Фундамент современной химии: периодическая система Менделеева

«Истина открывается в тиши тем, кто ее разыскивает.»
Дмитрий Менделеев

Открытие периодического закона и упорядочивание химических элементов стало важнейшей вехой в истории науки. Этот прорыв совершил русский ученый Дмитрий Менделеев, который смог объединить известные свойства элементов в единую стройную систему.

Вещий сон химика

Дмитрий Иванович Менделеев
Дмитрий Иванович Менделеев (1834–1907) — российский химик, автор периодического закона химических элементов

В XIX веке химия переживала подъем: постоянно открывались новые элементы, создавались их соединения, изучались свойства. К середине столетия было известно о существовании 63 химических элементов. Многие ученые интуитивно чувствовали, что их можно привести в упорядоченную систему, и работали над решением этой задачи, но достичь убедительных результатов не удавалось никому. Английский химик и музыкант Джон Ньюлендс ближе других подошел к созданию периодической системы, но он пытался увязать химию с музыкальной гармонией, и к его разработкам не отнеслись всерьез.

И вот, в 1869 году русский химик Менделеев сообщил об открытии периодического закона химических элементов и представил составленную на его основе таблицу. Это было итогом многолетнего упорного труда, таланта и… озарения. Многие слышали легенду о том, что периодический закон был открыт Менделеевым во сне. Насколько правдива эта история? Сам автор закона высказывал по этому поводу противоречивые утверждения. Журналистам он говорил, что работал над таблицей 20 лет, — и это правда. А друзьям сознавался, что окончательный вариант системы пришел к нему во сне. И это тоже правда. Но этот сон не приснился бы ему, если бы не предварительная подготовка в виде нескольких лет научной работы.

Дмитрий Иванович очень долго бился над проблемой правильной расстановки элементов, бывало, не спал ночами и забывал поесть. Однажды, после трех дней интенсивной работы, он, уставший, прилег отдохнуть и задремал. Вот тут-то ему и привиделась периодическая таблица во всей красе и точности. Очнувшись, он немедленно занес на бумагу свое видение. Позже, несколько раз все перепроверив, Менделеев внес всего лишь одно существенное уточнение в приснившуюся таблицу.

Главная особенность периодической таблицы Менделеева заключается в том, что классификация построена на двух признаках: атомной массе и химических свойствах

По вертикали и по горизонтали

Суть периодического закона, открытого Менделеевым, заключается в том, что свойства элементов зависят от их атомной массы. При этом меняются они не монотонно, а периодически. Что это означает? Если расположить элементы по возрастанию атомной массы, то через определенное количество элементов свойства начинают повторяться. К примеру, фтор похож на хлор, а натрий — на калий. В таблице они расположены друг под другом, в разных рядах, но в одних и тех же колонках.

Таким образом, в каждом ряду периодической таблицы происходит постепенное возрастание массы элементов. А в каждой колонке собраны элементы со схожими химическими свойствами. К примеру, с правого края таблицы находится колонка, содержащая так называемые благородные газы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Это вещества, известные своей низкой химической активностью — они неохотно вступают в реакции с другими элементами. Вещества из крайней левой колонки (литий, натрий и т. д.) обладают противоположными качествами — во взаимодействиях они проявляют себя очень бурно.

Составляя таблицу, Менделеев обнаружил, что некоторые элементы в нее не вписываются, и, чтобы они заняли свои места, нужно изменить их атомную массу. Он так и сделал. Самое поразительное — впоследствии было обнаружено, что «приписанная» атомная масса оказалась правильной! Это стало одним из доказательств того, что ученый открыл фундаментальный закон природы. Вторым доказательством послужило открытие многочисленных новых элементов, которые были предсказаны Менделеевым и идеально вписались в таблицу.

Существует легенда, что Менделеев изобрел водку, вернее, придумал смешивать спирт с водой в таких пропорциях, чтобы получался сорокаградусный напиток. На самом деле ученый написал диссертацию «Рассуждение о соединении спирта с водою», где не было ни слова о водке

Поделиться ссылкой