През зимата на 1867-68 г. Менделеев започва да пише учебника "Основи на химията" и веднага се сблъсква с трудности при систематизирането на фактическия материал. До средата на февруари 1869 г., докато размишляваше върху структурата на учебника, той постепенно стига до извода, че свойствата на простите вещества (а това е формата на съществуването на химичните елементи в свободно състояние) и атомните маси на елементите са свързани по определен модел.
Менделеев не знаеше много за опитите на своите предшественици да подредят химичните елементи по реда на увеличаване на атомните им маси и за инцидентите, възникнали в този случай. Например, той няма почти никаква информация за работата на Шанкуртоа, Нюландс и Майер.
Решаващият етап от неговите мисли идва на 1 март 1869 г. (14 февруари, стар стил). Ден по-рано Менделеев написа молба за десетдневна ваканция, за да инспектира артелите за сирене в провинция Твер: той получи писмо с препоръки за изучаване на производството на сирене от А. И. Ходнев, един от лидерите на Свободното икономическо дружество.
Петербург този ден беше облачен и мразовит. Дърветата скърцаха от вятъра в университетската градина, където гледаха прозорците на апартамента на Менделеев. Още в леглото Дмитрий Иванович изпи чаша топло мляко, след това стана, изми се и отиде на закуска. Настроението му беше прекрасно.
На закуска Менделеев имаше неочаквана идея: да сравни близки атомни маси на различни химични елементи и техните химични свойства.
Без да се замисля, на обратната страна на писмото на Ходнев той записва символите за хлор Cl и калий К с доста сходни атомни маси, равни съответно на 35,5 и 39 (разликата е само 3,5 единици). На същото писмо Менделеев скицира символи на други елементи, търсейки подобни „парадоксални“ двойки сред тях: флуор F и натрий Na, бром Br и рубидий Rb, йод I и цезий Cs, за които разликата в масата се увеличава от 4,0 до 5,0 и след това до 6.0. По това време Менделеев не можеше да знае, че "неопределената зона" между явните неметали и метали съдържа елементи - благородни газове, чието откриване по-късно значително ще промени периодичната таблица.
След закуска Менделеев се затвори в кабинета си. Той извади от бюрото пакет визитни картички и започна да изписва символите на елементите и основните им химични свойства на обратната им страна.
След малко домакинството чу как от кантората започна да се чува: "Ууу! Рогата. Леле, каква рогата! Ще ги преодолея. Ще ги убия!" Тези възклицания означаваха, че Дмитрий Иванович има творческо вдъхновение.
Менделеев премести картите от един хоризонтален ред в друг, ръководейки се от стойностите на атомната маса и свойствата на простите вещества, образувани от атоми на същия елемент. За пореден път на помощ му се притекоха задълбочени познания по неорганична химия. Постепенно започва да се оформя появата на бъдещата периодична таблица на химичните елементи.
И така, отначало той постави карта с елемента берилий Be (атомна маса 14) до картата на алуминиевия елемент Al (атомна маса 27,4), според тогавашната традиция, приемайки берилий за аналог на алуминия. След това обаче, сравнявайки химичните свойства, той постави берилий върху магнезий Mg. След като се съмнява в тогава общоприетата стойност на атомната маса на берилия, той я променя на 9,4 и променя формулата на берилиевия оксид от Be2O3 на BeO (като магнезиев оксид MgO). Между другото, "коригираната" стойност на атомната маса на берилия беше потвърдена едва десет години по-късно. Той действаше също толкова смело и в други случаи.
Постепенно Дмитрий Иванович стига до окончателното заключение, че елементите, подредени във възходящ ред на техните атомни маси, показват ясна периодичност във физичните и химичните свойства.
През целия ден Менделеев работеше върху системата от елементи, правейки кратки почивки, за да играе с дъщеря си Олга, да обядва и вечеря.
Вечерта на 1 март 1869 г. той избелва съставената от него таблица и под заглавие „Експеримент на система от елементи, базирана на тяхното атомно тегло и химическо сходство“, я изпраща на печата, като прави бележки за наборчици и поставя датата "17 февруари 1869 г." (по стар стил).
Така е открит Периодичният закон, чиято съвременна формулировка е следната: „Свойствата на простите вещества, както и формите и свойствата на съединенията на елементите, са в периодична зависимост от заряда на ядрата на техните атоми. ”
Тогава Менделеев е само на 35 години.
Менделеев изпраща печатни листове с таблица на елементите на много местни и чуждестранни химици и едва след това напуска Санкт Петербург, за да инспектира фабриките за сирене.
Преди заминаването си той все пак успя да предаде на Н. А. Меншуткин, органичен химик и бъдещ историк на химията, ръкописа на статията „Връзка на свойствата с атомното тегло на елементите“ - за публикуване в Журнала на Руското химическо общество и за общуване на предстоящата среща на дружеството.
На 18 март 1869 г. Меншуткин, който по това време е чиновник на обществото, прави малък доклад за Периодичния закон от името на Менделеев. Отначало докладът не привлече особено внимание на химиците, а президентът на Руското химическо дружество академик Николай Зинин (1812-1880) заяви, че Менделеев не прави това, което трябва да прави истинският изследовател. Вярно е, че две години по-късно, след като прочете статията на Дмитрий Иванович „Естествената система от елементи и нейното приложение за посочване на свойствата на определени елементи“, Зинин промени решението си и пише на Менделеев: „Много, много добри, много отлични приближения, дори забавни за четене Бог да ви благослови успех в експерименталното потвърждение на заключенията ви.Искрено предан и дълбоко ви уважаващ Н.Зинин.
След откриването на периодичния закон Менделеев имаше още много работа. Причината за периодичната промяна в свойствата на елементите остава неизвестна, а самата структура на Периодичната таблица, където свойствата се повтарят през седем елемента в осмия, не намира обяснение. Въпреки това, първият воал на мистерията беше премахнат от тези числа: във втория и третия период на системата тогава имаше само седем елемента всеки.
Менделеев не е поставил всички елементи във възходящ ред на атомните маси; в някои случаи той се ръководеше повече от сходството на химичните свойства. И така, кобалт Co има атомна маса, по-голяма от никел Ni, телурът Te също има по-голяма атомна маса от йод I, но Менделеев ги поставя в реда Co - Ni, Te - I, а не обратното. В противен случай телурът би попаднал в групата на халогените, а йодът би станал роднина на селена Se.
Най-важното нещо в откриването на Периодичния закон е прогнозата за съществуването на все още неоткрити химични елементи. Под алуминий Al Менделеев е оставил място за неговия аналог "екаалуминий", под бор В - за "екабор", а под силиций Si - за "екасилиций". Така Менделеев нарича химически елементи, които все още не са били открити. Той дори им даде символите El, Eb и Es.
По отношение на елемента „екасилиций“ Менделеев пише: „Струва ми се, че най-интересният от несъмнено липсващите метали ще бъде този, който принадлежи към IV група въглеродни аналози, а именно към III серия. Това ще бъде метал непосредствено след силиция и затова ще назовем неговото възбуждане." Всъщност този все още неоткрит елемент трябваше да се превърне в своеобразна „ключалка“, свързваща два типични неметала – въглерод C и силиций Si – с два типични метала – калай Sn и олово Pb.
Не всички чуждестранни химици веднага оцениха значението на откритието на Менделеев. Това промени много в света на установените идеи. Така германският физикохимик Вилхелм Оствалд, бъдещият носител на Нобелова награда, твърди, че не е бил открит законът, а принципът за класифициране на „нещо неопределено“. Германският химик Робърт Бунзен, който открива през 1861 г. два нови алкални елемента, рубидий Rb и цезий Cs, пише, че Менделеев отвежда химиците „в един премислен свят на чисти абстракции“.
Херман Колбе, професор от Лайпцигския университет, нарече откритието на Менделеев „спекулативно“ през 1870 г. Колбе се отличава с грубост и отхвърляне на новите теоретични възгледи в химията. По-специално той беше противник на теорията за структурата на органичните съединения и по едно време остро атакува статията на Якоб ван'т Хоф „Химия в космоса“. По-късно Ван'т Хоф става първият лауреат на Нобелова награда за своите изследвания. Но Колбе предложи такива изследователи като ван'т Хоф „да изключат от редиците на истинските учени и да ги запишат в лагера на спиритуалистите“!
Всяка година Периодичният закон печели все повече привърженици, а неговият откривател - все повече признание. В лабораторията на Менделеев започнаха да се появяват високопоставени посетители, включително дори великият княз Константин Николаевич, началник на военноморския отдел.
В гимназията Д. И. Менделеев отначало учи посредствено. В запазените в архива му тримесечни отчети има много задоволителни оценки, като в долния и средния клас има повече. В гимназията Д. И. Менделеев се интересува от физико-математическите науки, както и от историята и географията, той също се интересува от структурата на Вселената. Постепенно успехът на младия ученик нараства в сертификата за дипломиране, получен на 14 юли 1849 г. имаше само две задоволителни оценки: според Божия закон (тема, която той не харесваше) и в руската литература (добра оценка по тази тема не можеше да има, тъй като Менделеев не знаеше добре църковнославянски). Гимназията остави в душата на Д. И. Менделеев много светли спомени от учители: за Пьотр Павлович Ершов - (авторът на приказката „Малкият гърбав кон“), който първо беше наставник, а след това директор на гимназията в Тоболск; за И. К. Румел - (учител по физика и математика), който отвори пред него пътищата за опознаване на природата. Лятото на 1850 г премина през неприятности. Първо, Д. И. Менделеев подаде документи в Медико-хирургичната академия, но не издържа първия тест - присъствието в анатомичния театър. Майка предложи друг начин - да стане учител. Но в Главния педагогически институт наборът е извършен година по-късно и точно през 1850 г. нямаше прием. За щастие, петицията имаше ефект, той беше записан в института за държавна подкрепа. Дмитрий Иванович вече на втората си година беше увлечен от занятия в лаборатории, интересни лекции.
През 1855 г. Д. И. Менделеев блестящо завършва института със златен медал. Удостоен е със званието старши учител. 27 август 1855г Менделеев получи документи за назначаването му за старши учител в Симферопол. Дмитрий Иванович работи много: преподава математика, физика, биология, физическа география. За две години публикува 70 статии в сп. на Министерството на народното просвещение.
През април 1859 г. младият учен Менделеев е изпратен в чужбина „за усъвършенстване в науките“. Среща се с руския химик Н. Н. Бекетов, с известния химик М. Бертло.
През 1860 г. Д. И. Менделеев участва в първия Международен конгрес на химиците в германския град Карлсруе.
През декември 1861 г. Менделеев става ректор на университета.
Менделеев вижда три обстоятелства, които според него са допринесли за откриването на периодичния закон:
Първо, атомните тегла на повечето от известните химични елементи са определени повече или по-малко точно;
На второ място, се появи ясна концепция за групи от елементи, сходни по химични свойства (естествени групи);
Трето, до 1869г. Изучава се химията на много редки елементи, без познаване на които би било трудно да се стигне до някакво обобщение.
И накрая, решаващата стъпка към откриването на закона е, че Менделеев сравнява всички елементи един с друг според големината на атомните тегла.
През септември 1869г Д. И. Менделеев показа, че атомните обеми на простите вещества са в периодична зависимост от атомните тегла, а през октомври той открива валентностите на елементите в солеобразуващите оксиди.
През лятото на 1870г Менделеев счита за необходимо да промени неправилно определените атомни тегла на индий, церий, итрий, торий и уран и във връзка с това промени разположението на тези елементи в системата. И така, уранът се оказа последният елемент от естествената серия, най-тежкият по отношение на атомното тегло.
С откриването на нови химични елементи необходимостта от тяхното систематизиране ставаше все по-остра. През 1869 г. Д. И. Менделеев създава периодичната система от елементи и открива закона, лежащ в основата й. Това откритие е теоретичен синтез на всички предишни разработки от 10-ти век. : Менделеев сравнява физичните и химичните свойства на всички известни тогава 63 химични елемента с техните атомни тегла и разкрива връзката между двете най-важни количествено измерени свойства на атомите, върху които е изградена цялата химия - атомно тегло и валентност.
Много години по-късно Менделеев описва своята система по следния начин: „Това е най-добрият набор от моите възгледи и съображения относно периодичността на елементите.” Менделеев за първи път дава каноничната формулировка на периодичния закон, съществувал преди физическото му оправдание : „Свойствата на елементите и следователно свойствата на образуваните от тях прости и сложни тела са в периодична връзка с тяхното атомно тегло.
За по-малко от шест години новината се разпространява по целия свят: през 1875г. Младият френски спектроскоп П. Лекок дьо Боабодран изолира нов елемент от минерал, добит в Пиренеите. Boisbaudran е проследен от слаба виолетова линия в спектъра на минерала, която не може да се припише на нито един от известните химически елементи. В чест на родината си, която в древни времена се наричала Галия, Боабодран нарекъл новия елемент галий. Галият е много рядък метал и Боабодран е имал повече трудности при извличането му в количества малко повече от щифтова глава. Каква беше изненадата на Боабодран, когато чрез Парижката академия на науките той получи писмо с руски печат, в което се казваше: в описанието на свойствата на галия всичко е правилно, с изключение на плътността: галият е по-тежък от водата не 4,7 пъти, както твърди Боабодран, но 5, 9 пъти. Някой друг откривал ли е галий преди? Боабодран повторно определя плътността на галия, като подлага метала на по-задълбочено пречистване. И се оказа, че той греши, а авторът на писмото - това беше, разбира се, Менделеев, който не видя галий - беше прав: относителната плътност на галия не беше 4,7, а 5,9.
И 16 години след предсказанието на Менделеев немският химик К. Винклер открива нов елемент (1886) и го нарече германий. Този път самият Менделеев не трябваше да изтъква, че този новооткрит елемент също е бил предсказан от него по-рано. Уинклер отбеляза, че германият напълно отговаря на екасилицията на Менделеев. Уинклер пише в своя труд: „Едва ли е възможно да се намери друго по-ярко доказателство за валидността на учението за периодичността, както в новооткрит елемент. Това не е просто потвърждение на смела теория, тук виждаме очевидно разширяване на химическата перспектива, мощна стъпка в областта на знанието.
Съществуването в природата на повече от десет нови елемента, неизвестни на никого, е предсказано от самия Менделеев. За дузина елемента, прогнозира той
правилното атомно тегло. Всички последващи търсения на нови елементи в природата са извършени от изследователи, използващи периодичния закон и периодичната система. Те не само помогнаха на учените в тяхното търсене на истината, но и допринесоха за коригиране на грешки и погрешни схващания в науката.
Прогнозите на Менделеев бяха брилянтно оправдани - бяха открити три нови елемента: галий, скандий, германий. Загадката с берилия, която отдавна измъчва учените, е разрешена. Неговото атомно тегло най-накрая беше точно определено и мястото на елемента до лития беше потвърдено веднъж завинаги. До 90-те години на 19 век. , според Менделеев, "периодичната законност е засилена". В учебниците по химия в различни страни, без съмнение, периодичната система на Менделеев започва да се включва. Великото откритие получи всеобщо признание.
Съдбата на големите открития понякога е много трудна. По пътя им има изпитания, които понякога дори поставят под съмнение истинността на откритието. Така беше и с периодичната таблица на елементите.
Той беше свързан с неочакваното откриване на набор от газообразни химически елементи, наречени инертни или благородни газове. Първият от тях е хелият. Почти всички справочници и енциклопедии датират откриването на хелия през 1868 г. и свързват това събитие с френския астроном Дж. Янсен и английския астрофизик Н. Локиър. Янсен присъства на пълното слънчево затъмнение в Индия през август 1868 г. И основната му заслуга е, че е успял да наблюдава слънчеви изпъкналости след края на затъмнението. Те са били наблюдавани само по време на затъмнение. Локър също забеляза изпъкналост. Без да напуска Британските острови, в средата на октомври същата година. И двамата учени изпратиха описания на своите наблюдения до Парижката академия на науките. Но тъй като Лондон е много по-близо до Париж, отколкото Калкута, писмата почти едновременно стигнаха до адресата на 26 октомври. Не за някакъв нов елемент, за който се твърди, че присъства на Слънцето. В тези букви нямаше нито дума.
Учените започнаха да изучават в детайли спектрите на изпъкналостите. И скоро се появиха съобщения, че те съдържат линия, която не може да принадлежи към спектъра на нито един от съществуващите на Земята елементи. През януари 1869г италианският астроном А. Секи го определи като. В такъв запис той влезе в историята на науката като спектрален "континент". На 3 август 1871 г. физикът В. Томсън говори публично за новия слънчев елемент на годишната среща на британските учени.
Това е истинската история за откриването на хелий в Слънцето. Дълго време никой не можеше да каже какъв е този елемент, какви свойства има. Някои учени като цяло отхвърлят съществуването на хелий на земята, тъй като той може да съществува само при високи температури. Хелият е открит на Земята едва през 1895 г.
Такъв е характерът на произхода на таблицата на Д. И. Менделеев.
Откриването на таблицата на периодичните химични елементи беше един от важните етапи в историята на развитието на химията като наука. Пионерът на масата беше руският учен Дмитрий Менделеев. Един изключителен учен с най-широки научни хоризонти успя да обедини всички идеи за природата на химичните елементи в единна последователна концепция.
За историята на откриването на таблицата на периодичните елементи, интересни факти, свързани с откриването на нови елементи и народни приказки, които заобикаляха Менделеев и създадената от него таблица на химичните елементи, M24.RU ще разкаже в тази статия.
История на отваряне на маса
До средата на 19-ти век са открити 63 химични елемента и учени от цял свят многократно се опитват да комбинират всички съществуващи елементи в една концепция. Елементите бяха предложени да бъдат поставени във възходящ ред на атомната маса и разделени на групи според сходството на химичните свойства.
През 1863 г. химикът и музикант Джон Александър Нюланд предлага своята теория, който предлага схема на химични елементи, подобна на тази, открита от Менделеев, но работата на учения не е взета сериозно от научната общност поради факта, че авторът е увлечен от търсенето на хармония и връзката на музиката с химията.
През 1869 г. Менделеев публикува своята схема на периодичната таблица в списанието на Руското химическо общество и изпраща известие за откритието до водещите учени в света. В бъдеще химикът многократно усъвършенства и подобрява схемата, докато придобие познатата си форма.
Същността на откритието на Менделеев е, че с увеличаване на атомната маса химичните свойства на елементите не се променят монотонно, а периодично. След определен брой елементи с различни свойства, свойствата започват да се повтарят. Така калият е подобен на натрия, флуорът е подобен на хлора, а златото е подобно на среброто и медта.
През 1871 г. Менделеев окончателно обединява идеите в Периодичния закон. Учените прогнозират откриването на няколко нови химични елемента и описват техните химични свойства. Впоследствие изчисленията на химика бяха напълно потвърдени - галий, скандий и германий напълно отговаряха на свойствата, които Менделеев им приписва.
Приказки за Менделеев
Имаше много приказки за известния учен и неговите открития. Хората по това време нямаха никаква представа от химията и вярваха, че правенето на химия е нещо като яденето на бебешка супа и кражбата в индустриален мащаб. Следователно дейността на Менделеев бързо придоби маса от слухове и легенди.
Една от легендите разказва, че Менделеев е открил таблицата на химичните елементи в съня си. Случаят не е единственият, Август Кекуле, който мечтаеше за формулата на бензоловия пръстен, говори по същия начин за своето откритие. Менделеев обаче само се присмя на критиците. „Мислех за това може би двадесет години, а вие казвате: седнах внезапно... готов!“, каза веднъж ученият за своето откритие.
Друга история приписва на Менделеев откриването на водката. През 1865 г. великият учен защитава дисертация на тема „Беседа за съчетаването на алкохол с вода“ и това веднага поражда нова легенда. Съвременниците на химика се смееха, казвайки, че ученият „се справя добре под въздействието на алкохол, комбиниран с вода“, а следващите поколения вече наричат Менделеев откривателят на водката.
Те се смееха и на начина на живот на учения и особено на факта, че Менделеев оборудва лабораторията си в хралупата на огромен дъб.
Също така съвременниците дразнеха страстта на Менделеев към куфарите. Ученият, по време на неволното си бездействие в Симферопол, беше принуден да прекара времето си, тъкейки куфари. В бъдеще той самостоятелно изработва картонени контейнери за нуждите на лабораторията. Въпреки явно „любителския“ характер на това хоби, Менделеев често е наричан „майстор на куфарите“.
Откриване на радий
Една от най-трагичните и в същото време известни страници в историята на химията и появата на нови елементи в периодичната таблица е свързана с откриването на радия. Нов химичен елемент е открит от съпрузите Мари и Пиер Кюри, които откриват, че отпадъците, останали след отделянето на уран от урановата руда, са по-радиоактивни от чистия уран.
Тъй като тогава никой не знаеше какво е радиоактивност, мълвата бързо приписва на новия елемент лечебни свойства и способност да лекува почти всички болести, известни на науката. Радият беше включен в хранителни продукти, паста за зъби, кремове за лице. Богатите носели часовници, чиито циферблати били боядисани с боя, съдържаща радий. Радиоактивният елемент беше препоръчан като средство за подобряване на потентността и облекчаване на стреса.
Такова „производство“ продължава цели двадесет години – до 30-те години на ХХ век, когато учените откриват истинските свойства на радиоактивността и установяват колко пагубно е въздействието на радиацията върху човешкото тяло.
Мария Кюри умира през 1934 г. от лъчева болест, причинена от дългосрочно излагане на радий.
Небулий и корониум
Периодичната таблица не само подрежда химичните елементи в единна кохерентна система, но и дава възможност да се предскажат много открития на нови елементи. В същото време някои химически „елементи“ бяха обявени за несъществуващи на основание, че не се вписват в концепцията на периодичния закон. Най-известната история е "откриването" на нови елементи на мъглявината и корониума.
При изучаване на слънчевата атмосфера астрономите откриха спектрални линии, които не могат да идентифицират с нито един от химическите елементи, известни на земята. Учените предполагат, че тези линии принадлежат на нов елемент, който е наречен корониум (тъй като линиите са открити по време на изследването на "короната" на Слънцето - външния слой на атмосферата на звездата).
Няколко години по-късно астрономите правят още едно откритие, като изучават спектрите на газовите мъглявини. Откритите линии, които отново не могат да бъдат идентифицирани с нищо земно, се приписват на друг химичен елемент - мъглявината.
Откритията бяха критикувани, защото периодичната таблица на Менделеев вече нямаше място за елементи със свойствата на мъглявина и корониум. След проверка беше установено, че небулийът е обикновен земен кислород, а короният е силно йонизирано желязо.
Материалът е създаден на базата на информация от отворени източници. Подготвен от Василий Макагонов @vmakagonov
абстрактно
„Историята на откриването и потвърждаването на периодичния закон от Д.И. Менделеев"
Санкт Петербург 2007г
Въведение
Периодичен закон D.I. Менделеев е основен закон, който установява периодична промяна в свойствата на химичните елементи в зависимост от увеличаването на зарядите на ядрата на техните атоми. Открит от D.I. Менделеев през февруари 1869 г. Когато се сравняват свойствата на всички познати по това време елементи и стойностите на техните атомни маси (тегла). Терминът "периодичен закон" е използван за първи път от Менделеев през ноември 1870 г., а през октомври 1871 г. той дава окончателната формулировка на периодичния закон: "... свойствата на елементите и следователно свойствата на простите и сложните тела, които те форма, са в периодична зависимост от атомното си тегло." Графичният (табличен) израз на периодичния закон е периодичната система от елементи, разработена от Менделеев.
1. Опитите на други учени да изведат периодичния закон
Периодичната система или периодичната класификация на елементите е от голямо значение за развитието на неорганичната химия през втората половина на 19 век. Тази стойност в момента е колосална, тъй като самата система, в резултат на изучаване на проблемите на структурата на материята, постепенно придобива тази степен на рационалност, която не може да бъде постигната чрез познаване само на атомните тегла. Преходът от емпирична закономерност към закон е крайната цел на всяка научна теория.
Търсенето на основата на естествената класификация на химичните елементи и тяхното систематизиране започва много преди откриването на Периодичния закон. Трудностите, пред които са изправени естествените учени, които са първите, които са работили в тази област, са причинени от липсата на експериментални данни: в началото на 19 век. броят на известните химични елементи все още беше твърде малък, а приетите стойности на атомните маси на много елементи бяха неточни.
Освен опитите на Лавоазие и неговата школа да дадат класификация на елементите въз основа на критерия за аналогия в химическото поведение, първият опит за периодична класификация на елементите принадлежи на Дьоберейнер.
Триадите на Дьоберейнер и първите системи от елементи
През 1829 г. немският химик И. Дьоберейнер прави опит да систематизира елементите. Той забелязал, че някои сходни по свойства елементи могат да се комбинират в групи от три, които той нарече триади: Li–Na–K; Ca-Sr-Ba; S-Se-Te; P–As–Sb; Cl–Br–I.
Същността на предложеното законът на триадитеДьоберейнер беше, че атомната маса на средния елемент на триадата е близо до половината от сбора (средно аритметично) от атомните маси на двата крайни елемента на триадата. Въпреки че Дьоберейнер естествено не успя да раздели всички известни елементи на триади, законът за триадите ясно показва съществуването на връзка между атомната маса и свойствата на елементите и техните съединения. Всички по-нататъшни опити за систематизиране се основават на разположението на елементите в съответствие с техните атомни маси.
Идеите на Дьоберейнер са разработени от Л. Гмелин, който показва, че връзката между свойствата на елементите и техните атомни маси е много по-сложна от триадите. През 1843 г. Гмелин публикува таблица, в която химически подобни елементи са подредени в групи във възходящ ред на техните свързващи (еквивалентни) тегла. Елементите образуваха триади, както и тетради и пентади (групи от четири и пет елемента), а електроотрицателността на елементите в таблицата се променяше плавно отгоре надолу.
През 1850-те години М. фон Петенкофер и Ж. Дюма предложиха т.нар. диференциални системи, насочени към идентифициране на общи закономерности в изменението на атомното тегло на елементите, които са разработени подробно от немските химици A. Strekker и G. Chermak.
В началото на 60-те години на XIX век. наведнъж се появиха няколко произведения, които непосредствено предхождаха Периодичния закон.
Спирала дьо Шанкуртоа
А. дьо Шанкуртуа подреди всички химични елементи, известни по това време в една последователност на увеличаване на техните атомни маси и приложи получената серия към повърхността на цилиндъра по линия, излизаща от основата му под ъгъл от 45 ° спрямо равнината на основата (т.нар. земна спирала). Когато повърхността на цилиндъра беше разгъната, се оказа, че по вертикални линии, успоредни на оста на цилиндъра, има химически елементи с подобни свойства. И така, литий, натрий, калий паднаха на една вертикала; берилий, магнезий, калций; кислород, сяра, селен, телур и др. Недостатъкът на спиралата на дьо Шанкуртоа е фактът, че елементи с напълно различно химическо поведение се появяват на една и съща линия с елементи, които са сходни по своята химическа природа. Манганът попада в групата на алкалните метали, а титанът, който няма нищо общо с тях, попада в групата на кислорода и сярата.
Маса на Нюландс
Английският учен Дж. Нюландс през 1864 г. публикува таблица с елементи, отразяващи предложеното от него закон на октавите. Нюландс показа, че в серия от елементи, подредени във възходящ ред на атомните тегла, свойствата на осмия елемент са подобни на тези на първия. Нюландс се опита да придаде универсален характер на тази зависимост, която всъщност има за светлинни елементи. В неговата таблица подобни елементи бяха подредени в хоризонтални редове, но елементи с напълно различни свойства често се оказваха в един и същи ред. Освен това Нюландс беше принуден да постави два елемента в някои клетки; накрая, масата не съдържаше празни места; в резултат на това законът за октавите беше приет изключително скептично.
Маси на Одлинг и Майер
През същата 1864 г. се появява първата маса на немския химик Л. Майер; В него бяха включени 28 елемента, разположени в шест колони според техните валентности. Майер умишлено ограничи броя на елементите в таблицата, за да подчертае закономерната (подобна на триадите на Дьоберейнер) промяна в атомната маса в серии от подобни елементи.
През 1870 г. Майер публикува нова таблица, наречена Природата на елементите като функция на тяхното атомно тегло, състояща се от девет вертикални колони. Подобни елементи бяха разположени в хоризонталните редове на таблицата; Майер остави някои клетки празни. Таблицата беше придружена от графика на зависимостта на атомния обем на елемент от атомното тегло, която има характерна трионообразна форма, идеално илюстрираща термина "периодичност", вече предложен от Менделеев по това време.
2. Какво е направено преди деня на великото откритие
Предпоставките за откриването на периодичния закон следва да се търсят в книгата на Д.И. Менделеев (по-нататък D.I.) "Основи на химията". Първите глави от 2-ра част на тази книга от D.I. пише в началото на 1869 г. 1-ва глава е посветена на натрия, 2-ра - на неговите аналози, 3-та - на топлинния капацитет, 4-та - на алкалоземните метали. До деня на откриването на периодичния закон (17 февруари 1869 г.) той вероятно вече е успял да постави въпроса за съотношението на такива полярно противоположни елементи като алкални метали и халогениди, които са близки един до друг по отношение на тяхната атомност (валентност), както и въпроса за съотношението на самите алкални метали по отношение на атомните им тегла. Той се доближи до въпроса за обединяването и сравняването на две групи полярно противоположни елементи по отношение на атомните тегла на техните членове, което всъщност вече означаваше отхвърляне на принципа за разпределение на елементите според тяхната атомност и преход към принципа на тяхното разпределение според атомните тегла. Този преход не беше подготовка за откриването на периодичния закон, а вече началото на самото откритие.
До началото на 1869 г. значителна част от елементите са обединени в отделни природни групи и семейства въз основа на общи химични свойства; наред с това другата част от тях беше разпръсната, отделни отделни елементи, които не бяха обединени в специални групи. Следното се считаше за твърдо установено:
- група алкални метали - литий, натрий, калий, рубидий и цезий;
- група алкалоземни метали - калций, стронций и барий;
– кислородна група – кислород, сяра, селен и телур;
- азотна група - азот, фосфор, арсен и антимон. Освен това тук често се добавя бисмут, а ванадий се смяташе за непълен аналог на азота и арсена;
- въглеродна група - въглерод, силиций и калай, а титан и цирконий се считат за непълни аналози на силиций и калай;
- група халогени (халогениди) - флуор, хлор, бром и йод;
– медна група – мед и сребро;
– цинкова група – цинк и кадмий
– семейство желязо – желязо, кобалт, никел, манган и хром;
- семейство платинени метали - платина, осмий, иридий, паладий, рутений и родий.
Ситуацията беше по-сложна с такива елементи, които биха могли да бъдат причислени към различни групи или семейства:
- олово, живак, магнезий, злато, бор, водород, алуминий, талий, молибден, волфрам.
Освен това бяха известни редица елементи, чиито свойства все още не са достатъчно проучени:
- семейство редкоземни елементи - итрий, "ербий", церий, лантан и "дидим";
– ниобий и тантал;
– берилий;
3. Ден на тържествено откриване
DI. беше много разностранен учен. Той се интересуваше дълго и много силно от селскостопанските въпроси. Взема най-тясно участие в дейността на Свободното икономическо дружество в Санкт Петербург (ВЕО), на което членува. VEO организира артел сирене в редица северни провинции. Един от инициаторите на тази инициатива беше Н.В. Верещагин. В края на 1868 г., т.е. докато Д.И. завършен брой. 2 от книгата си Верещагин се обърна към ВЕО с молба да изпрати един от членовете на Дружеството, за да провери на място работата на артелите за сирене. Съгласие за този вид пътуване е изразено от Д.И. През декември 1868 г. той изследва редица артелски фабрики за сирене в Тверска губерния. За попълване на анкетата беше необходима допълнителна командировка. Точно на 17 февруари 1869 г. е насрочено заминаването.
Периодичният закон на Дмитрий Иванович Менделеев е един от основните закони на природата, който свързва зависимостта на свойствата на химичните елементи и простите вещества с техните атомни маси. Понастоящем законът е прецизиран и зависимостта на свойствата се обяснява с заряда на атомното ядро.
Законът е открит от руски учени през 1869 г. Менделеев го представи на научната общност в доклад на конгреса на Руското химическо дружество (докладът е направен от друг учен, тъй като Менделеев беше принуден спешно да напусне по указание на Свободното икономическо общество на Санкт Петербург). През същата година е публикуван учебникът „Основи на химията“, написан от Дмитрий Иванович за студенти. В него ученият описва свойствата на популярните съединения, а също така се опитва да даде логическа систематизация на химичните елементи. Той също така представи за първи път таблица с периодично подредени елементи като графична интерпретация на периодичния закон. Всички следващи години Менделеев подобрява таблицата си, например добавя колона от инертни газове, които са открити 25 години по-късно.
Научната общност не прие веднага идеите на великия руски химик, дори в Русия. Но след откриването на три нови елемента (галий през 1875 г., скандий през 1879 г. и германий през 1886 г.), предсказани и описани от Менделеев в известния му доклад, периодичният закон е признат.
- Това е универсален закон на природата.
- Таблицата, която графично представя закона, включва не само всички известни елементи, но и тези, които все още се откриват.
- Всички нови открития не повлияха на уместността на закона и таблицата. Таблицата е подобрена и променена, но същността й е останала непроменена.
- Това даде възможност да се изяснят атомните тегла и други характеристики на някои елементи, да се предскаже съществуването на нови елементи.
- Химиците са получили надеждни улики как и къде да търсят нови елементи. Освен това законът позволява с голяма степен на вероятност да се определят предварително свойствата на все още неоткрити елементи.
- Той изигра огромна роля в развитието на неорганичната химия през 19 век.
История на откритията
Има красива легенда, че Менделеев видял масата си насън, събудил се на сутринта и я записал. Всъщност това е просто мит. Самият учен многократно е казвал, че е посветил 20 години от живота си на създаването и усъвършенстването на периодичната таблица на елементите.
Всичко започна с факта, че Дмитрий Иванович реши да напише учебник по неорганична химия за студенти, в който ще систематизира всички познати по това време знания. И разбира се, той разчиташе на постиженията и откритията на своите предшественици. За първи път е обърнато внимание на връзката между атомните тегла и свойствата на елементите от немския химик Дьоберейнер, който се опитва да разбие познатите му елементи на триади с подобни свойства и тегла, които се подчиняват на определено правило. Във всяка тройка средният елемент имаше тегло, близко до средното аритметично на двата крайни елемента. Така ученият успял да образува пет групи, например Li-Na-K; Cl–Br–I. Но това далеч не бяха всички познати елементи. Освен това триото елементи очевидно не изчерпва списъка с елементи с подобни свойства. По-късно се правят опити за намиране на общ модел от германците Гмелин и фон Петенкофер, французите Ж. Дюма и дьо Шанкуртуа, британците Нюландс и Одлинг. Най-далече напреднал немският учен Майер, който през 1864 г. съставил таблица, много подобна на периодичната таблица, но тя съдържала само 28 елемента, докато 63 вече били известни.
За разлика от своите предшественици, Менделеев успя 
направете таблица, която включва всички познати елементи, разположени в определена система. В същото време той остави празни някои клетки, като грубо изчислява атомните тегла на някои елементи и описва техните свойства. Освен това руският учен е имал смелостта и прозорливостта да заяви, че откритият от него закон е универсален природен закон и го нарече „периодичен закон“. Казвайки "а", той отиде по-далеч и коригира атомните тегла на елементите, които не се вписват в таблицата. При по-внимателно разглеждане се оказва, че корекциите му са правилни, а откриването на хипотетичните елементи, които описва, е окончателното потвърждение на истинността на новия закон: практиката доказва валидността на теорията.
