اكتشاف صغير لكن رائع لمندليف. ديمتري مندليف

في 19 أكتوبر 1875 ، في تقرير في اجتماع للجمعية الفيزيائية في جامعة سانت بطرسبرغ ، طرح ديمتري مندليف فكرة منطاد مع جندول مضغوط لدراسة طبقات الغلاف الجوي على ارتفاعات عالية. كان دميتري مندليف شخصًا وعالمًا واسع المعرفة ، وباحثًا في العديد من العلوم. خلال حياته ، قام منديليف بالعديد من الاكتشافات العظيمة. قررنا اليوم اختيار الإنجازات الخمسة الرئيسية لديمتري مندليف.

إنشاء بالون محكوم

درس ديمتري مندليف الغازات في الكيمياء. كان منديليف مهتمًا أيضًا بمشاريع البالونات والبالونات الستراتوسفيرية. لذلك في عام 1875 طور مشروع بالون الستراتوسفير بحجم حوالي 3600 متر مكعب مع جندول مغلق ، مما يشير إلى إمكانية الصعود إلى الغلاف الجوي العلوي ، وبعد ذلك صمم بالونًا متحكمًا به محركات.

إنشاء جدول دوري للعناصر الكيميائية

كان أحد الإنجازات الرئيسية لدميتري إيفانوفيتش مندليف إنشاء جدول دوري للعناصر الكيميائية. هذا الجدول هو تصنيف للعناصر الكيميائية التي تحدد اعتماد الخصائص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. الجدول عبارة عن تعبير بياني عن القانون الدوري ، الذي وضعه منديليف نفسه. ومن المعروف أيضًا أن الجدول الدوري ، الذي طوره منديليف أكثر في إطار الكيمياء ، كان عبارة عن تنظيم جاهز لأنواع الذرات لفروع جديدة من الفيزياء.

اكتشاف درجة الحرارة الحرجة

إنجاز هام آخر لمندليف هو اكتشاف "نقطة الغليان المطلقة للسوائل" ، أي درجة الحرارة الحرجة. اكتشف مندليف درجة الحرارة الحرجة في عام 1860 ، وأنشأ مختبرًا في منزله ، حيث قام بفحص التوتر السطحي للسوائل في درجات حرارة مختلفة. في حد ذاتها ، في الديناميكا الحرارية ، تعني "درجة الحرارة الحرجة" درجة الحرارة عند النقطة الحرجة ، أي عند درجة حرارة أعلى من النقطة الحرجة ، لا يمكن تكثيف الغاز عند أي ضغط.

اكتشاف معادلة الحالة العامة للغاز المثالي

معادلة الغاز المثالية للحالة هي الصيغة التي تحدد العلاقة بين الضغط والحجم المولي ودرجة الحرارة المطلقة للغاز المثالي. تسمى هذه المعادلة بمعادلة Claiperon-Mendeleev ، على وجه التحديد لأن كلا من هؤلاء العلماء ساهم في اكتشاف المعادلة. إذا احتوت معادلة كلابيرون على ثابت غاز غير عالمي ، يجب قياس قيمته لكل غاز ، فإن منديليف وجد عامل التناسب لما أسماه ثابت الغاز العام.

نقدم انتباهكم إلى المقالة التالية من سلسلتنا "Life of Remarkable Minds".

في الاجتماع التالي للجمعية الكيميائية الروسية ، الذي عقد في 6 مارس 1869 ، لم يكن ديمتري إيفانوفيتش مندليف حاضرًا. تم استدعاؤه بشكل غير متوقع إلى أحد المصانع الكيماوية التي تم افتتاحها مؤخرًا. لذلك ، قرأ تقريره "علاقة الخصائص بالوزن الذري للعناصر" صديقه ، المحرر الأول لمجلة RHO ، نيكولاي ألكساندروفيتش مينشوتكين. استمع العلماء المجتمعون بهدوء إلى المتحدث ، وربت عليه بأدب ، وتفرقوا ببطء. كان كل شيء وكأن شيئًا لم يحدث ، والعالم بعد هذا التقرير ظل كما كان قبله.

الآن يعرف حتى تلاميذ المدارس أن مندليف رأى جدوله الدوري في المنام. ولا يمكن القول أن هذه المعلومات غير صحيحة. أخبر العالم نفسه على الأقل كيف نام ، بعد ثلاثة أيام من التفكير المنطقي المؤلم. وفجأة: "أرى بوضوح طاولة في المنام ، حيث العناصر مرتبة حسب الحاجة. استيقظت ، وكتبت على الفور على قطعة من الورق ونمت مرة أخرى. فقط في مكان واحد تبين لاحقًا أن التصحيح ضروري. في وقت لاحق ، عندما أصبحت أهمية الاكتشاف واضحة لجميع المتعلمين ، اتصل الصحفيون المثيرون بالإثارة حوله في جميع أنحاء العالم. هنا ، كما يقولون ، كيف تتحول النظريات العظيمة: استلقى الرجل ، ونام ، ورأى شيئًا لنفسه واستيقظ بالفعل مكتشفًا عظيمًا. أخيرًا ، استجابة لطلب آخر لمعرفة كيف يمكن رؤية شيء مفيد مثل "الجدول الدوري" في المنام ، هذه المرة من مراسل "بطرسبورغ ليستك" ، لم يستطع العالم تحمله ، ففجر: " ... ليس بنسًا واحدًا مقابل الخط (رسوم الجريدة القياسية ، - V.Ch.)! ليس مثلك! لقد كنت أفكر في الأمر ربما لخمسة وعشرين عامًا ، وأنت تعتقد: كنت جالسًا ، وفجأة كنت جالسًا لخط ، ونيكل لخط ، وقد انتهيت ...!

كانت قصة "عيد الغطاس النائم" هذه مجرد واحدة من الأساطير القليلة التي ارتبطت بها الشائعات الشعبية والكتاب والصحف باسم العالم العظيم. بشكل عام ، كان هناك عدد كبير منهم.

على الرغم من أن ديمتري إيفانوفيتش ولد في عائلة مثقفة ذات تقاليد قديمة ، لا يمكن تسمية لقبه القديم. جده ، كاهن القرية بافل ماكسيموفيتش ، كان سوكولوف. وبقي واحد فقط من الأبناء الأربعة ، تيموثي ، في لقبه ، بينما حصل الثلاثة الآخرون ، وفقًا لعادات رجال الدين في ذلك الوقت ، بعد تخرجهم من المدرسة ، على ألقاب مختلفة. الأول ، الإسكندر ، باسم القرية التي خدم فيها والده ، أصبح تيخوماندريتسكي ، والثاني ، فاسيلي ، باسم الرعية - بوكروفسكي ، والثالث ، إيفان ، أُطلق عليه اسم الجيران وأبناء الرعية المنتظمين لسوكولوف ، أصحاب الأراضي منديليف.بعد تخرجه من مدرسة لاهوتية ، ذهب إيفان إلى الخط العلماني ، ودرس في القسم اللغوي في المعهد التربوي الرئيسي في سانت بطرسبرغ ، والذي أصبح فيما بعد جامعة الولاية ، وبعد ذلك تم تعيينه "مدرسًا للفلسفة والفنون الجميلة والاقتصاد السياسي "في توبولسك. هناك بالفعل تزوج من ابنة التاجر ماريا دميترييفنا كورنيليفا ، التي أنجبت له 17 طفلاً. السابع عشر ، "الطفل الأخير" ، في 27 يناير 1834 ، أصبح ديمتري. على الرغم من أنك إذا عدت بطريقة مختلفة ، فهو التاسع ، منذ أن مات ثمانية في سن الطفولة.

بحلول ذلك الوقت ، كانت عائلة منديليف قد وصلت إلى ذروة رفاهيتها الاقتصادية: كان إيفان بافلوفيتش بالفعل مديرًا لمدارس توبولسك للألعاب الرياضية والمدارس في منطقة توبولسك. لكن هذا الازدهار انهار على الفور. في نفس عام 1834 ، أصبح والد ديمتري أعمى بسبب إعتام عدسة العين وتقاعد ، وكان حجمه صغيرًا للغاية.

هنا ، بالمناسبة ، أصبحت الفطنة الريادية لوالدة منديليف ، الموروثة من والدها ، مفيدة. نقلت عائلتها إلى قرية Aremzyanskoe ، حيث كان لأخيها مصنع زجاج صغير. أقام شقيقه بشكل دائم في موسكو ، وعهد بإدارة المشروع إلى ماريا. في عام 1841 ، تم إرسال ميتيا إلى صالة توبولسك للألعاب الرياضية. ترتبط أسطورة أخرى معروفة بهذه الفترة ، والتي غالبًا ما يواسيها الخاسرون. يعلم الجميع أن Mitya Mendeleev ، في المستقبل - عالم لامع ، ترك في صالة للألعاب الرياضية للعام الثاني. كان هذا صحيحًا ، فقد تركوه فقط ليس بسبب الأداء الأكاديمي الضعيف ، ولكن لأنهم أرسلوه إلى هناك ليس في سن الثامنة ، كما كان من المفترض ، ولكن في سن السابعة فقط بشرط أن يدرس في الصف الأول لمدة عامين على التوالي.

في عام 1847 ، توفي إيفان بافلوفيتش ، ثم سقطت جميع الاهتمامات الخاصة بإعالة عائلة كبيرة إلى حد ما على عاتق ماريا ديميترييفنا. حاولت أن تمنح جميع الأطفال أفضل تعليم ممكن ، وعندما تخرجت ديما الأخيرة من صالة للألعاب الرياضية ، وأكملت جميع "أعمالها الزجاجية" ، وباعت كل ما كان في توبولسك وانتقلت إلى سانت بطرسبرغ مع ابنها وأصغرها بنت. حيث ، بناءً على طلبها المستمر ، التحق ديمتري بنفس المعهد التربوي الذي تخرج منه والده ، فقط في كلية الفيزياء والرياضيات. ومع ذلك ، أعطى الطالب الشاب تفضيلًا أكبر ، كما قد يتبادر إلى ذهنك ، للكيمياء وعلم المعادن ، والتي كان يدرسها أساتذة مشهورون "جد الكيمياء الروسية" ألكسندر فوسكريسنسكي وستيبان كوتورغا. تحت إشرافهم ، في عام 1854 ، نشر أول عمل جاد له ، التحليل الكيميائي للأورثيت من فنلندا.

بعد ذلك بعام ، تخرج منديليف من المعهد بميدالية ذهبية ، وحصل على لقب "كبير المعلمين" وغادر للتدريس من سانت بطرسبرغ الباردة إلى أوديسا الدافئة ، حيث عمل لمدة عام في مدرسة ريشيليو الثانوية. ومع ذلك ، هنا لم يقم بالتدريس بقدر ما قام بتدريس أطروحة الماجستير الخاصة به حول موضوع "هيكل مركبات السيليكا" ، والتي دافع عنها بالفعل في عام 1856. كانت الأطروحة ناجحة ، وفقًا لنتائج الدفاع ، حصل Mendeleev على درجة الماجستير ومنصب Privatdozent في جامعة سانت بطرسبرغ.

في عام 1859 ، "من أجل تحسين العلوم" ، تم إرسال كيميائي شاب واعد إلى هايدلبرغ بألمانيا ، حيث درس العلاقة بين الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد لمدة عامين. في هذا المجال ، نجح ، على وجه الخصوص ، في إثبات أن هناك درجة حرارة قصوى لا يمكن أن توجد فيها أي مادة إلا في الحالة الغازية. بالعودة إلى سانت بطرسبرغ ، سرعان ما كتب ونشر كتابًا مدرسيًا رائعًا عن الكيمياء العضوية ، والذي جلب له شهرة كبيرة في الأوساط المستنيرة.

في ربيع عام 1863 ، تزوج من ابنة الكاتب الشهير ، مؤلف The Little Humpback Horse ، Pyotr Ershov ، الذي علمه ، بالمناسبة ، الأدب في صالة الألعاب الرياضية ، Feozva Nikitichna Leshcheva. كانت تكبر زوجها بست سنوات وأنجبت له ثلاثة أطفال. في الوقت نفسه ، مُنحت له جائزة ديميدوف لائقة جدًا عن "الكيمياء العضوية" ، وبعد ذلك بقليل تولى منصب أستاذ مشارك متفرغ في قسم الكيمياء العضوية في جامعة سانت بطرسبورغ بدرجة كبيرة. راتب 1200 روبل في السنة. في الوقت نفسه ، حصل في نفس الوقت على منصب أستاذ و- بالفعل كأستاذ- شقة في المعهد. وهكذا ، تم إزالة جميع المشاكل المادية التي عانت العائلات الشابة بشكل أساسي ، ويمكن للعالم أن يكرس نفسه للبحث الكيميائي بقلب نقي.

درس خليط الماء والكحول لأكثر من عام وتوصل في النهاية إلى أن المحلول يحتوي على أعلى كثافة ، حيث يوجد C2H5OH لثلاثة جزيئات H2O. في عام 1865 ، دافع عن أطروحته لنيل درجة الدكتوراه حول موضوع "الخطاب حول الجمع بين الكحول والماء". منه يتدفق عضويا أسطورة أخرى تدعي أن مندليف هو من اخترع الفودكا الروسية. تقول الأسطورة أنه "في رسالته ، أثبت ديمتري إيفانوفيتش بشكل مقنع أن القوة المثلى" للمياه الواهبة للحياة "هي 38 درجة ، والتي جمعتها الحكومة القيصرية إلى 40". لكن بغض النظر عن مدى إعادة قراءة هذه الرسالة ، فلن نجد كلمة واحدة عن المشروب الذي أحبّه الأشخاص الموجودون فيه. في الواقع ، لتسهيل حساب ضرائب الإنتاج المفروضة على كل درجة ، أنشأت الحكومة الروسية حصنًا يبلغ 40 درجة في عام 1843 ، عندما كان منديليف بالكاد يبلغ من العمر 9 سنوات. وكانت 38 درجة هي الحد الأدنى ، وبعد ذلك بدأت العقوبات على المنتجات منخفضة الجودة.

بعد فترة وجيزة من الدفاع ، أصبح منديليف بالفعل أستاذًا عاديًا في الجامعة. عندها ، أثناء عمله على كتاب مدرسي جديد عن الكيمياء غير العضوية ، فكر في كيفية ارتباط الوزن الذري للعناصر الكيميائية وخصائصها الأخرى. للتوضيح ، بدأ بطاقة منفصلة لكل عنصر ، أدخل عليها معلومات مختصرة عنه. حمل العالم حزمة من هذه البطاقات معه طوال الوقت وغالبًا ما كان يقوم بفرزها ، ووضعها مثل بطاقة سوليتير ماكرة. الذي طوره بحلول فبراير 1869.

باعتراف الجميع ، لم ينجح الأمر تمامًا. بعض العناصر لا تتوافق تمامًا مع المكان الذي وضعه العالم عليها. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك ثلاثة "ثقوب" في الجدول الناتج. الذي "ملأه" مندلييف بثلاثة عناصر خيالية - "إيكا بورون" و "إيكا-سليكون" و "إيكا-ألمنيوم". كل هذا سمح لبعض زملائه أن يتهموا الكيميائي بالتلاعب بالعلم وسحبهم تحت "نظريته السخيفة". "النظام الدوري" الذي أنشأه منديليف حقًا "أطلق" فقط في عام 1875 ، عندما أعلن الكيميائي الفرنسي Lecoq de Boisbaudran اكتشاف عنصر جديد - الغاليوم بثقل محدد 4.7. لاحظ منديليف بعد ذلك أن هذا العنصر مناسب بشكل مثالي تقريبًا لمكان "eka-aluminium" ، مع الفارق الوحيد أن الأخير كان له وزن محسوب بحوالي 5.9. أبلغ العالم بذلك زميله الفرنسي الذي أجرى تجارب أكثر دقة واكتشف أن الوزن الحقيقي للغاليوم هو 5.94. بعد ذلك ، انتشرت أسماء الكيميائيين في جميع أنحاء العالم ، واندفع العلماء بشكل محموم لتحسين البيانات القديمة ، والتي تتوافق أكثر فأكثر مع ما قدمه الجدول ، والبحث عن العناصر المتوقعة. في عام 1879 تم اكتشاف "eka-boron" - "scandium" ، وفي عام 1885 تم اكتشاف "eka-silicon" - "germanium". كل هذه العناصر تتطابق تمامًا مع ما تنبأت به النظرية الجديدة لهم. التي بحلول ذلك الوقت قد أصبحت بالفعل معترفًا بها بشكل عام.

ولكن على خلفية هذا النجاح العلمي المثير للإعجاب ، عانت الحياة الشخصية للعالم من إخفاق واضح بشكل متزايد. كانت العلاقات مع زوجته ، وقبل ذلك غير مهمة ، بحلول نهاية سبعينيات القرن التاسع عشر ، كان ديمتري إيفانوفيتش مستاءً تمامًا. ولكن على الرماد القديم ، اشتعلت شعلة نار الحب الحقيقي. كان خطأ ابنة القوزاق من Uryupinsk ، آنا إيفانوفنا بوبوفا ، التي كانت غالبًا في المنزل. يُحسب لها الفضل في القول إن السيدة لم تسع على الإطلاق لتدمير خلية المجتمع. بمجرد أن أدركت آنا إلى أي مدى ذهبت مشاعر ديمتري ، حاولت إيقاف كل شيء ، فغادرت ببساطة سانت بطرسبرغ إلى إيطاليا. ومع ذلك ، كان كل شيء خطيرًا للغاية ، وبعد أن علم برحلة حبيبته ، قام العالم بسرعة بتعبئة أغراضه وطارده. بعد شهر ، أعاد آنا إيفانوفنا إلى سانت بطرسبرغ ، وسرعان ما أنشأوا عائلة جديدة. لأكثر من 20 عامًا من الزواج ، جلبت آنا لزوجها أربعة أطفال آخرين.

لا تعتقد أن مندليف كان يعمل فقط في الكيمياء. على العكس من ذلك ، من الصعب الآن العثور على مجال لا يثبت فيه أنه متخصص لامع. في الأكاديمية الإمبراطورية للعلوم ، تم إدراجه ضمن القسم "المادي". ومن بين رجال النفط الروس ، كان يعتبر الأخصائي الأهم الذي اقترح مشاريع أول خطوط أنابيب النفط ومحطات ضخ النفط. في عام 1879 ، طور مخططات تكنولوجية لأول مصنع روسي لإنتاج زيت المحرك.

في عام 1875 ، حسب Mendeleev تصميم بالون الستراتوسفير مع كابينة مضغوطة للارتفاع في الغلاف الجوي العلوي.وفي صيف عام 1887 ، كطيار ، صعد هو نفسه فوق الغيوم في سلة من منطاد مملوء بالهيدروجين من أجل مراقبة كسوف الشمس. لقد كان إنجازًا حقيقيًا ، لأن العالم لم يكن لديه خبرة في علم الطيران من قبل. كان من المفترض أن يتحكم الطيار المحترف ، ألكساندر كوفانكو ، في البالون ، لكن المطر هطل في اليوم السابق ، وتبلل البالون وثقله ولم يستطع رفع شخصين. بعد ذلك ، هبط العالم كوفانكو من الجندول ، معلنا أنه سيتعامل مع الكرة بنفسه. تحت سيطرته ، ارتفع المنطاد إلى ارتفاع 4 كيلومترات تقريبًا وطار أكثر من 100 كيلومتر ، وبعد ذلك قام مندليف بهبوط ناجح تمامًا. هو نفسه كتب عن هذه الحالة: "... لعب دور مهم في قراري ... من خلال اعتبار أنهم عادة ما يفكرون بنا ، أساتذة وعلماء بشكل عام ، في كل مكان ، ما نقوله ، ننصح ، لكننا لا" لا أعرف كيف نتقن الأمور العملية ، فنحن ، مثل جنرالات شيشرين ، نحتاج دائمًا إلى فلاح للقيام بالمهمة ، وإلا فإن كل شيء سيسقط من أيدينا. أردت أن أثبت أن هذا الرأي ، رغم أنه ربما يكون صحيحًا في بعض النواحي الأخرى ، غير عادل لعلماء الطبيعة الذين يقضون حياتهم كلها في المختبر ، في الرحلات ، وبشكل عام في دراسة الطبيعة. من المؤكد أننا يجب أن نكون قادرين على إتقان هذه الممارسة ، وبدا لي أنه من المفيد إثبات ذلك بطريقة تجعل كل شخص يعرف الحقيقة يومًا ما بدلاً من التحيز. هنا ، من أجل هذا ، أتيحت فرصة ممتازة ". لهذه الرحلة ، حصل العالم على ميدالية خاصة من أكاديمية الأرصاد الجوية.

في منتصف سبعينيات القرن التاسع عشر ، كان دميتري مندليف عضوًا في لجنة دراسة الظواهر المتوسطة.الآن سوف يطلق عليها "لجنة مكافحة العلوم الزائفة". جنبا إلى جنب مع علماء مشهورين آخرين ، نجح في الكشف عن مكائد الوسائط المختلفة.

في أواخر سبعينيات القرن التاسع عشر ، أصبح العالم مهتمًا ببناء السفنوصاغ "تجمع تجريبي لاختبار السفن". وفي أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر ، تم ضمه إلى لجنة بناء أول كاسحة جليد في القطب الشمالي في العالم. تم إطلاق كاسحة الجليد "إرماك" في عام 1898.

أصبح في عام 1892 عالمًا وصيًا للغرفة الرئيسية للمقاييس والأوزان ، صمم موازين فائقة الدقة لوزن المواد الغازية والصلبة. بصفته خبيرًا اقتصاديًا بارزًا ، في نهاية القرن ، نصح وزير المالية ، الكونت ويت ، بشأن مسألة الضرائب وقانون الجمارك الجديد. كتب منديليف في أعماله عن الديموغرافيا: "إن الهدف الأسمى للسياسة يتم التعبير عنه بوضوح في تطوير ظروف التكاثر البشري". بالمناسبة ، وفقًا لحساباته ، بحلول منتصف القرن العشرين ، كان يجب أن يكون عدد سكان روسيا 800 مليون شخص.

أخيرًا ، هناك أسطورة شائعة أخرى تدعي أن مندليف كان سيدًا للحقائب ويحب صنع حقيبتين جديدتين في أوقات فراغه. وعلى الرغم من عدم ترك حقيبة سفر واحدة لنا منه ، إلا أن هذه الأسطورة لها نوع من الأساس. الحقيقة هي أنه في شبابه ، في وقت كان فيه العمل والمال شحيحًا ، تعلم حقًا أساسيات تجليد الكتب والعلب الكرتونية وغالبًا ما كان يصنع مجلدات وتجليد لاحتياجاته الخاصة. حتى أنه بطريقة ما ، كونه بالفعل عالمًا جادًا ، صنع مقعدًا صغيرًا ولكنه قوي من الورق المقوى ، والذي نجا حتى يومنا هذا. اشترى العالم مواد لهذا الغرض في Gostiny Dvor. عندها سمع ذات مرة حوارًا مكتومًا خلفه: "من هو هذا الرجل الموقر؟" "ألا تعرف؟ هذا هو سيد الحقائب الشهير منديليف ". كان للعالم الحماقة أن يخبر أصدقاءه عن هذه الحكاية ، وأخبروا معارفهم ، وقصة "سيد حقيبة كبيرة" ، في شكل معدّل قليلاً ، ذهبت في نزهة عبر صفحات الصحف وعبر أذهانهم. سكان المدينة.

لكن الأسطورة الأخيرة - وهي عدم حصول الكيميائي العظيم على جائزة نوبل بسبب صراع مع عائلة نوبل - قد تكون صحيحة ، على الرغم من عدم وجود دليل موثق على ذلك. تم ترشيح العالم للجائزة ثلاث سنوات متتالية - في 1905 و 1906 و 1907. لأول مرة ، تفوق عليه الكيميائي العضوي الألماني أدولف باير.

في عام 1906 ، منحت لجنة نوبل بالفعل جائزة منديليف ، لكن الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم عكست هذا القرار. وهنا ، على الأرجح ، كان لممارسة الضغط التي قام بها ابن شقيق ألفريد نوبل ووريثه الرئيسي ، إيمانويل ، الذي ترأس بعد ذلك أكبر شركة نفط روسية ، شراكة نوبل براذرز ، تأثير. من المعروف أن مندليف انتقد علانية نوبل واتهمهم بموقف مفترس تجاه النفط الروسي. لذلك ، من الناحية النظرية البحتة ، يمكن أن يؤثر إيمانويل ، الذي كان له وزن معين في دوائر نوبل ، على مصير الجائزة. ومع ذلك ، يبدو هذا غير مرجح: لم يكن السويدي الروسي إيمانويل نوبل انتقاميًا. وله ، نحن مدينون ليس أقله بوجود الجائزة. بما أن الوصية التي ذكرت فيها صاغها العم مع انتهاكات جسيمة وكان من الممكن أن يحتج عليها إيمانويل لصالحه. ومع ذلك ، تعرّف الشاب نوبل عليه ، الأمر الذي كاد يضع الشركة العائلية ، التي يمتلك فيها ألفريد ثلث الأصول ، على شفا الانهيار.

أخيرًا ، تم اتخاذ قرار حازم بمنح جائزة نوبل للكيميائي الروسي في عام 1907. ومع ذلك ، وفقًا للإرادة ، لا يمكن إعطاؤه إلا لعالم حي. لكن توفي ديمتري إيفانوفيتش مندليف في 20 يناير 1907.

اليوم ، سميت مدينة ، بلدات ، محطات سكك حديدية ، محطات مترو ، بركان ، قمة جبلية ، نهر جليدي ، فوهة قمرية ، كويكب باسمه ؛ ​​المعاهد والمدارس والمنظمات العلمية وغير العلمية والجمعيات والمؤتمرات والمجلات والمصانع والمصانع التي تحمل اسمه. وفي عام 1955 ، أدرج العلماء الأمريكيون اسمه في الجدول الدوري الذي أنشأه. قرر ألفريد جورسو ، وبورويل هارفي ، وجريجوري شوبان ، وستانلي طومسون ، الذين اكتشفوا من قبلهم ، تسمية العنصر 101 منديليف تكريما للعالم الروسي الأسطوري.

منديليف ديمتري إيفانوفيتش عالم روسي ، كيميائي لامع ، فيزيائي ، باحث في مجال علم القياس ، الديناميكا المائية ، الجيولوجيا ، خبير عميق في الصناعة ، صانع أدوات ، اقتصادي ، رائد طيران ، مدرس ، شخصية عامة وأصلي. مفكر.

الطفولة والشباب

ولد العالم العظيم عام 1834 ، في 8 فبراير ، في توبولسك. كان الأب إيفان بافلوفيتش مديرًا لمدارس المنطقة وصالة ألعاب توبولسك ، وهو من عائلة القس بافيل ماكسيموفيتش سوكولوف ، روسي الجنسية.

قام إيفان بتغيير لقبه في طفولته ، حيث كان طالبًا في مدرسة تفير. من المفترض أن هذا تم تكريما لعرابه ، مالك الأرض منديليف. في وقت لاحق ، أثيرت مسألة جنسية اسم العالم مرارًا وتكرارًا. وبحسب بعض المصادر ، فقد شهدت على أصول يهودية ، بحسب مصادر أخرى ، لأصول ألمانية. قال دميتري مينديليف نفسه إن إيفان حصل على اللقب من قبل معلمه من المدرسة اللاهوتية. أجرى الشاب تبادلًا ناجحًا وبالتالي أصبح مشهورًا بين زملائه في الفصل. وفقًا لكلمتين - "لإجراء تغيير" - تم تضمين إيفان بافلوفيتش في ورقة التدريب.

كانت الأم ماريا دميترييفنا (ني كورنيليفا) تعمل في تربية الأطفال وتدبير شؤون المنزل ، وكانت تتمتع بسمعة طيبة باعتبارها امرأة ذكية وذكية. كان ديمتري الأصغر في الأسرة ، وكان الأخير من بين أربعة عشر طفلاً (وفقًا لمصادر أخرى ، كان الأخير من سبعة عشر طفلاً). في سن العاشرة ، فقد الصبي والده ، الذي أصبح أعمى وسرعان ما مات.

خلال دراسته في صالة الألعاب الرياضية ، لم يُظهر ديمتري قدراته ؛ كانت اللاتينية هي الأصعب بالنسبة له. غرست والدته حب العلم ، كما شاركت في تكوين شخصيته. أخذت ماريا دميترييفنا ابنها للدراسة في سانت بطرسبرغ.

في عام 1850 ، في سانت بطرسبرغ ، دخل الشاب المعهد التربوي الرئيسي في قسم العلوم الطبيعية في قسم الفيزياء والرياضيات. كان أساتذته أساتذة E. Kh Lenz و A. A. Voskresensky و N.V Ostrogradsky.

أثناء الدراسة في المعهد (1850-1855) ، أظهر منديليف قدرات غير عادية. كطالب ، نشر مقالاً بعنوان "عن التماثل" وعدد من التحليلات الكيميائية.

العلم

في عام 1855 ، حصل ديمتري على دبلوم بميدالية ذهبية وأرسل إلى سيمفيروبول. هنا يعمل كمدرس كبير في صالة للألعاب الرياضية. مع اندلاع حرب القرم ، انتقل منديليف إلى أوديسا وتلقى منصبًا تدريسيًا في مدرسة ثانوية.

في عام 1856 عاد مرة أخرى إلى سان بطرسبرج. يدرس في الجامعة ويدافع عن أطروحته ويدرس الكيمياء. في الخريف يدافع عن أطروحة أخرى ويعين خاصًا بالجامعة.

في عام 1859 ، تم إرسال مندليف في رحلة عمل إلى ألمانيا. يعمل في جامعة هايدلبرغ ، يجهز المختبر ، يستكشف السوائل الشعرية. هنا كتب مقالتين "عن درجة حرارة الغليان المطلق" و "تمدد السوائل" ، واكتشف ظاهرة "درجة الحرارة الحرجة".

في عام 1861 ، عاد العالم إلى سان بطرسبرج. يؤلف الكتاب المدرسي "الكيمياء العضوية" ، وحصل على جائزة ديميدوف. في عام 1864 ، كان بالفعل أستاذًا ، وبعد ذلك بعامين ترأس القسم ، وقام بالتدريس وعمل في أساسيات الكيمياء.

في عام 1869 ، قدم النظام الدوري للعناصر ، والذي كرس حياته لتحسينه. في الجدول ، قدم مندليف الكتلة الذرية لتسعة عناصر ، ثم أضاف مجموعة الغازات النبيلة إلى الكود ، وترك مجالًا للعناصر التي لم يتم اكتشافها بعد. في التسعينيات ، ساهم ديمتري مندليف في اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي. تضمن القانون الدوري أدلة على العلاقة بين خصائص العناصر وحجمها الذري. الآن ، بجانب كل جدول من العناصر الكيميائية توجد صورة للمكتشف.

في 1865-1887 طور نظرية الحلول الهيدرات. في عام 1872 ، بدأ في دراسة مرونة الغازات ، وبعد عامين استخلص معادلة الغاز المثالية. من بين إنجازات Mendeleev في هذه الفترة إنشاء مخطط للتقطير الجزئي للمنتجات البترولية ، واستخدام الخزانات وخطوط الأنابيب. بمساعدة ديمتري إيفانوفيتش ، توقف حرق الذهب الأسود في الأفران تمامًا. أصبحت عبارة العالم "حرق الزيت مثل تسخين الموقد بالأوراق النقدية" قول مأثور.

كان مجال النشاط الآخر للعالم هو البحث الجغرافي. في عام 1875 ، زار ديمتري إيفانوفيتش مؤتمر باريس الجغرافي الدولي ، حيث قدم اختراعه ، مقياس الارتفاع التفاضلي ، إلى المحكمة. في عام 1887 ، شارك العالم في رحلة بالون إلى الغلاف الجوي العلوي لمراقبة كسوف كلي للشمس.

في عام 1890 ، تسبب شجار مع مسؤول رفيع المستوى في مغادرة مندليف للجامعة. في عام 1892 ، اخترع كيميائي طريقة لإنتاج مسحوق عديم الدخان. في الوقت نفسه ، تم تعيينه حارسًا لمستودع الأوزان والمقاييس النموذجية. هنا يستأنف النماذج الأولية للجنيه والأرشين ، ويشارك في الحسابات من خلال مقارنة معايير المقاييس الروسية والإنجليزية.

بمبادرة من Mendeleev ، في عام 1899 ، تم تقديم النظام المتري للقياسات اختياريًا. في 1905 و 1906 و 1907 ، تم ترشيح العالم كمرشح لجائزة نوبل. في عام 1906 ، منحت لجنة نوبل الجائزة لمندلييف ، لكن الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم لم تؤكد هذا القرار.

كان لمندليف ، الذي ألف أكثر من ألف ونصف عمل ، سلطة علمية ضخمة في العالم. لمزاياه ، حصل العالم على العديد من الألقاب العلمية ، والجوائز الروسية والأجنبية ، وكان عضوًا فخريًا في عدد من الجمعيات العلمية في الداخل والخارج.

الحياة الشخصية

في شبابه ، وقع حادثة غير سارة لديمتري. انتهت مغازلة الفتاة سونيا ، التي كان يعرفها منذ الطفولة ، في خطوبة. لكن الجمال المدلل لم يذهب إلى التاج. عشية الزفاف ، عندما كانت الاستعدادات على قدم وساق ، رفض Sonechka الزواج. اعتبرت الفتاة أنه ليس من المنطقي تغيير شيء ما إذا كانت الحياة جيدة بالفعل.

عانى ديمتري بشكل مؤلم من استراحة مع عروسه ، لكن الحياة استمرت كالمعتاد. من الأفكار الثقيلة كان يشتت انتباهه برحلة إلى الخارج وإلقاء محاضرات وأصدقاء حقيقيين. بدأ استئناف العلاقات مع Feozva Nikitichnaya Leshcheva ، الذي كان يعرفه سابقًا ، في مقابلتها. كانت الفتاة أكبر بـ 6 سنوات من ديمتري ، لكنها بدت شابة ، لذلك كان فارق السن غير محسوس.

في عام 1862 أصبحا زوجًا وزوجة. ولدت الابنة الأولى ماشا عام 1863 ، لكنها عاشت بضعة أشهر فقط. في عام 1865 ، ولد الابن فولوديا ، بعد ثلاث سنوات - الابنة عليا. كان ديمتري إيفانوفيتش مرتبطًا بالأطفال ، لكنه كرس لهم القليل من الوقت ، لأن حياته كانت مكرسة للنشاط العلمي. في زواج عقد على مبدأ "اصبر ، وقع في الحب" ، لم يكن سعيدًا.

في عام 1877 ، التقى دميتري بآنا إيفانوفنا بوبوفا ، التي أصبحت بالنسبة له شخصًا قادرًا على دعمه بكلمة ذكية في الأوقات الصعبة. تحولت الفتاة إلى شخص موهوب بشكل إبداعي: ​​فقد درست البيانو في المعهد الموسيقي ، لاحقًا في أكاديمية الفنون.

استضاف ديمتري إيفانوفيتش الشباب "أيام الجمعة" ، حيث التقى آنا. تحولت "أيام الجمعة" إلى "بيئات" أدبية وفنية ، كان المنتظمون فيها من الفنانين والأساتذة الموهوبين. وكان من بينهم نيكولاي واجنر ونيكولاي بيكيتوف وآخرين.

تم زواج ديمتري وآنا في عام 1881. سرعان ما ولدت ابنتهما ليوبا ، وظهر ابنهما إيفان في عام 1883 ، والتوأم فاسيلي وماريا - في عام 1886. في الزواج الثاني ، تطورت الحياة الشخصية للعالم بسعادة. في وقت لاحق ، أصبح الشاعر صهر دميتري إيفانوفيتش ، بعد أن تزوج ابنة العالم ليوبوف.

الموت

في بداية عام 1907 ، عقد اجتماع في غرفة الأوزان والمقاييس بين ديمتري مينديليف ووزير الصناعة الجديد ديمتري فيلوسوفوف. بعد التجول في الجناح ، أصيب العالم بنزلة برد تسببت في التهاب رئوي. ولكن حتى مع المرض الشديد ، استمر ديمتري في العمل على مخطوطة "To the Knowledge of Russia" ، وهي الكلمات الأخيرة التي كتبها والتي كانت عبارة:

"في الختام ، أرى أنه من الضروري ، على الأقل بعبارات عامة ، التعبير عن ...".

حدثت الوفاة في الساعة الخامسة من صباح يوم 2 فبراير بسبب قصور في القلب. يقع قبر ديمتري مندليف في مقبرة فولكوف في سانت بطرسبرغ.

تم تخليد ذكرى دميتري مندليف بعدد من الآثار والأفلام الوثائقية ، كتاب "ديمتري مندليف. مؤلف القانون العظيم.

• ترتبط العديد من حقائق السيرة الذاتية المثيرة للاهتمام باسم ديمتري مينديليف. بالإضافة إلى أنشطة العالم ، كان ديمتري إيفانوفيتش يعمل في مجال الذكاء الصناعي. في السبعينيات ، بدأت صناعة النفط في الازدهار في الولايات المتحدة ، وظهرت التقنيات التي جعلت إنتاج المنتجات البترولية أرخص. بدأ المنتجون الروس يعانون من خسائر في السوق الدولية بسبب عدم قدرتهم على المنافسة على السعر.
• في عام 1876 ، بناءً على طلب من وزارة المالية الروسية والجمعية الفنية الروسية ، اللتين تعاونتا مع الإدارة العسكرية ، ذهب منديليف إلى الخارج لحضور معرض للابتكارات التقنية. في الموقع ، تعلم الكيميائي مبادئ مبتكرة لتصنيع الكيروسين والمنتجات البترولية الأخرى. ووفقًا للتقارير المطلوبة من خدمات السكك الحديدية في أوروبا ، حاول ديمتري إيفانوفيتش فك شفرة طريقة صنع مسحوق عديم الدخان ، وقد نجح في ذلك.

• كان لدى مندليف هواية - صنع الحقائب. قام العالم بخياطة ملابسه بنفسه.
• يعود الفضل في اختراع الفودكا وغروب الشمس إلى العالم. لكن في الواقع ، درس ديمتري إيفانوفيتش ، في موضوع أطروحة الدكتوراه "خطاب حول مزيج الكحول والماء" ، مسألة تقليل حجم السوائل المختلطة. في عمل العالم لم يكن هناك حتى كلمة واحدة عن الفودكا. وتم وضع معيار 40 درجة في روسيا القيصرية منذ عام 1843.
• اخترع مقصورات محكمة الإغلاق للركاب والطيارين.
• هناك أسطورة أن اكتشاف النظام الدوري لمندلييف حدث في المنام ، لكن هذه أسطورة ابتكرها العالم نفسه.
• كان يدحرج السجائر بنفسه مستخدماً تبغاً باهظ الثمن. قال إنه لن يقلع عن التدخين أبدًا.

الاكتشافات

• لقد ابتكر منطادًا متحكمًا فيه ، والذي أصبح مساهمة لا تقدر بثمن في صناعة الطيران.
• طور جدولًا دوريًا للعناصر الكيميائية ، والذي أصبح تعبيرًا بيانيًا عن القانون الذي وضعه منديليف أثناء عمله على أساسيات الكيمياء.
• تم إنشاء مقياس دوران - جهاز قادر على تحديد كثافة السائل.
• اكتشف نقطة الغليان الحرجة للسوائل.
• ابتكر معادلة حالة الغاز المثالي ، وأسس العلاقة بين درجة الحرارة المطلقة للغاز المثالي والضغط والحجم المولي.
• افتتح الغرفة الرئيسية للأوزان والمقاييس - المؤسسة المركزية لوزارة المالية ، والتي كانت مسؤولة عن جزء التحقق من الإمبراطورية الروسية ، التابعة لوزارة التجارة.

النظام الدوري لدميتري إيفانوفيتش مندليف وأهميته في العلوم الطبيعية

مقدمة

تبين أن اكتشاف D.I Mendeleev للانتظام في بنية المادة كان معلمًا مهمًا للغاية في تطور العلوم والفكر العالميين. بدت الفرضية القائلة بأن جميع المواد في الكون تتكون من بضع عشرات من العناصر الكيميائية في القرن التاسع عشر غير قابلة للتصديق تمامًا ، ولكن تم إثباتها من خلال الجدول الدوري للعناصر لمندليف.

كان اكتشاف القانون الدوري وتطور النظام الدوري للعناصر الكيميائية بواسطة D.I Mendeleev ذروة تطور الكيمياء في القرن التاسع عشر. تم تنظيم الكم الهائل من المعرفة حول خصائص 63 عنصرًا معروفًا في ذلك الوقت.

النظام الدوري للعناصر

يعتقد D.I Mendeleev أن السمة الرئيسية للعناصر هي أوزانها الذرية ، وفي عام 1869 صاغ القانون الدوري لأول مرة.

تعتمد خصائص الأجسام البسيطة ، وكذلك أشكال وخصائص مركبات العناصر ، بشكل دوري على حجم الأوزان الذرية للعناصر.

قسم مندليف سلسلة العناصر بأكملها ، مرتبة حسب زيادة الكتل الذرية ، إلى فترات تتغير خلالها خصائص العناصر بالتتابع ، وترتيب الفترات بطريقة تسليط الضوء على العناصر المتشابهة.

ومع ذلك ، على الرغم من الأهمية الكبيرة لمثل هذا الاستنتاج ، فإن القانون الدوري ونظام مندلييف لم يمثلوا سوى تعميمًا رائعًا للحقائق ، وظل معناها المادي غير مفهوم لفترة طويلة. فقط نتيجة لتطور الفيزياء في القرن العشرين - اكتشاف الإلكترون والنشاط الإشعاعي وتطوير نظرية بنية الذرة - أثبت الفيزيائي الإنجليزي الشاب الموهوب جي. من النوى الذرية يزداد باستمرار من عنصر إلى عنصر واحد. مع هذا الاكتشاف ، أكد موسليت التخمين الرائع لمندلييف ، الذي ابتعد في ثلاثة أماكن من الجدول الدوري عن التسلسل المتزايد للأوزان الذرية.

لذلك ، عند تجميعها ، وضع منديليف 27 Co قبل 28 Ni ، و 52 Ti قبل 5 J ، و 18 Ar قبل 19 K ، على الرغم من حقيقة أن هذا يتعارض مع صياغة القانون الدوري ، أي ترتيب العناصر بترتيب الزيادة أوزانهم الذرية.

وبحسب قانون الموصل فإن التهم النووية من هذه العناصر تتوافق مع وضعها في الجدول.

فيما يتعلق باكتشاف قانون موسلت ، فإن الصياغة الحديثة للقانون الدوري هي كما يلي:

تعتمد خصائص العناصر ، وكذلك أشكال وخصائص مركباتها ، بشكل دوري على شحنة نواة ذراتها.

لذا ، فإن السمة الرئيسية للذرة ليست الكتلة الذرية ، ولكن مقدار الشحنة الموجبة للنواة. هذا وصف دقيق أكثر عمومية للذرة ، ومن هنا العنصر. تعتمد جميع خصائص العنصر وموضعه في النظام الدوري على قيمة الشحنة الموجبة للنواة الذرية. في هذا الطريق، يتطابق الرقم التسلسلي لعنصر كيميائي عدديًا مع شحنة نواة ذرته. النظام الدوري للعناصر هو تمثيل رسومي للقانون الدوري ويعكس بنية ذرات العناصر.

تشرح نظرية بنية الذرة التغيير الدوري في خصائص العناصر. تؤدي الزيادة في الشحنة الموجبة للنواة الذرية من 1 إلى 110 إلى التكرار الدوري لعناصر بنية مستوى الطاقة الخارجية في الذرات. وبما أن خصائص العناصر تعتمد بشكل أساسي على عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي ؛ ثم يتم تكرارها بشكل دوري. هذا هو المعنى المادي للقانون الدوري.

كمثال ، ضع في اعتبارك تغيير خصائص العنصر الأول والأخير من الفترات. تبدأ كل فترة في النظام الدوري بعناصر من الذرات ، التي تحتوي على إلكترون واحد في المستوى الخارجي (مستويات خارجية غير كاملة) وبالتالي تظهر خصائص مماثلة - فهي تتخلى بسهولة عن إلكترونات التكافؤ ، التي تحدد طابعها المعدني. هذه هي المعادن القلوية - Li ، Na ، K ، Rb ، Cs.

تنتهي الفترة بالعناصر التي تحتوي ذراتها في المستوى الخارجي على 2 (ق 2) إلكترونات (في الفترة الأولى) أو 8 (ق 1 ع 6) الإلكترونات (في جميع الإلكترونات اللاحقة) ، أي أن لديهم مستوى خارجي مكتمل. هذه هي الغازات النبيلة He و Ne و Ar و Kr و Xe ، والتي لها خصائص خاملة.

بسبب تشابه بنية مستوى الطاقة الخارجية ، تتشابه خواصها الفيزيائية والكيميائية.

في كل فترة ، مع زيادة العدد الترتيبي للعناصر ، تضعف الخصائص المعدنية تدريجياً وتزداد الخصائص غير المعدنية ، وتنتهي الفترة بغاز خامل. في كل فترة ، مع زيادة العدد الترتيبي للعناصر ، تضعف الخصائص المعدنية تدريجياً وتزداد الخصائص غير المعدنية ، وتنتهي الفترة بغاز خامل.

في ضوء عقيدة بنية الذرة ، يصبح تقسيم جميع العناصر إلى سبع فترات ، بواسطة D.I.Mendeleev ، واضحًا. رقم الفترة يتوافق مع عدد مستويات الطاقة في الذرة ، أي أن موضع العناصر في النظام الدوري يرجع إلى بنية ذراتها. اعتمادًا على المستوى الفرعي المملوء بالإلكترونات ، يتم تقسيم جميع العناصر إلى أربعة أنواع.

1. عناصر ق. يتم تعبئة المستوى الفرعي s للمستوى الخارجي (s 1 - s 2). يتضمن هذا أول عنصرين من كل فترة.

2. ف العناصر. يتم ملء المستوى الفرعي ص للمستوى الخارجي (ص 1 - ص 6) - يتضمن هذا العناصر الستة الأخيرة من كل فترة ، بدءًا من الثانية.

3. د-العناصر. يتم ملء المستوى الفرعي d من المستوى الأخير (d1 - d 10) ، ويبقى 1 أو 2 إلكترونًا في المستوى الأخير (الخارجي). يتضمن ذلك عناصر من العقود المقسمة (10) من الفترات الكبيرة ، بدءًا من الرابع ، وتقع بين العناصر s- و p (تسمى أيضًا العناصر الانتقالية).

4. و العناصر. يتم ملء المستوى الفرعي f للمستوى العميق (ثلثه بالخارج) (f 1 -f 14) ، بينما يظل هيكل المستوى الإلكتروني الخارجي دون تغيير. هذه هي اللانثانيدات والأكتينيدات الموجودة في الفترتين السادسة والسابعة.

وبالتالي ، فإن عدد العناصر في الفترات (2-8-18-32) يتوافق مع أقصى عدد ممكن من الإلكترونات عند مستويات الطاقة المقابلة: في الأول - اثنان ، في الثاني - ثمانية ، في الثالث - ثمانية عشر ، و في الرابع - اثنان وثلاثون إلكترونًا. يعتمد تقسيم المجموعات إلى مجموعات فرعية (رئيسية وثانوية) على الاختلاف في ملء مستويات الطاقة بالإلكترونات. المجموعة الفرعية الرئيسية هي س- والعناصر ص ، ومجموعة فرعية ثانوية - عناصر د. تجمع كل مجموعة العناصر التي تمتلك ذراتها بنية مماثلة لمستوى الطاقة الخارجية. في هذه الحالة ، تحتوي ذرات عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية في المستويات الخارجية (الأخيرة) على عدد الإلكترونات الذي يساوي عدد المجموعة. هذه هي ما يسمى بإلكترونات التكافؤ.

في عناصر المجموعات الفرعية الثانوية ، فإن إلكترونات التكافؤ ليست فقط المستويات الخارجية ، ولكن أيضًا المستويات قبل الأخيرة (الثانية من الخارج) ، وهو الاختلاف الرئيسي في خصائص عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية والثانوية.

ويترتب على ذلك أن رقم المجموعة ، كقاعدة عامة ، يشير إلى عدد الإلكترونات التي يمكن أن تشارك في تكوين الروابط الكيميائية. هذا هو المعنى المادي لرقم المجموعة.

من وجهة نظر نظرية التركيب الذري ، يمكن بسهولة تفسير زيادة الخصائص المعدنية للعناصر في كل مجموعة مع زيادة شحنة النواة الذرية. المقارنة ، على سبيل المثال ، توزيع الإلكترونات على المستويات في الذرات 9 F (1s 2 2s 2 2p 5) و 53J (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Sp 6 ثلاثي الأبعاد 10 4s 2 4 ص 6 4 د 10 5s 2 5p 5) يمكن ملاحظة أن لديهم 7 إلكترونات في المستوى الخارجي ، مما يشير إلى تشابه الخصائص. ومع ذلك ، فإن الإلكترونات الخارجية في ذرة اليود بعيدة عن النواة ، وبالتالي فهي أقل قوة الاحتفاظ بها. لهذا السبب ، يمكن لذرات اليود التبرع بالإلكترونات ، أو بعبارة أخرى ، تظهر خصائص معدنية ، وهو أمر غير معتاد بالنسبة للفلور.

لذلك ، تحدد بنية الذرات نمطين:

أ) التغيير في خصائص العناصر أفقياً - في الفترة من اليسار إلى اليمين ، تضعف الخصائص المعدنية وتعزز الخصائص غير المعدنية ؛

ب) تغيير في خصائص العناصر على طول الخط العمودي - في مجموعة مع زيادة الرقم التسلسلي ، تزداد الخصائص المعدنية وتضعف الخصائص غير المعدنية.

في هذا الطريق: مع زيادة شحنة نواة ذرات العناصر الكيميائية ، تتغير بنية غلافها الإلكتروني بشكل دوري ، وهذا هو سبب التغيير الدوري في خصائصها.

هيكل النظام الدوري لـ D. I. Mendeleev.

ينقسم النظام الدوري لـ D.I Mendeleev إلى سبع فترات - تسلسلات أفقية للعناصر مرتبة بترتيب تصاعدي للرقم التسلسلي ، وثماني مجموعات - تسلسل عناصر لها نفس التكوين الإلكتروني للذرات وخصائص كيميائية مماثلة.

تسمى الفترات الثلاث الأولى صغيرة ، والباقي - كبيرة. تتضمن الفترة الأولى عنصرين ، الفترتان الثانية والثالثة - ثمانية لكل منهما ، الرابعة والخامسة - ثمانية عشر لكل منهما ، السادسة - اثنان وثلاثون ، السابعة (غير مكتملة) - واحد وعشرون عنصرًا.

تبدأ كل فترة (ما عدا الأولى) بمعدن قلوي وتنتهي بغاز نبيل.

تسمى عناصر الفترتين 2 و 3 نموذجية.

تتكون الفترات الصغيرة من صف واحد ، وتتكون الفترات الكبيرة من صفين: زوجي (علوي) وفردي (سفلي). توجد المعادن في صفوف متساوية من فترات زمنية كبيرة ، وتتغير خصائص العناصر قليلاً من اليسار إلى اليمين. في الصفوف الفردية للفترات الكبيرة ، تتغير خصائص العناصر من اليسار إلى اليمين ، كما هو الحال بالنسبة لعناصر الفترتين الثانية والثالثة.

في النظام الدوري ، لكل عنصر ، يشار إلى رمزه ورقمه التسلسلي واسم العنصر وكتلته الذرية النسبية. إحداثيات موضع العنصر في النظام هي رقم الفترة ورقم المجموعة.

العناصر ذات الأرقام التسلسلية 58-71 ، تسمى اللانثانيدات ، والعناصر ذات الأرقام 90-103 - الأكتينيدات - موضوعة بشكل منفصل في أسفل الجدول.

تنقسم مجموعات العناصر ، التي يُشار إليها بالأرقام الرومانية ، إلى مجموعات فرعية رئيسية وثانوية. تحتوي المجموعات الفرعية الرئيسية على 5 عناصر (أو أكثر). تشمل المجموعات الفرعية الثانوية عناصر الفترات التي تبدأ من الرابعة.

يتم تحديد الخصائص الكيميائية للعناصر من خلال بنية ذراتها ، أو بالأحرى بنية غلاف الإلكترون للذرات. تتيح لنا مقارنة بنية غلاف الإلكترون مع موضع العناصر في النظام الدوري إنشاء عدد من الأنماط المهمة:

1. عدد الفترة يساوي العدد الإجمالي لمستويات الطاقة المملوءة بالإلكترونات في ذرات عنصر معين.

2. في الفترات الصغيرة والسلاسل الفردية من الفترات الكبيرة ، مع زيادة الشحنة الموجبة للنواة ، يزداد عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجية. يرتبط بهذا ضعف المعدن وتقوية الخصائص غير المعدنية للعناصر من اليسار إلى اليمين.

يشير رقم المجموعة إلى عدد الإلكترونات التي يمكن أن تشارك في تكوين الروابط الكيميائية (إلكترونات التكافؤ).

في المجموعات الفرعية ، مع زيادة الشحنة الموجبة لنواة ذرات العناصر ، يتم تحسين خصائصها المعدنية وتضعف الخصائص غير المعدنية.

تاريخ إنشاء النظام الدوري

كتب ديمتري إيفانوفيتش مندليف في أكتوبر 1897 في مقال بعنوان "القانون الدوري للعناصر الكيميائية":

- بعد اكتشافات لافوازييه ، تم تعزيز مفهوم العناصر الكيميائية والأجسام البسيطة لدرجة أن دراستهم أصبحت أساس جميع الأفكار الكيميائية ، ونتيجة لذلك ، دخلت أيضًا كل العلوم الطبيعية. كان عليّ أن أعترف بأن جميع المواد التي يمكن الوصول إليها للبحث تحتوي على عدد محدود جدًا من العناصر غير المتجانسة ماديًا والتي لا تتحول إلى بعضها البعض ولها جوهر ثقل مستقل ، وأن التنوع الكامل للمواد الطبيعية يتم تحديده فقط من خلال الجمع بين هذه العناصر القليلة. العناصر والاختلاف إما في حد ذاتها أو في كميتها النسبية. ، أو بنفس نوعية وكمية العناصر - الاختلاف في موضعها المتبادل أو نسبتها أو توزيعها. في الوقت نفسه ، يجب تسمية الأجسام "البسيطة" بالمواد التي تحتوي على عنصر واحد فقط ، "معقد" - عنصرين أو أكثر. ولكن بالنسبة لعنصر معين ، يمكن أن يكون هناك العديد من التعديلات للأجسام البسيطة المقابلة له ، اعتمادًا على توزيع ("البنية") لأجزائه أو ذراته ، أي من هذا النوع من isomerism الذي يسمى "allotropy". إذن الكربون ، كعنصر ، يكون في حالة الفحم والجرافيت والألماس ، والتي (تؤخذ في شكل نقي) تعطي نفس ثاني أكسيد الكربون عند الاحتراق وبنفس الكمية. لا شيء من هذا النوع معروف عن "العناصر" نفسها. فهي لا تخضع للتعديل والتحولات المتبادلة وتمثل ، وفقًا لوجهات النظر الحديثة ، الجوهر الثابت لمادة متغيرة (كيميائيًا وفيزيائيًا وميكانيكيًا) ، والتي يتم تضمينها في كل من الأجسام البسيطة والمعقدة.

جدًا ، في العصور القديمة وحتى الوقت الحاضر ، لم يتم تأكيد الفكرة الشائعة حول المادة "الفردية أو الأولية" ، والتي تتكون منها مجموعة متنوعة من المواد ، من خلال التجربة ، وكل المحاولات التي تهدف إلى ذلك اتضح لدحض ذلك. آمن الكيميائيون بتحويل المعادن إلى بعضها البعض ، وقد أثبتوا ذلك بطرق مختلفة ، ولكن عند التحقق ، تبين أن كل شيء إما خداع (خاصة فيما يتعلق بإنتاج الذهب من معادن أخرى) ، أو خطأ وعدم اكتمال البحوث التجريبية. ومع ذلك ، من المستحيل عدم ملاحظة أنه إذا تبين غدًا أن المعدن A قد تحول كليًا أو جزئيًا إلى معدن B آخر ، فلن يترتب على ذلك على الإطلاق أن الأجسام البسيطة قادرة على التحول إلى بعضها البعض على الإطلاق ، مثل ، على سبيل المثال ، من حقيقة أن أكسيد اليورانيوم كان يعتبر لفترة طويلة جسمًا بسيطًا ، ولكن تبين أنه يحتوي على الأكسجين واليورانيوم المعدني الحقيقي - لا ينبغي التوصل إلى استنتاج عام على الإطلاق ، ولكن يمكن للمرء فقط أن يحكم على وجه الخصوص على درجات المعرفة السابقة والحالية باليورانيوم كعنصر مستقل. من وجهة النظر هذه ، ينبغي للمرء أيضًا أن ينظر إلى تحويل الفضة المكسيكية جزئيًا إلى ذهب (مايو - يونيو 1897) التي أعلن عنها إمينز (ستيفن - إن إيميوس) ، إذا كانت صحة الملاحظات مبررة ولم يظهر Argentaurum أن يكون إخطارًا كيميائيًا مشابهًا من نفس النوع ، والذي كان أكثر من مرة ومغطى أيضًا بالسرية والمصالح المالية. من المعروف منذ فترة طويلة أن البرودة والضغط يمكن أن يسهما في تغيير البنية والخصائص ، على الأقل باتباع مثال قصدير فريتز ، ولكن لا توجد حقائق تشير إلى أن هذه التغييرات تتعمق إلى هذا الحد ولا تصل إلى بنية الجسيمات ، ولكن إلى ما يعتبر الآن ذرات وعناصر ، وبالتالي فإن تحويل الفضة (وإن كان تدريجيًا) إلى ذهب الذي تطالب به Emmens سيظل مشكوكًا فيه وغير مهم حتى فيما يتعلق بالفضة والذهب ، حتى يتم الكشف أولاً عن "السر" بحيث يمكن استنساخ التجربة من قبل الجميع ، وثانيًا ، حتى يتم إنشاء التحول العكسي (مع الإنارة والضغط المتناقص؟) من الذهب إلى الفضة ، أو حتى يتم إثبات استحالة أو صعوبة فعلية. من السهل أن نفهم أن تحويل كحول حمض الكربونيك إلى سكر أمر صعب ، على الرغم من أن العكس سهل ، لأن السكر بلا منازع أكثر تعقيدًا من الكحول وحمض الكربونيك. ويبدو لي أنه من غير المحتمل للغاية أن تحول الفضة إلى ذهب ، إذا كان العكس بالعكس - لن يتحول الذهب إلى فضة ، لأن الوزن الذري وكثافة الذهب يعادل ضعف الفضة تقريبًا ، والتي من خلالها ، وفقًا لكل شيء معروف في يجب أن نستنتج أنه إذا نشأ الذهب والفضة من نفس المادة ، فإن الذهب يكون أكثر تعقيدًا من الفضة ويجب تحويله إلى فضة بسهولة أكبر من العكس. لذلك ، أعتقد أن السيد Emmens ، للإقناع ، يجب ألا يكشف فقط عن "السر" ، ولكن أيضًا يحاول ، بل ويظهر ، إن أمكن ، تحويل الذهب إلى الفضة ، خاصة أنه عند الحصول على معدن آخر من معدن باهظ الثمن ، 30 من الواضح أن المصالح النقدية بتكلفة أقل بمرات ستكون في المستقبل البعيد ، ومن الواضح أن مصالح الحقيقة والحقيقة ستكون في المقام الأول ، ولكن الآن يبدو الأمر ، في رأيي ، من الجانب الآخر.

مع هذا المفهوم للعناصر الكيميائية ، يتضح أنها شيء مجرد ، لأننا لا نراها منفصلة ولا نعرفها. لقد وصلت المعرفة الواقعية مثل الكيمياء إلى مثل هذه النظرة المثالية تقريبًا من خلال مجمل كل شيء تمت ملاحظته حتى الآن ، وإذا كان من الممكن الدفاع عن هذا الرأي ، فإن الأمر يتعلق فقط بقناعة عميقة الجذور ، والتي أثبتت حتى الآن أنها مثالية. الاتفاق مع الخبرة والملاحظة. بهذا المعنى ، فإن مفهوم العناصر الكيميائية له أساس حقيقي عميق في علم الطبيعة بأكمله ، حيث أنه ، على سبيل المثال ، الكربون لا يوجد في أي مكان ، أبدًا ، من قبل أي شخص ، ولا يتحول بأي حال من الأحوال إلى أي عنصر آخر ، في حين أن الجسم البسيط - الفحم إلى الجرافيت والماس. وربما ، يومًا ما سيكون من الممكن تحويله إلى مادة سائلة أو غازية ، إذا كان من الممكن إيجاد ظروف لتبسيط أكثر جزيئات الفحم تعقيدًا. يكمن المفهوم الرئيسي الذي يمكن من خلاله البدء في شرح شرعية P. بالتحديد في الاختلاف الأساسي بين الأفكار حول العناصر وحول الأجسام البسيطة. الكربون عنصر ، شيء لا يتغير ، موجود في كل من الفحم وثاني أكسيد الكربون أو في الضوء ، سواء في الماس ، أو في كتلة من المواد العضوية المتغيرة ، سواء في الحجر الجيري أو في الخشب. هذا ليس جسمًا محددًا ، ولكنه مادة (مادية) ذات وزن مع مجموع الخصائص. كما هو الحال في بخار الماء أو في الثلج ، لا يوجد جسم محدد - الماء السائل ، ولكن هناك نفس المادة ذات الوزن مع مجموع الخصائص التي تنتمي إليها وحدها ، لذلك كل الكربون يحتوي على كربون متجانس ماديًا: ليس الفحم ، ولكن الكربون. الأجسام البسيطة هي مواد تحتوي على عنصر واحد فقط من أي نوع ، ولا يصبح مفهومها شفافًا وواضحًا إلا عندما يتم التعرف على الفكرة المعززة للذرات والجسيمات أو الجزيئات التي تشكل مواد متجانسة ؛ علاوة على ذلك ، تتوافق الذرة مع مفهوم العنصر والجسيم مع جسم بسيط. الأجسام البسيطة ، مثل جميع أجسام الطبيعة ، تتكون من جسيمات: الفرق الوحيد بينها وبين الأجسام المعقدة هو أن جسيمات الأجسام المعقدة تحتوي على ذرات غير متجانسة من عنصرين أو أكثر ، وجزيئات الأجسام البسيطة هي ذرات متجانسة لعنصر معين. كل ما يلي يجب أن يشير على وجه التحديد إلى العناصر ، أي على سبيل المثال إلى الكربون والهيدروجين والأكسجين ، كمكونات للسكر ، والخشب ، والماء ، والفحم ، وغاز الأكسجين ، والأوزون ، وما إلى ذلك ، ولكن ليس للأجسام البسيطة المكونة من العناصر. في هذه الحالة ، يظهر السؤال بوضوح: كيف يمكن للمرء أن يجد أي شرعية حقيقية فيما يتعلق بموضوعات مثل العناصر التي توجد فقط كأفكار للكيميائيين المعاصرين ، وما هو ممكن حقًا يمكن توقعه نتيجة للتحقيق في بعض التجريدات؟ يجيب الواقع على مثل هذه الأسئلة بوضوح تام: إذا كانت التجريدات صحيحة (تحتوي على عناصر من الحقيقة) وتتوافق مع الواقع ، فيمكن أن تكون موضوع الدراسة نفسها تمامًا مثل الملموسة المادية البحتة. لذا فإن العناصر الكيميائية ، على الرغم من جوهر التجريد ، تخضع للتحقيق بنفس الطريقة تمامًا مثل الأجسام البسيطة أو المعقدة التي يمكن تسخينها ووزنها وإخضاعها عمومًا للملاحظة المباشرة. جوهر الأمر هنا هو أن العناصر الكيميائية ، على أساس دراسة تجريبية للأجسام البسيطة والمعقدة التي تشكلها ، تكشف عن خصائصها وخصائصها الفردية ، والتي تشكل مجملها موضوع البحث. ننتقل الآن إلى سرد بعض السمات التي تنتمي إلى العناصر الكيميائية ، ثم لإظهار P. مشروعية العناصر الكيميائية.

يجب تقسيم خصائص العناصر الكيميائية إلى عناصر نوعية وكمية ، حتى لو كانت أولها هي نفسها خاضعة للقياس. من بين الخصائص النوعية ، أولاً وقبل كل شيء ، تنتمي خاصية تكوين الأحماض والقواعد. يمكن أن يعمل الكلور كنموذج للأول ، لأنه يشكل أحماض واضحة مع كل من الهيدروجين والأكسجين ، وقادر على إعطاء الأملاح بالمعادن والقواعد ، بدءًا من النموذج الأولي للأملاح - ملح الطعام. يمكن أن يعمل صوديوم الملح الشائع كلوريد الصوديوم كنموذج للعناصر التي تعطي القواعد فقط ، لأنه لا يعطي أكاسيد حمضية مع الأكسجين ، مكونًا إما قاعدة (أكسيد الصوديوم) أو بيروكسيد ، والذي له السمات المميزة لبيروكسيد الهيدروجين النموذجي. جميع العناصر حمضية أو أساسية إلى حد ما ، مع انتقالات واضحة من الأول إلى الأخير. تم التعبير عن هذه الخاصية النوعية للعناصر من قبل علماء الكيمياء الكهربية (مع Berzelius في الرأس) من خلال التمييز بين العناصر المشابهة للصوديوم ، على أساس أن الأول ، عندما يتحلل بالتيار ، يكون عند القطب الموجب ، والأخير عند الكاثود. يتم التعبير عن نفس الاختلاف النوعي بين العناصر جزئيًا في التمييز بين المعادن وأشباه الفلزات ، نظرًا لأن العناصر الأساسية هي من بين العناصر التي ، في شكل أجسام بسيطة ، تعطي معادن حقيقية ، بينما تشكل العناصر الحمضية أشباه فلزات في شكل أجسام بسيطة لا تملك المظهر والخصائص الميكانيكية للمعادن الحقيقية. لكن في جميع هذه النواحي ، ليس فقط القياس المباشر مستحيلًا ، مما يجعل من الممكن تحديد تسلسل الانتقال من خاصية إلى أخرى ، ولكن لا توجد أيضًا اختلافات حادة ، بحيث تكون هناك عناصر انتقالية في جانب أو آخر ، أو تلك التي يمكن أن تنسب لكليهما. التفريغ. لذا فإن الألمنيوم ، في المظهر ، معدن واضح ، موصل ممتاز للـ galv. يلعب التيار ، في أكسيده الوحيد Al 2 O 3 (الألومينا) دور القاعدة أو الحمضية ، لأنه يتحد مع القواعد (مثل Na 2 O ، MgO ، إلخ) ، ومع أكاسيد الحمض ، على سبيل المثال ، تشكل الألومينا الكبريتية ملح A1 2 (SO 4) 3 \ u003d Al 2 O 3 3O 3 ؛ في كلتا الحالتين ، يكون لها خصائص معبرة بشكل ضعيف. الكبريت ، الذي يشكل فلزًا لا شك فيه ، يشبه في العديد من النواحي الكيميائية مادة التيلوريوم ، والتي ، وفقًا للصفات الخارجية لجسم بسيط ، تم تصنيفها دائمًا على أنها معدن. مثل هذه الحالات ، كثيرة جدًا ، تعطي جميع السمات النوعية للعناصر درجة معينة من عدم الاستقرار ، على الرغم من أنها تعمل على تسهيل ، وإن جاز التعبير ، تنشيط نظام التعرف الكامل على العناصر ، مما يشير إلى علامات الفردية ، مما يجعل من الممكن التنبؤ بالخصائص غير المرصودة للأجسام البسيطة والمعقدة المكونة من العناصر. أعطت هذه السمات الفردية المعقدة للعناصر اهتمامًا استثنائيًا لاكتشاف عناصر جديدة ، دون السماح بأي شكل من الأشكال بالتنبؤ بمجموع الخصائص الفيزيائية والكيميائية المتأصلة في المواد التي تشكلها. كل ما يمكن تحقيقه في دراسة العناصر اقتصر على التقارب في مجموعة واحدة من أكثر العناصر تشابهًا ، والتي شبهت كل هذا التعارف مع منهجية النباتات أو الحيوانات ، أي. كانت الدراسة عبودية ، وصفية ، وغير قادرة على إجراء أي تنبؤات حول عناصر لم تكن في أيدي الباحثين بعد. ظهر عدد من الخصائص الأخرى ، والتي سنسميها الكمية ، بالشكل المناسب للعناصر الكيميائية فقط منذ زمن لوران وجيرارد ، أي منذ الخمسينيات من القرن الحالي ، عندما خضعت القدرة على الاستجابة المتبادلة من جانب تكوين الجسيمات للبحث والتعميم وتم تعزيز فكرة الجسيمات ذات الحجمين ، أي أنه في حالة البخار ، طالما أنه لا يوجد تحلل ، فإن جميع الجسيمات (أي كميات المواد التي تدخل في تفاعل كيميائي مع بعضها البعض) من جميع الأجسام تحتل نفس الحجم مثل مجلدين من الهيدروجين يحتلان نفس درجة الحرارة و نفس الضغط. بدون الدخول هنا في شرح وتطوير المبادئ التي عززتها هذه الفكرة المقبولة عمومًا الآن ، يكفي القول أنه مع تطور الكيمياء الأحادية أو الجزئية في الأربعين أو الخمسين عامًا الماضية ، برز الحزم الذي كان سابقًا. لم تكن موجودة ، سواء في تحديد الأوزان الذرية للعناصر ، أو في تحديد تكوين جسيمات الأجسام البسيطة والمعقدة التي تشكلها ، وأصبح سبب الاختلاف في خصائص وتفاعلات الأكسجين العادي O 2 والأوزون O 3 واضح ، على الرغم من أن كلاهما يحتوي على الأكسجين فقط ، بالإضافة إلى الفرق بين غاز الزيت (الإيثيلين) C 2 H 4 والسائل سيتين C 16 H 32 ، على الرغم من أن كلاهما يحتوي على 12 جزءًا بالوزن من الكربون إلى جزئين من وزن الهيدروجين. في هذا العصر الهام للكيمياء ، لكل عنصر تم فحصه جيدًا ، ظهرت فيه علامتان أو خصائص كمية دقيقة أكثر أو أقل: وزن الذرة ونوع (شكل) تركيبة جزيئات المركبات التي تشكلها ، على الرغم من أنه لا يوجد شيء يشير حتى الآن إلى العلاقة المتبادلة بين هذه العلامات ، أو إلى ارتباطها بخصائص العناصر الأخرى ، وخاصة النوعية. وزن الذرة المتأصل في عنصر ، أي كانت الكمية غير القابلة للتجزئة والأصغر نسبيًا ، والتي تعد جزءًا من جزيئات جميع مركباتها ، مهمة بشكل خاص لدراسة العناصر وتشكل خصائصها الفردية ، بينما كانت ذات طبيعة تجريبية بحتة ، لأنه من أجل تحديد الوزن الذري من عنصر ، من الضروري معرفة ليس فقط تركيبة الوزن المكافئ أو النسبي لبعض مركباته مع العناصر التي يُعرف وزنها الذري من التعريفات الأخرى ، أو يتم قبولها بشروط كما هو معروف ، ولكن يتم تحديدها أيضًا (من التفاعلات ، كثافة البخار ، إلخ. .) ) الوزن الجزئي وتركيب واحد على الأقل ، ويفضل العديد من المركبات التي تشكلها. طريقة التجربة هذه معقدة للغاية وطويلة وتتطلب مادة مُنقاة تمامًا ومدروسة بعناية من بين مركبات عنصر ما ، بالنسبة للكثيرين ، خاصة بالنسبة للعناصر النادرة في الطبيعة ، في غياب أسباب مقنعة بشكل خاص ، كانت هناك شكوك كثيرة حول القيمة الحقيقية للوزن الذري ، على الرغم من تحديد الوزن (المعادل) لبعض المركبات منها ؛ على سبيل المثال ، اليورانيوم ، الفاناديوم ، الثوريوم ، البريليوم ، السيريوم ، إلخ. يمكن اعتبار الأوزان راسخة بالفعل في بداية الستينيات ، خاصة بعد تأسيس Cannicaro بقوة للعديد من المعادن ، على سبيل المثال. Ca ، Ba ، Zn ، Fe ، Cu ، إلخ. اختلافها الواضح عن K و Na و Ag وما إلى ذلك ، مما يدل على أن الجسيمات ، على سبيل المثال. تحتوي مركبات الكلوريد في أولها على ضعف كمية الكلور الموجودة في الثانية ، أي أن Ca ، Ba ، Zn ، إلخ. أعط CaCI 2 ، BaCI 2 وما إلى ذلك ، أي ثنائي الذرة (ثنائي التكافؤ أو ثنائي التكافؤ) ، بينما K ، Na ، إلخ. أحادي الذرة (مكافئ واحد) ، أي شكل KCI ، NaCI ، إلخ. في حقبة تقترب من منتصف القرن الحالي ، كان وزن ذرة العناصر بمثابة إحدى العلامات التي بدأت من خلالها مقارنة العناصر المتشابهة في المجموعات.

من أهم الخصائص الكمية للعناصر هو تكوين جزيئات المركبات الأعلى التي تشكلها. هناك المزيد من البساطة والوضوح هنا ، لأن قانون دالتون للنسب المتعددة (أو بساطة وسلامة عدد الذرات التي تتكون منها الجسيمات) تجعلنا ننتظر عددًا قليلاً فقط من الأرقام وكان من السهل فهمها. تم التعبير عن التعميم في عقيدة ذرية العناصر أو تكافؤها. الهيدروجين عنصر أحادي الذرة ، لأنه يعطي ارتباطًا واحدًا لـ HX مع العناصر أحادية الذرة الأخرى ، والتي كان ممثلها يعتبر كلورًا ، مكونًا حمض الهيدروكلوريك. الأكسجين ثنائي الذرة ، لأنه يعطي H 2 O أو يتحد مع اثنين من Xs على الإطلاق ، إذا كنا نعني بـ X العناصر أحادية الذرة. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على HclO و Cl 2 O وما إلى ذلك. بهذا المعنى ، يعتبر النيتروجين ثلاثي الذرات ، لأنه يعطي NH 3 ، NCl 3 ؛ الكربون رباعي الذرات ، لأنه يشكل CH 4 ، CO 2 ، إلخ. عناصر مماثلة من نفس المجموعة ، على سبيل المثال. الهاليدات ، تعطي جسيمات متشابهة من المركبات ، أي لها نفس الذرية. من خلال كل هذا ، تقدمت دراسة العناصر بشكل كبير. ولكن كان هناك العديد من الصعوبات على اختلاف أنواعها. قدمت مركبات الأكسجين صعوبة خاصة ، كعنصر ثنائي الذرة قادر على استبدال X 2 والاحتفاظ به ، مما يجعل تكوين Cl 2 O و HClO وما إلى ذلك مفهومًا تمامًا. مركبات ذات عناصر أحادية. ومع ذلك ، فإن نفس الأكسجين لا يعطي فقط HClO ، ولكن أيضًا HClO 2 و HClO 3 و HClO 4 (حمض البيركلوريك) ، تمامًا مثل ليس فقط H 2 O ، ولكن أيضًا H 2 O 2 (بيروكسيد الهيدروجين). لشرح ذلك ، كان من الضروري الاعتراف بأن الأكسجين ، نظرًا لكونه ثنائي النواة ، له تقاربتان (كما يقولون) ، قادر على الضغط في كل جسيم والوقوف بين أي ذرتين تدخله. كانت هناك صعوبات كثيرة ، لكننا سنركز على اثنتين ، في رأيي ، أهمها. أولاً ، يبدو أن هناك نوعًا من O 4 edge لعدد ذرات الأكسجين الموجودة في الجسيم ، ولا يمكن توقع هذه الحافة على أساس ما تم افتراضه. في الوقت نفسه ، عند الاقتراب من الوجه ، تم الحصول على الوصلات في كثير من الأحيان ليس أقل ، ولكن أكثر متانة ، وهو ما لم يعد مسموحًا به على الإطلاق مع فكرة ضغط ذرات الأكسجين ، نظرًا لأنه كلما زاد عددهم ، زاد احتمال كان من المفترض أن يكون هناك هشاشة في السندات. وفي الوقت نفسه ، فإن HClO 4 أقوى من HClO 3 ، وهذا الأخير أقوى من HClO 2 و HClO ، في حين أن HCl مرة أخرى هو جسم قوي كيميائيًا جدًا. يتمثل وجه O 4 في أن مركبات الهيدروجين ذات ذرية مختلفة:

Hcl و H 2 S و H 3 P و H 4 Si

إجابة أحماض الأكسجين الأعلى:

HclO 4 ، H 2 SO 4 ، H 3 PO 4 و H 4 SiO 4 ،

تحتوي على أربع ذرات أكسجين بالتساوي. يؤدي هذا أيضًا إلى استنتاج غير متوقع مفاده أنه ، مع الأخذ في الاعتبار العناصر ثنائية الذرة ، H - one - و O - ثنائي الذرة ، فإن القدرة على الاندماج مع الأكسجين هي عكس ذلك مع الهيدروجين ، أي كلما زادت العناصر في قدرتها على الاحتفاظ بذرات الهيدروجين أو زيادة ذرية ، تقل قدرتها على الاحتفاظ بالأكسجين ؛ الكلور ، إذا جاز التعبير ، هو ذرة واحدة في الهيدروجين وسبع ذرات في الأكسجين ، والفوسفور أو النيتروجين المماثل له هو ثلاث ذرات بالمعنى الأول ، وفي الثانية - خمس ذرات ، والتي تُرى أيضًا في أخرى مركبات ، على سبيل المثال ، NH 4 CI ، POCl 3 ، PCl 5 ، إلخ. ثانيًا ، يشير كل ما نعرفه بوضوح إلى الاختلاف العميق في إضافة الأكسجين (الضغط عليه ، وفقًا لمفهوم الطبيعة الذرية للعناصر) في حالة تكوين بيروكسيد الهيدروجين ، من وقت حدوث الأكسجين على سبيل المثال. من H 2 SO 4 (حمض الكبريت) حمض الكبريتيك H 2 SO 4 ، على الرغم من أن H 2 O 2 يختلف عن H 2 O بنفس طريقة ذرة الأكسجين ، مثل H 2 SO 4 من H 2 SO 3 ، وعلى الرغم من مزيلات الأكسدة في كلتا الحالتين تترجم أعلى حالة أكسدة إلى أدنى مستوى. يبرز الاختلاف فيما يتعلق بالتفاعلات المتأصلة في H 2 O 2 و H 2 SO 4 بشكل خاص لسبب أن حامض الكبريتيك يحتوي على بيروكسيد خاص به (حمض الكبريتيك ، الذي تمت دراسته من قبل Wiede مؤخرًا ويحتوي على ، وفقًا لبياناته ، H 2 CrO 5) ، الذي يحتوي على مزيج من خصائص بيروكسيد الهيدروجين. هذا يعني أن هناك فرقًا كبيرًا في طريقة إضافة الأكسجين في أكاسيد "تشبه الملح" وبيروكسيدات حقيقية ، وبالتالي ، بمجرد ضغط ذرات الأكسجين بين الآخرين ، لا يكفي التعبير عن جميع حالات إضافة الأكسجين ، وإذا معبرًا عنه ، ثم على الأرجح يجب تطبيقه على البيروكسيدات ، وليس على التكوين ، إذا جاز التعبير ، لمركبات الأكسجين العادية ، تقترب من RH n O 4 ، حيث n ، عدد ذرات الهيدروجين ، لا يتجاوز 4 ، وكذلك عدد ذرات الأكسجين في الأحماض التي تحتوي على ذرة واحدة من العناصر R. مع الأخذ في الاعتبار ما قيل والمعنى بشكل عام من خلال ذرة العناصر R ، يؤدي إجمالي المعلومات حول الأكاسيد الشبيهة بالملح إلى استنتاج مفاده أن عدد الأشكال المستقلة أو أنواع الأكاسيد صغيرة جدًا وتقتصر على الثمانية التالية:

R 2 O 2 أو RO ، على سبيل المثال CaO ، الحديد O.

لا يتبع هذا التناغم والبساطة في أشكال الأكسدة على الإطلاق عقيدة ذرية العناصر في شكلها المعتاد (عند تحديد الذرية بمركب مع H أو Cl) وهي مسألة مقارنة مباشرة لمركبات الأكسجين في حد ذاتها. بشكل عام ، تحتوي عقيدة الذرية الثابتة وغير المتغيرة للعناصر على صعوبات وعيوب (مركبات غير مشبعة ، مثل ثاني أكسيد الكربون ، مفرط التشبع ، مثل JCl 3 ، جنبًا إلى جنب مع ماء التبلور ، وما إلى ذلك) ، لكنها لا تزال ذات أهمية كبيرة في اثنين الاحترام ، أي مع البساطة والانسجام في التعبير عن تكوين وهيكل المركبات العضوية المعقدة ، وفيما يتعلق بالتعبير عن تشابه العناصر ذات الصلة ، منذ الذرية ، بغض النظر عن ما يعتبر (أو تكوين جزيئات من مركبات مماثلة) ، في هذه الحالة تبين أنها هي نفسها. على سبيل المثال. الهاليدات المتشابهة مع بعضها البعض في العديد من الطرق الأخرى أو معادن مجموعة معينة (قلوية ، على سبيل المثال) تبين دائمًا أن لها نفس الذرية وتشكل سلسلة كاملة من المركبات المتشابهة ، بحيث يكون وجود هذه الميزة بالفعل إلى حد ما مؤشر القياس.

من أجل عدم تعقيد العرض ، سنترك تعداد الخصائص النوعية والكمية الأخرى للعناصر (على سبيل المثال ، التماثل ، درجات حرارة الاتصال ، العرض ، الانكسار ، إلخ) ونتحول مباشرة إلى عرض قانون P. التي سنتوقف من أجلها: 1) حول جوهر القانون ، 2) في تاريخه وتطبيقه في دراسة الكيمياء ، 3) حول تبريره عن طريق العناصر المكتشفة حديثًا ، 4) على تطبيقه لتحديد حجم الأوزان الذرية ، و 5) على بعض عدم اكتمال المعلومات الموجودة.

جوهر شرعية P. نظرًا لأنه من بين جميع خصائص العناصر الكيميائية ، فإن وزنها الذري هو الأكثر سهولة للوصول إلى الدقة العددية في التحديد وللإقناع التام ، فمن الطبيعي للغاية وضع أوزان الذرات كنتيجة لإيجاد شرعية العناصر الكيميائية ، خاصةً أنه في الوزن (وفقًا لقانون الحفاظ على الجماهير) نحن نتعامل مع خاصية غير قابلة للتدمير والأكثر أهمية لأي مادة. القانون دائمًا هو المراسلات بين المتغيرات ، كما هو الحال في الجبر اعتمادهم الوظيفي. وبالتالي ، مع وجود الوزن الذري للعناصر كمتغير واحد ، من أجل إيجاد قانون العناصر ، يجب على المرء أن يأخذ الخصائص الأخرى للعناصر كمتغير آخر ويبحث عن الاعتماد الوظيفي. أخذ العديد من خصائص العناصر ، على سبيل المثال. حموضتها وقاعدتها ، وقدرتها على الاندماج مع الهيدروجين أو الأكسجين ، ذريتها أو تكوين مركبات كل منها ، الحرارة المنبعثة أثناء تكوين ما يقابلها ، على سبيل المثال. مركبات الكلوريد ، حتى خواصها الفيزيائية في شكل أجسام بسيطة أو معقدة ذات تركيبة متشابهة ، وما إلى ذلك ، يمكن للمرء أن يلاحظ تسلسلًا دوريًا اعتمادًا على حجم الوزن الذري. لتوضيح ذلك ، دعنا أولاً نقدم قائمة بسيطة بجميع التعريفات المعروفة الآن للوزن الذري للعناصر ، مسترشدةً بالشفرة الأخيرة التي وضعها FW. كلارك ("مجموعات سميثسونيان المتنوعة" ، 1075: "إعادة حساب الأوزان الذرية" ، واشنطن ، 1897 ، ص 34) ، حيث يجب اعتبارها الآن الأكثر موثوقية وتحتوي على أفضل وأحدث التعريفات. في هذه الحالة ، سوف نقبل ، مع معظم الكيميائيين ، الوزن الذري المشروط للأكسجين الذي يساوي 16. وتظهر دراسة تفصيلية للأخطاء "المحتملة" أنه لنحو نصف النتائج نظرًا لخطأ الأرقام أقل من 0.1٪ ، ولكن بالنسبة للباقي تصل إلى عدة أعشار ، وربما تصل إلى نسبة مئوية للآخرين. يتم سرد جميع الأوزان الذرية حسب المقدار.

استنتاج

كان النظام الدوري لديمتري إيفانوفيتش مندليف ذا أهمية كبيرة للعلوم الطبيعية وجميع العلوم بشكل عام. لقد أثبتت أن الشخص قادر على اختراق أسرار التركيب الجزيئي للمادة ، وبعد ذلك - في بنية الذرات. بفضل نجاحات الكيمياء النظرية ، حدثت ثورة كاملة في الصناعة ، وتم إنشاء عدد كبير من المواد الجديدة. تم العثور أخيرًا على العلاقة بين الكيمياء العضوية وغير العضوية - وتم العثور على نفس العناصر الكيميائية في الأول والثاني.

في منتصف القرن التاسع عشر. تم التعرف على حوالي 60 عنصرًا كيميائيًا. يعتقد D.I Mendeleev أنه يجب أن يكون هناك قانون يوحد جميع العناصر الكيميائية. يعتقد مندليف أن السمة الرئيسية للعنصر هي كتلته الذرية. لذلك ، قام بترتيب جميع العناصر المعروفة في صف واحد من أجل زيادة كتلتها الذرية و صاغ القانون على النحو التالي:

تعتمد خصائص العناصر ومركباتها بشكل دوري على قيمة الكتلة الذرية للعناصر. تنص الصياغة الحديثة للقانون الدوري على ما يلي:

تعتمد خصائص العناصر ومركباتها بشكل دوري على شحنة نواة الذرة أو الرقم التسلسلي للعنصر.

لا تتعارض صياغة القانون الدوري بواسطة D.I Mendeleev والصياغة الحديثة ، لأنه بالنسبة لمعظم العناصر ، مع زيادة شحنة النواة ، تزداد الكتلة الذرية النسبية أيضًا. لا يوجد سوى استثناءات قليلة لهذه القاعدة. على سبيل المثال ، البند رقم 18 الأرجون Ar لديه كتلة ذرية أقل من العنصر رقم 19 البوتاسيوم K. أظهرت نظرية بنية الذرة أن النظام الدوري لـ D. I. Mendeleev هو تصنيف للعناصر الكيميائية وفقًا للتركيبات الإلكترونية لذراتها.

في ذرات عناصر الفترة I (H و He) ، تملأ الإلكترونات مستوى طاقة واحدًا (K) ؛ في ذرات عناصر الفترة الثانية (من Li إلى Ne) ، تملأ الإلكترونات مستويين من الطاقة (K و L) ؛ في ذرات عناصر الفترة الثالثة (من Na إلى Ar) - ثلاثة مستويات للطاقة (K و L و M) ؛ في أتو أقصى عناصر الفترة IV (من K إلى Kg) - أربعة مستويات للطاقة (K و L و M و N). وبالمثل ، في ذرات عناصر الفترة V ، تملأ الإلكترونات خمسة مستويات ، وما إلى ذلك. عدد مستويات الطاقة المملوءة (الطبقات الإلكترونية) في ذرات جميع العناصر في فترة معينة يساوي عدد الفترة. في ذرات جميع العناصر المعروفة ، تملأ الإلكترونات من 1 إلى 7 مستويات طاقة ، لذلك يتكون النظام الدوري من سبع فترات. تبدأ كل فترة بمعدن قلوي (باستثناء الفترة الأولى) ، في ذراته يوجد إلكترون واحد على طبقة الإلكترون الخارجية ؛ الهيكل الإلكتروني للطبقة الخارجية - NS 1(ل - رقم الفترة). كل فترة تنتهي بغاز نبيل. في ذرات جميع الغازات النبيلة (باستثناء هو) على طبقة الإلكترون الخارجية هناك نوعان س-وستة إلكترونات ص ؛ الهيكل الإلكتروني للطبقة الخارجية ملاحظة 2 العلاقات العامة 6 (ن -رقم الفترة). ثمانية إلكترونات هي أقصى عدد من الإلكترونات في الطبقة الإلكترونية الخارجية للذرات.

العناصر 3 Li، Na، 19 K موجودة في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الأولى ؛ تحتوي ذراتها على إلكترون واحد على الطبقة الخارجية. العناصر 4 Be ، 12 Mg ، 20 Ca في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة II ؛ تحتوي ذراتها على إلكترونين على الطبقة الخارجية ، وما إلى ذلك. وبالتالي ، فإن عدد الإلكترونات الموجودة على الطبقة الخارجية لذرات عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية (باستثناء H و He) يساوي عدد المجموعة التي فيها العناصر تقع. مع زيادة الرقم التسلسلي ، يزداد العدد الإجمالي للإلكترونات في ذرات العناصر بالتتابع ، ويتغير عدد الإلكترونات على طبقة الإلكترون الخارجية بشكل دوري. يفسر التغيير الدوري في خصائص العناصر الكيميائية ومركباتها مع زيادة الرقم التسلسلي بحقيقة أن بنية الطبقة الإلكترونية الخارجية في ذرات العناصر تتكرر بشكل دوري.

- تزداد شحنة نوى الذرة.

- عدد طبقات الإلكترون من الذرات لا يتغير.

- يزداد عدد الإلكترونات الموجودة على الطبقة الخارجية للذرات من 1 إلى 8

- يتناقص نصف قطر الذرات

- تزداد قوة ارتباط إلكترونات الطبقة الخارجية بالنواة.

- تزداد طاقة التأين.

- زيادة تقارب الإلكترون.

- زيادة الكهربية.

- يتم تقليل معدنية العناصر.

- تزداد اللامعدنية للعناصر.

انصح، كيف تتغير بعض خصائص العناصر في المجموعات الفرعية الرئيسية من أعلى إلى أسفل:

- يزداد عدد طبقات الذرات الإلكترونية.

- عدد الإلكترونات على الطبقة الخارجية للذرات هو نفسه.

- يزداد نصف قطر الذرات - تقل قوة الرابطة بين إلكترونات الطبقة الخارجية والنواة.

- تنخفض طاقة التأين - ينخفض ​​تقارب الإلكترون.

- تناقص الكهربية - تزداد فلزية العناصر.

- تقليل اللامعدنية للعناصر.

التذكرة 6.

1. الخصائص الرئيسية للذرات: الذرات (المدارية ، التساهمية) ، نصف قطر فان دير فال والأيوني ، طاقات التأين ، تقارب الإلكترون ، السالبية الكهربية ، النسبية الكهربية ، أنماط تغيرها.

1. نصف القطر الذري- خصائص الذرات ، مما يسمح بتقدير المسافة بين الذرات (البينية النووية) تقريبًا في الجزيئات والبلورات. وفقًا لمفاهيم ميكانيكا الكم ، لا تمتلك الذرات حدودًا واضحة ، لكن احتمال العثور على إلكترون مرتبط بنواة معينة على مسافة معينة من هذه النواة يتناقص بسرعة مع زيادة المسافة. لذلك ، يُعزى نصف قطر معين إلى الذرة ، بافتراض أن الغالبية العظمى من كثافة الإلكترون (90-98٪) موجودة في مجال هذا الشعاع. أ. - القيم صغيرة جدًا ، في حدود 0.1 نانومتر ، ومع ذلك ، حتى الاختلافات الصغيرة في أحجامها يمكن أن تؤثر على بنية البلورات المبنية منها ، وتكوين توازن الجزيئات ، إلخ. تظهر البيانات التجريبية ذلك في كثير في الحالات ، فإن أقصر مسافة بين ذرتين تساوي تقريبًا مجموع A. r المقابلة. - ما يسمى. مبدأ الجمع . اعتمادًا على نوع الرابطة بين الذرات ، هناك المعدنية والأيونية والتساهمية وفان دير فالس أ. ص.

معدني نصف القطريساوي نصف أقصر مسافة بين الذرات في بلورة. هيكل معدني. تعتمد قيمتها على الإحداثيات. أرقام K (عدد أقرب جيران للذرة في الهيكل). غالبًا ما تصادف هياكل المعادن مع K = 12.

أنصاف الأقطار الأيونيةتستخدم لتقديرات تقريبية لأقصر المسافات الداخلية في البلورات الأيونية ، بافتراض أن هذه المسافات تساوي مجموع نصف القطر الذري الأيوني المقابل. تم تحديد نصف القطر الأيوني لأول مرة في عشرينيات القرن الماضي. القرن ال 20 غولدشميت ، على أساس قياس الانكسار. قيم نصف القطر F - و O 2-.

نصف القطر التساهمييساوي نصف طول كيم واحد. روابط X-X ، حيث X عبارة عن ذرة غير معدنية. للهالوجينات ، التساهمية A.r. - هذه نصف المسافة بين النواة في جزيء X 2 ، بالنسبة لـ S و Se - في X 8 ، لـ C - في بلورة ماسية. باستخدام قاعدة إضافة AR ، يتم توقع أطوال الروابط في الجزيئات متعددة الذرات.

نصف قطر فان دير فالتحديد الأحجام الفعالة لذرات الغازات النبيلة. تساوي هذه الأنصاف نصف المسافة بين النواة بين أقرب ذرات متطابقة غير مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض. التواصل ، أي ينتمون إلى جزيئات مختلفة. تم العثور على قيم نصف قطر فان دير فال ، باستخدام مبدأ الجمع في A.R. ، من أقصر ملامسات الجزيئات المجاورة في البلورات. في المتوسط ​​، تكون أكبر بحوالي 0.08 نانومتر من نصف القطر التساهمي. تتيح معرفة نصف قطر فان دير فال تحديد شكل الجزيئات وتعبئتها في البلورات الجزيئية.

طاقة التأين للذرة E. أناهي كمية الطاقة المطلوبة لفصل ē من ذرة غير مستثارة. عند الانتقال من اليسار إلى اليمين على طول الفترة ، تزداد طاقة التأين تدريجياً ، مع زيادة الرقم التسلسلي داخل المجموعة ، تقل. تحتوي الفلزات القلوية على الحد الأدنى من إمكانات التأين ، بينما تمتلك الغازات النبيلة الحد الأقصى. بالنسبة للذرة نفسها ، تزداد دائمًا طاقات التأين الثانية والثالثة واللاحقة ، حيث يجب فصل الإلكترون عن أيون موجب الشحنة.

E تقارب ذرة للإلكترون A e - هاء قطة. سوف تبرز عندما مرتبطة بذرة. ذرات الهالوجين لها أعلى تقارب للإلكترون. عادة ، يتناقص ألفة الإلكترون لذرات العناصر المختلفة بالتوازي مع زيادة طاقة التأين.

كهرسلبية - مقياس لقدرة ذرة عنصر معين على سحب كثافة الإلكترون على نفسها مقارنة بالعناصر الأخرى في المركب. يمكن تمثيله كنصف مجموع طاقات التأين المولي وتقارب الإلكترون: E / O = 1/2 ( هأنا + أه). نادرًا ما يتم استخدام القيم المطلقة للسلبية الكهربية لذرات العناصر المختلفة. في كثير من الأحيان تستخدم النسبية الكهربية ، يشار إليها بالحرف ج. في البداية ، تم تعريف هذه القيمة على أنها نسبة الكهربية لذرة عنصر معين إلى كهرسلبية ذرة الليثيوم. نظرًا لأن الكهربية النسبية تعتمد بشكل أساسي على طاقة التأين للذرة (تكون طاقة تقارب الإلكترون دائمًا أقل بكثير) ، ثم في نظام العناصر الكيميائية تتغير تقريبًا مثل طاقة التأين ، أي أنها تزداد قطريًا من السيزيوم إلى الفلور.

رقم تذكرة الامتحان 7