Historie objevu Mendělejevova periodického zákona je stručná. Objev periodického zákona Mendělejevem. Potřeba klasifikace

Čtenář zde najde informace o jednom z nejdůležitějších zákonů vůbec otevřít člověkem proti vědní obor- periodický zákon Dmitrije Ivanoviče Mendělejeva. Seznámíte se s jeho významem a vlivem na chemii, bude zvážen obecná ustanovení, vlastnosti a detaily periodický zákon, historie objevů a hlavní ustanovení.

Co je periodický zákon

Periodický zákon je přírodní zákon základní povahy, který poprvé objevil D.I.Mendělejev již v roce 1869 a k samotnému objevu došlo díky srovnání vlastností některých chemické prvky a hodnoty hmotnosti atomu známé v té době.

Mendělejev tvrdil, že podle jeho zákona jednoduchá a složitá tělesa a různé sloučeniny prvků závisí na jejich závislosti na periodickém typu a na hmotnosti jejich atomu.

Periodický zákon je jedinečný svého druhu a to díky tomu, že není vyjádřen matematickými rovnicemi, na rozdíl od jiných základních zákonů přírody a vesmíru. Své grafické vyjádření nachází v periodické tabulce chemických prvků.

Historie objevů

K objevu periodického zákona došlo v roce 1869, ale pokusy o systematizaci všech známých x-kie prvků začaly již dávno předtím.

První pokus o vytvoření takového systému učinil IV Debereiner v roce 1829. Všechny jemu známé chemické prvky zařadil do trojic, které spolu souvisí blízkostí poloviny součtu atomových hmotností této skupiny tří složek. Po Debereinerovi se pokusil vytvořit unikátní tabulku klasifikace prvků A. de Chancourtois, svůj systém nazval „zemská spirála“ a po něm oktávu Newlands sestavil John Newlands. V roce 1864, téměř současně, William Alding a Lothar Meyer publikovali tabulky vytvořené nezávisle na sobě.

Periodický zákon byl předložen vědecké komunitě k posouzení 8. března 1869 a stalo se tak během setkání ruské společnosti X-K. Mendělejev Dmitrij Ivanovič svůj objev přede všemi oznámil a v témže roce vyšla Mendělejevova učebnice „Základy chemie“, kde byla poprvé ukázána jím vytvořená periodická tabulka. O rok později, v roce 1870, napsal článek a dal jej k posouzení RFC, kde byl poprvé použit koncept periodického zákona. V roce 1871 podal Mendělejev vyčerpávající popis svého zn ve svém slavném článku o periodické zákonnosti chemických prvků.

Neocenitelný přínos pro rozvoj chemie

Význam periodického zákona je pro vědeckou komunitu po celém světě neuvěřitelně velký. To je způsobeno tím, že jeho objev dal silný impuls rozvoji jak chemie, tak dalších přírodních věd, například fyziky a biologie. Vztah prvků s jejich kvalitativními chemickými a fyzikálními vlastnostmi byl otevřený, umožnil také pochopit podstatu konstrukce všech prvků podle jednoho principu a dal vzniknout moderní formulaci pojmů chemických prvků, konkretizovat poznatky pojmu látky složité a jednoduché struktury.

Použití periodického zákona umožnilo vyřešit problém chemické předpovědi, určit příčinu chování známých chemických prvků. Atomová fyzika, počítaje v to nukleární energie, stal se možným v důsledku téhož zákona. Tyto vědy zase umožnily rozšířit obzory podstaty tohoto zákona a ponořit se do jeho chápání.

Chemické vlastnosti prvků periodické tabulky

Ve skutečnosti jsou chemické prvky vzájemně propojeny vlastnostmi, které jsou jim vlastní ve volném stavu jak atomu, tak iontu, solvatovaného nebo hydratovaného, ​​v jednoduché látce a ve formě, kterou mohou tvořit jejich četné sloučeniny. X-vlastnosti však obvykle spočívají ve dvou jevech: vlastnostech charakteristických pro atom ve volném stavu a jednoduché látce. Mnoho z jejich typů patří k tomuto druhu vlastností, ale nejdůležitější jsou:

1. Atomová ionizace a její energie, v závislosti na poloze prvku v tabulce, jeho pořadové číslo.
2. Energetický vztah atomu a elektronu, který stejně jako atomová ionizace závisí na umístění prvku v periodické tabulce.
3. Elektronegativita atomu, která není konstantní, ale může se měnit v závislosti na různých druzích faktorů.
4. Poloměry atomů a iontů - zde se zpravidla používají empirická data, která souvisí s vlnovou povahou elektronů ve stavu pohybu.
5. Atomizace jednoduché látky- popis schopností prvku pro reaktivitu.
6. Oxidační stav je formální charakteristika, ale jeví se jako jedna z nejdůležitějších charakteristik prvku.
7. Oxidační potenciál pro jednoduché látky je měřením a indikací potenciálu látky působit vodní roztoky, stejně jako úroveň projevu vlastností redoxního charakteru.

Periodicita prvků vnitřního a sekundárního typu

Periodický zákon dává pochopení další důležité složky přírody - vnitřní a sekundární periodicity. Výše uvedené oblasti studia atomových vlastností jsou ve skutečnosti mnohem složitější, než by se mohlo zdát. To je způsobeno tím, že prvky s, p, d tabulky mění své kvalitativní charakteristiky v závislosti na pozici v období (periodicita vnitřního charakteru) a skupině (periodicita sekundárního charakteru). Například vnitřní proces přechodu prvku s z první skupiny do osmé na p-prvek je doprovázen body minima a maxima na křivce energetické čáry ionizovaného atomu. Tento jev ukazuje vnitřní nejednotnost periodicity změn vlastností atomu podle polohy v periodě.

Výsledky

Nyní má čtenář jasnou představu a definici toho, co je periodický zákon Mendělejeva, uvědomuje si jeho význam pro člověka a vývoj různé vědy a má o tom představu aktuální ustanovení a historii objevů.

Robert Boyle ve své práci v roce 1668 uvedl seznam neredukovatelných chemických prvků. V té době jich bylo pouhých patnáct. Vědec zároveň netvrdil, že kromě jím uvedených prvků již neexistují a otázka jejich počtu zůstala otevřená.

O sto let později sestavil francouzský chemik Antoine Lavoisier nový seznam vědě známý elementy. Jeho seznam obsahuje 35 chemické substance, z nichž 23 bylo později rozpoznáno jako stejné nerozložitelné prvky.

Hledáním nových prvků se zabývali chemici po celém světě a poměrně úspěšně postupovalo. Rozhodující roli v této otázce sehrál ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendělejev: byl to on, kdo přišel s myšlenkou na možnost existence vztahu mezi atomovou hmotností prvků a jejich místem v „hierarchii“ . Podle jeho vlastních slov „musíme hledat... korespondenci mezi jednotlivé vlastnosti prvky a jejich atomové hmotnosti“.

Porovnáním tehdy známých chemických prvků mezi sebou, Mendělejev po kolosální práci nakonec zjistil, že závislost, obecné pravidelné spojení mezi jednotlivými prvky, ve kterém se objevují jako jeden celek, kde vlastnosti každého prvku nejsou něčím, co existuje. samy o sobě, ale periodicky a správně se opakující jev.

V únoru 1869 byl tedy formulován periodický Mendělejevův zákon... V témže roce, 6. března, zpráva vypracovaná D.I. Mendělejev, pod názvem "Korelace vlastností s atomovou hmotností prvků" představil N.А. Menshutkin na setkání Ruské chemické společnosti.

Ve stejném roce se publikace objevila v německém časopise „Zeitschrift für Chemie“ a v roce 1871 rozšířená publikace D.I. Mendělejev, věnovaný svému objevu – „Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente“ (Periodická pravidelnost chemických prvků).

Vytvoření periodické tabulky

Navzdory tomu, že myšlenku vytvořil Mendělejev za spíše krátkodobý, nemohl své závěry dlouho formalizovat. Bylo pro něj důležité prezentovat svou myšlenku ve formě jasného zobecnění, přísného a názorného systému. Jak kdysi řekl sám D.I. Mendělejev v rozhovoru s profesorem A.A. Inostrantsev: "Všechno mi vyšlo v hlavě, ale nemohu to vyjádřit tabulkou."

Podle životopisců po tomto rozhovoru vědec pracoval na vytvoření stolu tři dny a tři noci, aniž by šel spát. Prošel různými možnostmi, ve kterých bylo možné prvky kombinovat a uspořádat do tabulky. Práci komplikoval fakt, že v době vzniku periodický systém zdaleka ne všechny chemické prvky byly vědě známy.

V letech 1869-1871 Mendělejev pokračoval v rozvoji myšlenek periodicity předložených a přijatých vědeckou komunitou. Jedním z kroků bylo zavedení konceptu místa prvku v periodické tabulce jako souboru jeho vlastností ve srovnání s vlastnostmi ostatních prvků.

Právě na základě toho a také na základě výsledků získaných v průběhu studia sledu změn sklotvorných oxidů Mendělejev korigoval atomové hmotnosti 9 prvků, včetně berylia, india, uranu a dalších.

V průběhu práce D.I. Mendělejev se snažil zaplnit prázdná políčka tabulky, kterou sestavil. V důsledku toho v roce 1870 předpověděl objev prvků, které v té době věda neznala. Mendělejev vypočítal atomové hmotnosti a popsal vlastnosti tří prvků, které tehdy ještě nebyly objeveny:

• "ekaaluminium" - otevřeno v roce 1875, pojmenované gallium,
• "ekabora" - otevřena v roce 1879, pojmenovaná scandium,
• "ekasilitsiya" - otevřena v roce 1885, pojmenovaná německo.

Jeho další realizované předpovědi jsou objev dalších osmi prvků, včetně polonia (objeveno v roce 1898), astatu (objeveno v letech 1942-1943), technecia (objeveno v roce 1937), rhenia (otevřeno v roce 1925) a Francie (otevřeno v roce 1939).

V roce 1900 došli Dmitrij Ivanovič Mendělejev a William Ramsay k závěru, že je nutné do periodického systému zařadit prvky zvláštní, nulové skupiny. Dnes se tyto prvky nazývají vzácné plyny (do roku 1962 se tyto plyny nazývaly inertní plyny).

Princip organizace periodického systému

Ve své tabulce D.I. Mendělejev uspořádal chemické prvky do řad v pořadí, v jakém se zvětšovala jejich hmotnost, přičemž zvolil délku řad tak, aby chemické prvky v jednom sloupci měly podobné chemické vlastnosti.

Vzácné plyny – helium, neon, argon, krypton, xenon a radon nereagují s jinými prvky a vykazují nízkou chemická aktivita a proto jsou ve sloupci úplně vpravo.

Naproti tomu prvky levého sloupce – lithium, sodík, draslík a další – prudce reagují s jinými látkami, proces je výbušný. Prvky v ostatních sloupcích tabulky se chovají podobně – v rámci sloupce jsou tyto vlastnosti podobné, ale mění se při přechodu z jednoho sloupce do druhého.

Periodická tabulka ve své první verzi jednoduše odrážela stav věcí existujících v přírodě. Zpočátku tabulka nijak nevysvětlovala, proč by tomu tak mělo být. A to pouze vzhledem kvantová mechanika vyjasnil se skutečný význam uspořádání prvků v periodické tabulce.

Chemické prvky až po uran (obsahuje 92 protonů a 92 elektronů) se nacházejí v přírodě. Počínaje číslem 93 jít umělé prvky vytvořené v laboratorních podmínkách.

Periodický zákon Dmitrije Ivanoviče Mendělejeva je jedním ze základních přírodních zákonů, který spojuje závislost vlastností chemických prvků a jednoduchých látek s jejich atomovými hmotnostmi. V současnosti je zákon zpřesněn a závislost vlastností se vysvětluje nábojem atomového jádra.

Zákon objevil ruský vědec v roce 1869. Mendělejev jej představil vědecké komunitě ve zprávě pro kongres Ruské chemické společnosti (zprávu vypracoval jiný vědec, protože Mendělejev byl nucen urychleně odejít na pokyn Svobodné ekonomické společnosti Petrohradu). Ve stejném roce byla vydána učebnice „Základy chemie“, kterou pro studenty napsal Dmitrij Ivanovič. V něm vědec popsal vlastnosti populárních sloučenin a také se pokusil dát logickou systematizaci chemických prvků. Také v něm byla poprvé prezentována tabulka s periodicky umístěnými prvky, jako grafický výklad periodického zákona. Během dalších let Mendělejev svou tabulku vylepšoval, například přidal sloupec inertních plynů, které byly objeveny o 25 let později.

Vědecká komunita okamžitě nepřijala myšlenky velkého ruského chemika ani v Rusku. Ale poté, co byly objeveny tři nové prvky (gallium v ​​roce 1875, skandium v ​​roce 1879 a germanium v ​​roce 1886), které předpověděl a popsal Mendělejev ve své slavné zprávě, byl periodický zákon uznán.

• Je to univerzální přírodní zákon.
• Tabulka graficky znázorňující zákon zahrnuje nejen všechny známé prvky, ale i ty, které byly dosud objeveny.
• Všechny nové objevy neovlivnily relevanci zákona a tabulky. Tabulka se vylepšuje a mění, ale její podstata zůstala nezměněna.
• Dovoleno objasnit atomové hmotnosti a další charakteristiky některých prvků, předpovědět existenci nových prvků.
• Chemici dostali spolehlivé rady, jak a kde hledat nové prvky. Zákon navíc umožňuje s vysokou mírou pravděpodobnosti předem určit vlastnosti prvků, které dosud nebyly objeveny.
• Hrál velkou roli ve vývoji organická chemie v 19. století.

Historie objevů

Existuje krásná legenda, že Mendělejev viděl svůj stůl ve snu a ráno se probudil a zapsal si ho. Ve skutečnosti je to jen mýtus. Sám vědec mnohokrát řekl, že 20 let svého života zasvětil vytváření a zlepšování periodické tabulky prvků.

Všechno to začalo, když se Dmitrij Ivanovič rozhodl napsat učebnici pro studenty anorganická chemie, ve kterém se chystal systematizovat všechny v tu chvíli známé znalosti. A přirozeně se opíral o úspěchy a objevy svých předchůdců. Na vztah atomových hmotností a vlastností prvků poprvé upozornil německý chemik Döbereiner, který se pokusil jemu známé prvky rozbít na triády s podobnými vlastnostmi a hmotnostmi, které se řídí určitým pravidlem. V každé trojici měl střední prvek váhu blízkou aritmetickému průměru dvou nejvzdálenějších prvků. Vědec tak mohl vytvořit pět skupin, například Li – Na – K; Cl – Br – I. Ale to nebyly zdaleka všechny známé prvky. Navíc trojice prvků výčet prvků s podobnými vlastnostmi zjevně nevyčerpala. Pokusy najít obecný vzor později podnikli Němci Gmelin a von Pettenkofer, Francouzi J. Dumas a de Chancourtois a Britové Newlands a Odling. Nejdále pokročil německý vědec Meyer, který v roce 1864 sestavil tabulku velmi podobnou periodické tabulce, která však obsahovala pouze 28 prvků, přičemž 63 již bylo známo.

Na rozdíl od svých předchůdců Mendělejev uspěl sestavit tabulku, která zahrnuje všechny známé prvky umístěné podle určitého systému. Některé buňky přitom nechal prázdné, zhruba vypočítal atomové hmotnosti některých prvků a popsal jejich vlastnosti. Kromě toho měl ruský vědec odvahu a prozíravost prohlásit, že zákon, který objevil, je univerzálním přírodním zákonem a nazval jej „periodický zákon“. Řekl "a" šel dále a opravil atomové hmotnosti prvků, které se nevešly do tabulky. Při bližším zkoumání se ukázalo, že jeho opravy byly správné, a objev jím popsaných hypotetických prvků se stal konečným potvrzením pravdivosti nového zákona: praxe prokázala platnost teorie.

Všechno hmotné, co nás v přírodě obklopuje, budiž vesmírných objektů, běžné pozemské předměty nebo živé organismy, sestává z látek. Existuje mnoho jejich odrůd. Již v dávných dobách si lidé všimli, že jsou schopni nejen změnit svůj fyzický stav, ale také se přeměnit v jiné látky obdařené jinými vlastnostmi než ty původní. Člověk ale hned nepochopil zákony, podle kterých takové přeměny hmoty probíhají. K tomu bylo nutné správně identifikovat základ látky a klasifikovat prvky existující v přírodě. To bylo možné až v polovině 19. století s objevem periodického zákona. Historie jeho vzniku D.I. Mendělejevovi předcházelo mnoho let práce a utváření tohoto druhu vědění bylo usnadněno staletou zkušeností celého lidstva.

Kdy byly položeny základy chemie?

Řemeslníci starověku byli docela úspěšní v odlévání a tavení různých kovů, znali mnohá tajemství jejich transmutace. Své znalosti a zkušenosti předávali svým potomkům, kteří je využívali až do středověku. Věřilo se, že obecné kovy lze přeměnit na cenné kovy, což bylo ve skutečnosti hlavním úkolem chemiků až do 16. století. Taková představa v podstatě obsahovala i filozofické a mystické představy starověkých řeckých vědců, že veškerá hmota je postavena z nějakých „primárních prvků“ schopných reinkarnovat se jeden do druhého. Přes zdánlivou primitivnost tohoto přístupu hrál roli v historii objevu periodického zákona.

Všelék a bílá tinktura

Při hledání základního principu alchymisté pevně věřili v existenci dvou fantastických látek. Jedním z nich byl v legendách oslavovaný kámen mudrců, nazývaný také životní elixír nebo všelék. Věřilo se, že takový lék je nejen spolehlivým způsobem přeměny rtuti, olova, stříbra a dalších látek na zlato, ale slouží také jako zázračný univerzální lék, který léčí jakýkoli lidský neduh. Další prvek, zvaný bílá tinktura, nepatřil do kategorie tak účinných, ale byl obdařen schopností přeměňovat jiné látky na stříbro.

Při vyprávění pozadí objevu periodického zákona nelze nezmínit znalosti nashromážděné alchymisty. Zosobňovali model symbolického myšlení. Představitelé této polomystické vědy vytvořili jakýsi chemický model světa a procesů v něm probíhajících na kosmické úrovni. Ve snaze pochopit podstatu všeho co nejpodrobněji zaznamenávali laboratorní techniku, vybavení a informace o chemickém skle, s velkou svědomitostí a pečlivostí při předávání svých zkušeností kolegům a potomkům.

Potřeba klasifikace

Významný objem informací o široké škále chemických prvků XIX století se jich nahromadilo dost, což dalo vzniknout přirozené nutnosti a touze vědců je systematizovat. K provedení takové klasifikace však byly zapotřebí další experimentální údaje, stejně jako ne mystické, ale skutečné znalosti o struktuře látek a podstatě základu zařízení hmoty, které ještě neexistovalo. Navíc dostupné informace o hodnotě atomových hmotností tehdy známých chemických prvků, na jejichž základě byla systemizace provedena, se nijak zvlášť přesně nelišily.

Ale pokusy o klasifikaci mezi přírodními vědci byly opakovaně podnikány dlouho předtím, než si to uvědomili pravá podstata věci, které jsou nyní základem moderní věda... A mnoho vědců pracovalo tímto směrem. Když mluvíme krátce o předpokladech pro objev Mendělejevova periodického zákona, měli bychom zmínit příklady takových kombinací prvků.

Triády

Vědci té doby měli pocit, že vlastnosti projevené širokou škálou látek jsou nepochybně závislé na hodnotách jejich atomových hmotností. Německý chemik Johann Döbereiner si to uvědomil a navrhl svůj vlastní systém klasifikace prvků, které tvoří základ hmoty. Stalo se to v roce 1829. A tato událost byla poměrně vážným pokrokem ve vědě na dobu jejího vývoje a také důležitou etapou v historii objevu periodického zákona. Döbereiner spojil známé prvky do komunit a dal jim název „triáda“. Podle existujícího systému se v tomto případě hmotnost extrémních prvků rovnala průměru součtu atomových hmotností toho člena skupiny, která byla mezi nimi.

Pokusy o rozšíření hranic triád

Nedostatků ve výše zmíněném Döbereinerově systému bylo dost. Například v řetězci barya, stroncia, vápníku nebyl žádný hořčík podobný jim strukturou a vlastnostmi. A ve společenství teluru, selenu, síry nebylo dost kyslíku. Mnoho dalších podobných látek se také nepodařilo klasifikovat podle systému triády.

Mnoho dalších chemiků se pokusilo tyto myšlenky rozvinout. Zejména německý vědec Leopold Gmelin se snažil rozšířit „blízký“ rámec rozšířením skupin klasifikovaných prvků, jejich rozdělením v pořadí ekvivalentních hmotností a elektronegativity prvků. Jeho struktury tvořily nejen triády, ale i tetrády, pentády, ale německému chemikovi se nepodařilo pochopit podstatu periodického zákona.

Spirála Chancourtois

Ještě více komplexní schéma konstrukci prvků vynalezl Alexander de Chancourtois. Položil je na rovinu stočenou do válce a rozmístil je vertikálně se sklonem 45 ° v pořadí rostoucích atomových hmotností. Jak se očekávalo, podél čar rovnoběžných s osou dané objemové jednotky geometrický tvar, měly být umístěny látky s podobnými vlastnostmi.

Ve skutečnosti však ideální klasifikace nefungovala, protože někdy zcela nesouvisející prvky padly na stejnou vertikálu. Ukázalo se například, že vedle alkalických kovů má mangan zcela jiné chemické chování. A v jedné "firmě" se dostala síra, kyslík a úplně jiný prvek titan. Toto schéma však také přispělo a zaujalo své místo v historii objevu periodického zákona.

Další pokusy o vytvoření klasifikací

Po těch popsaných navrhl John Newlands svůj klasifikační systém a poznamenal, že každý osmý člen výsledné řady vykazuje podobnosti ve vlastnostech prvků uspořádaných v souladu s nárůstem atomové hmotnosti. Nalezený vzor přišel vědci do hlavy, aby jej porovnal se strukturou uspořádání hudebních oktáv. Zároveň každému z prvků přidělil vlastní sériové číslo a umístil je do vodorovných řad. Ale takové schéma se opět neukázalo jako ideální a bylo ve vědeckých kruzích hodnoceno velmi skepticky.

Od roku 1964 do roku 1970 Odling a Meyer také vytvořili tabulky pro řazení chemických prvků. Ale takové pokusy měly opět své nevýhody. To vše se stalo v předvečer Mendělejevova objevu periodického zákona. A některá díla s nedokonalými pokusy o klasifikaci vycházela i poté, co byla světu představena tabulka, kterou používáme dodnes.

Životopis Mendělejeva

Geniální ruský vědec se narodil ve městě Tobolsk v roce 1834 v rodině ředitele gymnázia. V domě bylo kromě něj šestnáct dalších bratrů a sester. Dmitrij Ivanovič nebyl zbaven pozornosti, jako nejmladší z dětí ohromil všechny svými mimořádnými schopnostmi od nejnepatrnějšího věku. Rodiče se mu i přes potíže snažili dát maximum lepší vzdělání... Mendělejev tedy vystudoval nejprve gymnázium v ​​Tobolsku a poté Pedagogický institut v hlavním městě, přičemž si v duši zachoval hluboký zájem o vědu. A to nejen do chemie, ale i do fyziky, meteorologie, geologie, techniky, přístrojové techniky, letectví a dalších.

Brzy Mendělejev obhájil disertační práci a stal se odborným asistentem na Petrohradské univerzitě, kde přednášel organickou chemii. V roce 1865 představil kolegům svou doktorskou práci na téma „O kombinaci alkoholu s vodou“. Rok 1969 byl rokem otevření periodického zákona, ale tomuto úspěchu předcházelo 14 let tvrdé práce.

O velkém objevu

S ohledem na chyby, nepřesnosti a pozitivní zkušenosti svých kolegů se Dmitriji Ivanoviči podařilo systematizovat chemické prvky nejpohodlnějším způsobem. Všiml si také periodické závislosti vlastností sloučenin a jednoduchých látek, jejich tvaru na hodnotě atomových hmotností, jak je uvedeno ve formulaci periodického zákona daného Mendělejevem.

Ale takové pokrokové myšlenky bohužel hned nenašly odezvu v srdcích ani ruských vědců, kteří tuto novinku přijímali velmi opatrně. A mezi postavami zahraniční vědy, zejména v Anglii a Německu, Mendělejevův zákon skutečně našel ty nejzarytější odpůrce. Ale velmi brzy se situace změnila. jaký byl důvod? O něco později se světu objevila brilantní odvaha velkého ruského vědce jako důkaz jeho skvělé schopnosti vědecké předvídavosti.

Nové prvky v chemii

Objev periodického zákona a jím vytvořená struktura periodické tabulky umožnila nejen systematizovat látky, ale také učinit řadu předpovědí o přítomnosti mnoha prvků v té době neznámých v přírodě. Mendělejev proto dokázal uvést do praxe to, co se dříve jiným vědcům nepovedlo.

Trvalo to pouhých pět let a dohady se začaly potvrzovat. Francouz Lecoq de Boisbaudran objevil nový kov zvaný gallium. Jeho vlastnosti se ukázaly být velmi podobné těm, které předpověděl Mendělejev v teorii eka-hliníku. Když se to dozvěděli, představitelé tehdejšího vědeckého světa byli ohromeni. Ale na tohle úžasná fakta vůbec neskončila. Dále Švéd Nilson objevil skandium, jehož hypotetickým analogem byl ekabor. A germanium, objevené Winklerem, se stalo dvojčetem ekasilicie. Od té doby se Mendělejevův zákon začal uplatňovat a získávat stále nové a nové příznivce.

Nová fakta brilantní předvídavosti

Tvůrce byl tak unesen krásou své myšlenky, že si dovolil vyslovit některé domněnky, jejichž platnost později nejskvělěji potvrdily praktické vědecké objevy. Například Mendělejev umístil některé látky do své tabulky vůbec ne v souladu s nárůstem atomových hmotností. Předvídal, že periodicita v hlubším smyslu je stále pozorována nejen v souvislosti s nárůstem atomové hmotnosti prvků, ale i z jiného důvodu. Velký vědec odhadl, že hmotnost prvku závisí na množství některých elementárnějších částic v jeho struktuře.

Periodický zákon tedy nějakým způsobem přiměl představitele vědy k přemýšlení o složkách atomu. A vědci brzy nastávajícího 20. století – století grandiózních objevů – opakovaně přesvědčili, že vlastnosti prvků závisí na velikosti nábojů atomových jader a struktuře jejich elektronového obalu.

Periodické právo a modernita

Periodická tabulka, ač ve své podstatě zůstala nezměněna, byla následně mnohokrát doplňována a přepracována. Vznikla v něm tzv. nulová skupina prvků, kam patří inertní plyny. Úspěšně byl vyřešen i problém umístění prvků vzácných zemin. Ale navzdory dodatkům je obtížné přeceňovat význam objevu periodického zákona Mendělejeva v původní verzi.

Později, s fenoménem radioaktivity, byly plně pochopeny důvody úspěchu takové systemizace a také periodicita vlastností prvků různých látek. Brzy našly své místo v naznačené tabulce i izotopy radioaktivních prvků. Atomové číslo se stalo základem pro klasifikaci četných členů buněk. A v polovině 20. století se konečně podařilo doložit pořadí uspořádání prvků v tabulce v závislosti na zaplnění orbitalů atomů elektrony pohybujícími se kolem jádra velkou rychlostí.

V zimě 1867-68 začal Mendělejev psát učebnici „Základy chemie“ a okamžitě narazil na potíže při systematizaci faktografického materiálu. Do poloviny února 1869 při přemýšlení o struktuře učebnice postupně došel k závěru, že vlastnosti jednoduchých látek (a to je forma existence chemických prvků ve volném stavu) a atomové hmotnosti prvků jsou spojeny určitý vzorec.

O pokusech svých předchůdců uspořádat chemické prvky podle nárůstu jejich atomových hmotností ao incidentech z toho vyplývajících toho Mendělejev mnoho nevěděl. Neměl například téměř žádné informace o díle Shancourtoise, Newlandse a Meyera.

Rozhodující etapa v jeho myšlenkách přišla 1. března 1869 (14. února starým stylem). O den dříve napsal Mendělejev žádost o desetidenní volno na kontrolu družstevních sýráren v provincii Tver: od A.I. Chodněva, jednoho z vůdců Svobodné ekonomické společnosti, dostal dopis s doporučeními ke studiu výroby sýra.

Ten den bylo v Petrohradu zataženo a mráz. V univerzitní zahradě s výhledem z oken Mendělejevova bytu ve větru vrzaly stromy. Ještě v posteli vypil Dmitrij Ivanovič hrnek teplého mléka, pak vstal, umyl se a šel na snídani. Měl úžasnou náladu.

Během snídaně dostal Mendělejev nečekaný nápad: porovnat blízké atomové hmotnosti různých chemických prvků a jejich chemické vlastnosti.

Bez přemýšlení, tak dál zadní strana Ve svém dopise Chodněvovi zapsal symboly pro chlór Cl a draslík K s poměrně blízkými atomovými hmotnostmi, rovnými 35,5 a 39 (rozdíl je pouze 3,5 jednotek). Ve stejném dopise Mendělejev načrtl symboly dalších prvků a hledal mezi nimi podobné „paradoxní“ dvojice: fluor F a sodík Na, brom Br a rubidium Rb, jod I a cesium Cs, u nichž se hmotnostní rozdíl zvyšuje ze 4,0 na 5.0 a poté až 6.0. Mendělejev pak nemohl vědět, že „neurčitá zóna“ mezi zjevnými nekovy a kovy obsahuje prvky – vzácné plyny, jejichž objev by v budoucnu výrazně změnil periodickou tabulku.

Po snídani se Mendělejev zavřel ve své kanceláři. Vytáhl ze stolu hromádku vizitek a začal jim na záda psát symboly prvků a jejich hlavní chemické vlastnosti.

Po chvíli domácnost slyšela, jak se z kanceláře začalo ozývat: "Ach! Rohatý. Páni, jaký rohatý! Porazím je. Zabiju!" Tyto výkřiky znamenaly, že Dmitrij Ivanovič měl kreativní inspiraci.

Mendělejev přesunul karty z jedné vodorovné řady do druhé, řídil se hodnotami atomové hmotnosti a vlastnostmi jednoduchých látek tvořených atomy stejného prvku. Na pomoc mu opět přišla důkladná znalost anorganické chemie. Postupně se začala formovat podoba budoucí periodické tabulky chemických prvků.

Nejprve tedy položil kartu s prvkem beryllium Be ( atomová hmotnost 14) vedle karty hliníkového prvku Al (atomová hmotnost 27,4), podle tehdejší tradice beryllium jako analog hliníku. Poté však při porovnání chemických vlastností umístil beryllium nad hořčík Mg. Zpochybnil tehdy obecně přijímanou hodnotu atomové hmotnosti berylia, změnil ji na 9,4 a změnil vzorec oxidu beryllitého z Be2O3 na BeO (jako oxid hořečnatý MgO). Mimochodem, „opravená“ hodnota atomové hmotnosti berylia byla potvrzena až o deset let později. Stejně odvážně se choval i při jiných příležitostech.

Postupně Dmitrij Ivanovič došel ke konečnému závěru, že prvky uspořádané v rostoucím pořadí jejich atomových hmotností vykazují zjevnou periodicitu fyzikálních a chemické vlastnosti.

Mendělejev po celý den pracoval na systému prvků, udělal si krátkou přestávku, aby si hrál se svou dcerou Olgou, obědval a večeřel.

Večer 1. března 1869 přepsal tabulku, kterou sestavil, a pod názvem „Zkušenost se systémem prvků na základě jejich atomové hmotnosti a chemické podobnosti“ ji odeslal do tiskárny a udělal si poznámky pro sazeče a uvedení data "17. února 1869" (starý styl).

Tak byl objeven Periodický zákon, jehož moderní formulace je následující: "Vlastnosti jednoduchých látek, jakož i formy a vlastnosti sloučenin prvků jsou periodicky závislé na náboji jader jejich atomů."

Mendělejevovi bylo tehdy pouhých 35 let.

Mendělejev rozeslal vytištěné letáky s tabulkou prvků mnoha domácím i zahraničním chemikům a teprve poté odjel z Petrohradu na prohlídku sýrárny.

Před odjezdem ještě stihl předat NA Menshutkinovi, organickému chemikovi a budoucímu historikovi chemie, rukopis článku „Korelace vlastností s atomovou hmotností prvků“ – k publikaci v Journal of the Russian Chemical Society a pro komunikaci na nadcházejícím zasedání společnosti.

18. března 1869 podal Menshutkin, který byl v té době úředníkem společnosti, jménem Mendělejeva krátkou zprávu o periodickém zákoně. Zpráva zpočátku nevzbudila velkou pozornost chemiků a prezident Ruské chemické společnosti akademik Nikolaj Zinin (1812-1880) prohlásil, že Mendělejev nedělá to, co by měl dělat skutečný badatel. Pravda, o dva roky později, po přečtení článku Dmitrije Ivanoviče „Přirozený systém prvků a jeho aplikace k indikaci vlastností určitých prvků“, Zinin změnil názor a napsal Mendělejevovi: „Velmi, velmi dobře, hodně vynikající konvergence, i zábavné čtení, Bůh vám žehnej při experimentálním potvrzení vašich závěrů. Upřímně vám oddán a hluboce si vás vážím, N. Zinin.“

Po objevení Periodického zákona měl Mendělejev ještě hodně práce. Důvod periodické změny vlastností prvků zůstal neznámý a samotná struktura periodické tabulky, kde se vlastnosti opakovaly po sedmi prvcích v osmém, nenašla vysvětlení. Avšak první závoj tajemství byl z těchto čísel odstraněn: ve druhém a třetím období systému bylo každý jen sedm prvků.

Ne všechny prvky seřadil Mendělejev v pořadí rostoucích atomových hmotností; v některých případech se řídil spíše podobností chemických vlastností. Takže u kobaltu Co je atomová hmotnost větší než u niklu Ni, u teluru Te je také větší než u jódu I, ale Mendělejev je seřadil do pořadí Co - Ni, Te - I a ne naopak. Jinak by telur spadal do skupiny halogenů a jód by se stal příbuzným selenu Se.

Nejdůležitější věcí při objevu Periodického zákona je předpověď existence dosud neobjevených chemických prvků. Pod hliníkem nechal Al Mendělejev místo pro jeho analog "ekaaluminium", pod borem B - pro "ekabor" a pod křemíkem Si - pro "ekasilicon". Tak pojmenovaný Mendělejev dosud neobjevil chemické prvky. Dokonce jim dal symboly El, Eb a Es.

K prvku „ekasilitsiya“ Mendělejev napsal: „Zdá se mi, že nejzajímavějším z nepochybně chybějících kovů bude ten, který patří do IV skupiny uhlíkových analogů, konkrétně do řady III. To bude kov okamžitě. po křemíku, a proto mu budeme říkat ecasilicon." Tento dosud neobjevený prvek se totiž měl stát jakýmsi „zámkem“ spojujícím dva typické nekovy – uhlík C a křemík Si – se dvěma typickými kovy – cínem Sn a olovem Pb.

Ne všichni zahraniční chemici okamžitě ocenili význam Mendělejevova objevu. Ve světě převládajících idejí se toho hodně změnilo. Tedy německý fyzik Wilhelm Ostwald, budoucí laureát Nobelova cena, tvrdil, že nebyl objeven zákon, ale princip klasifikace „něčeho neurčitého“. Německý chemik Robert Bunsen, který v roce 1861 objevil dva nové alkalické prvky, rubidium Rb a cesium Cs, napsal, že Mendělejev přenesl chemiky „do přitaženého světa čistých abstrakcí“.

Profesor univerzity v Lipsku Hermann Kolbe označil Mendělejevův objev v roce 1870 za „spekulativní“. Kolbe se vyznačoval hrubostí a odmítáním nových teoretických názorů v chemii. Zejména byl proti teorii struktury organické sloučeniny a svého času ostře napadl článek Jacoba Van't Hoffa „Chemistry in Space“. Později se prvním stal Van't Hoff laureát Nobelovy ceny... Ale Kolbe navrhl takové výzkumníky, jako byl Van't Hoff, „vyloučit z řad skutečných vědců a zapsat je do tábora spiritualistů“!

Každý rok si Periodický zákon podmanil všechno více příznivci, a jeho objevitel - stále více uznání. V Mendělejevově laboratoři se začali objevovat vysoce postavení návštěvníci, včetně dokonce velkovévoda Konstantin Nikolaevič, vedoucí námořního oddělení.