Davriy sistema

d avriy tizimni tashkil etish printsipi

Uning stolida D.I. Mendeleev kimyoviy elementlarni massani ko'paytirish uchun qatorlarga ajratdi, qatorlar uzunligini tanlab, bitta ustundagi kimyoviy elementlar o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lishini ta'minladi.

Nobil gazlar - geliy, neon, argon, kripton, ksenon va radon boshqa elementlar bilan reaktsiyaga kirishishni xohlamaydilar va kam kimyoviy faollikni namoyish etadilar, shuning uchun o'ng burchakda.

Bunga javoban, eng chap ustunning elementlari - litiy, natriy, kaliy va boshqalar - boshqa moddalar bilan qattiq reaksiyaga kirishadi, jarayon portlash xususiyatiga ega. Jadvalning boshqa ustunlaridagi elementlar xuddi shunday harakat qilishadi - ustun ichida bu xususiyatlar o'xshash, ammo bitta ustundan boshqasiga o'tishda o'zgarib turadi.

Davriy tizim birinchi versiyasida shunchaki tabiatda mavjud bo'lgan ishlarning holatini aks ettirgan. Dastlab, jadval nima uchun bunday bo'lishi kerakligini tushuntirmadi. Va faqat kvant mexanikasi paydo bo'lishi bilan davriy jadvaldagi elementlarning joylashuvining haqiqiy ma'nosi aniq bo'ldi.

Urangacha bo'lgan kimyoviy elementlar (92 proton va 92 elektrondan iborat) tabiatda uchraydi. 93 raqamidan boshlab laboratoriyada yaratilgan sun'iy elementlar.

Dmitriy Ivanovich Mendeleevning davriy qonuni tabiatning asosiy qonunlaridan biri bo'lib, u kimyoviy elementlar va oddiy moddalarning xususiyatlarini ularning atom massalari bilan bog'liqligini bog'laydi. Hozirgi vaqtda qonun aniqlandi va xususiyatlarning bog'liqligi atom yadrosining zaryadlari bilan izohlanadi.

Qonunni rus olimlari 1869 yilda kashf etdilar. Mendeleev uni Rossiya kimyo jamiyati kongressiga qilgan ma'ruzasida ilmiy jamoatchilikka taqdim etdi (ma'ruzani boshqa bir olim tayyorladi, chunki Mendeleev Sankt-Peterburg erkin iqtisodiy jamiyatining topshirig'i bilan zudlik bilan tark etishga majbur bo'ldi). Xuddi shu yili talabalar uchun Dmitriy Ivanovich tomonidan yozilgan "Kimyo asoslari" darsligi nashr etildi. Unda olim mashhur birikmalarning xususiyatlarini tavsiflab berdi, shuningdek kimyoviy elementlarni mantiqiy tizimlashtirishga harakat qildi. Shuningdek, u davriy qonunni grafik talqini sifatida davriy ravishda tartibga solingan elementlar bilan birinchi jadvalni taqdim etdi. Keyingi yillar davomida Mendeleev o'z jadvalini yaxshilagan, masalan, 25 yildan keyin kashf etilgan inert gazlar ustunini qo'shdi.

Ilmiy hamjamiyat, hatto Rossiyada ham buyuk rus kimyogarining g'oyalarini darhol qabul qilmadi. Ammo Mendeleev o'zining mashhur ma'ruzasida bashorat qilgan va tasvirlab bergan uchta yangi element (1875 yilda galliy, 1879 yilda skandiy va 1886 yilda Germaniya) kashf qilingandan so'ng davriy qonun tan olindi.

Bu tabiatning universal qonunidir.

Qonunni grafik ravishda aks ettiradigan jadval nafaqat barcha ma'lum elementlarni, balki hali ham ochiq bo'lganlarni o'z ichiga oladi.

Barcha yangi kashfiyotlar qonun va jadvalning dolzarbligiga ta'sir qilmadi. Jadval yaxshilanmoqda va o'zgartirilmoqda, ammo uning mohiyati o'zgarishsiz qoldi.

Atom og'irligini va ba'zi elementlarning boshqa xususiyatlarini aniqlashtirishga, yangi elementlarning mavjudligini taxmin qilishga ruxsat berilgan.

Kimyogarlarga yangi elementlarni qanday va qaerda qidirish kerakligi to'g'risida ishonchli ma'lumot berildi. Bundan tashqari, qonun hali ochilmagan elementlarning xususiyatlarini oldindan aniqlash imkoniyatini beradi.

U 19-asrda noorganik kimyoning rivojlanishida juda katta rol o'ynagan.

Kashfiyot hikoyasi

Mendeleev o'z stolini tushida ko'rgan va ertalab uyg'onib, yozib qo'yganligi haqida go'zal afsona bor. Aslida, bu shunchaki afsona. Olimning o‘zi 20 yillik umrini elementlar davriy jadvalini yaratish va takomillashtirishga bag‘ishlaganini ko‘p marotaba aytgan.

Hammasi Dmitriy Ivanovich talabalar uchun noorganik kimyo bo'yicha darslik yozishga qaror qilganidan boshlandi, u o'sha paytda ma'lum bo'lgan barcha bilimlarni tizimlashtirmoqchi edi. Tabiiyki, u o'zidan oldingi odamlarning yutuqlari va kashfiyotlariga suyangan. Birinchi marta atom og'irliklari va elementlarning xossalari o'rtasidagi munosabatlarga e'tiborni nemis kimyogari Dybereiner berdi, u bilgan elementlarini ma'lum qoidalarga bo'ysunadigan o'xshash xususiyatlar va og'irliklarga ega bo'lgan uchlikka ajratishga harakat qildi. Har uch tomonda o'rta element ikkita haddan tashqari elementning arifmetik o'rtacha qiymatiga yaqin og'irlikka ega edi. Olim shu tariqa beshta guruhni tuzishga muvaffaq bo'ldi, masalan Li - Na - K; Cl - Br - I. Ammo bu barcha ma'lum elementlardan uzoq edi. Bundan tashqari, uchlik elementlar o'xshash xususiyatlarga ega elementlar ro'yxatini aniq chiqarib tashlamadi. Umumiy naqshni topishga urinishlar keyinchalik nemislar Gmelin va fon Pettenkofer, frantsuzlar J. Dyumas va de Chancourtoy, Britaniyaning Newlands va Odling shaharlari tomonidan amalga oshirildi. Nemis olimi Meyer eng uzoqni ilgari surdi, u 1864 yilda davriy jadvalga juda o'xshash jadvalni tuzgan, ammo unda atigi 28 ta element bo'lgan, 63 tasi allaqachon ma'lum edi.

O'zidan oldingilaridan farqli o'laroq, Mendeleev muvaffaqiyatga erishdi   ma'lum bir tizim bo'yicha joylashgan barcha ma'lum elementlarni o'z ichiga olgan jadval tuzish. Shu bilan birga, u ba'zi hujayralarni to'ldirilmagan holda qoldirdi, ba'zi elementlarning atom og'irligini hisoblab, ularning xususiyatlarini tavsifladi. Bundan tashqari, rus olimi u kashf etgan qonun umumbashariy tabiat qonuni ekanligini va uni "davriy qonun" deb atashni jasorat va farosatga ega bo'lgan. "A" so'zini aytib, u stolga sig'maydigan elementlarning atom og'irliklarini tuzatdi. Keyinchalik batafsil tekshirish natijasida uning tuzatishlari to'g'ri ekanligi va u tasvirlab bergan faraz elementlarining kashf etilishi yangi qonun haqiqatining yakuniy tasdig'i bo'ldi: amaliyot nazariya haqiqat ekanligini isbotladi.

Tabiatda bizni o'rab turgan har bir narsa, xoh kosmik ob'ektlar, xoh oddiy yer jismlari yoki tirik organizmlar moddalardan iborat. Ularning ko'p turlari bor. Hatto qadimgi davrlarda ham odamlar nafaqat jismoniy holatlarini o'zgartirishga, balki asliga nisbatan boshqa xususiyatlarga ega bo'lgan boshqa moddalarga aylanishga qodirligini payqashdi. Ammo bu erda moddaning bunday o'zgarishi sodir bo'lgan qonunlarni odam darhol anglay olmadi. Buning uchun moddaning asosini to'g'ri aniqlash va tabiatda mavjud bo'lgan elementlarni tasniflash kerak edi. Bu faqat XIX asr o'rtalarida davriy qonun ochilishi bilan mumkin bo'ldi. Uning yaratilish tarixi D.I. Mendeleevdan oldin ko'p yillik mehnat talab qilingan va butun insoniyatning ko'p asrlik tajribasi ushbu turdagi bilimlarning shakllanishiga hissa qo'shgan.

Kimyoning asoslari qachon asos solingan?

Qadimgi hunarmandlar turli metallarni quyish va eritishda juda yaxshi muvaffaqiyatga erishgan, ularning transmutatsiyasining ko'plab sirlarini bilishgan. Ular o'zlarining bilimlari va tajribalarini o'rta asrlargacha ishlatgan avlodlariga etkazdilar. Asosan metallarni qimmatli narsalarga aylantirish mumkinligiga ishonishgan, aslida bu 16-asrgacha kimyogarlarning asosiy vazifasi bo'lgan. Aslida qadimgi Yunoniston olimlarining barcha materiyalar bir-birlarini boshqasiga aylantirishga qodir bo'lgan ba'zi "boshlang'ich elementlardan" qurilganligi haqidagi falsafiy va mistik g'oyalari ham xuddi shu fikrga kiritilgan. Ushbu yondashuv yaqqol sodda bo'lishiga qaramay, davriy qonunning kashfiyoti tarixida muhim rol o'ynadi.

Panatseya va oq damlamasi

Asosiy printsipni izlashda alkimyogarlar ikkita fantastik moddaning mavjudligiga qat'iy ishonishdi. Ulardan biri afsonalarda ulug'langan faylasufning toshi edi, shuningdek, hayot elliksi yoki panatseya deb ham ataladi. Bunday vosita nafaqat simob, qo'rg'oshin, kumush va boshqa moddalarni oltinga aylantirishning ishonchli usuli bo'libgina qolmay, balki insoniyatning har qanday kasalliklarini davolaydigan mo''jizaviy universal dori vazifasini o'tagan. Oq damlamasi deb nomlangan yana bir element unchalik samarali emas edi, ammo boshqa moddalarni kumushga aylantirish qobiliyatiga ega edi.

Davriy qonun kashfiyotining tarixi haqida gapirganda, alkimyogarlar tomonidan to'plangan bilimlarni eslamaslik mumkin emas. Ular ramziy fikrlashning naqshini o'zida mujassam etgan. Ushbu yarim mistik fan vakillari dunyoning ma'lum bir kimyoviy modelini va undagi kosmik darajadagi jarayonlarni yaratdilar. Hamma narsaning mohiyatini tushunish uchun ular laboratoriya texnikalari, asbob-uskunalar va kimyoviy shisha idishlar haqidagi ma'lumotlarni batafsil, batafsil va tirishqoqlik bilan o'z tajribalarini hamkasblari va avlodlariga etkazishda yozib qo'yishdi.

Tasniflash zarurati

19-asrga kelib, kimyoviy elementlarning xilma-xilligi to'g'risida muhim ma'lumotlar etarlicha to'plangan bo'lib, bu olimlarning tabiiy ehtiyojlari va ularni tizimlashtirish istagini tug'dirdi. Ammo bunday tasnifni amalga oshirish uchun qo'shimcha tajriba ma'lumotlari, shuningdek, mistik emas, balki moddalarning tuzilishi va materiyaning asosiy tuzilishining mohiyati to'g'risida hali mavjud bo'lmagan ma'lumotlar talab qilinardi. Bundan tashqari, o'sha davrda ma'lum bo'lgan kimyoviy elementlarning atom massalarining qiymati to'g'risida mavjud bo'lgan ma'lumotlar tizimlashtirish amalga oshirilganligi aniq aniqlikda farq qilmadi.

Ammo tabiatshunoslar orasida tasniflashga urinishlar hozirgi zamon fanining asosini tashkil etadigan narsalarning asl mohiyatini anglashdan ancha oldin amalga oshirilgan. Va bu yo'nalishda ko'plab olimlar ishladilar. Mendeleevning davriy qonunini kashf qilishning shartlari haqida qisqacha gapirganda, biz bunday elementlarning birlashmalarining misollarini eslatib o'tamiz.

Uchburchaklar

O'sha davr olimlari, turli xil moddalar tomonidan namoyon bo'ladigan xususiyatlar ularning atom massalari qiymatiga bog'liq ekanligi shubhasizdir. Buni anglagan germaniyalik kimyogar Ioxann Dyobeiner, moddaning asosini tashkil etuvchi elementlarni tasniflashning o'ziga xos tizimini taklif qildi. Bu 1829 yilda sodir bo'ldi. Va bu voqea ilm-fanning rivojlanish davridagi jiddiy bir olg'a siljishi, shuningdek davriy qonunni kashf etish tarixidagi muhim bosqich edi. Doebereiner ma'lum elementlarni jamoalarga birlashtirdi va ularga "uchlik" nomini berdi. Mavjud tizimga ko'ra, ekstremal elementlarning massasi ular orasidagi guruhning a'zolarining atom massalarining yig'indisiga teng bo'lgan.

Uchlik chegaralarini kengaytirishga urinishlar

Ko'rsatilgan Döbereiner tizimida kamchiliklar mavjud edi. Masalan, bariy, stronsiy, kaltsiy zanjirida tarkibida va tarkibida o'xshash magniy bo'lmagan. Va tellur, selen, oltingugurt jamiyatida kislorod yetarli emas edi. Boshqa ko'plab shunga o'xshash moddalarni ham triad tizimiga ko'ra tasniflash mumkin emas edi.

Ushbu g'oyalar ko'plab boshqa kimyogarlarni rivojlantirishga harakat qildi. Xususan, nemis olimi Leopold Gmelin tasniflangan elementlar guruhlarini kengaytirish, ularni elementlarning ekvivalent og'irligi va elektromagnitivligi tartibida taqsimlash orqali "tor" doirani surishga harakat qildi. Uning tuzilmalari nafaqat triadlarni, balki tetradlarni, pentadlarni ham yaratdi, ammo nemis kimyogari davriy qonunning mohiyatini anglay olmadi.

Spiral de Chancourtois

Alexander de Chancourtois yanada murakkab qurilish sxemasini ishlab chiqdi. U ularni silindrga o'ralgan samolyotga joylashtirdi va ularni atom massalarini ko'paytirish tartibida 45 ° qiyalik bilan vertikal ravishda tarqatdi. Taklif etilganidek, berilgan hajmli geometrik figuraning o'qiga parallel chiziqlar bo'ylab shunga o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan narsalar joylashgan bo'lishi kerak.

Ammo amalda ideal tasnif natija bermadi, chunki hech qachon tegishli elementlar ba'zan bitta vertikal ustiga tushmaydilar. Masalan, gidroksidi metallarning yonida marganetsning mutlaqo boshqacha kimyoviy harakati bor edi. Oltingugurt, kislorod va ular bilan mutlaqo boshqa titan elementi bitta "shirkatga" kirdi. Biroq, bunday sxema ham davriy qonunni kashf etish tarixida o'z o'rnini egallab, o'z hissasini qo'shdi.

Tasniflarni yaratishga boshqa urinishlar

Ta'rifdan so'ng Jon Nyuklend tasniflash tizimini taklif qildi va natijada hosil bo'lgan seriyalarning har sakkizinchi a'zosi atom massasining ko'payishi bilan tartibga solingan elementlarning xususiyatlarida o'xshashliklar mavjudligini ta'kidladi. Topilgan naqshni musiqiy oktavalarni tartibga solish bilan solishtirish olimga nasib qildi. Shu bilan birga, u har bir elementni gorizontal qatorlarga qo'yib, o'zining seriya raqamini berdi. Ammo bunday sxema yana idealga aylanmadi va ilmiy doiralarda juda shubha bilan baholandi.

1964-1970 yillarda Odling va Meyer shuningdek kimyoviy elementlarni tashkil etadigan jadvallarni yaratdilar. Ammo bunday urinishlarning yana kamchiliklari bor edi. Bularning barchasi Mendeleev tomonidan davriy qonunni kashf qilish arafasida sodir bo'ldi. Va nomaqbul tasniflashga urinishlar bo'lgan ba'zi asarlar bugungi kunda biz foydalanadigan jadval dunyoga taqdim etilganidan keyin ham nashr etildi.