Сколько было элементов в таблице менделеева когда он ее создал: Посмотрите, как химики 150 лет экспериментируют с внешним видом таблицы Менделеева

Таблица Менделеева – интересно

“Периодическая таблица химических элементов приснилась Дмитрию Ивановичу Менделееву”. Вы помните, как учитель в школе рассказывал эту историю? Мы уверены, что 90% людей считают эти слова за истину. Кому-то это сказал учитель, другим – родители, третьи же узнали из каких-то сторонних источников. А задумывались ли вы, сколько правды в этом утверждении. Давайте разберемся, действительно ли таблица приснилась Менделееву, первая ли это периодическая таблица элементов и разберем некоторые другие вопросы.

Кратко самое важное

Периодическая таблица просто приснилась Менделееву. Повезло же.

Серьезно? И вы в это верите? Если сопоставить уровни развития, то это все равно, как если бы современному человеку приснилось устройство ракеты. Нет, все было совершенно не так.

Таблица Менделеева – первая в своем роде?

Нет, до нее было создано множество таблиц и ниже мы расскажем подробнее об этом.

Одними ли таблицами пытались систематизировать химические элементы?

В этом вопросе фантазия ученых разыгралась на полную катушку. Предлагались разнообразные системы: кривые, таблицы, геометрические фигуры, спирали и т.д.

Таблицы, винты и музыкальные гармонии

До середины XIX века было открыто целых 63 химических элемента. Понятное дело, что все это добро обязательно нужно было систематизировать. Химики неоднократно предпринимали попытки вывести системы, чтобы упорядочить элементы. Вот одна из интересных теорий. В 1829 году Иоганн Дёберейнер вывел закономерность, которую обозвал «Законом триад». Он утверждал, что атомарная масса множества элементов представляет из себя среднее арифметическое двух соседних элементов. Как, например, с бором, углеродом и азотом. У первого и третьего атомные массы составляют 10 и 14 единиц соответственно, а у углерода масса составляет 12 единиц. То есть, уже тогда ученые опирались на атомную массу элементов.

Следующей важной вехой стал «Теллуров винт». Александр Эмиль Шанкуртуа в 1862 расположил все элементы на воображаемой спирали. Он заметил, что если поместить химические элементы в определенной последовательности, то свойства их повторяются. Это был прообраз периодов или групп элементов.

В 1866 году Джон Александр Ньюлендс создал новую периодическую систему. Кстати, она была сильно похожа на ту, которую позже предложил Менделеев. Но пристрастие Ньюлендса к музыке погубило его идею. Он настойчиво пытался найти в своей системе химических элементов музыкальную гармонию. Правда, не преуспел в этом.

Было множество других попыток, но больше всего на окончательный вид периодической таблицы было похоже детище Юлиуса Лотара Мейера. Однако, и его таблица не выдержала научной критики. Он взял за основу валентность веществ. Однако, валентность у одного и того же химического элемента не постоянна. Поэтому всерьез воспринимать такую систему было нельзя.

Менделеев сделал лучше!

Дмитрий Иванович Менделеев тоже не сразу вывел свою прославленную на весь мир таблицу. Первые его труды были выпущенных в 1869 году. В них он предложил располагать элементы по атомному весу в определенной последовательности. Именно из этого варианта периодической таблицы и «выросла» та, которая привычна нам.

Некоторые люди (особенно часто замечено за нашими западными собратьями) ошибочно считают, что был другой химик, который вывел свою собственную таблицу, которая подозрительно похожа на менделеевскую. Однако, в зарубежных источниках нередко встречаются упоминания о том, что он «вывел свою таблицу независимо от Менделеева» или «один из первооткрывателей». Это немецкий химик Мейер. Менделеев отправил свою работу на публикацию в журнале Русского химического общества намного раньше, чем Мейер сам опубликовал свой труд. Так, Менделеев составил таблицу 17 февраля, а Мейер – только в декабре. Более того, Мейер в своей таблице собрал 28 из 63 известных на то время элементов.

Периодическая таблица химических элементов Дмитрия Ивановича была настолько совершенной, что позволила ему даже предсказать новые, на то время еще не открытые вещества. В его таблице на момент создания было немало пустых мест – тогдашние химики и физики просто еще не встречались с этими веществами. Менделеев заранее предсказал основные показатели таких веществ как: технеций, германий, галлий, скандий. Есть и еще один интересный факт: на тот момент у некоторых веществ был неверно определен атомный вес. Это: иттрий, титан, церий, торий, уран, индий, бериллий. Так, великий химик исправил эти ошибки, основываясь лишь на своей таблице, и оказался прав! Никто из других химиков, даже упомянутых выше Шанкуртуа, Ньюленда, Деберейнера и Мейера сделать этого не смог. Это была чистая победа!

Приснилось ли?

Крайне распространенный миф, гласящий о том, что Менделееву его периодическая таблица приснилась – абсолютная выдумка. С чего все началось? Был такой известный русский геолог, который своим ученикам говорил, что Менделеев увидел таблицу во сне. И байка настолько понравилась общественности, что для большинства из разряда мифов перешла в самую настоящую правду.

Сам же Дмитрий Иванович никак этого не подтверждал. А однажды, когда его прямо спросили, ответил довольно эмоционально: “Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово”.

Дальнейшее наполнение

После разработки таблицы Менделеевым постепенно открывались новые химические элементы. Они вписывались в уже готовую сетку. Более того, современная химия шагает настолько быстро, что с 2000 года были получены еще 5 химических элементов:

• 2000 г. Ливерморий;
• 2002 г. Оганесон;
• 2003 г. Нихоний;
• 2003 г. Московий;
• 2010 г. Теннессин.

Примечательно, что все открытия принадлежат российской Дубне. Еще ее называют «наукоград» – крупнейший в России центр по исследованиям в области ядерной физики. Справедливости ради стоит заметить, что нихоний был получен в результате работы российской и американской групп ученых. Правда, приоритет в открытии был отдан японцам, которые тоже трудились над изучением нихония. И это – единственный элемент, открытый в азиатских странах.

Заключение

Созданная еще в далеком 1869 году периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева используется и пополняется как раньше, так и в наше время. Она актуальна и применяется в самых разных отраслях производства и теоретических изысканий. Но главное, что мы хотели сказать в своей статье – таблица Менделееву совсем не приснилась. Это был долгий и тяжелый труд, который закончился полным триумфом ученого.

10 книг, чтобы отметить Год таблицы Менделеева!

Расскажите друзьям:

Отправьте новость
на email:

Приветствуем вас в сообществе читающих людей! Мы всегда рады вашим отзывам на наши книги, и предлагаем поделиться своими впечатлениями прямо на сайте издательства АСТ. На нашем сайте действует система премодерации отзывов: вы пишете отзыв, наша команда его читает, после чего он появляется на сайте. Чтобы отзыв был опубликован, он должен соответствовать нескольким простым правилам:

1. Мы хотим увидеть ваш уникальный опыт

На странице книги мы опубликуем уникальные отзывы, которые написали лично вы о конкретной прочитанной вами книге. Общие впечатления о работе издательства, авторах, книгах, сериях, а также замечания по технической стороне работы сайта вы можете оставить в наших социальных сетях или обратиться к нам по почте support@ast. ru.

2. Мы за вежливость

Если книга вам не понравилась, аргументируйте, почему. Мы не публикуем отзывы, содержащие нецензурные, грубые, чисто эмоциональные выражения в адрес книги, автора, издательства или других пользователей сайта.

3. Ваш отзыв должно быть удобно читать

Пишите тексты кириллицей, без лишних пробелов или непонятных символов, необоснованного чередования строчных и прописных букв, старайтесь избегать орфографических и прочих ошибок.

4. Отзыв не должен содержать сторонние ссылки

Мы не принимаем к публикации отзывы, содержащие ссылки на любые сторонние ресурсы.

5. Для замечаний по качеству изданий есть кнопка «Жалобная книга»

Если вы купили книгу, в которой перепутаны местами страницы, страниц не хватает, встречаются ошибки и/или опечатки, пожалуйста, сообщите нам об этом на странице этой книги через форму «Дайте жалобную книгу».

Если вы столкнулись с отсутствием или нарушением порядка страниц, дефектом обложки или внутренней части книги, а также другими примерами типографского брака, вы можете вернуть книгу в магазин, где она была приобретена. У интернет-магазинов также есть опция возврата бракованного товара, подробную информацию уточняйте в соответствующих магазинах.

6. Отзыв – место для ваших впечатлений

Если у вас есть вопросы о том, когда выйдет продолжение интересующей вас книги, почему автор решил не заканчивать цикл, будут ли еще книги в этом оформлении, и другие похожие – задавайте их нам в социальных сетях или по почте [email protected].

7. Мы не отвечаем за работу розничных и интернет-магазинов.

В карточке книги вы можете узнать, в каком интернет-магазине книга в наличии, сколько она стоит и перейти к покупке. Информацию о том, где еще можно купить наши книги, вы найдете в разделе «Где купить». Если у вас есть вопросы, замечания и пожелания по работе и ценовой политике магазинов, где вы приобрели или хотите приобрести книгу, пожалуйста, направляйте их в соответствующий магазин.

8. Мы уважаем законы РФ

Запрещается публиковать любые материалы, которые нарушают или призывают к нарушению законодательства Российской Федерации.

150 лет назад периодическая таблица упорядочила химическую вселенную

1 октября 2019 г. Эрик Гамильтон

Практически незамеченным в углах бесчисленных классов по всему миру висит уникальное достижение ученого сибирского происхождения и основополагающий документ современной химии.

И в этом году ему нужно впихнуть много свечей в свой праздничный торт.

Да, периодической таблице элементов в этом году исполняется 150 лет. Полувековой юбилей вездесущего стола ознаменовался глобальными праздниками. Его хвалили в Париже и лебезили в журналах.

К чему вся эта суета?

Поскольку до того, как Дмитрий Менделеев изложил периодический закон, лежащий в основе его знаменитой таблицы, не было хорошего способа разобраться в быстро растущем списке элементов, из которых состоит вся нормальная материя во Вселенной.

Мэтт Боуман ведет урок органической химии для студентов бакалавриата в Ингрэм Холл. «Можно сказать, что мы воспринимаем периодическую таблицу как должное, — говорит Боуман. «Но я не мог представить себе химию без него». Фото: Лорен Джастис

При написании своего учебника «Основы химии» Менделеев искал логический способ организовать 64 элемента, известных науке в то время. Как и многие до него, Менделеев заметил, что некоторые элементы по своим химическим свойствам похожи друг на друга. Упорядочив элементы по возрастанию атомного веса, он заметил периодическое повторение этих общих свойств. Он опубликовал свой периодический закон и табличный список элементов в 1869 году. профессор химии и почетный председатель Висконсинской идеи Уильяма Т. Эвью. «Пришло время задуматься об этих открытиях».

Периодический закон позволил Менделееву предсказать существование и свойства неоткрытых элементов, которые в конечном итоге заполнили пробелы в его таблице. Открытие галлия и германия всего несколько лет спустя подтвердило его правоту и закрепило за ним место в истории химии.

Дмитрий Менделеев искал логический способ организовать 64 элемента, известных науке в то время.

«Как только эти элементы были обнаружены и их свойства оказались практически идентичными предсказанным Менделеевым, именно это действительно побудило химиков постепенно превратить периодическую таблицу в икону, какой она является сегодня», — говорит Билл Дженсен, почетный профессор. кандидат химии и историк химии в Университете Цинциннати, получивший степень бакалавра, магистра и доктора наук в Университете Вашингтона в Мэдисоне.

Но потребовалось еще несколько десятков лет, чтобы таблица Менделеева получила всемирное признание. В конце концов, это стало стандартом для организации элементов. Таблица теперь считается настолько логичным и фундаментальным устройством химической вселенной, что ее предложили в качестве способа общения с инопланетянами.

«Стол похож на носки, — говорит Мэтт Боуман, преподаватель химии UW–Madison. «Я носки использую каждый день, но не думаю о них сознательно. Таким образом, можно сказать, что мы принимаем периодическую таблицу как должное. Но я не мог представить себе химию без него».

В конце концов, открытие протонов и электронов изменило таблицу неуловимым, но важным образом. Менделеев первоначально упорядочил свою таблицу по атомному весу, но теперь таблица Менделеева упорядочена по атомному номеру, который относится к числу протонов в ядре атома. Протоны определяют количество электронов, находящихся вне ядра, которые, в свою очередь, контролируют свойства, которые так регулярно повторяются в каждом столбце таблицы.

Бассам Шахашири проводит свою ежегодную демонстрацию «Однажды на Рождество в лаборатории Шахашири» в 2009 году.. Периодическая таблица видна в правом верхнем углу. Фото: Брайс Рихтер

За последние 150 лет стихия обрела множество сторонников. В 2003 году Шахашири способствовал празднованию периодической таблицы, написав о свинце. В эссе он вспомнил дни, когда выкапывал свинцовые монеты давно умерших империй в своей родной стране Ливане.

И, как писал Шахашири, древний металл породил талисман UW-Madison, потому что первые европейско-американские поселенцы территории Висконсин, как говорили, напоминали барсуков, когда они спали в вырытых вручную свинцовых шахтах.

Свинец также был особенным для автора и нейробиолога Оливера Сакса, который написал о своей глубокой связи с элементами, когда столкнулся с неизлечимой формой рака в 2015 году. Он собрал столько элементов, сколько смог, по одному на каждый год своей жизни. Мешки дожили до 82 лет, атомный номер свинца. Если бы он дожил до 83 лет, он бы достиг того, что он называл милым, непонятым висмутом, который стоял в его кабинете рядом со свинцом.

В этом году у Шахашири тоже юбилей. Он представит свою 50-ю ежегодную рождественскую лекцию Once Upon a Christmas Cheery in the Lab of Shakhashiri в воскресенье, 1 декабря, в Центре исполнительских искусств Миддлтона.

Тема? Жесть, конечно. Атомный номер: 50.

Сатирик Том Лерер исполняет «Элементы» в Копенгагене, Дания, в 1967 году. Это его музыкальное исполнение периодической таблицы на мелодию Гилберта и Салливана «Я — образец современного Генерал майор.”

Новый мировой порядок | Davidson Institute of Science Education

Осиротев в детстве, Дмитрий Менделеев преодолел нищету и болезни на пути к открытию нового метода организации химических элементов. К 150-летию Периодической таблицы и 185-летию со дня рождения ее первооткрывателя

Ряд химических элементов, таких как медь, железо, серебро, золото и другие, были известны человечеству на протяжении тысячелетий, но список известных элементов практически не изменился со времен древнеегипетских династий. Ситуация изменилась в середине 18 века, с наступлением золотого века в химии, когда открывались один за другим элемент, включая кислород, азот и хлор. Французский химик Антуан Лавуазье опубликовал список из 33 элементов в 1783 году, удвоив количество элементов, известных всего пятьдесят лет назад. В течение нескольких десятилетий численность еще удвоилась, и к середине XIX в.го века было известно около 60 элементов.

Несмотря на головокружительный темп открытий, а может быть, благодаря ему, в области химии царил полнейший хаос. Химикам еще предстояло полностью понять, что значит для вещества быть «элементом». Например, список Лавуазье включал, помимо истинных элементов, еще тепло и свет (в то время считалось, что это вещество называется теплотворным). Большинство ученых отвергали идею о том, что материя состоит из атомов, и полагались на простое правило Лавуазье, которое гласило, что элемент — это соединение, которое нельзя разделить на другие соединения с помощью химической реакции. Несмотря на путаницу и неясность, накапливающийся объем информации об элементах и ​​их свойствах был настолько велик, что кто-то должен был ее упорядочить, открыть принципы, которые позволили бы понять связи между различными элементами, а может быть, и пролить свет. на природу самих элементов.

Многие пытались придумать классификацию, которая отражала бы различные свойства элементов. Несколько ученых разработали различные механизмы, которые более или менее похожи на принципы, лежащие в основе современной классификации, знакомой нам сегодня. Когда туман неопределенности рассеялся над этим научным прорывом, один исследователь стоял выше всех остальных, чье имя стало синонимом таблицы, которую знает почти каждый старшеклассник — Периодической таблицы элементов.

Научный шедевр, представляющий множество свойств многочисленных отдельных элементов. Периодическая таблица элементов. Источник: Шаттерсток.

Жженое стекло

Дмитрий Иванович Менделеев (Менделе́ев) родился 8 февраля 1834 года в маленькой деревне недалеко от города Тобольска в Сибири. Он был младшим из 14 братьев и сестер. Его отец был директором местной школы, который потерял зрение в детстве Дмитрия и не смог удержаться на работе. Чтобы поддержать семью, мать Дмитрия, Мария, вновь открыла семейный стекольный завод. Когда Дмитрию было 13 лет, умер его отец и завод сгорел. Большинство взрослых детей Марии Дмитриевны к тому времени уже были самостоятельными, и она решила сделать все возможное, чтобы дать своему младшему ребенку самое лучшее образование.

Итак, мать с сыном отправились верхом, проехав тысячи километров на запад через Уральские горы в Москву – но престижный Московский университет отказался принять Менделеева, так как он не был жителем города. Они продолжили свое путешествие, проехав еще несколько сотен километров до Санкт-Петербурга, тогдашней столицы России, где их ждало еще одно разочарование: как крестьянину из Сибири без средств, местный университет не принял его. В конце концов Марии удалось записать сына в педагогическую академию, где учился и его отец. Через несколько недель она скончалась, и юный Дмитрий остался один, чтобы исполнить надежды матери и преуспеть в учебе.

Отличник и перспективный исследователь, несмотря на финансовые трудности. Менделеев в свои 20 лет. Источник: Научная фотобиблиотека.

Долги и книги

Менделеев действительно отличился, занимаясь химическими исследованиями и публикуя статьи уже во время учебы. Заболев туберкулезом в конце учебы, он отправился работать на Крымский полуостров в надежде, что более приятный климат поможет его выздоровлению. Проучившись два года в гимназии, он вернулся в Санкт-Петербург, несмотря на то, что там его не ждала постоянная должность. Он был по уши в долгах и брался за любую работу, которая попадалась ему на пути: преподавал в школе, обучал студентов в лабораториях, давал частные уроки и даже писал об исследованиях в области химии для журнала российской системы образования. Два года спустя он получил стипендию, которая позволила ему пройти стажировку в Париже и Гейдельберге, Германия, где он работал со знаменитым химиком Робертом Бунзеном и специализировался на спектроскопии — относительно новой области исследований. Поле основано на том принципе, что каждый элемент по-разному реагирует на падающий на него свет, поглощая одни длины волн и излучая другие. Методологическое исследование конкретного элемента на разных длинах волн позволяет идентифицировать его оптическую сигнатуру, и, аналогичным образом, излучение неизвестного соединения позволяет выявить, из каких элементов оно состоит, на основе спектра длин волн, которые оно поглощает или излучает.

По возвращении в Санкт-Петербург в 1861 году Менделеев был назначен преподавателем химии в учительской академии. Его беспокоил низкий уровень преподавания химии в России по сравнению с тем, что он видел в Германии, и отсутствие хороших учебников на русском языке. В возрасте 27 лет он за два месяца написал всеобъемлющий учебник по химии. Отмеченная важной наградой (Демидовская премия), книга принесла Менделееву известность в его стране. Что не менее важно, призовые деньги позволили ему погасить почти все свои долги. Его известность помогла ему получить должность лектора в Санкт-Петербургском университете еще до того, как он защитил докторскую диссертацию. Только через год, в 1865 году, он получил докторскую степень за исследования реакций между спиртовыми соединениями и водой.

Менделеев начал работу над другим важным учебником, «Основами химии» (в конечном итоге опубликованным в 1869 г.), и параллельно начал работать над научным вопросом, который займет его ум в последующие годы и принесет ему всемирную известность: систематический порядок химических элементов.

Переход между версиями — от ранней версии Менделеева к современной таблице Менделеева. Иллюстрация: Научная фотобиблиотека.

Иррациональная периодичность

В 19 веке несколько исследователей заметили, что атомные массы различных элементов на самом деле были целыми кратными атомной массе водорода. Другими словами, если за основную единицу взять массу водорода, то масса любого другого атома есть произведение целого числа водородных единиц. Атомная масса азота в 14 раз больше массы водорода, а золота — в 197 раз больше массы водорода, но нет атома, масса которого в 14,5 раз больше массы водорода. По крайней мере, с измерительными приборами, доступными тогда ученым, их не нашли.

Немецкий химик Иоганн Доберейнер заметил еще одно явление: многие элементы можно разделить на группы по три с одинаковым химическим поведением. Литий, натрий и калий, например, реагируют с кислородом в одинаковом соотношении. Когда он организовал эти трио в соответствии с их атомной массой, он заметил, что атомная масса атома в середине была примерно средней массы двух других.

В Гейдельберге Менделеев познакомился с итальянским химиком Станислао Канниццаро, который в 1860 г. опубликовал список атомных масс элементов как отношения массы водорода. После этой публикации другие ученые заметили периодичность в атомных массах элементов и даже обнаружили связь между этой периодичностью и рядом других свойств элемента, таких как удельный вес (плотность вещества), его температура кипения и его склонность к реакции. с другими веществами.

Среди ученых, которые независимо открыли это, были французский геолог Александр-Эмиль Бегуйе де Шанкуртуа и британский химик Джон Ньюлендс. Работа де Шанкуртуа в значительной степени игнорировалась, возможно, потому, что он не мог ясно объяснить свои идеи. Ньюлендс, однако, представил интересную классификацию элементов по восьми группам, но эта идея была сочтена «противоречивой» Королевским обществом, в то время считавшимся самым важным научным объединением, и оно отказалось опубликовать его исследование. Англичанин Уильям Одлинг также попал в подобную таблицу, но его исследование не было опубликовано, так как он занимал важное положение в Королевском обществе, и было подозрение, что он использовал свой статус, чтобы помешать публикации Ньюленда. Немецкий химик Густав Хинрихс пошел другим путем и безуспешно пытался разработать алгебраическую таблицу элементов. Более удачную таблицу создал другой немец Лютер Мейер, но, как он сам признавался, не осмелился опубликовать свою работу, опасаясь насмешек.

Вдохновленный мечтой. Версия таблицы 1871 года с пустыми местами и несколькими предсказаниями. Источник: Научная фотобиблиотека.

От мечты к реальности

В отличие от некоторых своих предшественников, Менделеев как химик имел большой опыт работы в лаборатории. Он не только читал об элементах в учебниках; он знал большинство из них с близкого расстояния, что дало ему твердое представление об их свойствах. Пытаясь легче сопоставить атомную массу и свойства элементов, он создал карточки, каждая из которых содержала свойства одного из 63 известных элементов. Менделеев играл со своими картами в игру, похожую на пасьянс, и пытался расположить их так, чтобы это имело смысл. Через несколько дней после своего 35-летия он заснул на столе, играя в карты. «Во сне я увидела таблицу, где каждый элемент был на своем месте. Когда я проснулся, я сразу же их записал», — напишет он позже.

Для осуществления мечты Менделеев понимал, что ему необходимо осуществить некоторые изменения, отвергнутые другими учеными. Например, он переключился между теллуром и йодом: хотя теллур немного тяжелее, он решил заменить его йодом сразу после брома, с которым он имеет несколько общих свойств.

Согласно этому принципу подобия свойств между элементами, Менделееву для завершения расстановки элементов приходилось оставлять пустые места в таблице — не было элементов, свойства которых соответствовали предсказанным соседями. Смело, а может быть, и дерзко, он утверждал, что недостающие элементы будут обнаружены, даже предсказывая их физические и химические свойства.

Например, Менделеев предсказал элемент со свойствами, подобными свойствам кремния, но более тяжелый, который будет помещен под ним в периодической таблице. Он назвал его эка-кремнием, основываясь на санскритском слове, означающем «за» или «после». Менделеев предсказал, что эка-кремний будет иметь атомную массу 72 (в 72 раза больше массы водорода), а его удельный вес будет около 5,5 грамма на кубический сантиметр. Он также предсказал, что это будет легкий металл с относительно низкой температурой кипения и что он может связываться с двумя атомами кислорода или, альтернативно, с четырьмя атомами водорода или хлора. Он предсказал будущее элементов эка-алюминия и эка-бора.

Периодическая таблица затмила его вклад во многие другие области науки. Менделеев. Источник: Научная фотобиблиотека.

Предсказание сбылось

Менделеев опубликовал свою периодическую таблицу в 1869 году, а в другом издании, в 1871 году, представил более точную таблицу, в которую он также включил свои предсказания для недостающих элементов. Как и всякое научное нововведение, таблица Менделеева и особенно его предсказания вызывали сомнения у многих других ученых, особенно после того, как столь многие безуспешно пытались решить эту задачу.

Всего за несколько лет общественное мнение изменилось. В 1875 году французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буабодран, занимавшийся исследованием богатых цинком минералов, выделил среди них неизвестный элемент. Он предположил, что открыл новый элемент и начал определять его свойства, пока характеристики не показались коллеге знакомыми. Недолгий поиск привел к публикации Менделеева четырехлетней давности, и быстро выяснилось, что новым элементом был не кто иной, как экаалюминий. Французский исследователь дал ему новое название – галлий, в честь прежнего названия своей родины – Галлии. Четыре года спустя история почти без отклонений повторилась — на этот раз это было открытие экабора, названного его шведским изобретателем Ларсом Нильсоном скандием в честь его родной Скандинавии. В 1886 году настала очередь немецкого химика Клеменса Винклера — он нашел элемент, точно соответствующий свойствам эка-кремния, и тоже назвал его в честь своей страны — германий.

Вскоре стало ясно, что периодическая таблица Менделеева — лучший способ систематизировать химические элементы. Даже элементы, открытию которых предшествовала таблица, нашли в ней свое место, и даже когда была открыта целая группа элементов — благородные газы — все они заняли свое место в новой колонке справа периодической таблицы. Спустя годы, когда наука развилась и создала новые искусственные элементы, они тоже были помещены в таблицу на основе их свойств.

Расположение протонов, электронов и нейтронов отвечает за организацию периодической таблицы. Строение атома. Источник: Научная фотобиблиотека.

Внутренняя организация

С развитием химии и физики и пониманием строения атома стало ясно, почему менделеевский порядок оказался столь успешным, и стала ясна его связь с многообразием атомных свойств. Сегодня мы знаем, что ядро ​​атома состоит из протонов, имеющих положительный заряд, и нейтронов, почти идентичных незаряженных частиц. Электроны, вращающиеся вокруг ядра, заряжены отрицательно, что уравновешивает электрический заряд протонов, но их масса настолько мала, что ею практически можно пренебречь по сравнению с ядром.

Элементы различаются количеством протонов в их ядрах. Ядро водорода содержит один протон, и, следовательно, его атомный вес равен 1. Ядро азота содержит семь протонов, а также семь нейтронов — таким образом, его атомный номер равен 7, а его атомный вес равен 14 — как 14 атомов водорода. Ядро атома золота содержит 79 протонов (это его атомный номер) и 118 нейтронов, следовательно, его атомный вес равен 197.

Электроны располагаются вокруг ядра в виде оболочек, расположенных подобно слоям луковицы. Самая внутренняя оболочка может содержать до двух электронов, поэтому верхняя строка таблицы содержит только два элемента — водород с одним электроном и гелий с двумя. Вторая оболочка может содержать до восьми электронов, поэтому первый элемент во втором ряду, литий (атомный номер: 3), имеет полную внутреннюю оболочку плюс один электрон во второй оболочке. Далее следует бериллий с двумя электронами на второй оболочке и так далее, вплоть до неона (атомный номер: 10), у которого обе электронные оболочки заполнены. Следующие ряды занимают постепенно утяжеляющиеся элементы, со все большим количеством снарядов.

Стабильность атомов зависит от того, заполнена ли их внешняя оболочка электронами: если она заполнена, атом стабилен. Элементы, у которых внешняя оболочка атомов незаполнена, могут достичь стабильности, принимая или отдавая электроны, или делясь электронами с другими атомами. Количество электронов, отсутствующих на внешней оболочке, определяет химические связи, которые может образовать атом, и, таким образом, многие его химические свойства. Менделеев построил свою таблицу так, что элементы с одинаковым числом электронов во внешней оболочке находились в одном столбце, хотя он ничего не знал о строении атома. Это свойство, конечно же, является источником триплетов Доберейнера — литий, натрий и калий имеют один электрон на внешней оболочке и поэтому реагируют одинаково.

Современная таблица элементов показывает, что атомный вес большинства элементов не является точным кратным весу водорода, но обычно является величиной, близкой к нему. Это вытекает из существования изотопов — вариантов элемента, отличающихся только количеством нейтронов в своих ядрах, а значит, и своим атомным весом. Например, около 99% всех атомов углерода в природе имеют «правильную» форму с шестью протонами и шестью нейтронами; есть несколько других изотопов, поэтому средний атомный вес углерода составляет 12,01. Напротив, только около 72% всех атомов рубидия в природе являются обычными изотопами (атомный вес: 85), а остальные 28% являются более тяжелыми изотопами (атомный вес: 87), поэтому средний атомный вес рубидия составляет почти 85,5. .

Структура атома и связи между атомами объясняют многие другие свойства материалов, такие как их материальные состояния, электропроводность, теплопроводность и так далее.

Всемирная известность. Советская почтовая марка 1969 года, посвященная 100-летию таблицы Менделеева | Источник: Википедия, открытый доступ

Многопрофильный ученый

Огромный успех периодической таблицы сделал Менделеева одним из самых известных ученых своего поколения, но также затмил многие другие его вклады в науку. К ним относится его участие в нефтехимии — изучении нефти и ее продуктов. Он был одним из основателей одного из первых в России нефтеперерабатывающих заводов, занимавшихся исследованиями и разработками топлива, удобрений и взрывчатых веществ.

Он также посвятил свое время изучению физических свойств материалов и состояний вещества, а также исследовал связь между температурой и объемом в различных веществах, свойства растворов и многое другое. Некоторые пути его исследований были неверными — например, он ошибочно полагал, что эфир может быть другим, более легким, чем водород, элементом со свойствами газа.

Помимо научной деятельности, Менделеев также занимался многочисленными экономическими и социальными вопросами. Он консультировал российское правительство по вопросам сельского хозяйства и торговых соглашений, а также работал над защитой российской экономики путем введения налогов на импорт. Он также был одним из первых сторонников академического образования женщин и способствовал открытию лекций и курсов для женщин.

Следующий анекдот иллюстрирует выдающийся статус Менделеева в России. После развода с женой он стремился как можно скорее жениться на другой женщине (ей было 19 лет).; ему было 43 года), не дожидаясь нескольких лет, требуемых церковью, поэтому он подкупил священника, чтобы он немедленно провел церемонию бракосочетания.