Современная формулировка менделеева: Периодический закон Д. И. Менделеева — урок. Химия, 8 класс.

суть, значение открытия, попытки систематизации до него

Химические элементы, которых на данный момент насчитывается 118, подчиняются периодическому закону, сформулированному Дмитрием Ивановичем Менделеевым во второй половине XIX века.

Периодический закон Менделеева — в чём суть

Химические элементы, существующие в нашем мире, созданные самой природой или человеком, подчиняются правилу — Периодическому закону, который является основой химической науки.

Периодический закон — закон, который заключается в сопоставлении свойств химических элементов и их атомных масс (в современной формулировке — зарядов ядер).

После открытия в 1869 году Д. И. Менделеевым Периодического закона химических элементов данная наука перестала быть исключительно описательной. Стало возможным научное предвидение.

Суть закона Менделеева заключается в том, что свойства химических элементов, расположенных в таблице, а также свойства образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов.

Периодический закон Менделеева был выражен в форме периодической системы элементов.

Периодическая система химических элементов — упорядоченное расположение в таблице химических элементов и их естественная классификация.

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева состоит из 7 периодов — они представляют собой элементы, расположенные по горизонтали в порядке возрастания атомного номера (заряда ядра), и восьми групп (столбцов).

Периоды делятся на:

• малые — 1, 2 и 3;
• большие — 4, 5, 6 и 7.

Каждый, кроме первого, период начинается со щелочного металла, а заканчивается благородным газом. Слева направо в каждом периоде ослабевают металлические и усиливаются неметаллические свойства, что связано с возрастанием числа электронов на внешнем уровне каждого химического элемента и увеличением прочности их связи с атомом.

Группы делятся на подгруппы:

• главные или А;
• побочные или Б.

Сверху вниз в главных подгруппах усиливаются металлические и слабевают неметаллические свойства.  

В главных подгруппах вместе с усилением металлических свойств увеличивается устойчивость соединений элементов в низких степенях окисления. В побочных подгруппах с ослабеванием металлических свойств увеличивается устойчивость соединений с высокими степенями окисления.

История открытия, какое имело значение

Первооткрывателем периодического закона является Д. И. Менделеев. Днем, когда был открыт периодический закон, считается 1 марта (17 февраля) 1869 г., когда ученый закончил работу над основным трудом, описавшим данный закон — «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом свойстве». Тогда с ним за звание первооткрывателя боролся Юлиус Лотар Мейер, который также создал свою систему химических элементов.

Существует легенда о том, что Дмитрий Иванович Менделеев увидел Периодическую систему химических элементов во сне. Однако сам ученый ответил так:

«Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

За основу своей классификации Д.  И. Менделеев взял два свойства — химическое сходство элементов и их атомную массу. Ученый расписал на карточках основные свойства каждого элемента, после чего начал многократно переставлять их, чтобы найти закономерность.

Менделеев утверждал, что с ростом атомной массы элементов их свойства меняются, но не монотонно, как считали исследователи до него, а периодически. Свойства начинают повторяться после определенного количества элементов, однако они делают это не точь-в-точь, а с определенными изменениями.

Вторая версия Периодической системы появилась в 1870 году в статье «Естественная система элементов» в «Основах химии». Эта система больше похожа на современную: горизонтальных столбцов стало восемь, периоды остались в изначальном количестве, а каждый период был разбит на 2 ряда — для элементов основной и побочной подгрупп.

Для соблюдения периодичности химических элементов Д. И. Менделеев переписал атомные массы некоторых элементов, расставив их вопреки общим представлениям, а также оставил пустые клетки для неоткрытых элементов.

Первое определение химического закона звучало следующим образом:

Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, состоят в периодической зависимости от их атомного веса.

С помощью составленной периодической системы Д. И. Менделеев смог предсказать открытие новых элементов, а также целый ряд их химических и физических свойств. Подтверждение правильности систематизации появилось уже в 70-80-х годах XIX века, когда были открыт галлий, скандий и германий, которые точно встали в установленные Менделеевым места в Периодической таблице.

Формулирование Периодического закона имело большое значение для развития химии. С открытием Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева мир химической науки перестал быть исключительно описательным, но получил возможность прогнозирования будущих результатов.

Попытки систематизации до него

В середине XIX века научный мир знал о существовании 63 химических элементов. Исследователи предпринимали постоянные попытки систематизирования этих элементов для возможности дальнейшего прогнозирования в химической науке. Это было необходимо для преодоления определенного кризиса — невозможности открывать новые элементы и неимения твердой научной почвы для проведения опытов.

Первым установленную попытку систематизирования химических элементов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа — французский химик, который в 1862 году создал свою систему химических элементов, основанную на закономерности их атомных масс.

Он разместил элементы вдоль винтовой линии — «земной спирали» — которая обращала внимание на циклическую повторяемость свойств элементов.

Данная модель не привлекла внимания общественности, но стала существенным шагом к открытию Периодической системы. Александр Эмиль Шанкуртуа первым обратил внимание на закономерности между атомными массами химических элементов, но не учитывал многих других свойств. Поэтому претензии Шанкуртуа на приоритет в открытии Периодической системы, которые появились у химика после открытия Менделеева, нельзя считать обоснованными.

Джон Александр Ньюлендс в 1866 году предложил свой вариант Периодического закона, который назвал «законом октав». Модель закона напоминала менделеевскую, но при этом в формулировке существовали настойчивые попытки Ньюлендса найти взаимосвязь между химическими элементами и музыкальной гармонией.

По мнению Джона Александра Ньюлендса следовало размещать элементы по порядку возрастания атомных масс, при этом каждый восьмой элемент, как и каждая восьмая нота, должен был стать началом новой строчки. Элементы с одинаковым атомным весом, которые были установлены в то время, располагались под одним номером.

Главной ошибкой ученого был факт того, что некоторые элементы еще не были открыты. Из-за этого система рушилась.

Наиболее близкой к менделеевской системе был вариант Юлиуса Лотара Мейера, который был опубликован в 1864 году. За основу классификации химических элементов ученый взял валентность элементов. В то время еще не было установлено, что валентность не является постоянной для отдельно взятого элемента, из-за чего система не могла быть достоверно точной.

В 1869 году Мейер изменил свою таблицу на сходную с системой Менделеева, из-за чего в западной литературе считается одним из первооткрывателей Периодического закона, либо же ученым, открывшим его независимо от Менделеева.

Современная формулировка

В начале XX века в связи с проводимыми опытами по изучению строения атома было выявлено, что заряд ядра, а не атомная масса, влияет на периодичность изменений свойств элементов. Заряд ядра также влияет на атомный номер и число электронов, распределённых по электронным оболочкам химического элемента.

Современная формулировка в связи с этим отличается от первоначальной:

Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений, находятся в периодической зависимости от величин зарядов ядер их атомов.

В современной химии главным вопросом остается проблема верхней границы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Последним элементом в таблице на данный момент является элемент номер 118, синтезированный в Дубне в 2002 и 2005 годах, и получивший название Оганесон в 2016 году.

Развитие периодического закона Д. И. Менделеева

В 1869 году, когда был сформулирован Периодический закон, научный мир знал только о 63 элементах. На 2021 год известно 118 элементов, продолжаются попытки получения новых.

Формулировка Периодического закона означала лишь начало развития химии и знаний о периодичности свойств химических элементов. Несмотря на то, что изначально предсказания Менделеева были встречены со скепсисом, в итоге они стали основой для целого ряда химических открытий.

В развитии периодического закона принято выделять 2 периода:

• химический;
• физический.

Химический этап связан с открытием элементов Периодической системы, которые предсказал Менделеев:

• 1875 — открытие галлия французским химиком Полем Эмилем Лекок де Буабодраном;
• 1879 — открытие скандия шведским химиком Ларсом Фредериком Нильсоном;
• 1886 — открытие германия немецким химиком Клеменсом Александром Винклером. Позже оказалось, что данный элемент по свойствам совпадает с менделеевским экасилицием;
• 1900-02 — преобразование Периодической системы в связи с появлением в таблице дополнительной группы элементов, включающей инертные газы.

Данное преобразование завершило химический этап развития Периодической системы.

Физический этап развития Периодического закона был начат в связи с тем, что химия не могла в полной мере объяснить причину периодичности свойств химических элементов. Физический этап развития Периодического закона привел к изменениям в естествознании, которые оказали на науку революционное влияние.

Дальнейшее изменение Периодической системы было связано с открытиями физики.

Физический этап можно условно разделить на периоды:

• 1869-97 — открытие электрона, радиоактивности и установление делимости атома;
• 1911-13 — разработка модели атома;
• 1913 — открытие изотопов и разработка их системы, также открытие закона Мозли, позволяющего определять заряд ядра и номер элемента в Периодической системе химических элементов;
• 1921-25 — разработка теории Периодической системы на основании знаний о строении оболочек атомов;
• 1926-32 — квантовая теория строения атома и Периодической системы.

В связи с открытиями физики таблица начала менять свой изначальный облик.

Как изменяются свойства элементов в Периодической таблице

Свойства химических элементов в Периодической таблице зависят от положения каждого элемента в ряду (периоде) и столбце (группе).

Главной характеристикой химического элемента является заряд ядра его атомов.

Главными свойствами химических элементов, являются:

• радиус атома;
• энергия ионизации атомов;
• электроотрицательность;
• металлические свойства;
• неметаллические свойства.

Слева направо в периоде происходит:

• уменьшение металлических свойств простых веществ;
• увеличение неметаллических свойств;
• уменьшение радиуса атома;
• увеличение энергии ионизации атомов;
• возрастание электроотрицательности элементов;
• уменьшение восстановительных свойств простых веществ;
• увеличение окислительных свойств;
• уменьшение основных свойств оксидов и гидроксидов;
• усиление кислотных свойств оксидов и гидроксидов;
• увеличение числа электронов на внешнем уровне;
• увеличение максимальной валентности элементов.

Сверху вниз в группе в главной подгруппе происходит:

• увеличение металлических свойств простых веществ;
• уменьшение неметаллических свойств;
• увеличение радиуса атома;
• уменьшение энергии ионизации атомов;
• уменьшение электроотрицательности элементов;
• усиление основных свойств оксидов и гидроксидов;
• убывание кислотных свойств оксидов и гидроксидов.

Периодический закон – HIMI4KA

ЕГЭ 2018 по химии › Подготовка к ЕГЭ 2018

Существуют две формулировки Периодического закона химических элементов: классическая и современная.

Классическая формулировка (в изложении его первооткрывателя Д.И. Менделеева): свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величин атомных весов элементов.

Современная формулировка: свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов (порядкового номера).

Графическим изображением Периодического закона является Периодическая система элементов, которая представляет собой естественную классификацию химических элементов, основанную на закономерных изменениях свойств элементов от зарядов их атомов. Наиболее распространенными изображениями Периодической системы элементов Д. И. Менделеева являются короткая и длинная формы.

Группами называют вертикальные ряды в периодической системе. В группах элементы объединены по признаку высшей степени окисления в оксидах. Каждая группа состоит из главной и побочной подгруппы. Главные подгруппы включают в себя элементы малых периодов и одинаковые с ним по свойствам элементы больших периодов. Побочные подгруппы состоят только из элементов больших периодов. Химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Все элементы, кроме гелия, неона и аргона, образуют кислородные соединения, существует всего восемь форм кислородных соединений. В периодической системе их часто изображают общими формулами, расположенными под каждой группой в порядке возрастания степени окисления элементов: R₂O, RO, R₂O₃, RO₂, R₂O₅, RO₃, R₂O₇, RO₄, где символом R обозначают элемент данной группы. Формулы высших оксидов относятся ко всем элементам группы, кроме исключительных случаев, когда элементы не проявляют степени окисления, равной номеру группы (например, фтор).

Оксиды состава R₂O проявляют сильные оснОвные свойства, причем их основность возрастает с увеличением порядкового номера. Оксиды состава RO (за исключением BeO) проявляют основные свойства.

Оксиды состава RO₂, R₂O₅, RO₃, R₂O₇ проявляют кислотные свойства, причем их кислотность возрастает с увеличением порядкового номера.

Элементы главных подгрупп, начиная с IV группы, образуют газообразные водородные соединения. Существуют четыре формы таких соединений. Их располагают под элементами главных подгрупп и изображают общими формулами в последовательности RH₄, RH₃, RH₂, RH.

Соединения RH₄ имеют нейтральный характер; RH₃ — слабоосновный; RH₂ — слабокислый; RH — сильнокислый характер.

Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются сверху вниз:

• усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические;
• возрастает атомный радиус;
• возрастает сила образованных элементом оснований и бескислородных кислот;
• электроотрицательность падает.

Периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров. В периодической системе имеются семь периодов: первый, второй и третий периоды называют малыми, в них содержится соответственно 2, 8 и 8 элементов; остальные периоды называют большими: в четвертом и пятом периодах расположены по 18 элементов, в шестом — 32, а в седьмом (пока незавершенном) — 29 элемента. Каждый период, кроме первого, начинается щелочным металлом, а заканчивается благородным газом.

Физический смысл порядкового номера химического элемента: число протонов в атомном ядре и число электронов, вращающихся вокруг атомного ядра, равны порядковому номеру элемента.

В пределах периода с увеличением порядкового номера элемента:

• электроотрицательность возрастает;
• металлические свойства убывают, неметаллические возрастают;
• атомный радиус уменьшается.

Химическая связь →

← Атом, молекула, вещество

Периодическая таблица Менделеева, основанная на атомных массах элементов

Атомный вес является основой периодического закона Менделеева. Характеристики элементов являются периодической функцией их атомных масс в соответствии с периодическим законом Менделеева. Периодический закон Менделеева, основанный на атомной массе, был изменен в результате открытия атомных чисел. Зная атомный вес соседних элементов элемента, можно иногда изменить его атомный вес. В результате атомный вес теллура должен быть между 123 и 126, но не более 128. (Ядерный вес теллура равен 127,6, и предположение Менделеева о том, что ядерный вес должен увеличиваться с положением периода, было неверным.)

Характеристики элементов, по Менделееву, являются периодической функцией их атомных весов. Менделеев назвал эти элементы Эка-Алюминием и Эка-Кремнием, потому что он оставил пространство под алюминием и зазор под кремнием.

Периодическая таблица Менделеева, основанная на атомных массах элементов

В 1869 году Дмитрий Менделеев составил периодическую таблицу химических элементов, основанную на свойствах, появившихся у элементов. Он расположил элементы от самого легкого к самому тяжелому. До Периодической таблицы Менделеева для классификации элементов в виде таблиц в основном рассматривались триады Доберейнера и закон октав Ньюленда.

Периодическая таблица Менделеева появилась после того, как был отвергнут закон октав Ньюленда. В периодической таблице Менделеева элементы распределяются в соответствии с их атомной массой, фундаментальным свойством и химическими свойствами.

Периодический закон Менделеева гласит, что «Свойства элементов являются периодической функцией их атомных масс».

В то время, когда Менделеев сформулировал эту периодическую таблицу, было открыто только 63 химических элемента. Наблюдая за всеми свойствами элементов, Менделеев пришел к выводу, что свойства элементов периодически связаны с их атомными массами. Помимо атомных масс, Менделеев также использовал химические свойства для классификации. Формулы гидридов и оксидов элементов были одним из основных критериев категоризации. Он расположил элементы в периодической таблице таким образом, чтобы все элементы с одинаковыми свойствами попадали в одни и те же вертикальные столбцы периодической таблицы. Он назвал вертикальные столбцы « группирует », а горизонтальные строки как « периодов ».

003030003.2

Group

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Oxide

R 2 O

RO

R 2 O 3

RO 2

R 2 O 5

RO 3

R 2 O 7

RO 4

Hydride

RH

RH 2

RH 3

RH 4

RH 3

RH 2

RH

ПЕРИОСЫ ⇓

A B

A B

A B

A B

A B

A B

A B

A B

A B

A B

A B

A       B

A       B

Transition Series

1

H 1. 008

2

LI 6.939

BE 9.012

B 10.81

C 12.011

N 14.007

O 15.999

F 18.998

3

Na 22.99

мг 24.31

AL 29.98

SI 28.09

P 30.974

P 30.974

S 32.06

Cl 35.453

4

First series:

K 39. 102

Ca 40.08

SC 44,96

TI 47,9

V 50,94

CR 50,2

CR 50,2

.0002 Mn 54.94

Fe 55.85

Co 58.93

Ni 58.71

Second series:

Cu 63.54

Zn 65,37

GA 69,72

GE 72,59

AS 74,92

SE 74,92

SE 0003 78.96

Br 79.909

5

First series:

Rb 85.47

Sr 87.62

Y 88,91

ZR 91. 22

NB 92.91

MO 95.94

TC 95.94

TC 95.94

TC 95.94

TC 95.94 9

Ru 101.07

Rh 102.91

Pd 106.4

Second series:

Ag 107.87

Cd 112.4

в 114,82

SN 118,69

SB 121,75

TE 127,6 9003

TE 127.6

I 126.9

6

First series:

Ce 132.9

Ba 137.34

La 138. 91

HF 178,49

TA 180,95

W 183,85

Ir 192.2

Pt 195.09

Second Series:

Au 196.97

Hg 200.59

Ti 204.37

PB 207.19

BI 208,98

MendeLeev Признание. Он использовал более широкий диапазон физических и химических свойств для классификации химических элементов. В частности, он опирался на сходство данных эмпирических формул и свойств таких соединений, как оксиды и гидриды, образованные элементами.

Менделеев заметил, что некоторые элементы не вписываются в периодический закон, если строго соблюдать порядок атомных масс. Таким образом, он проигнорировал порядок атомных масс, предполагая, что атомные измерения могут быть неверными, и поместил элементы с похожими свойствами вместе. Например, атомная масса теллура больше, чем у йода. Тем не менее, он поместил йод в группу VII, а теллур в группу VI. Это произошло потому, что йод имеет более схожие свойства с хлором, фтором и бромом. В то же время, сохраняя свою первоначальную цель расположить сходные по свойствам элементы в одну группу, он предположил, что часть элементов еще не открыта, и поэтому оставил в таблице несколько пробелов.

Достоинства

• Это была одна из первых периодических таблиц, которая успешно вместила все известные на тот момент элементы.
• Он дал периодический закон, на основе которого сформировался современный периодический закон.
• В таблице были пробелы для неоткрытых элементов, что оказалось полезным при открытии новых элементов. Таблица Менделеева никоим образом не была нарушена.
• В периодической таблице Менделеева в 1869 году было всего семь групп, но сэр Уильям Рамзи заподозрил, что новые элементы относятся к неизвестной до сих пор восьмой группе.
• Рамсей и Рэлей открыли благородные газы в 1895 году. Эти благородные газы были внесены в периодическую таблицу Менделеева как отдельная группа.

Недостатки

• Водород, первый элемент, с которого мы начали, не имел определенного места на столе. Он был размещен иначе, чем остальные элементы.
• Изотопы — это варианты определенного элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но различаются по атомной массе. Эти изотопы нарушали периодическую таблицу Менделеева, поскольку их нельзя было разместить.
• Увеличение атомной массы элементов происходит неравномерно и не по фиксированной схеме. Таким образом, было невозможно точно определить, сколько элементов еще предстоит открыть.

Предсказания

• Менделеев предсказал несколько элементов, изучив свою периодическую таблицу. Он подсчитал, что некоторые незаполненные места будут аналогичны элементам, существующим в данной группе.
• Он назвал некоторые элементы как (эка)-(подобный элемент), где Эка означает «один» на санскрите.
• Менделеев предсказал эка-бор (Эб), эка-алюминий (Эа), эка-марганец (Эм) и эка-кремний (Эс).
• Позднее было обнаружено, что эти элементы представляют собой скандий, галлий, технеций и германий соответственно.
• Менделеев также предсказал элемент между торием и ураном среди прочих.

Предсказания Менделеева и фактические свойства при открытии:

8. 8 8 8. . . . . проницательная периодическая таблица, основанная на атомных массах элементов. Он был основой современной периодической таблицы и успешно предсказал несколько неизвестных тогда элементов.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Чем периодическая таблица Менделеева отличается от современной периодической таблицы?

Answer:

The difference between Mendeleev’s Periodic Table and Modern Periodic Table are:

Свойство	Эка-кремний (прогноз)	Germanium (found)	Eka-aluminium (predicted)	Gallium (found)
Atomic Weight	72	72.6	68	70
Плотность	5,5	5,36	5,9	5,9499999999999999	5,9	,94	5,9		5,9		5,9		0030
Melting Point	High	1231	Low	302. 93
Formula of oxide	EO 2	GeO 2	E 2 O 3	GA 2 O 3
Formula of Chloride
0003	ECL 4	GECL 4	ECL 3	GACL 3

Mendeleev’s Periodic Table	Modern Periodic Table
This table is based on атомные массы данных элементов.	Эта таблица основана на атомном номере данных элементов.
Химические элементы расположены в порядке возрастания их атомных масс.	Химические элементы расположены в порядке возрастания их атомных номеров.
Водород не имеет фиксированного места в этой таблице.	Водород занимает в этой таблице фиксированное место.
Эта таблица имеет 7 групп и 6 периодов.	В этой таблице 18 групп и 7 периодов.
Изотопы нарушают эту таблицу и не имеют отведенного места.	Изотопы помещены в один и тот же элемент, так как атомный номер везде постоянный.

Вопрос 2: Почему периодическая таблица Менделеева не удалась?

Ответ:

Периодическая таблица Менделеева имела недостатки, из-за которых от нее отказались.

• Во-первых, увеличение атомной массы элементов оказалось нерегулярным, а не фиксированным.
• Во-вторых, у Водорода не было определенного места на столе.
• Далее изотопы не могли быть размещены, так как одни и те же элементы имели разные атомные массы.
• Наконец, по мере открытия новых элементов они не могли занять определенное место на столе.

Вопрос 3. Как Менделеев рассчитал атомные массы химических элементов?

Ответ:

Менделеев не вычислял атомные массы самостоятельно. Он использовал массы существующих элементов, чтобы поместить их в таблицу и предсказать массы неоткрытых элементов. Менделеев предсказал эка-бор (Eb), эка-алюминий (Ea), эка-марганец (Em) и эка-кремний (Es), которые позже были обнаружены как скандий, галлий, технеций и германий соответственно.

Вопрос 4: Менделеев нарушил периодический закон в таблице? Объяснять.

Ответ:

Менделеев расположил элементы по атомным массам. Тем не менее, были случаи, когда ему приходилось размещать элементы не по порядку, чтобы элементы с похожими свойствами находились в одной группе. Поэтому ему приходилось нарушать периодический закон и игнорировать порядок атомных масс в некоторых случаях. Например, атомная масса теллура больше, чем у йода. Тем не менее, он поместил йод в группу VII, а теллур в группу VI. Это произошло потому, что йод имеет более схожие свойства с хлором, фтором и бромом.

Вопрос 5: Почему Менделеев не мог поместить водород в периодическую таблицу?

Ответ:

Водород реагирует с металлами с образованием ионных соединений, называемых гидридами, а также с неметаллами с образованием ковалентных соединений. Периодический закон Менделеева не мог приписать водороду фиксированное положение в периодической таблице, потому что водород по некоторым свойствам напоминал как щелочные металлы (группа 1), так и галогены (группа 17).

Вопрос 6: Как изотопы нарушили периодическую таблицу Менделеева?

Ответ:

Изотопы — это варианты определенного элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные атомные массы. Поскольку периодическая таблица Менделеева построена по атомным массам, он не мог поместить один элемент в таблицу дважды. Таким образом, изотопы нарушают таблицу и не могут быть размещены.

Кто создал периодическую таблицу элементов? Не только Дмитрий Менделеев

Периодическая таблица объединяет научные исследования, международную политику, поклонение героям, стремление к структуре и стремление к признанию.

Формально современная периодическая таблица представляет собой систематизированное расположение известных химических элементов. Таблица организована упорядоченно, что показывает периодическое появление элементов со схожими химическими свойствами. Элементы со схожими химическими свойствами располагаются один над другим в столбцах; спускаясь по каждому столбцу от одной строки к другой, атомы элементов становятся больше и тяжелее. Такие периодические изменения свойств элементов и есть то, что Дмитрий Менделеев (1834-1819 гг.)07) и другие ученые наблюдали и стремились обобщить в табличной и других формах.

Реклама

Тем не менее, периодическая таблица не так объективна, как может показаться это базовое описание. И кто заслуживает похвалы за его создание, тоже не однозначно. Я химик-теоретик; Я применяю химические принципы и математику, чтобы отвечать на вопросы и решать проблемы в различных областях химии. Я также очарован историей науки и тем, как мы присваиваем себе заслуги и называем вещи в науке. Эти интересы в сочетании с моим химическим образованием с годами привели меня к пересечению политики и науки в появлении современной периодической таблицы.

Есть, например, националистические наклоны к периодической таблице. Два элемента (франций и галлий) названы в честь Франции и по одному в честь Японии (нихоний), Германии (германий) и Польши (полоний). Скандинавия получила скандий; элементы берклиум, дармштадтиум и московий дают по трем городам место в таблице. Одна шведская деревня — Иттербю — заявила о своих правах на четыре элемента: эрбий, тербий, иттербий и иттрий. Ряд других мест и людей также зацепили свои маленькие прямоугольники на столе, и то, в некоторых случаях, только после серьезных споров.

Периодическая таблица элементов. Изображение: Wikimedia Commons

Возвышение Менделеева

Среди элементов, названных в честь людей, есть элемент номер 101, менделевий (Md), который чествует Менделеева. Сопротивляясь другим корыстным инстинктам, группа ученых из Беркли, открывших радиоактивный Md в 1955 году, решила наградить русского ученого Менделеева за его вклад в формулировку периодической таблицы. Однако в разгар холодной войны им пришлось убедить администрацию Эйзенхауэра позволить им уступить место за столом умершему русскому.

Реклама

Почему же Менделеев? Он открыл периодическую таблицу? Едва ли.

Менделеев опубликовал в 1869 г. статью, в которой авторитетно, логично и систематически организовал известные тогда элементы, и смело предсказал новые. За этой статьей в начале 1870-х годов последовали другие, которые улучшили первую и продемонстрировали ценность глубокого понимания периодичности в химии.

Он, его документы и его таблица привлекли большое внимание и ускорили прогресс в нашем коллективном понимании элементов и их взаимоотношений друг с другом. Но вдохновение и данные, которые стимулировали достижения Менделеева, в огромной степени были обязаны его предшественникам и современникам, таким как Амедео Авогадро (1776–1856), Иоганн Вольфганг Доберейнер (1780–1849).) и Станислао Канниццаро ​​(1826-1910).

Contenders

В конце химического конгресса в Карлсруэ, Германия, в сентябре 1860 года, например, среди участников был роздан решающий доклад Канниццаро ​​о весе атомов элементов. На этом собрании присутствовал Менделеев, и работа Канниццаро ​​помогла ему составить свою таблицу 1869 года из 63 известных элементов, которую он упорядочил в соответствии с наблюдаемыми химическими свойствами и присвоил атомный вес.

Реклама

Работа Канниццаро ​​была настолько убедительна, что другой участник встречи в Карлсруэ, Й. Лотар Мейер, сообщил, что ему казалось, будто пелена спала с его глаз, когда он обрел новое понимание элементов.

Периодическая таблица Менделеева появилась примерно через девять лет после встречи в Карлсруэ (1869 г.), но к 1868 г. (1836-1923), например, уже предприняли, хотя и технически несовершенные, заслуживающие доверия попытки периодической сборки элементов. Ньюлендс также предсказал существование других элементов.

Мейер, просвещенный Канниццаро, изобрел таблицы в 1860-х годах, до появления Менделеева. Но его грандиозная статья с описанием его таблицы, во многом похожая на таблицу Менделеева, была опубликована в 1870 году, через несколько месяцев после статьи Менделеева 1869 года. Как и ожидалось, между ними в конце концов вспыхнул медленно тлеющий спор о приоритете.

Впечатляющее несовершенство

Заслуживает ли Менделеев похвалы за составление превосходной таблицы для своего времени, за продвижение понимания ритмической связи свойств атомов, за подчеркивание силы этого понимания и за смелые предсказания, которые продвинули вперед химию? На самом деле. Но у великих побед может быть не один герой, и появление нашей таблицы Менделеева — одна из таких побед.

Реклама

Дмитрия Ивановича Менделеева часто называют единственным создателем периодической таблицы. Он перепутал некоторые элементы, и его таблица была неполной, даже с его предсказаниями: например, группа так называемых благородных газов была открыта в 1890-х годах и не предвиделась в его работах. И современные студенты-химики могут легко обнаружить другие недостатки в его 1869 г.таблица также основана на нашем современном понимании природы элементов.

Короче говоря, вклад Менделеева был чрезвычайно впечатляющим, но также и несовершенным, и ценность вклада Мейера была уже достаточно ясна, чтобы побудить Лондонское Королевское общество наградить его и Менделеева престижной медалью Дэви в 1892 году «за открытие периодические соотношения атомных весов». Действительно, совместная награда была приведена в качестве доказательства того, что некоторые считали особенно ценным в таблице Менделеева то, как она вмещала (как и таблица Мейера) известные элементы, а не столько менделеевские предсказания новых элементов.

Не надеялось ли Королевское общество посредством совместного присуждения приглушить тревогу по поводу приоритета или кредита на все более незаменимый стол? Возможно. Но если таково было намерение, они потерпели неудачу. В науке, как и в политике, соблазн быть простым, а не точным может быть весьма сильным. Ученые до сих пор говорят: «Менделеев открыл периодическую таблицу».

Реклама

Благородные намерения, политическое вмешательство

Что бы вы ни думали о роли Мейера и Менделеева в воплощении таблицы, история не обошлась с Мейером так, как могла бы. Например, можно спросить, неужели Альфред Нобель (1833–1896), который был современником Менделеева и Мейера (1830-1895), но никак не помог нашему пониманию периодичности, более заслуживает места в периодической таблице, чем Мейер, Ньюлендс или де Шанкуртуа.

На мой взгляд однозначно нет.

Несмотря на это, элемент 102 — нобеллий — был назван в честь Альфреда Нобеля, отчасти потому, что он умер достаточно богатым, чтобы профинансировать свое наследство миру в виде Нобелевских премий. Но здесь есть ирония. Нобель получил место в их периодической таблице, но ни Менделеев, ни Мейер, ни кто-либо другой не получили Нобелевской премии за демонстрацию периодичности или разработку периодической таблицы.

На самом деле Менделеев был девятью номинантами на Нобелевскую премию между 1905 и 1907 годами, но ни разу не выиграл. Некоторые утверждают, что ему было отказано, потому что шведский ученый Сванте Аррениус испытывал к нему сильную неприязнь. Менделеев подверг резкой критике теорию (не связанную с периодичностью, о том, как соли растворяются в воде), которую предложил Аррениус, и, хотя Аррениус не был членом комитета по присуждению награды, он был известен, влиятельн и высоко ценился своими коллегами по Нобелевской премии. Комиссии по отбору премий. Но эта и другие предыстории Нобелевской премии — это отдельные политические дискуссии.

Реклама

Политика, поклонение героям и борьба за признание часто ближе, чем хотелось бы, к научной практике.