Mavzu: D. I. Mendeleevning kimyoviy elementlar davriy qonuni va davriy sistemasi hamda uning ahamiyati

Kimyoviy elеmеntlarni sinflarga ajratish yo‘lida olib borilgan dastlabki izlanishlar.

Matematika deganda turli sonlar, jadvallar ko’z oldimizga keladi. Kimyo deganda esa, turli elementlar joylashgan davriy jadval ko’z oldimizga keladi. Davriy sistema bu kimyoning asosiy o’rganish birligidir. Hozirgi kunda fanga ma`lum elementlar soni 118 ta, shundan 114 tasi nomlanib davriy sistemaga kiritilgan. XVII asr oxirida 25 ta element ma`lum bo’lib, XIX asrning birinchi choragida yana 19 ta element kashf qilingan. Kashf qilingan elementlarni fizik va kimyoviy xossalarini olimlar o’rgandilar. Bu tekshirishlar natijasida ba’zi elementlarning avvaldan ma`lum bo’lgan tabiiy guruhlari ishqoriy metallar, ishqoriy yer metallar, galogenlarga o’xshashli elementlar va ularning birikmalari haqidagi ma`lumotlar kimyogarlar oldiga barcha elementlarni guruhlarga ajratish vazifasini qo’ydi. 1789 yilda A.Lavuaze kimyoviy elementlarning birinchi klassifikatsiyasini yaratdi, u barcha moddalarni 4 guruhga ya`ni: metallar, metalmaslar, kislota radikallari va oksidlarga ajratdi. 1812 yilda Berselius barcha elementlarni metallar va metalmaslarga ajratdi. Bunday sinflash unchalik aniq bo’lmasada, haligacha o’z kuchini yo’qotganicha yo’q. 1829 yil Iogann Valfgang Debereyner uchta-uchta elementdan iborat o’xshash elementlarning guruhlarini tuzdi va ularni triyadalar deb atadi. 1865 yilda D.Nyulends elementlar ekvivalentlarini o’sish tartibida bir qatorga terib 8-elementda 1-element xossalari qaytarilishi aniqlandi.
N<sub>2</sub>, Li, Ve, V, S, H<sub>2</sub>, O<sub>2</sub>
F<sub>2</sub>, Na, Mg, Al, Si, R, S
CI<sub>2</sub>, K, Sa, Sr, Ge, As, Se
Nyulends elementlarni aktivlarga ajratish elementlarning istalgancha bir joydan boshqa joyga ko’chirdi. Gner o’rniga 2 ta element joylashtirdi. U yangi kimyoviy elementlar kashf qilinishini etiborga olmadi. Kimyoviy elementlarning davriy sistemasi kimyoviy elementlar davriy qonunining jadvaldagi ifodasi bo’lib, kimyoviy elementlarning tabiiy klassifikatsiyasidir. Uning strukturasi ko’p jihatdan hozirgi zamondagiga o’xshash. Nemis olimi Lotar Meyer 1864 yilda o’z sistemasini ishlab chiqdi. U 27 ta elementlarni valentliklariga qarab 6 gruppaga bo’ldi. U o’z asarini "atom og’irliklarning son bilan ifodalanadigan qiymatlarida biror qonuniyat borligiga shubxa bo’lishi mumkin emas" degan ibora bilan tugatdi. Keyin u elementlarning solishtirma hajmlari davriy ravishda o’zgarishini (yana bir necha elementdan keyin qaytarilishini) kashf etdi. Bu kashfiyot katta ahamiyatga ega bo’ldi, lekin davriy qonunni ta`riflash uchun yetarli emas edi.
Chuqur ilmiy bashorat va taqqoslashlar asosida D.I.Mendeleev 1869 yilda tabiatning muhim qonuni - kimyoviy elementlarning davriy qonuni va uning grafik ifodasi - davriy jadval hozirgi zamon kimyo fanining fundamenti bo’lib qoldi. D.I.Mendeleev kimyoviy elementlarning ko’pchilik xossalari shu elementlarning atom og’irligiga bog’liq ekanligini topish. U o’sha zamonda ma`lum bo’lgan barcha elementlarni atom og’irligi ortib borish tartibida bir qatorga qo’yilganda elementlarning xossalari 7 ta, 17 ta va 31 ta elementdan keyin keladigan elementlarda qaytarilishini, ya`ni davriylik borligini ko’rdi. Masalan, Li dan F₂ ga o’tgan atom og’irlik ortib borishi bilan va ular birikmalarining kimyoviy xossalari ma`lum qonuniyat bilan o’zgarib boradi. Li tipik metalmas sifatida topilgan elementdir, F<sub>2</sub> dan keyingi element - Na (o’sha zamonda Ne xali ma`lum emas edi) o’z xossalari bilan Li ga o’xshaydi. Uning oksidi Na₂O o’z shakli bilan Li₂O ga o’xshaydi. Hozirgi atom tuzilishi nazariyasi bo’yicha bu mustasnolik mutlaqo to’g’ri ekanligi ma`lum bo’ldi. Demak kimyoviy elementlar atom massasi ortib borish tarkibida joylashtirilganda ularda xossalarning o’zgarishi uzluksiz ravishda davom etmasdan balki aynan bir yo’nalishdagi elementlarda davriy takrorlanadi. Qati’yan aniq sondagi elementlardan keyin orqadagi dastlabki xossalarga qaytiladi, so’ngra ma`lum chegarada oldingi elementlar xossalari o’sha ketma-ketlikda, ammo bir qadar sifat miqdoriy farq bilan takrorlanadi.

D.I.Mendeleev o’zi kashf etgan davriy qonuni quyidagicha tariflanadi: oddiy moddalarning (elementlarning) xossalari shuningdek, elementlar birikmalarining shakl va xossalari elementlarning atom og’irlik qiymatlariga, fizikaviy va ximiyaviy xossalariga bog’liq.

Kimyoviy elementlar ma'lum izcxillikda joylashtirilganda xossalari muayyan qonuniyat asosida o’zgaradigan va ishqoriy metallardan boshlanib, inert gazlar bilan tugaydigan oraliqni Mendeleev davrlar deb ataladi. (bundan N₂ va Ne mustasno)

Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si R Cl Ar
Bunday vertikal qatorlarda xossalari o’xshash va bir xil valentlikka ega bo’lgan elementlar turadi. Masalan Li va Na, Be, Mg, C, Si va xokazolar. Mendeleev barcha elementlarni o’xshash qatorlik davrlarga bo’ldi va davrlar qatoriga kimyoviy moyillik belgisi jihatdan o’xshash elementlarni bir-birining tagiga joylashtirib jadval tuzdi. Bu jadval davriy qonunning ko’rgazmali ifodasi bo’lib Mendeleev elementlar davriy sistemasi deb ataldi. Davriy jadvalning (keyin ocqilgan elementlar bilan to’ldirilgan ). Unda 7 davr, 10 gorizontal qator va 9 vertikal gruppadan iborat.Ulardan bittasi 0 nolinchi gruppa bo’lib, unda inert gazlar joylashtirilgan 1-3 davrlar kichik 4,6,7- davrlar katta davrlar deb ataladi. 1-davr ikkita element H₂ va He; 2 va 3-davrlarda 8-element, 4,5-davrda 18-element, 6-davrda 32 ta element, 7-davrda 28-element bor.
Jadvalning umumiy ko’rinishini uchun lantanoidlar (*) belgi bilan jadvalning tagiga alohida joylashtirilgan 7-davrida hozircha 2 ta element bo’lib ulardan 14 tasi (№ 90-103) atomning tuzilishi jihatidan Ac ga o’xshaydi. Shuning uchun aktinoidlar deb ataladi. Ular davriy jadvalning pastki qismida (**) belgi bilan alohida joylashtirilgan.
Mendeleev umrining 40 yilini elementlar davriy jadvalini takomilashtirishga uning har xil variantlarini ishlab chiqishga bag’ishladi. Elementlar davriy jadvalini to’zishda Mendeleev juda ko’p qiyincxiliklarga duch keldi. Chunki o’sha davrda 69 ta element kashf qilingan bo’lib, ulardan ba'zilarining atom massalari noto’g’ri edi. Ammo olim o’z qonuni tabiatining muhim qonunlaridan biri ekanligiga astoydil ishonib, unga tayangan holda dadil harakatlar qilib davriy jadvalni yaratdi.
Endi D.I.Mendeleev sistemasidagi elementlar atomlaridan energiya qavatlarini energiya qavatlarini elektronlar bilan to’lib borishi tarkibida ko’rib chiqamiz. Har qaysi qavatda joylana oladigan elektronlarning soni formula bilan ifodalanadi (bu yerda n -qavat nomeri). Shunga ko’ra atomning birinchi qavati 2 tadan ortiq electron bo’la olmaydi. Shuning uchun davriy sistemaning 1-elementi H₂ da bitta elektron va 2-elementi He da 2 ta elektron bo’ladi. Binobarin, H₂ atomning elektron konfigurasiyasi 1s¹ bilan ifodalanadi. Uning yadro zaryad +1 kimyoviy reaksiya vaqtida H₂ atomi yagona elektronini boshqa moddalarga berib H⁺ ionini hosil qiladi.
M. Plank 1900 yilda Kvantlar nazariyasini yaratdi. Unga muvofiq energiya mayda zarrachalar - kvantlardan iborat. Har qaysi kvantning qiymati shu nur to’lqinlarini 1 sek.dagi tebranish soniga bog’liq. Har qanday tebranma sistema energiyani faqat kvantlar holida topadi va chiqaradi. Har qaysi kvant kattaligi quyidagi Plank tenglamasi bilan hisoblanadi: E - energiya kvanti, h- Plank doimisi (6,624* 10 ^-32 J*s), = chastota ( V=C/; С yorug’lik tezligi, lambda to’lqin uzunligi) 1905 yilda A. Eynshteyn no’rning eng kichik umumiy kvanti foton deb atadi. 1 foton h ga teng.