جدول تناوبی عناصر را کشف کرد. قانون تناوبی عناصر شیمیایی دیمیتری ایوانوویچ مندلیف

معرفی

قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف اساس شیمی مدرن است. آنها به چنین قوانین علمی اشاره می کنند که منعکس کننده پدیده هایی هستند که واقعاً در طبیعت وجود دارند و بنابراین هرگز اهمیت خود را از دست نخواهند داد.

قانون ادواری و اکتشافاتی که بر اساس آن در زمینه های مختلف علوم طبیعی و فناوری انجام شده است، بزرگترین پیروزی ذهن انسان است، شواهدی از نفوذ عمیق تر به رازترین رازهای طبیعت، دگرگونی موفقیت آمیز طبیعت به نفع انسان. .

به ندرت اتفاق می افتد که یک اکتشاف علمی کاملاً غیرمنتظره باشد، تقریباً همیشه پیش بینی می شود، اما نسل های بعدی که از پاسخ های ثابت شده برای همه سؤالات استفاده می کنند، اغلب ارزیابی دشواری هایی را برای پیشینیان خود برایشان سخت می بیند. DI. مندلیف

هدف: توصیف مفهوم سیستم تناوبی و قانون تناوبی عناصر، قانون تناوبی و توجیه آن، توصیف ساختارهای سیستم تناوبی: زیر گروه ها، دوره ها و گروه ها. برای مطالعه تاریخچه کشف قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر.

وظایف: تاریخچه کشف قانون تناوبی و نظام تناوبی را در نظر بگیرید. قانون تناوبی و نظام تناوبی را تعریف کنید. قانون تناوبی و منطق آن را تجزیه و تحلیل کنید. ساختار سیستم تناوبی: زیر گروه ها، دوره ها و گروه ها.

تاریخچه کشف قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر شیمیایی

ادعای نظریه اتمی-مولکولی در اواخر قرن 19-19 با رشد سریع تعداد عناصر شیمیایی شناخته شده همراه بود. تنها در دهه اول قرن نوزدهم، 14 عنصر جدید کشف شد. رکورددار در میان کاشفان شیمیدان انگلیسی هامفری دیوی بود که در یک سال 6 ماده ساده جدید (سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، باریم، استرانسیوم) را با استفاده از الکترولیز به دست آورد. و در سال 1830 تعداد عناصر شناخته شده به 55 رسید.

وجود چنین تعدادی از عناصر، ناهمگون از نظر خواص، شیمیدانان را گیج کرده و مستلزم نظم و نظام مندی عناصر است. بسیاری از دانشمندان به دنبال الگوهایی در فهرست عناصر بوده اند و پیشرفت هایی نیز داشته اند. سه اثر مهم وجود دارد که اولویت کشف قانون تناوبی توسط D.I. مندلیف

در سال 1860 اولین کنگره بین المللی شیمی برگزار شد و پس از آن مشخص شد که ویژگی اصلی یک عنصر شیمیایی وزن اتمی آن است. دانشمند فرانسوی B. de Chancourtua در سال 1862 برای اولین بار عناصر را به ترتیب صعودی وزن اتمی مرتب کرد و آنها را به صورت مارپیچ در اطراف یک استوانه قرار داد. هر چرخش مارپیچ شامل 16 عنصر بود، عناصر مشابه، به عنوان یک قاعده، در ستون های عمودی قرار می گرفتند، اگرچه اختلافات قابل توجهی مشاهده شد. کار د شانکورتوا مورد توجه قرار نگرفت، اما ایده او برای مرتب کردن عناصر به ترتیب صعودی وزن اتمی مثمر ثمر بود.

و دو سال بعد، شیمیدان انگلیسی جان نیولندز، با هدایت این ایده، عناصر را به شکل جدول قرار داد و متوجه شد که خواص عناصر به طور متناوب هر هفت عدد تکرار می شود. مثلاً کلر از نظر خواص مشابه فلوئور، پتاسیم شبیه سدیم، سلنیوم شبیه گوگرد و غیره است. نیولندز این الگو را "قانون اکتاو" نامید که عملاً جلوتر از مفهوم دوره است. اما نیولندز اصرار داشت که طول دوره (برابر با هفت) بدون تغییر است، بنابراین جدول او نه تنها شامل الگوهای منظم، بلکه جفت‌های تصادفی (کبالت - کلر، آهن - گوگرد و کربن - جیوه) است.

اما دانشمند آلمانی لوتار مایر در سال 1870 وابستگی حجم اتمی عناصر را به وزن اتمی آنها ترسیم کرد و یک وابستگی دوره ای مشخص پیدا کرد و طول دوره با قانون اکتاوها منطبق نبود و یک متغیر بود.

همه این آثار مشترکات زیادی دارند. د شانکورتوا، نیولندز و مایر تجلی تناوب تغییر در خواص عناصر را بسته به وزن اتمی آنها کشف کردند. اما آنها نتوانستند یک سیستم تناوبی یکپارچه از همه عناصر ایجاد کنند، زیرا بسیاری از عناصر جایگاه خود را در الگوهایی که کشف کردند پیدا نکردند. این دانشمندان همچنین نتوانستند از مشاهدات خود نتیجه جدی بگیرند، اگرچه احساس می کردند که روابط متعدد بین وزن اتمی عناصر مظهر برخی از قوانین کلی است.

این قانون کلی توسط شیمیدان بزرگ روسی دیمیتری ایوانوویچ مندلیف در سال 1869 کشف شد. مندلیف قانون تناوبی را در قالب مفاد اصلی زیر تدوین کرد:

1. عناصری که بر اساس وزن اتمی مرتب شده اند نشان دهنده تناوب مشخصی از خواص هستند.

2. ما باید منتظر کشف اجسام ساده ناشناخته بسیار بیشتری باشیم، به عنوان مثال، عناصری مشابه Al و Si با وزن اتمی 65 - 75.

3. مقدار وزن اتمی یک عنصر را گاهی می توان با دانستن تشابهات آن تصحیح کرد.

برخی از قیاس ها با بزرگی وزن اتم آنها آشکار می شود. موقعیت اول حتی قبل از مندلیف شناخته شده بود، اما این او بود که به آن خصلت یک قانون جهانی داد و بر اساس آن وجود عناصر هنوز کشف نشده را پیش بینی کرد، وزن اتمی تعدادی از عناصر را تغییر داد و برخی عناصر را در جدول ترتیب داد. برخلاف وزن اتمی آنها، اما مطابق با خواص آنها (عمدتاً ظرفیت). مقررات باقی مانده تنها توسط مندلیف کشف شد و نتایج منطقی از قانون ادواری است

درستی این پیامدها با آزمایش‌های زیادی در دو دهه آینده تأیید شد و این امکان را فراهم کرد که از قانون تناوبی به عنوان یک قانون سخت‌گیرانه طبیعت صحبت کنیم.

مندلیف با استفاده از این مفاد نسخه خود از جدول تناوبی عناصر را گردآوری کرد. اولین پیش نویس جدول عناصر در 17 فوریه (1 مارس، طبق سبک جدید)، 1869 ظاهر شد.

و در 6 مارس 1869، پروفسور منشوتکین در جلسه انجمن شیمی روسیه اعلام رسمی کشف مندلیف کرد.

این اعتراف در دهان دانشمند قرار گرفت: میزی را در خواب می بینم که همه عناصر به اندازه نیاز در آن چیده شده است. از خواب بیدار شدم، بلافاصله آن را روی یک تکه کاغذ نوشتم - فقط در یک مکان بعداً مشخص شد که اصلاحیه لازم است. چقدر همه چیز در افسانه ها ساده است! توسعه و اصلاح بیش از 30 سال از عمر این دانشمند را گرفت.

روند کشف قانون تناوبی آموزنده است و خود مندلیف در مورد آن چنین صحبت می کند: «این ایده به طور غیر ارادی مطرح شد که باید بین جرم و خواص شیمیایی ارتباط وجود داشته باشد. و از آنجایی که جرم یک ماده، اگرچه مطلق نیست، بلکه فقط نسبی است، در نهایت به صورت وزن اتم ها بیان می شود، لازم است به دنبال مطابقت عملکردی بین خصوصیات فردی عناصر و وزن اتمی آنها باشیم. نمی توان به دنبال چیزی بود، حداقل قارچ یا نوعی اعتیاد، مگر با نگاه و تلاش. بنابراین شروع به انتخاب کردم و بر روی کارتهای جداگانه عناصری با وزن اتمی و خواص اساسی آنها، عناصر مشابه و وزن اتمی نزدیک آنها نوشتم، که به سرعت به این نتیجه رسیدم که خواص عناصر در یک وابستگی دوره ای به وزن اتمی آنها است، علاوه بر این، شک بسیاری از ابهامات، من یک دقیقه در کلیت نتیجه گیری شک نکردم، زیرا اعتراف به تصادف غیرممکن است.

در اولین جدول تناوبی، به استثنای گازهای نجیب، تمام عناصر تا و از جمله کلسیم مانند جدول مدرن هستند. این را می توان از یک قطعه صفحه از مقاله ای توسط D.I. مندلیف، حاوی سیستم تناوبی عناصر.

بر اساس اصل افزایش وزن اتمی، عناصر بعدی بعد از کلسیم باید وانادیم (51 = A)، کروم (52 = A) و تیتانیوم (52 = A) باشند. اما مندلیف بعد از کلسیم علامت سوال گذاشت و سپس تیتانیوم را قرار داد و وزن اتمی آن را از 52 به 50 تغییر داد. ، با علامت سوال مشخص می شود. سپس، بین روی و آرسنیک، مندلیف فضایی را برای دو عنصر که هنوز در آن واحد کشف نشده بودند، باقی گذاشت. علاوه بر این، او تلوریم را در مقابل ید قرار داد، اگرچه ید دوم وزن اتمی کمتری دارد. با چنین ترتیبی از عناصر، تمام ردیف های افقی در جدول فقط حاوی عناصر مشابه بودند و تناوب تغییرات در خواص عناصر به وضوح آشکار می شد.

در دو سال بعد، مندلیف به طور قابل توجهی سیستم عناصر را بهبود بخشید. در سال 1871، اولین نسخه از کتاب درسی دیمیتری ایوانوویچ "مبانی شیمی" منتشر شد که در آن سیستم تناوبی به شکل تقریباً مدرن ارائه شده است. 8 گروه از عناصر در جدول تشکیل شده است، اعداد گروه نشان دهنده بالاترین ظرفیت عناصر مجموعه هایی است که در این گروه ها گنجانده شده اند، و دوره ها به دوره های مدرن، به 12 سری تقسیم می شوند. اکنون هر دوره با یک فلز قلیایی فعال شروع می شود و با یک هالوژن غیر فلزی معمولی پایان می یابد.

نسخه دوم سیستم این امکان را برای مندلیف فراهم کرد تا وجود 4 عنصر را پیش بینی کند، بلکه 12 عنصر را به چالش بکشد و با به چالش کشیدن دنیای علمی، با دقت شگفت انگیزی ویژگی های سه عنصر ناشناخته را توصیف کرد که آنها را ekabor نامید (eka در سانسکریت به معنی " همان چیزی است»)، اکالومینیم و کاسیلیکون. نام های امروزی آنها Se، Ga، Ge است.

دنیای علمی غرب در ابتدا در مورد سیستم مندلیف و پیش‌بینی‌های آن تردید داشت، اما همه چیز زمانی تغییر کرد که در سال 1875، شیمی‌دان فرانسوی P. Lecoq de Boisbaudran، با مطالعه طیف‌های سنگ روی، ردپای عنصر جدیدی را کشف کرد که او آن را کشف کرد. به افتخار میهن خود گالیوم نامیده می شود (گالیا (نام رومی باستان برای فرانسه)

این دانشمند موفق شد این عنصر را به شکل خالص آن جدا کرده و خواص آن را مطالعه کند. و مندلیف مشاهده کرد که خواص گالیوم با خواص اکالومینیم که توسط او پیش‌بینی شده است مطابقت دارد و به لکوک دی بویزباودران اطلاع داد که چگالی گالیوم را به اشتباه اندازه‌گیری کرده است که به جای 4.7 گرم در سانتی‌متر مکعب باید برابر با 5.9-6.0 گرم در سانتی‌متر مکعب باشد. . در واقع، اندازه گیری های دقیق تر به مقدار صحیح 5.904 گرم بر سانتی متر مکعب منجر شد.

در سال 1879، شیمیدان سوئدی ال. نیلسون، هنگام جداسازی عناصر کمیاب خاکی به دست آمده از کانی گادولینیت، عنصر جدیدی را جدا کرد و نام آن را اسکاندیم گذاشت. معلوم می شود که این اکابور پیش بینی شده توسط مندلیف است.

شناخت نهایی قانون تناوبی D.I. مندلیف پس از سال 1886 به دست آورد، زمانی که شیمیدان آلمانی K. Winkler، در تجزیه و تحلیل سنگ معدن نقره، عنصری را دریافت کرد که او آن را ژرمانیوم نامید. معلوم می شود که اگزسیلیوم است.

اطلاعات مشابه

در کتاب مورخ برجسته شیمی شوروی N.F. Figurovsky "مقاله ای در مورد تاریخ عمومی شیمی. توسعه شیمی کلاسیک در قرن 19" (M., Nauka, 1979). دوره های اصلی کشف 63 عنصر شیمیایی از دوران باستان تا 1869 - سال تاسیس قانون دوره ای توسط دیمیتری ایوانوویچ مندلیف (1834-1907) آورده شده است:

1. کهن ترین دوره (از هزاره پنجم قبل از میلاد تا 1200 میلادی).

این دوره طولانی شامل آشنایی یک فرد با 7 فلز از دوران باستان - طلا، نقره، مس، سرب، قلع، آهن و جیوه است. علاوه بر این مواد اولیه، گوگرد و کربن در دوران باستان شناخته شده بودند که در طبیعت در حالت آزاد وجود داشتند.

2. دوره کیمیاگری.

در این دوره (از 1200 تا 1600) وجود چندین عنصر مشخص شد که یا در فرآیند جستجوی کیمیاگری برای یافتن راه‌های تبدیل فلزات یا در فرآیندهای تولید فلز و فرآوری سنگ‌های مختلف توسط متالوژیست‌های صنعتگر جدا شده بودند. اینها عبارتند از آرسنیک، آنتیموان، بیسموت، روی، فسفر.

3. دوره ظهور و توسعه شیمی فنی (پایان قرن 17 - 1751).

در آن زمان، در نتیجه بررسی عملی ویژگی‌های سنگ‌های مختلف فلزی و غلبه بر مشکلاتی که در جداسازی فلزات به وجود آمد و همچنین اکتشافات در فرآیند سفرهای کانی‌شناسی، وجود پلاتین، کبالت و نیکل وجود داشت. تاسیس شد.

4. مرحله اول دوره شیمیایی-تحلیلی در توسعه شیمی (1760-1805).در این دوره به کمک تجزیه و تحلیل های کمی کیفی و وزنی تعدادی عنصر کشف شد که برخی از آنها فقط به صورت "زمین" بودند: منیزیم، کلسیم (تفاوت بین آهک و منیزیا)، منگنز، باریم ( باریت)، مولیبدن، تنگستن، تلوریم، اورانیوم (اکسید)، زیرکونیوم (زمین)، استرانسیوم (زمین)، تیتانیوم (اکسید)، کروم، بریلیم (اکسید)، ایتریم (زمین)، تانتالیم (زمین)، سریم (زمین) فلوئور (اسید هیدروفلوئوریک)، پالادیوم، رودیوم، اسمیم و ایریدیم.

5. مرحله شیمی پنوماتیک.در این زمان (1760-1780) عناصر گازی - هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و کلر کشف شد (این دومی تا سال 1809 یک ماده پیچیده در نظر گرفته شد - اسید هیدروکلریک اکسید شده).

6. مرحله به دست آوردن عناصر در حالت آزاد با الکترولیز (G. Davy, 1807-1808)و از نظر شیمیایی: پتاسیم، سدیم، کلسیم، استرانسیم، باریم و منیزیم. با این حال، همه آنها قبلاً به شکل قلیایی های "قابل اشتعال" ( سوزاننده ) و خاک های قلیایی یا قلیایی های نرم شناخته می شدند.

7. مرحله دوم دوره شیمیایی-تحلیلی در توسعه شیمی (1805-1850).در آن زمان، در نتیجه بهبود روش های تجزیه و تحلیل کمی و توسعه یک دوره سیستماتیک تجزیه و تحلیل کیفی، بور، لیتیوم، کادمیوم، سلنیوم، سیلیکون، برم، آلومینیوم، ید، توریم، وانادیم، لانتانیم (زمین)، اربیم ( زمین)، تربیوم (زمین) کشف شد، روتنیم، نیوبیم.

8. دوره کشف عناصر با استفاده از تجزیه و تحلیل طیفی، بلافاصله پس از توسعه و معرفی این روش به عمل (1860-1863): سزیم، روبیدیم، تالیم و ایندیم.

همانطور که می دانید اولین "جدول اجسام ساده" در تاریخ شیمی توسط A. Lavoisier در سال 1787 جمع آوری شد. همه مواد ساده به چهار گروه تقسیم شدند: "1. مواد ساده ارائه شده در هر سه پادشاهی طبیعت، که می تواند به عنوان عناصر اجسام در نظر گرفته شود: 1) نور، 2) کالری، 3) اکسیژن، 4) نیتروژن، 5) هیدروژن II. مواد غیرفلزی ساده که اکسید می شوند و اسید می دهند: 1) آنتیموان، 2) فسفر، 3) زغال سنگ. 4) رادیکال اسید موریاتیک، 5) رادیکال اسید هیدروفلوئوریک، 6) رادیکال اسید بوریک III. مواد فلزی ساده که اکسید می شوند و اسید می دهند: 1) آنتیموان، 2) نقره، 3) آرسنیک، 4) بیسموت، 5) کبالت، 6 ) مس، 7) قلع، 8) آهن، 9) منگنز، 10) جیوه، 11) مولیبدن، 12) نیکل، 13) طلا، 14) پلاتین، 15) سرب، 16) تنگستن، 17) روی IV. ) آهک (زمین آهکی)، 2) منیزیم (پایه سولفات منیزیم)، 3) باریت (زمین سنگین)، 4) آلومینا (رس، خاک زاج)، 5) سیلیس (زمین سیلیسی)».

این جدول اساس نامگذاری شیمیایی توسعه یافته توسط Lavoisier را تشکیل می دهد. D. Dalton مهمترین ویژگی کمی اتمهای عناصر شیمیایی - وزن نسبی اتمها یا وزن اتمی را به علم معرفی کرد.

دانشمندان هنگام جستجوی نظم در خواص اتم های عناصر شیمیایی، قبل از هر چیز به ماهیت تغییر وزن اتمی توجه کردند. در 1815-1816. شیمیدان انگلیسی W. Prout (1785-1850) دو مقاله ناشناس در Annals of Philosophy منتشر کرد که در آنها این ایده بیان و اثبات شد که وزن اتمی همه عناصر شیمیایی اعداد صحیح هستند (یعنی مضربی از وزن اتمی هیدروژن، که سپس برابر واحد گرفته شد): "اگر نظراتی که تصمیم به بیان آنها داریم صحیح باشد، تقریباً می توان در نظر گرفت که ماده اولیه پیشینیان در هیدروژن تجسم یافته است ...". فرضیه پروت بسیار وسوسه انگیز بود و منجر به راه اندازی بسیاری از مطالعات تجربی به منظور تعیین وزن اتمی عناصر شیمیایی تا حد امکان دقیق شد.

در سال 1829، شیمیدان آلمانی I. Debereiner (1780-1849) وزن اتمی عناصر شیمیایی مشابه را مقایسه کرد: لیتیوم، کلسیم، کلر، گوگرد، منگنز، سدیم، استرانسیوم، برم، سلنیوم، کروم، پتاسیم، باریم، ید، تل. ، آهن و دریافت که وزن اتمی عنصر میانی برابر با نصف مجموع وزن اتمی عناصر افراطی است. جست‌وجوی سه‌گانه‌های جدید، L. Gmelin (1788-1853) - نویسنده کتاب راهنمای مرجع شیمی مشهور در جهان - به ایجاد گروه‌های متعددی از عناصر مشابه و ایجاد طبقه‌بندی اصلی آنها منجر شد.

در دهه 60. در قرن نوزدهم، دانشمندان به مقایسه خود گروه هایی از عناصر شیمیایی مشابه روی آوردند. بنابراین، A. Shancourtua (1820-1886)، استاد دانشکده معدن پاریس، تمام عناصر شیمیایی روی سطح استوانه را به ترتیب صعودی وزن اتمی آنها مرتب کرد تا یک "مارپیچ" به دست آید. با این چیدمان، عناصر مشابه اغلب روی یک خط عمودی می افتادند. در سال 1865، شیمیدان انگلیسی D. Newlands (1838-1898) جدولی را منتشر کرد که شامل 62 عنصر شیمیایی بود. عناصر به ترتیب صعودی وزن اتمی مرتب و شماره گذاری شدند.

نیولندز از شماره گذاری استفاده کرد تا تاکید کند که در هر هفت عنصر، خواص عناصر شیمیایی تکرار می شود. پروفسور جی. فاستر هنگام بحث در انجمن شیمی لندن در سال 1866 درباره مقاله جدیدی از نیولندز (که برای انتشار توصیه نمی شد) به طعنه پرسید: "آیا سعی کرده اید عناصر را به ترتیب حروف الفبای نام آنها ترتیب دهید و آیا چیز جدیدی متوجه شده اید. الگوها؟

در سال 1868، شیمیدان انگلیسی W. Olding (1829-1921) جدولی را پیشنهاد کرد که به نظر نویسنده، نشان دهنده یک رابطه منظم بین همه عناصر بود.

در سال 1864، پروفسور آلمانی ال. مایر (1830-1895) جدولی از 44 عنصر شیمیایی (از 63 عنصر شناخته شده) تهیه کرد.

در ارزیابی این دوره، DI مندلیف نوشت: "هیچ قانون کلی طبیعت وجود ندارد که فوراً مبتنی باشد، تصویب آن همیشه با پیشگویی های زیادی پیش می آید، و به رسمیت شناختن قانون زمانی حاصل نمی شود که به طور کامل در تمام معنای آن تحقق یابد. ، اما تنها پس از تأیید پیامدهای آن توسط آزمایشات، که دانشمندان علوم طبیعی باید آن را بالاترین مرجع ملاحظات و نظرات خود بشناسند.

در سال 1868 D.I.Mendeleev شروع به کار در دوره "مبانی شیمی" کرد. برای منطقی ترین چیدمان مواد، لازم بود به نحوی 63 عنصر شیمیایی طبقه بندی شوند. اولین نسخه از جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط D.I. Mendeleev در مارس 1869 ارائه شد.

دو هفته بعد، در جلسه انجمن شیمی روسیه، گزارش مندلیف "رابطه خواص با وزن اتمی عناصر" خوانده شد که در آن اصول ممکن برای طبقه بندی عناصر شیمیایی مورد بحث قرار گرفت:

1) با توجه به رابطه آنها با هیدروژن (فرمول هیدریدها)؛ 2) با توجه به ارتباط آنها با اکسیژن (فرمول های اکسیدهای اکسیژن بالاتر). 3) با ظرفیت؛ 4) از نظر وزن اتمی.

علاوه بر این، در طول سال‌های بعد (1869-1871)، مندلیف آن دسته از قاعده‌مندی‌ها و «ناسازگاری‌هایی» را که در نسخه اول «سیستم عناصر» مشاهده شده بود، مورد مطالعه و بررسی مجدد قرار داد. در جمع بندی این اثر، DI مندلیف نوشت: "با افزایش وزن اتمی، عناصر ابتدا ویژگی های تغییرپذیری بیشتری دارند و سپس این ویژگی ها دوباره به ترتیبی جدید، در یک خط جدید و در تعدادی از عناصر و در تعدادی از عناصر تکرار می شوند. همان دنباله بنابراین، قانون تناوب را می توان به صورت زیر فرموله کرد: "خواص عناصر، و در نتیجه خواص اجسام ساده و پیچیده تشکیل شده توسط آنها، در یک وابستگی دوره ای (یعنی به درستی تکرار می شوند) به آنها هستند. وزن اتمی.» استثنائات طبیعتاً قابل تحمل نیست... تصدیق یک قانون تنها به کمک استنتاج نتایجی که بدون آن غیرممکن و غیرمنتظره است و توجیه آن پیامدها و تأیید تجربی امکان پذیر است. پیامدهایی که می تواند نشان دهد که آیا او درست است یا نه. اینها شامل پیش بینی خواص عناصر کشف نشده و تصحیح وزن اتمی بسیاری از عناصر است. در آن زمان عناصر کمی مورد بررسی قرار گرفت... یک چیز مورد نیاز است - یا اینکه قانون تناوبی را تا انتها صادق بدانیم و ابزار جدیدی از دانش شیمیایی را تشکیل دهیم یا آن را رد کنیم.

در طول 1872-1874. مندلیف شروع به رسیدگی به مشکلات دیگر کرد و تقریباً هیچ اشاره ای به قانون تناوبی در ادبیات شیمی وجود نداشت.

در سال 1875، شیمیدان فرانسوی L. de Boisbaudran گزارش داد که در حین مطالعه روی مخلوط روی، به صورت طیف سنجی عنصر جدیدی را در آن کشف کرد. او نمک های این عنصر را دریافت کرد و خواص آن را تعیین کرد. به افتخار فرانسه، او عنصر جدید را گالیوم (به عنوان فرانسه توسط رومیان باستان نامیده می شد) نامید. بیایید آنچه را که D.I. مندلیف پیش بینی کرد و آنچه توسط L. de Boisbaudran یافت شد، مقایسه کنیم:

در اولین گزارش L. de Boisbaudran، وزن مخصوص گالیم 4.7 بود. DIMendeleev اشتباه خود را به او گوشزد کرد. اندازه گیری دقیق تر نشان داد که وزن مخصوص گالیم 5.96 است.

در سال 1879، شیمیدان سوئدی L. Nilsson (1840-1899) در مورد کشف یک عنصر شیمیایی جدید - اسکاندیم گزارش داد. ال. نیلسون اسکاندیم را به عنوان یک عنصر خاکی کمیاب طبقه بندی کرد. P.T.Kleve به L.Nilson اشاره کرد که نمک های اسکاندیم بی رنگ هستند، اکسید آن در قلیاها نامحلول است و اسکاندیم اکابور است که توسط D.I.Mendeleev پیش بینی شده است. بیایید خواص آنها را با هم مقایسه کنیم.

پروفسور آلمانی K. Winkler (1838-1904) با تجزیه و تحلیل یک ماده معدنی جدید در فوریه 1886 عنصر جدیدی را کشف کرد و آن را مشابه آنتیموان و آرسنیک در نظر گرفت. بحث شد. K. Winkler موافقت کرد که عنصری که او کشف کرده بود اکاسیلیکن پیش بینی شده توسط D. I. Mendeleev بود. کی وینکلر این عنصر را ژرمانیوم نامید.

بنابراین، شیمیدانان وجود عناصر شیمیایی پیش بینی شده توسط مندلیف را سه بار تایید کردند. علاوه بر این، دقیقاً ویژگی‌های این عناصر پیش‌بینی‌شده توسط مندلیف و موقعیت آنها در سیستم تناوبی بود که اصلاح خطاهایی را که آزمایش‌کنندگان ناخواسته مرتکب شدند، ممکن ساخت. توسعه بیشتر شیمی بر اساس قانون تناوبی اتفاق افتاد که در دهه 80 قرن نوزدهم. توسط همه دانشمندان به عنوان یکی از مهمترین قوانین طبیعت شناخته شد. بنابراین، مهمترین ویژگی هر عنصر شیمیایی، جایگاه آن در سیستم تناوبی D.I. مندلیف است.

در اینجا خواننده اطلاعاتی در مورد یکی از مهمترین قوانین کشف شده توسط بشر در زمینه علمی - قانون تناوبی مندلیف دیمیتری ایوانوویچ - پیدا می کند. با معنی و تأثیر آن در شیمی آشنا می شوید، احکام کلی، خصوصیات و جزئیات قانون تناوبی، تاریخچه کشف و احکام اصلی مورد توجه قرار می گیرد.

قانون تناوبی چیست؟

قانون تناوبی یک قانون طبیعی با ماهیت اساسی است که برای اولین بار توسط DI مندلیف در سال 1869 کشف شد و خود کشف به دلیل مقایسه خواص برخی عناصر شیمیایی و مقادیر جرم اتمی شناخته شده در آن زمان بود. .

مندلیف استدلال کرد که طبق قانون او، اجسام ساده و پیچیده و ترکیبات مختلف عناصر به وابستگی آنها به نوع تناوبی و وزن اتم آنها بستگی دارد.

قانون تناوبی در نوع خود بی نظیر است و این به این دلیل است که بر خلاف سایر قوانین اساسی طبیعت و جهان با معادلات ریاضی بیان نمی شود. از نظر گرافیکی، بیان خود را در جدول تناوبی عناصر شیمیایی پیدا می کند.

تاریخچه کشف

کشف قانون تناوبی در سال 1869 اتفاق افتاد، اما تلاش برای نظام‌بندی تمام عناصر x شناخته شده مدت‌ها قبل از آن آغاز شد.

اولین تلاش برای ایجاد چنین سیستمی توسط I. V. Debereiner در سال 1829 انجام شد. او تمام عناصر شیمیایی شناخته شده خود را به سه گانه طبقه بندی کرد که با نزدیکی نیمی از مجموع جرم های اتمی موجود در این گروه از سه جزء به هم مرتبط هستند. به دنبال Debereiner، تلاش شد تا یک جدول منحصر به فرد طبقه بندی عناصر توسط A. de Chancourtua ایجاد شود، او سیستم خود را "مارپیچ زمین" نامید و پس از او اکتاو Newlands توسط John Newlands گردآوری شد. در سال 1864، تقریباً به طور همزمان، ویلیام اولدینگ و لوتار مایر جداول ایجاد شده مستقل را منتشر کردند.

قانون ادواری در 8 مارس 1869 برای بررسی به جامعه علمی ارائه شد و این اتفاق در جلسه ای از انجمن X روس رخ داد. مندلیف دیمیتری ایوانوویچ کشف خود را در حضور همه اعلام کرد و در همان سال کتاب درسی مندلیف "مبانی شیمی" منتشر شد که در آن جدول تناوبی ایجاد شده توسط او برای اولین بار به نمایش درآمد. یک سال بعد، در سال 1870، او مقاله ای نوشت و آن را برای بررسی به RCS ارسال کرد، جایی که مفهوم قانون ادواری برای اولین بار مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1871، مندلیف در مقاله معروف خود در مورد اعتبار دوره ای عناصر شیمیایی شرح جامعی از تحقیقات خود ارائه کرد.

سهم ارزشمندی در توسعه علم شیمی

ارزش قانون تناوبی برای جامعه علمی در سراسر جهان فوق العاده زیاد است. این به دلیل این واقعیت است که کشف آن انگیزه قدرتمندی برای توسعه شیمی و سایر علوم طبیعی مانند فیزیک و زیست شناسی ایجاد کرد. رابطه عناصر با خصوصیات شیمیایی و فیزیکی کیفی آنها باز بود و همین امر باعث شد تا ماهیت ساخت همه عناصر بر اساس یک اصل درک شود و باعث شکل‌گیری مدرن مفاهیم عناصر شیمیایی، بتن ریزی شود. آگاهی از ایده مواد ساختار پیچیده و ساده.

استفاده از قانون تناوبی حل مشکل پیش بینی شیمیایی، تعیین علت رفتار عناصر شیمیایی شناخته شده را ممکن می سازد. فیزیک اتمی، از جمله انرژی هسته ای، در نتیجه همین قانون ممکن شد. این علوم به نوبه خود امکان گسترش افق های جوهره این قانون و کاوش در درک آن را فراهم کردند.

خواص شیمیایی عناصر سیستم تناوبی

در واقع، عناصر شیمیایی با ویژگی‌های ذاتی آنها در حالت اتم آزاد و یون، حل‌شده یا هیدراته، در یک ماده ساده و به شکلی که ترکیبات متعدد آنها می‌توانند تشکیل دهند، به هم مرتبط هستند. با این حال، خواص x معمولاً شامل دو پدیده است: ویژگی های مشخصه یک اتم در حالت آزاد و یک ماده ساده. این نوع خواص شامل بسیاری از انواع آنها است، اما مهمترین آنها عبارتند از:

1. یونیزاسیون اتمی و انرژی آن، بسته به موقعیت عنصر در جدول، عدد ترتیبی آن.
2. رابطه انرژی اتم و الکترون که مانند یونیزاسیون اتمی به مکان عنصر در جدول تناوبی بستگی دارد.
3. الکترونگاتیوی یک اتم که مقدار ثابتی ندارد، اما بسته به عوامل مختلفی می تواند تغییر کند.
4. شعاع اتم ها و یون ها - در اینجا، به عنوان یک قاعده، از داده های تجربی استفاده می شود که با ماهیت موجی الکترون ها در حالت حرکت همراه است.
5. اتمیزه کردن مواد ساده - توصیفی از توانایی یک عنصر در واکنش پذیری.
6. حالت های اکسیداسیون یک مشخصه رسمی هستند، اما به عنوان یکی از مهمترین ویژگی های یک عنصر ظاهر می شوند.
7. پتانسیل اکسیداسیون برای مواد ساده اندازه گیری و نشانه ای از پتانسیل یک ماده برای عمل در محلول های آبی و همچنین سطح تظاهر خواص اکسیداسیون و کاهش است.

تناوب عناصر از نوع داخلی و ثانویه

قانون تناوبی درک دیگری از مؤلفه مهم طبیعت - تناوب درونی و ثانویه - می دهد. زمینه های مطالعاتی فوق الذکر در مورد خواص اتمی در واقع بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که تصور می شود. این به این دلیل است که عناصر s, p, d جدول بسته به موقعیت خود در دوره (تناوب درونی) و گروه (تناوب ثانویه) ویژگی های کیفی خود را تغییر می دهند. به عنوان مثال، فرآیند داخلی انتقال عنصر s از گروه اول به عنصر هشتم به عنصر p با حداقل و حداکثر نقاط روی منحنی انرژی اتم یونیزه شده همراه است. این پدیده ناهماهنگی درونی تناوب تغییرات در خواص یک اتم را با توجه به موقعیت آن در دوره نشان می دهد.

نتایج

اکنون خواننده درک و تعریف روشنی از قانون تناوبی مندلیف دارد، به اهمیت آن برای انسان و پیشرفت علوم مختلف پی می برد و ایده ای از مقررات فعلی و تاریخچه کشف آن دارد.

کشف جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط دیمیتری مندلیف در مارس 1869 یک پیشرفت واقعی در شیمی بود. دانشمند روسی موفق شد دانش در مورد عناصر شیمیایی را سیستماتیک کند و آنها را در قالب یک جدول ارائه کند که حتی اکنون دانش آموزان مدرسه باید در کلاس های شیمی مطالعه کنند. جدول تناوبی پایه ای برای توسعه سریع این علم پیچیده و جالب شد و تاریخ کشف آن در افسانه ها و افسانه ها پوشیده شده است. برای همه کسانی که به علم علاقه دارند، دانستن حقیقت در مورد چگونگی کشف جدول عناصر تناوبی مندلیف جالب خواهد بود.

تاریخچه جدول تناوبی: چگونه همه چیز شروع شد

تلاش‌هایی برای طبقه‌بندی و نظام‌بندی عناصر شیمیایی شناخته‌شده مدت‌ها قبل از دیمیتری مندلیف انجام شد. سیستم عناصر آنها توسط دانشمندان مشهوری مانند Debereiner، Newlands، Meyer و دیگران پیشنهاد شد. با این حال، به دلیل کمبود اطلاعات در مورد عناصر شیمیایی و جرم اتمی صحیح آنها، سیستم های پیشنهادی کاملاً قابل اعتماد نبودند.

تاریخچه کشف جدول تناوبی از سال 1869 آغاز می شود، زمانی که یک دانشمند روسی در جلسه انجمن شیمی روسیه به همکاران خود در مورد کشف خود گفت. در جدول ارائه شده توسط دانشمند، عناصر شیمیایی بسته به خواص آنها، که توسط ارزش وزن مولکولی آنها ارائه می شود، مرتب شده اند.

یکی از ویژگی های جالب جدول تناوبی نیز وجود سلول های خالی بود که در آینده با عناصر شیمیایی کشف شده پیش بینی شده توسط دانشمند (ژرمانیوم، گالیوم، اسکاندیم) پر می شد. پس از کشف جدول تناوبی، بارها اضافات و اصلاحاتی در آن صورت گرفت. مندلیف همراه با شیمیدان اسکاتلندی ویلیام رمزی، گروهی از گازهای بی اثر (گروه صفر) را به جدول اضافه کرد.

در آینده، تاریخ جدول تناوبی مندلیف مستقیماً با اکتشافات علم دیگری - فیزیک مرتبط بود. کار بر روی جدول عناصر تناوبی همچنان ادامه دارد و دانشمندان مدرن به هنگام کشف عناصر شیمیایی جدیدی را اضافه می کنند. اهمیت سیستم تناوبی دیمیتری مندلیف به سختی قابل برآورد است، زیرا به لطف آن:

• دانش در مورد خواص عناصر شیمیایی قبلاً کشف شده سیستماتیک شد.
• پیش بینی کشف عناصر شیمیایی جدید ممکن شد.
• شاخه هایی از فیزیک مانند فیزیک اتم و فیزیک هسته شروع به توسعه کردند.

گزینه های زیادی برای به تصویر کشیدن عناصر شیمیایی بر اساس قانون تناوبی وجود دارد، اما معروف ترین و رایج ترین گزینه جدول تناوبی آشنا برای همه است.

افسانه ها و حقایق در مورد ایجاد جدول تناوبی

رایج ترین تصور غلط در تاریخ کشف جدول تناوبی این است که دانشمند آن را در خواب دیده است. در واقع، خود دیمیتری مندلیف این افسانه را رد کرد و اظهار داشت که سال ها به قانون دوره ای فکر می کرده است. برای سیستم‌بندی عناصر شیمیایی، هر یک از آنها را روی کارتی جداگانه نوشت و بارها آنها را با یکدیگر ترکیب کرد و بسته به خصوصیات مشابه آنها را در ردیف‌هایی مرتب کرد.

افسانه رؤیای "پیشگویی" دانشمند را می توان با این واقعیت توضیح داد که مندلیف روزها متوالی بر روی سیستم سازی عناصر شیمیایی کار کرد که با یک خواب کوتاه قطع شد. با این حال، تنها کار سخت و استعداد طبیعی دانشمند نتیجه مورد انتظار را داد و شهرت جهانی را برای دیمیتری مندلیف فراهم کرد.

بسیاری از دانش‌آموزان در مدرسه، و گاهی در دانشگاه، مجبور هستند جدول تناوبی را به خاطر بسپارند یا حداقل به‌طور تقریبی پیمایش کنند. برای انجام این کار، شخص نه تنها باید حافظه خوبی داشته باشد، بلکه باید منطقی فکر کند و عناصر را به گروه ها و طبقات جداگانه پیوند دهد. مطالعه جدول برای آن دسته از افرادی که دائماً با گذراندن دوره های آموزشی بر روی BrainApps مغز خود را در وضعیت خوبی نگه می دارند، ساده تر است.

خانواده مندلیف در خانه ای در ساحل شیب دار رودخانه توبول در شهر توبولسک زندگی می کردند و دانشمند آینده در اینجا متولد شد. در آن زمان، بسیاری از Decembrists در توبولسک در تبعید خدمت می کردند: Annenkov، Baryatinsky، Wolf، Kuchelbecker، Fonwiesen و دیگران... آنها دیگران را با شجاعت و همت خود آلوده کردند. آنها توسط زندان، کار سخت یا تبعید شکسته نشدند. میتیا مندلیف چنین افرادی را دید. در ارتباط با آنها، عشق او به میهن، مسئولیت آینده آن شکل گرفت. خانواده مندلیف روابط دوستانه و خانوادگی با Decembrists داشتند. D. I. مندلیف نوشت: "... دكبریست های محترم و محترمی در اینجا زندگی می كردند: فونویزن، آننكوف، موراویف، نزدیك به خانواده ما، به ویژه پس از آنكه یكی از دكبریست ها، نیکلای واسیلیویچ باسارگین، با خواهرم اولگا ایوانونا ازدواج كرد ... خانواده های دكبریست، در آن دسته از دكبریست ها. روزها آنها به زندگی توبولسک تأثیر ویژه ای بخشیدند و به آن آموزش سکولار دادند. افسانه درباره آنها هنوز در توبولسک زندگی می کند.

دیمیتری ایوانوویچ در سن 15 سالگی از ژیمناستیک فارغ التحصیل شد. مادرش ماریا دمیتریونا برای ادامه تحصیل این مرد جوان تلاش زیادی کرد.

برنج. 4. مادر D. I. مندلیف - ماریا دیمیتریونا.

مندلیف سعی کرد وارد آکادمی پزشکی-جراحی در سن پترزبورگ شود. با این حال ، آناتومی فراتر از توان یک مرد جوان تأثیرپذیر بود ، بنابراین مندلیف مجبور شد پزشکی را به آموزش تغییر دهد. در سال 1850، او وارد مؤسسه اصلی آموزشی شد، جایی که پدرش زمانی در آنجا تحصیل کرده بود. فقط در اینجا مندلیف ذوق مطالعه کرد و خیلی زود به یکی از بهترین ها تبدیل شد.

مندلیف در سن 21 سالگی امتحانات ورودی را به خوبی پشت سر گذاشت. مطالعه دیمیتری مندلیف در سن پترزبورگ در مؤسسه آموزشی در ابتدا آسان نبود. او در سال اول تحصیلی موفق شد در همه دروس به جز ریاضی نمرات نامناسبی کسب کند. اما در سالهای ارشد، همه چیز به گونه دیگری پیش رفت - میانگین امتیاز سالانه مندلیف چهار و نیم بود (از پنج مورد ممکن).

پایان نامه وی در مورد پدیده ایزومورفیسم به عنوان پایان نامه دکتری شناخته شد. یک دانش آموز با استعداد در سال 1855. به عنوان معلم در ورزشگاه ریشلیو در اودسا منصوب شد. در اینجا او دومین اثر علمی - "جلدهای خاص" را آماده کرد. این اثر به عنوان پایان نامه کارشناسی ارشد ارائه شد. در سال 1857 پس از دفاع از او، مندلیف عنوان کارشناسی ارشد شیمی را دریافت کرد، استادیار دانشگاه سنت پترزبورگ شد و در آنجا در مورد شیمی آلی سخنرانی کرد. در سال 1859 او به خارج فرستاده شد.

مندلیف دو سال را در دانشگاه‌های مختلف فرانسه و آلمان گذراند، اما کار پایان‌نامه‌ای او در هایدلبرگ با دانشمندان برجسته آن زمان، بونسن و کیرشهوف، بیشترین بازدهی را داشت.

بدون شک طبیعت محیطی که او دوران کودکی خود را در آن گذراند، تأثیر زیادی بر زندگی این دانشمند داشت. از جوانی تا پیری هر کاری و همیشه به روش خودش انجام می داد. از چیزهای کوچک شروع کنید و به سمت چیزهای بزرگ بروید. خواهرزاده دیمیتری ایوانوویچ، N. Ya. Kapustina-Gubkina، به یاد می آورد: "او غذاهای مورد علاقه خود را داشت که توسط خودش برای خودش اختراع شده بود ... او همیشه یک ژاکت پارچه ای پهن و بدون کمربند از طرح خود می پوشید ... او سیگار می کشید. سیگارهای پیچ خورده، خودش آنها را می چرخاند...». او ملکی نمونه ایجاد کرد - و بلافاصله آن را رها کرد. او آزمایش های قابل توجهی در مورد چسبندگی مایعات انجام داد و بلافاصله این رشته علم را برای همیشه ترک کرد. و چه رسوایی هایی به سر مقامات برد! حتی در جوانی، فارغ التحصیل نوپا از مؤسسه آموزشی، بر سر مدیر بخش فریاد زد، که به همین دلیل او را نزد خود وزیر آبراهام سرگیویچ نورواتوف فراخواندند. با این حال، مدیر بخش برای او چه چیزی است - او حتی با سینود حساب نکرد. هنگامی که به مناسبت طلاقش از فئوزا نیکیتیشنا که هرگز با ویژگی های علایق خود کنار نیامد، هفت سال توبه بر او تحمیل کرد، دیمیتری ایوانوویچ شش سال قبل از موعد مقرر، کشیش کرونشتات را متقاعد کرد که با او ازدواج کند. از نو. و داستان پرواز با بالون او چه ارزشی داشت وقتی که به زور یک بالن متعلق به بخش نظامی را تصاحب کرد و ژنرال کوانکو، یک هوانورد با تجربه را از سبد خارج کرد ... دیمیتری ایوانوویچ از فروتنی رنج نمی برد، برعکس - مندلیف گفت: «حیا مادر همه رذایل است».

اصالت شخصیت دیمیتری ایوانوویچ نه تنها در رفتار دانشمند، بلکه در کل ظاهر او نیز مشاهده شد. خواهرزاده او N. Ya. Kapustina-Gubkina پرتره شفاهی زیر را از دانشمند ترسیم کرد: "یک یال با موهای کرکی بلند در اطراف یک پیشانی سفید بلند، بسیار رسا و بسیار متحرک ... چشمان آبی شفاف و نافذ ... در او، خیلی ها شباهت هایی با گاریبالدی پیدا کردند... هنگام صحبت، همیشه اشاره می کرد. حرکات گسترده، سریع و عصبی دستان او همیشه با حال و هوای او مطابقت داشت ... تن صدایش کم بود، اما خوش صدا و قابل فهم بود، اما لحنش بسیار تغییر می کرد و اغلب از نت های کم به نت های بلند و تقریباً تنور تغییر می کرد. وقتی در مورد چیزی که دوستش نداشت صحبت کرد، اخم کرد، خم شد، ناله کرد، جیرجیر کرد...». سرگرمی مورد علاقه مندلیف برای چندین سال ساخت چمدان و قاب برای پرتره بود. او برای این آثار در گوستینی دوور لوازم خرید.

اصالت مندلیف از دوران جوانی او را از جمعیت متمایز می کرد ... سیبریایی چشم آبی که در حین تحصیل در انستیتوی آموزشی، که به طور غیرمنتظره ای برای استادان، یک پنی برای روح خود نداشت، شروع به نشان دادن چنین تیزبینی کرد. خشم در کار، که او بسیار پشت سر همه رفقای خود را ترک کرد. پس از آن بود که او مورد توجه و محبوبیت یک مشاور دولتی واقعی، یک چهره شناخته شده در آموزش عمومی، یک معلم، دانشمند، استاد شیمی الکساندر آبراموویچ ووسکرسنسکی قرار گرفت. بنابراین، در سال 1867، الکساندر آبراموویچ دانش آموز مورد علاقه خود، دیمیتری ایوانوویچ مندلیف سی و سه ساله را به سمت استادی شیمی عمومی و معدنی در دانشکده فیزیک و ریاضیات دانشگاه سن پترزبورگ توصیه کرد. در ماه مه 1868، دختر محبوب اولگا در خانواده مندلیف به دنیا آمد ...

سی و سه، سن سنتی یک شاهکار است: در سی و سه سالگی، طبق حماسه اشک از اجاق، ایلیا مورومتس. اما اگرچه از این نظر زندگی دیمیتری ایوانوویچ از این قاعده مستثنی نبود ، اما خود او به سختی می توانست احساس کند که چرخشی شدید در زندگی او در حال رخ دادن است. به جای دروس شیمی فنی یا شیمی آلی یا تجزیه که قبلا تدریس کرده بود، باید شروع به خواندن یک درس جدید می کرد، شیمی عمومی.

البته، خنجر راحت تر است. با این حال، زمانی که او دوره های قبلی خود را شروع کرد، آن نیز آسان نبود. مزایای روسیه یا اصلاً وجود نداشت یا وجود داشت، اما منسوخ شده بود. شیمی چیز جدید و جوانی است و در جوانی همه چیز به سرعت منسوخ می شود. کتاب های درسی خارجی، جدیدترین آنها، باید توسط خودم ترجمه می شد. او ترجمه کرد - «شیمی تجزیه» اثر جرارد، «فناوری شیمیایی» اثر واگنر. و در شیمی آلی و در اروپا هیچ چیز شایسته ای یافت نشد، هرچند خودت بنشینی و بنویسی. و نوشت. در دو ماه یک دوره کاملا جدید بر اساس اصول جدید سی برگه چاپ شده. شصت روز کار سخت روزانه - دوازده صفحه تمام شده در روز. در یک روز بود - او نمی خواست روال خود را بسته به چیز کوچکی مانند چرخش کره زمین به دور محور خود تنظیم کند، او سی یا چهل ساعت از روی میز بلند نشد.

دیمیتری ایوانوویچ نه تنها می توانست در مستی کار کند، بلکه می توانست مست بخوابد. سیستم عصبی مندلیف بسیار حساس بود ، احساسات او تیز شده بود - تقریباً همه خاطره نویسان ، بدون اینکه کلمه ای بگویند ، گزارش می دهند که او به طور غیرعادی آسان بود ، دائماً گریه می کرد ، اگرچه در اصل او فردی مهربان بود.

ممکن است که ویژگی های شخصیتی ذاتی دیمیتری ایوانوویچ با ظاهر دیرهنگام او در خانواده توضیح داده شده باشد - او "آخرین فرزند" ، هفدهمین فرزند بود. و بر اساس ایده های فعلی، احتمال جهش در فرزندان با افزایش سن والدین افزایش می یابد.

او اولین سخنرانی خود را در مورد شیمی عمومی به شرح زیر آغاز کرد:

"هر چیزی را که متوجه می شویم، به وضوح به عنوان یک ماده یا به عنوان یک پدیده متمایز می کنیم. ماده فضا را اشغال می کند و وزن دارد، در حالی که پدیده ها چیزهایی هستند که در زمان اتفاق می افتند. هر ماده ای پدیده های مختلفی را اعمال می کند و هیچ پدیده ای وجود ندارد که بدون جوهر اتفاق بیفتد. انواع مواد و پدیده ها نمی توانند از توجه همگان دور بمانند. کشف مشروعیت، یعنی سادگی و قاعده مندی در این تنوع، به معنای مطالعه طبیعت است...»

برای کشف حقانیت، یعنی سادگی و درستی… جوهر وزن دارد… جوهر… وزن… جوهر… وزن…

او تمام مدت به آن فکر می کرد، مهم نیست که چه کاری انجام می داد. و چه کاری انجام نداد! دیمیتری ایوانوویچ برای همه چیز وقت کافی داشت. به نظر می رسد که او سرانجام بهترین بخش شیمیایی در روسیه را دریافت کرد، یک آپارتمان دولتی، فرصتی برای زندگی راحت، بدون دویدن برای پول اضافی - بنابراین روی چیز اصلی تمرکز کنید، و همه چیز در کنار است ... طبقه، که در آن او امکان معکوس کردن تخلیه زمین را با کمک شیمی مطالعه کرد. یکی از اولین ها در روسیه.

یک سال و نیم مثل یک لحظه گذشت، اما هنوز هیچ سیستم واقعی در شیمی عمومی وجود نداشت. این بدان معنا نیست که مندلیف درس خود را کاملاً تصادفی خوانده است. او با آنچه برای همه آشناست شروع کرد - از آب، از هوا، از زغال سنگ، از نمک. از عناصری که دارند. از قوانین اصلی که بر اساس آن مواد با یکدیگر تعامل دارند.

سپس در مورد بستگان شیمیایی کلر - فلوئور، برم، ید صحبت کرد. این آخرین سخنرانی بود که او همچنان توانست متن آن را به چاپخانه بفرستد و چاپ دوم کتاب جدیدی را که شروع کرده بود تایپ کرد.

اولین شماره، در قالب جیبی، در ژانویه 1869 چاپ شد. در صفحه عنوان نوشته شده بود: "مبانی شیمی دی. مندلیف" . بدون پیشگفتار اولین شماره، که قبلاً منتشر شده بود، و دومی که در چاپخانه بود، طبق گفته دیمیتری ایوانوویچ، قرار بود قسمت اول دوره باشد و دو شماره دیگر - قسمت دوم.

در ژانویه و نیمه اول فوریه، مندلیف در مورد سدیم و سایر فلزات قلیایی سخنرانی کرد و فصل مربوطه از بخش دوم را نوشت. "مبانی شیمی" - و گیر کرد.

در سال 1826، ینس یاکوب برزلیوس مطالعه 2000 ماده و بر این اساس، تعیین وزن اتمی سه دوجین عنصر شیمیایی را به پایان رساند. پنج تن از آنها وزن اتمی نادرستی داشتند - سدیم، پتاسیم، نقره، بور و سیلیکون. برزلیوس اشتباه کرد زیرا دو فرض نادرست داشت: اینکه فقط یک اتم فلز در یک مولکول اکسید وجود دارد و اینکه حجم مساوی از گازها حاوی تعداد مساوی اتم است. در واقع، یک مولکول اکسید می تواند حاوی دو یا چند اتم فلز باشد و حجم مساوی از گازها، طبق قانون آووگادرو، حاوی تعداد مساوی نه اتم، بلکه مولکول است.

تا سال 1858، زمانی که استانیسلائو کانیکارو ایتالیایی با احیای قانون هموطنش آووگادرو، وزن اتمی چندین عنصر را تصحیح کرد، سردرگمی در مورد وزن اتمی حاکم بود.

تنها در سال 1860، در کنگره شیمیایی در کارلسروهه، پس از بحث های داغ، سردرگمی آشکار شد، قانون آووگادرو در نهایت به حقوق خود بازگردانده شد و پایه های تزلزل ناپذیر برای تعیین وزن اتمی هر عنصر شیمیایی سرانجام روشن شد.

در یک تصادف خوش، مندلیف در سال 1860 در یک سفر کاری به خارج از کشور بود، در این کنگره شرکت کرد و ایده واضح و مشخصی دریافت کرد که وزن اتمی اکنون به یک عبارت عددی دقیق و قابل اعتماد تبدیل شده است. مندلیف با بازگشت به روسیه شروع به مطالعه لیست عناصر کرد و توجه را به تناوب تغییر ظرفیت برای عناصری که به ترتیب صعودی وزن اتمی مرتب شده اند جلب کرد: ظرفیت. اچ – 1, لی – 1, بودن – 2, ب - 3، C - 4، میلی گرم – 2, ن – 2, اس - 2، F - 1، Na – 1, ال – 3, سی - 4 و غیره مندلیف بر اساس افزایش و کاهش ظرفیت، عناصر را به دوره‌هایی تقسیم کرد. دوره اول فقط شامل یک هیدروژن بود، به دنبال آن دو دوره 7 عنصری هر کدام و سپس دوره هایی حاوی بیش از 7 عنصر. D, I, Mendeleev از این داده ها نه تنها برای ساختن یک نمودار استفاده کردیم، همانطور که Meyer و Chancourtua انجام دادند، بلکه برای ساخت جدولی مشابه جدول Newlands نیز استفاده کردند. چنین جدول تناوبی از عناصر واضح تر و بصری تر از نمودار است، و علاوه بر این، D، I، مندلیف موفق شد از خطای نیولندز که بر برابری دوره ها اصرار داشت جلوگیری کند.

« من کنگره 1860 شیمیدانان در کارلسروهه را که در آن شرکت کردم، لحظه تعیین کننده تفکر خود در مورد قانون تناوبی می دانم ... ایده امکان تناوب بودن خواص عناصر با افزایش اتمی وزن، در اصل، از قبل برای من درونی بود. , - اشاره کرد D.I. مندلیف

در سال 1865، او ملک Boblovo را در نزدیکی کلین خرید و این فرصت را پیدا کرد که به شیمی کشاورزی که در آن زمان به آن علاقه داشت، مشغول شود و هر تابستان در آنجا با خانواده خود استراحت کند.

"تولد" سیستم D.I. مندلیف معمولاً 18 فوریه 1869 در نظر گرفته می شود ، زمانی که اولین نسخه جدول جمع آوری شد.

برنج. 5. عکس D. I. Mendeleev در سال کشف قانون تناوبی.

63 عنصر شیمیایی شناخته شد. همه خواص این عناصر به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است، حتی وزن اتمی برخی از آنها به اشتباه یا نادرست تعیین شده است. زیاد است یا کم - 63 عنصر؟ اگر به یاد داشته باشیم که اکنون 109 عنصر را می شناسیم، پس البته کافی نیست. اما کاملاً کافی است که بتوانیم الگوی تغییرات خواص آنها را متوجه شویم. با 30 یا 40 عنصر شیمیایی شناخته شده، به سختی می توان چیزی را کشف کرد. حداقل معینی از عناصر باز مورد نیاز بود. به همین دلیل است که می توان کشف مندلیف را به موقع توصیف کرد.

قبل از مندلیف، دانشمندان همچنین سعی کردند همه عناصر شناخته شده را تابع نظم خاصی قرار دهند، آنها را طبقه بندی کنند، آنها را در یک سیستم بیاورند. نمی توان گفت که تلاش های آنها بی فایده بود: آنها حاوی ذرات حقیقت بودند. همه آنها خود را محدود به ترکیب عناصر مشابه از نظر خواص شیمیایی در گروه ها کردند، اما ارتباطی درونی بین این "طبیعی"، همانطور که در آن زمان گفتند، گروه های خود پیدا نکردند.

در سال 1849 شیمیدان برجسته روسی G. I. Hess به طبقه بندی عناصر علاقه مند شد. او در کتاب درسی مبانی شیمی محض، چهار گروه از عناصر غیرفلزی را با خواص شیمیایی مشابه توصیف کرد:

I Te C N

Br Se B P

Cl S Si As

اف O

هس نوشت: این طبقه بندی هنوز تا طبیعی بودن بسیار فاصله دارد، اما همچنان عناصر و گروه هایی را که بسیار شبیه هم هستند به هم متصل می کند و با گسترش اطلاعات ما می توان آن را بهبود بخشید.

تلاش های ناموفق برای ساختن سیستمی از عناصر شیمیایی بر اساس وزن اتمی آنها حتی قبل از کنگره در کارلسروهه، هر دو توسط بریتانیایی ها انجام شد: در سال 1853 توسط گلادستون، در سال 1857 توسط Odling.

یکی از تلاش‌های طبقه‌بندی در سال 1862 توسط الکساندر امیل بگیس د شانکورتوا فرانسوی انجام شد. . او سیستم عناصر را به شکل یک خط مارپیچ بر روی سطح استوانه نشان داد. هر نوبت دارای 16 عنصر است. عناصر مشابه یکی زیر دیگری در ژنراتیکس سیلندر قرار داشتند. دانشمند هنگام انتشار پیام خود، آن را با نموداری که ساخته بود همراهی نکرد و هیچ یک از دانشمندان به کار د شانکورتوا توجه نکردند.

برنج. 6. "Tellurium screw" de Chancourtua.

ژولیوس لوتار مایر شیمیدان آلمانی موفق تر بود. در سال 1864، او جدولی را پیشنهاد کرد که در آن تمام عناصر شیمیایی شناخته شده بر اساس ظرفیتشان به شش گروه تقسیم شدند. از نظر ظاهری، میز مایر کمی شبیه جدول آینده مندلیف بود. او حجم های اشغال شده توسط مقادیر وزنی یک عنصر را از نظر عددی برابر با وزن اتمی آنها در نظر گرفت. معلوم شد که هر یک از چنین وزنی از هر عنصر حاوی همان تعداد اتم است. این بدان معنی است که نسبت حجم های در نظر گرفته شده اتم های مختلف این عناصر. بنابراین، مشخصه مشخص شده عنصر نامیده می شود حجم اتمی

از نظر گرافیکی، وابستگی حجم اتمی عناصر به وزن اتمی آنها به صورت مجموعه ای از امواج که به صورت قله های تیز در نقاط مربوط به فلزات قلیایی (سدیم، پتاسیم، سزیم) بالا می روند بیان می شود. هر فرود و صعود به قله مربوط به دوره ای از جدول عناصر است. در هر دوره، مقادیر برخی از خصوصیات فیزیکی علاوه بر حجم اتمی، به طور طبیعی ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد.

برنج. 7. وابستگی حجم اتمی به جرم اتمی عناصر، با توجه به

ال. مایر.

هیدروژن، عنصری با کمترین وزن اتمی، اولین بار در فهرست عناصر قرار گرفت. در آن زمان، مرسوم بود که فرض کنیم دوره 101 شامل یک عنصر است. دوره های دوم و سوم نمودار مایر هر کدام شامل هفت عنصر بود. این دوره ها اکتاوهای نیولندز را تکرار کردند. با این حال، در دو دوره بعدی، تعداد عناصر از هفت نفر گذشت. بنابراین مایر نشان داد که اشتباه نیولندز چه بوده است. قانون اکتاوها را نمی‌توان برای کل فهرست عناصر به‌دقت رعایت کرد، دوره‌های آخر باید طولانی‌تر از دوره‌های اول می‌بود.

پس از سال 1860، شیمیدان انگلیسی دیگر، جان الکساندر رینا نیولندز، اولین تلاش از این نوع را انجام داد. او یکی پس از دیگری جداول را جمع آوری می کرد که در آنها سعی می کرد ایده خود را ترجمه کند. آخرین جدول مربوط به سال 1865 است. این دانشمند معتقد بود که همه چیز در جهان در معرض هماهنگی عمومی است. و در شیمی و در موسیقی باید همینطور باشد. به ترتیب صعودی مرتب شده اند، وزن اتمی عناصر در آن به اکتاو تقسیم می شود - به هشت ردیف عمودی، هر کدام هفت عنصر. در واقع، بسیاری از عناصر مرتبط شیمیایی در یک خط افقی قرار گرفتند: در اول - هالوژن ها، در دوم - فلزات قلیایی و غیره. اما، متأسفانه، افراد غریبه زیادی نیز وارد صفوف شدند و این کل تصویر را خراب کرد. به عنوان مثال، در میان هالوژن ها، کبالت با نیکل و سه پلاتینوئید وجود داشت. در خط خاک های قلیایی - وانادیوم و سرب. خانواده کربن شامل تنگستن و جیوه است. به منظور ترکیب عناصر مرتبط، نیولندز مجبور شد در هشت مورد ترتیب عناصر را به ترتیب وزن اتمی نقض کند. علاوه بر این برای ساختن هشت گروه هفت عنصری به 56 عنصر نیاز است و 62 عنصر شناخته شده بود و در برخی جاها دو عنصر را همزمان به جای یک عنصر قرار داد. معلوم شد که یک آشفتگی کامل است. زمانی که نیولندز او را گزارش کرد "قانون اکتاوها" در جلسه انجمن شیمی لندن، یکی از حاضران به طعنه گفت: آیا سخنران محترم سعی کرد عناصر را صرفاً بر اساس حروف الفبا مرتب کند و نظمی را کشف کند؟

همه این طبقه بندی ها حاوی چیز اصلی نبودند: آنها الگوی کلی و اساسی تغییرات در خواص عناصر را منعکس نمی کردند. آنها فقط ظاهر نظم را در دنیای خود ایجاد کردند.

پیشینیان مندلیف که به دلایل مختلف به جلوه های خاصی از نظم زیاد در جهان عناصر شیمیایی پی بردند، نتوانستند به تعمیم بزرگ برسند و به وجود یک قانون اساسی در جهان پی ببرند. مندلیف از تلاش های پیشینیان خود برای چیدمان عناصر شیمیایی به ترتیب افزایش جرم اتمی و حوادثی که در این مورد به وجود آمد اطلاع چندانی نداشت. به عنوان مثال، او تقریباً هیچ اطلاعاتی در مورد کارهای شانکورتوا، نیولندز و مایر نداشت.

بر خلاف نیولندز، مندلیف مهم ترین چیز را نه وزن اتمی بلکه خواص شیمیایی، فردیت شیمیایی در نظر گرفت. او مدام به این موضوع فکر می کرد. ماده… وزن… ماده… وزن… هیچ تصمیمی نگرفت.

و سپس دیمیتری ایوانوویچ در یک مشکل شدید زمانی قرار گرفت. و خیلی بد شد: نه این که "اکنون یا هرگز" نبود، بلکه امروز یا پرونده دوباره برای چند هفته به تعویق افتاد.

او مدت ها پیش در جامعه آزاد اقتصاد قول داده بود که در ماه فوریه به استان Tver برود و از کارخانه های لبنی پنیر محلی بازدید کند و دیدگاه خود را در مورد اجرای این موضوع به شیوه ای مدرن ارائه دهد. برای این سفر قبلا از مسئولان دانشگاه اجازه گرفته شده بود. و «گواهی مرخصی» - گواهی سفر آن زمان - قبلاً تصحیح شده بود. و آخرین یادداشت جدایی خودنف دبیر جامعه آزاد اقتصادی دریافت کرد. و چیزی جز رفتن به سفر تعیین شده باقی نمانده بود. قطاری که او قرار بود به Tver سفر کند، در روز 17 فوریه، عصر از ایستگاه مسکو حرکت کرد.

"صبح، در حالی که هنوز در رختخواب بود، همیشه یک لیوان شیر گرم می نوشید ... وقتی بلند شد و خود را شست، بلافاصله به دفتر خود رفت و یک یا دو، گاهی اوقات سه لیوان بزرگ، به شکل یک لیوان نوشید. یک فنجان چای قوی و نه خیلی شیرین (از خاطرات خواهرزاده اش N.Ya. Kapustina-Gubkina).

اثری از یک فنجان، که در سمت عقب یادداشت خودنف، مورخ 17 فوریه حفظ شده است، نشان می دهد که آن را صبح زود، قبل از صبحانه، احتمالاً توسط یک پیام رسان آورده شده است. و این به نوبه خود نشان می دهد که فکر سیستمی از عناصر دیمیتری ایوانوویچ را روز یا شب رها نکرده است: در کنار اثر یک فنجان، یک برگ آثار قابل مشاهده ای از یک فرآیند فکری نامرئی را حفظ می کند که منجر به یک کشف علمی بزرگ شد. در تاریخ علم، این نادرترین مورد، اگر نگوییم تنها، است.

با قضاوت بر اساس شواهد فیزیکی، این اتفاق افتاده است. لیوانش را که تمام کرد و آن را در اولین جایی که رسید - روی نامه خودنف گذاشت، بلافاصله قلمش را گرفت و روی اولین تکه کاغذی که به دستش رسید، روی همان نامه خودنف، فکری را که در سرش می گذشت یادداشت کرد. . روی ورق، یکی زیر دیگری، نمادهای کلر و پتاسیم ظاهر شد... سپس سدیم و بور، سپس لیتیوم، باریم، هیدروژن... قلم سرگردان شد، همانطور که فکر می کرد. در نهایت، یک هشتم کاغذ تمیز معمولی را برداشت - این ورق نیز زنده ماند - و روی آن، یکی زیر دیگری، به ترتیب کاهش، خطوطی از نمادها و وزن اتمی را ترسیم کرد: زمین های قلیایی در بالا، زیر آنها هالوژن، زیر آنها یک اکسیژن. گروه، زیر آن نیتروژن، زیر آن یک گروه کربن و غیره. با چشم غیرمسلح آشکار بود که تفاوت وزن اتمی بین عناصر ردیف های همسایه چقدر نزدیک است. پس از آن مندلیف نمی تواند بداند که "منطقه نامعین" بین آشکار است غیر فلزاتو فلزاتحاوی عناصر - گازهای نجیب، که کشف آن در آینده به طور قابل توجهی جدول تناوبی را تغییر خواهد داد.

او عجله داشت، بنابراین هر از چند گاهی اشتباه می کرد، اشتباه تایپی می کرد. گوگرد وزن اتمی را به جای 32، 36 نسبت داد. با کم کردن آنها 65 (وزن اتمی روی) 39 (وزن اتمی پتاسیم)، 27 به دست آمد. اما این در مورد چیزهای کوچک نیست! او توسط یک موج بلند از شهود حمل می شد.

او به شهود اعتقاد داشت. او کاملا آگاهانه از آن در موقعیت های مختلف زندگی استفاده می کرد. آنا ایوانونا، همسر مندلیف نوشت: اگر او

یک مسئله سخت و مهم زندگی باید حل می شد، سریع، سریع با راه رفتن سبکش وارد شد، گفت قضیه چیست و از من خواست نظرم را در مورد برداشت اول بگویم. او تکرار کرد: "فقط فکر نکن، فقط فکر نکن." من صحبت کردم و این راه حل بود."

با این حال، هیچ چیز کار نمی کند. ورق خط خورده دوباره به یک ربوس تبدیل شد. و زمان گذشت، در غروب باید به ایستگاه رفت. اصلی ترین چیزی که او قبلاً احساس می کرد، احساس کرد. اما به این احساس باید شکل منطقی روشنی داده می شد. می توان تصور کرد که چگونه، با ناامیدی یا عصبانیت، او در اطراف دفتر هجوم آورد و به هر چیزی که در آن بود نگاه کرد و به دنبال راهی برای تا زدن سریع سیستم بود. در نهایت، او دسته ای از کارت ها را برداشت، در صفحه سمت راست - جایی که لیستی از بدن های ساده وجود داشت - "مبانی" خود را باز کرد و شروع به ساختن یک دسته کارت بی سابقه کرد. او با ساختن عرشه ای از کارت های شیمیایی، شروع به بازی یک بازی بی سابقه بازی یک نفره کرد. مشخصاً از یک نفره پرسیده شد! شش خط اول بدون هیچ رسوایی صف آرایی کردند. اما بعد همه چیز شروع به باز شدن کرد.

دیمیتری ایوانوویچ بارها و بارها به قلم خود چنگ می زد و با خط تند خود، ستون هایی از اعداد را روی برگه ترسیم می کرد. و باز با حیرت این شغل را رها کرد و شروع کرد به پیچاندن سیگار و پف کردن آن به طوری که سرش کاملاً ابری شد. بالاخره چشمانش شروع به افتادن کرد، خودش را روی مبل پرت کرد و به شدت به خواب رفت. این برای او تازگی نداشت. این بار او برای مدت طولانی نخوابید - شاید چند ساعت، شاید چند دقیقه. اطلاعات دقیقی در این مورد وجود ندارد. او از این واقعیت بیدار شد که یک نفره خود را در خواب دید، و نه به شکلی که آن را روی میز گذاشت، بلکه به شکل دیگری هماهنگ تر و منطقی تر. و سپس از جا پرید و شروع به کشیدن یک میز جدید روی یک تکه کاغذ کرد.

اولین تفاوت آن با نسخه قبلی این بود که عناصر اکنون نه به ترتیب کاهش، بلکه به ترتیب صعودی وزن اتمی در یک ردیف قرار گرفتند. دوم اینکه فضاهای خالی داخل جدول با علامت سوال و وزن اتمی پر شده بود.

برنج. 8. پیش نویس طرح گردآوری شده توسط D.I. Mendeleev در هنگام کشف قانون تناوبی (در جریان آشکار شدن "یک نفره شیمیایی"). 17 فوریه (1 مارس)، 1869.

برای مدت طولانی، داستان دیمیتری ایوانوویچ که میز خود را در خواب دید به عنوان یک حکایت تلقی می شد. یافتن چیزی منطقی در خواب خرافه محسوب می شد. امروزه، علم دیگر مانع کوری بین فرآیندهایی که در خودآگاه و ناخودآگاه اتفاق می افتد قرار نمی دهد. و او هیچ چیز ماوراء طبیعی را در این واقعیت نمی بیند که تصویری که در فرآیند مشورت آگاهانه شکل نگرفته است در نتیجه یک فرآیند ناخودآگاه به شکل تمام شده صادر شده است.

مندلیف که از وجود یک قانون عینی متقاعد شده بود که همه عناصر دارای ویژگی های متنوع از آن تبعیت می کنند، مسیری اساساً متفاوت را طی کرد.

مندلیف از آنجایی که یک ماتریالیست خود به خود بود، به دنبال چیزی مادی به عنوان مشخصه عناصر بود که تمام ویژگی های آنها را منعکس می کرد و وزن اتمی عناصر را به عنوان یک ویژگی در نظر گرفت، مندلیف گروه هایی را که در آن زمان با وزن اتمی شناخته می شدند مقایسه کرد. از اعضای آنها

با نوشتن گروه هالوژن (F = 19، Cl = 35.5، Br = 80، J = 127) در زیر گروه فلز قلیایی (Li = 7، Na = 23، K = 39، Rb = 85، Cs = 133) و قرار دادن مندلیف در زیر آنها گروههای دیگر از عناصر مشابه (به ترتیب صعودی وزن اتمی آنها) ثابت کرد که اعضای این گروههای طبیعی یک سری منظم مشترک از عناصر را تشکیل می دهند. در همان زمان، خواص شیمیایی عناصر تشکیل دهنده چنین سری به طور دوره ای تکرار می شود. با قرار دادن تمام 63 عنصر شناخته شده در آن زمان در کل "سیستم دوره ای" مندلیف کشف کرد که گروه‌های طبیعی که قبلاً تأسیس شده بودند، به طور ارگانیک وارد این سیستم شدند و گسست مصنوعی سابق خود را از دست دادند. بعدها، مندلیف قانون تناوبی کشف شده توسط او را به شرح زیر تدوین کرد: خواص اجسام ساده و همچنین شکل ها و خواص ترکیبات عناصر در یک وابستگی دوره ای به مقادیر وزن اتمی عناصر است.

اولین نسخه جدول عناصر شیمیایی که بیانگر قانون تناوبی بود توسط مندلیف در قالب یک برگه جداگانه به نام منتشر شد. "تجربه سیستمی از عناصر بر اساس وزن اتمی و شباهت شیمیایی آنها" و این اعلامیه را در مارس 1869 ارسال کرد. بسیاری از شیمیدانان روسی و خارجی.

برنج. 9. «تجربه سیستمی از عناصر بر اساس وزن و شباهت شیمیایی آنها».

جدول اول هنوز بسیار ناقص است، با شکل مدرن سیستم تناوبی فاصله دارد. اما معلوم شد که این جدول اولین تصویر گرافیکی از نظم کشف شده توسط مندلیف است: "عناصر مرتب شده بر اساس وزن اتمی آنها نشان دهنده تناوب مشخصی از خواص است" ("رابطه خواص با وزن اتمی عناصر" توسط مندلیف). این مقاله حاصل تأملات دانشمند در جریان کار در مورد "تجربه سیستم ..." بود. گزارشی در مورد رابطه کشف شده توسط مندلیف بین خواص عناصر و وزن اتمی آنها در 6 مارس (18) 1869 در جلسه انجمن شیمی روسیه تهیه شد. مندلیف در این جلسه حضور نداشت. به جای نویسنده غایب، گزارش توسط شیمیدان N. A. Menshutkin خوانده شد. در صورتجلسه انجمن شیمی روسیه، یادداشت خشکی درباره جلسه 6 مارس ظاهر شد: «ن. منشوتکین به نمایندگی از D. Mendeleev "تجربه سیستمی از عناصر را بر اساس وزن اتمی و شباهت شیمیایی آنها" گزارش می دهد. در غیاب د. مندلیف، بررسی این موضوع به جلسه بعدی موکول شد. سخنرانی N. Menshutkin در "Journal of the Russian Chemical Society" ("رابطه خواص با وزن اتمی عناصر") منتشر شد. در تابستان 1871، مندلیف مطالعات متعدد خود را در مورد استقرار قانون تناوبی در کار خود خلاصه کرد. "قانونیت دوره ای برای عناصر شیمیایی" . در اثر کلاسیک "مبانی شیمی" که 8 نسخه به زبان روسی و چندین نسخه به زبان های خارجی را در طول زندگی مندلیف پشت سر گذاشت، مندلیف برای اولین بار شیمی معدنی را بر اساس قانون تناوبی توضیح داد.

در هنگام ساختن سیستم تناوبی عناصر، مندلیف بر مشکلات بزرگی غلبه کرد، زیرا بسیاری از عناصر هنوز کشف نشده بودند و از 63 عنصر شناخته شده در آن زمان، وزن اتمی برای 9 عنصر به اشتباه تعیین شد. مندلیف با ایجاد جدول، وزن اتمی بریلیم را با قرار دادن بریلیم نه در یک گروه با آلومینیوم، همانطور که معمولا شیمیدان ها انجام می دادند، بلکه در همان گروه با منیزیم، تصحیح کرد. در سالهای 1870-1871، مندلیف مقادیر وزن اتمی ایندیم، اورانیوم، توریم، سریم و سایر عناصر را با هدایت خواص آنها و مکان مشخص شده در سیستم تناوبی تغییر داد. بر اساس قانون تناوبی، تلوریم را در مقابل ید و کبالت را در مقابل نیکل قرار داد، به طوری که تلوریم با عناصری که ظرفیت آنها 2 است در یک ستون قرار می گیرد و ید با عناصری که ظرفیت آنها 1 است در همان ستون قرار می گیرد. اگرچه وزن اتمی این عناصر برعکس را می طلبید.

مندلیف سه شرایط را دید که به نظر او به کشف قانون تناوبی کمک کرد:

اول، وزن اتمی اکثر عناصر شیمیایی کم و بیش دقیق تعیین شد.

ثانیاً، یک مفهوم واضح در مورد گروه هایی از عناصر مشابه در خواص شیمیایی (گروه های طبیعی) ظاهر شد.

ثالثاً، تا سال 1869، شیمی بسیاری از عناصر کمیاب مورد مطالعه قرار گرفته بود، بدون آگاهی از آنها، رسیدن به هرگونه تعمیم دشوار بود.

در نهایت، گام تعیین کننده برای کشف قانون این بود که مندلیف همه عناصر را با توجه به بزرگی وزن اتمی با یکدیگر مقایسه کرد. پیشینیان مندلیف عناصری را که مشابه یکدیگر بودند مقایسه کردند. یعنی عناصر گروه های طبیعی. معلوم شد که این گروه ها با هم ارتباطی ندارند. مندلیف به طور منطقی آنها را در ساختار جدول خود ترکیب کرد.

با این حال، حتی پس از تلاش عظیم و دقیق شیمیدانان برای تصحیح وزن های اتمی، در چهار مکان از جدول تناوبی، عناصر نظم دقیق ترتیب در وزن های اتمی صعودی را "نقض" می کنند. اینها جفت عناصر هستند:

18 Ar(39.948) – 19 K (39.098); 27 Co(58.933) – 28 Ni(58.69);

52 Te(127.60) – 53 I(126.904) 90 Th(232.038) – 91 Pa(231.0359).

در زمان D.I. مندلیف، چنین انحرافاتی از کاستی های سیستم دوره ای محسوب می شد. تئوری ساختار اتم همه چیز را در جای خود قرار می دهد: عناصر کاملاً درست مرتب شده اند - مطابق با بارهای هسته آنها. پس چگونه می توان توضیح داد که وزن اتمی آرگون از وزن اتمی پتاسیم بیشتر است؟

وزن اتمی هر عنصر با در نظر گرفتن فراوانی آنها در طبیعت برابر با میانگین وزن اتمی تمام ایزوتوپ های آن است. به طور تصادفی، وزن اتمی آرگون توسط "سنگین ترین" ایزوتوپ تعیین می شود (در طبیعت در مقادیر بیشتری وجود دارد). برعکس، ایزوتوپ "سبک تر" آن (یعنی ایزوتوپی با تعداد جرم کمتر) بر پتاسیم غالب است.

مندلیف سیر فرآیند خلاقیت را که همان کشف قانون تناوبی است، اینگونه توصیف کرد: «... بی اختیار این ایده به وجود آمد که باید بین جرم و خواص شیمیایی ارتباطی وجود داشته باشد. و از آنجایی که جرم ماده، اگرچه مطلق نیست، بلکه فقط نسبی است، باید به دنبال مطابقت عملکردی بین خصوصیات فردی عناصر و وزن اتمی آنها بود. جستجوی چیزی، حتی قارچ یا نوعی اعتیاد، غیر از نگاه کردن و تلاش کردن غیر ممکن است. بنابراین شروع به انتخاب کردم و بر روی کارت های جداگانه عناصری با وزن اتمی و خواص اساسی، عناصر مشابه و وزن اتمی نزدیکشان نوشتم، که به سرعت به این نتیجه رسید که خواص عناصر در یک وابستگی دوره ای به وزن اتمی آنهاست، علاوه بر این، شک بسیاری از ابهامات، من برای یک دقیقه در کلیت نتیجه گیری شک نکردم، زیرا اعتراف به تصادف غیرممکن بود.

اهمیت اساسی و تازگی قانون ادواری به شرح زیر بود:

1. ارتباطی بین عناصری که از نظر خصوصیات مشابه نیستند برقرار شد. این رابطه در این واقعیت نهفته است که خواص عناصر به آرامی و تقریباً به طور مساوی با افزایش وزن اتمی آنها تغییر می کند و سپس این تغییرات به طور دوره ای تکرار می شوند.

2. در مواردی که به نظر می رسید پیوندی در توالی تغییرات خصوصیات عناصر وجود ندارد، جدول تناوبی شکاف هایی را ارائه می کرد که باید با عناصر هنوز کشف نشده پر می شد.

برنج. 10. پنج دوره اول جدول تناوبی D. I. مندلیف. گازهای بی اثر هنوز کشف نشده اند، بنابراین در جدول نشان داده نشده اند. 4 عنصر دیگر که در زمان ایجاد جدول ناشناخته هستند با علامت سوال مشخص شده اند. خواص سه مورد از آنها توسط D.I. Mendeleev با دقت بالا پیش بینی شده بود (بخشی از جدول تناوبی زمان D.I. Mendeleev به شکلی آشناتر برای ما).

اصل استفاده شده توسط D.I. Mendeleev برای پیش بینی خواص عناصر هنوز ناشناخته در شکل 11 نشان داده شده است.

مندلیف در سال 1869 بر اساس قانون تناوب و اعمال قانون دیالکتیک در مورد انتقال تغییرات کمی به تغییرات کیفی به وجود چهار عنصر اشاره کرد که هنوز کشف نشده بودند. برای اولین بار در تاریخ شیمی، وجود عناصر جدید پیش‌بینی شد و حتی وزن اتمی آنها تقریباً تعیین شد. در پایان سال 1870. مندلیف، بر اساس سیستم خود، خواص عنصر هنوز کشف نشده گروه III را توصیف کرد و آن را "کاآلومینیوم" نامید. این دانشمند همچنین پیشنهاد کرد که عنصر جدید با استفاده از تجزیه و تحلیل طیفی کشف شود. در واقع، در سال 1875، شیمیدان فرانسوی P.E. Lecoq de Boisbaudran، با مطالعه ترکیب روی با یک طیف سنجی، اکالومینیم مندلیف را در آن کشف کرد. همزمانی دقیق ویژگی های فرضی عنصر با ویژگی های آزمایشی تعیین شده، اولین پیروزی و تأییدی درخشان از قدرت پیش بینی قانون تناوبی بود. توضیحاتی در مورد خواص "اکالومینیم" پیش بینی شده توسط مندلیف و خواص گالیم کشف شده توسط بویزباودران در جدول 1 آورده شده است.

پیش بینی شده توسط D.I. مندلیف

نصب شده توسط Lecoq de Boisbaudran (1875)

Ekaaaluminum Ea وزن اتمی حدود 68 بدنه ساده، باید ذوب پذیر کم باشد چگالی نزدیک به 5.9 حجم اتمی 11.5 نباید در هوا اکسید شود باید آب را در حرارت داغ تجزیه کند فرمول های ترکیبی: ЕаСl3، Еа2О3، Еа2(SO4)3 باید زاج Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O تشکیل دهد، اما دشوارتر از آلومینیوم اکسید Ea2O3 باید به راحتی کاهش یابد و فلزی فرارتر از آلومینیوم بدهد و بنابراین می توان انتظار داشت که EaCl3 با تجزیه و تحلیل طیفی - فرار - کشف شود.

وزن اتمی حدود 69.72 نقطه ذوب گالیم خالص 30 درجه سانتیگراد است. چگالی گالیم جامد 904/5 و گالیم مایع 095/6 است. حجم اتمی 11.7 فقط در دماهای داغ قرمز کمی اکسید می شود آب را در دمای بالا تجزیه می کند فرمول های ترکیبی: GaCl3، Ga2O3، Ga2(SO4)3 زاج تشکیل می دهد NH4Ga(SO4)2 * 12H2O گالیم با کلسینه کردن در جریانی از هیدروژن از اکسید احیا می شود. با استفاده از تحلیل طیفی کشف شد نقطه جوش GaCl3 215-220 درجه سانتیگراد

در سال 1879م شیمیدان سوئدی ال. نیلسون عنصر اسکاندیم را یافت که کاملاً با اکابور توصیف شده توسط مندلیف مطابقت دارد. در سال 1886، شیمیدان آلمانی K. Winkler عنصر ژرمانیوم را کشف کرد که با اگزازیلیکون مطابقت دارد. در سال 1898 شیمیدان فرانسوی پیر کوری و ماریا اسکلودوسکا کوری پولونیوم و رادیوم را کشف کردند. مندلیف وینکلر، لکوک دی بویزباودران و نیلسون را «تقویت‌کنندگان قانون تناوبی» می‌دانست.

پیش‌بینی‌های مندلیف نیز موجه بود: تری‌مارگنز کشف شد - رنیم فعلی، دی‌سزیوم - فرانسیم و غیره.

پس از آن، برای دانشمندان سراسر جهان مشخص شد که جدول تناوبی D.I. مندلیف نه تنها عناصر را نظام‌مند می‌کند، بلکه بیانی گرافیکی از قانون اساسی طبیعت - قانون تناوبی است.

این قانون قدرت پیش بینی دارد. او اجازه داد تا یک جستجوی هدفمند برای عناصر جدید، هنوز کشف نشده انجام دهد. وزن اتمی بسیاری از عناصر، که قبلاً با دقت کافی تعیین شده بودند، دقیقاً به این دلیل که مقادیر اشتباه آنها با قانون تناوبی در تضاد بود، مورد تأیید و اصلاح قرار گرفتند.

در یک زمان، D. I. مندلیف با ناراحتی اظهار داشت: "... ما دلایل تناوب را نمی دانیم." او نتوانست برای حل این معما زندگی کند.

یکی از دلایل مهم به نفع ساختار پیچیده اتم ها، کشف قانون تناوبی D.I. مندلیف بود:

خواص مواد ساده و همچنین خواص و اشکال ترکیبات در یک وابستگی دوره ای به جرم اتمی عناصر شیمیایی است.

وقتی ثابت شد که عدد ترتیبی یک عنصر در سیستم از نظر عددی برابر با بار هسته اتم آن است، ماهیت فیزیکی قانون تناوبی روشن شد.

اما چرا با افزایش بار هسته، خواص عناصر شیمیایی به صورت دوره ای تغییر می کند؟ چرا سیستم عناصر به این شکل ساخته شده است و نه به گونه ای دیگر، و چرا دوره های آن شامل تعداد دقیقی از عناصر است؟ هیچ پاسخی برای این سؤالات حیاتی وجود نداشت.

استدلال منطقی پیش‌بینی می‌کرد که اگر بین عناصر شیمیایی متشکل از اتم‌ها رابطه وجود داشته باشد، اتم‌ها چیزی مشترک دارند و بنابراین، باید ساختار پیچیده‌ای داشته باشند.

راز سیستم تناوبی عناصر زمانی کاملاً آشکار شد که درک پیچیده‌ترین ساختار اتم، ساختار لایه‌های الکترونی بیرونی آن، قوانین حرکت الکترون‌ها در اطراف یک هسته با بار مثبت، که در آن تقریباً کل جرم اتم متمرکز است.

تمام خواص شیمیایی و فیزیکی ماده توسط ساختار اتم ها تعیین می شود. قانون تناوبی کشف شده توسط مندلیف یک قانون جهانی طبیعت است، زیرا بر اساس قانون ساختار اتم است.

بنیانگذار نظریه مدرن اتم رادرفورد فیزیکدان انگلیسی است که آزمایشات متقاعد کننده نشان داد که تقریباً تمام جرم و ماده با بار مثبت اتم در قسمت کوچکی از حجم آن متمرکز شده است. او این قسمت از اتم را نامید هسته. بار مثبت هسته توسط الکترون هایی که به دور آن می چرخند جبران می شود. در این مدل از اتم الکترون ها شبیه سیارات منظومه شمسی هستند که در نتیجه آن را سیاره ای نامیدند. بعدها رادرفورد موفق شد از داده های تجربی برای محاسبه بار هسته ها استفاده کند. معلوم شد که آنها برابر با شماره سریال عناصر در جدول D.I. Mendeleev هستند. پس از کار رادرفورد و شاگردانش، قانون تناوبی مندلیف معنای واضح‌تری و فرمول‌بندی کمی متفاوت دریافت کرد:

خواص مواد ساده و همچنین خواص و اشکال ترکیب عناصر در یک وابستگی دوره ای به بار هسته اتم های عناصر است.

بنابراین، شماره سریال یک عنصر شیمیایی در سیستم تناوبی معنای فیزیکی دریافت کرد.

در سال 1913، G. Moseley تابش اشعه ایکس تعدادی از عناصر شیمیایی را در آزمایشگاه رادرفورد مطالعه کرد. برای این منظور، او آند یک لوله اشعه ایکس را از موادی متشکل از عناصر خاصی طراحی کرد. مشخص شد که طول موج تشعشعات پرتو ایکس با افزایش تعداد سریال عناصر تشکیل دهنده کاتد افزایش می یابد. جی. موزلی معادله ای را به دست آورد که طول موج و شماره سریال Z را به هم مربوط می کند:

این عبارت ریاضی اکنون قانون موزلی نامیده می شود. این امکان را فراهم می کند تا شماره سریال عنصر مورد مطالعه را از روی طول موج اندازه گیری شده اشعه ایکس تعیین کنید.

ساده ترین هسته اتم، هسته اتم هیدروژن است. بار آن برابر و مخالف بار یک الکترون است و جرم آن از همه هسته‌ها کوچک‌ترین است. هسته اتم هیدروژن به عنوان یک ذره بنیادی شناخته شد و رادرفورد در سال 1920 به آن نام داد. پروتون . جرم پروتون تقریباً یک واحد جرم اتمی است.

با این حال، جرم همه اتم ها، به جز هیدروژن، از نظر عددی از بارهای هسته اتم ها بیشتر است. رادرفورد قبلاً فرض می‌کرد که علاوه بر پروتون‌ها، هسته‌ها باید دارای ذرات خنثی با جرم معین باشند. این ذرات در سال 1932 توسط Bothe و Becker کشف شدند. چادویک ماهیت آنها را تثبیت کرد و نام برد نوترون ها . نوترون ذره‌ای بدون بار است که جرم آن تقریباً برابر با جرم یک پروتون است، یعنی همچنین 1 واحد نجومی. خوردن

در سال 1932، دانشمند شوروی D. D. Ivanenko و فیزیکدان آلمانی هایزنبرگ به طور مستقل نظریه پروتون-نوترون هسته را توسعه دادند که بر اساس آن هسته اتم ها از پروتون و نوترون تشکیل شده است.

ساختار یک اتم عنصری، به عنوان مثال، سدیم را از دیدگاه نظریه پروتون-نوترون در نظر بگیرید. شماره سریال سدیم در سیستم تناوبی 11، عدد جرمی 23 است. مطابق با شماره سریال، بار هسته اتم سدیم + 11 است. بنابراین، 11 الکترون در اتم سدیم وجود دارد، مجموع بارهای آن برابر با بار مثبت هسته است. اگر اتم سدیم یک الکترون از دست بدهد، بار مثبت یک بار بیشتر از مجموع بارهای منفی الکترون ها خواهد بود (10) و اتم سدیم به یونی با بار 1+ تبدیل می شود. بار هسته یک اتم برابر است با مجموع بارهای 11 پروتون در هسته که جرم آن 11 a است. از آنجایی که عدد جرمی سدیم 23 صبح است. e.m. ، سپس تفاوت 23 - 11 \u003d 12 تعداد نوترون ها را در اتم سدیم تعیین می کند.

پروتون و نوترون نامیده می شود نوکلئون ها . هسته اتم سدیم از 23 نوکلئون تشکیل شده است که 11 نوکلئون پروتون و 12 نوترون هستند. تعداد کل نوکلئون‌ها در هسته در سمت چپ بالای عنوان عنصر و تعداد پروتون‌ها در پایین سمت چپ نوشته شده است، مثلاً Na.

همه اتم‌های یک عنصر دارای بار هسته‌ای یکسان هستند، یعنی تعداد پروتون‌های یکسانی در هسته. تعداد نوترون ها در هسته اتم های عناصر می تواند متفاوت باشد. اتم هایی که تعداد پروتون های یکسان و تعداد نوترون های متفاوتی در هسته خود دارند نامیده می شوند ایزوتوپ ها .

اتم های عناصر مختلف که هسته آنها دارای تعداد یکسانی نوکلئون است نامیده می شوند ایزوبارها .

علم برقراری ارتباط واقعی بین ساختار اتم و ساختار سیستم تناوبی را قبل از هر چیز مدیون فیزیکدان بزرگ دانمارکی نیلز بور است. او همچنین اولین کسی بود که اصول واقعی تغییر دوره ای در خواص عناصر را توضیح داد. بور با عملی ساختن مدل رادرفورد از اتم شروع کرد.

مدل سیاره‌ای رادرفورد از اتم این حقیقت آشکار را منعکس می‌کند که بخش اصلی اتم در بخش ناچیزی از حجم - هسته اتم - وجود دارد و الکترون‌ها در بقیه حجم اتم توزیع می‌شوند. با این حال، ماهیت حرکت یک الکترون در مدار اطراف هسته یک اتم با نظریه حرکت بارهای الکتریکی الکترودینامیک در تضاد است.

اولاً، طبق قوانین الکترودینامیک، الکترونی که به دور یک هسته می چرخد ​​باید در نتیجه اتلاف انرژی برای تشعشع بر روی هسته بیفتد. ثانیاً، هنگام نزدیک شدن به هسته، طول موج های ساطع شده توسط الکترون باید پیوسته تغییر کند و یک طیف پیوسته را تشکیل دهد. با این حال، اتم ها ناپدید نمی شوند، به این معنی که الکترون ها روی هسته نمی افتند و طیف تابش اتم ها پیوسته نیست.

اگر فلز تا دمای تبخیر گرم شود، بخار آن شروع به درخشش می کند و بخار هر فلز رنگ خاص خود را دارد. تابش بخار فلزی که توسط یک منشور تجزیه می شود، طیفی متشکل از خطوط نورانی منفرد را تشکیل می دهد. به چنین طیفی طیف خطی می گویند. هر خط از طیف با فرکانس خاصی از تابش الکترومغناطیسی مشخص می شود.

در سال 1905، انیشتین در توضیح پدیده اثر فوتوالکتریک، پیشنهاد کرد که نور به شکل فوتون یا کوانتوم انرژی منتشر می شود که برای هر نوع اتم معنای بسیار مشخصی دارد.

در سال 1913، بور یک نمایش کوانتومی را در مدل سیاره ای رادرفورد از اتم معرفی کرد و منشاء طیف خطی اتم ها را توضیح داد. نظریه او در مورد ساختار اتم هیدروژن بر دو اصل استوار است.

فرض اول:

الکترون بدون تابش انرژی، در امتداد مدارهای ثابت کاملاً تعریف شده ای که نظریه کوانتومی را برآورده می کند، به دور هسته می چرخد.

در هر یک از این مدارها، الکترون دارای انرژی خاصی است. هر چه مدار از هسته دورتر باشد، الکترون واقع در آن انرژی بیشتری دارد.

حرکت یک جسم در اطراف مرکز در مکانیک کلاسیک توسط تکانه زاویه ای تعیین می شود m´v´r، که m جرم جسم متحرک، v سرعت جسم، r شعاع دایره است. بر اساس مکانیک کوانتومی، انرژی این جسم فقط می تواند مقادیر معینی داشته باشد. بور معتقد بود که تکانه زاویه ای یک الکترون در اتم هیدروژن فقط می تواند برابر با یک عدد صحیح کوانتوم عمل باشد. ظاهراً این نسبت حدس بور بود، بعداً توسط فیزیکدان فرانسوی دو بروگلی به صورت ریاضی استخراج شد.

بنابراین، بیان ریاضی فرض اول بور برابری است:

(1)

مطابق با رابطه (1)، حداقل شعاع مدار الکترون و در نتیجه حداقل انرژی پتانسیل الکترون با مقدار n برابر با واحد مطابقت دارد. حالت اتم هیدروژن که با مقدار n=1 مطابقت دارد، نرمال یا پایه نامیده می شود. اتم هیدروژنی که الکترون آن در هر مدار دیگری مطابق با مقادیر n=2، 3، 4، ¼ باشد برانگیخته نامیده می شود.

معادله (1) شامل سرعت الکترون و شعاع مدار به عنوان مجهول است. اگر معادله دیگری بسازیم که شامل v و r باشد، می‌توانیم مقادیر این ویژگی‌های مهم الکترون را در اتم هیدروژن محاسبه کنیم. چنین معادله ای با در نظر گرفتن برابری نیروهای گریز از مرکز و گریز از مرکز فعال در سیستم "هسته اتم هیدروژن - الکترون" به دست می آید.

نیروی گریز از مرکز است. نیروی مرکزگرا که جاذبه الکترون را به سمت هسته تعیین می کند، طبق قانون کولن برابر است. با در نظر گرفتن برابری بارهای الکترون و هسته در اتم هیدروژن می توان نوشت:

(2)

با حل سیستم معادلات (1) و (2) با توجه به v و r، متوجه می شویم:

(3)

معادلات (3) و (4) محاسبه شعاع مداری و سرعت الکترون را برای هر مقدار n ممکن می‌سازد. در n=1، شعاع اولین مدار اتم هیدروژن، شعاع بور، برابر با 0.053 نانومتر است. سرعت الکترون در این مدار 2200 کیلومتر بر ثانیه است. معادلات (3) و (4) نشان می دهد که شعاع مدارهای الکترون اتم هیدروژن به عنوان مربع اعداد طبیعی به یکدیگر مرتبط هستند و با افزایش n سرعت الکترون کاهش می یابد.

فرض دوم:

هنگام حرکت از یک مدار به مدار دیگر، یک الکترون مقداری انرژی را جذب یا ساطع می کند.

هنگامی که یک اتم برانگیخته می شود، یعنی زمانی که یک الکترون از مدار نزدیک به هسته به مدار دورتر حرکت می کند، یک کوانتوم انرژی جذب می شود و برعکس، وقتی یک الکترون از مدار دور به مدار نزدیک حرکت می کند، انرژی کوانتومی است. منتشر شده E 2 - E 1 \u003d hv. پس از یافتن شعاع مدارها و انرژی الکترون روی آنها، بور انرژی فوتون ها و خطوط متناظر آنها را در طیف خطی هیدروژن محاسبه کرد که با داده های تجربی مطابقت داشت.

عدد n که اندازه شعاع مدارهای کوانتومی، سرعت حرکت الکترون ها و انرژی آنها را تعیین می کند، نامیده می شود. عدد کوانتومی اصلی .

سامرفلد نظریه بور را بیشتر بهبود بخشید. او پیشنهاد کرد که در یک اتم نه تنها مدارهای دایره ای، بلکه بیضوی الکترون نیز وجود دارد، و بر این اساس او منشأ ساختار ظریف طیف هیدروژن را توضیح داد.

برنج. 12. یک الکترون در اتم بور نه تنها مدارهای دایره ای، بلکه بیضوی را نیز توصیف می کند. در اینجا این است که آنها برای مقادیر مختلف چگونه به نظر می رسند لدر پ =2, 3, 4.

با این حال، نظریه بور-سومرفلد در مورد ساختار اتم مفاهیم کلاسیک و مکانیک کوانتومی را ترکیب کرد و بنابراین، بر اساس تضادها ساخته شد. معایب اصلی نظریه بور-سامرفلد به شرح زیر است:

1. این نظریه قادر به توضیح تمام جزئیات ویژگی های طیفی اتم ها نیست.

2. محاسبه کمی پیوند شیمیایی را حتی در یک مولکول ساده مانند مولکول هیدروژن ممکن نمی کند.

اما موقعیت اساسی به طور محکم ایجاد شد: پر شدن پوسته های الکترونی در اتم های عناصر شیمیایی از سوم شروع می شود، م - پوسته ها متوالی نیستند، به تدریج تا ظرفیت کامل (یعنی همانطور که با آن بود به- و ال - پوسته)، اما به صورت گام به گام. به عبارت دیگر، ساخت پوسته های الکترونی به دلیل ظاهر شدن الکترون ها در اتم هایی که متعلق به پوسته های دیگر هستند، موقتاً قطع می شود.

این حروف به شرح زیر تعیین می شوند: n , ل , m l , اماس – و در زبان فیزیک اتمی اعداد کوانتومی نامیده می شوند. از نظر تاریخی، آنها به تدریج معرفی شدند و ظهور آنها تا حد زیادی با مطالعه طیف های اتمی مرتبط است.

بنابراین معلوم می شود که حالت هر الکترون در یک اتم را می توان در یک کد خاص نوشت که ترکیبی از چهار عدد کوانتومی است. اینها فقط برخی از کمیت های انتزاعی نیستند که برای ثبت حالات الکترونیکی استفاده می شوند. برعکس، همه آنها محتوای فیزیکی واقعی دارند.

عدد پ در فرمول ظرفیت لایه الکترونی گنجانده شده است (2 پ 2) یعنی عدد کوانتومی داده شده پ مربوط به تعداد لایه الکترونی است. به عبارت دیگر، این عدد تعیین می کند که آیا یک الکترون به یک پوسته الکترونی معین تعلق دارد یا خیر.

عدد پ فقط مقادیر صحیح را می پذیرد: 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، ... به ترتیب مربوط به پوسته ها: K، L، M، N، O، P، Q.

تا جایی که پ در فرمول انرژی یک الکترون گنجانده شده است، سپس می گویند که عدد کوانتومی اصلی کل انرژی یک الکترون را در یک اتم تعیین می کند.

یکی دیگر از حروف الفبای ما - عدد کوانتومی مداری (جانبی) - به عنوان نشان داده می شود ل . این برای تاکید بر عدم هم ارزی تمام الکترون های متعلق به یک پوسته معین معرفی شد.

هر پوسته به زیر پوسته های خاصی تقسیم می شود و تعداد آنها برابر با تعداد پوسته است. یعنی K-shell ( پ =1) از یک پوسته فرعی تشکیل شده است. پوسته L ( پ =2) - از دو؛ M-shell ( پ =3) - از سه زیر پوسته ...

و هر زیر پوسته این پوسته با یک مقدار مشخص مشخص می شود ل . عدد کوانتومی مداری نیز مقادیر صحیح می گیرد، اما از صفر شروع می شود، یعنی 0، 1، 2، 3، 4، 5، 6 ... بنابراین، ل همیشه کمتر پ . به راحتی می توان فهمید که چه زمانی پ =1 ل =0; در n =2 ل = 0 و 1; در n = 3 ل = 0، 1 و 2 و غیره شماره ل , به اصطلاح تصویری هندسی دارد. از این گذشته ، مدارهای الکترون های متعلق به یک پوسته یا پوسته دیگر می توانند نه تنها دایره ای، بلکه بیضوی نیز باشند.

معانی مختلف ل و انواع مختلف مدارها را مشخص کنید.

فیزیکدانان سنت ها را دوست دارند و حروف قدیمی را برای تعیین لایه های فرعی الکترونی ترجیح می دهند. س ( ل =0), پ ( ل =1), د ( ل =2), f ( ل =3). این اولین حروف کلمات آلمانی است که ویژگی های سری خطوط طیفی را به دلیل انتقال الکترون مشخص می کند: تیز، اصلی، پراکنده، بنیادی.

اکنون می توانید به طور مختصر بنویسید که کدام زیرشاخه های الکترونی در لایه های الکترونی قرار دارند (جدول 2).

برای اینکه بدانید لایه‌های فرعی الکترون‌های مختلف می‌توانند چند الکترون را در خود جای دهند، به تعیین اعداد کوانتومی سوم و چهارم - ml و m s که مغناطیسی و اسپین نامیده می‌شوند کمک کنید.

عدد کوانتومی مغناطیسی m لنزدیک به ل و از یک طرف جهت مکان این مدارها را در فضا تعیین می کند و از طرف دیگر تعداد آنها را برای یک معین ممکن می سازد. ل . از برخی قوانین نظریه اتمی چنین بر می آید که برای یک معین ل عدد کوانتومی m ل، 2 را می گیرد ل 1+ مقادیر عدد صحیح: از - ل به + ل از جمله صفر. به عنوان مثال، برای ل =3 این دنباله m است ل ما داریم: - 3، - 2، - 1، 0، +1، +2، +3، یعنی در مجموع هفت مقدار.

چرا م لمغناطیسی نامیده می شود؟ هر الکترون که در مدار دور هسته می چرخد، اساساً یک دور سیم پیچ است که جریان الکتریکی از آن عبور می کند. یک میدان مغناطیسی وجود دارد، بنابراین هر مدار در اتم را می توان به عنوان یک صفحه مغناطیسی تخت در نظر گرفت. هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی پیدا می شود، هر مدار الکترونی با این میدان برهمکنش می کند و تمایل دارد موقعیت خاصی را در اتم اشغال کند.

تعداد الکترون ها در هر مدار با مقدار عدد کوانتومی اسپین m s تعیین می شود.

رفتار اتم ها در میدان های مغناطیسی غیریکنواخت قوی نشان داده است که هر الکترون در یک اتم مانند یک آهنربا رفتار می کند. و این نشان می دهد که الکترون مانند سیاره ای در مدار خود به دور محور خود می چرخد. این خاصیت الکترون "اسپین" (از انگلیسی ترجمه شده - چرخش) نامیده می شود. حرکت چرخشی الکترون ثابت و بدون تغییر است. چرخش یک الکترون کاملاً غیرعادی است: نمی توان آن را کاهش داد، شتاب داد یا متوقف کرد. برای تمام الکترون های جهان یکسان است.

اما اگرچه اسپین یک ویژگی مشترک همه الکترون ها است، اما دلیل تفاوت بین الکترون ها در یک اتم نیز می باشد.

دو الکترون که در مداری مشابه به دور هسته می چرخند، دارای اسپین یکسانی هستند و با این حال می توانند در جهت چرخش خود متفاوت باشند. در این حالت علامت تکانه زاویه ای و علامت اسپین تغییر می کند.

محاسبه کوانتومی منجر به دو مقدار ممکن از اعداد کوانتومی اسپینی ذاتی یک الکترون در مدار می شود: s=+ و s= -. هیچ ارزش دیگری نمی تواند وجود داشته باشد. بنابراین، در یک اتم، تنها یک یا دو الکترون می توانند در هر مدار بچرخند. دیگر نمی تواند وجود داشته باشد.

هر زیر لایه الکترونی می تواند 2 (2) را در خود جای دهد ل + 1) - الکترونها، یعنی (جدول 3):

از اینجا با جمع ساده، ظرفیت پوسته های متوالی به دست می آید.

سادگی قانون اساسی، که پیچیدگی بی نهایت اولیه ساختار اتم به آن کاهش یافت، شگفت انگیز است. تمام رفتار عجیب و غریب الکترون ها در لایه بیرونی آن، که بر تمام خواص آن حاکم است، می تواند با سادگی فوق العاده ای بیان شود: در یک اتم دو الکترون یکسان وجود ندارد و نمی تواند باشد.این قانون در علم به اصل پائولی (از نام فیزیکدان نظری سوئیسی) معروف است.

با دانستن تعداد کل الکترون های یک اتم، که برابر با شماره سریال آن در سیستم مندلیف است، می توانید یک اتم را "بسازید": می توانید ساختار پوسته الکترونی بیرونی آن را محاسبه کنید - تعیین کنید که چند الکترون در آن وجود دارد و چه مقدار است. مهربان در آن هستند.

همانطور که رشد می کنید ز انواع مشابهی از پیکربندی های الکترونیکی اتم ها به صورت دوره ای تکرار می شوند.در واقع، این نیز فرمول قانون تناوبی است، اما در رابطه با فرآیند توزیع الکترون ها بر روی پوسته ها و زیر پوسته ها.

با دانستن قانون ساختار اتم، اکنون می توانید یک سیستم تناوبی بسازید و توضیح دهید که چرا به این شکل ساخته شده است. فقط یک توضیح اصطلاحی کوچک مورد نیاز است: عناصری که در اتم های آنها ساخت زیر پوسته های s-, p-, d-, f رخ می دهد معمولاً به ترتیب s-, p-, d-, f-element نامیده می شوند.

مرسوم است که فرمول یک اتم را به این شکل بنویسید: عدد کوانتومی اصلی عدد مربوطه است، عدد کوانتومی ثانویه حرف است، تعداد الکترون ها در بالا سمت راست مشخص شده است.

دوره اول شامل 1 عنصر s - هیدروژن و هلیوم است. نمایش شماتیک دوره اول به شرح زیر است: 1 s 2 . دوره دوم را می توان به صورت زیر نشان داد: 2 s 2 2 p 6، یعنی شامل عناصری است که در آن 2 s-، 2 p-subshell پر شده است. و سومی (3 s-، 3p-subshell در آن ساخته شده است): 3 s 2 3p 6 . بدیهی است که انواع مشابهی از تنظیمات الکترونیکی تکرار می شوند.

در ابتدای دوره چهارم، دو عنصر 4 s وجود دارد، یعنی پر کردن پوسته N زودتر از اتمام ساخت پوسته M شروع می شود. این شامل 10 جای خالی دیگر است که در ده عنصر بعدی (3 عنصر d) پر می شود. پر شدن پوسته M به پایان رسیده است، پر شدن پوسته N ادامه دارد (با شش الکترون p 4). در نتیجه ساختار دوره چهارم به این صورت است: 4 s 2 3 d 10 4 p 6 . دوره پنجم به همین ترتیب پر می شود:

5 s 2 4 d 10 5 p 6 .

در دوره ششم 32 عنصر وجود دارد. نمایش شماتیک آن به شرح زیر است: 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6 .

و در نهایت دوره هفتم بعدی: 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6 . باید در نظر داشت که هنوز همه عناصر دوره هفتم شناخته نشده اند.

چنین پر کردن گام به گام پوسته ها یک نظم فیزیکی دقیق است. به نظر می رسد که به جای اشغال سطوح زیر پوسته 3 بعدی، برای الکترون ها (از نظر انرژی) سود بیشتری دارد که ابتدا سطوح زیر پوسته 4 s را پر کنند. این "نوسانات" انرژی "سودآورتر - بی‌سودتر" است و این وضعیت را توضیح می‌دهد که در عناصر شیمیایی پر شدن لایه‌های الکترونی در لبه‌ها می‌رود.

در اواسط دهه 20. L. de Broglie، فیزیکدان فرانسوی، ایده جسورانه ای را بیان کرد: همه ذرات مادی (از جمله الکترون ها) نه تنها دارای خواص مادی، بلکه دارای خواص موج نیز هستند. به زودی می توان نشان داد که الکترون ها، مانند امواج نور، می توانند موانع را نیز دور بزنند.

از آنجایی که الکترون یک موج است، حرکت آن در اتم را می توان با استفاده از معادله موج توصیف کرد. چنین معادله ای در سال 1926 توسط فیزیکدان اتریشی ای. شرودینگر استخراج شد. ریاضیدانان آن را معادله دیفرانسیل جزئی مرتبه دوم می نامند. برای فیزیکدانان، این معادله اساسی مکانیک کوانتومی است.

در اینجا این معادله به نظر می رسد:

+++ y=0

جایی که مترجرم الکترون است. r – فاصله یک الکترون از هسته؛ ه بار الکترون است. Eانرژی کل الکترون است که برابر است با مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل. زشماره سریال اتم است (برای اتم هیدروژن برابر با 1 است). ساعت- "کوانتوم عمل"؛ ایکس , y , z – مختصات الکترونی؛ y - تابع موج (کمیت انتزاعی انتزاعی که درجه احتمال را مشخص می کند).

درجه احتمال اینکه یک الکترون در یک مکان مشخص در فضای اطراف هسته قرار گیرد. اگر y \u003d 1 باشد، بنابراین، الکترون باید واقعاً در همین مکان باشد. اگر y = 0 باشد، اصلاً الکترونی در آنجا وجود ندارد.

مفهوم احتمال یافتن یک الکترون در مکانیک کوانتومی مرکزی است. و مقدار تابع y (psi) (به طور دقیق تر، مربع مقدار آن) احتمال وجود یک الکترون در یک نقطه از فضا را بیان می کند.

هیچ مدار الکترونی مشخصی در اتم مکانیکی کوانتومی وجود ندارد که در مدل بور اتم به وضوح مشخص شده باشد. الکترون گویی در فضا به شکل ابری آغشته شده است. اما چگالی این ابر متفاوت است: همانطور که می گویند، کجا متراکم است و کجا خالی است. چگالی ابر بیشتر با احتمال بیشتری برای یافتن یک الکترون مطابقت دارد.

از مدل مکانیکی کوانتومی انتزاعی اتم، می توان به مدل بصری و مرئی اتم بور رفت. برای این کار باید معادله شرودینگر را حل کنید. به نظر می رسد که تابع موج با سه کمیت مختلف همراه است که فقط می توانند مقادیر صحیح را بگیرند. علاوه بر این، توالی تغییرات در این کمیت ها به گونه ای است که نمی توانند چیزی جز اعداد کوانتومی باشند. اصلی، مداری و مغناطیسی. اما آنها به طور خاص برای تعیین طیف اتم های مختلف معرفی شدند. سپس آنها بسیار ارگانیک به مدل اتم بور مهاجرت کردند. منطق علمی چنین است - حتی شدیدترین شکاکان نیز آن را تضعیف نخواهد کرد.

همه اینها به این معنی است که حل معادله شرودینگر در نهایت منجر به مشتق شدن دنباله پر شدن لایه های الکترونی و زیر لایه های اتم می شود. این مزیت اصلی اتم مکانیک کوانتومی نسبت به اتم بور است. و مفاهیم آشنا به اتم سیاره را می توان از نقطه نظر مکانیک کوانتومی تجدید نظر کرد. می توان گفت که مدار مجموعه معینی از موقعیت های احتمالی یک الکترون معین در یک اتم است. با تابع موج خاصی مطابقت دارد. به جای اصطلاح "مدار" در فیزیک و شیمی اتمی مدرن، از اصطلاح "مدار" استفاده می شود.

بنابراین، معادله شرودینگر مانند یک عصای جادویی است که تمام کاستی های موجود در نظریه رسمی سیستم تناوبی را برطرف می کند. «رسمی» را به «واقعی» تبدیل می کند.

در واقع، این دور از مورد است. زیرا معادله تنها راه حل دقیقی برای اتم هیدروژن، ساده ترین اتم، دارد. برای اتم هلیوم و اتم های بعدی، حل دقیق معادله شرودینگر غیرممکن است، زیرا نیروهای برهمکنش بین الکترون ها اضافه می شوند. و در نظر گرفتن تأثیر آنها بر نتیجه نهایی یک مسئله ریاضی با پیچیدگی غیرقابل تصور است. برای توانایی های انسان غیرقابل دسترس است. فقط کامپیوترهای الکترونیکی پرسرعت که صدها هزار عملیات در ثانیه انجام می دهند را می توان با آن مقایسه کرد. و حتی پس از آن فقط به شرطی که برنامه محاسبات با ساده سازی ها و تقریب های متعدد توسعه یابد.

برای 40 سال، لیست عناصر شیمیایی شناخته شده 19 افزایش یافته است. و تمام 19 عنصر سنتز شده و به صورت مصنوعی تهیه شده اند.

سنتز عناصر را می توان به عنوان به دست آوردن از عنصری با بار هسته ای کمتر، عدد اتمی کمتر عنصری با عدد اتمی بالاتر درک کرد. و فرآیند به دست آوردن واکنش هسته ای نامیده می شود. معادله آن مانند معادله یک واکنش شیمیایی معمولی نوشته شده است. واکنش دهنده ها در سمت چپ و محصولات در سمت راست قرار دارند. واکنش دهنده ها در یک واکنش هسته ای هدف و ذره بمباران هستند.

تقریباً هر عنصری از سیستم تناوبی (به شکل آزاد یا به شکل یک ترکیب شیمیایی) می تواند به عنوان هدف عمل کند.

نقش ذرات بمباران را ذرات a، نوترون ها، پروتون ها، دوترون ها (هسته ایزوتوپ سنگین هیدروژن) و همچنین به اصطلاح یون های سنگین باردار چندگانه عناصر مختلف - بور، کربن، نیتروژن، اکسیژن، ایفا می کنند. نئون، آرگون و سایر عناصر سیستم تناوبی.

برای اینکه یک واکنش هسته ای رخ دهد، ذره بمباران باید با هسته اتم هدف برخورد کند. اگر ذره به اندازه کافی انرژی بالایی داشته باشد، می تواند آنقدر عمیق به هسته نفوذ کند که با آن ادغام شود. از آنجایی که تمام ذرات ذکر شده در بالا، به جز نوترون، حامل بارهای مثبت هستند، پس با ادغام با هسته، بار آن را افزایش می دهند. و تغییر مقدار Z به معنای تبدیل عناصر است: سنتز یک عنصر با مقدار جدیدی از بار هسته ای.

برای یافتن راهی برای شتاب بخشیدن به ذرات بمباران و دادن انرژی بالا به اندازه کافی برای ادغام آنها با هسته، یک شتاب دهنده ذرات ویژه به نام سیکلوترون اختراع و ساخته شد. سپس آنها یک کارخانه ویژه از عناصر جدید - یک رکتور هسته ای - ساختند. هدف مستقیم آن تولید انرژی هسته ای است. اما از آنجایی که همیشه شارهای نوترونی شدید در آن وجود دارد، استفاده از آنها برای اهداف سنتز مصنوعی آسان است. نوترون بار ندارد و بنابراین شتاب گرفتن ضروری نیست (و غیرممکن). برعکس، نوترون‌های آهسته مفیدتر از نوترون‌های سریع هستند.

شیمیدانان مجبور بودند مغز خود را جمع کنند و معجزات واقعی نبوغ را نشان دهند تا راه هایی برای جداسازی مقادیر ناچیز عناصر جدید از ماده مورد نظر ایجاد کنند. برای یادگیری مطالعه خواص عناصر جدید زمانی که تنها تعداد کمی از اتم های آنها در دسترس بود...

با کار صدها و هزاران دانشمند، 19 سلول جدید در سیستم تناوبی پر شد. چهار مورد در مرزهای قدیمی آن قرار دارند: بین هیدروژن و اورانیوم. پانزده - برای اورانیوم. همه چیز اینطوری اتفاق افتاد...

4 مکان در سیستم تناوبی برای مدت طولانی خالی ماندند: سلول های با شماره 43، 61، 85 و 87.

این 4 عنصر گریزان بودند. تلاش دانشمندان با هدف جستجوی آنها در طبیعت ناموفق ماند. با کمک قانون تناوبی، تمام مکان های دیگر در جدول تناوبی مدت ها قبل پر شده است - از هیدروژن تا اورانیوم.

بیش از یک بار در مجلات علمی گزارش هایی از کشف این چهار عنصر وجود داشت. اما همه این اکتشافات تأیید نشدند: هر بار یک بررسی دقیق نشان داد که اشتباهی رخ داده است و ناخالصی‌های ناچیز تصادفی با عنصر جدیدی اشتباه گرفته می‌شوند.

جستجوی طولانی و دشوار سرانجام به کشف یکی از عناصر گریزان در طبیعت منجر شد. معلوم شد که اکاسزیوم شماره 87 در زنجیره تجزیه ایزوتوپ رادیواکتیو طبیعی اورانیوم 235 وجود دارد. این یک عنصر رادیواکتیو با عمر کوتاه است.

برنج. 13. طرح شکل گیری عنصر شماره 87 - فرانسه. برخی از ایزوتوپ های رادیواکتیو می توانند به دو صورت تجزیه شوند، برای مثال، از طریق واپاشی a- و b-. به این پدیده چنگال رادیواکتیو می گویند. همه خانواده های رادیواکتیو طبیعی حاوی چنگال هستند.

عنصر 87 شایسته است که با جزئیات بیشتری گفته شود. اکنون در دایره المعارف های شیمی می خوانیم: فرانسیم (شماره سریال 87) در سال 1939 توسط دانشمند فرانسوی مارگریت پری کشف شد.

پری چگونه توانست عنصر گریزان را تصرف کند؟ در سال 1914، سه رادیو شیمیدان اتریشی - S. Meyer، W. Hess و F. Panet - شروع به مطالعه واپاشی رادیواکتیو ایزوتوپ اکتینیوم با عدد جرمی 227 کردند. مشخص شد که این ایزوتوپ به خانواده اکتینورانیوم تعلق دارد و b- منتشر می کند. ذرات؛ از این رو محصول پوسیدگی آن توریم است. با این حال، دانشمندان ظن مبهمی داشتند که اکتینیوم-227، در موارد نادر، ذرات a را نیز منتشر می کند. به عبارت دیگر یکی از نمونه های چنگال رادیواکتیو در اینجا مشاهده می شود. در جریان چنین تبدیلی باید ایزوتوپ عنصر 87 تشکیل شود. مایر و همکارانش در واقع ذرات a را مشاهده کردند. مطالعات بیشتری مورد نیاز بود، اما با جنگ جهانی اول متوقف شد.

مارگریت پری نیز همین مسیر را طی کرد. اما او ابزارهای حساس تر، روش های جدید و بهبود یافته تحلیل را در اختیار داشت. بنابراین او موفق بود

فرانسیم یکی از عناصر سنتز مصنوعی است. اما با این حال، این عنصر برای اولین بار در طبیعت کشف شد. ایزوتوپ فرانسیم 223 است. نیمه عمر آن فقط 22 دقیقه است. روشن می شود که چرا فرانسه اینقدر کم روی زمین وجود دارد. اولاً، به دلیل شکنندگی آن، وقت کافی برای تمرکز در مقادیر قابل توجهی ندارد، و ثانیاً، فرآیند تشکیل آن به خودی خود با احتمال کم مشخص می شود: تنها 1.2٪ از هسته های اکتینیم-227 با انتشار a- تجزیه می شود. ذرات.

از این نظر، فرانسیم برای تهیه مصنوعی سود بیشتری دارد. قبلاً 20 ایزوتوپ فرانسیم دریافت کرده است و طولانی ترین آنها - فرانسیم-223 است. شیمیدانان با کار با مقادیر بسیار کمی نمک فرانسیم توانستند ثابت کنند که خواص آن بسیار شبیه سزیم است.

فیزیکدانان با مطالعه خواص هسته های اتمی به این نتیجه رسیدند که عناصر با اعداد اتمی 43، 61، 85 و 87 نمی توانند ایزوتوپ های پایدار داشته باشند. آنها فقط می توانند رادیواکتیو با نیمه عمر کوتاه باشند و باید به سرعت ناپدید شوند. بنابراین، تمام این عناصر توسط انسان به طور مصنوعی ایجاد شده است. مسیرهای ایجاد عناصر جدید توسط قانون تناوبی نشان داده شد. عنصر 43 اولین ساخته مصنوعی بود.

در هسته عنصر 43 باید 43 بار مثبت وجود داشته باشد و 43 الکترون باید به دور هسته بچرخند. فضای خالی عنصر 43 که در اواسط دوره پنجم است، در دوره چهارم دارای منگنز و در دوره ششم رنیم است. بنابراین، خواص شیمیایی عنصر 43 باید مشابه خواص منگنز و رنیم باشد. در سمت چپ سلول 43 مولیبدن #42 و در سمت راست روتنیم #44 قرار دارد. بنابراین برای ایجاد عنصر 43 باید تعداد بارهای هسته اتمی را که دارای 42 بار است یک بار پایه دیگر افزایش داد. بنابراین، برای سنتز عنصر جدید 43، مولیبدن باید به عنوان ماده اولیه در نظر گرفته شود. سبک ترین عنصر، هیدروژن، یک بار مثبت دارد. بنابراین، می‌توان انتظار داشت که عنصر 43 در نتیجه واکنش هسته‌ای بین مولیبدن و پروتون به دست آید.

برنج. 14. طرح سنتز عنصر شماره 43 - تکنسیوم.

خواص عنصر 43 باید مشابه خواص منگنز و رنیم باشد و برای تشخیص و اثبات تشکیل این عنصر باید از واکنش های شیمیایی مشابه واکنش هایی استفاده کرد که توسط شیمیدان ها وجود مقادیر کمی منگنز و رنیم را تعیین می کنند.

اینگونه است که سیستم تناوبی امکان ترسیم مسیر ایجاد عناصر مصنوعی را فراهم می کند.

دقیقاً به همین ترتیب اولین عنصر شیمیایی مصنوعی در سال 1937 ایجاد شد. او نام قابل توجه تکنتیوم را دریافت کرد - اولین عنصر ساخته شده با وسایل فنی و مصنوعی. به این ترتیب تکنسیوم سنتز شد. صفحه مولیبدن در معرض بمباران شدید هسته‌های ایزوتوپ سنگین هیدروژن - دوتریوم قرار گرفت که با سرعت زیادی در سیکلوترون پراکنده شدند.

هسته های سنگین هیدروژن که انرژی بسیار بالایی دریافت می کردند، به هسته های مولیبدن نفوذ کردند. پس از تابش در سیکلوترون، پلاستیک مولیبدن در اسید حل شد. مقدار ناچیزی از یک ماده رادیواکتیو جدید با استفاده از همان واکنش هایی که برای تعیین تحلیلی منگنز ضروری است (مشابه با عنصر 43) از محلول جدا شد. این یک عنصر جدید بود - تکنسیوم. آنها دقیقاً با موقعیت عنصر در جدول تناوبی مطابقت دارند.

اکنون تکنسیوم کاملاً مقرون به صرفه شده است: در مقادیر نسبتاً زیادی در راکتورهای هسته ای تشکیل می شود. تکنتیوم به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است و در حال حاضر در عمل استفاده می شود.

روش ایجاد عنصر 61 بسیار شبیه به روشی است که از طریق آن تکنسیوم به دست می آید. عنصر 61 تنها در سال 1945 از عناصر تکه تکه شده در یک راکتور هسته ای در نتیجه شکافت اورانیوم جدا شد.

برنج. 15. طرح سنتز عنصر شماره 61 - پرومتیم.

این عنصر نام نمادین "پرومتیوم" را دریافت کرد. این نام را با یک دلیل ساده بر او نهاده اند. این نماد مسیر دراماتیک علم است که انرژی شکافت هسته‌ای را از طبیعت می‌دزدد و بر این انرژی تسلط پیدا می‌کند (طبق افسانه‌ها، تیتان پرومتئوس آتش را از آسمان ربود و به مردم داد؛ برای این او به یک صخره و یک عقاب بزرگ زنجیر شد. هر روز او را عذاب می داد)، اما همچنین مردم را از یک خطر نظامی وحشتناک هشدار می دهد.

پرومتیم در حال حاضر در مقادیر قابل توجهی تولید می شود: از آن در باتری های اتمی استفاده می شود - منابع جریان مستقیم که می توانند بدون وقفه برای چندین سال کار کنند.

سنگین ترین هالوژن، اکائود، عنصر 85 به روشی مشابه سنتز شد.این عنصر ابتدا با بمباران بیسموت (شماره 83) با هسته های هلیوم (شماره 2) به دست آمد که در یک سیکلوترون به انرژی های بالا شتاب داده شد. عنصر جدید استاتین (ناپایدار) نام دارد. رادیواکتیو است و به سرعت ناپدید می شود. خواص شیمیایی آن نیز دقیقاً با قانون تناوبی مطابقت دارد. شبیه ید است.

برنج. 16. طرح سنتز عنصر شماره 85 - استاتین.

عناصر ترانس اورانیوم عناصر شیمیایی سنتز شده مصنوعی هستند که پس از اورانیوم در سیستم تناوبی قرار دارند. چند مورد دیگر در آینده سنتز خواهند شد، در حالی که هیچ کس نمی تواند به طور قطع پاسخ دهد.

اورانیوم به مدت 70 سال آخرین عنصر در مجموعه طبیعی عناصر شیمیایی بود.

و در تمام این مدت، دانشمندان، البته، نگران این سوال بودند: آیا عناصر سنگین‌تر از اورانیوم در طبیعت وجود دارند؟ دیمیتری ایوانوویچ معتقد بود که اگر عناصر فرااورانیومی را بتوان در روده های زمین یافت، تعداد آنها باید محدود شود. پس از کشف رادیواکتیویته، فقدان چنین عناصری در طبیعت با این واقعیت توضیح داده شد که نیمه عمر آنها کوتاه است و همه آنها پوسیده شده و به عناصر سبکتر تبدیل شده اند، در مدتها قبل، در اولین مراحل تکامل ما. سیاره. اما اورانیوم که معلوم شد رادیواکتیو است، آنقدر عمر طولانی داشت که تا زمان ما زنده ماند. چرا، حداقل برای نزدیکترین فرااورانیک، طبیعت نتوانست چنین زمان سخاوتمندانه ای را برای وجود آزاد کند؟ گزارش‌های زیادی از کشف عناصر ظاهراً جدید در داخل سیستم - بین هیدروژن و اورانیوم - وجود داشت، اما تقریباً هرگز در مجلات علمی در مورد کشف transurans ننوشته‌اند. دانشمندان فقط استدلال کردند که دلیل شکست سیستم تناوبی اورانیوم چیست.

فقط همجوشی هسته ای امکان ایجاد شرایط جالبی را فراهم کرد که قبلاً حتی نمی شد به آنها شک کرد.

اولین مطالعات در مورد سنتز عناصر شیمیایی جدید با هدف تولید مصنوعی transurans انجام شد. اولین عنصر ماوراء اورانیوم مصنوعی سه سال قبل از ظهور تکنسیوم صحبت شد. رویداد محرک، کشف نوترون بود. یک ذره بنیادی بدون بار، قدرت نفوذ بسیار زیادی داشت، می توانست بدون برخورد با هیچ مانعی به هسته اتم برسد و باعث دگرگونی عناصر مختلف شود. نوترون ها از مواد مختلف شروع به شلیک به اهداف کردند. فیزیکدان برجسته ایتالیایی E. Fermi پیشگام تحقیق در این زمینه شد.

اورانیوم تابیده شده با نوترون فعالیت ناشناخته ای با نیمه عمر کوتاه نشان داد. اورانیوم 238 با جذب یک نوترون به ایزوتوپ ناشناخته عنصر اورانیوم 239 تبدیل می شود که b رادیواکتیو است و باید به ایزوتوپ عنصری با شماره سریال 93 تبدیل شود. نتیجه گیری مشابهی توسط E. Fermi و همکارانش

در واقع، تلاش زیادی برای اثبات اینکه فعالیت ناشناخته واقعاً با اولین عنصر فرااورانیوم مطابقت دارد، انجام شد. عملیات شیمیایی منجر به این نتیجه شد: عنصر جدید از نظر خواص مشابه منگنز است، یعنی به زیرگروه VII b تعلق دارد. این استدلال قابل توجه بود: در آن زمان (در دهه 30)، تقریباً همه شیمیدانان معتقد بودند که اگر عناصر ماوراء اورانیوم وجود داشته باشند، حداقل اولین آنها مشابه هستند. د-عناصر دوره های قبلی این اشتباهی بود که بدون شک بر روند تاریخ کشف عناصر سنگین‌تر از اورانیوم تأثیر گذاشت.

در یک کلام، در سال 1934، E. Fermi با اطمینان از سنتز نه تنها عنصر 93، که نام "ausonium" را به آن داد، بلکه همسایه سمت راست آن را در جدول تناوبی - "hesperium" (شماره 94) اعلام کرد. دومی محصول b-decay از آسونیوم بود:

دانشمندانی بودند که این زنجیره را از این هم بیشتر کردند. از جمله: محققان آلمانی O. Hahn، L. Meitner و F. Strassmann. در سال 1937، آنها قبلاً، گویی در مورد چیزی واقعی، از عنصر شماره 97 صحبت کردند:

اما هیچ یک از عناصر جدید به مقدار قابل توجهی به دست نیامد، به شکل آزاد جدا نشد. سنتز آنها با علائم غیر مستقیم مختلف مورد قضاوت قرار گرفت.

در نهایت، معلوم شد که همه این مواد زودگذر، که برای عناصر فرااورانیوم گرفته شده‌اند، در واقع عناصری هستند که به وسط سیستم تناوبی، یعنی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو مصنوعی عناصر شیمیایی شناخته‌شده، تعلق دارند. این موضوع زمانی مشخص شد که اُ. هان و اف. استراسمن در 22 دسامبر 1938 یکی از بزرگترین اکتشافات قرن بیستم را انجام دادند. - کشف شکافت اورانیوم تحت عمل نوترون های کند. دانشمندان به طور غیرقابل انکاری ثابت کرده اند که اورانیوم تابیده شده با نوترون حاوی ایزوتوپ های باریم و لانتانیم است. آنها فقط با این فرض که نوترون ها، هسته های اورانیوم را به چند قطعه کوچکتر تجزیه می کنند، می توانند تشکیل شوند.

مکانیسم تقسیم توسط L. Meitner و O. Frisch توضیح داده شد. به اصطلاح مدل قطره ای هسته قبلا وجود داشت: هسته اتم به یک قطره مایع تشبیه شد. اگر انرژی کافی به قطره داده شود، اگر برانگیخته باشد، می توان آن را به قطره های کوچکتر تقسیم کرد. به همین ترتیب، هسته ای که توسط یک نوترون به حالت برانگیخته درآمده است، می تواند تجزیه شود و به قطعات کوچکتر - هسته اتم های عناصر سبک تر - تقسیم شود.

در سال 1940، دانشمندان شوروی G. N. Flerov و K. A. Petrzhak ثابت کردند که شکافت اورانیوم می تواند خود به خود رخ دهد. بنابراین، نوع جدیدی از دگرگونی های رادیواکتیو که در طبیعت رخ می دهد، شکافت خود به خودی اورانیوم، کشف شد. این یک کشف بسیار مهم بود.

با این حال، اشتباه است که تحقیقات در مورد ترانس اورانیوم در دهه 1930 را اشتباه اعلام کنیم.

اورانیوم دارای دو ایزوتوپ طبیعی اصلی است: اورانیوم-238 (به طور قابل توجهی غالب) و اورانیوم-235. دومی عمدتاً تحت تأثیر نوترون‌های آهسته شکافته می‌شود، در حالی که اولی که یک نوترون را جذب می‌کند، تنها به ایزوتوپ سنگین‌تر تبدیل می‌شود - اورانیوم-239، و این جذب هر چه شدیدتر باشد، نوترون‌های بمباران سریع‌تر هستند. بنابراین، در اولین تلاش‌ها برای سنتز ترانس اورانیوم، تأثیر کاهش سرعت نوترون‌ها به این واقعیت منجر شد که هنگام "گلوله باران" یک هدف ساخته شده از اورانیوم طبیعی حاوی و اورانیوم، فرآیند شکافت غالب شد.

اما اورانیوم 238 که نوترون را جذب کرد، به‌طور قطع زنجیره‌ای از تشکیل عناصر فرااورانیوم را به وجود آورد. یافتن راهی قابل اعتماد برای به دام انداختن اتم های عنصر 93 در پیچیده ترین قطعات شکافت ضروری بود. جرم نسبتاً کوچکتر، این قطعات در فرآیند بمباران اورانیوم باید در فواصل طولانی (مسیری طولانی تر) از اتم های بسیار عظیم عنصر 93 پرواز می کردند.

این ملاحظات بر اساس فیزیکدان آمریکایی E. Macmillan، که در دانشگاه کالیفرنیا کار می کرد، به عنوان مبنای آزمایشات خود بود. در بهار 1939، او شروع به مطالعه دقیق توزیع قطعات شکافت اورانیوم در طول مسیرها کرد. او موفق شد بخش کوچکی از قطعات را با طول مسیر ناچیز جدا کند. در این قسمت بود که او آثاری از یک ماده رادیواکتیو با نیمه عمر 2.3 روز و با شدت تابش بالا پیدا کرد. چنین فعالیتی در سایر بخش های قطعه مشاهده نشد. مک میلان توانست نشان دهد که این ماده X محصول فروپاشی ایزوتوپ اورانیوم-239 است:

شیمیدان F. Ableson به کار پیوست. مشخص شد که یک ماده رادیواکتیو با نیمه عمر 2.3 روز می تواند از نظر شیمیایی از اورانیوم و توریم جدا شود و ربطی به رنیم ندارد. بنابراین این فرض که عنصر 93 باید یک تخلخل باشد از بین رفت.

سنتز موفقیت آمیز نپتونیوم (عنصر جدید به نام سیاره ای در منظومه شمسی نامگذاری شد) توسط مجله آمریکایی Physical Review در آغاز سال 1940 اعلام شد. بدین ترتیب دوران سنتز عناصر فرااورانیوم آغاز شد که معلوم شد بسیار زیاد است. برای توسعه بیشتر نظریه تناوب مندلیف مهم است.

برنج. 17. طرح سنتز عنصر شماره 93 - نپتونیم.

حتی دوره های طولانی ترین ایزوتوپ های عناصر ترانس اورانیوم، به عنوان یک قاعده، به طور قابل توجهی پایین تر از سن زمین هستند، و بنابراین وجود آنها در طبیعت در حال حاضر عملا منتفی است. بنابراین دلیل شکستن سری طبیعی عناصر شیمیایی روی اورانیوم، عنصر 92، مشخص است.

پس از نپتونیم پلوتونیوم قرار گرفت. این توسط یک واکنش هسته ای سنتز شد:

زمستان 1940-1941 توسط دانشمند آمریکایی G. Seaborg و همکارانش (چندین عنصر جدید ترانس اورانیم متعاقباً در آزمایشگاه G. Seaborg سنتز شدند). اما مشخص شد که مهمترین ایزوتوپ پلوتونیوم با نیمه عمر 24360 سال است. علاوه بر این، پلوتونیوم 239 تحت تأثیر نوترون‌های آهسته، بسیار شدیدتر از

برنج. 18. طرح سنتز عنصر شماره 94 - پلوتونیوم.

در دهه 40. سه عنصر سنگین تر از اورانیوم سنتز شد: آمریکیوم (به افتخار آمریکا)، کوریم (به افتخار M. و P. کوری) و برکلیوم (به افتخار برکلی در کالیفرنیا). هدف در راکتورهای هسته‌ای پلوتونیوم 239 بود که توسط نوترون‌ها و ذرات a و آمریکیوم بمباران شد (تابش آن منجر به سنتز برکلیم شد):

.

دهه 50 با سنتز کالیفرنیوم (شماره 98) شروع شد. این زمانی به دست آمد که ایزوتوپ با عمر طولانی کوریم 242 در مقادیر قابل توجهی جمع شد و هدفی از آن ساخته شد. واکنش هسته ای: منجر به سنتز عنصر جدید 98 شد.

برای حرکت به سمت عناصر 99 و 100، باید مراقب جمع آوری مقادیر وزنی برکلیم و کالیفرنیوم بود. بمباران اهداف ساخته شده از آنها با ذرات a زمینه را برای سنتز عناصر جدید فراهم کرد. اما نیمه عمر (ساعت و دقیقه) ایزوتوپ های سنتز شده عناصر 97 و 98 بسیار کوتاه بود و این مانعی برای تجمع آنها در مقادیر مورد نیاز بود. راه دیگری نیز پیشنهاد شد: تابش طولانی مدت پلوتونیوم با شار شدید نوترونی. اما باید سال ها منتظر نتایج بود (برای به دست آوردن یکی از ایزوتوپ های برکلیوم به شکل خالص، هدف پلوتونیوم تا 6 سال تحت تابش قرار گرفت!). تنها یک راه برای کاهش قابل توجه زمان سنتز وجود داشت: افزایش شدید قدرت پرتو نوترون. در آزمایشگاه ها این امکان وجود نداشت.

یک انفجار گرما هسته ای به کمک آمد. در 1 نوامبر 1952، آمریکایی ها یک دستگاه گرما هسته ای را در جزیره مرجانی Eniwetok در اقیانوس آرام منفجر کردند. در محل انفجار، چند صد کیلوگرم خاک جمع آوری شد، نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتند. در نتیجه، امکان شناسایی ایزوتوپ‌های عناصر 99 و 100 به نام‌های اینشتینیوم (به افتخار A. Einstein) و فرمیوم (به افتخار E. Fermi) وجود داشت.

شار نوترونی تشکیل شده در طول انفجار بسیار قدرتمند بود، به طوری که هسته های اورانیوم 238 توانستند تعداد زیادی نوترون را در مدت زمان بسیار کوتاهی جذب کنند. این ایزوتوپ های فوق سنگین اورانیوم، در نتیجه زنجیره های واپاشی پی در پی، به ایزوتوپ های انیشتینیوم و فرمیم تبدیل شدند (شکل 19).

برنج. 19. طرح سنتز عناصر شماره 99 - اینشتینیوم و شماره 100 - فرمیم.

مندلیف عنصر شیمیایی شماره 101 را که توسط فیزیکدانان آمریکایی به رهبری G. Seaborg در سال 1955 سنتز شد نام برد. نویسندگان این سنتز عنصر جدید را "به دلیل شایستگی های شیمیدان بزرگ روسی، که اولین کسی بود که از سیستم تناوبی استفاده کرد" نام بردند. برای پیش بینی خواص عناصر شیمیایی کشف نشده." دانشمندان موفق شدند انیشتینیوم کافی برای تهیه هدف از آن جمع کنند (مقدار انیشتینیم در یک میلیارد اتم اندازه گیری شد). با تابش آن با ذرات a، می توان برای سنتز هسته های عنصر 101 محاسبه کرد (شکل 20):

برنج. 20. طرح سنتز عنصر شماره 101 - مندلیویوم.

معلوم شد که نیمه عمر ایزوتوپ به دست آمده بسیار بیشتر از آن چیزی است که نظریه پردازان تصور می کردند. و اگرچه چند اتم مندلیویوم در نتیجه سنتز به دست آمد، مشخص شد که می توان خواص شیمیایی آنها را با همان روش هایی که برای ترانس اوران های قبلی استفاده می شد مورد مطالعه قرار داد.

ارزیابی شایسته ای از قانون تناوبی توسط ویلیام رزمای ارائه شد، او استدلال کرد که قانون تناوبی یک قطب نمای واقعی برای محققان است.

چند سال پس از مرگ او می گذرد و منظومه مندلیف از زمان مندلیف در اکتشافات علمی خود و به ویژه مهم ترین پیوند دانش ما در مورد جهانی که در آن زندگی می کنیم، در مورد تکامل ماده در کیهان تبدیل شده است. در کشف قانون تناوبی، در واقع روش دیالکتیکی شناخت پدیده های طبیعت را به کار برد، که در رابطه با آن بسیار مورد قدردانی فردریش انگلس قرار گرفت، که با ارزیابی قانون تناوبی، اشاره کرد که دانشمند حتی ناخودآگاه قانون هگل را در مورد با انتقال کمیت به کیفیت، او به یک شاهکار علمی دست یافت.

تحصیل شیمی جز بر اساس این قانون فراگیر غیرممکن است. یک کتاب درسی شیمی بدون جدول تناوبی چقدر مضحک به نظر می رسد! شما باید درک کنید که عناصر مختلف چگونه به هم مرتبط هستند و چرا آنها تا این حد به هم مرتبط هستند. تنها در این صورت است که سیستم تناوبی تبدیل به غنی‌ترین مخزن اطلاعات در مورد خواص عناصر و ترکیبات آنها می‌شود، چنین مخزنی که نمی‌توان با آن کمی مقایسه کرد.

یک شیمیدان باتجربه، فقط با نگاه کردن به مکانی که هر عنصری در سیستم اشغال می کند، می تواند چیزهای زیادی در مورد آن بگوید: یک عنصر داده شده یک فلز یا یک غیر فلز است. آیا ترکیباتی را با هیدروژن - هیدریدها تشکیل می دهد یا نه. چه اکسیدهایی برای این عنصر مشخص است. هنگام ورود به ترکیبات شیمیایی چه ظرفیت هایی را می تواند نشان دهد. کدام ترکیبات این عنصر پایدار خواهد بود، و برعکس، کدام شکننده خواهد بود. از کدام ترکیبات و از چه طریقی راحت ترین و سودآورترین است که این عنصر را به شکل آزاد بدست آوریم. و اگر یک شیمیدان بتواند همه این اطلاعات را از سیستم تناوبی استخراج کند، به این معنی است که او به خوبی بر آن تسلط داشته است.

سیستم تناوبی مبنایی برای به دست آوردن مواد و مواد جدید با خواص جدید، غیر معمول و از پیش تعیین شده است، چنین موادی که برای طبیعت ناشناخته هستند. آنها در حال حاضر در تعداد زیادی ایجاد می شوند. همچنین به یک رشته راهنما برای سنتز مواد نیمه هادی تبدیل شد. دانشمندان با نمونه‌های زیادی دریافته‌اند که ترکیبات عناصری که مکان‌های خاصی در جدول تناوبی را اشغال می‌کنند (عمدتاً در گروه‌های III-V آن) بهترین خواص نیمه‌رسانا را دارند یا باید داشته باشند.

تعیین وظیفه به دست آوردن آلیاژهای جدید با نادیده گرفتن سیستم تناوبی غیرممکن است. از این گذشته، ساختار و خواص آلیاژها با موقعیت فلزات در جدول تعیین می شود. در حال حاضر هزاران آلیاژ مختلف شناخته شده است.

شاید در هر شاخه ای از شیمی مدرن بتوان بازتابی از قانون تناوبی را مشاهده کرد. اما نه تنها شیمیدانان در برابر عظمت او سر خم می کنند. در تجارت دشوار و جذاب سنتز عناصر جدید، بدون قانون دوره ای غیرممکن است. یک فرآیند طبیعی غول پیکر سنتز عناصر شیمیایی در ستارگان انجام می شود. دانشمندان این فرآیند را سنتز هسته ای می نامند.

تاکنون دانشمندان هیچ ایده ای ندارند که در نتیجه واکنش های هسته ای متوالی عناصر شیمیایی شناخته شده برای ما از چه راه هایی تشکیل شده اند. فرضیه های زیادی در مورد سنتز هسته وجود دارد، اما هنوز نظریه کاملی وجود ندارد. اما می توان با اطمینان گفت که حتی ترسوترین فرضیات در مورد راه های پیدایش عناصر بدون در نظر گرفتن ترتیب متوالی عناصر در سیستم تناوبی غیرممکن خواهد بود. نظم تناوب هسته ای، ساختار و خواص هسته های اتمی زمینه ساز واکنش های مختلف سنتز هسته است.

برشمردن حوزه‌هایی از دانش و عمل بشری که قانون بزرگ و نظام عناصر نقش مهمی در آنها ایفا می‌کنند، زمان زیادی می‌برد. و در حقیقت، ما حتی مقیاس کامل نظریه تناوب مندلیف را تصور نمی کنیم. در بسیاری از مواقع هنوز هم با جنبه های غیرمنتظره اش در برابر دانشمندان چشمک می زند.

مندلیف بدون شک یکی از بزرگترین شیمیدانان جهان است. اگرچه بیش از صد سال از قانون او می گذرد، اما هیچ کس نمی داند چه زمانی کل محتوای جدول تناوبی معروف به طور کامل درک خواهد شد.

برنج. 21. عکس دیمیتری ایوانوویچ مندلیف.

برنج. 22. انجمن شیمی روسیه به ریاست

1. Petryanov I. V., Trifonov D. N. "قانون بزرگ"

مسکو، آموزش، 1984

2. Kedrov B. M. "پیش بینی های D. I. مندلیف در اتم شناسی"

مسکو، اتومزدات، 1977

3. Agafoshin N. P. "قانون دوره ای و سیستم دوره ای عناصر D.I. Mendeleev" مسکو، "روشنگری"، 1973

4. «د. I. مندلیف در خاطرات معاصران "مسکو، آتومیزدات "، 1973

5. Volkov V. A. کتاب مرجع بیوگرافی "شیمیدانان برجسته جهان"، مسکو، "دبیرستان"، 1991

6. Bogolyubova L. N. "بیوگرافی شیمیدانان بزرگ" مسکو، "روشنگری"، 1997

7. Ivanova L. F.، Egorova E. N. دایره المعارف رومیزی "همه چیز درباره همه چیز" مسکو، "Mnemozina"، 2001

8. دایره المعارف کودکان Summ L. B. «من دنیا را می شناسم. شیمی" مسکو، "Olimp"، 1998