Издательско-полиграфичес­кий творческий дом имени Гафура Гуляма, 2018

§ 2. Периодический закон. Д.И. Периодическая система И.Д. Менделеева.
Периодический закон и периодическая система химических элементов - большое достижение науки, является основой современной химии. За основу, при создании периодической системы взята атомная масса. Многие химики, до Д.И. Менделеева: немецкие ученые И. Деберейнер (1780- 1849) и Л. Мейер (1830-1895), английский ученый Дж. Ньюлендс (1838 - 1898), французский А. Шанкуртуа (1819-1886) и другие- предлагали различные варианты классификации химических элементов. Однако никто из них не смог систематизировать все химические элементы, известные в то время. Только открытие русским ученым Д.И.Менделеевым одного из фундаментальных законов природы- периодического закона химических элементов- позволило создать единую систему химических элементов.
Д.И. Менделеев назвал закон, который он открыл, «закон периодичности», и сформулировал периодический закон так: «Свойства простых веществ, а также форма и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины их атомных весов». Открытая на его основе периодическая система объективно отражает периодический закон.
Ко времени открытия периодического закона были известны лишь 63 химических элемента. Кроме того, для многих химических элементов были неверно определены относительные атомные массы. Последнее обстоятельство особенно затрудняло систематизацию химических эле­ментов, так как Д.И.Менделеев брал за ее основу значение относительных атомных масс. Так, например, у бериллия относительная атомная масса была определена 13,5 вместо 9, а это значит, что бериллий следовало поместить не на четвертом, а на шестом месте. Однако Д.И. Менделеев был твердо убежден, что относительная атомная масса бериллия определена неверно и по совокупности свойств поместил его на четвертом месте. Сходные затруднения возникали и при расположении некоторых других элементов.
Чтобы разобраться в сущности открытого Д.И. Менделеевым закона, проследим за изменением свойств, химических элементов, расположенных в порядке возрастания их относительных атомных масс. Номер, который получает в этой последовательности каждый элемент, называется порядковым номером. Используя таблицу, вы можете определить следующее:

1. 
   В ряду от лития Li до фтора F с возрастанием относительных атомных масс наблюдается постепенное ослабление металлических и усиление неметаллических свойств. Литий Li-щелочной металл с ярко выраженными металлическими свойствами. У бериллия Be металлические свойства сильно ослаблены, его соединения амфотерны. У элемента бора В преобладает неметаллические свойства, которые затем постепенно усиливаются у последующих элементов, достигая наивысшей степени у фтора F. После него следует инертный элемент неон Ne.
   
2. 
   С возрастанием относительных атомных масс от лития Li до углерода С валентность в соединениях с кислородом увеличивается от 1 до 4. Начиная с углерода С элементы в этом ряду образуют также летучие соединения с водородом. Валентность в соединениях с водородом уменьшается от 4 у углерода С до 1 у фтора F.
   
3. 
   Начиная с элемента натрия Na (порядковый номер 11) наблюдается повторяемость свойств предыдущего ряда. Натрий Na (подобно литию Li)- элемент с сильно выраженными металлическими свойствами, у магния Mg (аналогично берилию Be) металлические свойства выражены слабее. Алюминий А1 (подобно бериллию Be) образует соединения с амфотерными свойствами. Кремний Si (как и углерод С) - неметалл. У последующих элементов - фосфора Р и серы S- неметаллические свойства еще более усиливаются. Предпоследний в этом ряду элемент хлор С1 (подобно фтору F) обладает наиболее сильно выраженными неметаллическими свойствами. Этот ряд, как и предыдущий, заканчивается инертным элементом аргоном. Аналогично предыдущему ряду валентность в соединениях с кислородом возрастает от 1 у элемента натрия Na до 7 у элемента хлора С1. Валентность в соединениях с водородом уменьшается: у кремния Si -4, у хлора Cl -1.
   
4. 
   Начиная с калия (порядковый номер 19), вновь наблюдается постепенное изменение свойств от типичных щелочных металлов от типичного неметалла галогена. Периодически повторяются не только химические свойства, но и формы их соединений. Например, литий образует с кислородом соединение состава Li2O аналогичную форму имеют кислородные соединения элементов, повторяющих свойства лития - Na₂O, К₂О, Rb₂O, Cs₂O.
   

Все ряды элементов, расположенные в порядке увеличения их атомных масс, Д.И Менделеев разделил на периоды. На границе каждого периода свойства элементов закономерно изменяются (например, начиная щелочным металлом, заканчивая галогеном). В периодах располагаются элементы, сходные по свойствам и обладающие одинаковой валентностью. Таким образом Менделеев составил таблицу, названную им периодической системой элементов. На основании периодической системы он исправил атомные массы ряда элементов, предсказал существование в природе нескольких еще не открытых элементов и оставил свободные клетки в таблице для 29 элементов.
Для трех таких предполагаемых элементов Д.И Менделеев предсказал физические и химические свойства на основании свойств, окружающих их в таблице элементов и дал им условные названия-экабор, экаалюминий и экасицилий. Окружающие их элементы Д. Менделеев назвал аналогами. Например, атомная масса элемента магния определяется как средняя арифметическая величина масс атомных аналогов, а именно:
9,01(Ве) + 40,08(Са) + 22,99(Na) + 26,98(А1)
A_r(Mg) = 4 = 24,76
Предсказания Д.И.Менделеева блестяще подтвердились. Все три элемента были открыты еще при жизни Менделеева и предсказанные свойства их точно совпали со свойствами, определенными опытным путем.