1867-68 metų žiemą Mendelejevas pradėjo rašyti vadovėlį „Chemijos pagrindai“ ir iškart susidūrė su sunkumais sistemindamas faktinę medžiagą. Iki 1869 m. vasario vidurio, galvodamas apie vadovėlio struktūrą, jis pamažu priėjo prie išvados, kad paprastų medžiagų savybės (o tai yra cheminių elementų laisvos būsenos egzistavimo forma) ir elementų atominės masės sujungti tam tikru modeliu.
Mendelejevas mažai žinojo apie savo pirmtakų bandymus išdėstyti cheminius elementus taip, kad padidėtų jų atominės masės, ir apie incidentus, kilusius šiuo atveju. Pavyzdžiui, jis beveik neturėjo informacijos apie Chancourtois, Newlands ir Meyer darbus.
Lemiamas jo minčių etapas atėjo 1869 metų kovo 1 dieną (vasario 14 d., senuoju stiliumi). Diena anksčiau Mendelejevas parašė prašymą dėl dešimties dienų atostogų apžiūrėti Tverės gubernijos sūrio gamyklas „Artel“: gavo vieno iš Laisvosios ekonomikos draugijos vadovų A. I. Chodnevo laišką su rekomendacijomis dėl sūrio gamybos studijų.
Sankt Peterburge tą dieną buvo debesuota ir šalta. Medžiai girgždėjo nuo vėjo universiteto sode, kur žvelgė Mendelejevo buto langai. Dar gulėdamas lovoje Dmitrijus Ivanovičius išgėrė puodelį šilto pieno, tada atsistojo, nusiprausė ir nuėjo pusryčiauti. Jo nuotaika buvo nuostabi.
Pusryčių metu Mendelejevui kilo netikėta mintis: palyginti artimas įvairių cheminių elementų atomines mases ir jų chemines savybes.
Du kartus negalvodamas, kitoje M. Chodnevo laiško pusėje jis užrašė gana panašių atominių masių chloro Cl ir kalio K simbolius, atitinkamai lygus 35,5 ir 39 (skirtumas tik 3,5 vieneto). Toje pačioje laiške Mendelejevas nubraižė kitų elementų simbolius, ieškodamas tarp jų panašių „paradoksinių“ porų: fluoro F ir natrio Na, bromo Br ir rubidžio Rb, jodo I ir cezio Cs, kurių masių skirtumas padidėja nuo 4,0 iki 5,0. ir tada į 6.0. Tuo metu Mendelejevas negalėjo žinoti, kad „neapibrėžtoje zonoje“ tarp aiškių nemetalų ir metalų yra elementų – tauriųjų dujų, kurių atradimas vėliau reikšmingai pakeis periodinę lentelę.
Po pusryčių Mendelejevas užsidarė savo kabinete. Jis ištraukė nuo stalo vizitinių kortelių pakuotę ir kitoje pusėje pradėjo rašyti elementų simbolius ir pagrindines jų chemines savybes.
Po kurio laiko namiškiai išgirdo, kaip ėmė girdėti iš kabineto: "Uū! Raguotas. Oho, koks raguotas! Aš juos įveiksiu. Užmušiu!" Šie šūksniai reiškė, kad Dmitrijus Ivanovičius turėjo kūrybinį įkvėpimą.
Mendelejevas perkėlė korteles iš vienos horizontalios eilutės į kitą, vadovaudamasis atominės masės reikšmėmis ir paprastų medžiagų, kurias sudaro to paties elemento atomai, savybėmis. Ir vėl jam į pagalbą atėjo nuodugnios neorganinės chemijos žinios. Pamažu pradėjo formuotis būsimos cheminių elementų periodinės lentelės išvaizda.
Taigi iš pradžių šalia aliuminio elemento Al kortelės (atominė masė 27,4) jis padėjo kortelę su elementu berilis Be (atominė masė 14), pagal tuometinę tradiciją aliuminio analogu laikydamas berilį. Tačiau tada, palyginęs chemines savybes, jis uždėjo berilį ant magnio Mg. Suabejojęs tuo metu visuotinai priimta berilio atominės masės verte, jis pakeitė ją į 9,4, o berilio oksido formulę pakeitė iš Be2O3 į BeO (kaip magnio oksido MgO). Beje, „pataisyta“ berilio atominės masės reikšmė buvo patvirtinta tik po dešimties metų. Taip pat drąsiai jis pasielgė ir kitomis progomis.
Palaipsniui Dmitrijus Ivanovičius padarė galutinę išvadą, kad elementai, išdėstyti didėjančia jų atominių masių tvarka, rodo aiškų fizinių ir cheminių savybių periodiškumą.
Visą dieną Mendelejevas dirbo prie elementų sistemos, trumpas pertraukėles pažaisdamas su dukra Olga, papietauti ir pavakarieniauti.
1869 m. kovo 1 d. vakare jis nubalino savo sudarytą lentelę ir pavadinimu „Elementų sistemos eksperimentas pagal jų atominį svorį ir cheminį panašumą“ nusiuntė ją į spaustuvę, darydamas užrašus spausdinimo mašinoms ir sudėdamas. data „1869 m. vasario 17 d.“ (pagal senąjį stilių).
Taigi buvo atrastas periodinis dėsnis, kurio šiuolaikinė formuluotė yra tokia: „Paprastų medžiagų savybės, taip pat elementų junginių formos ir savybės yra periodiškai priklausomi nuo jų atomų branduolių krūvio. “
Mendelejevui tada buvo tik 35 metai.
Mendelejevas išsiuntė atspausdintus lapus su elementų lentele daugeliui šalies ir užsienio chemikų, o tik po to išvyko iš Sankt Peterburgo apžiūrėti sūrių gamyklų.
Prieš išvykdamas jis dar spėjo NA Menšutkinui, organiniam chemikui ir būsimam chemijos istorikui, perduoti straipsnio „Savybių santykis su elementų atominiu svoriu“ rankraštį publikavimui Rusijos chemijos draugijos žurnale. ir už bendravimą artėjančiame draugijos susirinkime.
1869 m. kovo 18 d. Menšutkinas, tuo metu buvęs draugijos raštininku, Mendelejevo vardu padarė nedidelį pranešimą apie Periodinį įstatymą. Pranešimas iš pradžių nesulaukė didelio chemikų dėmesio, o Rusijos chemikų draugijos prezidentas akademikas Nikolajus Zininas (1812-1880) pareiškė, kad Mendelejevas nedaro to, ką turėtų daryti tikras tyrinėtojas. Tiesa, po dvejų metų, perskaitęs Dmitrijaus Ivanovičiaus straipsnį „Natūrali elementų sistema ir jos pritaikymas tam tikrų elementų savybėms nurodyti“, Zininas persigalvojo ir parašė Mendelejevui: „Labai, labai geri, labai puikūs apytiksliai, net linksmi. skaityti, laimina Dievas sėkmės eksperimentiškai patvirtinant savo išvadas. Nuoširdžiai tau atsidavęs ir giliai gerbdamas N. Zinin.
Po Periodinio Įstatymo atradimo Mendelejevas dar turėjo daug nuveikti. Periodinio elementų savybių kitimo priežastis liko nežinoma, o pati periodinės lentelės struktūra, kur savybės kartojosi per septynis elementus aštuntajame, nerado paaiškinimo. Tačiau pirmasis paslapties šydas nuo šių skaičių buvo nuimtas: antrajame ir trečiajame sistemos laikotarpiais tada tebuvo po septynis elementus.
Mendelejevas nesudėliojo visų elementų didėjančia atomų masių tvarka; kai kuriais atvejais jis labiau vadovavosi cheminių savybių panašumu. Taigi, kobalto Co atominė masė yra didesnė nei nikelio Ni, telūro Te taip pat didesnę atominę masę nei jodo I, tačiau Mendelejevas juos išdėstė Co - Ni, Te - I tvarka, o ne atvirkščiai. Priešingu atveju telūras patektų į halogenų grupę, o jodas taptų seleno Se giminaičiu.
Svarbiausias dalykas atrandant periodinį dėsnį yra dar neatrastų cheminių elementų egzistavimo numatymas. Po aliuminiu Al Mendelejevas paliko vietą jo analogui „ekaaliuminiui“, po boru B – „ekabor“, o po siliciu Si – „ekasilicon“. Taip Mendelejevas pavadino cheminius elementus, kurie dar nebuvo atrasti. Jis netgi davė jiems simbolius El, Eb ir Es.
Apie elementą „ekasilikonas“ Mendelejevas rašė: „Man atrodo, kad įdomiausias iš neabejotinai trūkstamų metalų bus tas, kuris priklauso IV anglies analogų grupei, būtent III serijai. Tai bus metalas. iš karto po silicio, todėl pavadinsime jo susijaudinimą“. Išties šis dar neatrastas elementas turėjo tapti savotiška „spyna“, jungiančia du tipiškus nemetalus – anglį C ir silicį Si – su dviem tipiniais metalais – alavu Sn ir švinu Pb.
Ne visi užsienio chemikai iš karto įvertino Mendelejevo atradimo reikšmę. Tai labai pasikeitė nusistovėjusių idėjų pasaulyje. Taigi vokiečių fizikinis chemikas Vilhelmas Ostvaldas, būsimasis Nobelio premijos laureatas, įrodinėjo, kad buvo atrastas ne įstatymas, o principas klasifikuoti „kažką neapibrėžto“. Vokiečių chemikas Robertas Bunsenas, 1861 m. atradęs du naujus šarminius elementus – rubidžio Rb ir cezio Cs, rašė, kad Mendelejevas veda chemikus „į tolimą grynų abstrakcijų pasaulį“.
Hermannas Kolbe, Leipcigo universiteto profesorius, Mendelejevo atradimą pavadino „spekuliaciniu“ 1870 m. Kolbė išsiskyrė grubumu ir naujų chemijos teorinių pažiūrų atmetimu. Visų pirma jis buvo organinių junginių sandaros teorijos priešininkas ir vienu metu aštriai puolė Jacob van't Hoff straipsnį „Chemija erdvėje“. Van't Hoffas vėliau tapo pirmuoju Nobelio premijos laureatu už savo tyrimus. Tačiau Kolbe pasiūlė tokius tyrinėtojus kaip van't Hoffas „išbraukti iš tikrų mokslininkų gretų ir įtraukti juos į spiritistų stovyklą“!
Kasmet Periodinis įstatymas pelnydavo vis daugiau šalininkų, o jo atradėjas – vis didesnį pripažinimą. Mendelejevo laboratorijoje pradėjo atsirasti aukšto rango lankytojų, tarp kurių buvo net didysis kunigaikštis Konstantinas Nikolajevičius, laivyno skyriaus viršininkas.
Gimnazijoje D. I. Mendelejevas iš pradžių mokėsi vidutiniškai. Jo archyve saugomuose ketvirčio išrašuose yra daug patenkinamų pažymių, o žemesnėse ir vidurinėse klasėse jų yra daugiau. Vidurinėje mokykloje D. I. Mendelejevas susidomėjo fiziniais ir matematiniais mokslais, taip pat istorija ir geografija, domėjosi ir Visatos sandara. Pamažu jauno moksleivio sėkmė augo 1849 metų liepos 14 dieną gautame baigimo atestate. tenkinami tik du pažymiai: pagal Dievo įstatymą (dalykas, kurio jis nemėgo) ir rusų literatūroje (geras pažymys šia tema negalėjo būti, nes Mendelejevas gerai nemokėjo bažnytinės slavų kalbos). Gimnazija D. I. Mendelejevo sieloje paliko daug šviesių mokytojų prisiminimų: apie Piotrą Pavlovičių Eršovą – (pasakos „Arkliukas kuprotas“ autorių), kuris iš pradžių buvo Tobolsko gimnazijos mentorius, paskui direktorius; apie I. K. Rummel - (fizikos ir matematikos mokytoją), kuris atvėrė prieš jį gamtos pažinimo būdus. 1850 metų vasara išgyveno bėdą. Pirmiausia D. I. Mendelejevas pateikė dokumentus Medicinos ir chirurgijos akademijai, tačiau neišlaikė pirmojo testo – buvimo anatominiame teatre. Mama pasiūlė kitą būdą – tapti mokytoja. Tačiau Pagrindiniame pedagoginiame institute įdarbinimas buvo atliktas po metų ir kaip tik 1850 m. priėmimo nebuvo. Laimei, peticija turėjo įtakos, jis buvo įtrauktas į valstybės paramos institutą. Dmitrijus Ivanovičius jau antraisiais metais buvo nuviliotas pamokų laboratorijose, įdomių paskaitų.
1855 m. D. I. Mendelejevas puikiai baigė institutą aukso medaliu. Jam suteiktas vyresniojo mokytojo vardas. 1855 metų rugpjūčio 27 d Mendelejevas gavo dokumentus apie jo paskyrimą vyresniuoju mokytoju Simferopolyje. Dmitrijus Ivanovičius daug dirba: dėsto matematiką, fiziką, biologiją, fizinę geografiją. Per dvejus metus Tautos švietimo ministerijos žurnale paskelbė 70 straipsnių.
1859 metų balandį jaunasis mokslininkas Mendelejevas buvo išsiųstas į užsienį „mokslų tobulėjimui“. Susitinka su rusų chemiku N. N. Beketovu, su garsiu chemiku M. Berthelot.
1860 metais D. I. Mendelejevas dalyvavo pirmajame tarptautiniame chemikų kongrese Vokietijos Karlsrūhės mieste.
1861 metų gruodį Mendelejevas tapo universiteto rektoriumi.
Mendelejevas įžvelgė tris aplinkybes, kurios, jo nuomone, prisidėjo prie periodinio įstatymo atradimo:
Pirma, daugumos žinomų cheminių elementų atominės masės buvo daugiau ar mažiau tiksliai nustatytos;
Antra, atsirado aiški samprata apie cheminėmis savybėmis panašių elementų grupes (natūralios grupės);
Trečia, iki 1869 m. Buvo tiriama daugelio retų elementų chemija, kurių nežinant būtų sunku padaryti kokį nors apibendrinimą.
Galiausiai lemiamas žingsnis dėsnio atradimo link buvo tas, kad Mendelejevas palygino visus elementus tarpusavyje pagal atominių svorių dydį.
1869 metų rugsėjo mėn D. I. Mendelejevas parodė, kad paprastų medžiagų atominiai tūriai yra periodiškai priklausomi nuo atominių svorių, o spalį jis atrado druskas sudarančių oksidų elementų valentingumą.
1870 metų vasarą Mendelejevas manė, kad būtina pakeisti neteisingai nustatytus indžio, cerio, itrio, torio ir urano atominius svorius ir dėl to pakeitė šių elementų išdėstymą sistemoje. Taigi uranas pasirodė esąs paskutinis elementas natūralioje serijoje, sunkiausias pagal atominį svorį.
Atrandant naujus cheminius elementus, vis labiau išryškėjo poreikis juos sisteminti. 1869 m. D. I. Mendelejevas sukūrė periodinę elementų sistemą ir atrado jos pagrindą. Šis atradimas buvo teorinė visų ankstesnių 10-ojo amžiaus įvykių sintezė. : Mendelejevas palygino visų tuomet žinomų 63 cheminių elementų fizines ir chemines savybes su jų atominiais svoriais ir atskleidė ryšį tarp dviejų svarbiausių kiekybiškai išmatuotų atomų savybių, ant kurių buvo pastatyta visa chemija – atomo masės ir valentingumo.
Po daugelio metų Mendelejevas savo sistemą apibūdino taip: „Tai yra geriausias mano požiūrių ir svarstymų apie elementų periodiškumą rinkinys. : „Elementų savybės, taigi ir jų suformuotų paprastų ir sudėtingų kūnų savybės, yra periodiškai susijusios su jų atominiu svoriu.
Per nepilnus šešerius metus žinia pasklido po pasaulį: 1875 m. Jaunas prancūzų spektroskopuotojas P. Lecoqas de Boisbaudranas iš Pirėnų kalnuose iškasto mineralo išskyrė naują elementą. Boisbaudranas buvo atsektas silpna violetine linija mineralo spektre, kurios negalima priskirti jokiam žinomam cheminiam elementui. Savo tėvynės, kuri senovėje buvo vadinama Galija, garbei Boisbaudranas pavadino naują elementą galiu. Galis yra labai retas metalas, todėl Boisbaudranui buvo sunkiau išgauti jo kiekį, kuris buvo šiek tiek didesnis nei smeigtuko galvutė. Kuo nustebino Boisbaudranas, kai per Paryžiaus mokslų akademiją jis gavo laišką su rusišku antspaudu, kuriame parašyta: galio savybių aprašyme viskas teisinga, išskyrus tankį: galis sunkesnis už vandenį ne 4,7 kartų, kaip tvirtino Boisbaudranas, bet 5, 9 kartus. Ar kas nors anksčiau atrado galio? Boisbaudranas iš naujo nustatė galio tankį, atlikdamas metalą kruopščiau išvalydamas. Ir paaiškėjo, kad jis klydo, ir laiško autorius – tai, žinoma, galio nematęs Mendelejevas – buvo teisus: santykinis galio tankis buvo ne 4,7, o 5,9.
O praėjus 16 metų po Mendelejevo prognozės, vokiečių chemikas K. Winkleris atrado naują elementą (1886 m.) ir pavadino jį germaniu. Šį kartą pačiam Mendelejevui nereikėjo pabrėžti, kad šį naujai atrastą elementą jis taip pat numatė anksčiau. Winkleris pažymėjo, kad germanis visiškai atitinka Mendelejevo ekasiliciją. Winkleris savo darbe rašė: „Vargu ar įmanoma rasti kitą ryškesnį periodiškumo doktrinos pagrįstumo įrodymą, kaip naujai atrastame elemente. Tai ne tik drąsios teorijos patvirtinimas, čia matome akivaizdų cheminės perspektyvos išplėtimą, galingą žingsnį žinių srityje.
Daugiau nei dešimties naujų, niekam nežinomų elementų egzistavimą gamtoje numatė pats Mendelejevas. Jis numatė keliolika elementų
teisingas atominis svoris. Visas vėlesnes naujų elementų paieškas gamtoje tyrėjai atliko taikydami periodinį dėsnį ir periodinę sistemą. Jie ne tik padėjo mokslininkams ieškant tiesos, bet ir prisidėjo prie mokslo klaidų ir klaidingų nuomonių taisymo.
Mendelejevo prognozės puikiai pasiteisino – buvo atrasti trys nauji elementai: galis, skandis, germanis. Mokslininkus jau seniai kankinusi berilio mįslė įminta. Galiausiai buvo tiksliai nustatytas jo atominis svoris, o elemento vieta šalia ličio kartą ir visiems laikams patvirtinta. Iki 90-ųjų XIX a. , anot Mendelejevo, „sustiprintas periodinis teisėtumas“. Į skirtingų šalių chemijos vadovėlius, be jokios abejonės, buvo pradėta įtraukti Mendelejevo periodinė sistema. Didysis atradimas sulaukė visuotinio pripažinimo.
Didžiųjų atradimų likimas kartais būna labai sunkus. Jų kelyje vyksta išbandymai, kurie kartais net verčia abejoti atradimo tikrumu. Taip buvo ir su periodine elementų lentele.
Tai buvo siejama su netikėtu dujinių cheminių elementų, vadinamų inertinėmis arba tauriosiomis dujomis, rinkinio atradimu. Pirmasis iš jų yra helis. Beveik visose žinynuose ir enciklopedijose helio atradimas datuojamas 1868 m. ir sieja šį įvykį su prancūzų astronomu J. Jansenu ir anglų astrofiziku N. Lockyeriu. Jansenas dalyvavo visiškame saulės užtemime Indijoje 1868 m. rugpjūčio mėn. Ir pagrindinis jo nuopelnas yra tai, kad jis galėjo stebėti saulės iškilimus pasibaigus užtemimui. Jie buvo pastebėti tik per užtemimą. Lockyeris taip pat pastebėjo iškilimus. Neišvykus iš Britų salų, tų metų spalio viduryje. Abu mokslininkai savo stebėjimų aprašymus nusiuntė Paryžiaus mokslų akademijai. Tačiau kadangi Londonas yra daug arčiau Paryžiaus nei Kalkuta, laiškai beveik vienu metu pasiekė adresatą spalio 26 d. Ne apie jokį naują elementą, tariamai esantį Saulėje. Šiuose laiškuose nebuvo nė žodžio.
Mokslininkai pradėjo išsamiai tyrinėti iškilimų spektrus. Ir netrukus pasirodė pranešimų, kad juose yra linija, kuri negali priklausyti nė vieno iš Žemėje egzistuojančių elementų spektrui. 1869 metų sausio mėn italų astronomas A. Secchi pavadino jį kaip. Tokiu įrašu jis pateko į mokslo istoriją kaip spektrinis „žemynas“. 1871 metų rugpjūčio 3 dieną fizikas V. Tomsonas kasmetiniame britų mokslininkų susirinkime viešai prabilo apie naują saulės elementą.
Tai tikra helio atradimo saulėje istorija. Ilgą laiką niekas negalėjo pasakyti, kas tai per elementas, kokias savybes jis turi. Kai kurie mokslininkai apskritai atmetė helio egzistavimą žemėje, nes jis galėjo egzistuoti tik esant aukštai temperatūrai. Helis Žemėje buvo rastas tik 1895 m.
Toks yra D. I. Mendelejevo lentelės kilmės pobūdis.
Periodinių cheminių elementų lentelės atradimas buvo vienas iš svarbiausių etapų chemijos, kaip mokslo, raidos istorijoje. Lentelės pradininkas buvo rusų mokslininkas Dmitrijus Mendelejevas. Neeilinis mokslininkas, turintis plačiausią mokslinį akiratį, sugebėjo sujungti visas idėjas apie cheminių elementų prigimtį į vieną nuoseklią koncepciją.
Šiame straipsnyje M24.RU papasakos apie periodinių elementų lentelės atradimo istoriją, įdomius faktus, susijusius su naujų elementų atradimu ir liaudies pasakojimais, kurie supo Mendelejevą, ir jo sukurtą cheminių elementų lentelę.
Lentelės atidarymo istorija
Iki XIX amžiaus vidurio buvo atrasti 63 cheminiai elementai, o viso pasaulio mokslininkai ne kartą bandė sujungti visus esamus elementus į vieną koncepciją. Elementus pasiūlyta išdėstyti atominės masės didėjimo tvarka ir suskirstyti į grupes pagal cheminių savybių panašumą.
1863 m. savo teoriją pasiūlė chemikas ir muzikantas Johnas Alexanderis Newlandas, kuris pasiūlė cheminių elementų išdėstymą, panašų į tą, kurį atrado Mendelejevas, tačiau mokslininko darbas nebuvo rimtai priimtas mokslo bendruomenės dėl to, kad autorius buvo nuneštas harmonijos paieškos ir muzikos ryšio su chemija.
1869 m. Mendelejevas paskelbė savo periodinės lentelės schemą Rusijos chemijos draugijos žurnale ir išsiuntė pranešimą apie atradimą žymiausiems pasaulio mokslininkams. Ateityje chemikas ne kartą tobulino ir tobulino schemą, kol ji įgavo pažįstamą formą.
Mendelejevo atradimo esmė ta, kad didėjant atominei masei cheminės elementų savybės kinta ne monotoniškai, o periodiškai. Po tam tikro skaičiaus elementų, turinčių skirtingas savybes, savybės pradeda kartotis. Taigi kalis panašus į natrį, fluoras – į chlorą, o auksas – į sidabrą ir varį.
1871 m. Mendelejevas pagaliau sujungė idėjas į Periodinį įstatymą. Mokslininkai numatė kelių naujų cheminių elementų atradimą ir aprašė jų chemines savybes. Vėliau chemiko skaičiavimai buvo visiškai patvirtinti - galis, skandis ir germanis visiškai atitiko savybes, kurias jiems priskyrė Mendelejevas.
Pasakos apie Mendelejevą
Apie garsųjį mokslininką ir jo atradimus buvo daug pasakojimų. Tuo metu žmonės mažai suprato chemiją ir tikėjo, kad chemija yra kažkas panašaus į kūdikių sriubos valgymą ir vagystę pramoniniu mastu. Todėl Mendelejevo veikla greitai įgijo daugybę gandų ir legendų.
Viena iš legendų pasakoja, kad Mendelejevas miegodamas atrado cheminių elementų lentelę. Atvejis – ne vienintelis, apie savo atradimą taip pat kalbėjo apie benzeno žiedo formulę svajojęs Augustas Kekulė. Tačiau Mendelejevas iš kritikų tik juokėsi. „Galvoju apie tai gal dvidešimt metų, o jūs sakote: staiga atsisėdau... pasiruošęs!“, – kartą apie savo atradimą sakė mokslininkas.
Kita istorija Mendelejevui priskiriama degtinės atradimui. 1865 m. didysis mokslininkas apgynė disertaciją tema „Diskursas apie alkoholio derinį su vandeniu“ ir tai iš karto sukėlė naują legendą. Chemiko amžininkai juokėsi sakydami, kad mokslininkui „gerai sekasi apsvaigęs nuo alkoholio ir vandens“, o kitos kartos Mendelejevą jau vadino degtinės atradėju.
Jie taip pat juokėsi iš mokslininko gyvenimo būdo, o ypač iš to, kad Mendelejevas savo laboratoriją įrengė didžiulio ąžuolo įduboje.
Be to, amžininkai erzino Mendelejevo aistrą lagaminams. Mokslininkas savo nevalingo neveikimo Simferopolyje metu buvo priverstas praleisti laiką ausdamas lagaminus. Ateityje laboratorijos reikmėms savarankiškai gamino kartonines talpas. Nepaisant aiškiai „mėgėjiško“ šio pomėgio pobūdžio, Mendelejevas dažnai buvo vadinamas „lagaminų meistru“.
Radžio atradimas
Vienas tragiškiausių ir kartu žinomiausių puslapių chemijos istorijoje bei naujų elementų atsiradimas periodinėje lentelėje yra susijęs su radžio atradimu. Naują cheminį elementą atrado sutuoktiniai Marie ir Pierre'as Curie, kurie išsiaiškino, kad atskyrus uraną nuo urano rūdos likusios atliekos yra radioaktyvesnės nei grynas uranas.
Kadangi tada niekas nežinojo, kas yra radioaktyvumas, gandas greitai naujajam elementui priskyrė gydomąsias savybes ir gebėjimą išgydyti beveik visas mokslui žinomas ligas. Radis buvo įtrauktas į maisto produktus, dantų pastą, veido kremus. Turtingieji nešiojo laikrodžius, kurių ciferblatai buvo nudažyti dažais, kuriuose yra radžio. Radioaktyvusis elementas buvo rekomenduojamas kaip priemonė potencijai pagerinti ir stresui sumažinti.
Tokia „gamyba“ truko ištisus dvidešimt metų – iki XX amžiaus 30-ųjų, kai mokslininkai atrado tikrąsias radioaktyvumo savybes ir išsiaiškino, koks žalingas spinduliuotės poveikis žmogaus organizmui.
Marie Curie mirė 1934 m. nuo spindulinės ligos, kurią sukėlė ilgalaikis radžio poveikis.
Nebuliumas ir koronis
Periodinė lentelė ne tik suskirstė cheminius elementus į vieną nuoseklią sistemą, bet ir leido numatyti daugybę naujų elementų atradimų. Tuo pačiu metu kai kurie cheminiai „elementai“ buvo paskelbti neegzistuojančiais, remiantis tuo, kad jie netelpa į periodinio įstatymo sampratą. Garsiausia istorija – naujų ūko ir vainiko elementų „atradimas“.
Tyrinėdami Saulės atmosferą, astronomai atrado spektro linijas, kurių jie negalėjo tapatinti su jokiu Žemėje žinomu cheminiu elementu. Mokslininkai iškėlė prielaidą, kad šios linijos priklauso naujam elementui, kuris buvo vadinamas koroniu (nes linijos buvo aptiktos tiriant Saulės „vainiką“ – išorinį žvaigždės atmosferos sluoksnį).
Po kelerių metų astronomai, tyrinėdami dujinių ūkų spektrus, padarė dar vieną atradimą. Atrastos linijos, kurių vėlgi nebuvo galima tapatinti su niekuo žemišku, buvo priskirtos kitam cheminiam elementui – ūkui.
Atradimai buvo kritikuojami, nes Mendelejevo periodinėje lentelėje nebeliko vietos elementams, turintiems ūko ir vainiko savybių. Patikrinus buvo nustatyta, kad ūkas yra paprastas sausumos deguonis, o koronas yra labai jonizuota geležis.
Medžiaga sukurta remiantis informacija iš atvirų šaltinių. Parengė Vasilijus Makagonovas @vmakagonov
abstrakčiai
„Periodinio įstatymo atradimo ir patvirtinimo istorija D.I. Mendelejevas"
Sankt Peterburgas 2007 m
Įvadas
Periodinė teisė D.I. Mendelejevas yra pagrindinis dėsnis, nustatantis periodinį cheminių elementų savybių pasikeitimą, priklausomai nuo jų atomų branduolių krūvių padidėjimo. Atrado D.I. Mendelejevas 1869 m. vasario mėn. Lyginant visų tuo metu žinomų elementų savybes ir jų atominių masių (svorių) reikšmes. Terminą „periodinis dėsnis“ pirmą kartą pavartojo Mendelejevas 1870 m. lapkritį, o 1871 m. spalį pateikė galutinę periodinio įstatymo formuluotę: „... elementų savybės, taigi ir paprastų ir sudėtingų kūnų savybės. forma, periodiškai priklauso nuo jų atominės masės. Grafinė (lentinė) periodinio dėsnio išraiška yra Mendelejevo sukurta periodinė elementų sistema.
1. Kitų mokslininkų bandymai išvesti periodinį dėsnį
Periodinė elementų sistema arba periodinė klasifikacija turėjo didelę reikšmę neorganinės chemijos raidai XIX amžiaus antroje pusėje. Ši vertė šiuo metu yra kolosali, nes pati sistema, tirdama materijos sandaros problemas, pamažu įgavo tą racionalumo laipsnį, kurio neįmanoma pasiekti žinant tik atominius svorius. Perėjimas nuo empirinio dėsningumo prie teisės yra galutinis bet kurios mokslinės teorijos tikslas.
Natūralios cheminių elementų klasifikacijos pagrindų paieškos ir jų sisteminimas prasidėjo dar gerokai prieš Periodinio dėsnio atradimą. Sunkumai, su kuriais susidūrė pirmieji šioje srityje dirbę gamtos mokslininkai, kilo dėl eksperimentinių duomenų trūkumo: XIX a. žinomų cheminių elementų skaičius vis dar buvo per mažas, o priimtos daugelio elementų atominių masių vertės buvo netikslios.
Be Lavoisier ir jo mokyklos bandymų pateikti elementų klasifikaciją remiantis cheminės elgsenos analogijos kriterijumi, pirmasis bandymas periodiškai klasifikuoti elementus priklauso Döbereineriui.
Döbereinerio triados ir pirmosios elementų sistemos
1829 m. vokiečių chemikas I. Döbereineris bandė susisteminti elementus. Jis pastebėjo, kad kai kuriuos savo savybėmis panašius elementus galima sujungti į grupes po tris, kurias pavadino triadomis: Li–Na–K; Ca-Sr-Ba; S-Se-Te; P–As–Sb; Cl-Br-I.
Siūlomo esmė triadų dėsnis Döbereiner teigė, kad vidurinio triados elemento atominė masė buvo artima pusei dviejų kraštutinių triados elementų atominių masių sumos (aritmetinio vidurkio). Nors Döbereineriui natūraliai nepavyko suskaidyti visų žinomų elementų į triadas, triadų dėsnis aiškiai parodė ryšį tarp atominės masės ir elementų bei jų junginių savybių. Visi tolesni sisteminimo bandymai buvo pagrįsti elementų išdėstymu pagal jų atomines mases.
Döbereinerio idėjas plėtojo L. Gmelinas, kuris parodė, kad ryšys tarp elementų savybių ir jų atominių masių yra daug sudėtingesnis nei triadų. 1843 m. Gmelinas paskelbė lentelę, kurioje chemiškai panašūs elementai buvo suskirstyti į grupes jų jungiamojo (ekvivalentiško) svorio didėjimo tvarka. Elementai suformavo triadas, taip pat tetradas ir pentadas (keturių ir penkių elementų grupes), o elementų elektronegatyvumas lentelėje sklandžiai keitėsi iš viršaus į apačią.
1850 m M. von Pettenkoferis ir J. Dumas pasiūlė vadinamąjį. diferencialinės sistemos, skirtos nustatyti bendruosius elementų atominės masės kitimo modelius, kurias išsamiai sukūrė vokiečių chemikai A. Strekkeris ir G. Chermakas.
XIX amžiaus 60-ųjų pradžioje. iš karto pasirodė keli kūriniai, kurie buvo prieš pat periodinį įstatymą.
Chancourtois spiralė
A. de Chancourtua sudėliojo visus tuo metu žinomus cheminius elementus į vieną jų atominių masių didinimo seką ir gautą seriją pritaikė cilindro paviršiui išilgai linijos, išeinančios iš jo pagrindo 45° kampu į plokštumą. pagrindas (vadinamasis. žemės spiralė). Išskleidus cilindro paviršių, paaiškėjo, kad ant vertikalių linijų, lygiagrečių cilindro ašiai, yra panašių savybių cheminių elementų. Taigi, litis, natris, kalis nukrito ant vienos vertikalės; berilis, magnis, kalcis; deguonies, sieros, seleno, telūro ir kt. De Chancourtois spiralės trūkumas buvo tai, kad visiškai skirtingo cheminio elgesio elementai atsirado toje pačioje linijoje su elementais, kurie buvo panašūs savo chemine prigimtimi. Manganas pateko į šarminių metalų grupę, o su jais nieko bendro neturintis titanas – į deguonies ir sieros grupę.
Newlands stalas
Anglų mokslininkas J. Newlandsas 1864 metais paskelbė elementų lentelę, atspindinčią jo pasiūlytą oktavų dėsnis. Newlandsas parodė, kad elementų serijoje, išdėstytose didėjančia atominio svorio tvarka, aštuntojo elemento savybės yra panašios į pirmojo. Newlandsas bandė suteikti šiai priklausomybei, kuri iš tikrųjų vyksta šviesos elementams, universalumo. Jo lentelėje panašūs elementai buvo išdėstyti horizontaliomis eilėmis, tačiau visiškai skirtingų savybių elementai dažnai pasirodė esantys toje pačioje eilutėje. Be to, Newlandsas buvo priverstas kai kuriose ląstelėse įdėti du elementus; galiausiai ant stalo nebuvo tuščių vietų; dėl to oktavų dėsnis buvo priimtas itin skeptiškai.
Odling ir Meyer stalai
Tais pačiais 1864 metais pasirodė pirmoji vokiečių chemiko L. Mejerio lentelė; Į jį buvo įtraukti 28 elementai, išdėstyti šešiose skiltyse pagal jų valentingumą. Meyeris sąmoningai apribojo elementų skaičių lentelėje, siekdamas pabrėžti reguliarų (panašų į Döbereinerio triadas) atominės masės kitimą panašių elementų serijose.
1870 m. Meyer paskelbė naują lentelę „Elementų prigimtis kaip jų atominio svorio funkcija“, kurią sudaro devynios vertikalios stulpeliai. Panašūs elementai buvo išdėstyti horizontaliose lentelės eilutėse; Meyeris paliko kai kurias langelius tuščias. Prie lentelės buvo pateiktas elemento atominio tūrio priklausomybės nuo atominės masės grafikas, turintis būdingą pjūklo formą, puikiai iliustruojantis tuo metu jau Mendelejevo pasiūlytą terminą „periodiškumas“.
2. Kas buvo padaryta iki didžiojo atradimo dienos
Periodinio įstatymo atradimo prielaidų reikėtų ieškoti D. I. knygoje. Mendelejevas (toliau D.I.) „Chemijos pagrindai“. Pirmieji šios D.I. knygos 2 dalies skyriai. rašė 1869 m. pradžioje.1 skyrius buvo skirtas natriui, 2-as - jo analogams, 3-as - šiluminei talpai, 4-as - šarminių žemių metalams. Periodinio dėsnio atradimo dieną (1869 m. vasario 17 d.) jis tikriausiai jau sugebėjo išspręsti tokių priešingų poliarinių elementų, kaip šarminiai metalai ir halogenidai, santykio klausimą, kurie buvo artimi vienas kitam. jų atomiškumas (valentiškumas), taip pat klausimas apie pačių šarminių metalų santykį pagal jų atominį masę. Jis priartėjo prie dviejų priešingų poliarinių elementų grupių sujungimo ir palyginimo pagal jų narių atominį svorį, o tai iš tikrųjų jau reiškė elementų pasiskirstymo pagal atomiškumą principo atmetimą ir perėjimą prie šio principo. jų pasiskirstymo pagal atominius svorius. Šis perėjimas buvo ne pasirengimas periodinio dėsnio atradimui, o jau paties atradimo pradžia.
Iki 1869 m. pradžios nemaža dalis elementų buvo sujungti į atskiras gamtines grupes ir šeimas pagal bendras chemines savybes; kartu su tuo išsibarstė ir kita jų dalis, atskiri atskiri elementai, kurie nebuvo sujungti į specialias grupes. Šie dalykai buvo laikomi tvirtai patvirtintais:
- šarminių metalų grupė - ličio, natrio, kalio, rubidžio ir cezio;
- šarminių žemių metalų grupė - kalcis, stroncis ir baris;
– deguonies grupė – deguonis, siera, selenas ir telūras;
- azoto grupė - azotas, fosforas, arsenas ir stibis. Be to, čia dažnai buvo pridedama bismuto, o vanadis buvo laikomas nepilnu azoto ir arseno analogu;
- anglies grupė - anglis, silicis ir alavas, o titanas ir cirkonis buvo laikomi nepilnais silicio ir alavo analogais;
- halogenų (halogenidų) grupė - fluoras, chloras, bromas ir jodas;
– vario grupė – varis ir sidabras;
– cinko grupė – cinkas ir kadmis
– geležies šeima – geležis, kobaltas, nikelis, manganas ir chromas;
- platinos metalų šeima - platina, osmis, iridis, paladis, rutenis ir rodis.
Situacija buvo sudėtingesnė dėl tokių elementų, kuriuos buvo galima priskirti skirtingoms grupėms ar šeimoms:
- švinas, gyvsidabris, magnis, auksas, boras, vandenilis, aliuminis, talis, molibdenas, volframas.
Be to, buvo žinoma nemažai elementų, kurių savybės dar nebuvo pakankamai ištirtos:
- retųjų žemių elementų šeima - itris, "erbis", ceris, lantanas ir "didimas";
– niobis ir tantalas;
– berilio;
3. Iškilminga atidarymo diena
DI. buvo labai įvairiapusis mokslininkas. Jis ilgai ir labai stipriai domėjosi žemės ūkio klausimais. Labiausiai jis dalyvavo Sankt Peterburgo laisvosios ekonomikos draugijos (VEO), kurios narys buvo, veikloje. VEO organizavo artelinio sūrio gamybą daugelyje šiaurinių provincijų. Vienas iš šios iniciatyvos iniciatorių buvo N.V. Veresčaginas. 1868 metų pabaigoje, t.y. tuo tarpu D.I. baigtas numeris. 2 savo knygoje Vereščiaginas kreipėsi į VEO su prašymu atsiųsti vieną iš draugijos narių, kad šis apžiūrėtų artel sūrių fabrikų darbą vietoje. Sutikimą su tokia kelione išreiškė D.I. 1868 m. gruodį jis ištyrė keletą sūrio gamyklų Tverės provincijoje. Norint užpildyti apklausą, prireikė papildomos komandiruotės. Kaip tik 1869 metų vasario 17 dieną buvo numatytas išvykimas.
Periodinis Dmitrijaus Ivanovičiaus Mendelejevo dėsnis yra vienas iš pagrindinių gamtos dėsnių, susiejantis cheminių elementų ir paprastų medžiagų savybių priklausomybę su jų atominėmis masėmis. Šiuo metu dėsnis yra išgrynintas, o savybių priklausomybė paaiškinama atomo branduolio krūviu.
Įstatymą Rusijos mokslininkai atrado 1869 m. Mendelejevas jį pristatė mokslo bendruomenei pranešime Rusijos chemijos draugijos suvažiavimui (pranešimą padarė kitas mokslininkas, nes Mendelejevas buvo priverstas skubiai išvykti Sankt Peterburgo laisvosios ekonomikos draugijos nurodymu). Tais pačiais metais buvo išleistas vadovėlis „Chemijos pagrindai“, kurį studentams parašė Dmitrijus Ivanovičius. Jame mokslininkas aprašė populiarių junginių savybes, taip pat bandė pateikti logišką cheminių elementų sisteminimą. Taip pat pirmą kartą pateikta lentelė su periodiškai išdėstytais elementais kaip grafinė periodinio įstatymo interpretacija. Visus vėlesnius metus Mendelejevas tobulino savo lentelę, pavyzdžiui, pridėjo inertinių dujų stulpelį, kuris buvo atrastas po 25 metų.
Mokslo bendruomenė ne iš karto priėmė didžiojo rusų chemiko idėjas net Rusijoje. Tačiau atradus tris naujus elementus (galio 1875 m., skandžio 1879 m. ir germanio 1886 m.), kuriuos numatė ir aprašė Mendelejevas savo garsiojoje ataskaitoje, periodinis dėsnis buvo pripažintas.
- Tai universalus gamtos dėsnis.
- Įstatymą grafiškai pavaizduojančioje lentelėje yra ne tik visi žinomi elementai, bet ir tie, kurie dar tik atrandami.
- Visi nauji atradimai neturėjo įtakos įstatymo ir lentelės aktualumui. Lentelė tobulinama ir keičiama, tačiau jos esmė išliko nepakitusi.
- Tai leido išsiaiškinti kai kurių elementų atominius svorius ir kitas charakteristikas, numatyti naujų elementų egzistavimą.
- Chemikai gavo patikimų patarimų, kaip ir kur ieškoti naujų elementų. Be to, įstatymas leidžia su didele tikimybe iš anksto nustatyti dar neatrastų elementų savybes.
- Jis vaidino didžiulį vaidmenį plėtojant neorganinę chemiją XIX amžiuje.
Atradimų istorija
Yra graži legenda, kad Mendelejevas sapne pamatė savo stalą, o ryte pabudęs jį užsirašė. Tiesą sakant, tai tik mitas. Pats mokslininkas ne kartą yra sakęs, kad 20 savo gyvenimo metų skyrė periodinės elementų lentelės kūrimui ir tobulinimui.
Viskas prasidėjo nuo to, kad Dmitrijus Ivanovičius nusprendė parašyti neorganinės chemijos vadovėlį studentams, kuriame ketino susisteminti visas tuo metu žinomas žinias. Ir, žinoma, jis rėmėsi savo pirmtakų pasiekimais ir atradimais. Pirmą kartą dėmesį į atominių svorių ir elementų savybių santykį atkreipė vokiečių chemikas Döbereineris, mėginęs jam žinomus elementus suskaidyti į panašių savybių ir svorio triadas, paklūstančias tam tikrai taisyklei. Kiekviename trigubyje vidurinis elementas turėjo svorį, artimą dviejų kraštutinių elementų aritmetiniam vidurkiui. Taip mokslininkas sugebėjo sudaryti penkias grupes, pavyzdžiui, Li-Na-K; Cl-Br-I. Tačiau tai buvo toli gražu ne visi žinomi elementai. Be to, elementų trijulė akivaizdžiai neišsėmė panašių savybių elementų sąrašo. Vėliau mėgino rasti bendrą raštą vokiečiai Gmelinas ir von Pettenkoferiai, prancūzai J. Dumas ir de Chancourtua, britai Newlands ir Odling. Labiausiai pažengė vokiečių mokslininkas Meyeris, kuris 1864 m. sudarė lentelę, labai panašią į periodinę lentelę, tačiau joje buvo tik 28 elementai, o 63 jau buvo žinomi.
Skirtingai nei jo pirmtakams, Mendelejevui tai pavyko 
sudaryti lentelę, kurioje būtų visi žinomi elementai, esantys tam tikroje sistemoje. Tuo pačiu metu jis paliko kai kurias ląsteles tuščias, apytiksliai apskaičiuodamas kai kurių elementų atominius svorius ir apibūdindamas jų savybes. Be to, rusų mokslininkas turėjo drąsos ir toliaregiškumo pareikšti, kad jo atrastas dėsnis yra universalus gamtos dėsnis ir pavadino jį „periodiniu dėsniu“. Sakydamas „a“, jis nuėjo toliau ir pataisė į lentelę netelpančių elementų atominius svorius. Atidžiau panagrinėjus paaiškėjo, kad jo pataisymai buvo teisingi, o jo aprašytų hipotetinių elementų atradimas buvo galutinis naujojo įstatymo tiesos patvirtinimas: praktika įrodė teorijos pagrįstumą.
