Κατά τη διάρκεια του δέκατου ένατου αιώνα, πολλές περιοχές υπέστησαν ισχυρή μεταρρύθμιση, συμπεριλαμβανομένης της χημείας. Το περιοδικό σύστημα του Mendeleev, που διατυπώθηκε το 1869, οδήγησε σε μια κοινή κατανόηση της εξάρτησης της θέσης των απλών ουσιών στον περιοδικό πίνακα, η οποία καθιέρωσε τη σχέση μεταξύ της σχετικής ατομικής μάζας, του σθένους και της ιδιότητας του στοιχείου.
Προμεντελειακή περίοδος της χημείας
Κάπως νωρίτερα, στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα, έγιναν επανειλημμένες προσπάθειες συστηματοποίησης των χημικών στοιχείων. Ο Γερμανός χημικός Döbereiner πραγματοποίησε την πρώτη σοβαρή εργασία συστηματοποίησης στον τομέα της χημείας. Προσδιόρισε ότι ένας αριθμός παρόμοιων ουσιών σε ιδιότητες μπορούν να συνδυαστούν σε ομάδες - τριάδες.
Ψεύτικες ιδέες ενός Γερμανού επιστήμονα
Η ουσία του παρουσιαζόμενου νόμου της τριάδας του Döbereiner καθορίστηκε από το γεγονός ότι η ατομική μάζα της επιθυμητής ουσίας είναι κοντά στο μισό του αθροίσματος (μέση τιμή) των ατομικών μαζών των δύο τελευταίων στοιχείων του πίνακα της τριάδας.
Ωστόσο, η απουσία μαγνησίου σε μία μόνο υποομάδα ασβεστίου, στροντίου και βαρίου ήτανλάθος.
Αυτή η προσέγγιση ήταν συνέπεια του τεχνητού περιορισμού των ανάλογων ουσιών μόνο σε τριμερείς ενώσεις. Ο Döbereiner είδε ξεκάθαρα την ομοιότητα στις χημικές παραμέτρους του φωσφόρου και του αρσενικού, του βισμούθιου και του αντιμονίου. Ωστόσο, περιορίστηκε στην αναζήτηση τριάδων. Ως αποτέλεσμα, δεν μπόρεσε να καταλήξει σε μια σωστή ταξινόμηση των χημικών στοιχείων.
Ο Döbereiner σίγουρα απέτυχε να διαιρέσει τα υπάρχοντα στοιχεία σε τριάδες, ο νόμος έδειξε ξεκάθαρα την παρουσία μιας σχέσης μεταξύ της σχετικής ατομικής μάζας και των ιδιοτήτων απλών χημικών ουσιών.
Η διαδικασία συστηματοποίησης των χημικών στοιχείων
Όλες οι επόμενες προσπάθειες συστηματοποίησης βασίστηκαν στην κατανομή των στοιχείων ανάλογα με την ατομική τους μάζα. Στη συνέχεια, η υπόθεση του Döbereiner χρησιμοποιήθηκε από άλλους χημικούς. Εμφανίστηκε ο σχηματισμός τριάδων, τετράδων και πεντάδων (συνδυάζονται σε ομάδες των τριών, τεσσάρων και πέντε στοιχείων).
Στο δεύτερο μισό του δέκατου ένατου αιώνα, πολλά έργα εμφανίστηκαν ταυτόχρονα, με βάση τα οποία ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ οδήγησε τη χημεία σε μια πλήρη συστηματοποίηση των χημικών στοιχείων. Μια διαφορετική δομή του περιοδικού συστήματος του Mendeleev οδήγησε σε μια επαναστατική κατανόηση και αποδείξεις του μηχανισμού κατανομής των απλών ουσιών.
Περιοδικό σύστημα στοιχείων του Μεντελέεφ
Σε μια συνάντηση της ρωσικής χημικής κοινότητας την άνοιξη του 1869, διαβάστηκε μια ανακοίνωση από τον Ρώσο επιστήμονα D. I. Mendeleev σχετικά με την ανακάλυψή του για τον περιοδικό νόμο των χημικών στοιχείων.
Στα τέλη της ίδιας χρονιάς δημοσιεύτηκε το πρώτο έργο"Βασικές αρχές της χημείας", περιλάμβανε το πρώτο περιοδικό σύστημα στοιχείων.
Τον Νοέμβριο του 1870, έδειξε στους συναδέλφους του την προσθήκη «Το φυσικό σύστημα των στοιχείων και η χρήση του για την ένδειξη των ιδιοτήτων των μη ανακαλυφθέντων στοιχείων». Σε αυτό το έργο, ο D. I. Mendeleev χρησιμοποίησε για πρώτη φορά τον όρο «περιοδικός νόμος». Το σύστημα των στοιχείων του Mendeleev, με βάση τον περιοδικό νόμο, προσδιόρισε την πιθανότητα ύπαρξης απλών ουσιών που δεν ανακαλύφθηκαν και έδειξε ξεκάθαρα τις ιδιότητές τους.
Διορθώσεις και διευκρινίσεις
Σαν αποτέλεσμα, μέχρι το 1971, ο περιοδικός νόμος και το περιοδικό σύστημα στοιχείων του Μεντελέεφ οριστικοποιήθηκαν και συμπληρώθηκαν από έναν Ρώσο χημικό.
Στο τελευταίο άρθρο "Περιοδικός Νόμος των Χημικών Στοιχείων", ο επιστήμονας καθιέρωσε τον ορισμό του περιοδικού νόμου, ο οποίος υποδεικνύει ότι τα χαρακτηριστικά των απλών σωμάτων, οι ιδιότητες των ενώσεων, καθώς και τα σύνθετα σώματα που σχηματίζονται από αυτά, καθορίζονται από άμεση εξάρτηση ανάλογα με το ατομικό τους βάρος.
Λίγο αργότερα, το 1872, η δομή του περιοδικού συστήματος του Mendeleev αναδιοργανώθηκε σε κλασική μορφή (μέθοδος διανομής βραχείας περιόδου).
Σε αντίθεση με τους προκατόχους του, ο Ρώσος χημικός συνέταξε πλήρως έναν πίνακα, εισήγαγε την έννοια της κανονικότητας του ατομικού βάρους των χημικών στοιχείων.
Τα χαρακτηριστικά των στοιχείων του περιοδικού συστήματος του Mendeleev και τα μοτίβα που προέκυψαν επέτρεψαν στον επιστήμονα να περιγράψει τις ιδιότητες στοιχείων που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί. Ο Mendeleev βασίστηκε στο γεγονός ότι οι ιδιότητες κάθε ουσίας μπορούν να προσδιοριστούν σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά δύο γειτονικώνστοιχεία. Ονόμασε αυτόν τον κανόνα «αστέρι». Η ουσία του είναι ότι στον πίνακα των χημικών στοιχείων για να προσδιοριστούν οι ιδιότητες του επιλεγμένου στοιχείου, είναι απαραίτητο να πλοηγηθείτε οριζόντια και κάθετα στον πίνακα των χημικών στοιχείων.
Το περιοδικό σύστημα του Mendeleev μπορεί να προβλέψει…
Ο περιοδικός πίνακας στοιχείων, παρά την ακρίβεια και την πιστότητά του, δεν αναγνωρίστηκε πλήρως από την επιστημονική κοινότητα. Μερικοί από τους μεγάλους επιστήμονες του κόσμου χλεύασαν ανοιχτά την ικανότητα πρόβλεψης των ιδιοτήτων ενός στοιχείου που δεν έχει ανακαλυφθεί. Και μόνο το 1885, μετά την ανακάλυψη των προβλεπόμενων στοιχείων - εκαργίλιο, εκαβόρ και εκασίλιο (γάλλιο, σκάνδιο και γερμάνιο), το νέο σύστημα ταξινόμησης του Mendeleev και ο περιοδικός νόμος αναγνωρίστηκαν ως η θεωρητική βάση της χημείας.
Στις αρχές του εικοστού αιώνα, η δομή του περιοδικού συστήματος του Mendeleev διορθώθηκε επανειλημμένα. Στη διαδικασία απόκτησης νέων επιστημονικών δεδομένων, ο D. I. Mendeleev και ο συνάδελφός του W. Ramsay κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ήταν απαραίτητο να εισαχθεί μια μηδενική ομάδα. Περιλαμβάνει αδρανή αέρια (ήλιο, νέο, αργό, κρυπτόν, ξένο και ραδόνιο).
Το 1911, ο F. Soddy πρότεινε να τοποθετηθούν δυσδιάκριτα χημικά στοιχεία - ισότοπα - σε ένα κελί του πίνακα.
Στη διαδικασία μακράς και επίπονης δουλειάς, ο πίνακας του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων του Mendeleev οριστικοποιήθηκε τελικά και απέκτησε μια μοντέρνα όψη. Αποτελείται από οκτώ ομάδες και επτά περιόδους. Οι ομάδες είναι κάθετες στήλες, οι τελείες είναι οριζόντιες. Οι ομάδες χωρίζονται σε υποομάδες.
Η θέση ενός στοιχείου στον πίνακα υποδεικνύει το σθένος, τα καθαρά ηλεκτρόνια και τα χημικά του χαρακτηριστικά. Όπως αποδείχθηκε αργότερα, κατά την ανάπτυξη του πίνακα, ο D. I. Mendeleev ανακάλυψε μια τυχαία σύμπτωση του αριθμού των ηλεκτρονίων ενός στοιχείου με τον αύξοντα αριθμό του.
Αυτό το γεγονός απλοποίησε περαιτέρω την κατανόηση της αρχής της αλληλεπίδρασης απλών ουσιών και του σχηματισμού πολύπλοκων. Και επίσης η διαδικασία αντίστροφα. Ο υπολογισμός της ποσότητας της λαμβανόμενης ουσίας, καθώς και της ποσότητας που απαιτείται για να προχωρήσει η χημική αντίδραση, έχει γίνει θεωρητικά διαθέσιμος.
Ο ρόλος της ανακάλυψης του Mendeleev στη σύγχρονη επιστήμη
Το σύστημα του Μεντελέεφ και η προσέγγισή του στην ταξινόμηση των χημικών στοιχείων προκαθόρισε την περαιτέρω ανάπτυξη της χημείας. Χάρη στη σωστή κατανόηση της σχέσης των χημικών σταθερών και της ανάλυσης, ο Mendeleev μπόρεσε να τακτοποιήσει και να ομαδοποιήσει σωστά στοιχεία σύμφωνα με τις ιδιότητές τους.
Ο νέος πίνακας στοιχείων καθιστά δυνατό τον ξεκάθαρο και ακριβή υπολογισμό των δεδομένων πριν από την έναρξη μιας χημικής αντίδρασης, την πρόβλεψη νέων στοιχείων και των ιδιοτήτων τους.
Η ανακάλυψη του Ρώσου επιστήμονα είχε άμεσο αντίκτυπο στην περαιτέρω πορεία ανάπτυξης της επιστήμης και της τεχνολογίας. Δεν υπάρχει τεχνολογικός τομέας που να μην περιλαμβάνει τη γνώση της χημείας. Ίσως, αν δεν είχε γίνει μια τέτοια ανακάλυψη, τότε ο πολιτισμός μας θα είχε ακολουθήσει διαφορετικό δρόμο ανάπτυξης.
