszkodott ahhoz, hogy a periódus hossza (héttel egyenlő) állandó, így táblázata nemcsak a helyes mintákat tartalmazza, hanem véletlenszerű párokat is (kobalt-klór, vas-kén és szén-higany).

De Lothar Meyer német tudós 1870-ben ábrázolta az elemek atomtérfogatának függőségét az atomtömegüktől, és egyértelmű periodikus függést fedezett fel, és az időszak hossza nem esett egybe az oktávok törvényével, és változó érték volt.

Mindezekben a munkákban sok közös vonás van. De Chancourtois, Newlands és Meyer felfedezték az elemek tulajdonságaiban az atomtömegüktől függő időszakos változások megnyilvánulását. De nem tudtak minden elemből egységes periodikus rendszert létrehozni, mivel sok elem nem találta meg a helyét az általuk felfedezett mintákban. Ezeknek a tudósoknak sem sikerült komoly következtetéseket levonniuk megfigyeléseikből, bár úgy érezték, hogy az elemek atomsúlya közötti számos összefüggés valamilyen általános törvény megnyilvánulása.

Ezt az általános törvényt a nagy orosz kémikus, Dmitrij Ivanovics Mengyelejev fedezte fel 1869-ben. Mengyelejev a periodikus törvényt a következő alapelvek formájában fogalmazta meg:

1. Az atomtömeg szerint elrendezett elemek a tulajdonságok egyértelmű periodicitását képviselik.

2. Sokkal több ismeretlen egyszerű test felfedezésére kell számítanunk, például 65-75 atomtömegű Al-hoz és Si-hez hasonló elemek.

3. Egy elem atomtömege néha korrigálható analógjai ismeretében.

Néhány analógiát az atom tömegének nagysága mutat. Az első álláspontot már Mengyelejev előtt is ismerték, de ő adta neki az univerzális törvény jellegét, amely alapján megjósolta a még fel nem fedezett elemek létezését, megváltoztatta számos elem atomsúlyát és elrendezve néhány elemet. a táblázatban szereplő elemek atomtömegükkel ellentétben, de tulajdonságaikkal teljes összhangban (főleg vegyérték alapján). A fennmaradó rendelkezéseket csak Mengyelejev fedezte fel, és a periodikus törvény logikus következményei

E következmények helyességét a következő két évtized során számos kísérlet igazolta, és lehetővé tették, hogy a periodikus törvényről mint szigorú természeti törvényről beszéljünk.

Ezeket a rendelkezéseket felhasználva Mengyelejev összeállította az elemek periódusos rendszerének saját változatát. Az elemtáblázat első vázlata 1869. február 17-én (március 1., új stílusban) jelent meg.

1869. március 6-án pedig Mensutkin professzor hivatalos bejelentést tett Mengyelejev felfedezéséről az Orosz Kémiai Társaság ülésén.

A következő vallomást adták a tudós szájába: álmomban egy asztalt látok, ahol minden elem szükség szerint el van rendezve. Felébredtem, és azonnal felírtam egy papírra – csak egy helyen derült ki, hogy később javításra van szükség.” Milyen egyszerű minden a legendákban! A tudós életéből több mint 30 évbe telt, hogy kidolgozza és kijavítsa.

A periodikus törvény felfedezésének folyamata tanulságos, és maga Mengyelejev is így beszélt róla: „Akaratlanul is felmerült az a gondolat, hogy a tömeg és a kémiai tulajdonságok között összefüggésnek kell lennie. És mivel egy anyag tömege, bár nem abszolút, hanem csak relatív, végső soron atomi tömegek formájában fejeződik ki, funkcionális összefüggést kell keresni az elemek egyedi tulajdonságai és atomsúlya között. Nem kereshetsz semmit, még gombát vagy valamilyen függőséget sem, csak nézel és próbálkozol. Elkezdtem tehát külön kártyákra válogatni az elemeket atomtömegükkel és alapvető tulajdonságaikkal, hasonló elemeket és hasonló atomtömegeket, amiből gyorsan arra a következtetésre jutottam, hogy az elemek tulajdonságai periodikusan függnek az atomsúlyuktól, és kétségbe vonva sok kétértelműséget. , egy percig sem kételkedtem a levont következtetés általánosságában, hiszen lehetetlen megengedni a baleseteket.”

A legelső periódusos rendszerben a kalciumig bezárólag minden elem ugyanaz, mint a modern táblázatban, a nemesgázok kivételével. Ez látható D.I. cikkének egy oldal töredékéből. Mengyelejev, amely tartalmazza az elemek periódusos rendszerét.

Ha az atomtömeg növelésének elvéből indulunk ki, akkor a kalcium után a következő elemnek a vanádiumnak (A = 51), a krómnak (A = 52) és a titánnak (A = 52) kellett volna lennie. Mengyelejev azonban kérdőjelet tett a kalcium után, majd a titánt helyezte el, 52-ről 50-re változtatva az atomtömeget. A kérdőjellel jelölt ismeretlen elemhez A = 45 atomsúlyt rendeltek, ami az atomok közötti számtani átlag. kalcium és titán tömege. Ezután a cink és az arzén között Mengyelejev helyet hagyott két olyan elemnek, amelyeket még nem fedeztek fel. Ráadásul a jód elé tellúrt helyezett, bár az utóbbinak kisebb az atomtömege. Ezzel az elemelrendezéssel a táblázat összes vízszintes sora csak hasonló elemeket tartalmazott, és az elemek tulajdonságainak változásának periodikussága egyértelműen megmutatkozott.

A következő két évben Mengyelejev jelentősen javította az elemrendszert. 1871-ben megjelent Dmitrij Ivanovics „A kémia alapjai” című tankönyvének első kiadása, amely a periódusos rendszert szinte modern formában mutatta be. A táblázatban 8 elemcsoport alakult ki, a csoportszámok jelzik az ezekbe a csoportokba tartozó sorozatok elemeinek legmagasabb vegyértékét, és az időszakok közelebb kerülnek a modernekhez, 12 sorozatra osztva. Most minden időszak egy aktív alkálifémmel kezdődik, és egy tipikus nemfémmel, a halogénnel végződik.

A rendszer második változata lehetővé tette Mengyelejev számára, hogy nem 4, hanem 12 elem létezését jósolja meg, és a tudományos világot megkérdőjelezve, elképesztő pontossággal írta le három ismeretlen elem tulajdonságait, amelyeket ekaboronnak nevezett el (eka szanszkritul azt jelenti „ugyanaz”), ekaaluminum és ekasilicon . Modern nevük: Se, Ga, Ge.

A nyugati tudományos világ kezdetben szkeptikus volt a Mengyelejev-rendszerrel és annak előrejelzéseivel kapcsolatban, de minden megváltozott, amikor 1875-ben a francia kémikus, P. Lecoq de Boisbaudran a cinkérc spektrumait vizsgálva felfedezte egy új elem nyomait, amelyet galliumnak nevezett el. hazája tiszteletére (Gallium - Franciaország ókori római neve)

A tudósnak sikerült elkülönítenie ezt az elemet tiszta formájában és tanulmányoznia tulajdonságait. Mengyelejev pedig látta, hogy a gallium tulajdonságai egybeesnek az eka-alumínium tulajdonságaival, amit megjósolt, és elmondta Lecoq de Boisbaudrannak, hogy rosszul mérte meg a gallium sűrűségét, aminek 4,7 g helyett 5,9-6,0 g/cm3-nek kell lennie. /cm3. A gondosabb mérések valóban a helyes 5,904 g/cm3 értéket eredményezték.

1879-ben L. Nilsson svéd kémikus, miközben a gadolinit ásványból nyert ritkaföldfém elemeket különítette el, egy új elemet izolált és szkandiumnak nevezte el. Ez a Mengyelejev által megjósolt ecaboron.

D.I. periodikus törvényének végleges elismerése. Mengyelejevet 1886 után érte el, amikor a német kémikus, K. Winkler ezüstércet elemezve kapott egy elemet, amelyet germániumnak nevezett. Kiderül, hogy ecasilicon.

Kapcsolódó információ.

Robert Boyle 1668-as munkájában felsorolta a lebonthatatlan kémiai elemeket. Ekkor még csak tizenöten voltak. A tudós ugyanakkor nem állította, hogy az általa felsorolt ​​elemeken kívül más már nem létezett, és ezek mennyiségének kérdése nyitva maradt.

Száz évvel később Antoine Lavoisier francia kémikus összeállította a tudomány által ismert elemek új listáját. Nyilvántartása 35 vegyi anyagot tartalmazott, amelyek közül 23-at utólag ugyanannak a lebonthatatlan elemnek ismertek fel.

Az új elemek keresését vegyészek végezték szerte a világon, és meglehetősen sikeresen haladtak előre. Dmitrij Ivanovics Mengyelejev orosz kémikus döntő szerepet játszott ebben a kérdésben: ő volt az, aki felvetette az elemek atomtömege és a „hierarchiában” elfoglalt helyük közötti kapcsolat lehetőségét. Saját szavaival élve „meg kell keresnünk... összefüggéseket az elemek egyedi tulajdonságai és atomsúlya között”.

Az akkoriban ismert kémiai elemeket összehasonlítva Mengyelejev kolosszális munka után végül felfedezte, hogy a függőség, az egyes elemek közötti általános természetes kapcsolat, amelyben azok egységes egészként jelennek meg, ahol az egyes elemek tulajdonságai nem olyanok, amelyek önmagukban léteznek. , de időszakosan és rendszeresen visszatérő jelenség.

Így 1869 februárjában megfogalmazták Mengyelejev periodikus törvénye. Ugyanebben az évben, március 6-án D.I. Mengyelejev „A tulajdonságok kapcsolata az elemek atomtömegével” címmel N.A. Menshutkin az Orosz Kémiai Társaság ülésén.

Ugyanebben az évben a kiadvány a német Zeitschrift für Chemie folyóiratban jelent meg, 1871-ben pedig az Annalen der Chemie című folyóiratban D.I. Mengyelejev felfedezésének szentelte magát: „Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente” (A kémiai elemek időszakos mintázata).

Periódusos rendszer létrehozása

Annak ellenére, hogy Mengyelejev meglehetősen rövid idő alatt alkotta meg az ötletet, következtetéseit sokáig nem tudta formalizálni. Fontos volt számára, hogy elképzelését világos általánosítás, szigorú és vizuális rendszer formájában mutassa be. Ahogy maga D.I. mondta egyszer. Mengyelejev beszélgetés közben A.A. professzorral. Inosztrantsev: "Minden összeállt a fejemben, de nem tudom táblázatban kifejezni."

Az életrajzírók szerint a beszélgetés után a tudós három napig és három éjszakán át dolgozott az asztal elkészítésén, lefekvés nélkül. Különböző lehetőségeket járt át, amelyekben az elemeket össze lehetett vonni egy táblázatba. A munkát az is nehezítette, hogy a periódusos rendszer készítésekor még nem ismert minden kémiai elemet a tudomány.

1869-1871-ben Mengyelejev folytatta a tudományos közösség által előadott és elfogadott periodicitási elképzelések fejlesztését. Ennek egyik lépése volt egy elem periódusos rendszerben elfoglalt helye fogalmának bevezetése, mint tulajdonságainak halmaza, összehasonlítva más elemek tulajdonságaival.

Ezen az alapon, valamint az üvegképző oxidok változási sorrendjének vizsgálata során kapott eredményekre támaszkodva Mengyelejev korrigálta 9 elem, köztük a berillium, az indium, az urán és az urán atomtömegének értékeit. mások.

D.I. munkája során Mengyelejev igyekezett kitölteni az általa összeállított táblázat üres celláit. Ennek eredményeként 1870-ben a tudomány számára akkor még ismeretlen elemek felfedezését jósolta. Mengyelejev kiszámította az atomtömegeket, és leírta három akkor még fel nem fedezett elem tulajdonságait:

• "ekaaluminium" - 1875-ben fedezték fel, gallium néven,
• "ekabora" - 1879-ben fedezték fel, Scandium néven,
• "exasilicon" - 1885-ben fedezték fel, germánium néven.

Következő megvalósított jóslata további nyolc elem felfedezése volt, beleértve a polóniumot (1898-ban fedezték fel), az asztatint (1942-1943-ban fedezték fel), a technéciumot (1937-ben fedezték fel), a réniumot (1925-ben fedezték fel) és a franciát (1939-ben fedezték fel) .

1900-ban Dmitrij Ivanovics Mengyelejev és William Ramsay arra a következtetésre jutott, hogy szükség van egy speciális, nulla csoport elemeinek felvételére a periódusos rendszerbe. Ma ezeket az elemeket nemesgázoknak nevezik (1962 előtt ezeket a gázokat nemesgázoknak nevezték).

A periódusos rendszer szervezésének elve

A táblázatában D.I. Mengyelejev a kémiai elemeket sorokba rendezte tömegnövekedési sorrendben, úgy választotta meg a sorok hosszát, hogy az egy oszlopban lévő kémiai elemek hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkezzenek.

A nemesgázok - hélium, neon, argon, kripton, xenon és radon - nem szívesen reagálnak más elemekkel, és alacsony kémiai aktivitást mutatnak, ezért a jobb szélső oszlopban helyezkednek el.

Ezzel szemben a bal szélső oszlop elemei - lítium, nátrium, kálium és mások - heves reakcióba lépnek más anyagokkal, a folyamat robbanásveszélyes. A táblázat más oszlopainak elemei hasonlóan viselkednek – egy oszlopon belül ezek a tulajdonságok hasonlóak, de változnak, amikor egyik oszlopról a másikra mozognak.

A periódusos rendszer első változatában egyszerűen a természet jelenlegi állapotát tükrözte. Kezdetben a táblázat semmilyen módon nem magyarázta meg, miért kell ennek így lennie. Csak a kvantummechanika megjelenésével vált világossá az elemek periódusos rendszerbeli elrendezésének valódi jelentése.

Az uránig (92 protont és 92 elektront tartalmaz) kémiai elemek találhatók a természetben. A 93-as számmal kezdődően vannak laboratóriumi körülmények között létrehozott mesterséges elemek.

Dmitrij Ivanovics Mengyelejev periodikus törvénye a természet egyik alapvető törvénye, amely összekapcsolja a kémiai elemek és az egyszerű anyagok tulajdonságainak függőségét azok atomtömegével. Jelenleg a törvény finomítása megtörtént, és a tulajdonságok függését az atommag töltése magyarázza.

A törvényt egy orosz tudós fedezte fel 1869-ben. Mengyelejev az Orosz Kémiai Társaság kongresszusán készült jelentésben mutatta be a tudományos közösségnek (a jelentést egy másik tudós készítette, mivel Mengyelejev a Szentpétervári Szabad Gazdasági Társaság utasítására sürgősen távozni kényszerült). Ugyanebben az évben megjelent a „A kémia alapjai” című tankönyv, amelyet Dmitrij Ivanovics írt a diákok számára. Ebben a tudós leírta a népszerű vegyületek tulajdonságait, és megpróbálta a kémiai elemek logikus rendszerezését is biztosítani. Elõször mutatott be egy táblázatot is periodikusan elrendezett elemekkel, a periodikus törvény grafikus értelmezéseként. A következő években Mengyelejev javította a táblázatát, például hozzáadott egy inert gáz oszlopot, amelyet 25 évvel később fedeztek fel.

A tudományos közösség még Oroszországban sem fogadta el azonnal a nagy orosz kémikus gondolatait. De miután három új elemet fedeztek fel (a galliumot 1875-ben, a szkandiumot 1879-ben és a germániumot 1886-ban), amelyeket Mengyelejev megjósolt és leírt híres jelentésében, a periodikus törvényt felismerték.

• A természet egyetemes törvénye.
• A törvényt grafikusan ábrázoló táblázat nemcsak az összes ismert elemet tartalmazza, hanem azokat is, amelyek még felfedezés alatt állnak.
• Minden új felfedezés nem befolyásolta a törvény és a táblázat relevanciáját. A táblázatot fejlesztik, változtatják, de lényege változatlan maradt.
• Lehetővé tette egyes elemek atomtömegének és egyéb jellemzőinek tisztázását, valamint új elemek létezésének előrejelzését.
• A vegyészek megbízható tippet kaptak arra vonatkozóan, hogyan és hol keressenek új elemeket. Ezenkívül a törvény nagy valószínűséggel lehetővé teszi a még feltáratlan elemek tulajdonságainak előzetes meghatározását.
• Óriási szerepet játszott a 19. századi szervetlen kémia fejlődésében.

A felfedezés története

Van egy gyönyörű legenda, hogy Mengyelejev álmában látta az asztalát, reggel felébredt és leírta. Valójában ez csak egy mítosz. Maga a tudós sokszor elmondta, hogy életéből 20 évet szentelt az elemek periódusos rendszerének létrehozására és javítására.

Az egész azzal kezdődött, hogy Dmitrij Ivanovics úgy döntött, hogy tankönyvet ír a diákok számára a szervetlen kémiáról, amelyben azt tervezte, hogy rendszerezi az abban a pillanatban ismert összes tudást. És természetesen támaszkodott elődei eredményeire és felfedezéseire. Az atomsúlyok és az elemek tulajdonságai közötti kapcsolatra először Döbereiner német kémikus hívta fel a figyelmet, aki az általa ismert elemeket hasonló tulajdonságú és súlyú, egy bizonyos szabálynak engedelmeskedő triádokra próbálta felosztani. Mindegyik hármasban a középső elem súlya közel volt a két külső elem számtani átlagához. A tudós így öt csoportot tudott kialakítani, például Li–Na–K; Cl–Br–I. De ezek nem mind ismert elemek. Ráadásul a három elem egyértelműen nem merítette ki a hasonló tulajdonságokkal rendelkező elemek listáját. Később a németek Gmelin és von Pettenkofer, a francia J. Dumas és de Chancourtois, valamint az angol Newlands és Odling próbáltak általános mintát találni. A német tudós, Meyer jutott a legmesszebbre, aki 1864-ben összeállított egy, a periódusos rendszerhez nagyon hasonló táblázatot, amely azonban csak 28 elemet tartalmazott, míg 63 már ismert volt.

Elődeivel ellentétben Mengyelejevnek sikerült készítsünk egy táblázatot, amely tartalmazza az összes ismert elemet egy bizonyos rendszer szerint elrendezve. Ugyanakkor néhány cellát üresen hagyott, megközelítőleg kiszámítva egyes elemek atomsúlyát, és leírta tulajdonságaikat. Ezenkívül az orosz tudósnak volt bátorsága és előrelátása kijelenteni, hogy az általa felfedezett törvény a természet egyetemes törvénye, és „időszakos törvénynek” nevezte. Miután azt mondta, „áh”, továbbment, és kijavította a táblázatba nem illő elemek atomsúlyát. Közelebbről megvizsgálva kiderült, hogy helyesbítései helyesek voltak, és az általa leírt hipotetikus elemek felfedezése az új törvény igazságának végső megerősítése lett: a gyakorlat igazolta az elmélet érvényességét.

A periódusos kémiai elemek táblázatának felfedezése a kémia mint tudomány fejlődéstörténetének egyik fontos mérföldköve volt. A táblázat felfedezője Dmitrij Mengyelejev orosz tudós volt. Egy rendkívüli tudósnak, aki széles tudományos felfogással rendelkezik, sikerült egyetlen koherens koncepcióban egyesítenie a kémiai elemek természetére vonatkozó összes elképzelést.

Az M24.RU bemutatja a periódusos elemek táblázatának felfedezésének történetét, az új elemek felfedezésével kapcsolatos érdekességeket és a Mengyelejevet körülvevő népmeséket, valamint az általa létrehozott kémiai elemek táblázatát.

A táblázat megnyitásának története

A 19. század közepére 63 kémiai elemet fedeztek fel, és a tudósok világszerte többször is kísérletet tettek arra, hogy az összes létező elemet egyetlen fogalommá egyesítsék. Javasolták, hogy az elemeket a növekvő atomtömeg sorrendjében helyezzék el, és hasonló kémiai tulajdonságok szerint csoportosítsák őket.

1863-ban John Alexander Newland kémikus és zenész javasolta elméletét, aki a Mengyelejev által felfedezetthez hasonló kémiai elemek elrendezését javasolta, de a tudós munkáját a tudományos közösség nem vette komolyan, mivel a szerzőt elragadták. a harmónia keresésével és a zene kémiával való összekapcsolásával.

1869-ben Mengyelejev közzétette a periódusos táblázat diagramját a Journal of the Russian Chemical Society folyóiratban, és a felfedezésről értesítette a világ vezető tudósait. Ezt követően a vegyész többször finomította és javította a sémát, amíg el nem nyerte szokásos megjelenését.

Mengyelejev felfedezésének lényege, hogy az atomtömeg növekedésével az elemek kémiai tulajdonságai nem monoton, hanem periodikusan változnak. Bizonyos számú különböző tulajdonságú elem után a tulajdonságok ismétlődnek. Így a kálium a nátriumhoz, a fluor a klórhoz, az arany pedig az ezüsthöz és a rézhez hasonlít.

1871-ben Mengyelejev végre egyesítette a gondolatokat a periodikus törvényben. A tudósok számos új kémiai elem felfedezését jósolták, és leírták kémiai tulajdonságaikat. Ezt követően a vegyész számításait teljesen megerősítették - a gallium, a szkandium és a germánium teljes mértékben megfelelt azoknak a tulajdonságoknak, amelyeket Mengyelejev tulajdonított nekik.

Mesék Mengyelejevről

Sok mese szólt a híres tudósról és felfedezéseiről. Az emberek akkoriban keveset értek a kémiához, és azt hitték, hogy a kémia tanulmányozása olyan, mint csecsemőktől levest enni és ipari méretekben lopni. Ezért Mengyelejev tevékenysége gyorsan pletykák és legendák tömegére tett szert.

Az egyik legenda szerint Mengyelejev álmában fedezte fel a kémiai elemek táblázatát. Nem ez az egyetlen eset, a benzolgyűrű képletét megálmodó August Kekule is beszélt felfedezéséről. Mengyelejev azonban csak nevetett a kritikusokon. „Talán húsz éve gondolkodom rajta, és azt mondod: ott ültem, és hirtelen... kész!” – mondta egyszer a tudós felfedezéséről.

Egy másik történet Mengyelejevnek tulajdonítja a vodka felfedezését. 1865-ben a nagy tudós megvédte disszertációját „Beszéd az alkohol és a víz kombinációjáról” témában, és ez azonnal új legendát szült. A kémikus kortársai kuncogtak, mondván, hogy a tudós „elég jól alkot alkohol és vízzel kombinált hatása alatt”, és a következő generációk már Mengyelejevet nevezték a vodka felfedezőjének.

Nevettek a tudós életmódján is, és főleg azon, hogy Mengyelejev egy hatalmas tölgy üregében szerelte fel laboratóriumát.

A kortársak is kinevették Mengyelejev bőröndök iránti szenvedélyét. A tudós szimferopoli önkéntelen tétlensége alatt bőröndök szövésével kénytelen volt elhúzni az időt. Később önállóan készített kartondobozokat a laboratórium igényeire. E hobbi egyértelműen „amatőr” jellege ellenére Mengyelejevet gyakran „bőröndök mesterének” nevezték.

A rádium felfedezése

A kémia történetének egyik legtragikusabb és egyben leghíresebb lapja és új elemek megjelenése a periódusos rendszerben a rádium felfedezéséhez kapcsolódik. Az új kémiai elemet Marie és Pierre Curie házastársak fedezték fel, akik felfedezték, hogy az urán és az uránérc elválasztása után megmaradt hulladék radioaktívabb, mint a tiszta urán.

Mivel akkoriban senki sem tudta, mi az a radioaktivitás, a pletykák gyorsan gyógyító tulajdonságokat és szinte minden, a tudomány által ismert betegség gyógyítására való képességet tulajdonítottak az új elemnek. A rádiumot élelmiszeripari termékek, fogkrémek és arckrémek tartalmazták. A gazdagok órákat viseltek, amelyek számlapját rádiumot tartalmazó festékkel festették. A radioaktív elemet a potencia javítására és a stressz enyhítésére javasolták.

Az ilyen „termelés” húsz évig folytatódott - egészen a huszadik század 30-as éveiig, amikor a tudósok felfedezték a radioaktivitás valódi tulajdonságait, és rájöttek, hogy a sugárzás milyen pusztító hatással van az emberi testre.

Marie Curie 1934-ben hunyt el sugárbetegségben, amelyet hosszú távú rádium-expozíció okozott.

Nebulium és Coronium

A periódusos rendszer nemcsak a kémiai elemeket egyetlen harmonikus rendszerbe rendezte, hanem számos új elem felfedezésének előrejelzését is lehetővé tette. Ugyanakkor egyes kémiai „elemeket” nem létezőnek minősítettek azon az alapon, hogy nem illeszkedtek a periodikus törvény fogalmába. A leghíresebb történet a köd és a korona új elemeinek „felfedezése”.

A naplégkör tanulmányozása során a csillagászok olyan spektrumvonalakat fedeztek fel, amelyeket nem tudtak azonosítani a Földön ismert kémiai elemek egyikével sem. A tudósok azt sugallták, hogy ezek a vonalak egy új elemhez tartoznak, amelyet koroniumnak neveztek (mivel a vonalakat a Nap „koronájának” - a csillag légkörének külső rétegének - tanulmányozása során fedezték fel.

Néhány évvel később a csillagászok újabb felfedezést tettek a gázködök spektrumának tanulmányozása során. A felfedezett vonalakat, amelyeket ismét semmi földivel nem lehetett azonosítani, egy másik kémiai elemnek, a ködnek tulajdonították.

A felfedezéseket azért kritizálták, mert Mengyelejev periódusos rendszerében már nem volt hely a köd és a korona tulajdonságaival rendelkező elemek számára. Az ellenőrzést követően kiderült, hogy a köd közönséges földi oxigén, a korona pedig erősen ionizált vas.

Az anyag nyílt forrásokból származó információk alapján készült. Felkészítő: Vaszilij Makagonov @vmakagonov

1867-68 telén Mengyelejev elkezdte írni a „Kémia alapjai” című tankönyvet, és azonnal nehézségekbe ütközött a tényanyag rendszerezése során. 1869. február közepére a tankönyv szerkezetén töprengve fokozatosan arra a következtetésre jutott, hogy az egyszerű anyagok tulajdonságait (és ez a kémiai elemek szabad állapotú létformája) és az elemek atomtömegét összekötik egy bizonyos minta.

Mengyelejev nem sokat tudott elődei kísérleteiről, hogy a kémiai elemeket a növekvő atomtömegek sorrendjében rendezzék, és az ebben az esetben felmerülő eseményekről. Például szinte semmilyen információja nem volt Chancourtois, Newlands és Meyer munkásságáról.

Gondolatainak döntő állomása 1869. március 1-jén jött el (régi módra február 14.). Mengyelejev egy nappal korábban tíz napos szabadságot írt a Tver tartományban működő artel sajtüzemek vizsgálatára: kapott egy levelet A. I. Hodnyevtől, a Szabad Gazdasági Társaság egyik vezetőjétől a sajtgyártás tanulmányozására vonatkozó ajánlásokkal.

Szentpéterváron aznap felhős és fagyos idő volt. A fák az egyetemi kertben, ahonnan Mengyelejev lakásának ablakai néztek, csikorogtak a szélben. Dmitrij Ivanovics még ágyban ivott egy bögre meleg tejet, majd felkelt, megmosta az arcát és elment reggelizni. Csodálatos hangulatban volt.

Mengyelejevnek a reggelinél váratlan ötlete támadt: össze kell hasonlítani a különböző kémiai elemek hasonló atomtömegét és kémiai tulajdonságaikat.

Kétszeri gondolkodás nélkül felírta a klór Cl és kálium K szimbólumait, amelyek atomtömege 35,5, illetve 39 (a különbség mindössze 3,5 egység). Ugyanerre a levélre Mengyelejev más elemek szimbólumait is felvázolta, és hasonló „paradox” párokat keresett köztük: fluor F és nátrium Na, bróm Br és rubídium Rb, jód I és cézium Cs, amelyeknél a tömegkülönbség 4,0-ről 5,0-ra nő. , majd 6.0-ig. Mengyelejev akkor még nem tudhatta, hogy a nyilvánvaló nemfémek és fémek közötti „határozatlan zóna” olyan elemeket - nemesgázokat - tartalmaz, amelyek felfedezése később jelentősen módosítja a periódusos rendszert.

Reggeli után Mengyelejev bezárkózott az irodájába. Kivett egy köteg névjegykártyát az íróasztalról, és a hátoldalukra írni kezdte az elemek szimbólumait és főbb kémiai tulajdonságaikat.

Egy idő után a háztartás meghallotta az irodából kiszűrődő hangot: "Jaj! Kürt. Hú, micsoda kürt! Legyőzöm őket. Megölöm őket!" Ezek a felkiáltások azt jelentették, hogy Dmitrij Ivanovics kreatív ihletet kapott.

Mengyelejev áthelyezte a kártyákat egyik vízszintes sorból a másikba, az atomtömeg értékei és az ugyanazon elem atomjai által alkotott egyszerű anyagok tulajdonságai alapján. Ismét segítségére volt a szervetlen kémia alapos ismerete. Fokozatosan kezdett kialakulni a jövőbeni kémiai elemek periódusos rendszerének formája.

Így eleinte egy berillium Be elemet tartalmazó kártyát (14 atomtömeg) egy alumínium Al elemmel (27,4 atomtömegű) tartalmazó kártya mellé tett, az akkori hagyomány szerint a berilliumot az alumínium analógjával összetévesztve. Ezután azonban a kémiai tulajdonságok összehasonlítása után berilliumot helyezett a magnézium Mg fölé. Kételkedve a berillium atomtömegének akkor általánosan elfogadott értékében, azt 9,4-re változtatta, a berillium-oxid képletét pedig Be2O3-ról BeO-ra (mint a magnézium-oxid MgO-ra). A berillium atomtömegének „korrigált” értékét egyébként csak tíz évvel később erősítették meg. Máskor is ugyanolyan merészen viselkedett.

Dmitrij Ivanovics fokozatosan arra a végső következtetésre jutott, hogy az atomtömegük növekvő sorrendjében elhelyezkedő elemek fizikai és kémiai tulajdonságainak egyértelmű periodicitását mutatják.

Mengyelejev egész nap az elemek rendszerén dolgozott, rövid időre megszakadt, hogy Olgával játsszon, ebédeljen és vacsorázzon.

1869. március 1-jén este teljesen átírta az általa összeállított táblázatot, és „Elemrendszer tapasztalata atomtömegük és kémiai hasonlóságuk alapján” címmel elküldte a nyomdába, jegyzeteket készítve a szedők számára. és a dátumot „1869. február 17-re” téve (régi stílusban).

Így fedezték fel a Periodikus Törvényt, amelynek modern megfogalmazása a következő: „Az egyszerű anyagok tulajdonságai, valamint az elemek vegyületeinek formái és tulajdonságai periodikusan függnek atomjaik magjának töltésétől. ”

Mengyelejev ekkor még csak 35 éves volt.

Mengyelejev sok hazai és külföldi vegyésznek küldött nyomtatott íveket az elemek táblázatával, és csak ezután hagyta el Szentpétervárt, hogy megvizsgálja a sajtgyárakat.

Távozása előtt még sikerült átadnia N. A. Menshutkin szerves kémikusnak és leendő kémiatörténésznek a „Tulajdonságok kapcsolata az elemek atomtömegével” című cikk kéziratát - az Orosz Kémiai Társaság folyóiratában való közzététel céljából. a társaság közelgő ülésén való kommunikációra.

1869. március 18-án Mensutkin, aki akkoriban a cég hivatalnoka volt, Mengyelejev megbízásából rövid beszámolót készített az időszakos törvényről. A jelentés eleinte nem keltett különösebb figyelmet a vegyészek részéről, és az Orosz Kémiai Társaság elnöke, Nyikolaj Zinin akadémikus (1812-1880) kijelentette, hogy Mengyelejev nem azt csinálja, amit egy igazi kutatónak tennie kellene. Igaz, két évvel később, miután elolvasta Dmitrij Ivanovics „Az elemek természetes rendszere és alkalmazása egyes elemek tulajdonságainak jelzésére” című cikkét, Zinin meggondolta magát, és ezt írta Mengyelejevnek: „Nagyon, nagyon jó, nagyon kiváló kapcsolatok, még szórakoztató is. olvasni, Isten adjon sok szerencsét következtetéseinek kísérleti megerősítéséhez. Őszintén odaadó és mély tiszteletteljes N. Zinin."

A periódusos törvény felfedezése után Mengyelejevnek sokkal több dolga volt. Az elemek tulajdonságainak periodikus változásának oka ismeretlen maradt, és magának a Periodikus Rendszernek a szerkezete, ahol a tulajdonságok a nyolcadiknál ​​hét elemen keresztül ismétlődnek, nem magyarázható. A rejtély első fátyla azonban lekerült ezekről a számokról: a rendszer második és harmadik periódusában akkor még csak hét elem volt.

Mengyelejev nem helyezte el az összes elemet a növekvő atomtömegek sorrendjében; egyes esetekben inkább a kémiai tulajdonságok hasonlósága vezérelte. Így a kobalt Co atomtömege nagyobb, mint a nikkel-Nié, és a tellúr Te is nagyobb, mint a jód I-é, de Mengyelejev a Co - Ni, Te - I sorrendbe helyezte őket, és nem fordítva. Ellenkező esetben a tellúr a halogén csoportba kerülne, és a jód a szelén-szelén rokonává válna.

A Periodikus Törvény felfedezésében a legfontosabb a még fel nem fedezett kémiai elemek létezésének előrejelzése. Az alumínium Al alatt Mengyelejev helyet hagyott az analóg „eka-alumíniumnak”, a B bórnál az „eca-boron”-nak, a szilícium alatt pedig az „eca-szilícium”-nak. Mengyelejev így nevezte a még fel nem fedezett kémiai elemeket. Még az El, Eb és Es szimbólumokat is megadta nekik.

Az „exasilicon” elemről Mengyelejev ezt írta: „Számomra úgy tűnik, hogy a kétségtelenül hiányzó fémek közül az lesz a legérdekesebb, amely a szénanalógok IV. csoportjába, nevezetesen a III. sorba tartozik. Ez a fém lesz. közvetlenül a szilícium után, ezért ekasiliciumnak nevezzük." Valójában ennek a még fel nem fedezett elemnek egyfajta „zár” lett volna, amely két tipikus nemfémet – szén C-t és szilícium Sit – köt össze két tipikus fémmel – ón Sn-nel és ólom Pb-vel.

Nem minden külföldi kémikus ismerte fel azonnal Mengyelejev felfedezésének jelentőségét. Sokat változott a kialakult eszmék világában. Így a német fizikai kémikus, Wilhelm Ostwald, a leendő Nobel-díjas azzal érvelt, hogy nem egy törvényt fedeztek fel, hanem a „valami bizonytalan dolog” besorolásának elvét. Robert Bunsen német kémikus, aki 1861-ben két új alkáli elemet, a rubídium Rb-t és a cézium-Cs-t fedezte fel, azt írta, hogy Mengyelejev a vegyészeket „a tiszta absztrakciók távoli világába” vitte.

A lipcsei egyetem professzora, Hermann Kolbe „spekulatívnak” nevezte Mengyelejev felfedezését 1870-ben. Kolbe durvasága és a kémia új elméleti nézeteinek elutasítása jellemezte. Különösen ellenezte a szerves vegyületek szerkezetének elméletét, és egy időben élesen támadta Jacob van't Hoff "Kémia az űrben" című cikkét. Később Van't Hoff lett az első Nobel-díjas kutatásaiért. Kolbe azonban azt javasolta, hogy az olyan kutatók, mint Van't Hoff „zárják ki az igazi tudósok sorából, és vegyék be őket a spiritiszták táborába”!

A Periodikus Törvény évről évre egyre több támogatót, felfedezője pedig egyre nagyobb elismerést kapott. Mengyelejev laboratóriumában magas rangú látogatók jelentek meg, köztük még Konsztantyin Nyikolajevics nagyherceg, a haditengerészeti osztály vezetője is.