Абстрактна история на откриването на периодичната таблица. Откриване на периодичния закон на химичните елементи от D.I.

Въведение

Периодичният закон и периодичната система на химичните елементи от Д. И. Менделеев са в основата на съвременната химия. Те се отнасят до такива научни закони, които отразяват явления, които действително съществуват в природата и следователно никога няма да загубят своето значение.

Периодичният закон и направените на негова основа открития в различни области на естествознанието и техниката са най-великият триумф на човешкия ум, свидетелство за все по-дълбоко проникване в най-съкровените тайни на природата, за успешното преобразуване на природата в полза на човека. .

„Рядко се случва едно научно откритие да се окаже нещо напълно неочаквано, почти винаги е очаквано, но следващите поколения, които използват доказани отговори на всички въпроси, често се затрудняват да оценят какви трудности е струвало то на техните предшественици.“ DI. Менделеев.

Цел: Да се ​​характеризира концепцията за периодична система и периодичния закон на елементите, периодичният закон и неговата обосновка, да се характеризират структурите на периодичната система: подгрупи, периоди и групи. Проучете историята на откриването на периодичния закон и периодичната система от елементи.

Цели: Разгледайте историята на откриването на периодичния закон и периодичната система. Дефинирайте периодичния закон и периодичната система. Анализирайте периодичния закон и неговата обосновка. Структурата на периодичната система: подгрупи, периоди и групи.

Историята на откриването на периодичния закон и периодичната система на химичните елементи

Създаването на атомно-молекулярната теория в началото на 19-19 век е придружено от бързо нарастване на броя на известните химични елементи. Само през първото десетилетие на 19 век са открити 14 нови елемента. Рекордьор сред откривателите е английският химик Хъмфри Дейви, който за една година с помощта на електролиза е получил 6 нови прости вещества (натрий, калий, магнезий, калций, барий, стронций). И до 1830 г. броят на известните елементи достига 55.

Съществуването на такъв брой елементи, разнородни по своите свойства, озадачава химиците и изисква подреждане и систематизиране на елементите. Много учени търсеха модели в списъка с елементи и постигнаха известен напредък. Можем да подчертаем три най-значими произведения, които оспориха приоритета на откриването на периодичния закон от D.I. Менделеев.

През 1860 г. се провежда първият Международен химически конгрес, след който става ясно, че основната характеристика на химичния елемент е неговото атомно тегло. Френският учен Б. Де Шанкуртоа през 1862 г. е първият, който подрежда елементите в ред на увеличаване на атомните тегла и ги подрежда в спирала около цилиндър. Всеки завой на спиралата съдържаше 16 елемента, подобни елементи, като правило, попадаха във вертикални колони, въпреки че бяха отбелязани и значителни разлики. Работата на De Chancourtois остана незабелязана, но идеята му за сортиране на елементите в реда на увеличаване на атомното тегло се оказа плодотворна.

И две години по-късно, воден от тази идея, английският химик Джон Нюландс подрежда елементите в таблица и забелязва, че свойствата на елементите се повтарят периодично на всеки седем числа. Например, хлорът е подобен по свойства на флуора, калият е подобен на натрия, селенът е подобен на сярата и т.н. Нюландс нарече този модел „закон на октавите“, почти предусещайки концепцията за период. Но Нюландс настоя, че продължителността на периода (равна на седем) е постоянна, така че неговата таблица съдържа не само правилните модели, но и произволни двойки (кобалт - хлор, желязо - сяра и въглерод - живак).

Но немският учен Лотар Майер през 1870 г. начерта зависимостта на атомния обем на елементите от тяхното атомно тегло и откри ясна периодична зависимост, а продължителността на периода не съвпадаше със закона на октавите и беше променлива стойност.

Всички тези произведения имат много общо. Де Шанкуртоа, Нюландс и Майер откриват проявата на периодични промени в свойствата на елементите в зависимост от тяхното атомно тегло. Но те не успяха да създадат единна периодична система от всички елементи, тъй като много елементи не намериха своето място в моделите, които откриха. Тези учени също не успяха да направят сериозни заключения от своите наблюдения, въпреки че смятаха, че многобройните зависимости между атомните тегла на елементите са проява на някакъв общ закон.

Този общ закон е открит от великия руски химик Дмитрий Иванович Менделеев през 1869 г. Менделеев формулира периодичния закон под формата на следните основни принципи:

1. Елементите, подредени според атомното тегло, представляват ясна периодичност на свойствата.

2. Трябва да очакваме откриването на много повече неизвестни прости тела, например елементи, подобни на Al и Si с атомно тегло 65 - 75.

3. Атомното тегло на даден елемент понякога може да бъде коригирано чрез познаване на неговите аналози.

Някои аналогии се разкриват от размера на теглото на техния атом. Първото положение е известно още преди Менделеев, но именно той му придава характера на универсален закон, предсказвайки на негова основа съществуването на все още неоткрити елементи, променяйки атомните тегла на редица елементи и подреждайки някои елементи в таблицата в противоречие с техните атомни тегла, но в пълно съответствие с техните свойства (главно по валентност). Останалите разпоредби са открити само от Менделеев и са логически следствия от периодичния закон

Правилността на тези следствия беше потвърдена от много експерименти през следващите две десетилетия и направи възможно да се говори за периодичния закон като строг закон на природата.

Използвайки тези разпоредби, Менделеев състави своя собствена версия на периодичната таблица на елементите. Първият проект на таблицата на елементите се появява на 17 февруари (1 март, нов стил) 1869 г.

И на 6 март 1869 г. професор Меншуткин направи официално съобщение за откритието на Менделеев на среща на Руското химическо общество.

В устата на учения е вложено следното признание: Виждам насън маса, на която всички елементи са подредени според нуждите. Събудих се и веднага го записах на лист - само на едно място по-късно се оказа необходимост от корекция. Колко просто е всичко в легендите! Отне повече от 30 години от живота на учения, за да го развие и коригира.

Процесът на откриване на периодичния закон е поучителен и самият Менделеев говори за него така: „Неволно възникна идеята, че трябва да има връзка между масата и химичните свойства. И тъй като масата на веществото, макар и не абсолютна, а само относителна, в крайна сметка се изразява под формата на атомни тегла, необходимо е да се търси функционално съответствие между отделните свойства на елементите и техните атомни тегла. Не можете да търсите нищо, дори гъби или някаква зависимост, освен като търсите и опитвате. Така че започнах да избирам, записвайки на отделни карти елементи с техните атомни тегла и фундаментални свойства, подобни елементи и подобни атомни тегла, което бързо доведе до заключението, че свойствата на елементите периодично зависят от тяхното атомно тегло и, съмнявайки се в много неясноти , нито за минута не се усъмних в обобщеността на направения извод, тъй като е невъзможно да се допуснат инциденти.

В първата периодична таблица всички елементи до и включително калций са същите като в съвременната таблица, с изключение на благородните газове. Това се вижда от фрагмент от страница от статия на D.I. Менделеев, съдържаща периодичната таблица на елементите.

Ако изхождаме от принципа на увеличаване на атомните тегла, тогава следващите елементи след калция трябва да са ванадий (A = 51), хром (A = 52) и титан (A = 52). Но Менделеев постави въпросителен знак след калция и след това постави титана, променяйки атомното му тегло от 52 на 50. Неизвестният елемент, обозначен с въпросителен знак, получи атомно тегло A = 45, което е средноаритметичното между атомните тегла на калций и титан. След това, между цинка и арсена, Менделеев остави място за два елемента, които все още не бяха открити. Освен това той постави телур пред йода, въпреки че последният има по-ниско атомно тегло. При това подреждане на елементите всички хоризонтални редове в таблицата съдържаха само подобни елементи и периодичността на промените в свойствата на елементите беше ясно очевидна.

През следващите две години Менделеев значително подобрява системата от елементи. През 1871 г. е публикувано първото издание на учебника на Дмитрий Иванович „Основи на химията“, който представя периодичната система в почти съвременна форма. В таблицата са формирани 8 групи от елементи, номерата на групите показват най-високата валентност на елементите от онези серии, които са включени в тези групи, а периодите стават по-близки до съвременните, разделени на 12 серии. Сега всеки период започва с активен алкален метал и завършва с типичен неметал, халоген.

Втората версия на системата позволи на Менделеев да предскаже съществуването не на 4, а на 12 елемента и, предизвиквайки научния свят, с удивителна точност описа свойствата на три неизвестни елемента, които той нарече екаборон (ека на санскрит означава „едно и също нещо“), екаалуминий и екасилиций. Съвременните им имена са Se, Ga, Ge.

Научният свят на Запада първоначално беше скептичен към системата на Менделеев и нейните прогнози, но всичко се промени, когато през 1875 г. френският химик П. Лекок дьо Боабодран, изследвайки спектрите на цинкова руда, откри следи от нов елемент, който нарече галий в чест на родината си (Галий - древноримско име на Франция)

Ученият успява да изолира този елемент в чист вид и да изследва свойствата му. И Менделеев видя, че свойствата на галия съвпадат със свойствата на ека-алуминия, който той предсказа, и каза на Lecoq de Boisbaudran, че неправилно е измерил плътността на галия, която трябва да бъде равна на 5,9-6,0 g/cm3 вместо 4,7 g /cm3. Наистина, по-внимателни измервания доведоха до правилната стойност от 5,904 g/cm3.

През 1879 г. шведският химик Л. Нилсон, отделяйки редкоземни елементи, получени от минерала гадолинит, изолира нов елемент и го нарича скандий. Това се оказва екаборонът, предсказан от Менделеев.

Окончателно признаване на периодичния закон на D.I. Менделеев е постигнато след 1886 г., когато немският химик К. Винклер, анализирайки сребърна руда, получава елемент, който нарича германий. Оказва се екасилиций.

Свързана информация.

В своята работа от 1668 г. Робърт Бойл предоставя списък на неразградимите химически елементи. По това време те бяха само петнадесет. В същото време ученият не твърди, че освен изброените от него елементи вече не съществуват и въпросът за тяхното количество остава открит.

Сто години по-късно френският химик Антоан Лавоазие съставя нов списък от известни на науката елементи. Неговият регистър включва 35 химически вещества, от които 23 впоследствие са признати за същите неразградими елементи.

Търсенето на нови елементи беше извършено от химици по целия свят и напредна доста успешно. Руският химик Дмитрий Иванович Менделеев изигра решаваща роля в този въпрос: именно той излезе с идеята за възможността за връзка между атомната маса на елементите и тяхното място в „йерархията“. По собствените му думи „трябва да търсим... съответствия между отделните свойства на елементите и техните атомни тегла“.

Сравнявайки химичните елементи, известни по онова време, Менделеев след огромна работа в крайна сметка открива тази зависимост, общата естествена връзка между отделните елементи, в която те се появяват като едно цяло, където свойствата на всеки елемент не са нещо, което съществува само по себе си , но периодично и редовно повтарящо се явление.

Така през февруари 1869 г. е формулиран периодичен закон на менделеев. През същата година, на 6 март, доклад, изготвен от D.I. Менделеев, озаглавен „Връзка на свойствата с атомното тегло на елементите“ беше представен от Н.А. Меншуткин на среща на Руското химическо дружество.

През същата година публикацията се появява в немското списание „Zeitschrift für Chemie“, а през 1871 г. в списание „Annalen der Chemie“ се появява подробна публикация на Д.И. Менделеев, посветен на неговото откритие - “Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente” (Периодичен модел на химичните елементи).

Създаване на периодичната таблица

Въпреки факта, че Менделеев формира идеята за сравнително кратък период от време, той не можа да формализира заключенията си дълго време. За него беше важно да представи идеята си под формата на ясно обобщение, строга и нагледна система. Както веднъж каза самият Д.И. Менделеев в разговор с професор А.А. Иностранцев: „Всичко се събра в главата ми, но не мога да го изразя в таблица.“

Според биографи, след този разговор ученият работи върху създаването на масата три дни и три нощи, без да си ляга. Той премина през различни варианти, в които елементите могат да бъдат комбинирани, за да бъдат организирани в таблица. Работата се усложнява и от факта, че по времето на създаването на периодичната таблица не всички химични елементи са били известни на науката.

През 1869-1871 г. Менделеев продължава да развива идеите за периодичност, изложени и приети от научната общност. Една от стъпките беше въвеждането на концепцията за мястото на елемент в периодичната таблица като набор от неговите свойства в сравнение със свойствата на други елементи.

Именно на тази основа, както и разчитайки на резултатите, получени по време на изследването на последователността на промените в стъклообразуващите оксиди, Менделеев коригира стойностите на атомните маси на 9 елемента, включително берилий, индий, уран и други.

По време на работата на D.I. Менделеев се стреми да запълни празните клетки на съставената от него таблица. В резултат на това през 1870 г. той прогнозира откриването на елементи, неизвестни на науката по това време. Менделеев изчислява атомните маси и описва свойствата на три елемента, които все още не са открити по това време:

• "екаалуминий" - открит през 1875 г., наречен галий,
• "екабора" - открита през 1879 г., наречена скандий,
• "екзасилиций" - открит през 1885 г., наречен германий.

Следващите му реализирани прогнози бяха откриването на още осем елемента, включително полоний (открит през 1898 г.), астат (открит през 1942-1943 г.), технеций (открит през 1937 г.), рений (открит през 1925 г.) и франция (открит през 1939 г.) .

През 1900 г. Дмитрий Иванович Менделеев и Уилям Рамзи стигат до извода, че е необходимо да се включат елементи от специална, нулева група в периодичната таблица. Днес тези елементи се наричат ​​благородни газове (преди 1962 г. тези газове се наричаха благородни газове).

Принципът на организация на периодичната таблица

В таблицата си Д.И. Менделеев подрежда химичните елементи в редове по реда на увеличаване на масата, като избира дължината на редовете така, че химичните елементи в една колона да имат сходни химични свойства.

Благородните газове - хелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон - не са склонни да реагират с други елементи и проявяват ниска химическа активност и затова се намират в най-дясната колона.

За разлика от тях, елементите от най-лявата колона - литий, натрий, калий и други - реагират бурно с други вещества, процесът е експлозивен. Елементите в други колони на таблицата се държат по подобен начин - в рамките на една колона тези свойства са подобни, но варират при преминаване от една колона в друга.

Периодичната таблица в първата си версия просто отразяваше съществуващото състояние на нещата в природата. Първоначално таблицата не обясняваше по никакъв начин защо това трябва да е така. Едва с появата на квантовата механика стана ясно истинското значение на подредбата на елементите в периодичната таблица.

В природата се срещат химични елементи до уран (съдържа 92 протона и 92 електрона). Започвайки с номер 93 има изкуствени елементи, създадени в лабораторни условия.

Есе

„Историята на откриването и потвърждаването на периодичния закон от D.I. Менделеев"

Санкт Петербург 2007 г

Въведение

Периодичен закон D.I. Менделеев е основен закон, който установява периодична промяна в свойствата на химичните елементи в зависимост от увеличаването на зарядите на ядрата на техните атоми. Отворено от D.I. Менделеев през февруари 1869 г. При сравняване на свойствата на всички известни по това време елементи и стойностите на техните атомни маси (тегла). Менделеев за първи път използва термина „периодичен закон“ през ноември 1870 г., а през октомври 1871 г. той дава окончателната формулировка на периодичния закон: „... свойствата на елементите и следователно свойствата на простите и сложните тела, които те образуват, периодично зависят от тяхното атомно тегло. Графичният (табличен) израз на периодичния закон е периодичната система от елементи, разработена от Менделеев.

1. Опитите на други учени да изведат периодичния закон

Периодичната система или периодичната класификация на елементите е от голямо значение за развитието на неорганичната химия през втората половина на 19 век. Това значение в момента е колосално, тъй като самата система, в резултат на изучаването на проблемите на структурата на материята, постепенно придоби степен на рационалност, която не можеше да бъде постигната чрез познаване само на атомни тегла. Преходът от емпирична закономерност към закон е крайната цел на всяка научна теория.

Търсенето на основата за естествената класификация на химичните елементи и тяхната систематизация започва много преди откриването на Периодичния закон. Трудностите, пред които са изправени естествените учени, които първи работят в тази област, са причинени от липсата на експериментални данни: в началото на 19 век. броят на известните химични елементи все още беше твърде малък и приетите стойности на атомните маси на много елементи бяха неточни.

Освен опитите на Лавоазие и неговата школа да класифицират елементи въз основа на критерия за аналогия в химическото поведение, първият опит за периодична класификация на елементите принадлежи на Дьоберейнер.

Триади на Döbereiner и първите системи от елементи

През 1829 г. немският химик I. Döbereiner се опитва да систематизира елементите. Той забеляза, че някои елементи с подобни свойства могат да бъдат комбинирани в групи от по три, които той нарече триади: Li–Na–K; Ca–Sr–Ba; S–Se–Te; P–As–Sb; Cl–Br–I.

Същност на предложеното закон на триадите Döbereiner беше, че атомната маса на средния елемент на триадата е близо до половината от сумата (средно аритметично) на атомните маси на двата крайни елемента на триадата. Въпреки че Döbereiner, естествено, не успя да раздели всички известни елементи на триади, законът на триадите ясно показваше съществуването на връзка между атомната маса и свойствата на елементите и техните съединения. Всички по-нататъшни опити за систематизиране се основават на поставянето на елементите в съответствие с техните атомни маси.

Идеите на Döbereiner са развити от L. Gmelin, който показа, че връзката между свойствата на елементите и техните атомни маси е много по-сложна от триадите. През 1843 г. Гмелин публикува таблица, в която химически сходни елементи са подредени в групи по реда на увеличаване на свързващите (еквивалентни) тегла. Елементите бяха съставени от триади, както и от тетради и пентади (групи от четири и пет елемента), а електроотрицателността на елементите в таблицата се променяше плавно отгоре надолу.

През 1850г М. фон Петенкофер и Ж. Дюма предлагат т.нар. диференциални системи, насочени към идентифициране на общи закономерности в промените в атомното тегло на елементите, които са разработени подробно от немските химици А. Стрекер и Г. Чермак.

В началото на 60-те години на XIX век. се появяват няколко произведения, които непосредствено предхождат Периодичния закон.

Спирала дьо Шанкуртоа

А. дьо Шанкуртоа подреди всички химически елементи, известни по това време, в една последователност от нарастващи атомни маси и приложи получената серия към повърхността на цилиндъра по протежение на линия, излизаща от основата му под ъгъл от 45 ° спрямо равнината на цилиндъра. база (т.нар земна спирала). При разгъване на повърхността на цилиндъра се оказа, че на вертикални линии, успоредни на оста на цилиндъра, има химични елементи с подобни свойства. И така, литий, натрий, калий паднаха на един вертикал; берилий, магнезий, калций; кислород, сяра, селен, телур и др. Недостатъкът на спиралата на де Шанкуртоа беше фактът, че елементи с напълно различно химическо поведение бяха на една и съща линия с елементи, които бяха подобни по своята химическа природа. Манганът попадаше в групата на алкалните метали, а титанът, който нямаше нищо общо с тях, попадаше в групата на кислорода и сярата.

Маса Newlands

Английският учен Дж. Нюландс през 1864 г. публикува таблица на елементите, отразяваща предложеното от него закон на октавите. Нюландс показа, че в поредица от елементи, подредени в реда на увеличаване на атомните тегла, свойствата на осмия елемент са подобни на свойствата на първия. Нюландс се опита да придаде универсален характер на тази зависимост, която действително се среща при леките елементи. В неговата таблица подобни елементи бяха разположени в хоризонтални редове, но в същия ред често имаше елементи с напълно различни свойства. В допълнение, Нюландс беше принуден да постави два елемента в някои клетки; накрая на масата нямаше празни места; В резултат на това законът на октавите беше приет с изключителен скептицизъм.

Таблици на Одлинг и Майер

През същата 1864 г. се появява първата таблица на немския химик Л. Майер; включваше 28 елемента, подредени в шест колони според техните валентности. Майер умишлено ограничава броя на елементите в таблицата, за да подчертае редовното (подобно на триадите на Дьоберейнер) изменение на атомната маса в серии от подобни елементи.

През 1870 г. Майер публикува работа, съдържаща нова таблица, озаглавена „Естеството на елементите като функция на тяхното атомно тегло“, състояща се от девет вертикални колони. Подобни елементи бяха разположени в хоризонталните редове на таблицата; Майер остави някои клетки празни. Таблицата беше придружена от графика на зависимостта на атомния обем на елемент от атомното тегло, която има характерна форма на зъб на трион, идеално илюстрираща термина "периодичност", вече предложен по това време от Менделеев.

2. Какво е направено преди деня на голямото откритие

Предпоставките за откриването на периодичния закон трябва да се търсят в книгата на D.I. Менделеев (по-нататък D.I.) „Основи на химията“. Първите глави от втората част на тази книга от D.I. пише в началото на 1869 г. Първата глава е посветена на натрия, втората - на неговите аналози, третата - на топлинния капацитет, четвъртата - на алкалоземните метали. Към деня на откриването на периодичния закон (17 февруари 1869 г.) той вероятно вече е очертал въпроса за връзката между такива полярно-противоположни елементи като алкални метали и халогениди, които са близки един до друг по отношение на тяхната атомност (валентност ), както и въпросът за връзката между самите алкални метали по отношение на техните атомни тегла. Той също така се доближи до въпроса за обединяването и сравняването на две групи полярно-противоположни елементи според атомните тегла на техните членове, което всъщност вече означаваше изоставяне на принципа за разпределение на елементите според тяхната атомност и преминаване към принципа на тяхната атомност. разпределение според атомните тегла. Този преход не беше подготовка за откриването на периодичния закон, а началото на самото откритие

До началото на 1869 г. значителна част от елементите са обединени в отделни природни групи и семейства въз основа на общи химични свойства; Заедно с това друга част от тях бяха разпръснати, изолирани отделни елементи, които не бяха обединени в специални групи. Следното се счита за твърдо установено:

– група алкални метали – литий, натрий, калий, рубидий и цезий;

– група алкалоземни метали – калций, стронций и барий;

– кислородна група – кислород, сяра, селен и телур;

– азотна група – азот, фосфор, арсен и антимон. Освен това тук често се добавя бисмут, а ванадият се счита за непълен аналог на азота и арсена;

– въглеродна група – въглерод, силиций и калай, а титанът и цирконият се считат за непълни аналози на силиция и калая;

– група халогени (халогени) – флуор, хлор, бром и йод;

– медна група – мед и сребро;

– цинкова група – цинк и кадмий

– семейство желязо – желязо, кобалт, никел, манган и хром;

– семейството на платиновите метали – платина, осмий, иридий, паладий, рутений и родий.

Ситуацията беше по-сложна с елементи, които могат да бъдат класифицирани в различни групи или семейства:

– олово, живак, магнезий, злато, бор, водород, алуминий, талий, молибден, волфрам.

Освен това бяха известни редица елементи, чиито свойства все още не бяха достатъчно проучени:

– семейство редкоземни елементи – итрий, ербий, церий, лантан и дидимий;

– ниобий и тантал;

– берилий;

3. Ден на великото откритие

DI. беше много разностранен учен. Той отдавна се интересуваше много от селскостопанските въпроси. Участва активно в дейността на Свободното икономическо дружество в Санкт Петербург (ВЕО), на което е бил член. VEO организира артелско производство на сирене в редица северни провинции. Един от инициаторите на тази инициатива беше Н.В. Верешчагин. В края на 1868 г., т.е. докато Д.И. завърши броя. 2 от книгата си, Верещагин се обърна към VEO с молба да изпрати един от членовете на Обществото, за да провери на място работата на мандрите на артела. Съгласие за този вид пътуване е изразено от D.I. През декември 1868 г. той проверява редица мандри на артели в Тверска губерния. Допълнителна командировка беше необходима, за да завърши прегледа. Тръгването е точно насрочено за 17 февруари 1869 г.

Периодичният закон на Дмитрий Иванович Менделеев е един от основните закони на природата, който свързва зависимостта на свойствата на химичните елементи и простите вещества с техните атомни маси. В момента законът е усъвършенстван и зависимостта на свойствата се обяснява с заряда на атомното ядро.

Законът е открит от руски учен през 1869 г. Менделеев го представи на научната общност в доклад пред конгреса на Руското химическо дружество (докладът беше направен от друг учен, тъй като Менделеев беше принуден спешно да напусне по указание на Свободното икономическо дружество в Санкт Петербург). През същата година е публикуван учебникът „Основи на химията“, написан от Дмитрий Иванович за студенти. В него ученият описва свойствата на популярни съединения, а също така се опитва да осигури логическа систематизация на химичните елементи. Той също така представи за първи път таблица с периодично подредени елементи, като графична интерпретация на периодичния закон. През всички следващи години Менделеев подобрява таблицата си, например добавя колона от инертни газове, които са открити 25 години по-късно.

Научната общност не прие веднага идеите на великия руски химик дори в Русия. Но след като бяха открити три нови елемента (галий през 1875 г., скандий през 1879 г. и германий през 1886 г.), предсказани и описани от Менделеев в известния му доклад, периодичният закон беше признат.

• Това е универсален закон на природата.
• Таблицата, която графично представя закона, включва не само всички известни елементи, но и тези, които все още се откриват.
• Всички нови открития не повлияха на уместността на закона и таблицата. Масата се подобрява и променя, но същността й остава непроменена.
• Прави възможно да се изяснят атомните тегла и други характеристики на някои елементи и да се предскаже съществуването на нови елементи.
• Химиците получиха надежден намек как и къде да търсят нови елементи. Освен това законът позволява с голяма степен на вероятност да се определят предварително свойствата на все още неоткрити елементи.
• Изигра огромна роля в развитието на неорганичната химия през 19 век.

История на откритието

Има една красива легенда, че Менделеев видял таблицата си насън, сутринта се събудил и я записал. Всъщност това е само мит. Самият учен много пъти каза, че е посветил 20 години от живота си на създаването и усъвършенстването на периодичната таблица на елементите.

Всичко започна с факта, че Дмитрий Иванович реши да напише учебник по неорганична химия за студенти, в който планира да систематизира всички знания, известни в този момент. И естествено, той се опираше на постиженията и откритията на своите предшественици. За първи път вниманието към връзката между атомните тегла и свойствата на елементите беше привлечено от немския химик Дьоберейнер, който се опита да раздели известните му елементи на триади с подобни свойства и тегла, които се подчиняват на определено правило. Във всяка тройка средният елемент имаше тегло, близко до средното аритметично на двата външни елемента. По този начин ученият успя да формира пет групи, например Li–Na–K; Cl–Br–I. Но това не бяха всички известни елементи. В допълнение, трите елемента очевидно не изчерпват списъка от елементи с подобни свойства. По-късно се опитват да намерят общ модел от германците Гмелин и фон Петенкофер, французите Ж. Дюма и де Шанкуртоа и англичаните Нюландс и Одлинг. Най-напред напредва немският учен Майер, който през 1864 г. съставя таблица, много подобна на периодичната таблица, но съдържа само 28 елемента, докато вече са известни 63.

За разлика от своите предшественици, Менделеев успя съставете таблица, която включва всички известни елементи, подредени по определена система. В същото време той остави някои клетки празни, изчислявайки приблизително атомните тегла на някои елементи и описвайки техните свойства. Освен това руският учен има смелостта и далновидността да заяви, че откритият от него закон е универсален закон на природата и го нарече „периодичен закон“. След като каза „ах“, той продължи и коригира атомните тегла на елементите, които не се вписваха в таблицата. При по-внимателно разглеждане се оказа, че корекциите му са верни и откриването на описаните от него хипотетични елементи стана окончателното потвърждение на истинността на новия закон: практиката доказа валидността на теорията.

ОТКРИВАНЕ НА ПЕРИОДИЧНИЯ ЗАКОН

Периодичният закон е открит от Д. И. Менделеев, докато работи върху текста на учебника „Основи на химията“, когато среща трудности при систематизирането на фактическия материал. До средата на февруари 1869 г., обмисляйки структурата на учебника, ученият постепенно стигна до извода, че свойствата на простите вещества и атомните маси на елементите са свързани по определен модел.

Откриването на периодичната таблица на елементите не е направено случайно, това е резултат от огромна работа, дълга и упорита работа, която е похарчена от самия Дмитрий Иванович и много химици от неговите предшественици и съвременници. „Когато започнах да финализирам своята класификация на елементите, написах на отделни карти всеки елемент и неговите съединения и след това, подреждайки ги в реда на групи и серии, получих първата визуална таблица на периодичния закон. Но това беше само последният акорд, резултатът от цялата предишна работа...”, каза ученият. Менделеев подчерта, че откритието му е резултат от двадесет години мислене за връзките между елементите, мислене за връзките на елементите от всички страни.

На 17 февруари (1 март) ръкописът на статията, съдържащ таблица, озаглавена „Експеримент върху система от елементи, базирана на техните атомни тегла и химични сходства“, беше завършен и предаден на печатницата с бележки за наборчици и дата „17 февруари 1869 г.“ Съобщението за откритието на Менделеев е направено от редактора на Руското химическо общество, професор Н. А. Меншуткин, на събрание на обществото на 22 февруари (6 март) 1869 г. Самият Менделеев не присъства на събранието, тъй като по това време, по указание на Свободното икономическо общество той изследва заводите за сирене в Тверская и Новгородската губерния.

В първата версия на системата елементите са подредени от учения в деветнадесет хоризонтални реда и шест вертикални колони. На 17 февруари (1 март) откриването на периодичния закон в никакъв случай не беше завършено, а само започна. Дмитрий Иванович продължи своето развитие и задълбочаване още почти три години. През 1870 г. Менделеев публикува втората версия на системата в „Основи на химията“ („Естествена система от елементи“): хоризонтални колони от аналогови елементи, превърнати в осем вертикално подредени групи; шестте вертикални колони на първата версия станаха периоди, започващи с алкален метал и завършващи с халоген. Всеки период беше разделен на две серии; елементи от различни серии, включени в групата, образуват подгрупи.

Същността на откритието на Менделеев е, че с увеличаване на атомната маса на химичните елементи техните свойства не се променят монотонно, а периодично. След определен брой елементи с различни свойства, подредени в нарастващо атомно тегло, свойствата започват да се повтарят. Разликата между работата на Менделеев и работата на неговите предшественици беше, че Менделеев нямаше една основа за класифициране на елементите, а две - атомна маса и химично сходство. За да се спази напълно периодичността, Менделеев коригира атомните маси на някои елементи, постави няколко елемента в своята система, противно на приетите по това време идеи за сходството им с други, и остави празни клетки в таблицата, където елементите, които все още не са открити е трябвало да бъде поставен.

През 1871 г., въз основа на тези трудове, Менделеев формулира периодичния закон, чиято форма беше донякъде подобрена с течение на времето.

Периодичната таблица на елементите оказа голямо влияние върху последващото развитие на химията. Това не само беше първата естествена класификация на химичните елементи, показваща, че те образуват хармонична система и са в тясна връзка помежду си, но беше и мощен инструмент за по-нататъшни изследвания. По времето, когато Менделеев съставя таблицата си въз основа на открития от него периодичен закон, много елементи все още са неизвестни. Менделеев не само беше убеден, че трябва да има все още неизвестни елементи, които биха запълнили тези пространства, но също така предсказа предварително свойствата на такива елементи въз основа на тяхното положение сред другите елементи на периодичната таблица. През следващите 15 години предсказанията на Менделеев бяха брилянтно потвърдени; бяха открити и трите очаквани елемента (Ga, Sc, Ge), което беше най-големият триумф на периодичния закон.

DI. Менделеев представи ръкописа „Опитът на система от елементи въз основа на тяхното атомно тегло и химическо сходство“ // Президентска библиотека // Ден в историята http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006

РУСКО ХИМИЧЕСКО ДРУЖЕСТВО

Руското химическо общество е научна организация, основана в Санкт Петербургския университет през 1868 г. и е доброволно сдружение на руски химици.

Необходимостта от създаване на Обществото беше обявена на 1-вия конгрес на руските естествоизпитатели и лекари, проведен в Санкт Петербург в края на декември 1867 г. - началото на януари 1868 г. На конгреса беше обявено решението на участниците в Химическата секция :

„Химическата секция изрази единодушно желание да се обедини в Химическо дружество за комуникация на вече създадените сили на руските химици. Секцията вярва, че това общество ще има членове във всички градове на Русия и че неговото издание ще включва трудовете на всички руски химици, публикувани на руски език.

По това време вече са създадени химически дружества в няколко европейски страни: Лондонското химическо дружество (1841), Френското химическо дружество (1857), Германското химическо дружество (1867); Американското химическо дружество е основано през 1876 г.

Уставът на Руското химическо дружество, съставен главно от Д. И. Менделеев, е одобрен от Министерството на народното просвещение на 26 октомври 1868 г., а първото събрание на дружеството се състои на 6 ноември 1868 г. Първоначално в него участват 35 химици от Санкт Петербург, Казан, Москва, Варшава, Киев, Харков и Одеса. Н. Н. Зинин става първият президент на Руското културно общество, а Н. А. Меншуткин става секретар. Членовете на дружеството плащат членски внос (10 рубли годишно), нови членове се приемат само по препоръка на трима съществуващи. През първата година от съществуването си RCS нарасна от 35 на 60 членове и продължи да расте плавно през следващите години (129 през 1879 г., 237 през 1889 г., 293 през 1899 г., 364 през 1909 г., 565 през 1917 г.).

През 1869 г. Руското химическо дружество придобива собствен печатен орган - Вестник на Руското химическо общество (ZHRKhO); Списанието излиза 9 пъти годишно (ежемесечно, с изключение на летните месеци). Редактор на ZhRKhO от 1869 до 1900 г. е Н. А. Меншуткин, а от 1901 до 1930 г. - А. Е. Фаворски.

През 1878 г. Руското химическо дружество се слива с Руското физическо общество (основано през 1872 г.), за да образува Руското физико-химическо дружество. Първите президенти на Руското федерално химическо дружество са А. М. Бутлеров (през 1878–1882 г.) и Д. И. Менделеев (през 1883–1887 г.). Във връзка с обединението през 1879 г. (от 11-ти том) „Списанието на Руското химическо общество“ е преименувано на „Списание на Руското физико-химическо общество“. Честотата на публикуване беше 10 броя годишно; Списанието се състоеше от две части - химическа (ZhRKhO) и физическа (ZhRFO).

Много произведения на класиците на руската химия бяха публикувани за първи път на страниците на ZhRKhO. Особено можем да отбележим работата на Д. И. Менделеев за създаването и развитието на периодичната таблица на елементите и А. М. Бутлеров, свързана с развитието на неговата теория за структурата на органичните съединения; изследвания на Н. А. Меншуткин, Д. П. Коновалов, Н. С. Курнаков, Л. А. Чугаев в областта на неорганичната и физическа химия; В. В. Марковников, Е. Е. Вагнер, А. М. Зайцев, С. Н. Реформатски, А. Е. Фаворски, Н. Д. Зелински, С. В. Лебедев и А. Е. Арбузов в областта на органичната химия. През периода от 1869 до 1930 г. в ZhRKhO са публикувани 5067 оригинални химически изследвания, резюмета и обзорни статии по определени въпроси на химията, както и преводи на най-интересните произведения от чуждестранни списания.

RFCS става основател на Менделееви конгреси по обща и приложна химия; Първите три конгреса се провеждат в Санкт Петербург през 1907, 1911 и 1922 г. През 1919 г. публикуването на ZhRFKhO е спряно и възобновено едва през 1924 г.