En el invierno de 1867-68, Mendeleev comenzó a escribir el libro de texto "Fundamentos de química" e inmediatamente encontró dificultades para sistematizar el material fáctico. A mediados de febrero de 1869, mientras reflexionaba sobre la estructura del libro de texto, llegó gradualmente a la conclusión de que las propiedades de las sustancias simples (y esta es la forma de existencia de los elementos químicos en estado libre) y las masas atómicas de los elementos son conectados por un cierto patrón.
Mendeleev no sabía mucho sobre los intentos de sus predecesores de ordenar los elementos químicos en orden creciente de masas atómicas y sobre los incidentes que surgieron en este caso. Por ejemplo, casi no tenía información sobre el trabajo de Chancourtois, Newlands y Meyer.
La etapa decisiva de sus pensamientos llegó el 1 de marzo de 1869 (14 de febrero, estilo antiguo). Un día antes, Mendeleev escribió una solicitud de vacaciones de diez días para inspeccionar las fábricas de queso artel en la provincia de Tver: recibió una carta con recomendaciones sobre el estudio de la producción de queso de A. I. Khodnev, uno de los líderes de la Sociedad Económica Libre.
Petersburgo ese día estaba nublado y helado. Los árboles crujían al viento en el jardín de la universidad, donde se asomaban las ventanas del apartamento de Mendeleev. Mientras aún estaba en la cama, Dmitry Ivanovich bebió una taza de leche tibia, luego se levantó, se lavó y fue a desayunar. Su estado de ánimo era maravilloso.
En el desayuno, Mendeleev tuvo una idea inesperada: comparar las masas atómicas cercanas de varios elementos químicos y sus propiedades químicas.
Sin pensarlo dos veces, en el reverso de la carta de Khodnev, escribió los símbolos para el cloro Cl y el potasio K con masas atómicas bastante similares, iguales a 35,5 y 39, respectivamente (la diferencia es de solo 3,5 unidades). En la misma carta, Mendeleev dibujó símbolos de otros elementos, buscando pares "paradójicos" similares entre ellos: flúor F y sodio Na, bromo Br y rubidio Rb, yodo I y cesio Cs, para los cuales la diferencia de masa aumenta de 4,0 a 5,0 y luego a 6.0. En ese momento, Mendeleev no podría haber sabido que la "zona indefinida" entre los no metales y los metales explícitos contenía elementos: gases nobles, cuyo descubrimiento modificaría significativamente más tarde la Tabla Periódica.
Después del desayuno, Mendeleev se encerró en su oficina. Sacó un paquete de tarjetas de presentación del escritorio y comenzó a escribir los símbolos de los elementos y sus principales propiedades químicas en el reverso.
Después de un rato, la casa escuchó cómo se empezó a escuchar desde la oficina: "¡Uuu! Cornudo. ¡Vaya, qué cornudo! Los venceré. ¡Los mataré!" Estas exclamaciones significaban que Dmitry Ivanovich tenía una inspiración creativa.
Mendeleev movió las cartas de una fila horizontal a otra, guiándose por los valores de la masa atómica y las propiedades de las sustancias simples formadas por átomos de un mismo elemento. Una vez más, un profundo conocimiento de la química inorgánica acudió en su ayuda. Poco a poco, la apariencia de la futura Tabla Periódica de elementos químicos comenzó a tomar forma.
Entonces, en un principio puso una tarjeta con el elemento berilio Be (masa atómica 14) junto a la tarjeta del elemento aluminio Al (masa atómica 27,4), según la tradición de entonces, tomando el berilio por un análogo del aluminio. Sin embargo, luego, comparando las propiedades químicas, colocó el berilio sobre el magnesio Mg. Habiendo dudado del valor entonces generalmente aceptado de la masa atómica del berilio, lo cambió a 9,4 y cambió la fórmula del óxido de berilio de Be2O3 a BeO (como el óxido de magnesio MgO). Por cierto, el valor "corregido" de la masa atómica del berilio se confirmó solo diez años después. Actuó con la misma audacia en otras ocasiones.
Poco a poco, Dmitry Ivanovich llegó a la conclusión final de que los elementos, dispuestos en orden ascendente de sus masas atómicas, muestran una clara periodicidad en las propiedades físicas y químicas.
A lo largo del día, Mendeleev trabajó en el sistema de elementos, tomando breves descansos para jugar con su hija Olga, almorzar y cenar.
En la tarde del 1 de marzo de 1869, blanqueó la tabla que había compilado y, bajo el título "Experimento de un sistema de elementos basado en su peso atómico y similitud química", la envió a la imprenta, tomando notas para los tipógrafos y poniendo la fecha "17 de febrero de 1869" (según el estilo antiguo).
Así se descubrió la Ley Periódica, cuya formulación moderna es la siguiente: “Las propiedades de las sustancias simples, así como las formas y propiedades de los compuestos de los elementos, están en dependencia periódica de la carga de los núcleos de sus átomos. ”
Mendeleev tenía entonces solo 35 años.
Mendeleev envió hojas impresas con una tabla de elementos a muchos químicos nacionales y extranjeros, y solo después de eso salió de San Petersburgo para inspeccionar las fábricas de queso.
Antes de su partida, logró entregar a NA Menshutkin, químico orgánico y futuro historiador de la química, el manuscrito del artículo "Relación de las propiedades con el peso atómico de los elementos", para su publicación en el Journal of the Russian Chemical Society. y para la comunicación en la próxima reunión de la sociedad.
El 18 de marzo de 1869, Menshutkin, que en ese momento era el secretario de la sociedad, hizo un pequeño informe sobre la Ley Periódica en nombre de Mendeleev. Al principio, el informe no atrajo mucho la atención de los químicos, y el presidente de la Sociedad Química Rusa, el académico Nikolai Zinin (1812-1880), afirmó que Mendeleev no estaba haciendo lo que debería hacer un verdadero investigador. Es cierto que dos años después, después de leer el artículo de Dmitry Ivanovich "El sistema natural de los elementos y su aplicación para indicar las propiedades de ciertos elementos", Zinin cambió de opinión y le escribió a Mendeleev: "Muy, muy buenas, excelentes aproximaciones, incluso divertidas". para leer, Dios te bendiga, buena suerte en la confirmación experimental de tus conclusiones. Sinceramente dedicado a ti y profundamente respetado por ti, N. Zinin.
Mendeleev todavía tenía mucho que hacer después del descubrimiento de la Ley Periódica. Se desconocía la razón del cambio periódico en las propiedades de los elementos, y la estructura misma de la Tabla Periódica, donde las propiedades se repetían a través de siete elementos en el octavo, no encontraba explicación. Sin embargo, el primer velo de misterio se eliminó de estos números: en el segundo y tercer período del sistema, había solo siete elementos cada uno.
Mendeleev no colocó todos los elementos en orden ascendente de masas atómicas; en algunos casos se guió más por la similitud de las propiedades químicas. Entonces, el cobalto Co tiene una masa atómica mayor que el níquel Ni, el telurio Te también tiene una masa atómica mayor que el yodo I, pero Mendeleev los colocó en el orden Co - Ni, Te - I, y no al revés. De lo contrario, el telurio caería en el grupo de los halógenos y el yodo se convertiría en un pariente del selenio Se.
Lo más importante en el descubrimiento de la Ley Periódica es la predicción de la existencia de elementos químicos aún por descubrir. Bajo el aluminio Al, Mendeleev dejó un lugar para su análogo "ekaaluminum", bajo el boro B - para "ekabor" y bajo el silicio Si - para "ekasilicon". Así llamó Mendeleev a los elementos químicos que aún no habían sido descubiertos. Incluso les dio los símbolos El, Eb y Es.
Con respecto al elemento "ecasilicio", Mendeleev escribió: "Me parece que el más interesante de los metales que sin duda faltarán será el que pertenece al grupo IV de análogos de carbono, es decir, a la serie III. Será un metal inmediatamente después del silicio, y por lo tanto llamaremos su exaltación". De hecho, este elemento aún no descubierto debería haberse convertido en una especie de "bloqueo" que conecta dos no metales típicos, el carbono C y el silicio Si, con dos metales típicos, el estaño Sn y el plomo Pb.
No todos los químicos extranjeros apreciaron de inmediato la importancia del descubrimiento de Mendeleev. Cambió mucho en el mundo de las ideas establecidas. Así, el físico químico alemán Wilhelm Ostwald, futuro premio Nobel, argumentó que no fue la ley lo que se descubrió, sino el principio de clasificar "algo indefinido". El químico alemán Robert Bunsen, quien descubrió en 1861 dos nuevos elementos alcalinos, el rubidio Rb y el cesio Cs, escribió que Mendeleev estaba llevando a los químicos "a un mundo inverosímil de puras abstracciones".
Hermann Kolbe, profesor de la Universidad de Leipzig, calificó el descubrimiento de Mendeleev como "especulativo" en 1870. Kolbe se distinguió por la rudeza y el rechazo de los nuevos puntos de vista teóricos en química. En particular, se opuso a la teoría de la estructura de los compuestos orgánicos y en un momento atacó duramente el artículo de Jacob van't Hoff "Química en el espacio". Van't Hoff más tarde se convirtió en el primer premio Nobel por su investigación. ¡Pero Kolbe sugirió que investigadores como van't Hoff "excluyan de las filas de los verdaderos científicos y los inscriban en el campo de los espiritistas"!
Cada año, la Ley Periódica ganó más y más seguidores, y su descubridor, más y más reconocimiento. Visitantes de alto rango comenzaron a aparecer en el laboratorio de Mendeleev, incluido incluso el Gran Duque Konstantin Nikolayevich, jefe del departamento naval.
En el gimnasio, D. I. Mendeleev estudió mediocre al principio. Hay muchas calificaciones satisfactorias en los extractos trimestrales conservados en su archivo, y hay más en los grados inferiores y medios. En la escuela secundaria, D. I. Mendeleev se interesó por las ciencias físicas y matemáticas, así como por la historia y la geografía, también se interesó por la estructura del universo. Poco a poco, el éxito del joven colegial creció en el certificado de graduación recibido el 14 de julio de 1849. solo había dos notas satisfactorias: según la ley de Dios (un tema que no le gustaba) y en la literatura rusa (una buena nota sobre este tema no podía ser, ya que Mendeleev no conocía bien el eslavo eclesiástico). El gimnasio dejó en el alma de D. I. Mendeleev muchos recuerdos brillantes de los maestros: sobre Pyotr Pavlovich Ershov - (el autor del cuento de hadas "El pequeño caballo jorobado"), quien fue primero un mentor, luego director del gimnasio de Tobolsk; sobre I. K. Rummel - (profesor de física y matemáticas), quien le abrió los caminos del conocimiento de la naturaleza. Verano de 1850 pasó por problemas. Primero, D. I. Mendeleev presentó documentos a la Academia Médica y Quirúrgica, pero no pasó la primera prueba: la presencia en el teatro anatómico. La madre sugirió otra forma: convertirse en maestra. Pero en el Instituto Pedagógico Principal, el reclutamiento se hizo un año después y recién en 1850. no hubo recepción. Afortunadamente, la petición surtió efecto, fue inscrito en el instituto con apoyo estatal. Dmitry Ivanovich ya en su segundo año se dejó llevar por clases en laboratorios, conferencias interesantes.
En 1855, D. I. Mendeleev se graduó brillantemente del instituto con una medalla de oro. Se le otorgó el título de maestro superior. 27 de agosto de 1855 Mendeleev recibió documentos sobre su nombramiento como profesor principal en Simferopol. Dmitry Ivanovich trabaja mucho: enseña matemáticas, física, biología, geografía física. En dos años, publicó 70 artículos en la Revista del Ministerio de Educación Nacional.
En abril de 1859, el joven científico Mendeleev fue enviado al extranjero "para mejorar las ciencias". Se encuentra con el químico ruso N. N. Beketov, con el famoso químico M. Berthelot.
En 1860, D. I. Mendeleev participó en el primer Congreso Internacional de Químicos en la ciudad alemana de Karlsruhe.
En diciembre de 1861, Mendeleev se convirtió en rector de la universidad.
Mendeleev vio tres circunstancias que, en su opinión, contribuyeron al descubrimiento de la ley periódica:
Primero, los pesos atómicos de la mayoría de los elementos químicos conocidos se han determinado con mayor o menor precisión;
En segundo lugar, apareció un concepto claro sobre grupos de elementos similares en propiedades químicas (grupos naturales);
En tercer lugar, en 1869. Se estudió la química de muchos elementos raros, sin cuyo conocimiento sería difícil llegar a cualquier generalización.
Finalmente, el paso decisivo hacia el descubrimiento de la ley fue que Mendeleev comparó todos los elementos entre sí según la magnitud de los pesos atómicos.
en septiembre de 1869 D. I. Mendeleev demostró que los volúmenes atómicos de las sustancias simples dependen periódicamente de los pesos atómicos, y en octubre descubrió las valencias de los elementos en los óxidos formadores de sales.
En el verano de 1870 Mendeleev consideró necesario cambiar los pesos atómicos de indio, cerio, itrio, torio y uranio determinados incorrectamente, y en relación con esto cambió la ubicación de estos elementos en el sistema. Entonces, el uranio resultó ser el último elemento de la serie natural, el más pesado en términos de peso atómico.
A medida que se descubrían nuevos elementos químicos, la necesidad de su sistematización se sentía cada vez más aguda. En 1869, D. I. Mendeleev creó el sistema periódico de elementos y descubrió la ley subyacente. Este descubrimiento fue una síntesis teórica de todos los desarrollos anteriores del siglo X. : Mendeleev comparó las propiedades físicas y químicas de todos los 63 elementos químicos conocidos entonces con sus pesos atómicos y reveló la relación entre las dos propiedades de los átomos medidas cuantitativamente más importantes, sobre las cuales se construyó toda la química: el peso atómico y la valencia.
Muchos años después, Mendeleev describió su sistema de la siguiente manera: “Este es el mejor conjunto de mis puntos de vista y consideraciones sobre la periodicidad de los elementos.” Mendeleev por primera vez dio la formulación canónica de la ley periódica, que existía antes de su justificación física. : “Las propiedades de los elementos, y por lo tanto las propiedades de los cuerpos simples y complejos formados por ellos, están en relación periódica con su peso atómico.
En menos de seis años, la noticia se extendió por todo el mundo: en 1875. El joven espectroscopista francés P. Lecoq de Boisbaudran aisló un nuevo elemento de un mineral extraído en los Pirineos. Boisbaudran fue trazado por una tenue línea violeta en el espectro del mineral, que no podía atribuirse a ninguno de los elementos químicos conocidos. En honor a su patria, que en la antigüedad se llamaba Galia, Boisbaudran nombró al nuevo elemento galio. El galio es un metal muy raro, y Boisbaudran tuvo más dificultades para extraerlo en cantidades poco más que una cabeza de alfiler. Cuál fue la sorpresa de Boisbaudran cuando, a través de la Academia de Ciencias de París, recibió una carta con sello ruso, que decía: en la descripción de las propiedades del galio, todo es correcto, excepto la densidad: el galio es más pesado que el agua no 4,7 veces, como decía Boisbaudran, sino 5, 9 veces. ¿Alguien más ha descubierto el galio antes? Boisbaudran volvió a determinar la densidad del galio sometiendo el metal a una purificación más completa. Y resultó que estaba equivocado, y el autor de la carta (por supuesto, Mendeleev, que no vio galio) tenía razón: la densidad relativa del galio no era 4.7, sino 5.9.
Y 16 años después de la predicción de Mendeleev, el químico alemán K. Winkler descubrió un nuevo elemento (1886) y lo llamó germanio. Esta vez, el propio Mendeleev no tuvo que señalar que este elemento recién descubierto también había sido predicho por él anteriormente. Winkler notó que el germanio corresponde completamente a la ekasilición de Mendeleev. Winkler escribió en su obra: “Es casi imposible encontrar otra prueba más sorprendente de la validez de la doctrina de la periodicidad, como en un elemento recién descubierto. Esto no es solo la confirmación de una teoría audaz, aquí vemos una expansión obvia de la perspectiva química, un paso poderoso en el campo del conocimiento.
La existencia en la naturaleza de más de diez elementos nuevos desconocidos para todos fue predicha por el mismo Mendeleev. Para una docena de elementos, predijo
peso atómico correcto. Todas las búsquedas posteriores de nuevos elementos en la naturaleza fueron realizadas por investigadores utilizando la ley periódica y el sistema periódico. No solo ayudaron a los científicos en su búsqueda de la verdad, sino que también contribuyeron a la corrección de errores y conceptos erróneos en la ciencia.
Las predicciones de Mendeleev se justificaron brillantemente: se descubrieron tres nuevos elementos: galio, escandio, germanio. El enigma del berilio, que ha atormentado a los científicos durante mucho tiempo, se ha resuelto. Finalmente se determinó con precisión su peso atómico y se confirmó de una vez por todas el lugar del elemento junto al litio. Hacia los años 90 del siglo XIX. , según Mendeleev, "la legalidad periódica se ha fortalecido". En los libros de texto sobre química en diferentes países, sin duda, el sistema periódico de Mendeleev comenzó a incluirse. El gran descubrimiento recibió reconocimiento universal.
El destino de los grandes descubrimientos es a veces muy difícil. En su camino hay pruebas que a veces incluso ponen en duda la veracidad del descubrimiento. Así fue con la tabla periódica de elementos.
Estuvo asociado al descubrimiento inesperado de un conjunto de elementos químicos gaseosos, denominados gases inertes o nobles. El primero de ellos es el helio. Casi todos los libros de referencia y enciclopedias fechan el descubrimiento del helio en 1868. y asocio este evento con el astrónomo francés J. Jansen y el astrofísico inglés N. Lockyer. Jansen estuvo presente en el eclipse solar total en India en agosto de 1868. Y su principal mérito es que pudo observar prominencias solares después de que terminó el eclipse. Fueron observados solo durante un eclipse. Lockyer también observó prominencias. Sin salir de las Islas Británicas, a mediados de octubre de ese año. Ambos científicos enviaron descripciones de sus observaciones a la Academia de Ciencias de París. Pero como Londres está mucho más cerca de París que Calcuta, las cartas llegaron casi simultáneamente al destinatario el 26 de octubre. No se trata de ningún elemento nuevo supuestamente presente en el Sol. No había una palabra en estas cartas.
Los científicos comenzaron a estudiar en detalle los espectros de las prominencias. Y pronto hubo informes de que contienen una línea que no puede pertenecer al espectro de ninguno de los elementos existentes en la Tierra. En enero de 1869 el astrónomo italiano A. Secchi lo designó como. En tal registro, entró en la historia de la ciencia como un "continente" espectral. El 3 de agosto de 1871, el físico V. Thomson habló públicamente sobre el nuevo elemento solar en la reunión anual de científicos británicos.
Esta es la verdadera historia del descubrimiento del helio en el Sol. Durante mucho tiempo, nadie pudo decir qué es este elemento, qué propiedades tiene. Algunos científicos generalmente rechazaron la existencia de helio en la tierra, ya que solo podría existir a altas temperaturas. El helio se encontró en la Tierra recién en 1895.
Tal es la naturaleza del origen de la tabla de D. I. Mendeleev.
El descubrimiento de la tabla de elementos químicos periódicos fue uno de los hitos importantes en la historia del desarrollo de la química como ciencia. El pionero de la mesa fue el científico ruso Dmitry Mendeleev. Un científico extraordinario con los horizontes científicos más amplios logró combinar todas las ideas sobre la naturaleza de los elementos químicos en un solo concepto coherente.
Sobre la historia del descubrimiento de la tabla de elementos periódicos, hechos interesantes relacionados con el descubrimiento de nuevos elementos y cuentos populares que rodearon a Mendeleev y la tabla de elementos químicos que creó, M24.RU contará en este artículo.
Historial de apertura de mesas
A mediados del siglo XIX, se habían descubierto 63 elementos químicos y los científicos de todo el mundo intentaron repetidamente combinar todos los elementos existentes en un solo concepto. Se propuso colocar los elementos en orden ascendente de masa atómica y dividirlos en grupos según la similitud de sus propiedades químicas.
En 1863, el químico y músico John Alexander Newland propuso su teoría, quien proponía una disposición de elementos químicos similar a la descubierta por Mendeleev, pero el trabajo del científico no fue tomado en serio por la comunidad científica debido a que el autor era llevado por la búsqueda de la armonía y la conexión de la música con la química.
En 1869, Mendeleev publicó su esquema de la tabla periódica en la revista de la Sociedad Química Rusa y envió un aviso del descubrimiento a los principales científicos del mundo. En el futuro, el químico refinó y mejoró repetidamente el esquema hasta que adquirió su forma familiar.
La esencia del descubrimiento de Mendeleev es que con un aumento en la masa atómica, las propiedades químicas de los elementos no cambian de forma monótona, sino periódica. Después de un cierto número de elementos con diferentes propiedades, las propiedades comienzan a repetirse. Así, el potasio es similar al sodio, el flúor es similar al cloro y el oro es similar a la plata y al cobre.
En 1871, Mendeleev finalmente unió las ideas en la Ley Periódica. Los científicos predijeron el descubrimiento de varios elementos químicos nuevos y describieron sus propiedades químicas. Posteriormente, los cálculos del químico se confirmaron por completo: el galio, el escandio y el germanio correspondían completamente a las propiedades que les atribuía Mendeleev.
Cuentos sobre Mendeleiev
Hubo muchas historias sobre el famoso científico y sus descubrimientos. La gente en ese momento tenía poca idea de química y creía que hacer química era algo así como comer sopa de bebé y robar a escala industrial. Por lo tanto, las actividades de Mendeleev adquirieron rápidamente una gran cantidad de rumores y leyendas.
Una de las leyendas dice que Mendeleev descubrió la tabla de elementos químicos mientras dormía. El caso no es el único, August Kekule, que soñó con la fórmula del anillo de benceno, habló de igual forma sobre su descubrimiento. Sin embargo, Mendeleev solo se rió de los críticos. "He estado pensando en ello durante unos veinte años, y dices: estaba sentado de repente... ¡listo!", dijo una vez el científico sobre su descubrimiento.
Otra historia atribuye a Mendeleev el descubrimiento del vodka. En 1865, el gran científico defendió su disertación sobre el tema “Discurso sobre la combinación de alcohol con agua” y esto inmediatamente dio origen a una nueva leyenda. Los contemporáneos del químico se rieron, diciendo que al científico "le va bien bajo la influencia del alcohol combinado con agua", y las siguientes generaciones ya llamaron a Mendeleev el descubridor del vodka.
También se reían de la forma de vida del científico, y especialmente del hecho de que Mendeleev equipó su laboratorio en el hueco de un enorme roble.
Además, los contemporáneos se burlaron de la pasión de Mendeleev por las maletas. El científico, en el momento de su inacción involuntaria en Simferopol, se vio obligado a pasar el tiempo tejiendo maletas. En el futuro, fabricó de forma independiente contenedores de cartón para las necesidades del laboratorio. A pesar de la naturaleza claramente "amateur" de este pasatiempo, a Mendeleev se le llamaba a menudo el "maestro de las maletas".
Descubrimiento del radio
Una de las páginas más trágicas y al mismo tiempo famosas de la historia de la química y la aparición de nuevos elementos en la tabla periódica está asociada con el descubrimiento del radio. Los esposos Marie y Pierre Curie descubrieron un nuevo elemento químico, quienes descubrieron que los desechos que quedan después de la separación del uranio del mineral de uranio son más radiactivos que el uranio puro.
Como entonces nadie sabía qué era la radiactividad, el rumor atribuyó rápidamente al nuevo elemento propiedades curativas y la capacidad de curar casi todas las enfermedades conocidas por la ciencia. El radio se incluyó en productos alimenticios, pasta de dientes, cremas faciales. Los ricos usaban relojes cuyas esferas estaban pintadas con pintura que contenía radio. El elemento radiactivo se recomendó como un medio para mejorar la potencia y aliviar el estrés.
Tal "producción" duró veinte años completos, hasta los años 30 del siglo XX, cuando los científicos descubrieron las verdaderas propiedades de la radiactividad y descubrieron cuán perjudicial es el efecto de la radiación en el cuerpo humano.
Marie Curie murió en 1934 de una enfermedad por radiación causada por una exposición prolongada al radio.
Nebulio y Coronio
La tabla periódica no solo ordenó los elementos químicos en un solo sistema coherente, sino que también hizo posible predecir muchos descubrimientos de nuevos elementos. Al mismo tiempo, algunos "elementos" químicos fueron declarados inexistentes sobre la base de que no encajaban en el concepto de la ley periódica. La historia más famosa es el "descubrimiento" de nuevos elementos de nebulium y coronium.
Al estudiar la atmósfera solar, los astrónomos descubrieron líneas espectrales que no pudieron identificar con ninguno de los elementos químicos conocidos en la tierra. Los científicos han sugerido que estas líneas pertenecen a un nuevo elemento, que se llamó coronio (porque las líneas se descubrieron durante el estudio de la "corona" del Sol, la capa exterior de la atmósfera de la estrella).
Unos años más tarde, los astrónomos hicieron otro descubrimiento al estudiar los espectros de las nebulosas gaseosas. Las líneas descubiertas, que nuevamente no pudieron identificarse con nada terrestre, se atribuyeron a otro elemento químico: el nebulio.
Los descubrimientos fueron criticados, ya que la tabla periódica de Mendeleev ya no tenía espacio para elementos con las propiedades de nebulium y coronium. Después de verificar, se encontró que el nebulio es oxígeno terrestre ordinario y el coronio es hierro altamente ionizado.
El material fue creado sobre la base de información de fuentes abiertas. Preparado por Vasily Makagonov @vmakagonov
resumen
“La historia del descubrimiento y confirmación de la ley periódica por D.I. Mendeleiev"
San Petersburgo 2007
Introducción
Ley periódica D.I. Mendeleev es una ley fundamental que establece un cambio periódico en las propiedades de los elementos químicos en función del aumento de las cargas de los núcleos de sus átomos. Descubierto por D.I. Mendeleev en febrero de 1869. Al comparar las propiedades de todos los elementos conocidos en ese momento y los valores de sus masas atómicas (pesos). El término "ley periódica" fue utilizado por primera vez por Mendeleev en noviembre de 1870, y en octubre de 1871 dio la formulación final de la Ley Periódica: "... las propiedades de los elementos, y por lo tanto las propiedades de los cuerpos simples y complejos que están en dependencia periódica de su peso atómico". La expresión gráfica (tabular) de la ley periódica es el sistema periódico de elementos desarrollado por Mendeleev.
1. Intentos de otros científicos de derivar la ley periódica
El sistema periódico, o clasificación periódica, de los elementos fue de gran importancia para el desarrollo de la química inorgánica en la segunda mitad del siglo XIX. Este valor es actualmente colosal, porque el propio sistema, como resultado del estudio de los problemas de la estructura de la materia, fue adquiriendo ese grado de racionalidad que no se podría alcanzar conociendo únicamente los pesos atómicos. La transición de la regularidad empírica a la ley es el objetivo final de cualquier teoría científica.
La búsqueda de la base de la clasificación natural de los elementos químicos y su sistematización comenzó mucho antes del descubrimiento de la Ley Periódica. Las dificultades a las que se enfrentaron los científicos naturales que fueron los primeros en trabajar en esta área se debieron a la falta de datos experimentales: a principios del siglo XIX. el número de elementos químicos conocidos todavía era demasiado pequeño y los valores aceptados de las masas atómicas de muchos elementos eran inexactos.
Aparte de los intentos de Lavoisier y su escuela de dar una clasificación de elementos sobre la base del criterio de analogía en el comportamiento químico, el primer intento de una clasificación periódica de elementos pertenece a Döbereiner.
Triadas de Döbereiner y los primeros sistemas de elementos
En 1829, el químico alemán I. Döbereiner intentó sistematizar los elementos. Notó que algunos elementos similares en sus propiedades se pueden combinar en grupos de tres, a los que llamó tríadas: Li-Na-K; Ca-Sr-Ba; S-Se-Te; P–As–Sb; Cl–Br–I.
La esencia de la propuesta. la ley de las triadas Döbereiner fue que la masa atómica del elemento medio de la tríada era cerca de la mitad de la suma (media aritmética) de las masas atómicas de los dos elementos extremos de la tríada. Aunque Döbereiner, naturalmente, no logró dividir todos los elementos conocidos en tríadas, la ley de las tríadas indicaba claramente la existencia de una relación entre la masa atómica y las propiedades de los elementos y sus compuestos. Todos los intentos posteriores de sistematización se basaron en la colocación de elementos de acuerdo con sus masas atómicas.
Las ideas de Döbereiner fueron desarrolladas por L. Gmelin, quien demostró que la relación entre las propiedades de los elementos y sus masas atómicas es mucho más complicada que las tríadas. En 1843, Gmelin publicó una tabla en la que los elementos químicamente similares se organizaban en grupos en orden ascendente de sus pesos de conexión (equivalentes). Los elementos formaron tríadas, así como tétradas y pentadas (grupos de cuatro y cinco elementos), y la electronegatividad de los elementos en la tabla cambió suavemente de arriba a abajo.
en la década de 1850 M. von Pettenkofer y J. Dumas propusieron el llamado. sistemas diferenciales destinados a identificar patrones generales en el cambio en el peso atómico de los elementos, que fueron desarrollados en detalle por los químicos alemanes A. Strekker y G. Chermak.
A principios de los años 60 del siglo XIX. varias obras aparecieron a la vez que precedieron inmediatamente a la Ley Periódica.
Espiral de Chancourtois
A. de Chancourtua dispuso todos los elementos químicos conocidos en ese momento en una sola secuencia de aumento de sus masas atómicas y aplicó la serie resultante a la superficie del cilindro a lo largo de una línea que emana de su base en un ángulo de 45° al plano de la base (la llamada. espiral de tierra). Cuando se desplegó la superficie del cilindro, resultó que en líneas verticales paralelas al eje del cilindro, había elementos químicos con propiedades similares. Entonces, el litio, el sodio y el potasio cayeron en una vertical; berilio, magnesio, calcio; oxígeno, azufre, selenio, telurio, etc. La desventaja de la espiral de Chancourtois era el hecho de que elementos con un comportamiento químico completamente diferente aparecían en la misma línea con elementos que eran similares en su naturaleza química. El manganeso cayó en el grupo de los metales alcalinos, y el titanio, que no tenía nada que ver con ellos, cayó en el grupo del oxígeno y el azufre.
mesa newlands
El científico inglés J. Newlands en 1864 publicó una tabla de elementos que reflejaba lo propuesto por él. ley de octavas. Newlands demostró que en una serie de elementos dispuestos en orden ascendente de pesos atómicos, las propiedades del octavo elemento son similares a las del primero. Newlands trató de dar a esta dependencia, que en realidad se produce para los elementos ligeros, un carácter universal. En su mesa, los elementos similares estaban dispuestos en filas horizontales, pero los elementos de propiedades completamente diferentes a menudo resultaban estar en la misma fila. Además, Newlands se vio obligado a colocar dos elementos en algunas celdas; finalmente, la mesa no contenía asientos vacíos; como resultado, la ley de las octavas fue aceptada con mucho escepticismo.
Mesas de Odling y Meyer
En el mismo 1864, apareció la primera tabla del químico alemán L. Meyer; En él se incluyeron 28 elementos, colocados en seis columnas según sus valencias. Meyer limitó deliberadamente el número de elementos en la tabla para enfatizar el cambio regular (similar a las tríadas de Döbereiner) en la masa atómica en series de elementos similares.
En 1870, Meyer publicó una nueva tabla llamada La naturaleza de los elementos en función de su peso atómico, que consta de nueve columnas verticales. Elementos similares se ubicaron en las filas horizontales de la mesa; Meyer dejó algunas celdas en blanco. La tabla iba acompañada de un gráfico de la dependencia del volumen atómico de un elemento con respecto al peso atómico, que tiene una característica forma de diente de sierra, ilustrando perfectamente el término "periodicidad", ya propuesto en esa época por Mendeleev.
2. Lo que se hizo antes del día del gran descubrimiento
Los requisitos previos para el descubrimiento de la ley periódica deben buscarse en el libro de D.I. Mendeleev (en adelante D.I.) "Fundamentos de Química". Los primeros capítulos de la 2ª parte de este libro de D.I. escribió a principios de 1869. El primer capítulo estaba dedicado al sodio, el segundo a sus análogos, el tercero a la capacidad calorífica, el cuarto a los metales alcalinotérreos. El día del descubrimiento de la ley periódica (17 de febrero de 1869), probablemente ya logró plantear la cuestión de la proporción de elementos polares opuestos como los metales alcalinos y los haluros, que estaban cerca entre sí en términos de su atomicidad (valencia), así como la cuestión de la proporción de los metales alcalinos en términos de sus pesos atómicos. Se acercó al tema de juntar y comparar dos grupos de elementos polares opuestos en función de los pesos atómicos de sus miembros, lo que de hecho ya significaba el rechazo del principio de distribución de los elementos según su atomicidad y el paso al principio de su distribución según los pesos atómicos. Esta transición no fue una preparación para el descubrimiento de la ley periódica, sino ya el comienzo del descubrimiento mismo.
A principios de 1869, una parte significativa de los elementos se combinaron en grupos y familias naturales separados sobre la base de propiedades químicas comunes; junto con esto, la otra parte de ellos estaba dispersa, elementos individuales separados que no estaban unidos en grupos especiales. Se consideraron firmemente establecidos:
- un grupo de metales alcalinos - litio, sodio, potasio, rubidio y cesio;
- un grupo de metales alcalinotérreos - calcio, estroncio y bario;
– grupo de oxígeno – oxígeno, azufre, selenio y telurio;
- grupo nitrógeno - nitrógeno, fósforo, arsénico y antimonio. Además, aquí a menudo se agregaba bismuto, y el vanadio se consideraba un análogo incompleto del nitrógeno y el arsénico;
– grupo de carbono: el carbono, el silicio y el estaño, y el titanio y el circonio se consideraron análogos incompletos del silicio y el estaño;
- un grupo de halógenos (haluros) - flúor, cloro, bromo y yodo;
– grupo de cobre – cobre y plata;
– grupo del zinc – zinc y cadmio
– familia del hierro: hierro, cobalto, níquel, manganeso y cromo;
- familia de metales de platino - platino, osmio, iridio, paladio, rutenio y rodio.
La situación era más complicada con este tipo de elementos que podían ser asignados a diferentes grupos o familias:
- plomo, mercurio, magnesio, oro, boro, hidrógeno, aluminio, talio, molibdeno, tungsteno.
Además, se conocían una serie de elementos cuyas propiedades aún no estaban suficientemente estudiadas:
- una familia de elementos de tierras raras - itrio, "erbio", cerio, lantano y "didim";
– niobio y tantalio;
– berilio;
3. Gran día de inauguración
D.I. Fue un científico muy versátil. Tuvo un interés prolongado y muy fuerte en los temas agrícolas. Tomó parte más cercana en las actividades de la Sociedad Económica Libre en San Petersburgo (VEO), de la cual era miembro. VEO organizó la elaboración de queso artel en varias provincias del norte. Uno de los iniciadores de esta iniciativa fue N.V. Vereshchagin. A finales de 1868, es decir. mientras D. I. asunto terminado. 2 de su libro, Vereshchagin se dirigió a la VEO con una solicitud para enviar a uno de los miembros de la Sociedad para inspeccionar el trabajo de las fábricas de queso artel en el lugar. El consentimiento para este tipo de viaje fue expresado por D.I. En diciembre de 1868, examinó varias fábricas de queso artel en la provincia de Tver. Se necesitó un viaje de negocios adicional para completar la encuesta. Recién el 17 de febrero de 1869 se programó la salida.
La ley periódica de Dmitry Ivanovich Mendeleev es una de las leyes fundamentales de la naturaleza, que vincula la dependencia de las propiedades de los elementos químicos y las sustancias simples con sus masas atómicas. En la actualidad, la ley se ha refinado y la dependencia de las propiedades se explica por la carga del núcleo atómico.
La ley fue descubierta por científicos rusos en 1869. Mendeleev lo presentó a la comunidad científica en un informe al congreso de la Sociedad Química Rusa (el informe fue realizado por otro científico, ya que Mendeleev se vio obligado a irse de urgencia por instrucciones de la Sociedad Económica Libre de San Petersburgo). En el mismo año, se publicó el libro de texto "Fundamentos de química", escrito por Dmitry Ivanovich para estudiantes. En él, el científico describió las propiedades de los compuestos populares y también trató de dar una sistematización lógica de los elementos químicos. También presentó por primera vez una tabla con elementos ordenados periódicamente como interpretación gráfica de la ley periódica. Todos los años posteriores, Mendeleev mejoró su tabla, por ejemplo, agregó una columna de gases inertes, que se descubrieron 25 años después.
La comunidad científica no aceptó de inmediato las ideas del gran químico ruso, ni siquiera en Rusia. Pero tras el descubrimiento de tres nuevos elementos (galio en 1875, escandio en 1879 y germanio en 1886), predichos y descritos por Mendeleev en su famoso informe, se reconoció la ley periódica.
- Es una ley universal de la naturaleza.
- La tabla que representa gráficamente la ley incluye no solo todos los elementos conocidos, sino también aquellos que aún se están descubriendo.
- Todos los nuevos descubrimientos no afectaron la relevancia de la ley y la mesa. La mesa se mejora y cambia, pero su esencia se ha mantenido sin cambios.
- Permitió aclarar los pesos atómicos y otras características de algunos elementos, para predecir la existencia de nuevos elementos.
- Los químicos han recibido pistas fiables sobre cómo y dónde buscar nuevos elementos. Además, la ley permite, con un alto grado de probabilidad, determinar de antemano las propiedades de elementos aún no descubiertos.
- Desempeñó un papel muy importante en el desarrollo de la química inorgánica en el siglo XIX.
Historial de descubrimiento
Hay una hermosa leyenda de que Mendeleev vio su mesa en un sueño, se despertó por la mañana y la escribió. En realidad, es solo un mito. El propio científico dijo muchas veces que dedicó 20 años de su vida a la creación y mejora de la tabla periódica de elementos.
Todo comenzó con el hecho de que Dmitry Ivanovich decidió escribir un libro de texto sobre química inorgánica para estudiantes, en el que iba a sistematizar todo el conocimiento conocido en ese momento. Y por supuesto, se basó en los logros y descubrimientos de sus predecesores. Por primera vez, el químico alemán Döbereiner prestó atención a la relación entre los pesos atómicos y las propiedades de los elementos, quien trató de dividir los elementos que él conocía en tríadas con propiedades y pesos similares que obedecen a una determinada regla. En cada terna, el elemento medio tenía un peso cercano a la media aritmética de los dos elementos extremos. El científico pudo así formar cinco grupos, por ejemplo, Li-Na-K; Cl–Br–I. Pero estos estaban lejos de todos los elementos conocidos. Además, el trío de elementos obviamente no agotaba la lista de elementos con propiedades similares. Posteriormente, los alemanes Gmelin y von Pettenkofer, los franceses J. Dumas y de Chancourtua, los británicos Newlands y Odling, intentaron encontrar un patrón común. El científico alemán Meyer fue el que más avanzó, quien en 1864 compiló una tabla muy similar a la tabla periódica, pero que contenía solo 28 elementos, mientras que 63 ya eran conocidos.
A diferencia de sus predecesores, Mendeleev logró 
hacer una tabla que incluya todos los elementos conocidos ubicados en un determinado sistema. Al mismo tiempo, dejó algunas celdas en blanco, calculando aproximadamente los pesos atómicos de algunos elementos y describiendo sus propiedades. Además, el científico ruso tuvo el coraje y la visión de futuro de declarar que la ley que descubrió es una ley universal de la naturaleza y la llamó "ley periódica". Diciendo "a", fue más allá y corrigió los pesos atómicos de los elementos que no cabían en la tabla. Tras un examen más detenido, resultó que sus correcciones eran correctas, y el descubrimiento de los elementos hipotéticos que describió fue la confirmación final de la verdad de la nueva ley: la práctica probó la validez de la teoría.
