Відкриття Періодичного закону Д. І. Менделєєвим. Значення періодичного закону

Дмитро Іванович МенделеевПервий варіант Періодичної таблиці елементів був опублікований Дмитром Івановичем Менделєєвим в 1869 році – задовго до того, як було вивчено будову атома. У цей час Менделєєв викладав хімію в Петербурзькому університеті. Готуючись до лекцій, збираючи матеріал для свого підручника ” Основи хімії “, Д. І. Менделєєв роздумував над тим, як систематизувати матеріал таким чином, щоб відомості про хімічні властивості елементів не виглядали набором розрізнених фактів.

Орієнтиром у цій роботі Д. І. Менделєєву послужили атомні маси (атомні ваги) елементів. Після Всесвітнього конгресу хіміків в 1860 році, в роботі якого брав участь і Д. І. Менделєєв, проблема правильного визначення атомних ваг була постійно в центрі уваги багатьох провідних хіміків світу, в тому числі і Д. І. Менделєєва.

Маючи в своєму розпорядженні елементи в порядку зростання їх атомних ваг, Д. І. Менделєєв виявив фундаментальний закон природи, який тепер відомий як Періодичний закон:

Властивості елементів періодично змінюються відповідно до їх атомною вагою.

Наведена формулювання анітрохи не суперечить сучасній, в якій поняття ” атомний вагу” замінено поняттям ” заряд ядра “. Сьогодні ми знаємо, що атомна маса зосереджена в основному в ядрі атома. Ядро складається з протонів і нейтронів. Зі збільшенням числа протонів, що визначають заряд ядра, зростає і число нейтронів в ядрах, а значить і маса атомів елементів.

До Менделєєва було зроблено декілька спроб систематизувати елементи з різних ознаками. В основному об’єднувалися подібні за своїми хімічними властивостями елементи. Наприклад: Li, Na, K. Або: Cl, Br, I. Ці та деякі інші елементи об’єднувалися у так звані ” тріади “. Таблиця з п’яти таких ” тріад ” була опублікована Доберейнером ще в 1829 році, але вона включала лише невелику частину з відомих до того часу елементів.

Джон Александер Рейну НьюлендсВ 1864 англієць Дж. Ньюлендс зауважив, що якщо розташовувати елементи в порядку зростання їх атомної ваги, то приблизно кожен восьмий елемент є свого роду повторенням першого – подібно до того, як нота “до” (як і будь-яка інша нота) повторюється в музичних октавах через кожні 7 нот (закон октав). Нижче показаний варіант таблиці Ньюлендса, що відноситься до 1865 році. Елементи, що мають однаковий атомний вага (за даними того часу) поміщалися під одним номером. Можна бачити, з якими труднощами зіткнувся Ньюлендса – намітилися закономірності швидко руйнувалися, оскільки в його системі не була врахована можливість існування ще відкритих елементів.

Доповідь Ньюлендса «Закон октав і причини хімічних співвідношень серед атомних ваг» обговорювалося на засіданні Лондонського хімічного товариства 1 березня 1866, а короткий звіт про нього публікувався в журналі «Сhemical News». Ньюлендса був близький до відкриття Періодичного закону, проте сама ідея послідовної нумерації тільки відомих до того часу елементів не просто ” ламала ” плавну зміну їх хімічних властивостей – ця ідея виключала можливість існування ще відкритих елементів, для яких в системі Ньюлендса просто не було місця. Принципова новизна Періодичного закону, відкритого і сформульованого Д. І. Менделєєвим через рівно три роки, полягала в наступному:

1. Встановлювалася зв’язок між несхожих за своїми властивостями елементами. Цей зв’язок полягає в тому, що властивості елементів плавно і приблизно однаково змінюються зі зростанням їхньої атомної ваги, а потім ці зміни періодично повторюються.

2. У тих випадках, коли створювалося враження, що в послідовності зміни властивостей елементів не вистачає якогось ланки, в Періодичної таблиці передбачалися прогалини, які треба було заповнити ще відкритими елементами. Мало того, Періодичний закон дозволяв передбачати властивості цих елементів.

Перший варіант Періодичної таблиці, опублікований Менделєєвим в 1869 році, виглядає незвично для сучасного читача (рис. 4-5). Ще не проставлені атомні номери, майбутні групи елементів розташовані горизонтально (а майбутні періоди – вертикально), ще не відкриті інертні гази, зустрічаються незнайомі символи елементів, багато атомні маси помітно відрізняються від сучасних. Однак нам важливо бачити, що вже в перший варіант Періодичної таблиці Д. І. Менделєєв включав більше елементів, ніж їх було відкрито на той момент ! Він залишив вільними 4 клітинки своєї таблиці для ще невідомих елементів і навіть зміг правильно оцінити їх атомний вагу. Атомні одиниці маси (а.е.м.) тоді ще не були прийняті і атомні ваги елементів вимірювали в ” паях “, близьких за значенням до маси атома водню.

Посилання на основну публікацію