W XIX wieku wiele obszarów przeszło silną reformację, w tym chemię. Układ okresowy Mendelejewa, sformułowany w 1869 r., doprowadził do powszechnego zrozumienia zależności położenia prostych substancji w układzie okresowym, co ustaliło związek między względną masą atomową, wartościowością i właściwościami pierwiastka.
Premendelowski okres chemii
Nieco wcześniej, na początku XIX wieku, podejmowano wielokrotne próby usystematyzowania pierwiastków chemicznych. Niemiecki chemik Döbereiner przeprowadził pierwszą poważną pracę systematyzacyjną w dziedzinie chemii. Ustalił, że szereg substancji o podobnych właściwościach można łączyć w grupy - triady.
Fałszywe pomysły niemieckiego naukowca
Istota przedstawionego prawa triady Döbereinera została określona przez fakt, że masa atomowa pożądanej substancji jest bliska połowie sumy (wartości średniej) mas atomowych dwóch ostatnich elementów tablicy triady.
Jednak brak magnezu w jednej podgrupie wapnia, strontu i baru byłbłędne.
To podejście było konsekwencją sztucznego ograniczenia analogicznych substancji tylko do trójstronnych związków. Döbereiner wyraźnie dostrzegł podobieństwo w parametrach chemicznych fosforu i arsenu, bizmutu i antymonu. Ograniczył się jednak do poszukiwania triad. W rezultacie nie mógł wymyślić prawidłowej klasyfikacji pierwiastków chemicznych.
Döbereiner z pewnością nie podzielił istniejących pierwiastków na triady, prawo wyraźnie wskazywało na istnienie związku między względną masą atomową a właściwościami prostych substancji chemicznych.
Proces systematyzacji pierwiastków chemicznych
Wszystkie kolejne próby systematyzacji opierały się na rozmieszczeniu pierwiastków w zależności od ich masy atomowej. Następnie hipoteza Döbereinera została wykorzystana przez innych chemików. Pojawiły się triady, tetrady i pentady (łączące się w grupy po trzy, cztery i pięć elementów).
W drugiej połowie XIX wieku pojawiło się jednocześnie kilka prac, na podstawie których Dmitrij Iwanowicz Mendelejew doprowadził chemię do kompletnej systematyzacji pierwiastków chemicznych. Odmienna struktura układu okresowego Mendelejewa doprowadziła do rewolucyjnego zrozumienia i udowodnienia mechanizmu dystrybucji prostych substancji.
Układ okresowy elementów Mendelejewa
Na spotkaniu rosyjskiej społeczności chemicznej wiosną 1869 r. rosyjski naukowiec D. I. Mendelejew przeczytał ogłoszenie o swoim odkryciu prawa okresowości pierwiastków chemicznych.
Pod koniec tego samego roku ukazała się pierwsza praca"Podstawy Chemii", zawierał pierwszy układ okresowy pierwiastków.
W listopadzie 1870 roku pokazał swoim kolegom dodatek „Naturalny system pierwiastków i jego zastosowanie we wskazaniu właściwości nieodkrytych pierwiastków”. W tej pracy D. I. Mendelejew po raz pierwszy użył terminu „prawo okresowe”. Układ pierwiastków Mendelejewa, na podstawie prawa okresowego, określił możliwość istnienia nieodkrytych substancji prostych i wyraźnie wskazał ich właściwości.
Poprawki i wyjaśnienia
W rezultacie do 1971 roku prawo okresowe i układ okresowy pierwiastków Mendelejewa zostały sfinalizowane i uzupełnione przez rosyjskiego chemika.
W końcowym artykule „Prawo okresowe pierwiastków chemicznych” naukowiec ustalił definicję prawa okresowego, które wskazuje, że właściwości ciał prostych, właściwości związków, a także tworzonych przez nie ciał złożonych, są określane przez bezpośrednią zależność zgodnie z ich masą atomową.
Nieco później, w 1872 roku, struktura układu okresowego Mendelejewa została zreorganizowana do postaci klasycznej (metoda dystrybucji krótkookresowej).
W przeciwieństwie do swoich poprzedników, rosyjski chemik w pełni skompilował tabelę, wprowadził pojęcie regularności masy atomowej pierwiastków chemicznych.
Charakterystyka pierwiastków układu okresowego Mendelejewa i wyprowadzone wzorce pozwoliły naukowcowi opisać właściwości pierwiastków, które nie zostały jeszcze odkryte. Mendelejew oparł się na fakcie, że właściwości każdej substancji można określić zgodnie z charakterystyką dwóch sąsiednichelementy. Nazwał to zasadą „gwiazdy”. Jego istotą jest to, że w tabeli pierwiastków chemicznych, aby określić właściwości wybranego pierwiastka, należy poruszać się poziomo i pionowo w tabeli pierwiastków chemicznych.
Układ okresowy Mendelejewa jest w stanie przewidzieć…
Układ okresowy pierwiastków, pomimo swojej dokładności i wierności, nie został w pełni rozpoznany przez społeczność naukową. Niektórzy z wielkich naukowców na świecie otwarcie wyśmiewali umiejętność przewidywania właściwości nieodkrytego pierwiastka. Dopiero w 1885 roku, po odkryciu przewidywanych pierwiastków - ekaglinu, ekaboru i ekasilikonu (gal, skand i german), za teoretyczne podstawy chemii uznano nowy system klasyfikacji Mendelejewa i prawo okresowości.
Na początku XX wieku struktura układu okresowego Mendelejewa była wielokrotnie poprawiana. W procesie pozyskiwania nowych danych naukowych D. I. Mendelejew i jego kolega W. Ramsay doszli do wniosku, że konieczne jest wprowadzenie grupy zerowej. Obejmuje gazy obojętne (hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon).
W 1911 F. Soddy zaproponował umieszczenie nieodróżnialnych pierwiastków chemicznych - izotopów - w jednej komórce tabeli.
W trakcie długiej i żmudnej pracy ostatecznie sfinalizowano tablicę układu okresowego pierwiastków chemicznych Mendelejewa i nabrała ona nowoczesnego wyglądu. Składa się z ośmiu grup i siedmiu okresów. Grupy są pionowymi kolumnami, kropki są poziome. Grupy są podzielone na podgrupy.
Pozycja pierwiastka w tabeli wskazuje jego wartościowość, czyste elektrony i właściwości chemiczne. Jak się później okazało, podczas opracowywania tablicy D. I. Mendelejew odkrył przypadkową zbieżność liczby elektronów pierwiastka z jego numerem seryjnym.
Fakt ten jeszcze bardziej uprościł zrozumienie zasady oddziaływania prostych substancji i powstawania złożonych. A także proces w odwrotnej kolejności. Obliczenia ilości otrzymanej substancji, a także ilości niezbędnej do zajścia reakcji chemicznej, stały się teoretycznie dostępne.
Rola odkrycia Mendelejewa we współczesnej nauce
System Mendelejewa i jego podejście do porządkowania pierwiastków chemicznych przesądziły o dalszym rozwoju chemii. Dzięki prawidłowemu zrozumieniu związku stałych chemicznych i ich analizie, Mendelejew był w stanie poprawnie uporządkować i pogrupować pierwiastki zgodnie z ich właściwościami.
Nowa tabela pierwiastków umożliwia jasne i dokładne obliczenie danych przed rozpoczęciem reakcji chemicznej, przewidywanie nowych pierwiastków i ich właściwości.
Odkrycie rosyjskiego naukowca miało bezpośredni wpływ na dalszy rozwój nauki i techniki. Nie ma dziedziny technologicznej, która nie wymagałaby znajomości chemii. Być może, gdyby takie odkrycie nie miało miejsca, nasza cywilizacja poszłaby inną drogą rozwoju.
