Создана таблица химических элементов Менделеева
Днем открытия периодического закона считается 1 марта 1869 года, в который Дмитрий Менделеев закончил работу над «Опытом системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, ученый ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг готово».
Открытие Менделеевым периодического закона стало не только одним из крупнейших событий в истории химии XIX столетия, но и в известном смысле одним из самых выдающихся достижений человеческой мысли минувшего тысячелетия.
Написав на карточках основные свойства каждого элемента, Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим. Итогом работы стал отправленный в 1869 году в научные учреждения России и других стран первый вариант системы, в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам и по шести вертикальным столбцам.
В декабре 1869 года вышла работа немецкого химика Мейера, в которой он изменил свое решение в пользу мысли Менделеева. Но в западной литературе он все же считается одним из открывателей, либо «независимо от Менделеева опубликовавшим периодический закон».
В 1870 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант системы, имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп. Шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда, элементы разных рядов образовали подгруппы.
Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото похоже на серебро и медь.
Разумеется, свойства не повторяются в точности, к ним добавляются и изменения. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две – атомная масса и химическое сходство.
Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеевым были предприняты очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов, несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими, оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы. В 1871 году на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма которого со временем была несколько усовершенствована.
Научная достоверность Периодического закона получила подтверждение очень скоро: в 1875-1886 годах были открыты галлий, скандий и германий, для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и с поразительной точностью описал целый ряд физических и химических свойств.
Петр Дружинин – Загадка «Таблицы Менделеева» История публикации открытия Д.И.Менделеевым Периодического закона читать онлайн бесплатно
12 3 4 5 6 7 …26
П. А. Дружинин
Загадка «Таблицы Менделеева»
История публикации открытия Д. И. Менделеевым Периодического закона
Новое литературное обозрение Москва 2019
Редактор серии К. Иванов
Рецензент:
И. С. Дмитриев, доктор химических наук, профессор, директор Музея-архива Д. И. Менделеева СПбГУ
© П. А. Дружинин, 2019
© ООО «Новое литературное обозрение», 2019
* * *
I. Предисловие
Памяти историка Арсения Борисовича Рогинского
(30.III.1946 — 17.XII.2017)
17 февраля (1 марта) 1869 года Д. И. Менделеевым был завершен «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» — бескоординатная таблица, прообраз Периодической системы химических элементов, включавшая 63 известных элемента и 4 предсказанных.
То есть именно составление и затем публикация «Опыта системы элементов…» знаменовали собой начало открытия Д. И. Менделеевым Периодического закона — одного из фундаментальных законов естествознания.
Точная дата открытия — редкое явление в истории науки, но она была указана самим Д. И. Менделеевым на сохранившейся рукописи «Опыта системы элементов…» (далее —
Хотя «правдивое изложение великих открытий, сделанных даже не в очень давние времена, затруднено тем, что мы вынуждены довольствоваться свидетельствами современников и отдельными трудами и записками самих ученых, не имея возможности расспросить их лично о подробностях работы»[3], но день 17 февраля (1 марта) 1869 года оказался реконструирован со многими подробностями.
Особенно прочно в научную и научно-популярную литературу вошли две версии открытия: каждая из них представляет собою род фантазии, но привлекательной.
Первая проистекает из воспоминаний друга Менделеева, профессора по кафедре геологии Петербургского университета А. А. Иностранцева: «Перед самым открытием закона Дмитрий Иванович провозился над искомою таблицею целую ночь до утра, но и все же ничего не вышло; он с досады бросил работу и, томимый желанием выспаться, тут же, в рабочем кабинете, не раздеваясь, повалился на диван и крепко заснул. Во сне он увидел вполне ясно ту таблицу, которая позднее была напечатана. Даже во сне радость его была настолько сильна, что он сейчас же проснулся и быстро набросал эту таблицу на первом клочке бумаги, валявшемся у него на конторке»[4]. Этот запоминающийся рассказ оказался крайне популярным у потомков.
Вторая возникает позднее, уже в середине ХХ века, на волне борьбы за приоритет русской науки (возникшей антитезой к «низкопоклонству перед Западом»), когда после обнаружения в январе 1949 года в архиве Д.
И. Менделеева важных черновых материалов[5], вопросом открытия Периодического закона занялся будущий академик, химик по образованию, философ по призванию Б. М. Кедров. К тому времени он был известным научным и партийным деятелем: ранее сотрудник аппарата ЦК, в 1948 году, будучи креатурой Г. Ф. Александрова, возглавил журнал «Вопросы философии», в том же году вышла его книга «Развитие понятия элемента от Менделеева до наших дней», но опала патрона положила конец восхождению на партийный олимп. Работы Кедрова были печатно названы «антимарксистскими и космополитическими»[6], а по поводу книги Кедрова «Энгельс и естествознание» (1947) И. В. Сталин высказался следующим образом: «У некоторых наших ученых нет чувства национальной гордости, патриотизма… У нас разглагольствуют об „интернационализации науки“. Даже в книгу Кедрова эта идея проникла. Идея об интернационализации науки — это шпионская идея»[7]. В марте 1949 года, как «не справившийся с работой», он лишается поста редактора журнала, но остается зав.
Будучи составной частью номенклатуры, Б. М. Кедров быстро оправился от удара и вскоре вновь оказался среди бойцов идеологического фронта. Возвратившись к химии, Кедров вступает в развернутую к тому времени т. н. антирезонансную кампанию[8] [9] [10], где занимает место одного из наиболее неумолимых критиков. В роли трибуна он громит «порочную» теорию резонанса Л. Полинга, мезомерный эффект К. Ингольда; критикует «с точки зрения химии» работы Э. Шредингера, выступает против «некритического перенесения на химию некоторых представлений, проповедуемых „физическими“ идеалистами в квантовой механике», подвергает остракизму принцип суперпозиции П. Дирака и принцип дополнительности В. Гейзенберга, предостерегает химиков от развития таких положений, поскольку это может «завести химию в дебри, значительно худшие, чем теория резонанса»[11] и т. д.
Почти одновременно с лишением Б. М. Кедрова номенклатурных благ, в Ленинграде в музее-архиве Д. И. Менделеева М.
Д. Менделеева-Кузьмина (приходившаяся фондообразователю дочерью) и Т. С. Кудрявцева обнаруживают неизвестные материалы. Б. М. Кедров быстро заинтересовался ими и вскоре превратился в крупнейшего исследователя Периодического закона[12] [13], параллельно критикуя 25-томное издание «Сочинений» Д. И. Менделеева (1937–1952)[14] за «принципиальные ошибки философского характера», за «грубое извращение» и явные ошибки в истории открытия Периодического закона, «в корне извращающие историю научного подвига»[15], освобождая таким образом себе поле научной деятельности.
Учитывая требования эпохи и собственные воззрения, Б. М. Кедров, с одной стороны, старался в своих трудах еще более убедительно утвердить приоритет Менделеева в открытии Периодического закона, с другой же, проводил собственную оригинальную теорию, что открытие совершилось Менделеевым хотя и не во сне, но в один — единственный день, после раскладки «химического пасьянса». Теория «дня одного великого открытия» потребовала от Б.
Читать дальше
12 3 4 5 6 7 …26
Расширение периодической таблицы | ORNL
Если прошло несколько лет — или десятилетий — с тех пор, как вы в последний раз открывали свой школьный учебник по химии, его периодическая таблица, эта направляющая сила для химиков во всем мире, почти наверняка устарела. Ученые постоянно раздвигают границы химии и физики в поисках новых элементов, и персонал и оборудование ORNL поддерживают эту задачу с момента основания лаборатории в 1940-х годах.
Организация Объединенных Наций объявила 2019 год Международным годом Периодической таблицы, признав научную значимость системы химической классификации и отметив полтора века научных открытий с тех пор, как Дмитрий Менделеев впервые организовал элементы в формате, который мы знаем сегодня.
Каждый атом является определенным элементом в зависимости от количества протонов в его ядре.
«Когда вы смотрите на любой элемент периодической таблицы, вы смотрите на строительный блок известной Вселенной», — сказал Джеймс Роберто, заместитель директора лаборатории ORNL на пенсии. «Прелесть таблицы в том, что положение атома в таблице помогает вам описать его свойства. Но если приглядеться, то на самом деле за каждым из них стоит история — история открытий».
История ORNL в открытии элементов началась тайно во время Манхэттенского проекта, когда ученые анализировали продукты деления в графитовом реакторе X-10. В то время в периодической таблице были пробелы, места, где предполагалось существование радиоактивных элементов, но где они еще не были подтверждены из-за их относительно короткого периода полураспада. Химики ORNL заполнили один из пробелов в 1945, отделив недостающий элемент 61 от облученного уранового топлива. Они назвали его прометием, рожденным в результате пожара в первом в мире непрерывно работающем ядерном реакторе.
Основываясь на успехе графитового реактора в производстве изотопов после войны, исследовательское сообщество начало искать способы изучения и производства элементов помимо плутония, или элемента 94. Это привело к строительству реактора для получения изотопов с высоким потоком в ORNL в 1965 году.
«Интенсивный поток тепловых нейтронов HFIR позволил ему производить трансплутониевые изотопы, такие как калифорний и берклий, в количествах, которые позволили развить новую область химии тяжелых элементов», — сказал Роберто. «Соседний Центр развития радиохимической техники предоставил уникальную возможность проводить очень точное химическое разделение и получать очень чистые продукты этих изотопов».
Полвека спустя HFIR и REDC продолжают оставаться основным мировым источником трансплутониевых изотопов.
Изотопы, полученные в HFIR, были отправлены на ускорительные установки в Калифорнии и России, где они использовались в качестве материалов-мишеней, позволяющих открывать многие новые элементы.
В 2000-х годах исследователи ORNL также стали более активно участвовать в качестве научных сотрудников, разрабатывая и поставляя современную цифровую электронику, имеющую решающее значение для открытия элементов.
«Это большая наука, которая работает лучше всего, когда большие группы, которые представляют лучшие способности в своей конкретной области, могут работать вместе», — сказал Роберто.
Российско-американский эксперимент в 2009 году привел к второму официальному открытию лабораторией элемента — элемента 117, о котором было объявлено в 2010 году и который был назван теннесином в знак признания вклада ORNL и его партнеров из Университета Теннесси, Университета Теннесси и Вандербильта. Третий новый элемент ORNL, московий, был открыт в том же сотрудничестве, что и продукт распада теннессина.
После семи десятилетий создания периодической таблицы исследователи ORNL не останавливаются на достигнутом. Они уже участвуют в экспериментах по поиску элементов 119 и 120, используя мишени, произведенные в ORNL и облученные на ускорителях в Японии и России.
«Идея сыграть небольшую роль в открытии нового элемента очень захватывающая», — сказала Шелли ВанКлив из отдела технологий изотопов и топливного цикла ORNL. «С каждой кампанией мы узнавали что-то новое, расширяя наши методы для предоставления качественного продукта. Благодарность и волнение тех исследователей, которые получили материал, подпитывают наше желание сделать больше».
Усилия частично обусловлены поиском «острова стабильности», где ученые ожидают, что сверхтяжелые элементы будут иметь более длительный срок службы, что позволит детально изучить химию и физику этих экстремальных атомов и ядер.
— Мы не думаем, что периодическая таблица заканчивается на 120, — сказал Роберто. «Однако время открытия увеличивается, и для дальнейшего продвижения потребуются новые подходы».
ORNL и его международные партнеры делают ставку на то, что научный прогресс и изобретательность позволят продолжить истории открытий.
«Исследователи в области производства сверхтяжелых элементов составляют очень небольшое сообщество во всем мире, но страсть и энтузиазм, которые они испытывают к своей работе, заставляют меня думать, что «остров стабильности» находится в пределах досягаемости», — сказал ВанКлив.
Четыре новых химических элемента добавлены в периодическую таблицу
Home Новости открытого доступа Новости исследований и инноваций Четыре новых химических элемента добавлены в периодическую таблицу
Сверхтяжелые химические элементы, открытые учеными России, США и Японии, добавлены в периодическую таблицу Менделеева
Эта новость представляет собой значительное событие в мире химии, так как группа сверхтяжелых химических элементов была добавлена в таблицу первой после того, как в 2011 году были добавлены 114 и 116.
Эти новые элементы были обнаружены путем столкновения более легких ядер с каждым другие и отслеживание распада радиоактивных сверхтяжелых элементов.
Эти элементы существуют лишь доли секунды, после чего распадаются на другие элементы.
Решение о добавлении их в таблицу было принято Международным союзом теоретической и прикладной химии.
Три из четырех химических элементов были открыты российско-американской группой на базе Объединенного института ядерных исследований в Дубне и Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии.
Представленные доказательства были сочтены достаточными, чтобы заявить об открытии элементов 115, 117 и 118.
Японские ученые из Института Рикен получили признание за открытие элемента 113, на который также претендовали русские и американцы.
Бывший президент Riken и лауреат Нобелевской премии Рёдзи Ноёри сказал, что это решение «более ценно, чем олимпийская золотая медаль».
Ожидается, что в ближайшие месяцы ученые, открывшие их, присвоят названия элементам, причем первым будет назван элемент 113.
Профессор Ян Ридейк, президент отделения неорганической химии IUPAC, сказал: «Сообщество химиков с нетерпением ждет, когда его самая заветная таблица наконец-то будет заполнена до седьмой строки.