О вкладе Менделеева в науку

Решающий этап его  раздумий наступил 1 марта 1869 года (14 февраля  по старому стилю). Днем раньше Менделеев  написал прошение об отпуске на десять дней для обследования артельных  сыроварен в Тверской губернии: он получил письмо с рекомендациями по изучению производства сыра от А. И. Ходнева - одного из руководителей Вольного экономического общества.

В Петербурге в этот день было пасмурно и морозно. Под ветром поскрипывали деревья в университетском  саду, куда выходили окна квартиры Менделеева. Еще в постели Дмитрий Иванович выпил кружку теплого молока, затем встал, умылся и пошел завтракать. Настроение у него было чудесное.

За завтраком Менделееву пришла неожиданная мысль: сопоставить  близкие атомные массы различных  химических элементов и их химические свойства. Недолго думая, на обратной стороне письма Ходнева он записал символы хлора Cl и калия K с довольно близкими атомными массами, равными соответственно 35,5 и 39 (разница всего в 3,5 единицы). На том же письме Менделеев набросал символы других элементов, отыскивая среди них подобные "парадоксальные" пары: фтор F и натрий Na, бром Br и рубидий Rb, иод I и цезий Cs, для которых различие масс возрастает с 4,0 до 5,0, а потом и до 6,0. Менделеев тогда не мог знать, что "неопределенная зона" между явными неметаллами и металлами содержит элементы - благородные газы, открытие которых в дальнейшем существенно видоизменит Периодическую систему.

После завтрака Менделеев  закрылся в своем кабинете. Он достал из конторки пачку визитных карточек и стал на их обратной стороне писать символы элементов и их главные химические свойства. Через некоторое время домочадцы услышали, как из кабинета стало доноситься: "У-у-у! Рогатая. Ух, какая рогатая! Я те одолею. Убью-у!". Эти возгласы означали, что у Дмитрия Ивановича наступило творческое вдохновение. Менделеев перекладывал карточки из одного горизонтального ряда в другой, руководствуясь значениями атомной массы и свойствами простых веществ, образованных атомами одного и того же элемента. В который раз на помощь ему пришло доскональное знание неорганической химии. Постепенно начал вырисовываться облик будущей Периодической системы химических элементов. Так, вначале он положил карточку с элементом бериллием Be (атомная масса 14) рядом с карточкой элемента алюминия Al (атомная масса 27,4), по тогдашней традиции приняв бериллий за аналог алюминия. Однако затем, сопоставив химические свойства, он поместил бериллий над магнием Mg. Усомнившись в общепринятом тогда значении атомной массы бериллия, он изменил ее на 9,4, а формулу оксида бериллия переделал из Be₂O₃ в BeO (как у оксида магния MgO). Кстати, "исправленное" значение атомной массы бериллия подтвердилось только через десять лет. Так же смело действовал он и в других случаях.

Постепенно Дмитрий  Иванович пришел к окончательному выводу, что элементы, расположенные по возрастанию их атомных масс, выказывают явную периодичность физических и химических свойств. В течение всего дня Менделеев работал над системой элементов, отрываясь ненадолго, чтобы поиграть с дочерью Ольгой, пообедать и поужинать.

Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу  и под названием "Опыт системы  элементов, основанной на их атомном  весе и химическом сходстве" послал ее в типографию, сделав пометки  для наборщиков и поставив дату "17 февраля 1869 года" (это по старому стилю).

Так был открыт Периодический  закон, современная формулировка которого такова: Свойства простых веществ, а  также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической  зависимости от заряда ядер их атомов.

Отпечатанные листки с таблицей элементов Менделеев  разослал многим отечественным и  зарубежным химикам и только после  этого выехал из Петербурга для обследования сыроварен.

До отъезда он еще  успел передать Н. А. Меншуткину, химику-органику и будущему историку химии, рукопись статьи "Соотношение свойств с атомным весом элементов" - для публикации в Журнале Русского химического общества и для сообщения на предстоящем заседании общества.

18 марта 1869 года Меншуткин,  который был в то время делопроизводителем общества, сделал от имени Менделеева небольшой доклад о Периодическом законе. Доклад сначала не привлек особого внимания химиков, и Президент русского химического общества, академик Николай Зинин (1812-1880) заявил, что Менделеев делает не то, чем следует заниматься настоящему исследователю. Правда, через два года, прочтя статью Дмитрия Ивановича "Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств некоторых элементов", Зинин изменил свое мнение и написал Менделееву: "Очень, очень хорошо, премного отличных сближений, даже весело читать, дай Бог Вам удачи в опытном подтверждении Ваших выводов. Искренне Вам преданный и глубоко Вас уважающий Н. Зинин".  Не все элементы Менделеев разместил в порядке возрастания атомных масс; в некоторых случаях он больше руководствовался сходством химических свойств. Так, у кобальта Co атомная масса больше, чем у никеля Ni, у теллура Te она также больше, чем у иода I, но Менделеев разместил их в порядке Co - Ni, Te - I, а не наоборот. Иначе теллур попадал бы в группу галогенов, а иод становился родственником селена Se.

2.3. Периодический  закон Д.И.Менделеева.

 

Закон открыт и сформулирован  Д.И.Менделеевым: «Свойства простых  тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся  в периодической зависимости от атомных весов элементов». Закон создан на основе глубокого анализа свойств элементов и их соединений. Выдающиеся достижения физики, главным образом разработка теории строения атома, дали возможность раскрыть физическую сущность периодического закона: периодичность в изменении свойств химических элементов обусловлена периодическим изменением характера заполнения электронами внешнего электронного слоя по мере возрастания числа электронов, определяемого зарядом ядра. Заряд равен порядковому номера элемента в периодической системе. Современная формулировка периодического закона: «Свойства элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда  ядра атомов». Созданная Д.И.Менделеевым в 1869-1871 гг. периодическая система является естественной классификацией элементов, математическим отражением периодического закона.

Менделеев не только первый точно сформулировал этот закон  и представил содержание его в  виде таблицы, которая стала классической, но и всесторонне обосновал его, показал его огромное научное значение, как руководящего классификационного принципа и как могучего орудия для научного исследования.

Физический смысл периодического закона. Был вскрыт лишь после выяснения  того, что заряд ядра атома возрастает при переходе от одного химического элемента к соседнему (в периодической системе) на единицу элементарного заряда. Численно заряд ядра равен порядковому номеру (атомному номеру Z) соответствующего элемента в периодической системе, то есть числу протонов в ядре, в свою очередь равному числу электронов соответствующего нейтрального атома. Химические свойства атомов определяются структурой их внешних электронных оболочек, периодически изменяющейся с увеличением заряда ядра, и, следовательно, в основе периодического закона лежит представление об изменении заряда ядра атомов, а не атомной массы элементов. Наглядная иллюстрация периодического закона — кривые периодические изменения некоторых физических величин (ионизационных потенциалов, атомных радиусов, атомных объёмов) в зависимости от Z. Какого-либо общего математического выражения периодического закона  не существует. Периодический закон  имеет огромное естественнонаучное и философское значение. Он позволил рассматривать все элементы в их взаимной связи и прогнозировать свойства неизвестных элементов. Благодаря периодическому закону многие научные поиски (например, в области изучения строения вещества — в химии, физике, геохимии, космохимии, астрофизике) получили целенаправленный характер. Периодический закон — яркое проявление действия общих законов диалектики, в частности закона перехода количества в качество.

Физический этап развития периодического закона можно в свою очередь разделить на несколько  стадий:

1.  Установление делимости атома на основании открытия электрона и радиоактивности (1896-1897);

2.  Разработка моделей строения атома (1911-1913);

3.  Открытие и разработка системы изотопов (1913);

4.  Открытие закона Мозли (1913), позволяющего экспериментально определять заряд ядра и номер элемента в периодической системе;

5.  Разработка теории периодической системы на основании представлений о строении электронных оболочек атомов (1921-1925);

6.  Создание квантовой теории периодической системы (1926-1932).

 

 

Заключение

Я исследовала по этапам все, что создал, что сделал, в чем участвовал знаменитый и гениальный ученый Дмитрий Иванович Менделеев, и с гордостью могу сказать, что это великий ученый, завоевавший мировую известность, а так же это человек исключительных душевных качеств, с мужским и неустрашимым характером. Благодаря Д.И.Менделееву мы можем пользоваться достоянием науки, потому что именно он очень  многое сделал для своей Родины.

Многие современники отзывались о Менделееве как о  человеке государственного ума. Они  считали, что он мог бы занять посты и министра промышленности и торговли, и министра просвещения, и министра просвещения, и министра сельского хозяйства,… однако он не стал ни тем, ни другим, ни  третьим. Более того, великий ученый не был избран в действительные члены Российской императорской академии наук, в 1890г. он был вынужден уйти из университета, поскольку резко возражал против нового университетского устава, и по существу в течение двух лет оставался не у дел…

На склоне лет Д.И. Менделеев, анализируя сделанное им, писал: «Начав с учительства в Симферопольской гимназии, я выслужил 48 лет Родине и Науке. Плоды моих трудов, прежде всего в научной известности, составляющей гордость – не одну мою личную, но и общую русскую, так как все главнейшие научные академии, начиная с Лондонской, Римской, Бельгийской, Парижской, Берлинской и Бостовской, избрали меня своим сочленом, как и многие ученые общества России, Западной Европы и Америки, всего более 50-ти обществ и учреждений. Лучшее время жизни и ее главную силу взяло преподавательство во 2-м Кадетском корпусе, в Инженерной академии, в институте путей сообщения, в Технологическом институте и Университете. Из тысяч моих учеников много теперь повсюду видных деятелей, профессоров, администраторов, и, встречая их, всегда слышал, что доброе в них семя полагал, а не простую отбывал повинность.  Третья служба моя Родине наименее видна, хотя заботила меня с юных лет по сих пор. Это служба по мере сил и возможности на пользу роста русской промышленности, начиная с сельскохозяйственной, в которой лично действовал, показав на деле возможность и выгодность, еще в 60-х годах, интенсивного хозяйства и организовав видные у нас опытные исследования по разведению хлебов. Личные усилия убедили меня, однако, очень скоро в том, что с одним землевладением Россия не двинется к надобным ей прогрессу, богатству и силе, останется страною бедною, что настоятельнее всего рост других видов промышленности: горного дела, фабрик, заводов, путей сообщения и торговли…».  

 Менделеев ещё при  жизни был известен во многих странах, получил свыше 130 дипломов и почётных званий от русских и зарубежных академий, учёных обществ и учебных заведений.  

 В СССР учреждены  менделеевские премии за выдающиеся  работы по физике и химии,  присуждаемые Академией наук. Имя  Менделеев (кроме упомянутых выше Всесоюзного химического общества и Всесоюзного института метрологии) носят Московский химико-технологический институт и Тобольский государственный педагогический институт. В честь Менделеев названы: подводный хребет в Северном Ледовитом океане, действующий вулкан на о. Кунашир (Курильские острова), кратер на Луне, минерал менделеевит, научно-исследовательское судно АН СССР для океанографических исследований и др.  Американские учёные (Г. Сиборг и др.), синтезировавшие в 1955 элемент 101, дали ему название менделевий (Md) «... в знак признания приоритета великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первым использовал периодическую систему элементов для предсказания химических свойств тогда ещё не открытых элементов. Этот принцип явился ключом при открытии почти всех трансурановых элементов». Менделевий образует неправильные зёрна и массы бурого и чёрного цвета, хотя встречается также в октаэдрических или ромбододекаэдрических кристаллах. Радиоактивен. Встречается в некоторых типах гранитных пегматитов вместе с цирконом, эвксенитом и др. редкоземельными минералами.

В 1964 имя Менделеев занесено на Доску почёта науки Бриджпортского университета (штат Коннектикут, США) в числе имён величайших учёных мира.

 

Список литературы.

 

1. Большая школьная энциклопедия. 6-11 кл., / П.А.Кошель. Т. 2. – М.: ОЛМА – Пресс, 1999. – 717с.

2. Все обо всех: Т. 1 научно – популярное издание/ Г.П.Шалаева, Т.Н.Колядич. – М.: Филологическое общество «Слово», компания «Ключ – с», АСТ, 1996. – 480с.

3. Макареня, А.А., Д.И.Менделеев: книга для учащихся 8-9 классов средней школы/ А.А.Макарелл, Ю.В.Рысев. – 3-е издание перераб. – М.: Просвещение, 1988. – 127с.

4. Самин, Д.К., 100 великих ученых/ Д.К.Самин. – М.: Вече, 2003. – 592с.

5. Самин, Д.К., 100 великих научных открытий/ Д.К.Самин. – М.: Вече, 2002. – 480с.

6. Химия: Большой справочник для школьников и поступающих в ВУЗы/ Е.А.Алферова. – 2-е изд. – М.: Дрофа, 1999. – 784с.

7. Химия. 9 класс: Учеб. Для общеобразоват. учеб. заведений. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2000. 224с.

8. Что такое. Кто такой: В 3 т. Т. 2 – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Педагогика-Пресс, 1998. – 416с.

9.  Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия./ Авт. Сост. Л.А.Савина. – М.: ООО изд-во АСТ – ЛТД, 1988. – 448с.