În ce an a descoperit Mendeleev legea periodică? Care este legea periodică a lui Mendeleev. Ca urmare a studierii acestui subiect, veți învăța

Există descoperiri în istoria științei mondiale care pot fi numite în siguranță revoluționare. Nu sunt atât de mulți, dar ei au adus știința la noi frontiere, ei au arătat o abordare fundamental nouă a soluționării problemelor, au avut o mare semnificație ideologică și metodologică, dezvăluind mai profund și mai complet tabloul științific al lumea. Acestea includ, de exemplu, teoria lui Ch. Darwin despre originea speciilor, legile eredității lui G. Mendel, teoria relativității a lui A. Einstein. Legea periodică a lui DIMendeleev este una dintre astfel de descoperiri.

În istoria științei și culturii mondiale, numele lui D.I. Mendeleev ocupă unul dintre cele mai onorabile locuri printre cei mai mari luminari ai gândirii din toate timpurile și popoarele. Nu a fost doar un om de știință strălucit și versatil care a lăsat posterității lucrări solide și originale despre fizică, chimie, meteorologie, metrologie, tehnologie, diverse ramuri ale industriei și agriculturii, economie, ci și un profesor remarcabil, o personalitate publică avansată care și-a dedicat întreaga viață să muncească neobosit pentru bunăstarea și prosperitatea patriei și științei lor.

Oricare dintre lucrările sale, fie că este vorba despre un curs clasic despre Fundamentele chimiei, studii despre teoria soluțiilor sau elasticitatea gazelor etc., ar putea nu numai să facă cunoscut contemporanilor săi numele omului de știință, ci și să lase o amprentă semnificativă asupra istoria stiintei. Dar totuși, primul lucru la care ne gândim când vorbim despre D.I. Mendeleev este legea periodică descoperită de el și tabelul elementelor chimice alcătuit. Claritatea izbitoare, familiară, a tabelului periodic dintr-un manual școlar al zilelor noastre ne ascunde munca gigantică a omului de știință de a înțelege tot ce a fost descoperit înaintea lui despre transformările substanțelor, o lucrare pe care doar un geniu o poate face, datorită căreia un A apărut o descoperire care nu are egal în istoria științei, care a devenit nu numai încoronarea teoriei atomice și moleculare, ci s-a dovedit a fi și o generalizare largă a întregului material factual al chimiei acumulat de-a lungul mai multor secole. Prin urmare, legea periodică a devenit o bază solidă pentru toată dezvoltarea ulterioară a chimiei și a altor științe naturale.

Putem spune că drumul către această descoperire D.I. Mendeleev începe cu primele sale lucrări, de exemplu, Izomorfism și volume specifice, în care, atunci când studiază relația proprietăților cu compoziția, începe să analizeze mai întâi proprietățile elementelor individuale, apoi naturale. grupuri și toate clasele de compuși, inclusiv cei simpli.substanțe. Dar el se apropie cel mai mult de această problemă atunci când își creează manualul Fundamentals of Chemistry. Faptul este că printre manualele disponibile în limba rusă și limbi straine niciunul nu l-a mulțumit pe deplin. După Congresul Internațional de la Karlsruhe, a fost necesar un manual de chimie bazat pe noile principii acceptate de majoritatea chimiștilor și care să reflecte toate cele mai recente realizări în teoria și practica chimică. În procesul de pregătire a celei de-a doua părți a Fundamentelor chimiei, s-a făcut o descoperire care nu a avut egal în istoria științei. În următorii doi ani, D.I. Mendeleev a fost angajat în cercetări teoretice și experimentale importante legate de clarificarea unui număr de probleme care au apărut în legătură cu această descoperire. Rezultatul acestei lucrări a fost articolul Legea periodică a elementelor chimice, publicat în 1871. în Analele de chimie și farmacie. Ea a dezvoltat și a conturat în mod consecvent toate aspectele legii pe care a descoperit-o, precum și a formulat cele mai importante aplicații ale acesteia, i.e. D.I. Mendeleev a subliniat calea căutării dirijate în chimia viitorului. După DIMendeleev, chimiștii știau unde și cum să caute necunoscutul. Mulți oameni de știință remarcabili, bazați pe legea periodică, au prezis și descris necunoscutul elemente chimiceși proprietățile lor. Totul a prezis, noi elemente necunoscute și proprietățile și proprietățile compușilor lor, legile comportamentului lor în natură - totul a fost găsit, totul a fost confirmat. Istoria științei nu cunoaște un alt astfel de triumf. deschis lege noua natură. În loc de substanțe disparate, neînrudite, știința s-a confruntat cu un singur sistem armonios care a unit toate elementele Universului într-un singur întreg.

Dar nu numai în descoperirea noului a fost legământul științific lăsat de D.I. Mendeleev. El a pus în fața științei o sarcină și mai ambițioasă: să explice relația reciprocă dintre toate elementele, dintre proprietățile lor fizice și chimice. După descoperirea legii periodice, a devenit clar că atomii tuturor elementelor sunt construiți după un singur plan, că structura lor nu poate fi decât cea care determină periodicitatea proprietăților lor chimice. Legea lui D.I. Mendeleev a avut o influență uriașă și decisivă asupra dezvoltării cunoștințelor despre structura atomului, despre natura substanțelor. La rândul lor, succesele fizicii atomice, apariția unor noi metode de cercetare și dezvoltarea mecanicii cuantice au extins și aprofundat esența legii periodice și și-au păstrat relevanța până astăzi.

Aș dori să citez cuvintele lui D.I. Mendeleev, notate de el în jurnalul său la 10 iulie 1905: Aparent, viitorul nu amenință legea periodică cu distrugerea, ci promite doar suprastructuri și dezvoltare (Yu. Solovyov. History of Chimie).

Chimia, ca nicio altă știință, a câștigat greutate și semnificație în ultimele secole. Utilizarea practică a rezultatelor cercetării a afectat profund viața oamenilor. Acest lucru este legat astăzi de interesul pentru istoria chimiei, precum și pentru viața și opera marilor chimiști, printre care, fără exagerare, se numără și Dmitri Ivanovich Mendeleev. El este un model de om de știință adevărat care a obținut un succes semnificativ în orice afacere pe care nu ar fi întreprins-o. Asemenea trăsături de caracter ale remarcabilului om de știință rus, cum ar fi independența gândirii științifice, încrederea numai în rezultatele studiilor experimentale, îndrăzneala în concluzii chiar și atunci când acestea intră în conflict cu ideile general acceptate nu pot decât să trezească respect. Dar nu putem decât să fii de acord că legea periodică și sistemul compilat de elemente sunt opera sa cea mai semnificativă. Acest subiect mi-a trezit interesul pentru că cercetările în acest domeniu sunt încă foarte relevante. Acest lucru poate fi judecat după descoperirea recentă de către oamenii de știință ruși și americani a 118 elemente din sistemul periodic al lui D.I. Mendeleev. Acest eveniment științific subliniază încă o dată că, în ciuda a mai bine de un secol de istorie, legea periodică rămâne baza cercetării științifice. Această lucrare își propune nu numai să povestească despre descoperirea acestei mari legi, despre acea lucrare cu adevărat titanică premergătoare acestui eveniment, ci este și o încercare de a înțelege premisele, de a analiza situația actuală cu clasificarea și sistematizarea elementelor chimice înainte de 1869. și, în plus, afectează Istoria recentă doctrina periodicității.

Condiții preliminare pentru descoperirea legii periodice

Orice descoperire în știință, desigur, nu este niciodată bruscă, nu ia naștere din nimic din neant. Acesta este un proces complex și îndelungat, la care contribuie mulți, mulți oameni de știință remarcabili. O situație similară există și cu legea periodică. Și, pentru a prezenta mai clar premisele care au creat conditiile necesare pentru a descoperi și fundamenta legea periodică este necesar să se aibă în vedere principalele direcții de cercetare în domeniul chimiei până la mijlocul secolului al XIX-lea (ap. tab. 1).

Trebuie să spun că în primele decenii ale secolului al XIX-lea. în dezvoltarea chimiei s-au înregistrat progrese rapide. Apărut chiar la începutul secolului, atomismul chimic a fost un stimulent puternic pentru dezvoltarea problemelor teoretice și dezvoltarea cercetării experimentale, care a dus la descoperirea legilor chimice de bază (legea raporturilor multiple și legea proporțiilor constante, legea volumelor gazelor care reacţionează, legea Dulong şi Petit, regula izomorfismului şi altele). Dezvoltare semnificativă a fost, de asemenea studii experimentale, în principal de natură chimico-analitică, asociată cu stabilirea greutăților atomice ale elementelor, descoperirea de noi elemente și studiul compoziției diverselor compuși chimici. Dar odată cu determinarea greutăților atomice, au apărut dificultăți, în principal din cauza faptului că au rămas necunoscute formulele exacte ale celor mai simpli compuși (oxizi), pe baza cărora cercetătorii au calculat greutățile atomice. Între timp, unele regularități deja descoperite, care ar putea servi drept criterii importante în stabilirea valorilor exacte ale greutăților atomice, au fost folosite extrem de rar (legea volumetrică a lui Gay-Lussac, legea lui Avogadro). Majoritatea chimiștilor le considerau aleatorii, neavând o bază faptică strictă. Această lipsă de încredere în corectitudinea definițiilor greutăților atomice a dus la apariția a numeroase sisteme de greutăți atomice și echivalente, ba chiar a dat naștere la îndoieli cu privire la necesitatea acceptării însuși conceptul de greutate atomică în chimie. Ca urmare a acestei confuzii, chiar și compuși relativ simpli au fost reprezentați la mijlocul secolului al XIX-lea. multe formule, de exemplu, apa era reprezentată simultan prin patru formule, acidul acetic cu nouăsprezece etc. Dar, în același timp, mulți chimiști au continuat să caute noi metode de determinare a greutăților atomice, precum și noi criterii care să facă posibilă, cel puțin indirect, să se confirme corectitudinea valorilor obținute din analiza oxizilor. Conceptele de atom, moleculă și echivalent propuse de Gerard existau deja, dar erau folosite în principal de tinerii chimiști. Chimiștii influenți ai vechilor generații s-au păstrat la ideile care au intrat în știință în anii 20 și 30 datorită lui Berzelius, Liebig și Dumas. A apărut o situație când chimiștii au încetat să se înțeleagă. Într-o situație atât de dificilă, a apărut ideea de a reuni cei mai importanți oameni de știință din diferite țări pentru a se pune de acord asupra unității de idei pe cele mai probleme generale chimie, în special - despre conceptele chimice de bază. Acest Congres Internațional a avut loc în 1860. în Karlsruhe. Dintre cei șapte chimiști ruși, a participat și D.I. Mendeleev. Scopul principal al congresului - atingerea unității în definițiile conceptelor fundamentale ale chimiei - atom, moleculă, echivalent - a fost atins. Discursul lui S. Cannizzaro, care a conturat fundamentele teoriei atomo-moleculare, a făcut o impresie deosebit de mare asupra participanților la congres, printre care și D.I. Mendeleev. Ulterior, D.I. Mendeleev a remarcat în mod repetat marea importanță a congresului de la Karlsruhe pentru progresul chimiei în general și pentru geneza ideii legii periodice a elementelor chimice în special, iar S. Cannizzaro l-a considerat pe predecesorul său, deoarece . masele atomice pe care le-a stabilit au asigurat punctul de sprijin necesar.

Primele încercări de sistematizare a elementelor cunoscute până atunci au fost făcute în 1789. A. Lavoisier în manualul său de chimie. Tabelul său al corpurilor simple includea 35 de substanțe simple. Iar în momentul în care a fost descoperită legea periodică, erau deja 63. Trebuie să spun că în prima jumătate a secolului al XIX-lea. Oamenii de știință au propus diferite clasificări ale elementelor care sunt similare în proprietățile lor. Cu toate acestea, încercările de a stabili modele de modificări ale proprietăților în funcție de greutatea atomică au fost de natură aleatorie și s-au limitat în cea mai mare parte la declararea faptelor individuale ale raporturilor corecte ale valorilor numerice ale greutăților atomice între elementele individuale în grupuri de elemente similare. De exemplu, chimistul german I. Döbereiner în 1816 - 1829. când am comparat greutățile atomice ale unor elemente similare din punct de vedere chimic, am constatat că pentru multe elemente larg distribuite în natură, aceste numere sunt destul de apropiate, iar pentru elemente precum Fe, Co, Ni, Cr, Mn, sunt aproape aceleași. În plus, el a remarcat că greutatea atomică relativă a SrO este media aritmetică aproximativă a greutăților atomice ale CaO și BaO. Pe această bază, Debereiner a propus legea triadelor, care prevede că elementele cu proprietăți chimice similare pot fi grupate în grupuri de trei elemente (triade), de exemplu, Cl, Br, J sau Ca, Sr, Ba. În acest caz, greutatea atomică a elementului mijlociu al triadei este aproape de jumătate din suma greutăților atomice ale elementelor extreme.

Concomitent cu Debereiner, L. Gmelin s-a ocupat de o problemă similară. Așadar, în binecunoscutul său manual de referință - Handbuch der anorganischen Chemie, a dat un tabel cu elemente similare din punct de vedere chimic, aranjate în grupuri într-o anumită ordine. Dar principiul construirii mesei lui a fost oarecum diferit (aplicație fila 2). În partea de sus a tabelului, în afara grupurilor de elemente, se aflau trei elemente de bază - O, N, H. Sub ele erau așezate triade, tetrade și pentade, iar sub oxigen se aflau grupuri de metaloizi (după Berzelius), adică elemente electronegative, sub hidrogen - metale. Proprietățile electropozitive și electronegative ale grupurilor de elemente scad de sus în jos. În 1853 Tabelul lui Gmelin a fost extins și îmbunătățit de I. G. Gledstone, care a inclus pământuri rare și elemente nou descoperite (Be, Er, Y, Di etc.). În viitor, un număr de oameni de știință au studiat legea triadelor, de exemplu, E. Lenssen. În 1857 el a alcătuit un tabel cu 20 de triade și a propus o metodă de calcul a greutăților atomice bazată pe trei triade, sau eneade (nouă). Era atât de sigur de exactitatea absolută a legii, încât a încercat chiar să calculeze greutățile atomice încă necunoscute ale unor elemente de pământuri rare.

Încercările ulterioare de a stabili relația dintre proprietățile fizice și chimice ale elementelor s-au redus și la comparații ale valorilor numerice ale greutăților atomice. Deci M.I. Pettenkofer în 1850. a observat că greutățile atomice ale unor elemente diferă cu un multiplu de 8. Motivul pentru astfel de comparații a fost descoperirea unor serii omoloage. compusi organici. În încercarea de a stabili existența unor rânduri similare pentru elemente, M. Pettenkofer, făcând calcule, a constatat că diferența de greutăți atomice pentru unele elemente este 8, uneori 5 sau 18. În 1851. considerații similare despre existența unor relații numerice corecte între valorile greutăților atomice ale elementelor au fost exprimate de J.B. Dumas.

În anii 60 ai secolului al XIX-lea. au apărut comparații ale greutăților atomice și echivalente și ale proprietăților chimice ale elementelor de un fel oarecum diferit. Odată cu compararea proprietăților elementelor în grupuri, grupurile de elemente în sine au început să fie comparate între ele. Astfel de încercări au condus la crearea unei varietăți de tabele și grafice care combină toate sau majoritatea elementelor cunoscute. Autorul primului tabel a fost V. Odling. El a împărțit 57 de elemente (în versiunea finală) în 17 grupe - monade, diade, triade, tetrade și pentade, fără a include un număr de elemente. Sensul acestui tabel era destul de simplu și nu reprezenta nimic fundamental nou. Câțiva ani mai târziu, mai precis în 1862, chimistul francez B. de Chancourtua a încercat să exprime rapoartele dintre greutățile atomice ale elementelor în formă geometrică (aplicație tab. 3). El a aranjat toate elementele în ordinea crescătoare a greutăților lor atomice pe suprafața laterală a cilindrului de-a lungul unei linii elicoidale care se întinde la un unghi de 45o. Suprafața laterală a cilindrului a fost împărțită în 16 părți (greutatea atomică a oxigenului). Greutățile atomice ale elementelor sunt trasate pe curbă pe o scară adecvată (greutatea atomică a hidrogenului este luată ca unitate). Dacă extindeți cilindrul, atunci pe suprafață (plan) obțineți o serie de segmente de linie paralele între ele. Pe primul segment din partea de sus există puncte pentru elemente cu greutăți atomice de la 1 la 16, pe al doilea - de la 16 la 32, pe al treilea - de la 32 la 48 etc. L.A. Chugaev în lucrarea sa The Periodic Table of Chemical Elements a notat că în sistemul de Chancourtois, apare clar o alternanță periodică a proprietăților ... Este clar că acest sistem conține deja germenul legii periodice. Însă sistemul Chancourtua oferă un domeniu vast arbitrarului. Pe de o parte, printre elemente, analogii întâlnesc adesea elemente complet străine. Deci, în spatele oxigenului și sulfului, între S și Te, apare titanul; Mn se încadrează în numărul de analogi ai Li, Na și K; fierul este plasat pe aceeași generatoare ca Ca și așa mai departe. Pe de altă parte, același sistem dă două locuri pentru carbon: unul - pentru C cu o greutate atomică de 12, celălalt, corespunzător unei greutăți atomice de 44 (N. Figurovsky. Schiță de istorie generală a chimiei). Astfel, fixând unele relații între greutățile atomice ale elementelor, Sancourtua nu a putut ajunge la generalizarea evidentă - stabilirea legii periodice.

Aproape concomitent cu helixul de Chancartois, a apărut sistemul tabular al lui J.A.R.Newlands, pe care l-a numit legea octavelor și are multe în comun cu tabelele lui Odling (ap. tab. 4). 62 de elemente din acesta sunt dispuse în ordine crescătoare a greutăților echivalente în 8 coloane și 7 grupuri dispuse orizontal. Este caracteristic ca simbolurile elementelor să aibă numere în loc de greutăți atomice. Sunt în total 56. În unele cazuri, două elemente sunt sub același număr. Newlands a subliniat că numărul elementelor similare din punct de vedere chimic diferă unul de celălalt prin numărul 7 (sau un multiplu de 7), de exemplu, un element cu numărul de serie 9 (sodiu) repetă proprietățile elementului 2 (litiu) etc. Cu alte cuvinte, se observă aceeași imagine ca la scara muzicală - nota a opta o repetă pe prima. De aici și numele mesei. Legea octavelor lui Newlands a fost analizată și criticată în mod repetat din diferite puncte de vedere. Periodicitatea modificărilor în proprietățile elementelor este văzută doar într-o formă ascunsă, iar faptul că nu este lăsat un singur spațiu liber în tabel pentru elementele care nu au fost încă descoperite face din acest tabel doar o comparație formală a elementelor și privează ea a valorii unui sistem care exprimă legea naturii. Deși, după cum a menționat L.A. Chugaev, dacă Newlands a folosit în alcătuirea tabelului său, în loc de echivalente, ultimele valori ale greutăților atomice, stabilite cu puțin timp înainte de Gerard și Cannizzaro, ar putea evita multe contradicții.

Printre alți cercetători care au fost implicați în comparații ale greutăților atomice ale elementelor în anii 60 ai secolului al XIX-lea, ținând cont de proprietăți diverse, îl poți suna pe chimistul german L. Meyer. În 1864 A publicat Teorii moderne ale chimiei și semnificația lor pentru statica chimică, care conține un tabel de 44 de elemente (63 cunoscute la acea vreme) aranjate în șase coloane în funcție de valența lor de hidrogen. Din acest tabel se poate observa că Meyer a căutat, în primul rând, să constate corectitudinea diferențelor dintre valorile greutăților atomice în grupuri de elemente similare. Cu toate acestea, el era departe de a observa cea mai esențială trăsătură a conexiunii interne dintre elemente - periodicitatea proprietăților lor. Nici în 1870, după apariția mai multor rapoarte ale lui D.I. Mendeleev despre legea periodică, Meyer, care a publicat curba modificării periodice a volumelor atomice, nu a putut vedea în această curbă, care este una dintre expresiile legii periodice, principala trăsătură a legii. Între timp, la câteva luni de la apariția primelor rapoarte ale lui D. I. Mendeleev despre legea periodică descoperită de el, L. Meyer a revendicat prioritatea acestei descoperiri și, timp de un număr de ani, și-a exprimat cu insistență pretenții în acest sens.

Așa sunt, în termenii cei mai generali, principalele încercări de a stabili o legătură internă între elemente, întreprinse înainte de apariția primelor rapoarte ale lui D.I. Mendeleev asupra legii periodice.

D.I. Mendeleev, nici în articolele consacrate legii periodice, nici în notele autobiografice, nu menționează cu greu cum a fost făcută descoperirea. Dar când într-o zi, la treizeci de ani de la descoperirea legii periodice, un jurnalist l-a întrebat: Cum ai venit cu sistemul periodic?, D.I. Mendeleev a răspuns: M-am gândit la asta timp de poate douăzeci de ani (N. Figurovsky. D. I. Mendeleev. 1834 - 1907). Într-adevăr, se poate spune cu siguranță că descoperirea legii periodice a lui D.I. Mendeleev a condus toate activitate științifică. Un început a fost pus deja în primele sale lucrări despre izomorfism și volume specifice. Siliciul și carbonul au fost primele elemente care s-au remarcat printre altele prin individualitatea lor, cărora D.I. Mendeleev a acordat atenție. Formulele generale ale celor mai importanți compuși binari ai carbonului și siliciului au fost identice, dar la studierea dependenței proprietăților compușilor lor de compoziție, au fost relevate următoarele diferențe: în compoziție - anumiți compuși sunt caracteristici carbonului și nedefiniti. cele - pentru silicon; în structura compușilor - prezența radicalilor stabili și a homolanțurilor, precum și a compușilor nesaturați sau nesaturați în carbon și heterolanțuri în siliciu. Acest lucru a condus la diferențe semnificative în proprietățile majorității compușilor acestor două elemente. Omul de știință a fost interesat de ce alte elemente, în afară de siliciu, sunt capabile să formeze compuși nedeterminați. Erau, în primul rând, bor și fosfor. Vorbind despre capacitatea diferitelor elemente de a forma săruri și subliniind incertitudinea compoziției multor compuși, D.I. Mendeleev nota în 1864: Compușii nedeterminați sunt compuși prin asemănare (soluțiile, aliajele, amestecurile izomorfe sunt formate în principal din corpuri asemănătoare) și adevărate. compușii chimici sunt compuși prin diferență – legătura dintre corpuri cu proprietăți îndepărtate (M. Mladentsev. D. I. Mendeleev. Viața și opera sa).

Pe baza studiului formelor cristaline ale compușilor și a relației lor cu compoziția, D.I. Mendeleev a ajuns la concluzia că individul (compoziția) unui anumit compus poate fi subordonat celui general (aceeași formă cristalină inerentă mai multor compuși) . Într-adevăr, numărul de tipuri de forme cristaline este semnificativ inferior numărului de compuși chimici posibili. Studiind fenomenul izomorfismului, D.I. Mendeleev a mai făcut o concluzie despre relația dintre individ și general: unii compuși ai două elemente diferite s-au dovedit a fi izomorfi. Cu toate acestea, acest izomorfism nu s-a manifestat pentru toate etapele de oxidare ale compușilor comparați, ci doar pentru unii. În plus, s-a remarcat că formarea amestecurilor izomorfe este posibilă și în cazul în care concentrația uneia dintre substanțe este vizibil inferioară concentrației celeilalte. De asemenea, D.I. Mendeleev a atras atenția asupra existenței izomorfismului polimeric și asupra seriei K2O, Na2O, MgO, FeO, Fe2O3, Al2O3, SiO2, unde oxizii sunt plasați în funcție de gradul de întărire. proprietăți acide. El a însoțit această poziție cu următorul comentariu: La înlocuirea prin grupuri, suma corpurilor care stau la margini este înlocuită cu suma corpurilor cuprinse între ele.

Luarea în considerare a acestor probleme l-a determinat pe D.I. Mendeleev să caute o legătură între clasele de compuși sau seriile lor care au formule generale. El a văzut motivul diferenței dintre ele în natura elementelor.

Ca rezultat al cercetărilor sale, D.I. Mendeleev a concluzionat că relația dintre diferitele proprietăți ale elementelor se caracterizează prin categoriile generale (singure), specifice (speciale) și individuale (singure). Proprietățile generale sunt proprietăți care se referă în primul rând la conceptul de element și sunt caracteristici specifice unice ale unui atom în ansamblu. D.I. Mendeleev a numit astfel de proprietăți fundamentale și a considerat că greutatea atomică (masa atomică) a unui element este prima dintre ele. În ceea ce privește proprietățile compușilor, acestea pot fi generalizate într-un anumit set de compuși și pot fi puse ca bază diferite criterii. Astfel de proprietăți sunt numite specifice (speciale), de exemplu, proprietăți metalice și nemetalice ale substanțelor simple, proprietăți acido-bazice ale compușilor etc. Indivizii înseamnă acelea proprietăți unice, care disting două elemente analoge sau doi compuși din aceeași clasă, de exemplu, solubilitate diferită a sulfaților de magneziu și calciu etc. Lipsa datelor necesare cu privire la structura internă a moleculelor și atomilor l-a forțat pe D.I. Mendeleev să ia în considerare în lucrarea sa volume specifice precum proprietăți precum volumele atomice și moleculare. Aceste proprietăți au fost calculate din proprietățile generale (masele atomice și moleculare) și proprietățile specifice ale compușilor (densitatea unei substanțe simple sau complexe). Analizând natura modificării unor astfel de proprietăți, D.I. Mendeleev a subliniat că modelele de modificare a greutății specifice și a volumelor atomice din seria de elemente sunt încălcate de acele modificări ale naturii fizice și chimice a elementelor care sunt asociate cu numărul de atomi incluși în moleculă și calitatea atomilor sau forma conexiunilor chimice. Astfel, astfel de proprietăți, deși au fost asociate cu proprietăți comune, dar inevitabil s-au dovedit a fi printre cele specifice - au reflectat diferențe obiective în natura elementelor. Aceasta este o idee a trei tipuri de proprietăți, relația lor între ele și modalități de a găsi modele general iar manifestările individuale au stat mai târziu la baza doctrinei periodicităţii.

Deci, rezumând toate cele de mai sus, putem spune că până la mijlocul secolului al XIX-lea problema sistematizării materialului acumulat a fost una dintre sarcinile principale în chimie, precum și în orice altă știință. Substanțele simple și complexe au fost studiate în conformitate cu clasificările acceptate în știință la acea vreme: în primul rând, după proprietățile fizice, și în al doilea rând, după proprietățile chimice. Mai devreme sau mai târziu a fost necesar să se încerce să facă legătura între cele două clasificări. Multe astfel de încercări au fost făcute chiar înainte de D.I. Mendeleev. Dar oamenii de știință care au încercat să găsească unele modele numerice atunci când au comparat greutățile atomice ale elementelor au ignorat proprietățile chimice și alte relații dintre elemente. Drept urmare, nu numai că nu au reușit să ajungă la legea periodică, dar nici măcar nu au reușit să elimine inconsecvențele în comparații. Într-adevăr, încercările enumerate de Odling, Newlands, Chancourtua, Meyer și alți autori sunt doar scheme ipotetice care conțin doar un indiciu al prezenței unor relații interne între proprietățile elementelor, lipsite de semne ale unei teorii științifice și, în plus, o lege a natură. Neajunsurile care au existat în toate aceste construcții pun la îndoială corectitudinea ideii existenței unei legături universale între elemente, chiar și printre autorii înșiși. Cu toate acestea, D.I. Mendeleev notează în Fundamentals of Chemistry că în construcțiile lui de Chancourtua și Newlands sunt vizibili unii germeni ai legii periodice. Sarcina de a dezvolta o clasificare a elementelor bazată pe totalitatea informațiilor despre compoziția, proprietățile și uneori structura compușilor a căzut în sarcina lui D.I. Mendeleev. Studiul relației dintre proprietăți și compoziție l-a făcut să analizeze mai întâi proprietățile elementelor individuale (manifestate în studiul izomorfismului, volumelor specifice, în compararea proprietăților carbonului și siliciului), apoi grupurilor naturale (masele atomice și proprietățile chimice) și toate clasele de compuși (un set de proprietăți fizico-chimice) inclusiv substanțele simple. Iar impulsul pentru acest gen de căutare a fost opera lui Dumas. Astfel, putem afirma pe bună dreptate că D.I. Mendeleev nu a avut coautori în lucrarea sa, ci a avut doar predecesori. Și spre deosebire de predecesorii săi, D.I. Mendeleev nu a căutat anumite modele, ci a căutat să rezolve o problemă generală de natură fundamentală. În același timp, din nou, spre deosebire de predecesorii săi, a operat cu date cantitative verificate și a verificat personal experimental caracteristicile dubioase ale elementelor.

Descoperirea legii periodice

Descoperirea legii periodice a elementelor chimice nu este un fenomen obișnuit în istoria științei, dar poate unul excepțional. Prin urmare, este firesc ca atât apariția ideii însăși a periodicității proprietăților elementelor chimice, cât și procesul creativ de dezvoltare a acestei idei, întruchiparea ei într-o lege cuprinzătoare a naturii, sunt de interes. În prezent, pe baza mărturiilor proprii ale lui D.I.Mendeleev, precum și a materialelor și documentelor publicate, este posibilă restabilirea cu suficientă fiabilitate și completitate a principalelor etape ale activității creative a lui D.I.Mendeleev legate de dezvoltarea unui sistem de elemente.

În 1867 Dmitri Ivanovici a fost numit profesor de chimie la Universitatea din Sankt Petersburg. Astfel, după ce a preluat catedra de chimie la universitatea capitalei, i.e. devenind, în esență, liderul chimiștilor universitari din Rusia, Mendeleev a luat toate măsurile în puterea sa pentru a îmbunătăți semnificativ predarea chimiei la Sankt Petersburg și alte universități rusești. Cea mai importantă și urgentă sarcină care a apărut înaintea lui Dmitri Ivanovici în această direcție a fost crearea unui manual de chimie, care să reflecte cele mai importante realizări ale chimiei din acea vreme. Atât manualul lui G.I.Hess, cât și diferitele ediții traduse folosite de elevi erau foarte depășite și, firește, nu l-au putut satisface pe D.I.Mendeleev. De aceea a decis să scrie un curs complet nou, întocmit după propriul plan. Cursul a fost intitulat Fundamentele Chimiei. La începutul anului 1869 munca la cea de-a doua ediție a primei părți a manualului, dedicată chimiei carbonului și halogenilor, s-a încheiat și Dmitri Ivanovici intenționa să continue lucrările la cea de-a doua parte fără întârziere. Gândindu-se la planul celei de-a doua părți, D.I. Mendeleev a atras atenția asupra faptului că ordinea materialului pe elemente și compușii acestora din manualele de chimie existente este în mare măsură aleatorie și nu reflectă relația nu numai dintre grupurile de elemente chimice diferite. , dar chiar și între elemente similare. Reflectând la problema secvenței de luare în considerare a grupurilor de elemente chimice diferite, el a ajuns la concluzia că trebuie să existe un principiu fundamentat științific care să stea la baza planului pentru a doua parte a cursului. În căutarea unui astfel de principiu, D.I. Mendeleev a decis să compare grupuri de elemente similare din punct de vedere chimic pentru a descoperi modelul dorit. După mai multe încercări nereușite, a scris pe cartonașe simbolurile elementelor cunoscute la acea vreme și alături de ele a scris principalele lor proprietăți fizice și chimice. Combinând distribuția acestor cărți, D.I. Mendeleev a descoperit că, dacă toate elementele cunoscute sunt aranjate în ordinea crescătoare a maselor lor atomice, atunci este posibil să se selecteze grupuri de elemente similare din punct de vedere chimic, împărțind întreaga serie în perioade și plasându-le una sub alta. fără a schimba ordinea elementelor . Deci 1 martie 1869. a fost alcătuit, la început fragmentar, apoi complet, primul tabel - un sistem de elemente. Iată cum însuși D.I. Mendeleev a vorbit mai târziu despre asta. Am fost întrebat în repetate rânduri: pe baza a ce, pe baza ce gând, am fost găsit și am apărat legea periodică? Voi da un răspuns rezonabil aici. ... După ce mi-am dedicat puterea studiului materiei, văd în ea două astfel de semne sau proprietăți: o masă care ocupă spațiu și se manifestă prin atracție și cel mai clar sau mai realist - în greutate și individualitate, exprimată în transformări chimice, și cel mai clar - formulat în conceptul de elemente chimice. Când mă gândesc la materie, pe lângă orice idee despre atomii materiale, două întrebări nu pot fi evitate pentru mine: cât și ce fel de substanță este dată, căreia îi corespund conceptele de masă și chimie. Istoria științei referitoare la materie, i.e. chimia, duce, vrând sau nu, la cerința recunoașterii nu numai a eternității masei de materie, ci și a eternității elementelor chimice. Prin urmare, apare involuntar ideea că între masă și caracteristici chimice elemente, trebuie neapărat să existe o legătură și, întrucât masa materiei, deși nu absolută, ci doar relativă, se exprimă în final sub formă de atomi, este necesar să se caute o corespondență funcțională între proprietățile individuale ale elementelor și greutățile lor atomice. Să cauți ceva... este imposibil altfel decât căutând și încercând. Așa că am început să selectez, scriind pe carduri separate elemente cu greutățile atomice și proprietățile lor fundamentale, elemente similare și greutăți atomice apropiate, ceea ce a condus rapid la concluzia că proprietățile elementelor sunt într-o dependență periodică de greutatea lor atomică, în plus, îndoindu-mă. multe ambiguități, nu m-am îndoit pentru o clipă de generalitatea concluziei făcute, deoarece era imposibil să admitem aleatorie (N. Figurovsky. Dmitri Ivanovich Mendeleev).

Omul de știință a intitulat tabelul rezultat Experiența unui sistem de elemente bazat pe greutatea lor atomică și similitudinea chimică. El a văzut imediat că acest tabel nu numai că a oferit baza pentru planul logic al celei de-a doua părți a cursului Fundamentele chimiei, ci, mai presus de toate, a exprimat cea mai importantă lege a naturii. Câteva zile mai târziu, tabelul tipărit (cu titluri rusești și franceze) a fost trimis multor chimiști de seamă ruși și străini. Principalele prevederi ale descoperirii sale, argumente în favoarea concluziilor și generalizărilor sale, D.I. Mendeleev le expune în articolul Corelația proprietăților cu greutatea atomică a elementelor. Această lucrare începe cu o discuție a principiilor de clasificare a elementelor. Omul de știință oferă o imagine de ansamblu istorică a încercărilor de clasificare din secolul XlX și ajunge la concluzia că în prezent nu există un singur principiu general care să reziste criticilor, care să poată servi drept suport în judecarea proprietăților relative ale elementelor și să le permită să să fie plasate într-un sistem mai mult sau mai puțin strict. Numai în ceea ce privește unele grupuri de elemente nu există nicio îndoială că ele formează un întreg, reprezintă o serie naturală de manifestări similare ale materiei (M. Mladentsev. D. I. Mendeleev. Viața și opera sa). În plus, Dmitri Ivanovici explică motivele care l-au determinat să studieze relațiile dintre elemente prin faptul că, după ce a întreprins compilarea unui ghid de chimie, numit Fundamentele chimiei, a trebuit să se oprească la un anumit sistem de corpuri simple, deci că distribuția lor nu ar fi ghidată de motive aleatorii, parcă instinctive, ci de un început cu siguranță precis. Acesta este începutul exact, adică. principiul sistemului de elemente, conform concluziei lui DIMendeleev, ar trebui să se bazeze pe mărimea greutăților atomice ale elementelor. Comparând apoi elementele cu cele mai mici greutăți atomice, Mendeleev construiește primul fragment fundamental al sistemului periodic (ap. tab. 8). El afirmă că rapoarte similare sunt observate pentru elementele cu greutăți atomice mari. Acest fapt face posibilă formularea celei mai importante concluzii că mărimea greutății atomice determină natura elementului în același mod în care greutatea particulei determină proprietățile și multe reacții ale unui corp complex. După ce a discutat problema posibilei aranjamente reciproce a tuturor elementelor cunoscute, D.I. Mendeleev prezintă tabelul său Experiența sistemului de elemente .... Articolul se încheie cu scurte concluzii care au devenit principalele prevederi ale legii periodice: Elementele dispuse în funcție de greutatea lor atomică reprezintă o periodicitate clară a proprietăților... Compararea elementelor sau a grupurilor în funcție de greutatea lor atomică corespunde așa-numitei lor atomicități. și, într-o oarecare măsură, la o diferență de natură chimică ... Ar trebui să ne așteptăm la descoperirea a mai multor corpuri simple necunoscute, de exemplu, elemente similare cu Al și Si cu o cotă de 65 - 75 ... Valoarea greutatea atomică a unui element poate fi uneori corectată, cunoscându-i analogiile. Deci, share Te nu ar trebui să fie 128, ci 123 - 126? (N. Figurovsky. Dmitri Ivanovici Mendeleev). Astfel, articolul Corelația proprietăților cu greutatea atomică a elementelor reflectă în mod clar și distinct succesiunea concluziilor lui D.I. Mendeleev care au condus la crearea sistemului periodic de elemente, iar concluziile indică cât de corect a evaluat omul de știință importanța descoperirii sale din chiar începutul. Articolul a fost trimis la Jurnalul Societății Ruse de Chimie și a apărut tipărit în mai 1869. În plus, era destinat unui raport la următoarea reuniune a Societății Ruse de Chimie, care a avut loc pe 18 martie. Deoarece D.I. Mendeleev lipsea la acel moment, N.A. Menshutkin, secretarul Societății de Chimie, a vorbit în numele său. În protocoalele societății, a rămas o înregistrare seacă a acestei întâlniri: N. Menshutkin raportează în numele lui D. Mendeleev experiența unui sistem de elemente bazat pe greutatea lor atomică și asemănarea chimică. În lipsa lui D. Mendeleev, discutarea acestui raport a fost amânată până la următoarea întâlnire (Enciclopedia copiilor). Oamenii de știință, contemporani ai lui D.I. Mendeleev, care au auzit pentru prima dată despre acest sistem periodic de elemente, au rămas indiferenți față de el, nu au putut înțelege imediat noua lege a naturii, care a transformat ulterior întregul curs de dezvoltare a gândirii științifice.

Deci, s-ar părea că sarcina stabilită inițial - pentru a găsi începutul exact, principiul distribuției raționale a materialului în a doua parte a Fundamentelor chimiei - a fost rezolvată, iar D.I. Mendeleev ar putea continua să lucreze la curs. Dar acum atenția omului de știință a fost complet captată de sistemul de elemente și de noile idei și întrebări care au apărut, a căror dezvoltare i s-a părut mai semnificativă și mai importantă decât scrisul. ghid de studiuîn chimie. După ce a văzut legea naturii în sistemul creat, Dmitri Ivanovici a trecut complet la cercetări legate de unele ambiguități și contradicții în modelul găsit.

Această muncă grea a continuat aproape doi ani, din 1869 până în până în 1871 Rezultatele cercetării au fost astfel de publicații ale lui D.I. Mendeleev precum despre volumele atomice ale elementelor (se spune că volumele atomice ale substanțelor simple sunt o funcție periodică a maselor atomice); asupra cantității de oxigen din oxizii clorhidric (se arată că cea mai mare valență a unui element dintr-un oxid care formează sare este o funcție periodică a masei atomice); despre locul ceriului în sistemul de elemente (se dovedește că greutatea atomică a ceriului, egală cu 92, nu este corectă și ar trebui crescută la 138 și se oferă și o nouă versiune a sistemului de elemente). Dintre articolele ulterioare, două au fost de cea mai mare importanță pentru dezvoltarea principalelor prevederi ale legii periodice - Sistemul natural de elemente și aplicarea acestuia la indicarea proprietăților elementelor nedescoperite, publicate în limba rusă, și Legea periodică a elementelor chimice. , imprimat pe limba germana. Acestea prezintă nu numai toate datele privind legea periodică culese și primite de D.I. Mendeleev, ci și diverse idei și concluzii care nu au fost încă publicate. Ambele articole, parcă, completează enorma muncă de cercetare realizată de om de știință. În aceste articole legea periodică și-a primit formalizarea și formularea definitivă.

La începutul primului articol, D.I. Mendeleev afirmă că anumite fapte nu se încadrau anterior în cadrul sistemului periodic. Astfel, unele dintre elemente, și anume elementele de cerită, uraniu și indiu, nu și-au găsit locul potrivit în acest sistem. Dar ... în prezent, - scrie mai departe D.I. Mendeleev, - astfel de abateri de la legalitatea periodică ... pot fi deja eliminate cu mult mai mult decât era posibil în trecut (N. Figurovsky. Dmitri Ivanovich Mendeleev). El fundamentează locurile pe care le-a propus în sistem pentru uraniu, metale cerite, indiu etc. Poziția centrală în articol este ocupată de tabelul sistemului periodic într-o formă mai perfectă față de primele versiuni. Dmitri Ivanovici propune, de asemenea, un nou nume - Sistemul natural de elemente, subliniind astfel că sistemul periodic este un aranjament natural al elementelor și nu este deloc artificial. Sistemul se bazează pe distribuția elementelor în funcție de greutatea lor atomică, iar periodicitatea se observă imediat. Pe baza acesteia, sunt compilate șapte grupuri sau șapte familii pentru elemente, care sunt indicate în tabel cu cifre romane. În plus, unele elemente din perioadele care încep cu potasiu și rubidiu sunt atribuite grupei a opta. În plus, D.I. Mendeleev caracterizează modelele individuale în sistemul periodic, subliniind prezența unor perioade mari în acesta, diferențele dintre proprietățile elementelor aceluiași grup aparținând seriilor pare și impare. Ca unul dintre caracteristici importante sistemul Dmitri Ivanovici acceptă cei mai mari oxizi de elemente și introduce în tabel tipurile de formule de oxizi pentru fiecare grup de elemente. De asemenea, se discută problema formulelor tipice ale altor compuși ai elementelor, proprietățile acestor compuși în legătură cu justificarea locului elementelor individuale în sistemul periodic. După compararea unor caracteristici fizice și chimice ale elementelor, D.I. Mendeleev pune problema posibilității de a prezice proprietățile elementelor chimice care nu au fost încă descoperite. El subliniază că în tabelul periodic este izbitoare prezența unui număr de celule care nu sunt ocupate de elemente cunoscute. Acest lucru se aplică, în primul rând, celulelor goale din al treilea și al patrulea grup de elemente analoge - bor, aluminiu și siliciu. D.I. Mendeleev face o presupunere îndrăzneață cu privire la existența elementelor în natură, care ar trebui în viitor, atunci când sunt descoperite, să ocupe celule goale din tabel. El oferă nu numai denumiri convenționale (ecabor, ekaaluminiu, ecasilicon), dar și descrie, pe baza poziției lor în sistemul periodic, ce proprietăți fizice și chimice ar trebui să aibă aceste elemente. Lucrarea discută și chestiunea posibilității existenței unor elemente capabile să umple alte celule goale ale tabelului. Și, parcă rezumă ceea ce s-a spus, D.I. Mendeleev scrie că aplicarea sistemului de elemente propus la compararea atât a acestora, cât și a compușilor formați din acestea prezintă asemenea beneficii pe care niciunul dintre punctele de vedere nu le-a dat până acum. porii utilizați în chimie.

A doua lucrare extinsă - Despre legea periodicității - a fost concepută de om de știință în 1871. În ea trebuia să ofere o prezentare completă și fundamentată a descoperirii pentru a familiariza cercurile largi ale comunității științifice mondiale cu ea. Partea principală a acestei lucrări a fost articolul Legea periodică a elementelor chimice, publicat în Annals of Chemistry and Pharmacy. Articolul a fost rezultatul a mai bine de doi ani de muncă a omului de știință. După partea introductivă, în care sunt date câteva definiții importante și, mai ales, definirea conceptelor de element și corp simplu, precum și câteva considerații generale despre proprietățile elementelor și compușilor și posibilitățile de comparare a acestora și generalizări, D.I. Mendeleev consideră cele mai importante prevederile legii periodice și concluziile din aceasta în legătură cu propriile cercetări. Deci, în Esența legii periodicității, bazată pe comparații ale greutăților atomice ale elementelor, formulele oxizilor și hidraților lor de oxizi, Dmitri Ivanovici afirmă că există o relație strânsă regulată între greutățile atomice și toate celelalte proprietăți ale elementelor. Un semn comun al unei modificări regulate a proprietăților elementelor dispuse în ordinea crescătoare a greutăților lor atomice este periodicitatea proprietăților. El scrie că, pe măsură ce greutatea atomică crește, elementele au mai întâi proprietăți din ce în ce mai schimbătoare, iar apoi aceste proprietăți se repetă din nou într-o nouă ordine, într-o nouă linie și într-un număr de elemente și în aceeași succesiune ca în precedenta. serie. Prin urmare, legea periodicității poate fi formulată astfel: proprietățile elementelor și, prin urmare, proprietățile corpurilor simple și complexe pe care le formează, sunt într-o dependență periodică (adică, se repetă corect) de greutatea lor atomică. Mai mult, poziția fundamentală declarată este ilustrată de un număr mare de exemple de modificări periodice ale proprietăților atât ale elementelor, cât și ale compușilor formați de acestea. Al doilea paragraf Aplicarea legii periodicității la sistematica elementelor începe cu cuvintele că sistemul de elemente are nu numai semnificație pedagogică, nu numai că facilitează studiul diferitelor fapte, punându-le în ordine și conexiuni, ci are și o semnificație pedagogică. semnificație pur științifică, deschizând analogii și evidențiind altele noi prin aceasta.modalități de a explora elementele. Aici sunt enumerate metode de calculare a greutăților atomice ale elementelor și proprietățile compușilor acestora pe baza poziției elementelor în sistemul periodic (beriliu, vanadiu, taliu), în special metoda proporțiilor. Aplicarea legii periodicității la determinarea greutăților atomice ale elementelor mai puțin cunoscute discută poziția unor elemente în tabelul periodic și descrie o metodă de calcul a greutăților atomice pe baza unui sistem de elemente. Cert este că până la momentul descoperirii legii periodice, greutățile atomice ale unui număr de elemente erau, așa cum spune D.I. Mendeleev, stabilite pe semne uneori foarte șubrede. Prin urmare, unele elemente, atunci când sunt plasate în sistemul periodic numai în funcție de greutatea atomică acceptată la acel moment, s-au dovedit a fi în mod clar deplasate. Pe baza luării în considerare a complexului de proprietăți fizice și chimice ale unor astfel de elemente, D.I. Mendeleev a propus un loc în sistem corespunzător proprietăților acestora, iar într-o serie de cazuri a fost necesară revizuirea greutății lor atomice acceptate până atunci. Deci indiul, a cărui greutate atomică a fost luată ca 75 și care, pe această bază, ar fi trebuit să fie plasat în a doua grupă, omul de știință a trecut în a treia grupă, corectând în același timp greutatea atomică cu 113. Pentru uraniul cu o greutate atomică de 120 și o poziție în grupa a treia pe baza unei analize detaliate a proprietăților și proprietăților fizice și chimice ale compușilor săi i s-a oferit un loc în grupa a șasea, iar greutatea atomică a fost dublată (240). Mai mult, autorul a considerat o problemă foarte dificilă, mai ales la acea vreme, a plasării în sistemul periodic a elementelor pământurilor rare - ceriu, didimiu, lantan, ytriu, erbiu. Dar această problemă a fost rezolvată abia după mai bine de treizeci de ani. Această lucrare se încheie cu aplicarea legii periodicității la determinarea proprietăților elementelor încă nedescoperite, poate deosebit de importante pentru confirmarea legii periodice. Aici, D.I.Mendeleev subliniază că în unele locuri ale tabelului lipsesc în mod clar câteva elemente, care ar trebui deschise în viitor. Acesta prezice proprietățile elementelor care nu au fost încă descoperite, în primul rând analogi ai borului, aluminiului și siliciului (ekabor, ekaaluminiu, ekasilicon). Aceste predicții ale proprietăților elementelor încă necunoscute caracterizează nu numai curajul științific al unui om de știință genial, bazat pe încrederea fermă în legea pe care a descoperit-o, ci și puterea de previziune științifică. La câțiva ani după descoperirea galiului, scandiului și germaniului, când toate predicțiile sale au fost confirmate cu brio, legea periodică a fost recunoscută în întreaga lume. Între timp, în primii ani de la publicarea articolului, aceste predicții au rămas aproape neobservate de lumea științifică. În plus, articolul a abordat problema corectării greutăților atomice ale unor elemente pe baza legii periodice și aplicarea legii periodice pentru a obține date suplimentare despre formele compușilor chimici ai elementelor.

Deci, până la sfârșitul anului 1871. toate prevederile principale ale legii periodice și concluziile foarte îndrăznețe din aceasta, făcute de D.I. Mendeleev, au fost publicate într-o prezentare sistematică. Acest articol a completat prima și cea mai importantă etapă a cercetării lui D.I. Mendeleev asupra legii periodice, a devenit rodul a mai bine de doi ani de muncă titanică pentru rezolvarea diverselor probleme care au apărut înaintea omului de știință după alcătuirea primului tabel Experiența sistemului de elemente în martie 1869. În anii următori, Dmitri Ivanovici a revenit ocazional la dezvoltarea și discutarea problemelor individuale legate de dezvoltarea ulterioară a dreptului periodic, dar nu a mai fost angajat în cercetări sistematice pe termen lung în acest domeniu, așa cum a fost cazul în 1869 - 1871. . Iată cum însuși D.I.Mendeleev și-a evaluat opera la sfârșitul anilor 90: Acesta este cel mai bun set de opinii și considerații mele privind periodicitatea elementelor și originalul, conform căruia s-au scris atât de multe mai târziu despre acest sistem. Acesta este motivul principal al faimei mele științifice, deoarece multe au fost justificate mult mai târziu (R. Dobrotin. Cronica vieții și operei lui D. I. Mendeleev). Articolul a dezvoltat și a conturat în mod consecvent toate aspectele legii pe care le-a descoperit, precum și a formulat cele mai importante aplicații ale acesteia. Aici, D.I. Mendeleev dă o formulare rafinată, devenită canonică a legii periodice: ... proprietățile elementelor (și, în consecință, corpurile simple și complexe formate din ele) sunt periodic dependente de greutatea lor atomică (R. Dobrotin.Cronica vieţii şi operei lui D I. Mendeleev). În același articol, omul de știință oferă și un criteriu pentru natura fundamentală a legilor naturii în general: Fiecare lege a naturii primește semnificație științifică numai dacă, ca să spunem așa, admite consecințe practice, adică. astfel de concluzii logice care explică inexplicabilul și indică fenomene necunoscute până acum și mai ales dacă legea conduce la predicții care pot fi testate prin experiență. În acest din urmă caz, semnificația legii este evidentă și se poate verifica valabilitatea acesteia, ceea ce cel puțin încurajează dezvoltarea unor noi domenii ale științei (R. Dobrotin. Cronica vieții și operei lui D. I. Mendeleev). Aplicând această teză la legea periodică, Dmitri Ivanovici numește următoarele posibilități de aplicare a acesteia: la sistemul de elemente; pentru a determina proprietățile elementelor încă necunoscute; la determinarea greutății atomice a elementelor puțin studiate; pentru a corecta valorile greutăților atomice; pentru a completa informații despre formele compușilor chimici. În plus, D.I. Mendeleev subliniază posibilitatea de aplicabilitate a legii periodice: la ideea corectă a așa-numiților compuși moleculari; determinarea cazurilor de polimerizare între compușii anorganici; la un studiu comparativ proprietăți fizice corpuri simple și complexe (R. Dobrotin. Cronica vieții și operei lui D. I. Mendeleev). Putem spune că în acest articol omul de știință a conturat un program larg de cercetare în chimia anorganică, bazat pe teoria periodicității. Într-adevăr, multe domenii importante ale chimiei anorganice la sfârșitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea s-au dezvoltat de fapt pe căile trasate de marele om de știință rus - D.I. Mendeleev, iar descoperirea și recunoașterea ulterioară a legii periodice pot fi considerate drept completarea si generalizarea unei intregi perioade in dezvoltarea chimiei.

Triumful legii periodice

Ca orice altă mare descoperire, o asemenea generalizare științifică majoră precum legea periodică, care, de altfel, avea rădăcini istorice profunde, ar fi trebuit să provoace răspunsuri, critici, recunoaștere sau nerecunoaștere, aplicații în cercetare. Dar, oricât de ciudat ar părea, în primii ani de la descoperirea legii, răspunsurile și discursurile chimiștilor care i-au dat evaluarea nu au urmat de fapt. În orice caz, la începutul anilor 1970, nu existau răspunsuri serioase la articolele lui DIMendeleev. Chimiștii au preferat să tacă, desigur, nu pentru că nu au auzit nimic despre această lege sau nu au înțeles-o, ci, după cum a explicat mai târziu E. Rutherford o astfel de atitudine, pur și simplu chimiștii din vremea lui erau mai ocupați să culeagă și să obțină fapte. decât să te gândești la relația lor. Cu toate acestea, discursurile lui D.I. Mendeleev nu au trecut complet neobservate, deși au provocat o reacție neașteptată din partea oamenilor de știință străini individuali. Dar tot ce a apărut în reviste străine publicațiile nu au vizat esența descoperirii lui D.I. Mendeleev, ci au ridicat problema priorității acestei descoperiri. Marele om de știință rus a avut mulți predecesori care au încercat să abordeze soluția problemei sistematizării elementelor și, prin urmare, atunci când D.I. Mendeleev a arătat că legea periodică este o lege fundamentală a naturii, unii dintre ei au pretins ca prioritate în descoperirea această lege. Așadar, corespondentul Societății Germane de Chimie din Londra, R. Gerstel, a făcut o notă în care susținea că ideea lui D.I. Mendeleev despre sistemul natural de elemente a fost exprimată cu câțiva ani înaintea lui de W. Odling. Ceva mai devreme, a apărut o carte a chimistului german H.W. Blomstrand, în care a propus o clasificare a elementelor prin analogia lor cu hidrogenul și oxigenul. Toate elementele au fost împărțite de autor în două grupuri mari pe baza polarității electrice în spiritul teoriei electrochimice a lui I.Ya. Berzelius. Cu distorsiuni semnificative, principiile sistemului periodic au fost expuse și în broșura lui G. Baumgauer. Dar majoritatea publicațiilor au fost dedicate sistemului de elemente al lui L. Meyer, bazat în întregime pe principiile sistematicii naturale a lui D. M. Mendeleev, care, după cum a susținut el, a fost publicată încă din 1864. L. Meyer a fost un reprezentant major al chimiei anorganice în Germania în anii 60 - 80 ai secolului al XIX-lea. Toate lucrările sale au fost dedicate în principal studiului proprietăților fizico-chimice ale elementelor: masele atomice, capacitatea termică, volumele atomice, valența, izomorfismul și diverse metode de determinare a acestora. El a văzut scopul principal al cercetării sale în colectarea de date experimentale precise (clarificarea maselor atomice, stabilirea constantelor fizice) și nu și-a propus sarcini largi de generalizare a materialului acumulat, spre deosebire de D.I. Mendeleev, care, atunci când studia diferite proprietăți fizice și chimice, a încercat să găsească relația dintre toate elementele, să afle natura modificării proprietăților elementelor. Aceste discursuri, în esență, se limitează la reacția inițială a lumii științifice la descoperirea legii periodice și la principalele articole despre legea periodică publicate de D.I. Mendeleev în 1869 - 1871. Practic, ele au avut ca scop să pună la îndoială noutatea și prioritatea descoperirii și, în același timp, să folosească ideea principală a lui D.I. Mendeleev pentru propriile construcții de sisteme de elemente.

Dar au trecut doar patru ani, iar lumea întreagă a început să vorbească despre legea periodică ca despre o descoperire strălucită, despre justificarea previziunilor geniale ale lui D.I. Mendeleev. Dmitri Ivanovici, încă de la început, complet încrezător în importanța științifică deosebită a legii pe care a descoperit-o, nici nu și-a putut imagina că în câțiva ani va asista la triumful științific al descoperirii sale. În februarie 1874. chimistul francez P. Lecoq de Boisbaudran a efectuat un studiu chimic al blendei de zinc dintr-o fabrică metalurgică din Pierrefitte în Pirinei. Această cercetare a decurs lent și s-a încheiat cu descoperirea în 1875. un nou element - galiu, numit după Franța, pe care romanii antici o numeau Galia. Vestea descoperirii a apărut în Rapoartele Academiei de Științe din Paris și într-o serie de alte publicații. D.I.Mendeleev, care a urmărit îndeaproape literatura științifică, a recunoscut imediat ekaaluminiul în noul element, în ciuda faptului că, în primul raport al autorului descoperirii, galiul a fost descris doar în termenii cei mai generali și unele dintre proprietățile sale au fost determinate incorect . Astfel, s-a presupus că greutatea specifică a ekaaluminiului este de 5,9, iar greutatea specifică a elementului deschis este de 4,7. D.I. Mendeleev a trimis o scrisoare lui L. De Boisbaudran, în care nu numai că a atras atenția asupra lucrării sale privind legea periodică, dar a subliniat și o eroare în determinarea greutății specifice. Lecoq de Boisbaudran, care nu auzise niciodată nici de omul de știință rus, nici de legea periodică a elementelor chimice descoperită de el, a luat acest discurs cu neplăcere, dar apoi, făcând cunoștință cu articolul lui D.I. Mendeleev despre legea periodică, și-a repetat experimente și s-a dovedit într-adevăr că valoarea greutății specifice prezisă de D.I. Mendeleev coincide exact cu cea determinată experimental de L. de Boisbaudran. Această împrejurare, desigur, nu putea decât să facă cea mai puternică impresie atât asupra lui Lecoq de Boisbaudran însuși, cât și asupra întregii lumi științifice. Astfel, predicția lui D.I. Mendeleev a fost justificată în mod strălucit (ap. fila 5). Întreaga istorie a descoperirii și studiului compușilor de galiu, care a fost acoperită în literatura de atunci, a atras involuntar atenția chimiștilor și a devenit primul imbold pentru recunoașterea universală a legii periodice. Cererea pentru lucrarea principală a lui D.I. Mendeleev, Legea periodică a elementelor chimice, publicată în Annals of Liebig, s-a dovedit a fi atât de mare încât a fost necesară traducerea acesteia în engleză și limba franceza, iar mulți oameni de știință au căutat să contribuie la căutarea unor elemente noi, încă necunoscute, prezise și descrise de D.I. Mendeleev. Aceștia sunt V. Crooks, V. Ramsay, T. Carnelly, T. Thorpe, G. Hartley - în Anglia; P. Lecoq de Boisbaudran, C. Marignac - în Franţa; K. Winkler - în Germania; Y. Thomsen - în Danemarca; I. Rydberg - în Suedia; B. Brauner - în Cehia etc. D.I. Mendeleev i-a numit întăritorii legii. Studiile chimico-analitice au început în laboratoare din diferite țări.

Printre acești oameni de știință a fost Prof. Chimie analitică Universitatea din Uppsala L.F. Nilson. Lucrând cu mineralul euxenit care conține elemente de pământuri rare, a obținut, pe lângă produsul principal, și un pământ necunoscut (oxid). Cu un studiu atent și detaliat al acestui pământ necunoscut în martie 1879. Nilson a descoperit un nou element, ale cărui principale proprietăți au coincis cu proprietățile descrise de D.I. Mendeleev în 1871. ekabor. Acest nou element a fost numit scandiu în onoarea Scandinaviei, unde a fost descoperit și și-a găsit locul în a treia grupă a tabelului periodic al elementelor dintre calciu și titan, așa cum a prezis D.I. Mendeleev (aplicație tab. 6). Istoria descoperirii ekabor-scandiumului a confirmat din nou cel mai clar nu numai predicțiile îndrăznețe ale lui D.I. Mendeleev, ci și importanța extremă pentru știință a legii periodice descoperite de el. Deja după descoperirea galiului, a devenit destul de evident că legea periodică este, în sensul deplin al cuvântului, steaua călăuzitoare a chimiei, indicând în ce direcție ar trebui condusă căutarea unor elemente chimice noi, încă necunoscute.

La câțiva ani după descoperirea scandiului, mai precis în 1886, legea periodică a atras din nou atenția generală. În Germania, lângă Freiberg, în regiunea Muntelui Himmelsfürst, un nou mineral necunoscut a fost găsit într-o mină de argint. Profesorul A. Weisbach, care a descoperit acest mineral, l-a numit argirodit. Analiza calitativă a noului mineral a fost efectuată de chimistul G.T.Richter, iar analiza cantitativă a fost realizată de cunoscutul chimist-analist K.A.Winkler. În cursul cercetărilor, Winkler a primit un rezultat neașteptat și ciudat. S-a dovedit că procentul total de elemente care alcătuiesc argirodita este de doar 93%, și nu 100%, așa cum ar trebui să fie. În mod evident, în analiză a fost omis un anumit element, care este și el conținut în mineral într-o cantitate semnificativă. Opt analize repetate, efectuate cu mare grijă, au dat același rezultat. Winkler a sugerat că are de-a face cu un element care nu fusese încă descoperit. El a numit acest element germaniu și i-a descris proprietățile. Un studiu amănunțit al proprietăților germaniului și compușilor săi l-a condus curând pe Winkler la concluzia neîndoielnică că noul element a fost ekasilitiul lui D.I. Mendeleev (anexă, tab. 7). O astfel de coincidență neobișnuit de apropiată a proprietăților prezise și găsite empiric ale germaniului i-a uimit pe oamenii de știință, iar Winkler însuși, într-unul dintre mesajele sale din cadrul Societății Germane de Chimie, a comparat predicția lui D.I. Mendeleev cu predicțiile astronomilor Adams și Le Verrier despre existența planetei Neptun, făcută numai pe baza unor calcule.

Confirmarea strălucitoare a predicțiilor lui D.I. Mendeleev a avut o mare influență asupra întregii dezvoltări ulterioare a chimiei și a întregii științe naturale. De la mijlocul anilor 80. legea periodică a fost, desigur, recunoscută de întreaga lume științifică și a intrat în arsenalul științei ca bază a cercetării științifice. Din acel moment, pe baza legii periodice, a început un studiu sistematic al compușilor tuturor elementelor cunoscute și căutarea compușilor necunoscuti, dar prevăzuți de lege. Dacă, înainte de descoperirea legii periodice, oamenii de știință care au studiat diverse minerale, în special cele nou descoperite, lucrau în esență orbește, neștiind unde să caute elemente noi, necunoscute și care ar trebui să fie proprietățile lor, atunci, pe baza legii periodice. , a fost posibil să se descopere elemente noi aproape fără surprize. Legea periodică a făcut posibilă stabilirea cu precizie și fără ambiguitate a numărului de elemente nedescoperite încă cu greutăți atomice cuprinse între 1 și 238 - de la hidrogen la uraniu. În doar cincisprezece ani, toate predicțiile cercetătorului rus s-au adeverit, iar noi elemente cu proprietăți precalculate au început să umple locurile goale din sistem până atunci. Cu toate acestea, chiar și în timpul vieții lui D.I. Mendeleev, legea periodică a fost de două ori serios testată. Noile descoperiri păreau la început nu numai inexplicabile din punctul de vedere al legii periodice, dar chiar contrazic-o. Așadar, în anii 90, W. Ramsay și J. W. Rayleigh au descoperit un întreg grup de gaze inerte. Pentru D.I. Mendeleev, în sine, această descoperire nu a fost o surpriză completă. El a presupus posibilitatea existenței argonului și a altor elemente - analogii săi - în celulele corespunzătoare ale sistemului periodic. Cu toate acestea, proprietățile elementelor nou descoperite și, mai ales, inerția lor (valentă zero) au cauzat dificultăți serioase în plasarea de noi gaze în sistemul periodic. Se părea că nu există locuri pentru aceste elemente în sistemul periodic, iar D.I. Mendeleev nu a fost imediat de acord cu completarea sistemului periodic cu un grup zero. Dar curând a devenit evident că sistemul periodic a rezistat testului cu brio, iar după introducerea grupului zero în el, a căpătat o formă și mai armonioasă și mai finisată. Radioactivitatea a fost descoperită la începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea. Proprietățile elementelor radioactive nu corespundeau atât de mult ideilor tradiționale despre elemente și atomi încât au apărut îndoieli cu privire la validitatea legii periodice. În plus, numărul de elemente radioactive nou descoperite s-a dovedit a fi astfel încât, după cum părea, au apărut dificultăți insurmontabile odată cu plasarea acestor elemente în sistemul periodic. Cu toate acestea, în curând, deși deja după moartea lui D.I. Mendeleev, dificultățile apărute au fost complet eliminate, iar legea periodică a dobândit caracteristici suplimentare și o nouă semnificație, ceea ce a dus la extinderea semnificației sale științifice.

În secolul al XX-lea, teoria periodicității a lui Mendeleev rămâne unul dintre fundamentele ideilor moderne despre structura și proprietățile materiei. Această doctrină include două concepte centrale - legea periodicității și sistemul periodic de elemente. Sistemul servește ca un fel de expresie grafică a legii periodice, care, spre deosebire de multe alte legi fundamentale ale naturii, nu poate fi exprimată sub forma vreunei ecuații sau formule matematice. De-a lungul secolului al XX-lea, conținutul doctrinei periodicității s-a extins și s-a adâncit constant. Aceasta este creșterea numărului de elemente chimice găsite în natură și sintetizate. De exemplu, europiul, lutețiul, hafniul, reniul sunt elemente stabile care există în scoarța terestră; radon, franciu, protactiniu - elemente radioactive naturale; tehnețiu, prometiu, astatin - elemente sintetizate. Amplasarea unor elemente noi în sistemul periodic nu a cauzat dificultăți, deoarece existau lacune regulate în anumite subgrupe ale acestuia (hafniu, reniu, tehnețiu, radon, astatin etc.). Lutețiu, prometiu, europiu s-au dovedit a fi membri ai familiei pământurilor rare, iar problema locului lor a devenit parte integrantă a problemei distribuției elementelor pământurilor rare. Problema locului elementelor transactiniene este încă discutabilă și acum. Astfel, elemente noi în unele cazuri au necesitat dezvoltarea suplimentară a ideilor despre structura sistemului periodic. Un studiu detaliat al proprietăților elementelor a condus la descoperiri neașteptate și la stabilirea de noi modele importante. Fenomenul periodicității s-a dovedit a fi mult mai complex decât părea în secolul al XIX-lea. Cert este că principiul periodicității, găsit de D.I. Mendeleev pentru elementele chimice, s-a dovedit a fi extins la atomii elementelor, la nivelul atomic al organizării materiei. Modificările periodice ale proprietăților elementelor se explică prin existența periodicității electronice, prin repetarea unor tipuri similare de configurații electronice ale atomilor pe măsură ce crește valorile sarcinilor nucleelor ​​lor. Dacă la nivel elementar sistemul periodic a reprezentat o generalizare a faptelor empirice, atunci la nivel atomic această generalizare a primit o bază teoretică. Aprofundarea în continuare a conceptului de periodicitate a decurs în două direcții. Una este legată de îmbunătățirea teoriei sistemului periodic datorită apariției mecanicii cuantice. Celălalt este direct legat de încercările de sistematizare a izotopilor și de dezvoltare a modelelor nucleare. Pe această cale a apărut conceptul de periodicitate nucleară (nucleon). Periodicitatea nucleară are un caracter calitativ diferit față de electronică (dacă forțele Coulomb acționează în atomi, atunci în nuclee apar forțe nucleare specifice). Ne confruntăm aici cu un nivel și mai profund de manifestare a periodicității – nuclear (nucleon), caracterizat de multe caracteristici specifice.

Deci, istoria legii periodice oferă un exemplu interesant de descoperire și oferă un criteriu pentru a judeca ce este o descoperire. D.I. Mendeleev a repetat în mod repetat că adevărata lege a naturii, care face posibilă prevederea și prezicerea, ar trebui să fie distinsă de regularitățile și regularitățile observate aleatoriu. Descoperirea galiului, scandiului și germaniului prezisă de oamenii de știință a demonstrat marea importanță a previziunii științifice, bazată pe o bază solidă de poziții și calcule teoretice. DIMendeleev nu a fost un profet. Nu intuiția unui om de știință talentat, nici o abilitate specială de a prevedea viitorul, a stat la baza descrierii proprietăților elementelor care nu au fost încă descoperite. Doar o încredere de nezdruncinat în justiția și semnificația științifică enormă a legii periodice descoperite de el, o înțelegere a semnificației previziunii științifice i-a dat ocazia să vorbească înainte lumea științifică cu predicții îndrăznețe și aparent de necrezut. D.I. Mendeleev și-a dorit cu pasiune ca legea universală a naturii descoperită de el să devină baza și ghidul pentru noi încercări ale omenirii de a pătrunde în secretele structurii materiei. El a spus că legile naturii nu tolerează excepții și, prin urmare, cu deplină încredere, a exprimat ceea ce a fost o consecință directă și evidentă a unei legi deschise. La sfârșitul secolului al XIX-lea și în secolul al XX-lea, legea periodică a fost serios testată. În mod repetat, părea că faptele nou stabilite contrazic legea periodică. Așa a fost și cu descoperirea gazelor nobile și a fenomenelor de radioactivitate, izotopie și așa mai departe. Au apărut dificultăți cu plasarea elementelor pământurilor rare în sistem. Dar, în ciuda tuturor, legea periodică a dovedit că este într-adevăr una dintre marile legi fundamentale ale naturii. Toată dezvoltarea ulterioară a chimiei a avut loc pe baza legii periodice. Pe baza acestei legi, structura interna atomii și regularitățile comportamentului lor sunt elucidate. Legea periodică este numită în mod justificat o stea călăuzitoare în studiul chimiei, atunci când se orientează în cel mai complex labirint a unei varietăți infinite de substanțe și transformările acestora. Acest lucru este confirmat și de descoperirea unui nou element 118 al sistemului periodic de către oamenii de știință ruși și americani în orașul Dubna (regiunea Moscova). Potrivit directorului Institutului Comun de Cercetare Nucleară, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe A. Sissakyan, oamenii de știință au văzut acest element cu ajutorul acceleratoarelor fizice în laborator. Al 118-lea element este de departe cel mai greu dintre toate elementele sistemului periodic care există pe Pământ. Această descoperire a confirmat încă o dată adevărul că legea periodică - marea lege a naturii, descoperită de D. I. Mendeleev, rămâne de neclintit.

Triumful legii periodice a fost, de asemenea, un triumf pentru însuși DIMendeleev. În anii 80, el, și anterior binecunoscut printre oamenii de știință Europa de Vest cercetare remarcabilă, a câștigat un mare prestigiu în întreaga lume. Cei mai de seamă reprezentanți ai științei i-au arătat tot felul de semne de respect, admirându-i isprava științifică. D.I. Mendeleev a fost ales membru al multor academii străine de științe și societăți științifice, a primit numeroase titluri onorifice, distincții și premii.

În 1869, marele chimist rus D. I. Mendeleev a făcut o descoperire care a determinat dezvoltarea ulterioară nu numai a chimiei în sine, ci și a multor alte științe.

Întreaga preistorie a descoperirii legii periodice nu este un fenomen care depășește cadrul fenomenelor istorice și științifice obișnuite. În istoria științei, cu greu se poate indica un exemplu de apariție a unor generalizări majore care nu au fost precedate de o preistorie lungă și mai mult sau mai puțin complexă. După cum a observat însuși D. I. Mendeleev, nu există o singură lege generală a naturii care să se bazeze imediat. Aprobarea ei este întotdeauna precedată de multe presimțiri, iar recunoașterea legii nu vine din momentul în care apare primul gând despre ea și nici măcar atunci când se realizează pe deplin în toată semnificația ei, ci numai după aprobarea consecințelor ei de către experimente, care ar trebui recunoscute ca cea mai înaltă instanță de considerații și opinii. Într-adevăr, se poate afirma la început apariția doar a unor observații și comparații particulare, uneori chiar aleatorii. Variante ale unor astfel de comparații cu o extindere simultană a datelor reale comparate conduc uneori la generalizări particulare, lipsite, totuși, de principalele trăsături ale legii naturii. Este exact ceea ce Dom-Deleian încearcă să sistematizeze elemente, inclusiv tabelele lui Newlands, Odling, Meyer, diagrama lui Chancourtua și altele. Spre deosebire de predecesorii săi, D. I. Mendeleev nu a căutat anumite modele, ci a căutat să rezolve o problemă generală de natură fundamentală. În același timp, din nou, spre deosebire de predecesorii săi, a operat cu date cantitative verificate și a verificat personal caracteristicile dubioase experimental ale elementelor. Se poate afirma cu certitudine că toată activitatea științifică anterioară l-a condus la descoperirea legii periodice, că această descoperire a fost completarea încercărilor anterioare ale lui D. I. Mendeleev de a studia și compara proprietățile fizice și chimice ale diferitelor substanțe, pentru a formula cu precizie ideea de ​​o legătură internă strânsă între diferite substanțe și, în primul rând, între elementele chimice. Fără a lua în considerare cercetările timpurii ale omului de știință asupra izomorfismului, coeziunii interne în lichide, soluții etc., ar fi imposibil de explicat descoperirea bruscă a legii periodice. Este imposibil să nu fii uimit de geniul lui D. I. Mendeleev, care a reușit să surprindă marea unitate în imensul haos, în dezordinea faptelor și informațiilor împrăștiate acumulate înaintea lui de chimiști. El a fost capabil să stabilească legea naturală a elementelor chimice într-un moment în care nu se știa aproape nimic despre structura materiei.

Deci, până la sfârșitul secolului al XIX-lea, ca urmare a descoperirii legii periodice, s-a dezvoltat următorul tablou al dezvoltării chimiei anorganice. Până la sfârșitul anilor 1990, legea a primit recunoaștere universală, a permis oamenilor de știință să anticipeze noi descoperiri și să sistematizeze materialul experimental acumulat, a jucat un rol remarcabil în fundamentarea și dezvoltare ulterioară stiinta atomica si moleculara. Legea periodică a stimulat descoperirea de noi elemente chimice. De la descoperirea galiului, abilitățile de predicție ale sistemului au devenit evidente. Dar, în același timp, ele erau încă limitate din cauza necunoașterii cauzelor fizice ale periodicității și a unei anumite imperfecțiuni în structura sistemului. Odată cu descoperirea heliului și argonului pe Pământ, omul de știință englez W. Ramsay s-a aventurat să prezică alte gaze nobile, încă necunoscute - în curând au găsit neon, cripton și xenon. În sistemul periodic, publicat în a opta ediție a manualului Fundamentals of Chemistry în 1906, D. I. Mendeleev a inclus 71 de elemente. Acest tabel a rezumat vasta muncă de descoperire, studiu și sistematică a elementelor de-a lungul a 37 de ani. Galiul, scandiul, germaniul, radiul, toriu și-au găsit locul aici; cinci gaze inerte au format grupul zero. În lumina legii periodice, multe concepte de chimie generală și anorganică au căpătat o formă mai riguroasă (element chimic, corp simplu, valență). Prin faptul existenței sale, sistemul periodic a contribuit în mare măsură la interpretarea corectă a rezultatelor obținute în studiul radioactivității, a ajutat la determinarea proprietăților chimice ale elementelor detectate. Deci, fără sistem, natura inertă a emanațiilor, care ulterior s-au dovedit a fi izotopi ai celui mai greu gaz nobil, radonul, nu ar putea fi înțeleasă. Dar metodele fizico-chimice clasice de cercetare nu au fost capabile să rezolve problemele asociate cu analiza cauzelor diferitelor abateri de la legea periodică, dar au pregătit în mare măsură baza pentru dezvăluirea semnificației fizice a locului elementului în sistem. Studiul diferitelor proprietăți fizice, mecanice, cristalografice și chimice ale elementelor a arătat dependența lor generală de proprietățile interne mai profunde și ascunse pentru acea vreme ale atomilor. D. I. Mendeleev însuși era conștient de faptul că variabilitatea periodică a corpurilor simple și complexe este supusă unei legi superioare, a cărei natură, și cu atât mai mult motivul, nu era încă mijlocul de acoperire. Știința nu a rezolvat încă această problemă.

La începutul secolului al XX-lea, sistemul periodic s-a confruntat cu un obstacol atât de serios precum descoperirea masivă a elementelor radio. Nu era suficient spațiu pentru ei în tabelul periodic. Această dificultate a fost depășită la șase ani de la moartea omului de știință datorită formulării conceptelor de izotopie și a încărcăturii nucleului atomic, numeric egală cu numărul ordinal al elementului din sistemul periodic. Doctrina periodicității a intrat într-o nouă etapă fizică a dezvoltării sale. Cea mai importantă realizare a fost explicarea motivelor fizice ale modificării periodice a proprietăților elementelor și, ca urmare, a structurii sistemului periodic. A fost sistemul periodic de elemente care i-a servit lui N. Bohr drept cea mai importantă sursă de informație în dezvoltarea teoriei structurii atomilor. Iar crearea unei astfel de teorii a însemnat tranziția teoriei periodicității a lui Mendeleev la nou nivel- atomic sau electronic. Motivele fizice ale manifestării de către elementele chimice și compușii lor a unei mari varietăți de proprietăți care au rămas de neînțeles pentru chimia secolului al XIX-lea au devenit clare. În anii 1920 și 1930, aproape toți izotopii stabili ai elementelor chimice au fost descoperiți; în prezent, numărul lor este de aproximativ 280. În plus, în natură au fost găsiți peste 40 de izotopi ai elementelor radioactive și au fost sintetizați aproximativ 1600 de izotopi artificiali. Modelele de distribuție a elementelor în sistemul periodic au făcut posibilă explicarea fenomenului de izomorfism - înlocuirea atomilor și a grupurilor atomice din rețelele cristaline ale mineralelor cu alți atomi și grupări atomice.

De mare importanță este doctrina periodicității în dezvoltarea geochimiei. Această știință a apărut în ultimul sfert al secolului al XIX-lea, când au început să studieze intens problema abundenței elementelor din scoarța terestră și a modelelor de distribuție a acestora în diverse minereuri și minerale. Sistemul periodic a contribuit la identificarea multor regularități geochimice. Au fost identificate anumite câmpuri-blocuri care acoperă elemente similare din punct de vedere geochimic și a fost dezvoltată ideea de asemănări și diferențe ale elementelor situate de-a lungul diagonalelor sistemului. La rândul său, acest lucru a făcut posibilă studierea legilor separării elementelor în cursul dezvoltării geologice. Scoarta terestrași prezența lor comună în natură.

Secolul XX este numit secolul celei mai largi utilizări a catalizei în chimie. Și aici sistemul periodic servește ca bază pentru sistematizarea substanțelor cu proprietăți catalitice. Astfel, s-a constatat că pentru reacțiile eterogene de oxidare-reducere, toate elementele subgrupurilor laterale ale tabelului au un efect catalitic. Pentru reacţiile de cataliză acid-bază, care includ industrial, de exemplu, cracare, izomerizare, polimerizare, alchilare etc., metalele alcaline şi alcalino-pământoase sunt catalizatori: Li, Na, K, Rb, Cs, Ca; în reacții acide - toate elementele p din a doua și a treia perioadă (cu excepția Ne și Ar), precum și Br și J.

Problemele cosmochimiei sunt rezolvate și pe baza nivelului nuclear al ideilor despre periodicitate. Studiul compoziției meteoriților și a solului lunar, datele obținute de stațiile automate de pe Venus și Marte arată că aceste obiecte includ aceleași elemente chimice care sunt cunoscute pe Pământ. Astfel, legea periodicității este aplicabilă și în alte regiuni ale Universului.

S-ar putea numi mult mai multe domenii ale cercetării științifice, unde sistemul periodic de elemente acționează ca un instrument necesar pentru cunoaștere. Nu degeaba, în raportul său la Congresul Jubileu Mendeleev, dedicat centenarului descoperirii legii periodice, academicianul S. I. Volfkovich a spus că legea periodică a fost principala piatră de hotar în istoria chimiei. El a fost sursa a nenumărate studii ale chimiștilor, fizicienilor, geologilor, astronomilor, filosofilor, istoricilor și continuă să influențeze biologia, astronomia, tehnologia și alte științe în multe feluri. Și aș vrea să-mi termin munca cu cuvinte fizician germanși chimistul V. Meyer, care a scris că îndrăzneala de gândire și perspicacitate a lui Mendeleev ar provoca în orice moment admirație (Yu. Solovyov. Istoria chimiei).