Історія відкриття періодичного закону Менделєєва коротко. Відкриття періодичного закону Менделєєва. Потреба у класифікації

Тут читач знайде інформацію про один з найважливіших законів, будь-коли відкритих людиноюв наукової галузі- періодичний закон Менделєєва Дмитра Івановича. Ви ознайомитеся з його значенням та впливом на хімію, будуть розглянуті загальні положення, характеристика та деталі періодичного закону, історія відкриття та основні положення.

Що таке періодичний закон

Періодичний закон - це природний закон фундаментального характеру, який був відкритий вперше Д. І. Менделєєвим ще в 1869, а саме відкриття відбулося завдяки порівнянню властивостей деяких хімічних елементіві величини маси атома, відомих у ті часи.

Менделєєв стверджував, що, згідно з його законом, прості та складні тіла та різноманітні сполуки елементів залежать від їх залежності періодичного типу та від ваги їхнього атома.

Періодичний закон є унікальним у своєму роді і це пов'язано з тим фактом, що він не виражається математичними рівняннями на відміну від інших фундаментальних законів природи та всесвіту. Графічно своє вираження знаходить у періодичної системі хімічних елементів.

Історія відкриття

Відкриття періодичного закону відбулося в 1869 році, але спроби систематизувати всі відомі х-кі елементи почалися задовго до цього.

Першу спробу створити таку систему зробив І. В. Деберейнер у 1829 році. Він класифікував усі відомі йому хімічні елементи в тріади, пов'язані між собою близькістю половини суми атомних мас, що входять до цієї групи трьох компонентів. Слідом за Деберейнером спробували створити унікальну таблицю класифікації елементів А. де Шанкуртуа, він назвав свою систему «земною спіраллю», а після нього була складена Джоном Ньюлендсом октава Ньюлендса. У 1864 р. практично одночасно Вільям Олдінг і Лотар Мейєр опублікували створені незалежно один від одного таблиці.

Періодичний закон був представлений науковому співтоваристві на огляд восьмого березня 1869, і сталося це під час засідання Російського х-кого суспільства. Менделєєв Дмитро Іванович заявив при всіх про своє відкриття і того ж року було випущено менделєєвський підручник «Основи хімії», де вперше було показано періодичну таблицю, створену ним. Роком пізніше, в 1870, він написав статтю і дав її на огляд у РХО, де вперше було вжито поняття періодичного закону. У 1871 р. Менделєєв дав вичерпну характеристику свого з-на в знаменитій статті періодичної законності хімічних елементів.

Неоціненний внесок у розвиток хімії

Значення періодичного закону неймовірно велике для наукової спільноти всього світу. Це з тим, що відкриття його дало потужний поштовх розвитку, як хімії, і інших наук про природу, наприклад, фізики та біології. Відкритим був взаємозв'язок елементів з їх якісними хімічними та фізичними характеристиками, також це дозволило зрозуміти суть побудови всіх елементів за одним принципом і дало початок сучасному формулюванню понять про хімічні елементи, конкретизувати знання уявлення про речовини складної та простої будови.

Використання періодичного закону дозволило вирішувати проблему хімічного прогнозування, визначити причину поведінки відомих хімічних елементів. Атомна фізика, а також ядерна енергетика, стали можливими внаслідок цього закону. У свою чергу, дані науки дозволили розширити горизонти сутності цього закону та заглибитись у його розуміння.

Хімічні властивості елементів періодичної системи

По суті, хімічні елементи взаємопов'язані між собою характеристиками, властивими їм у стані вільного як атома, так і іона, сольватованого або гідратованого, у простій речовині та формі, яку можуть утворити їх численні сполуки. Однак х-кі властивості зазвичай полягають у двох явищах: властивості, характерні для атома у вільному стані, та простої речовини. До такого роду властивостей відноситься безліч їх видів, але найважливіші це:

1. Атомна іонізація та її енергія, що залежить від положення елемента в таблиці, його порядкового числа.
2. Енергетична спорідненість атома та електрона, яка так само, як і атомна іонізація, залежить від місця знаходження елемента у періодичній таблиці.
3. Електронегативність атома, що не носить постійне значення, а здатна змінюватися в залежності від різноманітних факторів.
4. Радіуси атомів та іонів - тут, як правило, використовуються емпіричні дані, що пов'язано з хвильовою природою електронів у стані руху.
5. Атомізація простих речовин- Опис можливостей елемента до реакційної здатності.
6. Ступеня окиснення - формальна характеристика, проте фігурує як одна з найважливіших характеристик елемента.
7. Потенціал окиснення для простих речовин - це вимірювання та показання потенціалу речовини до дії його в водних розчинах, а також рівень прояву властивостей окисно-відновного характеру

Періодичність елементів внутрішнього та вторинного типу

Періодичний закон дає розуміння ще однієї важливої ​​складової частки природи - внутрішньої та вторинної періодичності. Вищезгадані області вивчення атомних властивостей насправді набагато складніші, ніж можна подумати. Пов'язано це з тим фактом, що елементи s, p, d таблиці змінюють свої якісні характеристикизалежно від положення у періоді (періодичність внутрішнього характеру) та групі (періодичність вторинного характеру). Наприклад, внутрішній процес переходу елемента s від першої групи до восьмої p-елементу супроводжується точками мінімуму і максимуму на кривій лінії енергії іонізованого атома. Це явище показує внутрішню непостійність періодичності зміни властивостей атома за становищем у періоді.

Підсумки

Тепер читач має чітке розуміння та визначення того, що являє собою періодичний закон Менделєєва, усвідомлює його значення для людини та розвитку різних наукі має уявлення про його сучасних положенняхта історії відкриття.

У своїй роботі 1668 Роберт Бойль навів список нерозкладних хімічних елементів. Було їх на той момент лише п'ятнадцять. При цьому вчений не стверджував, що крім перелічених ним елементів більше не існує і питання їх кількості залишалося відкритим.

Через сто років французький хімік Антуан Лавуазьє склав новий список із відомих науціелементів. До його реєстру потрапили 35 хімічних речовин, З яких 23 були згодом визнані тими нерозкладними елементами.

Робота з пошуку нових елементів велася хіміками у всьому світі та просувалася цілком успішно. Вирішальну роль у цьому питанні відіграв російський учений-хімік Дмитро Іванович Менделєєв: саме йому спала на думку ідея про можливість існування взаємозв'язку між атомною масою елементів та їх місцем в "ієрархії". За його власними словами "треба шукати... відповідності між індивідуальними властивостямиелементів та його атомними вагами".

Зіставляючи між собою відомі на той час хімічні елементи, Менделєєв після колосальної роботи виявив у результаті ту залежність, загальний закономірний зв'язок між окремими елементами, в якій вони постають як єдине ціле, де властивості кожного елемента не є чимось само собою існуючим, а періодично і правильно повторюваним явищем.

Так у лютому 1869 року було сформульовано періодичний закон Менделєєва. Того ж року 6 березня доповідь, підготовлена ​​Д.І. Менделєєва, під назвою "Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів" був представлений Н.А. Меншуткіна на засіданні Російського хімічного товариства.

У тому ж році публікація з'явилася в німецькому журналі "Zeitschrift für Chemie", а в 1871 в журналі "Annalen der Chemie" вийшла розгорнута публікація Д.І. Менделєєва, присвячена його відкриття - "Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente" (Періодична закономірність хімічних елементів).

Створення періодичної таблиці

Незважаючи на те, що ідея сформувалася у Менделєєва за досить короткий строк, оформити свої висновки він довго не міг. Йому було важливо уявити свою ідею у вигляді ясного узагальнення, суворої та наочної системи. Як сказав одного разу сам Д.І. Менделєєв у розмові з професором А.А. Іноземцевим: "Все у голові склалося, а висловити таблицею не можу".

За даними біографів, після цієї розмови вчений працював над створенням таблиці три дні та три ночі, не лягаючи спати. Він перебирав різні варіанти, у яких міг би бути скомбіновані елементи в організацію таблицю. Ускладнювалася робота і тим, що на момент створення періодичної системидалеко ще не всі хімічні елементи були відомі науці.

У 1869-1871 роках Менделєєв продовжував розвивати висунуті та прийняті науковим співтовариством ідеї періодичності. Одним із кроків було введення поняття про місце елемента в періодичній системі як сукупності його властивостей у порівнянні з властивостями інших елементів.

Саме на основі цього, а також з опорою на результати, отримані в ході вивчення послідовності зміни склоутворювальних оксидів, Менделєєв виправив значення атомних мас 9 елементів, серед яких були берилій, індій, уран та інші.

У ході роботи Д.І. Менделєєв прагнув заповнити порожні клітини складеної ним таблиці. В результаті в 1870 їм було передбачено відкриття невідомих на той момент науці елементів. Менделєєв обчислив атомні маси та описав властивості трьох ще не відкритих тоді елементів:

• "екаалюмінія" - відкрито в 1875 році, названий галієм,
• "екабора" - відкрито у 1879 році, названий скандією,
• "Екасиліція" - відкрито в 1885 році, названий германієм.

Наступні його прогнози, що реалізувалися, - відкриття ще восьми елементів, у тому числі полонію (відкрито в 1898 році), астату (відкрито в 1942-1943 роках), технецію (відкрито в 1937 році), ренію (відкрито в 1925 році) і францію (відкрито в 1925 році). 1939 року).

У 1900 році Дмитро Іванович Менделєєв та Вільям Рамзай дійшли висновку про необхідність включення до періодичної системи елементів особливої, нульової групи. Сьогодні ці елементи називаються благородними газами (до 1962 ці гази називали інертними).

Принцип організації періодичної системи

У таблиці Д.І. Менделєєв розташував хімічні елементи по рядах у порядку зростання їхньої маси, підібравши довжину рядів таким чином, щоб хімічні елементи в одній колонці мали схожі хімічні властивості.

Шляхетні гази - гелій, неон, аргон, криптон, ксенон та радон неохоче реагують з іншими елементами та виявляють низьку хімічну активністьі тому знаходяться у крайній правій колонці.

На противагу цьому елементи самої лівої колонки - літій, натрій, калій та інші реагують з іншими речовинами бурхливо, процес має вибуховий характер. Аналогічно поводяться елементи в інших колонках таблиці - усередині колонки ці властивості подібні, але варіюються при переході від однієї колонки до іншої.

Періодична система у своєму першому варіанті просто відображала існуючий у природі стан справ. Спочатку таблиця ніяк не пояснювала, чому це має бути саме так. І лише з появою квантової механікистав зрозумілим істинний сенс розташування елементів у періодичній таблиці.

Хімічні елементи аж до урану (містить 92 протони та 92 електрони) зустрічаються в природі. Починаючи з номера 93 йдуть штучні елементистворені в лабораторних умовах.

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 ученим, оскільки Менделєєв був змушений терміново виїхати за завданням Вільного економічного товариства Петербурга). Цього ж року вийшов підручник «Основи хімії», написаний Дмитром Івановичем для студентів. У ньому учений 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 отримали надійну підказку, як і де шукати нові елементи. Крім цього, закон дозволяє з високою ймовірністю заздалегідь визначати властивості ще невідкритих елементів.
• Зіграв величезну роль у розвитку не органічної хіміїу 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 з 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 явно не вичерпувала список елементів із 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 в таблицю. При більш ретельній перевірці виявилося, що його виправлення вірні, а відкриття описаних ним гіпотетичних елементів стало остаточним підтвердженням істинності нового закону: практика довела справедливість теорії.

Все матеріальне, що нас оточує в природі, будь то космічні об'єкти, Звичайні земні предмети або живі організми складаються з речовин. Різновидів їх є багато. Ще в давнину люди помітили, що вони здатні не тільки змінювати свій фізичний стан, але й перетворюватися на інші речовини, наділені іншими властивостями в порівнянні з первісними. Але закони, згідно з якими відбуваються подібні перетворення матерії, людина зрозуміла не відразу. Щоб зробити це, необхідно було правильно виявити основу речовини і класифікувати існуючі в природі елементи. Подібне стало можливим лише в середині XIX століття з відкриттям періодичного закону. Історії створення Д.І. Менделєєвим передували довгі роки роботи, а формуванню цього знань сприяв багатовіковий досвід всього людства.

Коли було закладено основи хімії?

Умільці античних часів досить досягли успіху в литті та плавці різних металів, знаючи безліч секретів їх трансмутації. Вони передали свої знання та досвід нащадкам, які використовували їх аж до часів Середньовіччя. Вважалося, що неблагородні метали можна перетворити на цінні, що, власне, і було основним завданням хіміків аж до 16-го століття. По суті, у подібній ідеї були закладені ще філософсько-містичні уявлення давньогрецьких вчених про те, що вся матерія будується з якихось «первоелементів», здатних перевтілюватися один в інший. Незважаючи на видиму примітивність такого підходу, він зіграв свою роль історії відкриття Періодичного закону.

Панацея та біла тинктура

Займаючись пошуком першооснови, алхіміки свято вірили у існування двох фантастичних речовин. Одним з них був уславлений у легендах філософський камінь, який також називається життєвим еліксиром або панацеєю. Вважалося, що подібний засіб не тільки був безвідмовним способом перетворення на золото ртуті, свинцю, срібла та інших речовин, але також служив чудодійними універсальними ліками, які зцілюють будь-які людські недуги. Інший елемент, що називався білою тинктури, не ставився до розряду настільки ефективних, але наділявся здатністю перетворювати на срібло інші речовини.

Розповідаючи передісторію відкриття періодичного закону, неможливо не згадати про знання, накопичені алхіміками. Вони уособлювали зразок символічного мислення. Представники цієї напівмістичної науки створили якусь хімічну модель світу та процесів, що відбуваються у ньому на космічному рівні. Прагнучи зрозуміти суть усіх речей, вони докладно записували лабораторні прийоми, обладнання та відомості про хімічний посуд, з великою скрупульозністю і старанністю ставлячись до передачі свого досвіду колегам і нащадкам.

Потреба у класифікації

Значних за обсягом відомостей про різні хімічні елементи до XIX віцінакопичено було достатньо, що породило природну потребу та бажання вчених їх систематизувати. Але для проведення подібної класифікації були потрібні додаткові експериментальні дані, а також не містичні, а реальні знання про будову речовин та сутність основи устрою матерії, яких поки що не було. До того ж наявні відомості про значення атомних мас відомих на той час хімічних елементів, з урахуванням яких проводилася систематизація, не відрізнялися особливою точністю.

Але спроби класифікації в середовищі дослідників природи неодноразово робилися ще задовго до усвідомлення істинної сутіречей, що становить нині основу сучасної науки. А в зазначеному напрямку працювало багато вчених. Розповідаючи коротко про причини відкриття періодичного закону Менделєєва, слід згадати приклади подібних об'єднань елементів.

Тріади

Вчені тих часів відчували, що властивості, що виявляються найрізноманітнішими речовинами, перебувають у безперечній залежності від величин їх атомних мас. Розуміючи це, хімік із Німеччини Йоганн Деберейнер запропонував свою систему класифікації елементів, що становлять основу матерії. Сталося це 1829 року. І подія це було досить серйозним поступом у науці для того періоду її розвитку, а також важливим етапом в історії відкриття періодичного закону. Деберейнер об'єднав відомі елементи у спільноти, надавши їм найменування «тріади». За існуючою системою у своїй маса крайніх елементів опинялася середньому від суми атомних мас того члена групи, який був між ними.

Спроби розширити межі тріад

Недоліків у згаданій системі Деберейнера було достатньо. Наприклад, у ланцюжку барію, стронцію, кальцію був відсутній подібний до них за будовою та властивостями магній. А у співтоваристві телуру, селену, сірки не вистачало кисню. Багато інших схожих речовин також не вдалося класифікувати відповідно до системи тріад.

Вказані ідеї намагалися розвивати багато інших хіміків. Зокрема німецький учений Леопольд Гмелін прагнув розсунути "тісні" рамки, розширивши групи елементів, що класифікуються, розподіливши їх у порядку еквівалентних ваг і електронегативності елементів. Його структури утворювали як тріади, а й зошити, пентади, але німецькому хіміку не вдалося вловити суть періодичного закону.

Спіраль де Шанкуртуа

Ще більш складну схемупобудови елементів вигадав Олександр де Шанкуртуа. Він розташував їх на площині, згорнутій в циліндр, розподіливши по вертикалях з нахилом 45° у порядку зростання атомних мас. Як передбачалося, по лініях, паралельним осі даної об'ємної геометричної фігури, повинні були розташовуватися речовини зі схожими властивостями.

Але насправді ідеальної класифікації не вийшло, тому що на одну вертикаль іноді потрапляли зовсім не споріднені елементи. Наприклад, поруч із лужними металами виявився зовсім інший хімічної поведінки марганець. І в одну "компанію" потрапили сірка, кисень і зовсім із ними не подібний елемент титан. Однак подібна схема теж зробила свій внесок, зайнявши своє місце в історії відкриття періодичного закону.

Інші спроби створення класифікацій

Слідом за описаними свою систему класифікації запропонував Джон Ньюлендс, помітивши, що подібність у властивостях елементів, розставлених відповідно до збільшення атомної маси, виявляє кожен восьмий член з ряду, що вийшов. Знайдену закономірність вченому спало на думку порівняти зі структурою розташування музичних октав. При цьому він привласнював кожному з елементів свій порядковий номер, маючи в своєму розпорядженні їх горизонтальні ряди. Але подібна схема знову не вийшла ідеальною і була скептично оцінена в наукових колах.

З 1964 до 1970 року. таблиці, що впорядковують хімічні елементи, створювали також Одлінг та Мейєр. Але такі спроби знову мали свої недоліки. Все це відбувалося вже напередодні відкриття Менделєєвим періодичного закону. А деякі праці з недосконалими спробами класифікації публікувалися навіть після того, як таблиця, яку ми користуємось і досі, була представлена ​​світові.

Біографія Менделєєва

Народився геніальний російський учений у місті Тобольську 1834 року у сім'ї директора гімназії. У домі, крім нього, було ще шістнадцять братів та сестер. Не обділений увагою, як наймолодший із дітей, Дмитро Іванович із найменшого віку вражав усіх незвичайними здібностями. Батьки, незважаючи на труднощі, прагнули дати йому саме краща освіта. Так, Менделєєв закінчив спочатку гімназію в Тобольську, та був Педагогічний інститут у столиці, зберігши у своїй у душі глибокий інтерес до наук. І не тільки до хімії, а й до фізики, метеорології, геології, технології, приладобудування, повітроплавання та інших.

Незабаром Менделєєв захистив дисертацію та став доцентом Петербурзького університету, де читав лекції з органічної хімії. В 1865 він представив колегам свою докторську на тему «Про з'єднання спирту з водою». Роком відкриття періодичного закону став 1969 р. Але цьому досягненню передувало 14 років напруженої роботи.

Про велике відкриття

Враховуючи помилки, неточності, а також позитивний досвід колег, Дмитро Іванович зумів систематизувати хімічні елементи найзручнішим способом. Він також помітив періодичну залежність властивостей сполук і простих речовин, їх форми від значення атомних мас, про що йдеться у формулюванні періодичного закону, даного Менделєєвим.

Але подібні прогресивні ідеї, на жаль, далеко не відразу знайшли відгук у серцях навіть російських учених, які прийняли цю інновацію дуже насторожено. А серед діячів зарубіжної науки, особливо в Англії та Німеччині, закон Менделєєва і зовсім знайшов найзапекліших супротивників. Але дуже скоро становище змінилося. Що ж спричинило? Геніальна сміливість великого російського вченого згодом з'явилася світові в доказах його блискучої здатності наукового передбачення.

Нові елементи у хімії

Відкриття періодичного закону і структура періодичної таблиці, створеної ним, дозволили як здійснити систематизацію речовин, а й зробити ряд передбачень про наявність у природі багатьох невідомих на той час елементів. Саме тому Менделєєву вдалося втілити практично те, що до нього не вдавалося іншим ученим.

Минуло лише п'ять років, і здогади почали підтверджуватись. Француз Лекок де Буабодран відкрив новий метал, котрий назвав галій. Його властивості виявилися дуже подібними до передбаченого Менделєєвим теоретично екаалюмінієм. Дізнавшись про це, представники вченого світу тих часів були приголомшені. Але на цьому дивовижні фактизовсім не скінчилися. Далі шведом Нільсоном було виявлено скандій, гіпотетичним аналогом якого виявився екабор. А близнюком екасиліція став відкритий Вінклером Німеччини. З тих пір закон Менделєєва почав затверджуватись і набувати нових прихильників.

Нові факти геніального передбачення

Творець настільки захопився красою своєї ідеї, що взяв він сміливість зробити деякі припущення, правомірність яких пізніше найблискучішим чином підтвердилася практичними науковими відкриттями. Наприклад, деякі речовини Менделєєв розташував у своїй таблиці зовсім не відповідно до зростання атомних мас. Він передбачав, що періодичність у глибшому сенсі спостерігається все-таки не лише у зв'язку зі зростанням атомної ваги елементів, а ще й з іншої причини. Великий учений здогадався, що маса елемента залежить кількості в його будові якихось більш елементарних частинок.

Таким чином, періодичний закон певним чином наштовхнув представників науки на думку про складові атома. А вчені незабаром 20-го століття - століття грандіозних відкриттів - багаторазово переконалися, що властивості елементів залежать від величини зарядів атомних ядер і будови його електронної оболонки.

Періодичний закон та сучасність

Таблиця Менделєєва, залишаючись незмінною у своїй основі, згодом багаторазово доповнювалася та перероблялася. У ній утворилася так звана нульова група елементів, що включає інертні гази. Успішно вирішено також проблему розміщення рідкісноземельних елементів. Але попри доповнення, значення відкриття періодичного закону Менделєєва у початковому варіанті переоцінити досить складно.

Пізніше, явища радіоактивності, були до кінця зрозумілі причини успіху подібної систематизації, а також періодичності властивостей елементів різних речовин. Незабаром у зазначеній таблиці знайшли своє місце також ізотопи радіоактивних елементів. Основою класифікації численних членів осередків став атомний номер. А в середині XX століття остаточно була обґрунтована послідовність розташування елементів у таблиці, яка залежить від заповнення орбіталей атомів електронами, що пересуваються з величезною швидкістю навколо ядра.

Взимку 1867-68 року Менделєєв почав писати підручник "Основи хімії" і 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 за зростанням 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 листа з рекомендаціями щодо вивчення виробництва сиру від А. І. Ходнєва - одного з керівників Вільного економічного товариства.

У Петербурзі у цей день 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 прийшла несподівана думка: зіставити близькі атомні маси різних хімічних елементів та його хімічні властивості.

Недовго думаючи, на зворотній стороніЛист Ходнева він записав символи хлору Cl і калію K з досить близькими атомними масами, рівними відповідно 35,5 і 39 (різниця всього 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 зачинився 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 з Дмитра Івановича настало творче натхнення.

Менделєєв перекладав картки з одного горизонтального ряду в інший, керуючись значеннями атомної маси та властивостями простих речовин, утворених атомами 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 значення атомної маси берилію, він змінив її на 9,4, а формулу оксиду берилію переробив з Be2O3 в 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" (за старим стилем) ).

Так був відкритий Періодичний закон, сучасне формулювання якого таке: «Властивості простих речовин, а також форми та властивості сполук елементів знаходяться в періодичній залежності від заряду ядер їх атомів»

Менделєєву тоді було лише 35 років.

Надруковані листки з таблицею елементів Менделєєв розіслав багатьом вітчизняним та зарубіжним хімікам і лише 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 Меншуткин, який був у той час діловодом товариства, зробив від імені Менделєєва невелику доповідь про Періодичному законі. Доповідь спочатку не привернула особливої ​​уваги хіміків, і Президент російського хімічного товариства, академік Микола Зінін (1812-1880) заявив, що Менделєєв робить не те, чим слід займатися справжньому досліднику. Правда, через два роки, прочитавши статтю Дмитра Івановича "Природна система елементів та застосування її до вказівки властивостей деяких елементів", Зінін змінив свою думку і написав Менделєєву: "Дуже, дуже добре, дуже відмінних зближень, навіть весело читати, дай Бог Вам удачі у досвідченому підтвердженні Ваших висновків. Щиро Вам відданий та глибоко Вас шануючий Н. Зінін".

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 подібністю до 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 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 безсумнівно відсутніх металів буде той, який належить до IV групи аналогів вуглецю, а саме, до III ряду. Це буде метал, наступний відразу ж за кремнієм, і тому назвемо його екасиліцієм". Справді, цей ще не відкритий елемент повинен був стати своєрідним "замком", що зв'язує два типові неметали - вуглець C і кремній Si - з двома типовими металами - оловом Sn і свинцем Pb.

Не всі іноземні хіміки відразу 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 та цезій Cs, писав, що Менделєєв захоплює хіміків "в 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 сполукі свого часу різко обрушився на статтю Якоба Вант Гоффа "Хімія у просторі". Пізніше Вант Гофф за свої дослідження став першим Нобелівським лауреатом. Адже Кольбе пропонував таких дослідників, як Вант Гофф, "виключити з рядів справжніх учених і зарахувати їх до табору спіритів"!

З кожним роком Періодичний закон завойовував усе більша кількістьприхильників, яке відкривач - дедалі більше визнання. У лабораторії Менделєєва стали з'являтися високопоставлені відвідувачі, зокрема навіть великий князьКостянтин Миколайович, керуючий морським відомством.