История открытия и подтверждения периодического закона Д.И. Менделеева

3) Сравнительный метод

Суть метода, который Д.И. называл  сравнительным, состоит в том, что  элементы рассматриваются не изолированно, не сами по себе, а в их общей взаимной связи и в их взаимных отношениях. Уже на первых порах его применения сравнительный метод дал громадный выигрыш, так как позволял не только сопоставлять разные группы элементов между собой, но и проверять, насколько их сопоставление проведено правильно, а в связи с этим, насколько правильно составлены и сами группы.

Будучи исходным пунктом для  разработки и применения сравнительного метода, сличение атомных весов подводило  непосредственно к формулировке самого периодического закона, основанной на признании, что «величина атомного веса определяет характер элемента…» .⁷

Развитие Д.И. сравнительного подхода  к изучению элементов вылилось 17 февраля 1869 г. В конкретную задачу: составить  общую систему и найти в ней естественное место для каждой группы, а тем самым для каждого отдельного элемента.

С одной стороны, периодический  закон был открыт при помощи сравнительного метода, а с другой – его открытие явилось мощным стимулом к дальнейшему  совершенствованию этого метода.

 

 

 

 

Заключение

 

Дальнейшая «судьба» периодического закона

 

В отличие от своих предшественников, Менделеев не только составил таблицу и указал на наличие несомненных закономерностей в численных величинах атомных весов, но и решился назвать эти закономерности общим законом природы. Он взял на себя смелость на основании предположения, что атомная масса предопределяет свойства элемента, изменить принятые атомные веса некоторых элементов и подробно описать свойства неоткрытых ещё элементов.

Д.И. Менделеев на протяжении многих лет боролся за признание Периодического закона; его идеи получили признание только после того, как были открыты предсказанные Менделеевым элементы: галлий (П. Лекок де Буабодран, 1875), скандий (Л. Нильсен, 1879) и германий (К. Винклер1886) — соответственно экаалюминий, экабор и экасилиций. С середины 1880-х годов Периодический закон был окончательно признан в качестве одной из теоретических основ химии.

Хотя классификация Менделеева и имела значительные достоинства, которые способствовали ее быстрому распространению и превращению в руководящий критерий для исследований в области неорганической химии, она не была полностью лишена недостатков. Первый недостаток таблицы заключался в том, что водород, как одновалентный элемент был помещен в начале I группы. Помещение элементов меди, серебра и золота в I группе вместе со щелочными металлами и в VIII группе вместе с металлами группы железа и группы платины явно непоследовательно. Другие отклонения замечаются в VI, VII, и VIII группах.

Для того, чтобы периодическая система  приобрела еще большую предсказательную силу и могла быть усовершенствованна, имели значение работы по неорганической химии, проведенные в последние  десятилетия XIX века. Толчком к пересмотру классификации послужили исследования редких земель, которые привели к выделению многих элементов, не поддававшихся обычному способу классификации, и к открытию благородных газов Рамзаем и Рэлеем

В начале XX века Периодическая система элементов неоднократно видоизменялась для приведения в соответствие с новейшими научными данными. Д.И. Менделеев и У.Рамзай пришли к выводу о необходимости образования в таблице нулевой группы элементов, в которую вошли инертные газы. Инертные газы явились, таким образом, элементами, переходными между галогенами и щелочными металлами. Б. Браунер нашёл решение проблемы размещения в таблице редкоземельных элементов, предложив в 1902 г. помещать все РЗЭ в одну ячейку; в предложенном им длинном варианте таблицы шестой период таблицы был длиннее, чем четвёртый и пятый, которые в свою очередь длиннее, чем второй и третий периоды.

Дальнейшее развитие Периодического закона в было связано с успехами физики: установление делимости атома на основании открытия электрона и радиоактивности в конце концов позволило понять причины периодичности свойств химических элементов и создать теорию Периодической системы.

Мощный толчок для новых исследований внутренней природы элементов был  дан открытием в 1898 г. супругами Кюри радия и тем комплексом явлений, которые известны под названием радиоактивности.

Для химии серьёзную проблему составляла необходимость размещения в Периодической  таблице многочисленных продуктов радиоактивного распада, имеющих близкие атомные массы, но значительно отличающиеся периоды полураспада. Т. Сведберг в 1909 г. доказал, что свинец и неон, полученные в результате радиоактивного распада и отличающиеся по величине атомных масс от «обычных» элементов, химически им полностью тождественны. В 1911 г. Ф. Содди предложил размещать химически неразличимые элементы, имеющие различные атомные массы (изотопы) в одной ячейке таблицы.

В 1913 г. английский физик Г. Мозли установил, что корень из характеристической частоты рентгеновского излучения элемента (ν) линейно зависит от целочисленной величины — атомного номера (Z), который совпадает с номером элемента в Периодической таблице:

, где А и b — константы 

Закон Мозли дал возможность  экспериментально определить положение  элементов в Периодической таблице. Атомный номер, совпадающий, как предположил в 1911 г. голландский физик А. ван ден Брук, с величиной положительного заряда ядра атома, стал основой классификации химических элементов. В 1920 г. английский физик Дж. Чедвик экспериментально подтвердил гипотезу Ван ден Брука; тем самым был раскрыт физический смысл порядкового номера элемента в Периодической системе. Периодический закон получил современную формулировку: «Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от зарядов ядер атомов элементов».

В 1921 — 1923 гг., основываясь на модели атома Бора-Зоммерфельда, представляющей собой компромисс между классическими и квантовыми представлениями, Н. Бор заложил основы формальной теории Периодической системы. Причина периодичности свойств элементов, как показал Бор, заключалась в периодическом повторении строения внешнего электронного уровня атома.

Далее приведена периодическая  система в ее современном виде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Периодическая система элементов  Д.И. Менделеева.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Кедров Б.М. День одного великого открытия. – М.: Эдиториал УРСС, 2001. – 640с.
2. Ахметов Н. С. Актуальные вопросы курса неорганической химии. - М.: Просвещение, 1991. — 224 с.
3. Корольков Д. В. Основы неорганической химии. — М.: Просвещение, 1982.- 271 с.
4. Джуа М. История химии. – М.: Мир, 1975. – 480с.

 

 

 

 

¹ Менделеев Д.И., Периодический закон. Основные статьи. — М.: Изд-во АН СССР, 1958, с. 111

² Периодический закон Д.И. Менделеева и его философское значение // Сб. статей. Госполитиздат, 1947 г.

³ Д.И. Менделеев. Избранные сочинения. Т.II. Госхимтехиздат, 1934 г. С. 11-12

⁴ Музей Д.И. Менделеева при ВНИИМ, альбом № 20, лист 2, док. № 1701

⁵ Д.И. Менделеев. Научный архив. Т. I. Изд. АНСССР. 1953 г. С. 623

⁶ Д.И. Менделеев. Сочинения. Т. XXIV. Л.-М. Изд. АНСССР, 1954 г. С. 244

⁷ Д.И. Менделеев. Избранные сочинения. Т. II. Госхимтехиздат. 1934 г. С. 16