Но отчаянные попытки Менделеева открыть мировой эфир и концептуализировать мировой эфир, возможно, подвели его к идеям, которые могли бы предвосхитить открытия Резерфорда, Дирака, Ферми и огромную часть физики, а не химии XX века. Пришла пора трансурановых элементов — элементов, размещаемых в таблице Менделеева за ураном, 92-м элементом таблицы, открытым в 1789 году.
В поисках мирового эфира: чему посвятил жизнь Дмитрий Менделеев
В то время бериллий считали аналогом алюминия. Но, сопоставив химические свойства, переместил бериллий ближе к магнию. Можно сказать, что ученый таким образом высказал сомнение в общепринятом значении атомной массы бериллия. Он изменил ее на 9,4. А формулу оксида бериллия по аналогии с оксидом магния переделал из Be2O3 в BeO.
Следует заметить, что такое значение атомной массы бериллия было подтверждено только спустя десять лет. Так же смело Менделеев действовал и в остальных подобных случаях. Например, приписал урану атомную массу 240, вследствие чего элемент оказался последним в системе. Далее четко сформулировал понятия о группах элементов, малых и больших периодах.
Пустые места в таблице Менделеева не смущали: он с легкостью оставлял их, считая, что эти элементы еще не открыты и неизвестны науке. Так, с учетом свойств соседствующих с пустотами в таблице элементов и их соединений талантливый химик предсказал и подробно описал три неизвестных элемента, назвав их именами аналогов — эка-бор будущий элемент скандий , эка-алюминий известный затем как галлий и эка-силиций получивший название германий. Доработкой таблицы занимался не только сам ее создатель. К ней приложили руку многие видные химики всех передовых стран.
Варианты периодической системы отличались друг от друга порой разительно, однако всегда во главе угла стоял открытый Менделеевым закон периодического изменения свойств элементов. Так, химик поместил элемент водород в первую группу сверху слева , некоторые ученые вообще не предоставляли водороду места в системе, другие рассматривали его как легкий аналог галогенов хлора, брома или йода , третьи размещали водород в середине первого периода, подразумевая, что этот элемент как бы принадлежит ко всем группам элементов. К слову, такая неоднозначная ситуация сохранилась и до сих пор. Закон и периодическая система даже сегодня продолжают свое развитие, которое порой отражается на ее внешнем виде, но не меняет при этом ее сути Последним элементом в этом варианте таблицы был уран с атомной массой 240.
Менделеев не спешил предсказывать существование элементов тяжелее урана. Он считал, что если они и есть в природе, то их совсем немного. Так, в таблице после урана идут пять пустых мест, которые соответствуют трансурановым элементам с их вероятными атомными массами. Кроме этого, в таблице присутствуют и другие элементы, которые еще предстояло открыть: два аналога марганца с атомными массами 100 и 190 — будущие технеций и рений, аналоги цезия, бария, лантана и тантала — франций, радий, актиний и протактиний, аналоги теллура и йода — полоний и астат.
Их Менделеев предсказать не смог, более того, они стали целым испытанием для периодического закона и таблицы. Дело в том, что от данных элементов не удавалось получить каких-либо соединений, они просто не вступали в химическое взаимодействие с другими веществами. Доходило до того, что некоторые ученые отказывались признавать их элементами. Однако в итоге была выдвинута идея так называемой нулевой группы, что позволило включить данные элементы в таблицу.
Кроме них в таблицу попал еще радий — это говорит о том, что Менделеев окончательно признал явление радиоактивности и радиоактивных элементов. Открытие предсказанных элементов Интересна история открытия элементов, существование которых предрекал Менделеев исходя из периодической таблицы. По сути, относительно скорое их обнаружение и полное совпадение предсказанных свойств с реальными стало дополнительной причиной признания периодического закона, дальнейшего развития таблицы и поиска новых элементов. А началось все, как водится, с подачи Дмитрия Ивановича.
Открытие галлия — первое подтверждение закономерности, выведенной Менделеевым. Ученый получил новый элемент в очень небольшом количестве меньше 100 мг , и полностью изучить его физические и химические свойства не представлялось возможным. Поэтому неудивительно, что первоначально атомная масса была определена неверно: французский исследователь указал цифру 4,7. По вычислениям Менделеева, у эка-алюминия он должен быть 5,9.
Дмитрий Иванович написал французскому ученому о том, что, судя по свойствам открытого элемента, это не что иное, как предсказанный им в 1869- м эка-алюминий. После более точных исследований удельный вес галлия действительно получился 5,94! Открытие галлия вызвало настоящую сенсацию в научной среде. Фамилии Менделеева и Лекока де Буабодрана в одночасье стали известны буквально всему миру.
История открытия Попытки систематизировать химические элементы начались задолго до открытия таблицы Менделеева. Многие естествоиспытатели столкнулись на пути с трудностями - часть элементов была не до конца открыта, а значение атомных масс некоторых из остальных было не точное, что объясняется ограниченностью данных теоретических и экспериментальных исследований в то время. Триады Деберейнера Первая попытка систематизировать элементы была сделана еще в 1829 году немецким химиком Деберейнером. Он объединил некоторые элементы с общими свойствами в группы по три, назвав их триадами. Смысл этого закона заключался в том, что в каждой триаде масса среднего элемента была приблизительно равна среднему арифметическому между массами крайних элементов. Такое представление было слишком далеко от совершенства, но уже являлось прообразом менделеевской системы. Проблема заключалась в ограничении групп всего тремя элементами, что подошло не для всех из них, даже известных на тот момент. Однако этот закон показал, что имеется какая-то связь между массами элементов и их химическими свойствами.
Спираль де Шанкуртуа Александр де Шанкуртуа расположил все элементы в один ряд по атомным массам и нанес его на цилиндр по линии под углом 45 градусов, получив таким образом спираль. При развертывании этого цилиндра оказывалось что на вертикальных линиях, параллельных оси, находились элементы со схожими свойствами. Однако на этой же линии оказывались и совсем отличающиеся химические элементы. Октавы Ньюлендса Очередную попытку систематизировать химические элементы по массам и свойствам, еще до того времени, когда была открыта периодическая система Менделеева, сделал ученый из Великобритании Ньюлендс. Он расположил их в порядке увеличения масс и заметил, что свойства повторяются через каждые семь. Такой закономерности он дал название закон октав, проведя аналогию с музыкальной гаммой. Однако эта зависимость распространялась только на элементы с небольшой атомной массой.
Посмотрим на нарисованную им рукописную Таблицу. К тому времени было известно всего чуть более 60 элементов с их атомными весами сейчас почти вдвое больше.
Идея расположить элементы по возрастанию их атомных весов совершенно естественна. Сложнее было заметить периодические закономерности в этом ряду, но и здесь было немало сделано до Менделеева. Уже существовало "правило октетов" химические свойства каждого восьмого элемента очень близки , "правило триад" в каждой тройке близких по свойствам элементов средний элемент обладает и средним атомным весом. Однако никому не удавалось построить систему для всех известных элементов. Тогда и свойства многих из них были неизвестны, и атомные веса некоторых были измерены неправильно. За основу своей системы Менделеев взял химические свойства элементов и расположил химически похожие друг под другом, при этом соблюдая принцип возрастания атомных весов. Но ничего не выходило! Бериллий нарушил всю картину уже в первой строчке будущей Таблицы - получалось, что углерод является аналогом алюминия, а немного дальше таким аналогом оказывался и титан. С точки зрения их химических свойств это было нонсенсом.
Случай не единственный, точно также говорил о своем открытии Август Кекуле, которому приснилась формула бензольного кольца. Однако Менделеев только смеялся над критиками. Другая байка приписывает Менделееву открытие водки. В 1865 году великий ученый защитил диссертацию на тему "Рассуждение о соединении спирта с водою", и это сразу дало повод для новой легенды. Современники химика посмеивались, мол ученый "неплохо творит под действием спирта, соединенного с водой", а следующие поколения уже называли Менделеева первооткрывателем водки. Посмеивались и над образом жизни ученого, а особенно над тем, что Менделеев оборудовал свою лабораторию в дупле огромного дуба. Также современники подтрунивали над страстью Менделеева к чемоданам. Ученый в пору своего невольного бездействия в Симферополе вынужден был коротать время за плетением чемоданов. В дальнейшем он самостоятельно мастерил для нужд лаборатории картонные контейнеры.
Несмотря на явно "любительский" характер этого увлечения, Менделеева часто называли "чемоданных дел мастером". Открытие радия Одна из наиболее трагичных и в то же время известных страниц в истории химии и появления новых элементов в таблице Менделеева связана с открытием радия. Новый химический элемент был открыт супругами Марией и Пьером Кюри, которые обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды, более радиоактивны, чем чистый уран. Поскольку о том, что такое радиоактивность, тогда еще никто не знал, то новому элементу молва быстро приписала целебные свойства и способность излечивать чуть ли не от всех известных науке болезней.
Упорядочить хаос изобретения и открытия Менделеева
Казалось, что в конце этой игры этот пасьян из элементов раскроет тайны Вселенной. При этом сам Менделеев был мастером в использовании своей же таблицы. Успешные предсказания Менделеева принесли ему легендарный статус мастера химического волшебства. Но сегодня историки спорят о том, закрепило ли открытие предсказанных элементов принятие его периодического закона. Принятие закона могло быть в большей степени связано с его способностью объяснять установленные химические связи. В любом случае, прогностическая точность Менделеева, безусловно, привлекла внимание к достоинствам его таблицы.
К 1890-м годам химики широко признали его закон как веху в химическом познании. В 1900-м году будущий нобелевский лауреат по химии Уильям Рамсей назвал это «величайшим обобщением, которое когда-либо проводилось в химии». И Менделеев сделал это, сам не понимая как. Математическая карта Во многих случаях в истории науки великие предсказания, основанные на новых уравнениях, оказывались верными. Каким-то образом математика раскрывает некоторые природные секреты, прежде чем экспериментаторы их обнаружат.
Один из примеров — антиматерия, другой — расширение Вселенной. В случае Менделеева, предсказания новых элементов возникли без какой-либо творческой математики. Но на самом деле Менделеев открыл глубокую математическую карту природы, поскольку его таблица отражала значение квантовой механики , математических правил, управляющих атомной архитектурой. В своей книге Менделеев отметил, что «внутренние различия материи, которую составляют атомы», могут быть ответственны за периодически повторяющиеся свойства элементов. Но он не придерживался этой линии мышления.
По сути, многие годы он размышлял о том, насколько важна атомная теория для его таблицы. Но другие смогли прочитать внутреннее послание таблицы. В 1888 году немецкий химик Йоханнес Вислицен объявил, что периодичность свойств элементов, упорядоченных по массе, указывает на то, что атомы состоят из регулярных групп более мелких частиц. Таким образом, в некотором смысле таблица Менделеева действительно предвидела и предоставила доказательства сложную внутреннюю структуру атомов, в то время как никто не имел ни малейшего представления о том, как на самом деле выглядел атом или имел ли он какую-нибудь внутреннюю структуру вовсе. К моменту смерти Менделеева в 1907 году ученые знали, что атомы делятся на части: электроны, переносящие отрицательный электрический заряд , плюс некоторый положительно заряженный компонент, делающий атомы электрически нейтральными.
Ключом к тому, как эти части выстраиваются, стало открытие 1911 года, когда физик Эрнест Резерфорд, работающий в Манчестерском университете в Англии, обнаружил атомное ядро. Вскоре после этого Генри Мозли, работавший с Резерфордом, продемонстрировал, что количество положительного заряда в ядре число протонов, которое он содержит, или его «атомное число» определяет правильный порядок элементов в периодической таблице. Генри Мозли. Атомная масса была тесно связана с атомным числом Мозли — достаточно тесно, чтобы упорядочение элементов по массе только в нескольких местах отличалось от упорядочения по числу. Менделеев настаивал на том, что эти массы были неправильными и нуждались в повторном измерении, и в некоторых случаях оказался прав.
Осталось несколько расхождений, но атомное число Мозли прекрасно легло в таблицу. Примерно в то же время датский физик Нильс Бор понял, что квантовая теория определяет расположение электронов, окружающих ядро, и что самые дальние электроны определяют химические свойства элемента. Подобные расположения внешних электронов будут периодически повторяться, объясняя закономерности, которые первоначально выявила таблица Менделеева. Бор создал свою собственную версию таблицы в 1922 году, основываясь на экспериментальных измерениях энергий электронов наряду с некоторыми подсказками из периодического закона. Таблица Бора добавила элементы, открытые с 1869 года, но это был тот же периодической порядок, открытый Менделеевым.
Сегре и К. Перье в 1937 г. Франций «экацезий» , открыт М. Перей в 1939 г. В 1875 г. Лекок де Буабодран, исследуя цинковую обманку обнаружил в ней с помощью спектроскопического метода новый элемент и определил некоторые его свойства. Он назвал новый элемент галлием Gallium в честь своей родины - Франции лат. В 1879 г.
Нильсон выделил 69 г. Разделив эту пробу, он получил окись иттербия и неизвестную землю, оказавшуюся новым элементом. Нильсон назвал его скандием в честь Скандинавского полуострова, на котором находится Швеция. В 1886 г. Винклер в обнаруживает в серебряном минерале аргиродите новый элемент, который впоследствии назвал в честь своей родины германием. Новый элемент оказался предсказанным Менделеевым экасилицием. Винклер пишет: «Вряд ли может существовать более ошеломляющее доказательство правильности учения о периодичности элементов, чем то, которое заключается в материализации до сих пор гипотетического «экасилиция». Это, поистине говоря, нечто больше, чем простое подтверждение смело выдвинутой теории; оно означает вдохновенное расширение химического кругозора, решительный шаг в области познания».
Вторая история - из того же ряда. Если Таблица приснилась, то и это сближает Менделеева с нами, простыми людьми. Может быть, ему что-то подобное и снилось. Может быть, ему что-то и снилось, вот только над решением этой загадки природы, по его собственному признанию, он "лет двадцать думал". Это некоторое преувеличение, потому что на момент открытия Менделееву только-только исполнилось 35 лет. И его портрет именно в таком возрасте - молодого в сущности человека - и следовало бы помещать в кабинетах химии. Посмотрим на нарисованную им рукописную Таблицу. К тому времени было известно всего чуть более 60 элементов с их атомными весами сейчас почти вдвое больше.
Идея расположить элементы по возрастанию их атомных весов совершенно естественна. Сложнее было заметить периодические закономерности в этом ряду, но и здесь было немало сделано до Менделеева. Уже существовало "правило октетов" химические свойства каждого восьмого элемента очень близки , "правило триад" в каждой тройке близких по свойствам элементов средний элемент обладает и средним атомным весом.
Тем не менее, Менделеев весьма превратно представлял себе варианты заполнения «краев» таблицы.
Ошибки Менделеева, в которых он даже упорствовал, были связаны с двумя неверными исходными посылками. Во-первых, Менделеев всерьез воспринимал концепцию мирового эфира написал о нем серьезную аналитическую статью в 1902 году , хотя, еще в 1887 году был неоднократно поставлен эксперимент Майкельсона-Морли , фактически доказавший, что эфир не существует. Кроме того, на момент составления таблицы еще не была известна внутренняя структура атома атом считался неделимым. Также Менделеев не предусмотрел в таблице 8-й группы, то есть, столбца с благородными газами.
Именно поэтому, воодушевившись первым успехом, Менделеев попытался достроить таблицу с такими натяжками и найти в ней место для мирового эфира. Все эти поиски, которые предпринимал не только Менделеев, привели к «открытию» множества фантомных, несуществующих элементов. Атомный вес и прочее низкоуровневое устройство элементов В группах элементов, которые Менделеев выстроил в таблицу, уже прослеживалось сродство химических свойств в вертикальном направлении. В правом верхнем углу таблицы оказалось сгруппировано большинство неметаллов, но отдельные неметаллы и полуметаллы мышьяк, сурьма, теллур, йод находятся и в нижних рядах таблицы.
Именно в паре теллур и йод Менделеев сделал первое исключение из возрастания атомной массы, но в пользу периодического закона: йод оказался легче теллура, но по химическим свойствам теллур очевидно сближался с серой и селеном, а не с бромом и хлором — напротив, более похожими на йод. Здесь Менделеев сделал первый шаг к пониманию делимости атома. В большинстве клеток периодической системы находится несколько сортов атомов позже названных "изотопами" , в которых количество протонов совпадает количество протонов равно номеру в таблице , а количество нейтронов — отличается. Соответственно, в среднем в теллуре преобладают атомы с большим количеством нейтронов, а в йоде — с малым.
Концепцию изотопов только в 1913 году сформулировал Фредерик Содди 1877-1956 , о чем блестяще рассказал в своей нобелевской лекции в 1922 году. К середине XIX века, когда уже давно были открыты уран 1789 и торий 1828 , еще не было ни малейшего понятия и о радиоактивности случайно обнаружена Антуаном Анри Беккерелем в 1896 году — образцы урана в ящике его рабочего стола засветили фотопленку, на которой лежали. Радиоактивность обусловлена нестабильностью некоторых атомных ядер и лишь опосредованно зависит от тяжести изотопов. Действительно, последним элементом, имеющим стабильный изотоп, является свинец атомная масса 208, атомный номер 82.
До начала XXI века таковым считался висмут атомный номер 83 , но в 2003 году было доказано , что висмут-209 также радиоактивен, превращается в таллий-205, но период полураспада этого изотопа на порядки превышает нынешний возраст Вселенной.
7 основных открытий Менделеева
После окончания института Менделеев работал учителем в Симферополе, затем в Одессе. В 1856 году он вернулся в Санкт-Петербург, где защитил диссертацию на степень магистра химии «Об удельных объемах». В 23 года он стал доцентом Петербургского университета, где читал теоретическую и органическую химию. В 1859 году Менделеев был отправлен в двухгодичную командировку за границу, в Гейдельберг, где он сделал значительное экспериментальное открытие: установил существование «температуры абсолютного кипения», при достижении которой в определенных условиях жидкость мгновенно превращается в пар. В 1861 году Менделеев возвращается в Санкт-Петербург, где возобновляет чтение лекций по органической химии в университете и публикует работы, целиком посвященные органической химии. Менделеев оказывается одним из первых теоретиков в области органической химии в России. Он выпускает учебник «Органическая химия» — первый отечественный учебник, в котором идеей, объединяющей всю совокупность органических соединений, является теория пределов, оригинально и всесторонне развитая. Первое издание быстро разошлось, и в следующем году учебник был переиздан.
За свой труд ученый удостоился Демидовской премии — высшей научной награды России того времени. В 1863 году физико-математический факультет Петербургского университета избрал его профессором на кафедру технологии, но из-за отсутствия у него степени магистра технологии его утвердили в должности только в 1865 году. До этого, в 1864 году, Менделеев был избран также профессором Петербургского технологического института. В 1865 году Менделеев защитил диссертацию «О соединениях спирта с водой» на степень доктора химии. Менделеев, вопреки сложившейся легенде, водку не изобретал, она существовала задолго до него. В 1867 году ученый получил в университете кафедру неорганической общей химии, которую и занимал в течение 23 лет. Приступив к подготовке лекций, он обнаружил, что ни в России, ни за рубежом нет курса общей химии, достойного быть рекомендованным студентам.
Тогда он решил написать его сам. Эта фундаментальная работа, получившая название «Основы химии», выходила в течение нескольких лет отдельными выпусками. Первый выпуск был закончен сравнительно быстро — он появился уже летом 1868 году.
Ребятам предстояла работа с интерактивным материалом, который позволил узнать о научных интересах и других увлечениях Менделеева. Они представили себя научным коллективом и с увлечением находили решения конкретных ситуаций, опираясь на свои знания по разным предметам. На занятии студенты познакомились с фактами из жизни Д. Менделеева, узнали о многогранности его профессиональных и жизненных интересов, значимости труда людей разных профессий для развития российской науки и улучшения качества жизни , а также уважении к людям науки и их достижениям.
Студенты узнали об открытии Менделеева, который обнаружил, что свойства химических элементов периодически повторяются.
Попробуйте BrainApps бесплатно Начать занятия В дальнейшем история периодической таблицы Менделеева была напрямую связана с открытиями в другой науке — физике. Работа над таблицей периодических элементов продолжается до сих пор, и современные ученые добавляют новые химические элементы по мере их открытия. Значение периодической системы Дмитрия Менделеева сложно переоценить, так как благодаря ей: Систематизировались знания о свойствах уже открытых химических элементов; Появилась возможность прогнозирования открытия новых химических элементов; Начали развиваться такие разделы физики, как физика атома и физика ядра; Существует множество вариантов изображения химических элементов согласно периодическому закону, однако наиболее известный и распространенный вариант — это привычная для каждого таблица Менделеева. Мифы и факты о создании периодической таблицы Самым распространенным заблуждением в истории открытия таблицы Менделеева является то, что ученый увидел ее во сне. На самом деле сам Дмитрий Менделеев опроверг этот миф и заявил, что размышлял над периодическим законом на протяжении многих лет. Чтобы систематизировать химические элементы он выписывал каждый из них на отдельную карточку и многократно комбинировал их между собой, расставляя в ряды в зависимости от их схожих свойств. Миф о «вещем» сне ученого можно объяснить тем, что Менделеев работал над систематизацией химических элементов сутками напролет, прерываясь на непродолжительный сон.
Так в 1875 году он разработал проект стратостата объёмом около 3600 м3 с герметичной гондолой, подразумевающий возможность подъёма в верхние слои атмосферы, уже позже он спроектировал управляемый аэростат с двигателями.
Прислала Фото: statehistory. Эта таблица — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Таблица — это графическое выражение периодического закона, который установил сам Менделеев. Также известно, что периодическая таблица, разработанная Менделеевым больше в рамках химии, явилась готовой систематизацией типов атомов для новых разделов физики. Прислала Фото: Наталья Гребнева Открытие критической температуры Ещё одно немалое достижение Менделеева — это открытие «температуры абсолютного кипения жидкостей», то есть критической температуры.
Дмитрий Менделеев: судьба в науке
8 февраля исполняется 190 лет со дня рождения Дмитрия Менделеева, русского ученого, которого даже в родной стране знают в основном лишь как создателя Периодической системы химических элементов. Прикладные открытия Менделеева, список которых можно продолжить таковыми в области кораблестроения, делались при сотрудничестве с исследовательскими географическими экспедициями. Эта первая работа Д.И. Менделеева определила главное направление в его научном поиске, а после 15 лет упорной работы привела к открытию периодического закона и системы элементов. В этом году таблице Менделеева исполняется 150 лет. Как сейчас происходит поиск новых элементов, и с какими трудностями сталкиваются ученые при их открытии? молодого в сущности человека - и следовало бы помещать в кабинетах химии.
Легенды и факты о происхождении таблицы Менделеева
- В поисках мирового эфира: чему посвятил жизнь Дмитрий Менделеев
- Дмитрий Менделеев — биография
- Дмитрий Менделеев и его удивительное открытие
- Менделеев: химик, физик, метеоролог, педагог
- Дмитрий Менделеев: судьба в науке
- Все открытия Менделеева
190 лет со дня рождения Д. И. Менделеева
• ОТКРЫТИЕ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ Ещё одно немалое достижение Менделеева – это открытие «температуры абсолютного кипения жидкостей», то есть критической температуры. Открытие Менделеева можно сравнить с работой Дарвина в биологии и Эйнштейна — в физике: это системообразующий фундаментальный научный прорыв, показавший, что свойства элементов определяются их строением. Прикладные открытия Менделеева, список которых можно продолжить таковыми в области кораблестроения, делались при сотрудничестве с исследовательскими географическими экспедициями. еев знал об этих исследованиях. Но в отличие от он учел атомные веса элементов, о чем сначала сообщил ведущим химикам мира, а затем опубликовал свое открытие в статье "Соотношение свойств с атомным весом элементов". Дмитрий Иванович Менделеев родился в 1834-м году в Тобольске.
Менделеев Дмитрий Иванович
Лантаноиды и актиноиды В третьей группе побочной подгруппе IIIB шестого и седьмого периодов находятся сразу несколько металлов, сходных по строению внешнего энергетического уровня и близких по химическим свойствам. У этих элементов электроны начинают заполнять третий по счёту от внешнего электронного слоя уровень. Это лантаноиды и актиноиды. Для удобства их помещают под основной таблицей.
Все они, кроме урана, практически не встречаются в природе и синтезируются искусственно. Переходные металлы Элементы побочных подгрупп, кроме лантаноидов и актиноидов, называют переходными металлами. Они вполне укладываются в привычные представления о металлах — твёрдые за исключением жидкой ртути , плотные, обладают характерным блеском, хорошо проводят тепло и электричество.
Валентные электроны их атомов находятся на внешнем и предвнешнем энергетических уровнях. Неметаллы Правый верхний угол таблицы до инертных газов занимают неметаллы. Неметаллы плохо проводят тепло и электричество и могут существовать в трёх агрегатных состояниях: твёрдом как углерод или кремний , жидком как бром и газообразном как кислород и азот.
Водород может проявлять как металлические, так и неметаллические свойства, поэтому его относят как к первой, так и к седьмой группе Периодической системы. Подгруппа углерода Четвёртую группу главную подгруппу IVА называют подгруппой углерода. Углерод и кремний обладают всеми свойствами неметаллов, германий и олово занимают промежуточную позицию, а свинец имеет выраженные металлические свойства.
Углерод образует несколько аллотропных модификаций — вариантов простых веществ, отличающихся по своему строению, а именно: графит, алмаз, фуллерит и другие. Большинство элементов подгруппы углерода — полупроводники проводят электричество за счёт примесей, но хуже, чем металлы. Графит, германий и кремний используют при изготовлении полупроводниковых элементов транзисторы, диоды, процессоры и так далее.
Подгруппа азота Пятую группу главную подгруппу VA называют пниктогенами или подгруппой азота. В ходе реакций эти элементы могут как отдавать электроны, так и принимать их, завершая внешний энергетический уровень. Физические свойства элементов подгруппы азота различны.
Азот является бесцветным газом. Фосфор, мягкое вещество, образует несколько вариантов аллотропных модификаций — белый, красный и чёрный фосфор. Мышьяк — твёрдый полуметалл, способный проводить электрический ток.
Висмут — блестящий серебристо-белый металл с радужным отливом. Азот — основное вещество в составе атмосферы нашей планеты. Некоторые элементы подгруппы азота токсичны для человека фосфор, мышьяк, висмут.
При этом азот и фосфор являются важными элементами почвенного питания растений, поэтому они входят в состав большинства удобрений. Азот и фосфор также участвуют в формировании важнейших молекул живых организмов — белков и нуклеиновых кислот. Подгруппа кислорода Халькогены или подгруппа кислорода — элементы шестой группы главной подгруппы VIA.
Для завершения внешнего электронного уровня атомам этих элементов не хватает лишь двух электронов, поэтому они проявляют сильные окислительные неметаллические свойства. Однако, по мере продвижения от кислорода к полонию они ослабевают.
Поэтому современная формулировка закона звучит так: Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов.
Этот принцип Менделеев проиллюстрировал в таблице, в которой были представлены все 63 известных на тот момент химических элемента. При её создании учёный предпринял ряд весьма смелых шагов. Во-вторых, в таблице были оставлены места для новых элементов, открытие которых учёный предсказал, подробно описав их свойства.
Мировое научное сообщество поначалу скептически отнеслось к открытию русского химика. Однако вскоре были открыты предсказанные им химические элементы: галлий, скандий и германий. Это разрушило сомнения в правильности системы Менделеева, которая навсегда изменила науку.
Там, где раньше учёному требовалось провести ряд сложнейших и даже не всегда возможных в реальности опытов — теперь стало достаточно одного взгляда в таблицу. Существует легенда, якобы знаменитая таблица явилась Менделееву во сне. Но сам Дмитрий Иванович эту информацию не подтвердил.
Он действительно нередко засиживался над работой до поздней ночи и засыпал, продолжая размышлять над решением задачи, однако факт мистического озарения во сне учёный отрицал: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете, сел и вдруг — готово! Теперь расскажем, как устроена Периодическая таблица элементов Менделеева и как ею пользоваться. Каждый из них занимает своё место в зависимости от атомного числа.
Оно показывает, сколько протонов содержит ядро атома элемента и сколько электронов в атоме находятся вокруг него. Атом каждого последующего элемента содержит на один протон больше, чем предыдущий. Периоды — это строки таблицы.
На данный момент их семь. У всех элементов одного периода одинаковое количество заполненных электронами энергетических уровней. Группы — это столбцы.
В группы в Периодической таблице объединяются элементы с одинаковым числом электронов на внешнем энергетическом уровне их атомов. В кратком варианте таблицы, используемой в школьных учебниках, элементы разделены на восемь групп. Каждая из них делится на главную A и побочную B подгруппы, которые объединяют элементы со сходными химическими свойствами.
Каждый элемент обозначается одной или двумя латинскими буквами. Порядковый номер элемента число протонов в его ядре обычно пишется в левом верхнем углу. Также в ячейке элемента указана его относительная атомная масса сумма масс протонов и нейтронов.
Это усреднённая величина, для расчёта которой используются атомные массы всех изотопов элемента с учётом их содержания в природе. Поэтому обычно она является дробным числом. Чтобы узнать количество нейтронов в ядре элемента, необходимо вычесть его порядковый номер из относительной атомной массы массового числа.
Свойства Периодической системы элементов Расположение химических элементов в таблице Менделеева позволяет сопоставлять не только их атомные массы, но и химические свойства. Вот как они изменяются в пределах группы сверху вниз : Металлические свойства усиливаются, неметаллические ослабевают.
Какими уникальными свойствами они обладают и как были открыты? Какие соединения и минералы образуются из комбинаций химических элементов? И, конечно, же каково их значение в жизни человека… Разбираемся вместе. Создание периодической системы элементов, последовательное применение периодического закона при изучении различных веществ является главным отличием работ Менделеева по систематизации элементов от аналогичных работ других ученых. Доказывая генетические отношения между химическими элементами, Менделеев писал: «До периодического закона простые тела представляли собой лишь отрывочные случайные явления природы». Установление периодического закона исключило случайность в изучении химических элементов. Менделеев не только открыл закон и построил таблицу элементов, но и способствовал устранению пробелов в таблице и улучшению ее.
Путешествие по таблице Д. Менделеева - Все жители «Химического элементариума» очень гордятся своими именами. А знаете ли вы, ребята, чьи имена носят они? Сейчас я предлагаю вам совершить путешествие по таблице Д.
Рукопись «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Человечество в целом очень справедливое и благодарное образование. Мудрец брадатый В числе биографических фильмов, выпущенных в СССР в короткий период конца 1940-х — начала 1950-х годов — фильмов, предельно одинаковых с точки зрения фабулы, постановочных и актерских приемов, общей интонации, — ученым было посвящено шесть. Выбор заглавных героев для них, в общем, неслучаен. Иван Павлов — не просто крупнейшая научная величина, но и человек, поддержавший советскую власть. Попов — изобретатель радио, символ пресловутого «приоритета русской науки», Мичурин — священная корова тогдашних лжеученых во главе с Лысенко, Пирогов — борец с «засильем немцев», Миклухо-Маклай и Пржевальский — путешественники и жертвы британских империалистических козней. В Британии нашли старейшую в мире таблицу Менделеева О Менделееве фильм не сняли — возможно, просто не успели: «биографический период» в советском кино закончился со смертью Сталина. А может быть, испугались нешаблонности фигуры. Притом, что реальная биография Менделеева фантастически кинематографична. Он повидал свет родился в Сибири, жил в Одессе и Крыму, стажировался в Гейдельберге, впоследствии объездил весь мир и был знаком буквально со всеми крупными учеными того времени , он занимался широчайшим кругом научных вопросов — от метрологии до демографии, он был демократом ушел из университета после отказа ректора принять из рук Менделеева студенческую петицию. Наконец, никогда не был в излишней чести у власти мало кто задумывается, но Менделеев так и не стал академиком — и умер членом-корреспондентом , не ладил с крупной буржуазией в частности, с Нобелями и не получил Нобелевскую премию.
Таблица Менделеева: история открытия, интересные факты и байки
Менделеев отвергал — или не торопился принимать — как раз те открытия, которые позволили нам по-настоящему, на новом уровне объяснить, почему работает Периодическая система. История открытия таблицы Менделеева начинается в 1869 году, когда российский ученый на заседании Русского химического общества рассказал своим коллегам о сделанном им открытии. ние периодической системы Менделеева с другими классификациями элементов.
Таблица Менделеева: история открытия, интересные факты и байки
Будьте в курсе событий Десятилетия науки и технологий! Десятилетие науки и технологий в России Российская наука стремительно развивается. Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна.
По вычислениям Менделеева, у эка-алюминия он должен быть 5,9.
Дмитрий Иванович написал французскому ученому о том, что, судя по свойствам открытого элемента, это не что иное, как предсказанный им в 1869- м эка-алюминий. После более точных исследований удельный вес галлия действительно получился 5,94! Открытие галлия вызвало настоящую сенсацию в научной среде.
Фамилии Менделеева и Лекока де Буабодрана в одночасье стали известны буквально всему миру. Ученые всех передовых стран воодушевились возможными успехами, что дало мощный старт дальнейшему поиску остальных предсказанных элементов. Десятки лабораторий Европы подключились к этой работе, не говоря уже о сотнях химиков, жаждущих необыкновенных открытий и славы.
При таком подходе успехи не заставили себя ждать. Уже в 1879 году профессор химии Ларс Фредерик Нильсон из шведского города Упсала открыл новый элемент, полностью соответствующий эка-бору. Он занимался изучением минералов, содержащих редкоземельные металлы, и стремился выделить из них соединения редкоземельных элементов в чистом виде, а затем определить физико-химические свойства и место в периодической системе.
В результате Нильсон открыл неизвестное соединение, которое сначала принял за оксид существующего элемента. После более подробных исследований было доказано, что это новый элемент. Профессор Нильсон назвал его скандием в честь родины Скандинавии.
На то, что открытый элемент очень похож на предсказанный Менделеевым эка-бор, указал другой шведский ученый — Пер Теодор Клеве, который обратил внимание, что многие свойства нового элемента, в частности формула оксида, бесцветность солей и нерастворимость оксида в щелочах, очень похожи на предсказанные свойства эка-бора. После этого скандий занял в периодической системе именно то место, на которое указывал русский химик. Винклер предложил назвать его нептунием, намекая на то, что история открытия очень сходна с обнаружением планеты Нептун.
Однако из-за того, что такое имя было дано ранее другому, ложно открытому элементу, Винклер придумал новое — германий — в честь родины. Но данное название вызвало неоднозначную реакцию у многих ученых. Конец спорам положил Менделеев, который к тому времени обладал неоспоримым авторитетом.
В своем письме к Винклеру он решительно поддержал название германий. Авторитет Менделеева был настолько велик, что после его смерти имя ученого было присвоено Русскому химическому обществу сейчас оно называется Российским химическим обществом им. Менделеева отечественным ученым за выдающиеся научные работы в области химической науки и технологии.
Действующий вулкан в южной части острова Кунашир Большой Курильской гряды также назван в честь великого химика Краткая биография На протяжении истории развития химической науки сделано немало открытий, однако немногие из них можно сопоставить с достижениями русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева. В развитии химии и других взаимосвязанных с ней наук отводится огромное значение периодическому закону и открытию периодической системы. На протяжении многих столетий ученые всего мира пытались найти и объяснить существующую закономерность и упорядочить элементы.
Однако только в XIX веке великий ученый Дмитрий Менделеев сумел точно описать свойства химических элементов и на основании этого составить таблицу. История открытия Многие ученые считают, что именно с открытием периодического закона начался современный этап развития химии и физики. Все известные химические элементы рассматривались в зависимости от того, на каком месте они расположены в периодической системе Менделеева.
Наука перестала быть строго описательной и стала предсказательной, появилась возможность прогнозировать и предвидеть. Доказательством тому стало открытие предсказанных Д. Менделеевым скандия, галлия, германия и некоторых других элементов.
Это способствовало основательному признанию периодического закона всем научным миром. На момент составления таблицы далеко не все элементы уже были известны. Поэтому ученый намеренно пропускал незаполненные клетки.
Пытаясь предсказать существование и открытие элементов, ученый назвал их предположительно экабор в соответствии с тем, что свойства были схожи с бором , а также экасилиций и экаалюминий. Научное предположение химика подтвердилось уже в течение следующих 15 лет: галлий был открыт французским ученым Лекоком де-Буабодраном; скандий обнаружил и исследовал шведский химик Нельсон; германий представлен миру науки в докладе немецкого специалиста Винклера. Появление этих элементов стало настоящим триумфом и подтверждением правильности суждений Менделеева.
Тем не менее, косвенные доказательства существования эфира Менделеев «получил» уже в конце 1860-х. Об этом он также упоминает в статье. Ниже я вернусь к этой статье, так как в ней Менделеев высказывает провидческие идеи о природе элементарных частиц. В 1868 году видный американский ученый Норман Локьер, основатель журнала «Nature», открыл в солнечном спектре новый элемент с ранее не известными эмиссионными линиями, который назвал «гелием». В версиях таблицы Менделеева ни от 1869, ни от 1871 года приведена выше гелий не указан, так как Дмитрий Иванович не представлял, в какую группу его отнести. Все вещества на Солнце существуют в форме ионизированного газа, поэтому по одной лишь спектральной линии было сложно понять, что представляет собой гелий при комнатной температуре. Но в вышеупомянутой статье Менделеев уже упоминает как о свойствах гелия в 1881 году выделен Луиджи Пальмьери из газа вулканических фумарол, позже получен шведскими химиками в количестве, достаточном для установления атомного веса , так и о свойствах аргона - обнаружен Уильямом Рамзаем в 1894 году в ходе последовательного вымораживания воздуха. Менделеев указывает, что и гелий, и аргон обладают выраженной химической «недеятельностью», то есть, не вступают в химические соединения с другими известными элементами.
Не вполне понимая устройство атома, Менделеев допускал, что гелий является не началом восьмой группы благородные газы с целиком заполненной внешней электронной оболочкой , а окончанием нулевого периода, за которым следует водород. Открытие Локьера стимулировало и других ученых направить спектроскоп в небо и искать там новые элементы, явно «иной» природы, нежели «земли» и металлы, которые в конце XIX века открывались при помощи минералогии. Непонимание природы электронных оболочек электрон был открыт только в 1898 году , а также непонимание того, из чего именно складывается атомный вес «неделимого» атома привело к нескольким заметным псевдооткрытиям. Наиболее известным из них является «элемент» короний. Линии этого «элемента» были обнаружены в 1869 году в солнечной короне Уильямом Харкнессом и Чарльзом Янгом. К 1887 году научное сообщество опровергло «мнения скептиков» относительно того, что обнаруженный элемент является сильно ионизированными атомами железа в действительности это были именно запредельно ионизированные атомы железа — и он был назван «коронием». Более того, в 1898 году итальянский ученый Рафаэлло Насини даже заявил, что выделил короний из фумарол Везувия — таким образом, продолжая указывать на его сходство с гелием. Менделеев ухватился за идею корония, так как, казалось, вот и начал достраиваться нулевой период таблицы.
В конце 1860-х — начале 1870-х он полагал, что гелий должен быть легче водорода и иметь дробный атомный вес. Но, когда атомный вес гелия был уточнен 4,00 , Менделеев допустил, что короний является благородным газом, который расположен над гелием, и масса его составляет около 0,4 от массы водорода.
Вообще Д. Менделеев ратовал за промышленное развитие и экономическую независимость России, уделял большое внимание орошению земель Нижнего Поволжья, улучшению судоходства на реках России, строительству новых железных дорог, освоению Северного морского пути. Кстати, он ездил не только по стране, но и в Западную Европу и США, знакомясь с заводами и промышленными выставками. В последних своих сочинениях 1905-1906 гг. Менделеев выступал за реальное а не т. Особое значение придавал подготовке учителей и профессоров, был талантливым лектором.
Дмитрий Иванович Менделеев в 1878-1888 гг. Он входил в состав Комиссии при Департаменте народного просвещения, созданной для обсуждения проекта по устройству зданий будущего Сибирского университета. Менделеевым совместно с профессором В. Флоринским была намечена структура помещений главного университетского корпуса, в частности. Менделееву принадлежало распределение помещений для кафедр химии, физики, ботаники, минералогии, геологии и зоологии. Он также предложил кандидатуру первого ректора университета Н. С нашим городом Томском у Дмитрия Ивановича была, можно сказать, «родственная связь, так как здесь работал смотрителем переселенцев Томской губернии его брат Иван, а также жили два племянника и племянница, муж которой А.