1867-68 telén Mengyelejev elkezdte írni a "A kémia alapjai" című tankönyvet, és azonnal nehézségekbe ütközött a tényanyag rendszerezése során. 1869. február közepére a tankönyv szerkezetén töprengve fokozatosan arra a következtetésre jutott, hogy az egyszerű anyagok tulajdonságai (és ez a kémiai elemek szabad állapotú létezésének formája) és az elemek atomtömegei egy bizonyos minta köti össze.
Mengyelejev nem sokat tudott elődei kísérleteiről, hogy a kémiai elemeket a növekvő atomtömegek sorrendjében rendezzék, és az ebben az esetben felmerülő eseményekről. Például szinte semmilyen információja nem volt Chancourtois, Newlands és Meyer munkásságáról.
Gondolatainak döntő állomása 1869. március 1-jén jött el (régi módra február 14.). Mengyelejev egy nappal korábban tíznapos szabadságra vonatkozó kérelmet írt a Tver tartomány artel sajtgyárainak ellenőrzésére: a sajtgyártás tanulmányozására vonatkozó ajánlásokat tartalmazó levelet kapott A. I. Hodnyevtől, a Szabad Gazdasági Társaság egyik vezetőjétől.
Petersburg aznap felhős és fagyos volt. A fák csikorogtak a szélben az egyetemi kertben, ahonnan Mengyelejev lakásának ablakai néztek ki. Dmitrij Ivanovics még ágyban ivott egy bögre meleg tejet, majd felkelt, megmosakodott és elment reggelizni. A hangulata csodálatos volt.
Mengyelejevnek a reggelinél váratlan ötlete támadt: össze kell hasonlítani a különféle kémiai elemek közeli atomtömegét és kémiai tulajdonságaikat.
Kétszeri gondolkodás nélkül felírta Hodnyev levelének hátoldalára a meglehetősen hasonló atomtömegű klór Cl és kálium K szimbólumait, amelyek 35,5, illetve 39 (a különbség mindössze 3,5 egység). Ugyanerre a levélre Mengyelejev más elemek szimbólumait is felvázolta, és hasonló "paradox" párokat keresett köztük: fluor F és nátrium-Na, bróm Br és rubídium Rb, jód I és cézium-Cs, amelyeknél a tömegkülönbség 4,0-ről 5,0-ra nő. majd 6.0-ra. Mengyelejev ekkor még nem tudhatta, hogy az explicit nemfémek és fémek közötti „határozatlan zóna” olyan elemeket – nemesgázokat – tartalmaz, amelyek felfedezése később jelentősen módosítja a periódusos rendszert.
Reggeli után Mengyelejev bezárkózott az irodájába. Elővett egy csomag névjegykártyát az asztalról, és a hátoldalukra írni kezdte az elemek szimbólumait és főbb kémiai tulajdonságaikat.
Egy idő után a háztartás meghallotta, ahogy az irodából elkezdett hallani: "Úú! Szarvas. Hú, micsoda szarvas! Legyőzem őket. Megölöm őket!" Ezek a felkiáltások azt jelentették, hogy Dmitrij Ivanovics kreatív ihletet kapott.
Mengyelejev áthelyezte a kártyákat az egyik vízszintes sorból a másikba, az atomtömeg értékei és az azonos elem atomjai által alkotott egyszerű anyagok tulajdonságai alapján. Ismét segítségére volt a szervetlen kémia alapos ismerete. Fokozatosan kezdett kialakulni a jövőbeni kémiai elemek periódusos rendszere.
Így eleinte az Al alumíniumelem (atomtömeg 27,4) kártyája mellé helyezett egy berillium Be elemet tartalmazó kártyát (atomtömeg 14), az akkori hagyomány szerint a berilliumot az alumínium analógjának tekintve. Ekkor azonban a kémiai tulajdonságokat összehasonlítva berilliumot helyezett a magnézium Mg fölé. Miután kételkedett a berillium atomtömegének akkor általánosan elfogadott értékében, azt 9,4-re változtatta, és a berillium-oxid képletét Be2O3-ról BeO-ra (mint a magnézium-oxid MgO-ra). A berillium atomtömegének "korrigált" értékét egyébként csak tíz évvel később erősítették meg. Máskor is ugyanolyan merészen viselkedett.
Dmitrij Ivanovics fokozatosan arra a végső következtetésre jutott, hogy az atomtömegük növekvő sorrendjében elhelyezett elemek fizikai és kémiai tulajdonságaiban egyértelmű periodicitást mutatnak.
Mengyelejev egész nap az elemek rendszerén dolgozott, rövid szüneteket tartott, hogy Olgával játsszon, ebédeljen és vacsorázott.
1869. március 1-jén este fehérre meszelte az általa összeállított táblázatot, és "Elemrendszer kísérlete atomtömegük és kémiai hasonlóságuk alapján" címmel elküldte a nyomdába, jegyzeteket készített a szedők számára és elhelyezte. a dátum "1869. február 17." (a régi stílus szerint).
Így fedezték fel a periódusos törvényt, amelynek modern megfogalmazása a következő: „Az egyszerű anyagok tulajdonságai, valamint az elemek vegyületeinek formái és tulajdonságai periodikusan függenek az atommagok töltésétől. ”
Mengyelejev ekkor még csak 35 éves volt.
Mengyelejev sok hazai és külföldi vegyésznek küldött kinyomtatott íveket elemtáblázattal, és csak ezután hagyta el Szentpétervárt, hogy megvizsgálja a sajtgyárakat.
Távozása előtt még sikerült átadnia NA Menshutkin szerves kémikusnak és leendő kémiatörténésznek a "Tulajdonságok kapcsolata az elemek atomtömegével" című cikk kéziratát - az Orosz Kémiai Társaság folyóiratában való közzététel céljából. valamint a társaság közelgő ülésén való kommunikációra.
1869. március 18-án Mensutkin, aki akkoriban a társaság jegyzője volt, Mengyelejev nevében kis jelentést készített az időszakos törvényről. A jelentés először nem keltette fel a vegyészek figyelmét, és az Orosz Kémiai Társaság elnöke, Nyikolaj Zinin akadémikus (1812-1880) kijelentette, hogy Mengyelejev nem azt csinálja, amit egy igazi kutatónak tennie kellene. Igaz, két évvel később, miután elolvasta Dmitrij Ivanovics „Az elemek természetes rendszere és alkalmazása bizonyos elemek tulajdonságainak jelzésére” című cikkét, Zinin meggondolta magát, és ezt írta Mengyelejevnek: „Nagyon, nagyon jó, nagyon kiváló közelítések, még szórakoztató is. olvasni, Isten áldja, sok szerencsét következtetéseinek kísérleti megerősítéséhez. Őszintén odaadó önnek és mélységes tisztelettel N. Zinin.
Mengyelejevnek még sok dolga volt a Periodikus Törvény felfedezése után. Az elemek tulajdonságainak periodikus változásának oka ismeretlen maradt, és maga a periódusos rendszer szerkezete, ahol a tulajdonságok a nyolcadikban hét elemen keresztül ismétlődnek, nem talált magyarázatot. A rejtély első fátyla azonban lekerült ezekről a számokról: a rendszer második és harmadik periódusában akkor már csak hét-hét elem volt.
Mengyelejev nem helyezte az összes elemet az atomtömegek növekvő sorrendjébe; egyes esetekben inkább a kémiai tulajdonságok hasonlósága vezérelte. Tehát a kobalt Co atomtömege nagyobb, mint a nikkel-Nié, a tellúr Te is nagyobb, mint az I jódé, de Mengyelejev ezeket a Co-Ni, Te-I sorrendbe helyezte, és nem fordítva. Ellenkező esetben a tellúr a halogének csoportjába kerülne, a jód pedig a szelén-szel rokonává válna.
A Periodikus Törvény felfedezésében a legfontosabb a még fel nem fedezett kémiai elemek létezésének előrejelzése. Az alumínium Al alatt Mengyelejev helyet hagyott az analóg "ekaaluminum"-nak, a bór alatt az "ekabor", a szilícium alatt pedig az "ekasilicon"-nak. Mengyelejev így nevezte a még fel nem fedezett kémiai elemeket. Még az El, Eb és Es szimbólumokat is megadta nekik.
Az "ecasilicon" elemről Mengyelejev ezt írta: "Számomra úgy tűnik, hogy a kétségtelenül hiányzó fémek közül az lesz a legérdekesebb, amely a szénanalógok IV csoportjába, nevezetesen a III-as sorozatba tartozik. Ez egy fém lesz. közvetlenül a szilíciumot követi, és ezért nevezzük a felbuzdítását." Valójában ennek a még fel nem fedezett elemnek egyfajta „zár” lett volna, amely két tipikus nemfémet – szén-C-t és szilícium-Si-t – két tipikus fémmel – ón Sn-nel és ólommal Pb-vel – összeköt.
Nem minden külföldi kémikus ismerte fel azonnal Mengyelejev felfedezésének jelentőségét. Sokat változott a kialakult eszmék világában. Így Wilhelm Ostwald német fizikai kémikus, a leendő Nobel-díjas azzal érvelt, hogy nem a törvényt fedezték fel, hanem a „valami határozatlan” minősítés elvét. Robert Bunsen német kémikus, aki 1861-ben két új lúgos elemet fedezett fel, a rubídium Rb-t és a cézium-Cs-t, azt írta, hogy Mengyelejev a vegyészeket "a tiszta absztrakciók távoli világába viszi".
Hermann Kolbe, a lipcsei egyetem professzora 1870-ben „spekulatívnak” nevezte Mengyelejev felfedezését. Kolbe-t a durvaság és a kémia új elméleti nézeteinek elutasítása jellemezte. Különösen ellenezte a szerves vegyületek szerkezetének elméletét, és egy időben élesen támadta Jacob van't Hoff „Kémia az űrben” című cikkét. Később Van't Hoff lett az első Nobel-díjas kutatásaiért. Kolbe azonban azt javasolta, hogy az olyan kutatók, mint van't Hoff „zárják ki az igazi tudósok sorából, és vegyék be őket a spiritiszták táborába”!
A Periodikus Törvény évről évre egyre több támogatót nyert, felfedezője pedig egyre több elismerést. Mengyelejev laboratóriumában magas rangú látogatók jelentek meg, köztük még Konsztantyin Nyikolajevics nagyherceg, a haditengerészeti osztály vezetője is.
A gimnáziumban D. I. Mengyelejev eleinte közepesen tanult. Az archívumában őrzött negyedéves kimutatásokban sok a kielégítő osztályzat, az alsó és középső évfolyamokon több van. A középiskolában D. I. Mengyelejevet a fizikai és matematikai tudományok, valamint a történelem és a földrajz érdekelte, az univerzum szerkezete is érdekelte. Az 1849. július 14-én kapott érettségi bizonyítványban fokozatosan nőtt a fiatal iskolás fiú sikere. csak két kielégítő jegy volt: az istentörvény szerint (egy tárgy, amit nem szeretett) és az orosz irodalomból (jó jegy ebben a témában nem lehetett, mivel Mengyelejev nem tudott jól egyházi szlávul). A gimnázium D. I. Mengyelejev lelkében sok fényes emléket hagyott a tanárokról: Pjotr Pavlovics Ershovról - (a „A kis púpos ló” című mese szerzője), aki először a tobolszki gimnázium mentora, majd igazgatója volt; I. K. Rummelről - (fizika-matematika tanár), aki megnyitotta előtte a természet megismerésének útjait. 1850 nyara bajon ment keresztül. Először D. I. Mengyelejev dokumentumokat nyújtott be az Orvosi és Sebészeti Akadémiának, de nem ment át az első teszten - az anatómiai színházban való jelenléten. Anya egy másik utat javasolt - hogy tanár legyen. De a Főpedagógiai Intézetben egy évvel később, és éppen 1850-ben került sor a toborzásra. nem volt fogadás. Szerencsére a beadványnak megvolt a hatása, állami támogatással beíratták az intézetbe. Dmitrij Ivanovicsot már a második évében elragadták a laboratóriumi órák, érdekes előadások.
1855-ben D. I. Mengyelejev kiválóan aranyéremmel végzett az intézetben. Főiskolai tanári címet kapott. 1855. augusztus 27 Mengyelejev megkapta a szimferopoli vezető tanári kinevezéséről szóló dokumentumokat. Dmitrij Ivanovics sokat dolgozik: matematikát, fizikát, biológiát, fizikai földrajzot tanít. Két év alatt 70 cikke jelent meg a Nemzetoktatási Minisztérium folyóiratában.
1859 áprilisában a fiatal tudóst, Mengyelejevet külföldre küldték "a tudományok fejlesztésére". Találkozik N. N. Beketov orosz kémikussal, M. Berthelot híres kémikussal.
1860-ban D. I. Mengyelejev részt vett az első Nemzetközi Kémikus Kongresszuson a német Karlsruhe városában.
1861 decemberében Mengyelejev lett az egyetem rektora.
Mengyelejev három körülményt látott, amelyek véleménye szerint hozzájárultak a periodikus törvény felfedezéséhez:
Először is, a legtöbb ismert kémiai elem atomtömegét többé-kevésbé pontosan meghatározták;
Másodszor, világos koncepció jelent meg a kémiai tulajdonságaikban hasonló elemcsoportokról (természetes csoportokról);
Harmadszor, 1869-re. Számos ritka elem kémiáját tanulmányozták, amelyek ismerete nélkül nehéz lenne általánosítani.
Végül a döntő lépés a törvény felfedezése felé az volt, hogy Mengyelejev az atomtömegek nagysága szerint összehasonlította az összes elemet egymással.
1869 szeptemberében D. I. Mengyelejev kimutatta, hogy az egyszerű anyagok atomtérfogata periodikusan függ az atomtömegtől, és októberben felfedezte az elemek vegyértékét a sóképző oxidokban.
1870 nyarán Mengyelejev szükségesnek látta az indium, a cérium, az ittrium, a tórium és az urán hibásan meghatározott atomtömegének megváltoztatását, és ezzel összefüggésben megváltoztatta ezeknek az elemeknek a rendszerben való elhelyezését. Így az urán a természetes sorozat utolsó elemének bizonyult, az atomsúlyt tekintve a legnehezebbnek.
Ahogy új kémiai elemeket fedeztek fel, egyre hevesebben érezték azok rendszerezésének szükségességét. 1869-ben D. I. Mengyelejev megalkotta az elemek periodikus rendszerét, és felfedezte az alapjául szolgáló törvényt. Ez a felfedezés a 10. század összes korábbi fejleményének elméleti szintézise volt. : Mengyelejev összehasonlította az akkor ismert 63 kémiai elem fizikai és kémiai tulajdonságait azok atomtömegével, és feltárta az atomok két legfontosabb mennyiségileg mért tulajdonsága közötti kapcsolatot, amelyre az egész kémia épült - az atomsúly és a vegyérték.
Sok évvel később Mengyelejev a következőképpen írta le rendszerét: „Ez az elemek periodicitásával kapcsolatos nézeteim és megfontolásaim legjobb halmaza.” Mengyelejev először adta meg a periodikus törvény kanonikus megfogalmazását, amely a fizikai igazolása előtt létezett. : „Az elemek tulajdonságai, tehát az általuk alkotott egyszerű és összetett testek tulajdonságai periodikus kapcsolatban állnak atomsúlyukkal.
Kevesebb mint hat év alatt a hír elterjedt az egész világon: 1875-ben. A fiatal francia spektroszkópos, P. Lecoq de Boisbaudran új elemet izolált a Pireneusokban bányászott ásványból. Boisbaudran-t egy halvány ibolya színű vonal követte az ásvány spektrumában, amely egyik ismert kémiai elemnek sem tulajdonítható. Hazája tiszteletére, amelyet az ókorban Galliának hívtak, Boisbaudran galliumnak nevezte el az új elemet. A gallium egy nagyon ritka fém, és Boisbaudrannak nehezebb volt kivonnia egy gombostűfejnél alig nagyobb mennyiségben. Mi volt Boisbaudran meglepetése, amikor a Párizsi Tudományos Akadémián keresztül kapott egy orosz bélyegzővel ellátott levelet, amelyben az állt: a gallium tulajdonságainak leírásában minden helyes, kivéve a sűrűséget: a gallium nehezebb a víznél nem 4,7 alkalommal, ahogy Boisbaudran állította, de 5, 9 alkalommal. Más is felfedezte már a galliumot? Boisbaudran újra meghatározta a gallium sűrűségét azáltal, hogy a fémet alaposabb tisztításnak vetette alá. És kiderült, hogy tévedett, és a levél írójának - természetesen Mengyelejevnek volt az, aki nem látott galliumot - igaza volt: a gallium relatív sűrűsége nem 4,7, hanem 5,9 volt.
16 évvel Mengyelejev jóslata után pedig K. Winkler német kémikus felfedezett egy új elemet (1886), és germániumnak nevezte el. Ezúttal magának Mengyelejevnek nem kellett felhívnia a figyelmet arra, hogy ezt az újonnan felfedezett elemet ő is megjósolta korábban. Winkler megjegyezte, hogy a germánium teljes mértékben megfelel Mengyelejev ekasiliciójának. Winkler ezt írta művében: „Aligha lehet találni egy másik feltűnőbb bizonyítékot a periodicitás tanának érvényességére, mint egy újonnan felfedezett elemben. Ez nem csupán egy merész elmélet megerősítése, itt a kémiai perspektívák nyilvánvaló kibővülését látjuk, ami hatalmas lépés a tudás terén.
Több mint tíz új, senki számára ismeretlen elem létezését maga Mengyelejev jósolta meg. Egy tucat elemre – jósolta
helyes atomsúly. A természetben az új elemek utáni minden további kutatást a kutatók végeztek a periodikus törvény és a periodikus rendszer segítségével. Nemcsak az igazság keresésében segítették a tudósokat, hanem hozzájárultak a tudomány hibáinak és tévhiteinek kijavításához is.
Mengyelejev jóslatai ragyogóan beigazolódtak – három új elemet fedeztek fel: galliumot, szkandiumot, germániumot. A tudósokat régóta kínzó berillium talány megoldódott. Az atomtömegét végül pontosan meghatározták, és végleg bebizonyosodott az elem helye a lítium mellett. A 19. század 90-es éveire. Mengyelejev szerint "megerősödött az időszakos legalitás". A különböző országok kémia tankönyvei kétségtelenül elkezdték beépíteni Mengyelejev periodikus rendszerét. A nagy felfedezés egyetemes elismerést kapott.
A nagy felfedezések sorsa néha nagyon nehéz. Útjuk során olyan tesztek folynak, amelyek néha kétségbe vonják a felfedezés igazságát. Így volt ez az elemek periódusos rendszerével is.
A gáznemű kémiai elemek, az úgynevezett inert vagy nemesgázok váratlan felfedezésével hozták kapcsolatba. Ezek közül az első a hélium. Szinte az összes kézikönyv és lexikon a hélium felfedezésének dátumát 1868-ban datálja. és ezt az eseményt J. Jansen francia csillagászhoz és N. Lockyer angol asztrofizikushoz társítja. Jansen jelen volt a teljes napfogyatkozásnál Indiában 1868 augusztusában. Legfőbb érdeme pedig az, hogy a napfogyatkozás befejeztével megfigyelhette a napkiemelkedéseket. Csak napfogyatkozáskor figyelték meg őket. Lockyer kiemelkedéseket is megfigyelt. A Brit-szigetek elhagyása nélkül, az év október közepén. Mindkét tudós elküldte megfigyeléseik leírását a Párizsi Tudományos Akadémiának. De mivel London sokkal közelebb van Párizshoz, mint Kalkutta, a levelek október 26-án szinte egy időben jutottak el a címzetthez. Nem a Napon állítólag jelen lévő új elemről. Egy szó sem volt ezekben a levelekben.
A tudósok elkezdték részletesen tanulmányozni a kiemelkedések spektrumát. Hamarosan pedig arról számoltak be, hogy olyan vonalat tartalmaznak, amely nem tartozhat a Földön létező elemek egyik spektrumához sem. 1869 januárjában az olasz csillagász A. Secchi úgy jelölte meg. Egy ilyen rekordban spektrális „kontinensként” lépett be a tudomány történetébe. 1871. augusztus 3-án V. Thomson fizikus nyilvánosan beszélt az új napelemről a brit tudósok éves találkozóján.
Ez a hélium Napban való felfedezésének igaz története. Sokáig senki sem tudta megmondani, mi ez az elem, milyen tulajdonságai vannak. Egyes tudósok általában elutasították a hélium létezését a Földön, mivel az csak magas hőmérsékleten létezhet. Héliumot csak 1895-ben találtak a Földön.
Ilyen természetű D. I. Mengyelejev táblázatának eredete.
A periódusos kémiai elemek táblázatának felfedezése a kémia mint tudomány fejlődéstörténetének egyik fontos mérföldköve volt. A táblázat úttörője Dmitrij Mengyelejev orosz tudós volt. A legszélesebb tudományos látókörrel rendelkező rendkívüli tudósnak sikerült egyetlen koherens koncepcióba egyesítenie a kémiai elemek természetére vonatkozó összes elképzelést.
Az M24.RU ebben a cikkben elmondja a periódusos elemek táblázatának felfedezésének történetét, a Mengyelejevet körülvevő új elemek és népmesék felfedezésével kapcsolatos érdekes tényeket, valamint az általa létrehozott kémiai elemek táblázatát.
A táblázat megnyitásának története
A 19. század közepére 63 kémiai elemet fedeztek fel, és a tudósok világszerte többször is megkísérelték az összes létező elemet egyetlen fogalommá egyesíteni. Az elemeket az atomtömeg növekvő sorrendjében javasoltuk elhelyezni, és a kémiai tulajdonságok hasonlósága szerint csoportokba osztani.
1863-ban John Alexander Newland kémikus és zenész javasolta elméletét, aki a Mengyelejev által felfedezetthez hasonló kémiai elemek elrendezését javasolta, de a tudós munkáját a tudományos közösség nem vette komolyan, mivel a szerző elragadta a harmónia keresése és a zene kémiával való összekapcsolása.
1869-ben Mengyelejev közzétette a periódusos rendszer sémáját az Orosz Kémiai Társaság folyóiratában, és értesítést küldött a felfedezésről a világ vezető tudósainak. A jövőben a kémikus többször finomította és javította a sémát, amíg el nem nyerte ismert formáját.
Mengyelejev felfedezésének lényege, hogy az atomtömeg növekedésével az elemek kémiai tulajdonságai nem monoton módon, hanem periodikusan változnak. Bizonyos számú különböző tulajdonságú elem után a tulajdonságok ismétlődnek. Így a kálium a nátriumhoz, a fluor a klórhoz, az arany pedig az ezüsthöz és a rézhez hasonlít.
1871-ben Mengyelejev végre egyesítette az ideákat a Periodikus Törvénybe. A tudósok számos új kémiai elem felfedezését jósolták, és leírták kémiai tulajdonságaikat. Ezt követően a vegyész számításait teljes mértékben megerősítették - a gallium, a szkandium és a germánium teljes mértékben megfelelt azoknak a tulajdonságoknak, amelyeket Mengyelejev tulajdonított nekik.
Mesék Mengyelejevről
Sok mese szólt a híres tudósról és felfedezéseiről. Abban az időben az embereknek nemigen volt fogalmuk a kémiáról, és azt hitték, hogy a kémia olyasvalami, mint csecsemőktől levest enni és ipari méretekben lopni. Ezért Mengyelejev tevékenysége gyorsan pletykák és legendák tömegét szerezte meg.
Az egyik legenda szerint Mengyelejev álmában fedezte fel a kémiai elemek táblázatát. Az eset nem az egyetlen, ugyanígy beszélt felfedezéséről August Kekule, aki a benzolgyűrű képletét álmodta meg. Mengyelejev azonban csak nevetett a kritikusokon. „Talán húsz éve gondolkodom rajta, és azt mondod: Hirtelen beültem... készen!” – mondta egyszer a tudós felfedezéséről.
Egy másik történet Mengyelejevnek tulajdonítja a vodka felfedezését. 1865-ben a nagy tudós megvédte disszertációját „Beszéd az alkohol és a víz kombinációjáról” témában, és ez azonnal új legendát szült. A kémikus kortársai nevetve mondták, hogy a tudós „jól érzi magát a vízzel kombinált alkohol hatása alatt”, és a következő generációk már Mengyelejevet nevezték a vodka felfedezőjének.
Nevettek a tudós életmódján is, és főleg azon, hogy Mengyelejev egy hatalmas tölgy üregében szerelte fel laboratóriumát.
Emellett a kortársak ugratták Mengyelejev bőröndök iránti szenvedélyét. A tudós szimferopoli akaratlan tétlensége idején kénytelen volt bőröndök fonásával múlatni az időt. A jövőben önállóan készített kartondobozokat a laboratórium igényeire. E hobbi egyértelműen "amatőr" jellege ellenére Mengyelejevet gyakran "bőröndmesternek" nevezték.
A rádium felfedezése
A kémia történetének egyik legtragikusabb és egyben leghíresebb lapja és új elemek megjelenése a periódusos rendszerben a rádium felfedezéséhez kötődik. Új kémiai elemet fedeztek fel Marie és Pierre Curie házastársak, akik felfedezték, hogy az urán és az uránérc elválasztása után visszamaradt hulladék radioaktívabb, mint a tiszta urán.
Mivel akkor még senki sem tudta, mi az a radioaktivitás, a pletyka gyorsan az új elemnek tulajdonította a gyógyító tulajdonságokat és a tudomány által ismert szinte összes betegség gyógyításának képességét. A rádiumot élelmiszerek, fogkrémek, arckrémek tartalmazták. A gazdagok órákat viseltek, amelyek számlapját rádiumot tartalmazó festékkel festették. A radioaktív elemet a potencia javítására és a stressz enyhítésére javasolták.
Az ilyen "termelés" húsz egész évig tartott - egészen a huszadik század 30-as éveiig, amikor a tudósok felfedezték a radioaktivitás valódi tulajdonságait, és rájöttek, hogy a sugárzás milyen káros hatással van az emberi testre.
Marie Curie 1934-ben hunyt el sugárbetegségben, amelyet hosszú távú rádium-expozíció okozott.
Nebulium és Coronium
A periódusos rendszer nemcsak a kémiai elemeket egyetlen koherens rendszerbe rendezte, hanem számos új elem felfedezésének előrejelzését is lehetővé tette. Ugyanakkor egyes kémiai "elemeket" nem létezőnek nyilvánítottak, mivel azok nem illeszkednek a periódusos törvény fogalmába. A leghíresebb történet a köd és a korona új elemeinek „felfedezése”.
A naplégkör tanulmányozása során a csillagászok olyan spektrumvonalakat fedeztek fel, amelyeket nem tudtak azonosítani a Földön ismert kémiai elemek egyikével sem. A tudósok azt sugallták, hogy ezek a vonalak egy új elemhez tartoznak, amelyet koróniumnak neveztek (mivel a vonalakat a Nap "koronájának" - a csillag légkörének külső rétegének - tanulmányozása során fedezték fel.
Néhány évvel később a csillagászok újabb felfedezést tettek a gázködök spektrumának tanulmányozásával. A felfedezett vonalakat, amelyeket ismét semmi földivel nem lehetett azonosítani, egy másik kémiai elemnek, a ködnek tulajdonították.
A felfedezéseket kritizálták, mivel Mengyelejev periódusos rendszerében már nem volt hely a köd és a korona tulajdonságaival rendelkező elemek számára. Az ellenőrzés után kiderült, hogy a köd közönséges földi oxigén, a korona pedig erősen ionizált vas.
Az anyag nyílt forrásból származó információk alapján készült. Felkészítő: Vaszilij Makagonov @vmakagonov
absztrakt
„A periodikus törvény felfedezésének és megerősítésének története D.I. Mengyelejev"
Szentpétervár 2007
Bevezetés
Periodikus törvény D.I. Mengyelejev egy alapvető törvény, amely megállapítja a kémiai elemek tulajdonságainak periodikus változását az atommagok töltéseinek növekedésétől függően. Felfedezte D.I. Mengyelejev 1869 februárjában. Ha összehasonlítjuk az akkor ismert összes elem tulajdonságait és atomtömegük (súlyuk) értékét. A „periodikus törvény” kifejezést először Mengyelejev használta 1870 novemberében, majd 1871 októberében ő adta meg a Periodikus Törvény végső megfogalmazását: „...az elemek tulajdonságai, tehát az általuk alkotott egyszerű és összetett testek tulajdonságai. formában, periodikusan függenek atomsúlyuktól." A periodikus törvény grafikus (táblázatos) kifejezése a Mengyelejev által kidolgozott periodikus elemrendszer.
1. Más tudósok kísérletei a periodikus törvény levezetésére
A 19. század második felében a szervetlen kémia fejlődésében nagy jelentősége volt az elemek periodikus rendszerének, vagy periodikus osztályozásának. Ez az érték jelenleg kolosszális, mert maga a rendszer az anyag szerkezeti problémáinak tanulmányozása eredményeként fokozatosan elnyerte a racionalitásnak azt a fokát, amit csak az atomsúlyok ismeretében nem lehetett elérni. Az empirikus törvényszerűségről a törvényre való átmenet minden tudományos elmélet végső célja.
A kémiai elemek természetes osztályozásának alapjainak keresése és rendszerezése már jóval a Periodikus Törvény felfedezése előtt megkezdődött. Az ezen a területen elsőként tevékenykedő természettudósok nehézségeit a kísérleti adatok hiánya okozta: a 19. század elején. az ismert kémiai elemek száma még mindig túl kicsi volt, és sok elem atomtömegének elfogadott értéke pontatlan volt.
Eltekintve Lavoisier és iskolája azon próbálkozásaitól, hogy az elemek osztályozását a kémiai viselkedés analógiájának kritériuma alapján adják meg, az elemek periodikus osztályozásának első kísérlete Döbereineré.
Döbereiner triászok és az első elemrendszerek
1829-ben I. Döbereiner német vegyész kísérletet tett az elemek rendszerezésére. Észrevette, hogy egyes tulajdonságaikban hasonló elemek három csoportba vonhatók, amelyeket triádoknak nevezett: Li–Na–K; Ca-Sr-Ba; S-Se-Te; P–As–Sb; Cl–Br–I.
A javasolt lényege a triádok törvénye Döbereiner szerint a triád középső elemének atomtömege közel volt a triád két szélső eleme atomtömegeinek összegének (számtani átlagának) a feléhez. Bár Döbereinernek természetesen nem sikerült minden ismert elemet triádokra bontania, a triádok törvénye egyértelműen jelezte, hogy az atomtömeg és az elemek és vegyületeik tulajdonságai között összefüggés van. Minden további rendszerezési kísérlet az elemek atomtömegük szerinti elhelyezésén alapult.
Döbereiner elképzeléseit L. Gmelin dolgozta ki, aki kimutatta, hogy az elemek tulajdonságai és atomtömegeik közötti kapcsolat sokkal bonyolultabb, mint a triádok. 1843-ban Gmelin közzétett egy táblázatot, amelyben a kémiailag hasonló elemeket csoportokba rendezték az egymáshoz kapcsolódó (egyenértékű) súlyuk szerint növekvő sorrendben. Az elemek triádokat, valamint tetradokat és pentadokat (négy és öt elemből álló csoportokat) alkottak, és a táblázatban szereplő elemek elektronegativitása fentről lefelé gördülékenyen változott.
Az 1850-es években M. von Pettenkofer és J. Dumas javasolta az ún. differenciálrendszerek, amelyek célja az elemek atomtömegének változásának általános mintáinak azonosítása, amelyeket A. Strekker és G. Chermak német kémikusok dolgoztak ki részletesen.
A 60-as évek elején a XIX. több olyan mű jelent meg egyszerre, amelyek közvetlenül megelőzték a periódusos törvényt.
Chancourtois spirál
A. de Chancourtua az összes akkor ismert kémiai elemet egyetlen sorozatba rendezte, növelve az atomtömegüket, és a kapott sorozatot a henger felületére vitte fel az alapjából kiinduló vonal mentén, amely 45°-os szöget zár be a henger síkjával. az alap (az ún. földspirál). A henger felületének kibontásakor kiderült, hogy a henger tengelyével párhuzamos függőleges vonalakon hasonló tulajdonságú kémiai elemek találhatók. Tehát lítium, nátrium, kálium esett egy függőlegesre; berillium, magnézium, kalcium; oxigén, kén, szelén, tellúr stb. A de Chancourtois-spirál hátránya az volt, hogy teljesen eltérő kémiai viselkedésű elemek jelentek meg egy vonalban a kémiai természetükben hasonló elemekkel. A mangán az alkálifémek, a titán pedig, amelynek semmi köze nem volt hozzájuk, az oxigén és a kén csoportjába.
Newlands asztal
J. Newlands angol tudós 1864-ben közzétette az általa javasolt elemek táblázatát oktávok törvénye. Newlands kimutatta, hogy az atomtömegek növekvő sorrendjében elhelyezett elemek sorozatában a nyolcadik elem tulajdonságai hasonlóak az elsőhöz. Newlands megpróbálta ezt a függőséget, amely valójában a könnyű elemekre megy végbe, egyetemes jelleget adni. Táblázatában a hasonló elemek vízszintes sorokba rendeződtek, de gyakran kiderült, hogy teljesen eltérő tulajdonságú elemek egy sorba kerültek. Ezenkívül Newlands kénytelen volt két elemet elhelyezni néhány cellában; végül az asztal nem tartalmazott üres ülőhelyeket; ennek következtében az oktávok törvényét rendkívül szkeptikusan fogadták.
Odling és Meyer asztalok
Ugyanebben 1864-ben jelent meg L. Meyer német vegyész első táblázata; 28 elem került bele, vegyértékük szerint hat oszlopba helyezve. Meyer szándékosan korlátozta a táblázatban szereplő elemek számát, hogy hangsúlyozzák az atomtömeg szabályos (a Döbereiner-hármasokhoz hasonlóan) változását hasonló elemek sorozatában.
1870-ben Meyer kiadott egy új táblázatot "Az elemek természete az atomtömegük függvényében", amely kilenc függőleges oszlopból állt. Hasonló elemek helyezkedtek el a táblázat vízszintes soraiban; Meyer néhány cellát üresen hagyott. A táblázatot egy grafikon kíséri, amely egy elem atomtérfogatának az atomtömegtől való függését mutatja, amely jellegzetes fűrészfog alakú, tökéletesen illusztrálva a Mengyelejev által már akkor javasolt "periodikus" kifejezést.
2. Mit tettek a nagy felfedezés napja előtt
A periodikus törvény felfedezésének előfeltételeit D.I. könyvében kell keresni. Mengyelejev (a továbbiakban D.I.) "A kémia alapjai". D.I. könyve 2. részének első fejezetei 1869 elején írta. Az 1. fejezet a nátriumnak, a 2. fejezet analógjainak, a 3. a hőkapacitásnak, a 4. az alkáliföldfémeknek volt szentelve. A periódusos törvény felfedezésének napjára (1869. február 17.) valószínűleg már sikerült felvázolnia az egymáshoz közel álló alkálifémek és halogenidek arányának kérdését. atomitásuk (valenciájuk), valamint maguknak az alkálifémeknek az atomtömegükhöz viszonyított arányára vonatkozó kérdés. Közel került ahhoz a kérdéshez, hogy két egymással ellentétes pólusú elemcsoportot összehozzanak és összehasonlítsanak tagjaik atomtömegével, ami valójában már az elemek atomosságuk szerinti elosztása elvének elvetését és az elvre való átállást jelentette. atomtömegek szerinti eloszlásukról. Ez az átmenet nem a periodikus törvény felfedezésének előkészítése volt, hanem már magának a felfedezésnek a kezdete.
1869 elejére az elemek jelentős része a közös kémiai tulajdonságok alapján külön természeti csoportokba, családokba egyesült; ezzel együtt a másik részük szétszóródott, különálló elemeket különítve el, amelyek nem egyesültek külön csoportokba. A következőket tekintették szilárdan megalapozottnak:
- alkálifémek csoportja - lítium, nátrium, kálium, rubídium és cézium;
- alkáliföldfémek csoportja - kalcium, stroncium és bárium;
– oxigéncsoport – oxigén, kén, szelén és tellúr;
- nitrogéncsoport - nitrogén, foszfor, arzén és antimon. Ezenkívül gyakran adtak ide bizmutot, és a vanádiumot a nitrogén és az arzén hiányos analógjának tekintették;
- széncsoport - a szén, a szilícium és az ón, valamint a titán és a cirkónium a szilícium és az ón hiányos analógjainak számított;
- halogénatomok (halogenidek) csoportja - fluor, klór, bróm és jód;
– rézcsoport – réz és ezüst;
– cink csoport – cink és kadmium
– vas család – vas, kobalt, nikkel, mangán és króm;
- platinafémek családja - platina, ozmium, irídium, palládium, ruténium és ródium.
Bonyolultabb volt a helyzet az olyan elemekkel, amelyeket különböző csoportokhoz vagy családokhoz lehetett rendelni:
- ólom, higany, magnézium, arany, bór, hidrogén, alumínium, tallium, molibdén, volfrám.
Ezenkívül számos olyan elemet ismertek, amelyek tulajdonságait még nem vizsgálták kellően:
- ritkaföldfém elemek családja - ittrium, "erbium", cérium, lantán és "didim";
– nióbium és tantál;
– berillium;
3. Ünnepélyes megnyitó nap
DI. nagyon sokoldalú tudós volt. Régóta és nagyon erősen érdeklődött a mezőgazdasági kérdések iránt. Legszorosabb szerepet vállalt a Szentpétervári Szabad Gazdasági Társaság (VEO) tevékenységében, amelynek tagja volt. A VEO artel sajtkészítést szervezett számos északi tartományban. Ennek a kezdeményezésnek az egyik kezdeményezője N.V. Verescsagin. 1868 végén, i.e. míg D.I. kész kiadás. könyvének 2. részében Verescsagin a VEO-hoz fordult azzal a kéréssel, hogy küldje el a Társaság egyik tagját az artel sajtgyárak munkájának helyszíni ellenőrzésére. Az effajta utazáshoz való hozzájárulását D.I. 1868 decemberében számos artel sajtgyárat megvizsgált Tver tartományban. A felmérés kitöltéséhez további üzleti útra volt szükség. Éppen 1869. február 17-én tűzték ki az indulást.
Dmitrij Ivanovics Mengyelejev periodikus törvénye a természet egyik alapvető törvénye, amely összekapcsolja a kémiai elemek és az egyszerű anyagok tulajdonságainak függőségét azok atomtömegével. Jelenleg a törvény finomítása megtörtént, a tulajdonságok függését az atommag töltése magyarázza.
A törvényt orosz tudósok fedezték fel 1869-ben. Mengyelejev az Orosz Kémiai Társaság kongresszusának készült jelentésében terjesztette a tudományos közösség elé (a jelentést egy másik tudós készítette, mivel Mengyelejev a Szentpétervári Szabad Gazdasági Társaság utasítására sürgősen távozni kényszerült). Ugyanebben az évben megjelent a "A kémia alapjai" című tankönyv, amelyet Dmitrij Ivanovics írt a diákok számára. Ebben a tudós leírta a népszerű vegyületek tulajdonságait, és megpróbálta a kémiai elemek logikus rendszerezését is megadni. Elõször mutatott be egy táblázatot is periodikusan elrendezett elemekkel, a periodikus törvény grafikus értelmezéseként. A következő években Mengyelejev javította a táblázatát, például hozzáadott egy inert gáz oszlopot, amelyet 25 évvel később fedeztek fel.
A tudományos közösség még Oroszországban sem fogadta el azonnal a nagy orosz kémikus gondolatait. De miután három új elemet (gallium 1875-ben, szkandium 1879-ben és germánium 1886-ban) fedeztek fel, amelyeket Mengyelejev megjósolt és leírt híres jelentésében, a periodikus törvényt felismerték.
- Ez a természet egyetemes törvénye.
- A törvényt grafikusan ábrázoló táblázat nemcsak az összes ismert elemet tartalmazza, hanem azokat is, amelyek még felfedezés alatt állnak.
- Minden új felfedezés nem befolyásolta a törvény és a táblázat relevanciáját. A táblázatot javították és megváltoztatták, de a lényege változatlan maradt.
- Lehetővé tette egyes elemek atomtömegének és egyéb jellemzőinek tisztázását, új elemek létezésének előrejelzését.
- A vegyészek megbízható nyomokat kaptak arra vonatkozóan, hogyan és hol keressenek új elemeket. Emellett a törvény nagy valószínűséggel lehetővé teszi a még feltáratlan elemek tulajdonságainak előzetes meghatározását.
- Óriási szerepet játszott a 19. századi szervetlen kémia fejlődésében.
A felfedezés története
Van egy gyönyörű legenda, hogy Mengyelejev álmában látta az asztalát, reggel felébredt és leírta. Valójában ez csak egy mítosz. A tudós maga is sokszor elmondta, hogy életéből 20 évet szentelt az elemek periódusos rendszerének létrehozásának és javításának.
Az egész azzal a ténnyel kezdődött, hogy Dmitrij Ivanovics úgy döntött, hogy tankönyvet ír a diákok számára a szervetlen kémiáról, amelyben rendszerezni fogja az akkoriban ismert összes tudást. És természetesen támaszkodott elődei eredményeire és felfedezéseire. Az atomtömegek és az elemek tulajdonságainak kapcsolatára először Döbereiner német kémikus fordított figyelmet, aki az általa ismert elemeket hasonló tulajdonságú és súlyú, egy bizonyos szabálynak engedelmeskedő triádokra próbálta bontani. Mindegyik hármasban a középső elem súlya közel volt a két szélső elem számtani átlagához. A tudós így öt csoportot tudott kialakítani, például Li-Na-K; Cl–Br–I. De ezek messze nem voltak ismert elemek. Ráadásul az elemhármas nyilván nem merítette ki a hasonló tulajdonságokkal rendelkező elemek listáját. Később a németek Gmelin és von Pettenkofer, a francia J. Dumas és de Chancourtua, a brit Newlands és Odling próbáltak közös mintát találni. A német tudós, Meyer jutott a legmesszebbre, aki 1864-ben összeállított egy, a periódusos rendszerhez nagyon hasonló táblázatot, amely azonban csak 28 elemet tartalmazott, miközben 63-at már ismertek.
Elődeivel ellentétben Mengyelejevnek sikerült 
készítsen egy táblázatot, amely egy bizonyos rendszerben található összes ismert elemet tartalmazza. Ugyanakkor néhány cellát üresen hagyott, nagyjából kiszámolta egyes elemek atomsúlyát, és leírta tulajdonságaikat. Ezenkívül az orosz tudósnak volt bátorsága és előrelátása kijelenteni, hogy az általa felfedezett törvény a természet egyetemes törvénye, és "időszakos törvénynek" nevezte. „a”-t mondva továbbment, és kijavította a táblázatba nem illő elemek atomsúlyát. Közelebbről megvizsgálva kiderült, hogy helyesbítései helyesek voltak, és az általa leírt hipotetikus elemek felfedezése az új törvény igazságának végső megerősítése: a gyakorlat igazolta az elmélet érvényességét.
