Головна » Географія » Історія створення періодичної системи. Реферат: «Періодична система елементів Д

Історія створення періодичної системи. Реферат: «Періодична система елементів Д

Реферат

«Історія відкриття та підтвердження періодичного закону Д.І. Менделєєва»

Санкт-Петербург 2007

Вступ

Періодичний закон Д.І. Менделєєва – це фундаментальний закон, встановлює періодичне зміна властивостей хімічних елементів залежно від збільшення зарядів ядер атомів. Відкритий Д.І. Менделєєвим у лютому 1869 р. при зіставленні властивостей всіх відомих на той час елементів та величин їх атомних мас (ваг). Термін «періодичний закон» Менделєєв вперше вжив у листопаді 1870, а жовтні 1871 дав остаточне формулювання Періодичного закону: «…властивості елементів, тому й властивості утворюваних ними простих і складних тіл, стоять у періодичної залежності від їхньої атомної ваги». Графічним (табличним) виразом періодичного закону є розроблена Менделєєвим періодична система елементів.

1. Спроби інших вчених вивести періодичний закон

Періодична система, чи періодична класифікація, елементів мала велике значення у розвиток неорганічної хімії у другій половині ХІХ ст. Це значення в даний час колосальне, тому що сама система в результаті вивчення проблем будови речовини поступово набула того рівня раціональності, якого неможливо було досягти, знаючи тільки атомні ваги. Перехід від емпіричної закономірності до закону становить кінцеву мету будь-якої наукової теорії.

Пошуки основи природної класифікації хімічних елементів та його систематизації почалися набагато раніше відкриття Періодичного закону. Труднощі, з якими стикалися дослідники природи, які першими працювали в цій галузі, були викликані недостатністю експериментальних даних: на початку XIX ст. кількість відомих хімічних елементів була ще занадто невелика, а прийняті значення атомних мас багатьох елементів неточні.

Крім спроб Лавуазьє та її школи дати класифікацію елементів з урахуванням критерію аналогії у хімічному поведінці, перша спроба періодичної класифікації елементів належить Деберейнеру.

Тріади Деберейнера та перші системи елементів

У 1829 р. німецький хімік І. Деберейнер зробив спробу систематизації елементів. Він зауважив, що деякі подібні за своїми властивостями елементи можна об'єднати по три групи, які він назвав тріадами: Li–Na–K; Ca-Sr-Ba; S-Se-Te; P-As-Sb; Cl-Br-I.

Сутність запропонованого закону тріадДеберейнера полягала в тому, що атомна маса середнього елемента тріади була близькою до напівсуми (середнього арифметичного) атомних мас двох крайніх елементів тріади. Хоча розбити всі відомі елементи на тріади Деберейнеру, природно, не вдалося, закон тріад явно вказував на наявність взаємозв'язку між атомною масою та властивостями елементів та їх сполук. Усі подальші спроби систематизації ґрунтувалися на розміщенні елементів відповідно до їх атомних мас.

Ідеї Деберейнера були розвинені Л. Гмеліним, який показав, що взаємозв'язок між властивостями елементів та їх атомними масами значно складніший, ніж тріади. У 1843 р. Гмелін опублікував таблицю, в якій хімічно подібні елементи були розставлені по групах у порядку зростання сполучних (еквівалентних) терезів. Елементи становили тріади, а також зошити та пентади (групи з чотирьох та п'яти елементів), причому електронегативність елементів у таблиці плавно змінювалися зверху донизу.

У 1850-х роках. М. фон Петтенкофер та Ж. Дюма запропонували т.зв. диференціальні системи, спрямовані на виявлення загальних закономірностей у зміні атомної ваги елементів, що детально розробили німецькі хіміки А. Штреккер та Г. Чермак.

На початку 60-х років ХІХ ст. виникло відразу кілька робіт, які безпосередньо передували Періодичному закону.

Спіраль де Шанкуртуа

А. де Шанкуртуа мав усі відомі на той час хімічні елементи в єдиній послідовності зростання їх атомних мас і отриманий ряд наносив на поверхню циліндра по лінії, що виходить з його основи під кутом 45° до площини основи (т.зв. земна спіраль). При розгортанні поверхні циліндра виявлялося, що у вертикальних лініях, паралельних осі циліндра, перебували хімічні елементи з подібними властивостями. Так, на одну вертикаль попадали літій, натрій, калій; берилій, магній, кальцій; кисень, сірка, селен, телур і т.д. Недоліком спіралі де Шанкуртуа була та обставина, що на одній лінії з близькими за своєю хімічною природою елементами виявлялися при цьому елементи зовсім іншої хімічної поведінки. До групи лужних металів потрапляв марганець, до групи кисню та сірки – нічого спільного з ними не має титану.

Таблиця Ньюлендсу

Англійський вчений Дж. Ньюлендс у 1864 р. опублікував таблицю елементів, що відображає запропонований їм закон октав. Ньюлендс показав, що у ряді елементів, розміщених у порядку зростання атомних ваг, властивості восьмого елемента подібні до властивостей першого. Ньюлендс намагався надати цій залежності, що дійсно має місце для легких елементів, загальний характер. У його таблиці в горизонтальних рядах розташовувалися подібні елементи, однак у тому ряду часто виявлялися і елементи зовсім відмінні за властивостями. Крім того, у деяких осередках Ньюлендс змушений був розмістити по два елементи; нарешті, таблиця не містила вільних місць; в результаті закон октав був прийнятий дуже скептично.

Таблиці Одлінга та Мейєра

У тому ж 1864 р. з'явилася перша таблиця німецького хіміка Л. Мейєра; до неї були включені 28 елементів, розміщені у шість стовпців згідно з їх валентностями. Мейєр навмисно обмежив кількість елементів у таблиці, щоб підкреслити закономірне (аналогічне тріадам Деберейнера) зміна атомної маси в рядах подібних елементів.

У 1870 р. вийшла робота Мейєра, що містить нову таблицю під назвою «Природа елементів як функція їхньої атомної ваги», що складалася з дев'яти вертикальних стовпців. Подібні елементи розташовувалися у горизонтальних рядах таблиці; деякі осередки Мейєр залишив незаповненими. Таблиця супроводжувалася графіком залежності атомного обсягу елемента від атомної ваги, що має характерний пилкоподібний вигляд, який чудово ілюструє термін «періодичність», вже запропонований на той час Менделєєвим.

2. Що було зроблено до дня великого відкриття

Причини відкриття періодичного закону слід шукати у книзі Д.І. Менделєєва (далі Д.І.) «Основи хімії». Перші глави 2-ї частини цієї книги Д.І. написав на початку 1869 р. 1-а глава була присвячена натрію, 2-а – його аналогам, 3-я – теплоємності, 4-а – лужноземельним металам. До дня відкриття періодичного закону (17 лютого 1869 р.) він, ймовірно, вже встиг викласти питання про співвідношення таких полярно-протилежних елементів, як лужні метали та галоїди, які були зближені між собою за величиною їхньої атомності (валентності), а також питання про співвідношення самих лужних металів за величиною їх атомних ваг. Він впритул підійшов і до питання про зближення та зіставлення двох груп полярно-протилежних елементів за величиною атомних ваг їх членів, що фактично вже означало відмову від принципу розподілу елементів за їхньою атомністю та перехід до принципу їх розподілу за атомними вагами. Цей перехід був не підготовкою до відкриття періодичного закону, а вже початок самого відкриття

На початку 1869 р. значна частина елементів була об'єднана в окремі природні групи та сімейства за ознакою спільності хімічних властивостей; Поруч із інша частина їх був розрізнені, котрі стояли окремо окремі елементи, які були об'єднані в спеціальні групи. Твердо встановленими вважалися такі:

– група лужних металів – літій, натрій, калій, рубідій та цезій;

– група лужноземельних металів – кальцій, стронцій та барій;

– група кисню – кисень, сірка, селен та телур;

- Група азоту - азот, фосфор, миш'як і сурма. Крім того, сюди часто приєднували вісмут, а як неповний аналог азоту і миш'яку розглядали ванадій;

– група вуглецю – вуглець, кремній та олово, причому як неповні аналоги кремнію та олова розглядали титан та цирконій;

– група галогенів (галоїдів) – фтор, хлор, бром та йод;

– група міді – мідь та срібло;

– група цинку – цинк та кадмій

– сімейство заліза – залізо, кобальт, нікель, марганець та хром;

– сімейство платинових металів – платина, осмій, іридій, паладій, рутеній та родій.

Складніша справа була з такими елементами, які могли бути віднесені до різних груп або сімейств:

- Свинець, ртуть, магній, золото, бір, водень, алюміній, талій, молібден, вольфрам.

Крім того, був відомий ряд елементів, властивості яких були ще недостатньо вивчені:

– сімейство рідкісноземельних елементів – ітрій, «ербій», церій, лантан та «дідім»;

– ніобій та тантал;

– берилій;

3. День великого відкриття

Д.І. був дуже різнобічним вченим. Він давно й дуже цікавився питаннями сільського господарства. Він брав найближчу участь у діяльності Вільного економічного товариства в Петербурзі (ВЕО), членом якого він був. ВЕО організувало у ряді північних губерній артельне сироваріння. Однією з ініціаторів цього починання був Н.В. Верещагін. Наприкінці 1868 р., тобто. тоді як Д.І. закінчував вип. 2 своєї книги, Верещагін звернувся до ВЕО з проханням надіслати когось із членів Товариства для того, щоб на місці обстежити роботу артельних сироварень. Згоду на таку поїздку висловив Д.І. У грудні 1868 р. він обстежив ряд артельних сироварень у Тверській губернії. Для завершення обстеження потрібне було додаткове відрядження. Саме на 17 лютого 1869 р. і було призначено від'їзд.

2.2. Історія створення періодичної системи.

Взимку 1867-68 року Менделєєв почав писати підручник "Основи хімії" і одразу зіткнувся з труднощами систематизації фактичного матеріалу. До середини лютого 1869 року, обмірковуючи структуру підручника, він поступово дійшов висновку, що властивості простих речовин (а це є форма існування хімічних елементів у вільному стані) та атомні маси елементів пов'язує певна закономірність.

Менделєєв багато чого не знав про спроби його попередників розташувати хімічні елементи щодо зростання їх атомних мас і про казусах, що виникають при цьому. Наприклад, він не мав майже жодної інформації про роботи Шанкуртуа, Ньюлендса та Мейєра.

Вирішальний етап його роздумів настав 1 березня 1869 (14 лютого за старим стилем). На день раніше Менделєєв написав прохання про відпустку на десять днів для обстеження артельних сироварень у Тверській губернії: він отримав лист із рекомендаціями щодо вивчення виробництва сиру від А. І. Ходнєва - одного з керівників Вільного економічного товариства.

У Петербурзі цього дня було похмуро і морозно. Під вітром поскрипували дерева в університетському саду, куди виходили вікна помешкання Менделєєва. Ще в ліжку Дмитро Іванович випив кухоль теплого молока, потім підвівся, вмився і пішов снідати. Настрій у нього був чудовий.

За сніданком Менделєєву спала на думку несподівана думка: зіставити близькі атомні маси різних хімічних елементів та його хімічні властивості. Недовго думаючи, на звороті листи Ходнева він записав символи хлору Cl і калію K з досить близькими атомними масами, рівними відповідно 35,5 і 39 (різниця лише 3,5 одиниці). На тому листі Менделєєв накидав символи інших елементів, відшукуючи серед них подібні "парадоксальні" пари: фтор F і натрій Na, бром Br і рубідій Rb, йод I і цезій Cs, для яких відмінність мас зростає з 4,0 до 5,0 а потім і до 6,0. Менделєєв тоді було знати, що " невизначена зона " між явними неметалами і металами містить елементи - благородні гази, відкриття яких у подальшому істотно видозмінить Періодичну систему.

Після сніданку Менделєєв закрився у своєму кабінеті. Він дістав з конторки пачку візитних карток і став на їхній звороті писати символи елементів та їхні головні хімічні властивості. Через деякий час домочадці почули, як з кабінету почало долинати: "У-у-у! Рогата. Ух, яка рогата! Я ті здолаю. Уб'ю-у!". Ці вигуки означали, що у Дмитра Івановича настала творча наснага. Менделєєв перекладав картки з одного горизонтального ряду в інший, керуючись значеннями атомної маси та властивостями простих речовин, утворених атомами одного й того самого елемента. Вкотре на допомогу йому прийшло досконале знання неорганічної хімії. Поступово почав вимальовуватись образ майбутньої Періодичної системи хімічних елементів. Так, спочатку він поклав картку з елементом бериллієм Be (атомна маса 14) поруч із карткою елемента алюмінію Al (атомна маса 27,4), за тодішньою традицією прийнявши берилій за аналог алюмінію. Однак потім зіставивши хімічні властивості, він помістив берилій над магнієм Mg. Засумнівавшись у загальноприйнятому тоді значенні атомної маси берилію, він змінив її на 9,4, а формулу оксиду берилію переробив з Be 2 O 3 BeO (як у оксиду магнію MgO). До речі, "виправлене" значення атомної маси берилію підтвердилося лише за десять років. Так само сміливо діяв він і в інших випадках.

Поступово Дмитро Іванович дійшов остаточного висновку, що елементи, розташовані за зростанням їх атомних мас, виявляють явну періодичність фізичних та хімічних властивостей. Протягом усього дня Менделєєв працював над системою елементів, ненадовго відриваючись, щоб пограти з дочкою Ольгою, пообідати і повечеряти.

Увечері 1 березня 1869 року він набіло переписав складену ним таблицю і під назвою "Досвід системи елементів, заснованої на їхній атомній вазі та хімічній подібності" послав її в друкарню, зробивши позначки для наборщиків і поставивши дату "17 лютого 1869 року" (це по старому стилю).

Так було відкрито Періодичний закон, сучасне формулювання якого така: Властивості простих речовин, і навіть форми і властивості сполук елементів перебувають у періодичної залежність від заряду ядер їх атомів.

Надруковані листки з таблицею елементів Менделєєв розіслав багатьом вітчизняним та зарубіжним хімікам і тільки після цього виїхав з Петербурга для обстеження сироварень.

До від'їзду він ще встиг передати Н. А. Меншуткіну, хіміку-органіку та майбутньому історику хімії, рукопис статті "Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів" - для публікації в Журналі Російського хімічного товариства та для повідомлення на майбутньому засіданні товариства.

18 березня 1869 Меншуткін, який був на той час діловодом товариства, зробив від імені Менделєєва невелику доповідь про Періодичному законі. Доповідь спочатку не привернула особливої уваги хіміків, і Президент російського хімічного суспільства, академік Микола Зінін (1812-1880) заявив, що Менделєєв робить те, чим слід займатися справжньому досліднику. Щоправда, через два роки, прочитавши статтю Дмитра Івановича "Природна система елементів і застосування її до вказівки властивостей деяких елементів", Зінін змінив свою думку і написав Менделєєву: "Дуже, дуже добре, добре відмінних зближень, навіть весело читати, дай Бог Вам удачі в досвідченому підтвердженні Ваших висновків. Не всі елементи Менделєєв розмістив у порядку зростання атомних мас; у деяких випадках він більше керувався схожістю хімічних властивостей. Так, у кобальту Co атомна маса більша, ніж у нікелю Ni, у телуру Te вона також більша, ніж у йоду I, але Менделєєв розмістив їх у порядку Co – Ni, Te – I, а не навпаки. Інакше телур потрапляв би до групи галогенів, а йод ставав родичем селену Se.

Своєю дружиною та дітям. А може, він і знав, що вмирає, але не хотів турбувати і хвилювати заздалегідь сім'ю, яку любив палко і ніжно». О 5 год. 20 хв. 20 січня 1907 р. Дмитро Іванович Менделєєв помер. Похований він на Волківському цвинтарі в Петербурзі, неподалік могил своєї матері та сина Володимира. У 1911 р. ініціативу передових російських учених було організовано Музей Д.І. Менделєєва, куди...

Станція московського метрополітену, науково-дослідне судно для океанографічних досліджень, 101-й хімічний елемент та мінерал – менделеєвий. Російськомовні вчені-жартівники іноді запитують: "А чи не єврей чи Дмитро Іванович Менделєєв, аж надто дивне прізвище, чи не від прізвища "Мендель" воно сталося?" Відповідь на це питання надзвичайно проста: "Всі чотири сини Павла Максимовича Соколова, ...

Ліцейський іспит, на якому старий Державін благословив юного Пушкіна. Роль метра довелося зіграти академіку Ю.Ф.Фріцше відомому фахівцю в органічній хімії. Кандидатська дисертація Д.І.Менделєєв закінчив Головний Педагогічний інститут у 1855 р. Кандидатська дисертація "Ізоморфізм у зв'язку з іншими відносинами кристалічної форми до складу" стала його першою великою науковою...

Переважно з питання капілярності і поверхневому натягу рідин, а години дозвілля проводив серед молодих російських учених: С.П. Боткіна, І.М. Сєченова, І.А. Вишнеградського, А.П. Бородіна та ін. У 1861 р. Менделєєв повертається до Санкт-Петербурга, де відновлює читання лекцій з органічної хімії в університеті і видає чудовий на той час підручник: "Органічна хімія", в...

У гімназії Д. І. Менделєєв навчався спочатку посередньо. У четвертих відомостях, що збереглися в його архіві, багато задовільних оцінок, причому їх більше в молодших і середніх класах. У старших класах Д. І. Менделєєв зацікавився фізико-математичними науками, а також історією та географією, цікавила його і будова Всесвіту. Поступово успіхи юного гімназиста зростали і випускному атестаті, отриманому 14 липня 1849г. були лише дві задовільні оцінки: за законом божому (предмет, що він не любив) і з російської словесності (хорошої оцінки з цього предмета не могло, оскільки Менделєєв погано знав церковнослов'янську мову). Гімназія залишила в душі Д. І. Менделєєва багато світлих спогадів про вчителів: про Петра Павловича Єршова – (автор казки «Коник-Горбунок»), який був спочатку наставником, потім директором Тобольської гімназії; про І. К. Руммеле - (вчитель фізики та математики), що розкрив перед ним шляхи пізнання природи. Літо 1850р. пройшло у клопотах. Спочатку Д. І. Менделєєв подав документи до медико-хірургічної академії, однак першого ж випробування – присутності в анатомічному театрі – він не витримав. Мати підказала інший шлях – стати учителем. Але в Головний педагогічно інститут набір проводився через рік і якраз у 1850р. прийому був. На щастя вплинуло клопотання, Він був зарахований до інституту на казенне забезпечення. Дмитро Іванович вже на другому курсі захопився заняттями у лабораторіях, цікавими лекціями.

У 1855 р. Д. І. Менделєєв блискуче закінчив інститут із золотою медаллю. Йому було надано звання старшого вчителя. 27 серпня 1855р. Менделєєв отримав документи про призначення його старшим учителем до Сімферополя. Дмитро Іванович багато працює: викладає математику, фізику, біологію, фізичну географію. За два роки опублікував у «Журналі Міністерства народної освіти» 70 статей.

У квітні 1859 молодого вченого Менделєєва направляють за кордон «для вдосконалення в науках». Він зустрічається з російським хіміком Н. Н Бекетова, з відомим хіміком М. Бертло.

У 1860 році Д. І. Менделєєв бере участь у першому Міжнародному з'їзді хіміків у німецькому місті Карлсруе.

У грудні 1861 року Менделєєв стає ректором університету.

Менделєєв бачив три обставини, які, на його думку, сприяли відкриттю періодичного закону:

По-перше, більш-менш точно визначено величини атомних ваг більшості відомих хімічних елементів;

По-друге, з'явилося чітке уявлення про групи подібних за хімічними властивостями елементів (природні групи);

По-третє, до 1869р. Була вивчена хімія багатьох рідкісних елементів, без знання якої важко було б дійти якогось узагальнення.

Нарешті, вирішальний крок до відкриття закону полягав у тому, що Менделєєв зіставив між собою всі елементи за величиною атомних ваг.

У вересні 1869р. Д. І. Менделєєв показав, що атомні обсяги простих речовин перебувають у періодичної залежності від атомних ваг, а в жовтні виявив валентність елементів у солеутворюючих оксидах.

Влітку 1870р. Менделєєв вважав за необхідне змінити неправильно визначені атомні ваги індію, церію, ітрію, торію та урану і у зв'язку з цим змінив розміщення цих елементів у системі. Так, уран виявився найостаннішим елементом у природному ряду найважчим за величиною атомної ваги.

У міру відкриття нових хімічних елементів дедалі гостріше відчувалася необхідність їх систематизації. У 1869 Д. І. Менделєєв створив періодичну систему елементів і відкрив закон, що лежить в її основі. Це відкриття стало теоретичним синтезом всього попереднього розвитку 10в. : Менделєєв зіставив фізичні та хімічні властивості всіх відомих тоді 63 хімічних елементів з їх атомними вагами і розкрив залежність між двома найважливішими кількісно виміряними властивостями атомів, на яких будувалася вся хімія, - атомною вагою та валентністю.

Через багато років Менделєєв так охарактеризував свою систему: «Це найкраще зведення моїх поглядів і міркувань про періодичність елементів». стоять у періодичній залежності від їхньої атомної ваги».

Не минуло й років як весь світ облетіла звістка: в 1875г. Молодий французький вчений-спектроскопіст П. Лекок де Буабодран виділив з мінералу видобутого у піренейських горах новий елемент. Буабодрана навела на слід слабка фіолетова лінія у спектрі мінералу, яку не можна було приписати жодному з відомих хімічних елементів. На честь своєї батьківщини, яка в давнину називалася Галлією, Буабодран назвав новий елемент галієм. Галій - дуже рідкісний метал, і Буабодрану коштувало більшої праці видобувати його в кількості трохи більше шпилькової голівки. Яке було здивування Буабодрана, коли через Паризьку академію наук він отримав лист з російською маркою, в якому повідомлялося: в описі властивостей галію все вірно, за винятком щільності: галій важчий за воду не в 4,7 рази, як стверджував Буабодран, а в 5, 9 разів. Невже хтось інший відкрив галій раніше? Буабодран заново визначив щільність галію, піддавши метал ретельнішого очищення. І виявилося, що він помилився, а автор листа - це був, звичайно, Менделєєв, який і не бачив галію, - має рацію: відносна щільність галію не 4,7, а 5,9.

А через 16 років після передбачення Менделєєва німецький хімік К. Вінклер відкрив новий елемент (1886) та назвав його германієм. Цього разу Менделєєву не довелося самому вказувати, що цей знову відкритий елемент був їм передбачений раніше. Вінклер зазначив, що германій повністю відповідає екасиліцію Менделєєва. Вінклер писав у своїй роботі: «Чи можна знайти інше більш разючий доказ справедливості вчення про періодичність, як у відкритому елементі. Це не просто підтвердження сміливої теорії, тут бачимо очевидне розширення хімічного кругозору, потужний крок у сфері пізнання».

Існування в природі більше десяти нових, не відомих нікому елементів, передбачив сам Менделєєв. Для десятка елементів він передбачив

Правильна атомна вага. Усі подальші пошуки нових елементів у природі велися дослідниками за допомогою періодичного закону та періодичної системи. Вони не лише допомагали вченим у пошуках істини, а й сприяли виправленню помилок та помилці в науці.

Блискуче виправдалося передбачення Менделєєва – відкрито три нових елементи: галій, скандій, германій. Дозволилася загадка берилію, що довго мучила вчених. Атомна вага його була, нарешті, точно визначена, і місце елемента поруч із літієм підтвердилося раз і назавжди. До 90-х років 19в. , За словами Менделєєва, «періодична законність зміцнилася». До підручників з хімії в різних країнах вже без сумніву почали включати Менделіївську періодичну систему. Велике відкриття отримало загальне визнання.

Долі великих відкриттів часом бувають дуже важкими. На їхньому шляху трапляються випробування, які іноді навіть ставлять під сумнів істинність відкриття. Так було і з періодичною системою елементів.

Воно було пов'язане з несподіваним відкриттям сукупності газоподібних хімічних елементів, що одержали назву інертних або благородних газів. Першим є гелій. Майже всі довідники та енциклопедії датують відкриття гелію 1868р. і пов'язують цю подію з французьким астрономом Ж. Жансеном та англійським астрофізиком Н. Лок'єра. Жансен був присутній за повного сонячного затемнення в Індії в серпні 1868р. І його головна заслуга у тому, що йому вдалося спостерігати сонячні протуберанці після того, як затемнення закінчувалося. Їх спостерігали лише під час затемнення. Лок'єр також спостерігав протуберанці. Не виїжджаючи з Британських островів, у середині жовтня цього року. Обидва вчені надіслали описи своїх спостережень до Паризької академії наук. Але оскільки Лондон набагато ближче від Парижа, ніж Калькутта, то листи майже одночасно дійшли до адресата 26 жовтня. Ні про який новий елемент, який нібито був на Сонці. У цих листах не було жодного слова.

Вчені почали детально вивчати спектри протуберанців. І незабаром з'явилися повідомлення, що в них міститься лінія, яка не може ставитись до спектра, якогось із існуючих на Землі елементів. У січні 1869р. італійський астроном А. Секкі позначив її як. У такому записі вона й увійшла до історії науки як спектральна «материка». Публічно про новий сонячний елемент 3 серпня 1871 розповідав на річних зборах британських учених фізик В. Томсон.

Це справжня історія виявлення гелію на Сонці. Довгий час ніхто не міг сказати, що представляє собою цей елемент, які у нього властивості. Деякі вчені взагалі відкидали існування гелію землі, оскільки існувати міг лише за умов високих температур. На Землі гелій було знайдено лише 1895 р.

Така природа походження таблиці Д. І. Менделєєва.

За сніданком Менделєєву спала на думку несподівана думка: зіставити близькі атомні маси різних хімічних елементів та його хімічні властивості.

Недовго думаючи, на звороті листи Ходнева він записав символи хлору Cl і калію K з досить близькими атомними масами, рівними відповідно 35,5 і 39 (різниця лише 3,5 одиниці). На тому листі Менделєєв накидав символи інших елементів, відшукуючи серед них подібні "парадоксальні" пари: фтор F і натрій Na, бром Br і рубідій Rb, йод I і цезій Cs, для яких відмінність мас зростає з 4,0 до 5,0 а потім і до 6,0. Менделєєв тоді було знати, що " невизначена зона " між явними неметалами і металами містить елементи - благородні гази, відкриття яких у подальшому істотно видозмінить Періодичну систему.

Через деякий час домочадці почули, як з кабінету почало долинати: "У-у-у! Рогата. Ух, яка рогата! Я ті здолаю. Уб'ю-у!" Ці вигуки означали, що у Дмитра Івановича настала творча наснага.

Менделєєв перекладав картки з одного горизонтального ряду в інший, керуючись значеннями атомної маси та властивостями простих речовин, утворених атомами одного й того самого елемента. Вкотре на допомогу йому прийшло досконале знання неорганічної хімії. Поступово почав вимальовуватись образ майбутньої Періодичної системи хімічних елементів.

Так, спочатку він поклав картку з елементом бериллієм Be (атомна маса 14) поруч із карткою елемента алюмінію Al (атомна маса 27,4), за тодішньою традицією прийнявши берилій за аналог алюмінію. Однак потім зіставивши хімічні властивості, він помістив берилій над магнієм Mg. Засумнівавшись у загальноприйнятому тоді значенні атомної маси берилію, він змінив її на 9,4, а формулу оксиду берилію переробив з Be2O3 BeO (як у оксиду магнію MgO). До речі, "виправлене" значення атомної маси берилію підтвердилося лише за десять років. Так само сміливо діяв він і в інших випадках.

Протягом усього дня Менделєєв працював над системою елементів, ненадовго відриваючись, щоб пограти з дочкою Ольгою, пообідати і повечеряти.

Так було відкрито Періодичний закон, сучасне формулювання якого така: «Властивості простих речовин, і навіть форми і властивості сполук елементів перебувають у періодичної залежність від заряду ядер їх атомів»

Менделєєву тоді було лише 35 років.

Менделєєву після відкриття Періодичного закону потрібно зробити ще багато. Причина періодичного зміни властивостей елементів залишалася невідомою, не знаходила пояснення і структура Періодичної системи, де властивості повторювалися через сім елементів у восьмого. Проте з цих чисел було знято перший покрив таємничості: у другому та третьому періодах системи знаходилося тоді якраз по сім елементів.

Не всі елементи Менделєєв розмістив у порядку зростання атомних мас; у деяких випадках він більше керувався схожістю хімічних властивостей. Так, у кобальту Co атомна маса більша, ніж у нікелю Ni, у телуру Te вона також більша, ніж у йоду I, але Менделєєв розмістив їх у порядку Co – Ni, Te – I, а не навпаки. Інакше телур потрапляв би до групи галогенів, а йод ставав родичем селену Se.

Найважливіше ж у відкритті Періодичного закону - передбачення існування ще відкритих хімічних елементів. Під алюмінієм Al Менделєєв залишив місце для його аналога "екаалюмінію", під бором B - для "екобору", а під кремнієм Si - для "екасиліція". Так назвав Менделєєв ще відкриті хімічні елементи. Він навіть дав їм символи El, Eb та Es.

З приводу елемента "екасиліція" Менделєєв писав: "Мені здається, найцікавішим з безперечно відсутніх металів буде той, який належить до IV групи аналогів вуглецю, а саме, до III ряду. Це буде метал, який наступить відразу ж за кремнієм, і тому назвемо його екасиліцієм". Дійсно, цей ще не відкритий елемент повинен був стати своєрідним "замком", що зв'язує два типові неметалу - вуглець C і кремній Si - з двома типовими металами - оловом Sn і свинцем Pb.

Не всі закордонні хіміки одразу оцінили значення відкриття Менделєєва. Дуже багато воно змінювало у світі сформованих уявлень. Так, німецький фізикохімік Вільгельм Оствальд, майбутній лауреат Нобелівської премії, стверджував, що відкрито не закон, а принцип класифікації "чогось невизначеного". Німецький хімік Роберт Бунзен, який відкрив у 1861 році два нові лужні елементи, рубідій Rb і цезій Cs, писав, що Менделєєв захоплює хіміків "у надуманий світ чистих абстракцій".

Професор Лейпцизького університету Герман Кольбе в 1870 назвав відкриття Менделєєва "спекулятивним". Кольбе відрізнявся грубістю та неприйняттям нових теоретичних поглядів у хімії. Зокрема, він був супротивником теорії будови органічних сполук і свого часу різко впав на статтю Якоба Вант Гоффа "Хімія у просторі". Згодом Вант Гофф за свої дослідження став першим Нобелівським лауреатом. Адже Кольбе пропонував таких дослідників, як Вант Гофф, "виключити з лав справжніх учених і зарахувати їх у табір спіритів"!

З кожним роком Періодичний закон завойовував дедалі більше прихильників, яке відкривач - дедалі більше визнання. У лабораторії Менделєєва почали з'являтися високопоставлені відвідувачі, зокрема навіть великий князь Костянтин Миколайович, керуючий морським відомством.

Періодичний закон Дмитра Івановича Менделєєва - один із фундаментальних законів природи, який пов'язує залежність властивостей хімічних елементів та простих речовин із їх атомними масами. Нині закон уточнено, і залежність властивостей пояснюється зарядом ядра атома.

Закон було відкрито російським вченим 1869-го року. Менделєєв представив його науковому співтоваристві у доповіді з'їзду Російського хімічного товариства (доповідь було зроблено іншим вченим, оскільки Менделєєв змушений був терміново виїхати за завданням Вільного економічного товариства Петербурга). У цьому ж році вийшов підручник "Основи хімії", написаний Дмитром Івановичем для студентів. У ньому вчений описав властивості популярних сполук, і навіть постарався дати логічну систематизацію хімічних елементів. Також у ньому вперше було представлено таблицю з періодично розташованими елементами, як графічна інтерпретація періодичного закону. Всі наступні роки Менделєєв удосконалював свою таблицю, наприклад, додав стовпець інертних газів, які були відкриті через 25 років.

Наукове співтовариство далеко не відразу прийняло ідеї великого російського хіміка, навіть у Росії. Але після того, як було відкрито три нові елементи (галій у 1875-му, скандій у 1879-му та германій у 1886-му роках), передбачені та описані Менделєєвим у своїй знаменитій доповіді, періодичний закон був визнаний.

Є загальним законом природи.
У таблицю, що графічно представляє закон, включаються як всі відомі елементи, а й ті, які відкривають досі.
Усі нові відкриття не вплинули на актуальність закону та таблиці. Таблиця вдосконалюється і змінюється, та її суть залишилася незмінною.
Дозволив уточнити атомні ваги та інші характеристики деяких елементів, передбачити існування нових елементів.
Хіміки одержали надійну підказку, як і де шукати нові елементи. Крім цього, закон дозволяє з високою ймовірністю заздалегідь визначати властивості ще невідкритих елементів.
Відіграв величезну роль розвитку неорганічної хімії в 19-му столітті.

Історія відкриття

Є вродлива легенда про те, що свою таблицю Менделєєв побачив уві сні, а вранці прокинувся і записав її. Насправді це просто міф. Сам вчений багато разів говорив, що створенню та вдосконаленню періодичної таблиці елементів він присвятив 20 років свого життя.

Все почалося з того, що Дмитро Іванович вирішив написати для студентів підручник із неорганічної хімії, в якому збирався систематизувати всі відомі на цей момент знання. І, природно, він спирався на досягнення та відкриття своїх попередників. Вперше увагу на взаємозв'язок атомних ваг та властивостей елементів звернув німецький хімік Деберейнер, який спробував розбити відомі йому елементи на тріади зі схожими властивостями та вагами, що підкоряються певному правилу. У кожній трійці середній елемент мав вагу, близьку до середнього арифметичного двох крайніх елементів. Вчений зміг утворити п'ять груп, наприклад, Li–Na–K; Cl-Br-I. Але це були не всі відомі елементи. До того ж, трійка елементів не вичерпувала список елементів зі схожими властивостями. Спроби знайти загальну закономірність пізніше робили німці Гмелін та фон Петтенкофер, французи Ж. Дюма та де Шанкуртуа, англійці Ньюлендс та Одлінг. Далі за всіх просунувся німецький вчений Мейєр, який у 1864-му році склав таблицю, дуже схожу на таблицю Менделєєва, але вона містила лише 28 елементів, тоді як було відомо вже 63.

На відміну від своїх попередників Менделєєву вдалося скласти таблицю, до якої увійшли всі відомі елементи, розташовані за певною системою. При цьому деякі клітини він залишив незаповненими, приблизно обчисливши атомні ваги деяких елементів та описавши їх властивості. Крім цього, російському вченому вистачило сміливості та далекоглядності заявити, що відкритий ним закон є загальним законом природи та назвав його «періодичним законом». Сказавши «а», він пішов далі та виправив атомні ваги елементів, які не вписувалися до таблиці. За більш ретельної перевірки виявилося, що його виправлення вірні, а відкриття описаних ним гіпотетичних елементів стало остаточним підтвердженням істинності нового закону: практика довела справедливість теорії.