گزارش: جدول تناوبی و اهمیت آن در توسعه شیمی توسط D. Mendeleev

جدول تناوبی عناصر تأثیر زیادی در پیشرفت بعدی شیمی داشت.

دیمیتری ایوانوویچ مندلیف (1834-1907)

این نه تنها اولین طبقه بندی طبیعی عناصر شیمیایی بود که نشان داد آنها یک سیستم هماهنگ را تشکیل می دهند و در ارتباط نزدیک با یکدیگر هستند، بلکه به ابزاری قدرتمند برای تحقیقات بیشتر تبدیل شد.

در زمانی که مندلیف جدول خود را بر اساس قانون تناوبی که کشف کرد تهیه کرد، بسیاری از عناصر هنوز ناشناخته بودند. بنابراین، عنصر دوره چهارم اسکاندیم ناشناخته بود. از نظر جرم اتمی، تیتانیوم بعد از کلسیم قرار گرفت، اما تیتانیوم را نمی‌توان بلافاصله بعد از کلسیم قرار داد، زیرا در گروه سوم قرار می‌گیرد، در حالی که تیتانیوم اکسید بالاتری را تشکیل می‌دهد و با توجه به سایر خواص باید در گروه چهارم طبقه‌بندی شود. . بنابراین، مندلیف یک سلول را رد کرد، یعنی بین کلسیم و تیتانیوم فضای خالی باقی گذاشت. بر همین اساس، در دوره چهارم، دو سلول آزاد بین روی و آرسنیک باقی ماند که اکنون توسط عناصر گالیوم و ژرمانیوم اشغال شده است. هنوز صندلی های خالی در ردیف های دیگر وجود دارد. مندلیف نه تنها متقاعد شده بود که باید عناصر هنوز ناشناخته ای وجود داشته باشد که این فضاها را پر کند، بلکه ویژگی های چنین عناصری را از قبل بر اساس موقعیت آنها در میان سایر عناصر جدول تناوبی پیش بینی کرد. او نام ekabor را به یکی از آنها داد، که در آینده قرار بود بین کلسیم و تیتانیوم (چون خواص آن شبیه به بور باشد) قرار گیرد. دو مورد دیگر که بین روی و آرسنیک بین روی و آرسنیک در جدول باقی مانده بود، eka-aluminium و eca-silicon نامگذاری شدند.

در طی 15 سال آینده، پیش‌بینی‌های مندلیف به طرز درخشانی تأیید شد: هر سه عنصر مورد انتظار کشف شدند. ابتدا، شیمیدان فرانسوی Lecoq de Boisbaudran، گالیوم را کشف کرد که تمام خواص eka-aluminium را دارد. سپس، در سوئد، L. F. Nilsson اسکاندیم را کشف کرد که دارای خواص اکابورون بود، و سرانجام، چند سال بعد در آلمان، K. A. Winkler عنصری را کشف کرد که ژرمانیوم نامیده شد، که مشخص شد مشابه کاسیلیکون است.

برای قضاوت در مورد دقت شگفت انگیز آینده نگری مندلیف، اجازه دهید خواص سیلیسیم اکا را که او در سال 1871 پیش بینی کرد با خواص ژرمانیوم کشف شده در سال 1886 مقایسه کنیم:

کشف گالیم، اسکاندیم و ژرمانیوم بزرگترین پیروزی قانون تناوبی بود.

سیستم تناوبی نیز در تعیین ظرفیت و جرم اتمی برخی از عناصر اهمیت زیادی داشت. بنابراین، عنصر بریلیم برای مدت طولانی به عنوان آنالوگ آلومینیوم در نظر گرفته شده است و اکسید آن به فرمول اختصاص داده شده است. بر اساس ترکیب درصد و فرمول مورد انتظار اکسید بریلیم، جرم اتمی آن 13.5 در نظر گرفته شد. جدول تناوبی نشان داده است که تنها یک مکان برای بریلیم در جدول وجود دارد، یعنی بالای منیزیم، بنابراین اکسید آن باید فرمولی داشته باشد که جرم اتمی بریلیم برابر با 10 است. این نتیجه به زودی با تعیین جرم اتمی بریلیم از چگالی بخار کلرید آن تأیید شد.

دقیقاً و در حال حاضر، قانون تناوبی، ریسمان راهنما و اصل راهنمای شیمی باقی مانده است. بر اساس آن بود که عناصر فرااورانیوم واقع در جدول تناوبی پس از اورانیوم به طور مصنوعی در دهه های اخیر ایجاد شدند. یکی از آنها - عنصر شماره 101 که برای اولین بار در سال 1955 به دست آمد - به افتخار دانشمند بزرگ روسی مندلویوم نامگذاری شد.

کشف قانون تناوبی و ایجاد سیستمی از عناصر شیمیایی نه تنها برای شیمی، بلکه برای فلسفه و برای کل درک ما از جهان اهمیت زیادی داشت. مندلیف نشان داد که عناصر شیمیایی یک سیستم هماهنگ را تشکیل می دهند که بر اساس قانون اساسی طبیعت است. این بیانی است از موضع دیالکتیک ماتریالیستی در مورد پیوستگی و وابستگی متقابل پدیده های طبیعی. با آشکار کردن رابطه بین خواص عناصر شیمیایی و جرم اتم های آنها، قانون تناوبی تأییدی درخشان از یکی از قوانین جهانی توسعه طبیعت - قانون انتقال کمیت به کیفیت بود.

توسعه بعدی علم، بر اساس قانون تناوبی، درک ساختار ماده را بسیار عمیق تر از آنچه در زمان زندگی مندلیف ممکن بود امکان پذیر کرد.

نظریه ساختار اتمی که در قرن بیستم توسعه یافت، به نوبه خود به قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر، روشنایی جدید و عمیق تری بخشید. سخنان نبوی مندلیف به طرز درخشانی تأیید شد: "قانون دوره ای با نابودی تهدید نمی شود، بلکه فقط روبنا و توسعه را نوید می دهد."

جدول تناوبی عناصر تأثیر زیادی در پیشرفت بعدی شیمی داشت. این نه تنها اولین طبقه بندی طبیعی عناصر شیمیایی بود که نشان می داد آنها یک سیستم هماهنگ را تشکیل می دهند و در ارتباط نزدیک با یکدیگر هستند، بلکه ابزار قدرتمندی برای تحقیقات بیشتر نیز بود.
در زمانی که مندلیف جدول خود را بر اساس قانون تناوبی که کشف کرد تهیه کرد، بسیاری از عناصر هنوز ناشناخته بودند. بنابراین، دوره 4 عنصر اسکاندیم ناشناخته بود. از نظر جرم اتمی، Ti بعد از Ca آمده است، اما Ti نمی تواند بلافاصله بعد از Ca قرار گیرد، زیرا در گروه 3 قرار می گیرد، اما به دلیل ویژگی های Ti باید در گروه 4 طبقه بندی شود. بنابراین، مندلیف یک سلول را از دست داد. بر همین اساس، در دوره 4، دو سلول آزاد بین Zn و As باقی ماند. هنوز صندلی های خالی در ردیف های دیگر وجود دارد. مندلیف نه تنها متقاعد شده بود که هنوز باید عناصر ناشناخته ای وجود داشته باشد که این مکان ها را پر کند، اما همچنین ویژگی های چنین عناصری را از قبل بر اساس موقعیت آنها در میان سایر عناصر جدول تناوبی پیش بینی کرده است.به این عناصر نام‌های اکابورون (از آنجایی که قرار بود خواص آن شبیه بور باشد)، اکالومینیم، اکاسیلیسیوم و ... داده شد.

در طی 15 سال آینده، پیش‌بینی‌های مندلیف به طرز درخشانی تأیید شد. هر سه عنصر مورد انتظار باز بودند. ابتدا، شیمیدان فرانسوی Lecoq de Boisbaudran، گالیوم را کشف کرد که تمام خواص eka-aluminium را دارد. به دنبال آن، در سوئد L.F. نیلسون اسکاندیم را کشف کرد و سرانجام، چند سال بعد در آلمان، K.A. Winkler عنصری را که ژرمانیوم نامید، کشف کرد، که معلوم شد شبیه به exiliation است.
کشف Ga, Sc, Ge بزرگترین پیروزی قانون تناوبی بود. سیستم تناوبی نیز در تعیین ظرفیت و جرم اتمی برخی از عناصر اهمیت زیادی داشت. به همین ترتیب، جدول تناوبی انگیزه ای برای تصحیح جرم اتمی برخی عناصر داد.به عنوان مثال، قبلاً جرم اتمی Cs 123.4 بود. مندلیف، با مرتب کردن عناصر در یک جدول، دریافت که، با توجه به ویژگی های آن، Cs باید در زیرگروه اصلی گروه اول تحت Rb باشد و بنابراین جرم اتمی آن حدود 130 خواهد بود. تعاریف مدرن نشان می دهد که جرم اتمی Cs 132.9054 است..
و در حال حاضر، قانون تناوبی ستاره راهنمای شیمی باقی مانده است. بر اساس آن بود که عناصر فرااورانیوم به طور مصنوعی ایجاد شد.یکی از آنها، عنصر شماره 101، که برای اولین بار در سال 1955 به دست آمد، به افتخار دانشمند بزرگ روسی مندلویوم نام گرفت.
توسعه بعدی علم این امکان را فراهم کرد که بر اساس قانون تناوبی، ساختار ماده را بسیار عمیق تر درک کنیم.
در زمان زندگی مندلیف این امکان وجود داشت.
سخنان نبوی مندلیف به طرز درخشانی تأیید شد: "قانون دوره ای با نابودی تهدید نمی شود، بلکه فقط روبنا و توسعه وعده داده شده است."

D.I. مندلیف نوشت: «قبل از قانون تناوبی، عناصر فقط پدیده‌های تصادفی پراکنده طبیعت را نشان می‌دادند. هیچ دلیلی برای انتظار موارد جدید وجود نداشت، و آنهایی که دوباره یافت شدند یک تازگی کاملاً غیرمنتظره بودند. الگوی تناوبی اولین موردی بود که امکان دیدن عناصر هنوز کشف نشده را در فاصله‌ای فراهم کرد که دید بدون کمک این الگو هنوز به آن نرسیده بود.

با کشف قانون تناوبی، شیمی به عنوان یک علم توصیفی متوقف شد - ابزاری برای آینده نگری علمی دریافت کرد. این قانون و نمایش گرافیکی آن - جدول جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط D.I. مندلیف - هر سه عملکرد مهم دانش نظری را انجام می دهد: تعمیم، توضیح و پیش بینی. بر اساس آنها، دانشمندان:

  • تمام اطلاعات در مورد عناصر شیمیایی و مواد تشکیل دهنده آنها را سیستماتیک و خلاصه کرد.
  • برای انواع مختلف وابستگی های دوره ای موجود در دنیای عناصر شیمیایی، آنها را بر اساس ساختار اتم های عناصر توضیح داد.
  • پیش بینی کرد، خواص عناصر شیمیایی هنوز کشف نشده و مواد تشکیل شده توسط آنها را توصیف کرد و همچنین راه های کشف آنها را نشان داد.

خود D. I. مندلیف مجبور شد اطلاعات مربوط به عناصر شیمیایی را زمانی که قانون تناوبی را کشف کرد، جدول خود را ساخت و بهبود بخشید، سیستماتیک و تعمیم دهد. علاوه بر این، اشتباهات در مقادیر توده های اتمی و وجود عناصری که هنوز کشف نشده بودند، مشکلات بیشتری ایجاد کرد. اما دانشمند بزرگ به صحت قانون طبیعت که کشف کرده بود کاملاً متقاعد شده بود. وی بر اساس شباهت در خواص و اعتقاد به تعیین صحیح جایگاه عناصر در جدول نظام تناوبی، جرم و ظرفیت اتمی را در ترکیبات با اکسیژن ده عنصر پذیرفته شده در آن زمان به طور قابل توجهی تغییر داد و آنها را برای آن "تصحیح" کرد. ده نفر دیگر او هشت عنصر را در جدول قرار داد، برخلاف تصور عمومی در آن زمان در مورد شباهت آنها با دیگران. به عنوان مثال، او تالیم را از خانواده طبیعی فلزات قلیایی حذف کرد و آن را با توجه به بالاترین ظرفیتی که از خود نشان می دهد در گروه III قرار داد. او بریلیم را با جرم اتمی نسبی (13) و ظرفیت III از گروه III به II منتقل کرد و مقدار جرم اتمی نسبی آن را به 9 و بیشترین ظرفیت را به II تغییر داد.

اکثر دانشمندان اصلاحات D.I. مندلیف را بیهوده علمی و وقاحت بی اساس می دانستند. قانون تناوبی و جدول عناصر شیمیایی به عنوان یک فرضیه در نظر گرفته شد، یعنی فرضی که نیاز به تأیید دارد. دانشمند این را فهمید و دقیقاً برای بررسی درستی قانون و سیستم عناصری که کشف کرده بود، ویژگی های عناصری که هنوز کشف نشده بودند و حتی روش های کشف آنها را بر اساس مکان مورد نظر آنها در سیستم به تفصیل شرح داد. . او با استفاده از نسخه اول جدول، چهار پیش‌بینی در مورد وجود عناصر ناشناخته (گالیوم، ژرمانیوم، هافنیوم، اسکاندیم) و با توجه به نسخه دوم بهبود یافته، هفت پیش‌بینی دیگر (تکنسیوم، رنیم، استاتین، فرانسیم، رادیوم، اکتینیم، پروتاکتینیم).

در طول دوره از 1869 تا 1886، سه عنصر پیش بینی شده کشف شد: گالیم (P. E. Lecoq de Boisbaudran، فرانسه، 1875)، اسکاندیم (L. F. Nilsson، سوئد، 1879) و ژرمانیوم (C. Winkler، آلمان، 1886). کشف اولین مورد از این عناصر، که صحت پیش‌بینی دانشمند بزرگ روسی را تأیید کرد، تنها علاقه و شگفتی را در بین همکارانش برانگیخت. کشف ژرمانیوم یک پیروزی واقعی قانون تناوبی بود. K. Winkler در مقاله "پیام در مورد آلمان" نوشت: "دیگر هیچ شکی وجود ندارد که عنصر جدید چیزی نیست جز اکای سیلیسی که پانزده سال قبل توسط مندلیف پیش بینی شده بود. برای اثبات قانع‌کننده‌تر از اعتبار دکترین تناوب عناصر به سختی می‌توان به جز تجسم اکاسیلیکون فرضی تاکنون ارائه کرد، و واقعاً چیزی بیش از تأیید ساده یک نظریه جسورانه ارائه شده را نشان می‌دهد. گسترش چشمگیر میدان دید شیمیایی، گامی بزرگ در زمینه شناخت."

بر اساس قانون و جدول D.I. مندلیف، گازهای نجیب پیش بینی و کشف شد. و اکنون این قانون به عنوان یک ستاره راهنما برای کشف یا ایجاد مصنوعی عناصر شیمیایی جدید عمل می کند. به عنوان مثال، می توان استدلال کرد که عنصر #114 شبیه سرب (ekaslead) است و #118 یک گاز نجیب (ekaradone) است.

کشف قانون تناوبی و ایجاد جدول جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط D.I. مندلیف، جستجو برای دلایل اتصال عناصر را تحریک کرد، به شناسایی ساختار پیچیده اتم و توسعه اتم کمک کرد. دکترین ساختار اتم این آموزش به نوبه خود امکان آشکارسازی معنای فیزیکی قانون تناوبی و توضیح ترتیب عناصر در جدول تناوبی را فراهم کرد. منجر به کشف انرژی اتمی و استفاده از آن برای نیازهای بشر شد.

سوالات و وظایف § 5

  1. تجزیه و تحلیل توزیع عناصر ماکرو بیوژنیک بر اساس دوره ها و گروه های جدول تناوبی مندلیف. به یاد بیاوریم که اینها شامل C، H، O، N، Ca، S، P، K، Mg، Fe هستند.
  2. چرا عناصر زیرگروه های اصلی دوره 2 و 3 را آنالوگ شیمیایی می نامند؟ این قیاس چگونه خود را نشان می دهد؟
  3. چرا هیدروژن، بر خلاف سایر عناصر، دو بار در جدول تناوبی مندلیف نوشته شده است؟ صحت موقعیت دوگانه هیدروژن را در جدول تناوبی با مقایسه ساختار و خواص اتم، ماده ساده و ترکیبات آن با اشکال مربوط به وجود عناصر دیگر - فلزات قلیایی و هالوژن ها ثابت کنید.
  4. چرا خواص لانتانیم و لانتانیدها، اکتینیم و اکتینیدها اینقدر شبیه است؟
  5. چه اشکالی از ترکیبات برای عناصر زیرگروه اصلی و فرعی یکسان خواهد بود؟
  6. چرا فرمول های کلی ترکیبات هیدروژنی فرار در جدول تناوبی فقط در زیر عناصر زیر گروه های اصلی و فرمول های اکسیدهای بالاتر - در زیر عناصر هر دو زیر گروه (در وسط) نوشته شده است؟
  7. فرمول کلی هیدروکسید بالاتر مربوط به عناصر گروه VII چیست؟ شخصیت او چیست؟

در سال 1869، D.I. مندلیف، بر اساس تجزیه و تحلیل خواص مواد و ترکیبات ساده، قانون تناوبی را فرموله کرد: "خواص اجسام ساده و ترکیبات عناصر به طور دوره ای به بزرگی جرم اتمی عناصر وابسته است."بر اساس قانون تناوبی، نظام تناوبی عناصر تدوین شد. در آن، عناصر با ویژگی های مشابه در ستون های گروه عمودی ترکیب شدند. در برخی موارد، هنگام قرار دادن عناصر در جدول تناوبی، برای حفظ تناوب تکرار خواص، لازم بود که توالی افزایش جرم اتمی را مختل کنیم. به عنوان مثال، ما مجبور شدیم تلوریم و ید و همچنین آرگون و پتاسیم را "مبادله" کنیم. دلیل آن این است که مندلیف قانون تناوبی را در زمانی پیشنهاد کرد که هیچ چیز در مورد ساختار اتم مشخص نبود.پس از ارائه مدل سیاره ای اتم در قرن بیستم، قانون تناوبی به صورت زیر فرموله می شود:

"خواص عناصر و ترکیبات شیمیایی به طور دوره ای به بارهای هسته اتم بستگی دارد."

بار هسته برابر با تعداد عنصر جدول تناوبی و تعداد الکترون های لایه الکترونی اتم است. این فرمول "نقض" قانون تناوبی را توضیح داد. در جدول تناوبی، عدد دوره برابر با تعداد سطوح الکترونیکی در اتم است، تعداد گروه برای عناصر زیر گروه‌های اصلی برابر با تعداد الکترون‌ها در سطح بیرونی است.

اهمیت علمی قانون تناوبی. قانون تناوبی این امکان را فراهم می کند که خواص عناصر شیمیایی و ترکیبات آنها را سیستماتیک کند. مندلیف هنگام جمع آوری جدول تناوبی وجود عناصر کشف نشده بسیاری را پیش بینی کرد و سلول های خالی برای آنها باقی گذاشت و خواص بسیاری از عناصر کشف نشده را پیش بینی کرد که کشف آنها را تسهیل کرد. اولین مورد چهار سال بعد دنبال شد.

اما شایستگی بزرگ مندلیف فقط در کشف چیزهای جدید نیست.

مندلیف قانون جدیدی از طبیعت را کشف کرد. به جای مواد نامتجانس و نامرتبط، علم با یک سیستم هماهنگ واحد روبرو شد که همه عناصر جهان را در یک کل واحد متحد می کرد؛ اتم ها شروع به در نظر گرفتن این گونه کردند:

1. به طور ارگانیک با یک الگوی مشترک با یکدیگر مرتبط هستند،

2. تشخیص انتقال تغییرات کمی در وزن اتمی به تغییرات کیفی در مواد شیمیایی آنها. فردیت ها،

3. نشان می دهد که برعکس آن فلزی است. و غیر فلزی خواص اتم ها، همانطور که قبلا تصور می شد مطلق نیست، بلکه فقط در طبیعت نسبی است.

24. ظهور نظریه های ساختاری در روند توسعه شیمی آلی. علم اتمی-مولکولی به عنوان مبنای نظری نظریه های ساختاری.

شیمی ارگانیک.در سراسر قرن 18. در مسئله روابط شیمیایی موجودات و مواد، دانشمندان با آموزه حیات گرایی هدایت می شدند - آموزه ای که زندگی را به عنوان یک پدیده خاص در نظر می گرفت که تابع قوانین جهان نیست، بلکه تحت تأثیر نیروهای حیاتی خاص است. این دیدگاه توسط بسیاری از دانشمندان قرن نوزدهم به ارث رسیده بود، اگرچه پایه های آن در اوایل سال 1777 متزلزل شد، زمانی که لاووازیه پیشنهاد کرد که تنفس فرآیندی شبیه به احتراق است.

در سال 1828، شیمیدان آلمانی فردریش ویلر (1800-1882)، با حرارت دادن سیانات آمونیوم (این ترکیب بدون قید و شرط به عنوان یک ماده معدنی طبقه بندی می شد)، اوره، محصول زائد انسان و حیوانات را به دست آورد. در سال 1845، آدولف کولبه، شاگرد ویلر، اسید استیک را از عناصر اولیه کربن، هیدروژن و اکسیژن سنتز کرد. در دهه 1850 شیمیدان فرانسوی پیر برتلو کار سیستماتیک را روی سنتز ترکیبات آلی آغاز کرد و متیل و اتیل الکل، متان، بنزن و استیلن را به دست آورد. یک مطالعه سیستماتیک از ترکیبات آلی طبیعی نشان داده است که همه آنها حاوی یک یا چند اتم کربن و بسیاری از آنها دارای اتم هیدروژن هستند. نظریه تیپ کشف و جداسازی تعداد زیادی از ترکیبات پیچیده حاوی کربن سؤالی را در مورد ترکیب مولکول های آنها مطرح کرد و منجر به نیاز به تجدید نظر در سیستم طبقه بندی موجود شد. در دهه 1840، دانشمندان شیمی دریافتند که ایده های دوگانه برزلیوس فقط در مورد نمک های معدنی کاربرد دارد. در سال 1853، تلاشی برای طبقه بندی تمام ترکیبات آلی بر اساس نوع انجام شد. یک "نظریه نوع" تعمیم یافته توسط یک شیمیدان فرانسوی ارائه شد چارلز فردریک جرارد، که معتقد بودند ترکیب گروه های مختلف اتم ها نه با بار الکتریکی این گروه ها، بلکه توسط خواص شیمیایی خاص آنها تعیین می شود.

شیمی ساختاری. در سال 1857، Kekule، بر اساس تئوری ظرفیت (ظرفیت به عنوان تعداد اتم‌های هیدروژن که با یک اتم از یک عنصر ترکیب می‌شوند درک می‌شد)، پیشنهاد کرد که کربن چهار ظرفیتی است و بنابراین می‌تواند با چهار اتم دیگر ترکیب شود و زنجیره‌های بلندی را تشکیل دهد. مستقیم یا منشعب بنابراین، مولکول های آلی نه به شکل ترکیبی از رادیکال ها، بلکه در قالب فرمول های ساختاری - اتم ها و پیوندهای بین آنها شروع به نشان دادن کردند.

در سال 1874، یک شیمیدان دانمارکی جیکوب وانت هافو شیمیدان فرانسوی ژوزف آشیل لو بل (1847-1930) این ایده را به ترتیب اتم ها در فضا تعمیم داد. آنها معتقد بودند که مولکول ها مسطح نیستند، بلکه ساختارهای سه بعدی هستند. این مفهوم امکان توضیح بسیاری از پدیده های شناخته شده را فراهم کرد، به عنوان مثال، ایزومریسم فضایی، وجود مولکول هایی با ترکیب یکسان، اما با خواص متفاوت. داده ها به خوبی در آن قرار می گیرند لویی پاستوردر مورد ایزومرهای اسید تارتاریک

جدول تناوبی عناصر تأثیر زیادی در پیشرفت بعدی شیمی داشت.

این نه تنها اولین طبقه بندی طبیعی عناصر شیمیایی بود که نشان داد آنها یک سیستم هماهنگ را تشکیل می دهند و در ارتباط نزدیک با یکدیگر هستند، بلکه به ابزاری قدرتمند برای تحقیقات بیشتر تبدیل شد.

در زمانی که مندلیف جدول خود را بر اساس قانون تناوبی که کشف کرد تهیه کرد، بسیاری از عناصر هنوز ناشناخته بودند. بنابراین، عنصر دوره چهارم اسکاندیم ناشناخته بود. از نظر جرم اتمی، تیتانیوم بعد از کلسیم قرار گرفت، اما تیتانیوم را نمی‌توان بلافاصله بعد از کلسیم قرار داد، زیرا در گروه سوم قرار می‌گیرد، در حالی که تیتانیوم اکسید بالاتری را تشکیل می‌دهد و با توجه به سایر خواص باید در گروه چهارم طبقه‌بندی شود. . بنابراین، مندلیف یک سلول را رد کرد، یعنی بین کلسیم و تیتانیوم فضای خالی باقی گذاشت. بر همین اساس، در دوره چهارم، دو سلول آزاد بین روی و آرسنیک باقی ماند که اکنون توسط عناصر گالیوم و ژرمانیوم اشغال شده است. هنوز صندلی های خالی در ردیف های دیگر وجود دارد. مندلیف نه تنها متقاعد شده بود که باید عناصر هنوز ناشناخته ای وجود داشته باشد که این فضاها را پر کند، بلکه ویژگی های چنین عناصری را از قبل بر اساس موقعیت آنها در میان سایر عناصر جدول تناوبی پیش بینی کرد. او نام ekabor را به یکی از آنها داد، که در آینده قرار بود بین کلسیم و تیتانیوم (چون خواص آن شبیه به بور باشد) قرار گیرد. دو مورد دیگر که بین روی و آرسنیک بین روی و آرسنیک در جدول باقی مانده بود، eka-aluminium و eca-silicon نامگذاری شدند.

در طی 15 سال آینده، پیش‌بینی‌های مندلیف به طرز درخشانی تأیید شد: هر سه عنصر مورد انتظار کشف شدند. ابتدا، شیمیدان فرانسوی Lecoq de Boisbaudran، گالیوم را کشف کرد که تمام خواص eka-aluminium را دارد. سپس، در سوئد، L. F. Nilsson اسکاندیم را کشف کرد که دارای خواص اکابورون بود، و سرانجام، چند سال بعد در آلمان، K. A. Winkler عنصری را کشف کرد که ژرمانیوم نامیده شد، که مشخص شد مشابه کاسیلیکون است.

برای قضاوت در مورد دقت شگفت انگیز آینده نگری مندلیف، اجازه دهید خواص سیلیسیم اکا را که او در سال 1871 پیش بینی کرد با خواص ژرمانیوم کشف شده در سال 1886 مقایسه کنیم:

کشف گالیم، اسکاندیم و ژرمانیوم بزرگترین پیروزی قانون تناوبی بود.

سیستم تناوبی نیز در تعیین ظرفیت و جرم اتمی برخی از عناصر اهمیت زیادی داشت. بنابراین، عنصر بریلیم برای مدت طولانی به عنوان آنالوگ آلومینیوم در نظر گرفته شده است و اکسید آن به فرمول اختصاص داده شده است. بر اساس ترکیب درصد و فرمول مورد انتظار اکسید بریلیم، جرم اتمی آن 13.5 در نظر گرفته شد. جدول تناوبی نشان داده است که تنها یک مکان برای بریلیم در جدول وجود دارد، یعنی بالای منیزیم، بنابراین اکسید آن باید فرمولی داشته باشد که جرم اتمی بریلیم برابر با 10 است. این نتیجه به زودی با تعیین جرم اتمی بریلیم از چگالی بخار کلرید آن تأیید شد.



دقیقا<гак же периодическая система дала толчок к исправлению атомных масс некоторых элементов. Например, цезию раньше приписывали атомную массу 123,4. Менделев же, располагая элементы в таблицу, нашел, что по своим свойствам цезий должен стоять в главной подгруппе первой группы под рубидием и потому будет иметь атомную массу около 130. Современные определения показывают, что атомная масса цезия равна 132,9054.

و در حال حاضر، قانون تناوبی به عنوان نخ راهنما و اصل راهنمای شیمی باقی مانده است. بر اساس آن بود که عناصر فرااورانیوم واقع در جدول تناوبی پس از اورانیوم به طور مصنوعی در دهه های اخیر ایجاد شدند. یکی از آنها - عنصر شماره 101 که برای اولین بار در سال 1955 به دست آمد - به افتخار دانشمند بزرگ روسی مندلویوم نامگذاری شد.

کشف قانون تناوبی و ایجاد سیستمی از عناصر شیمیایی نه تنها برای شیمی، بلکه برای فلسفه و برای کل درک ما از جهان اهمیت زیادی داشت. مندلیف نشان داد که عناصر شیمیایی یک سیستم هماهنگ را تشکیل می دهند که بر اساس قانون اساسی طبیعت است. این بیانی است از موضع دیالکتیک ماتریالیستی در مورد پیوستگی و وابستگی متقابل پدیده های طبیعی. با آشکار کردن رابطه بین خواص عناصر شیمیایی و جرم اتم های آنها، قانون تناوبی تأییدی درخشان از یکی از قوانین جهانی توسعه طبیعت - قانون انتقال کمیت به کیفیت بود.

توسعه بعدی علم، بر اساس قانون تناوبی، درک ساختار ماده را بسیار عمیق تر از آنچه در زمان زندگی مندلیف ممکن بود امکان پذیر کرد.

نظریه ساختار اتمی که در قرن بیستم توسعه یافت، به نوبه خود به قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر، روشنایی جدید و عمیق تری بخشید. سخنان نبوی مندلیف به طرز درخشانی تأیید شد: "قانون دوره ای با نابودی تهدید نمی شود، بلکه فقط روبنا و توسعه را نوید می دهد."



انتشارات مرتبط