Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
В истории мировой науки запечатлены имена прославленных ученых, чьи открытия способствовали прогрессу знаний о природе, овладению ее тайнами, использова­нию их на благо человечества. В истории человеческих знаний немало подвигов. Но очень немногие из них можно сопоставить с тем, что было сделано
Д.И. Менделеевым.

ПОДВИГ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
Величие научного подвига Менделеева не только не стирается временем, но продолжает расти. И никто не может сказать, будет ли когда-нибудь исчерпано до конца все содержимое одного из величайших в науке обобщений — периодического закона Д.И. Менделеева.
Законы природы, открытые человеком, различны. Их трудно сравнивать между собой. Но законы сравнимы по самому главному — по возможности предсказания нового, предвидения неизвестного. Периодический закон в этом отношении не имеет себе равных в истории науки.

ПРЕДШЕСТВЕННИКИ МЕНДЕЛЕЕВА
1-го марта 1869 года Д.И. Менделеев открыл периодический закон. Открытию закона предшествовала длительная и напряженная научная работа Менделеева в течение 15 лет (1854-1869), а дальнейшему его углублению было отдано еще 25 лет (до начала 1907 года).
Предшественники Менделеева (Доберейнер, Ньюлендс, Мейер) своими усилиями сделали много для подготовки открытия периодического закона. Но ни один из этих ученых не решился на основании подмеченной периодичности предсказать новые химические элементы. Никто не сумел в полном объеме охватить совокупность физических и химических свойств элементов и образованных ими веществ, обнаруживающих всю глубину периодического закона. Для них периодичность была лишь удобным способом классификации; они не увидели в ней фундаментального закона природы.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1868-1869ГГ.
Приступая к чтению лекции по химии в Петербургском университете и перебрав все книги, Менделеев не нашел ничего, что можно было бы рекомендовать студентам в качестве учебного пособия. Поэтому он решил написать новую книгу «Основы химии».

ОПЫТ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ
Он элементы ставит в строй,
но всё ж Таблица не выходит…
Тогда усталостью сражён,
лег на диван и видит сон…

ЕСТЕСТВЕННАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д.МЕНДЕЛЕЕВА (1871 Г.)

ОТКРЫТИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА
Располагая элементы по возрастанию их атомных масс, Менделеев заметил, что резкое изменение свойств при переходе от галогена к щелочному металлу и уменьшение основных свойств при переходе от щелочного металла к щелочноземельному периодически повторяются. Оказалось, что и формы соединений элементов также периодически повторяются. Например, оксид лития имеет вид Li2O, аналогичная же форма оксида и у повторяющих свойства лития элементов: натрия, калия, рубидия, цезия. Все это дало возможность Менделееву открытый им закон назвать законом периодичности и сформулировать следующим об­разом: «Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».

СТОРОННИКИ И ОППОНЕНТЫ
Вокруг периодического закона вскоре же после его открытия развернулась острая длительная дискуссия, отразившаяся на душевном состоянии Менделеева.
Сторонников у него сначала было очень мало, даже среди русских химиков. Оппонентов же — много, особенно в Германии и Англии. Это были химики, мыслившие эмпирически и не признававшие роли теории. К ним относились Бунзен в Германии, Зинин в России, Нильсон и Петерсон в Швеции.

ПРЕДВИДЕНИЯ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
Открытие периодического закона позволило Менделееву дать блестящий образец научного предвидения. В 1870 г. он предсказал существование трех еще неизвестных тогда элементов, которые назвал экасилицием, экаалюминием и экабором, — для них предназначались пустые клетки в периодической системе. Менделеев сумел правильно определить и важнейшие свойства новых элементов.

УЧЕБНИК ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Первый учебник по неорганической химии на основе пери­одического закона написал в Петербурге Рихтер (1874) и этим помог его признанию. Но решающее значение имели открытия трех предсказанных Менделеевым элементов. В 1875 г. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о работах Менделеева, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду свойств и по способу открытия (спектральным путем) галлий совпадал с экаалюминием Менделеева. Но его удельный вес оказался сначала меньше предсказанного. И Менделеев послал во Францию «Заметку по поводу откры­тия галлия», настаивая на своих данных.

ТРИУМФ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА
Это был первый триумф периодического закона, вызвавший большой интерес к трудам Менделеева и его предвидению. Ученый мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминия оказалось таким точным. И периодический закон начинает утверждаться в химии, переходя из гипотезы в строго доказанную истину.
В 1879 г. Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился предсказанный Менделеевым экабор.
В 1886 г. Винклер открыл германий. Его свойства с удивительной точностью совпали с предсказанными Менделеевым для экасилиция.

ТАБЛИЦА 1920 ГОДА

МЕТОД АНГЛИЙСКОГО ФИЗИКА МОЗЛИ
Создание периодической системы поставило перед учеными новую задачу: найти физическое обоснование закона. На это указывал и сам Менделеев, который писал о периоди­ческом законе как о «новой тайне природы, еще не поддающейся рациональной концепции».
В 1913 году английский физик Мозли разработал метод экспериментального определения величин зарядов ядер по рентгеновским спектрам элементов и ввел термин «атомный номер». Опытным путем он установил, что заряды ядер изменяются в соответствии с порядковыми номерами элементов в периодической таблице. Порядковый номер, или заряд атомного ядра, становится важнейшей характеристи­кой атома, определяющей его структуру, физические и химические свойства. Поэтому современная формулировка периодического закона такова: «Свойства химических элементов (в образуемых ими простых и сложных веществах) находятся в периодической зависимости от величины заряда их атомных ядер».

ПЕРИОДИЧНОСТЬ СВОЙСТВ
АТОМОВ
Открытие величин зарядов ядер элементов лишний раз и окончательно подтвердило правильность мысли Д.И. Менделеева о том, что последующее знание только углубит понимание периодического закона, но не изменит его существа. Но самой крупной вехой в физическом осмыслении периодического закона явилась теория великого датского ученого Нильса Бора, который в 1921 году высказал мысль о том, что периодичность свойств атомов определяется периодическим строением их электронных оболочек.
Этот закон и теперь остается самым важным законом химии. Он позволяет разобраться в огромном многообразии явлений, с которыми мы встречаемся в природе.