Felépítése "és" fejlesztése "q
A kémiai elemek rendszerezésének problémája a 19. század közepén nagy figyelmet szentelt. amikor világossá vált, hogy a környező anyagok sokfélesége viszonylag kicsi kémiai elemek különböző kombinációinak eredménye.
Ez a kifejezés a periódus tanainak történészeit idézték sokszor, azonban nem állította meg a célt, hogy megfelelően feltárja tartalmát. De már majdnem száz év telt el azóta, hogy ezt a sort papírra helyezték.
Próbáljuk kitalálni, melyik "felépítmény" és milyen "fejlődés" Mendelejev gondolkodik.
1905g nyarán. elvégezte a Kémiai alapismeretek nyolcadik kiadásával kapcsolatos munkát, az utolsó életében, a legteljesebb tartalmat. A legújabb kémiai és fizikai felfedezések tükröződtek és értékeltek benne. Az időszakos törvényeket és az elemek rendszereit az akkori időkben általánosan elismerték, a tankönyvekben és monográfiákban. Mendelejev sokkal világosabb, mint bárki más megértette, hogy az időszakosság elméletében még mindig sok megoldatlan probléma van, és hogy új nehézségek fognak felmerülni fejlődésének útján. Az egyiket 1900-ban sikerült legyőzni. Ez összefüggésbe hozható a nemesgázok rendszeres rendszerében történő elhelyezéssel. Ezeket a kémiailag inaktív elemeket egy külön nulla csoportot osztották fel benne. Mendelejev az asztal bal oldalára helyezte az alkáli fémeket. Néhány tudós általában úgy vélte, hogy azok összeegyeztethetetlenek az időszakos rendszerrel.
Ahol a ritka földi elemek problémája bonyolultabbá és zavarosabbá vált. Nem volt lehetséges meghatározni véges számukat, kivételes vegyi hasonlóságuk megmaradt. És következésképpen a rendszerbe helyezésük kérdése feltűnt a levegőben.
Az időszakos törvény lényeges hibája, sok kémikus a XIX. Század végén úgy vélte az úgynevezett anomáliákat a rendszer egyes elemeinek atomtömegében bekövetkező változások sorrendjében. Az a tény, hogy három elempárban: kobalt-nikkel, argon-kálium és tellúr-jód, az előző elemek atomtömegei nagyobbak voltak, mint a későbbiekben. Ezeket az elemeket azonban nem lehetett megváltoztatni a táblázatban, mert így jelentősen aláásta struktúráját, megsértette az időszakos törvény alapelveit.
Logikusnak tűnt feltételezni, hogy a megnevezett elemek atomtömegei nem voltak helyesen meghatározva, de a lelkiismeretes mérések elutasították ezt a feltételezést. Mendeleyev maga nyugodtan kezelte az "anomáliák" problémáját.
Mendelejev nem említi az argon-káliumpár "anomáliáját", mivel az argon atomtömege még nem született meg. Eközben ez az anomália volt a leginkább "rosszindulatú" az időszakos rendszer számára. A Chemistry Fundamentals of Chemistry nyolcadik kiadásában Mendeleyev szerint az argon atomtömege 38 volt (szemben a káliummal szemben). Az "anomáliák" okainak megmagyarázásában egy másik "felépítményt" látott, amelyet az időszakosságról kellett tanítani.
A jövő azonban nem korlátozódott a "részletek javítására": az "anomáliák" megmaradtak. Ők semmiképpen sem rontották az időszakos törvényeket. Éppen ellenkezőleg, ezek magyarázata alapvető következtetésekhez vezetett, amelyek nemcsak a periodikusságot, hanem az anyagi világ mélyebb szabályszerűségeit is érintik. Kérdezzük fel a kérdést: vajon nem lehet-e három "anomália" az elemek természetes sorozata, de sokkal több? Ha ragaszkodunk az atomtömegek következetes növekedéséhez, akkor ez a sorozat másnak tűnik, és a periodicitás jelenségének megállapítása nem lenne olyan nyilvánvaló, és 1869-ben Mendeleevnek aligha volt lehetősége arra, hogy kifejlessze az "Elementáris rendszer tapasztalatát".
A természet azonban nem volt nagylelkű további "anomáliákkal". Ahhoz, hogy megértsük, miért kell fordulni az "izobár" fogalmához. Az izobárok atomok, amelyek különböző nukleáris töltéssel rendelkeznek, de ugyanolyan tömegek.
Van egy "vas" szabály (a Shchukarev-Mataukh-szabály): ha a két izobár atomtestének díjai 1-tel különböznek, akkor az egyikük szükségszerűen radioaktív. Részletesebben megmagyarázta, hogy a 43-as (technécium) és 61 (promethium) rendszámú elemek miért nem tartalmaznak természetes tárgyakat: nincsenek stabil izotópjai.
Körülbelül 280 stabil nuclid van, míg a stabil elemek körülbelül 1/4-ét csak egy atomok képviselik. By the way, mindezen mono-nuklid elemek furcsa sorszámú (kivétel a beryllium (Z = 4).
A fennmaradó elemek két (páratlan elemet) vagy több atomot tartalmaznak. Ugyanakkor az isotópok százalékos aránya a stabil elemben különböző, gyakran jelentősen. De ez a körülmény végső soron az atomtömeg értékét szabályozza. Ennek következtében a Shchukarev-Matthauha-szabály, amely egy objektíven létező mintát tükrözött, rendező szerepet játszott, és életképes stabil nuclideket hagyott a Földön, szigorúan meghatározott mennyiségekben. Ez hozzájárult az elemek természetes sorozatának "építéséhez" az atomtömegük növekedésének sorrendjében.
Nyilvánvaló, hogy Mendelejev nem tudta előre látni, milyen váratlanul fejlődik ez az "anomális" történet. Felhívta a figyelmet más problémákra, amelyek megoldását fontosnak tartották az "időszakos törvényesség megerõsítéséhez".
Egyikük az időszakos rendszer alsó határát érintette. A következőképpen lehet megfogalmazni: az elemek könnyebbek, mint a hidrogén?
1902-ben Mendelejev írta egyik leglenyűgözőbb műve "Egy kísérlet a kémiai tudatosság a világéterről". Vannak vonalak benne: "Soha nem vette észre, hogy hidrogén lenne, hogy elkezdjen egy sor elemet, bár ez nem volt könnyebb, és még mindig nincs más elemi vagy összetett gáz az ismertek között." Végül is nem volt komoly oka annak feltételezésére, hogy a hidrogén vezetné az időszakos rendszert: nem lehetett-e lehetővé tenni az "elődök" létét, ha az atomtömeg kevesebb, mint 1?
A legutóbb csatlakoztatott és látnoki kijelentéseket az urán (1906): „Két összes ismert elemek urán, tekintettel arra, hogy a legmagasabb atomsúlyának vele összekapcsolódott két legfontosabb - a különböző kapcsolatok - megkezdik a fizika és a kémia korunk, nevezetesen. argon nyitó elemek és radioaktív anyagok. tetején, ismert tömegű koncentrációja súlyos anyag oszthatatlan atomtömege meglévő urán. "
Miért engedélyezte az urán a természetet a természetes kémiai elemek lezárásának kiváltsága? Miért vannak olyan elemei, amelyek atomjai atomjai nagy veszteséggel rendelkeznek, nincs elegendő élettartamuk ahhoz, hogy eredeti formájukban túlélhessék a bolygónkat? A válasz megtalálható az atommagok tulajdonságainak törvényeinek megértésével.
Mengyelejev várt „felépítmény” is az első alkalommal:”. Elképzelhető ugyanis, hogy az első sorban, amely jelenleg ismert egyetlen hidrogénatom, annak elemei lesznek nyitva, de ott nem csak egy rendszert régió, hanem a tipikus elemei, és ezért azt várhatjuk eredetiség. és a funkciók. " A hidrogén és a hélium között nem volt új elem. Azonban más „anyagból készült alkatrészeket a természet”, amelynek létezését előre látta alapuló prediktív képességeit a rendszer előbb-utóbb nyílt: gallium, szkandium, germánium, a polónium, rádium, aktínium - élete során; technécium, hafnium, rénium, franciaország, protaktinum - halála után.
Az 1930-as évek végére. a hidrogén és az urán közötti táblában nem volt több üres sejt. Mesterséges fúziós jelentősen eltolódott a felső határa a rendszer: a sajtó már jelentették szintézisére elemek Z = 112. Eközben a várható élettartam a nehéz transzurán elemek (minden esetben, kezdve Z> 103) annyira elhanyagolható, hogy a kísérleti vizsgálata kémiai természetüktől vagy hatalmas nehézségekkel teli, vagy valójában nem kivitelezhető. Csak elméletileg lehet értékelni tulajdonságait. A karakterek kerülnek a megfelelő sejtek a rendszer - az, szigorúan véve, csak bizonyíték lehetőségek és eredmények a nukleáris fizika; a kémia számára fantomok.
1913-1914-ig fizikai indoklásáig. Az időszakos törvény objektíven csak a tények empirikus generalizációját jelentette. Ezt maga Mendeleyev valósította meg, ismételten azzal érvelve, hogy megtalálja az időszakosság kiváltó okait. A 8. alkalommal „Principles of Chemistry,” mondta, „Magyarázd hogy kifejezze a periodikus törvény - azt jelenti, hogy kifejezze és magyarázza az oka a törvény több arányok, a különböző elemek változtatnak atomi és ezzel egyidejűleg, hogy megértsék, mi a tömeg és a gravitáció.” Jellegének tisztázása tömeg és a gravitáció tűnt Mengyelejev akarjuk érteni a fizikai jelentését időközönként. Azonban ő valójában nem reagált a megjelenése az elektronikus modellek atomi szerkezete, sőt az ő hozzáállása az elektron több mint szkeptikus. Közben, 1904-ben. Dzh.Tomson alapján a javasolt atomi modell kísérletet tett, hogy ismertesse a periodikus változásokat tulajdonságainak kémiai elemek. Mert minden ellentmondás mégis tartalmazott racionális feltételezése rendszeres térbeli eloszlása elektronok az atomok, hogy hamarosan értelmezésénél Bohr, azt használják, hogy megteremtse a periódusos rendszer elmélete. Valószínűleg Mendelejev nem ismerte Thomson ötleteit.
Egy fejezet a periodikus törvény a 8. kiadás „Fundamentals of Chemistry”, tette hozzá ezekkel a szavakkal :. „periodikus törvény nemcsak felkarolta a kölcsönös kapcsolatokat az elemek és vy¬razil a hasonlóságokat, hanem ad némi véglegesség tana formák vegyületek által alkotott elemek, lehetővé téve, hogy megfelelő bármilyen változás a kémiai és fizikai tulajdonságainak egyszerű és összetett testek. Ezek a kapcsolatok lehetővé teszik, hogy előre a tulajdonságait a tapasztalat még nem vizsgálták az egyszerű és összetett testek, ezért előkészíti a talajt az építési nukleáris energia és a részleges mechanika. " Itt Mengyelejev méltatja régi ötletet, hogy szükség van a „belső mechanika atomok és részecskék”, amely alapján a newtoni nézetet. Ilyen mechanika (kvantum) ténylegesen létre a késő 1920-as évek. de ez alapján az alapvetően eltérő fizikai valóságot. Lehetőség van, hogy egy mély elméleti értelmezése a jelenségek a periodicitás, bár természetesen nem annak a ténynek köszönhető, hogy ő gondolt Mengyelejev. Egy figyelemre méltó tulajdonsága a design alapjait Mengyelejev periodicitás tanítás az, hogy ha ő fogalmazott semmilyen javaslatot vagy kifejezett bizonyos ötleteket, aztán, mint általában, ne tegye ki őket többé-kevésbé ser¬eznomu felülvizsgálatát. A fejlesztés elképzeléseiket a frekvencia különböző lenyűgöző integritását. Ugyanakkor nem lehet azt mondani, hogy az ilyen integritás rejlő még a legátfogóbb munka a történelem alakulását a nagy felfedezések a Mengyelejev. Mégis ezek nagyrészt töredékes, összpontosít „csomóponti” pillanat a történet; A teljes kreatív folyamat az időszakos logika nyitva marad, nem addig, amíg a végén, és ott minden bizonnyal képes felfedni sok érdekes és váratlan helyzetekben.