Ulat: Ang periodic table at ang kahalagahan nito sa pagbuo ng chemistry ni D. Mendeleev

Ang periodic table ng mga elemento ay may malaking impluwensya sa kasunod na pag-unlad ng kimika.

Dmitry Ivanovich Mendeleev (1834-1907)

Hindi lamang ito ang unang natural na pag-uuri ng mga elemento ng kemikal, na nagpapakita na sila ay bumubuo ng isang maayos na sistema at malapit na ugnayan sa isa't isa, ngunit ito rin ay naging isang makapangyarihang kasangkapan para sa karagdagang pananaliksik.

Noong panahong pinagsama-sama ni Mendeleev ang kanyang talahanayan batay sa pana-panahong batas na kanyang natuklasan, maraming elemento ang hindi pa rin alam. Kaya, ang ikaapat na yugto ng elemento scandium ay hindi kilala. Sa mga tuntunin ng atomic mass, ang titanium ay dumating pagkatapos ng calcium, ngunit ang titanium ay hindi mailalagay kaagad pagkatapos ng calcium, dahil ito ay mahuhulog sa ikatlong pangkat, habang ang titanium ay bumubuo ng isang mas mataas na oksido, at ayon sa iba pang mga katangian dapat itong maiuri sa ikaapat na pangkat . Samakatuwid, nilaktawan ni Mendeleev ang isang cell, iyon ay, nag-iwan siya ng libreng puwang sa pagitan ng calcium at titanium. Sa parehong batayan, sa ika-apat na yugto, dalawang libreng selula ang naiwan sa pagitan ng zinc at arsenic, na ngayon ay inookupahan ng mga elementong gallium at germanium. May mga bakanteng upuan pa sa ibang row. Hindi lamang kumbinsido si Mendeleev na mayroon pang hindi kilalang mga elemento na pumupuno sa mga puwang na ito, ngunit hinulaan din niya ang mga katangian ng naturang mga elemento nang maaga batay sa kanilang posisyon sa iba pang mga elemento ng periodic table. Ibinigay niya ang pangalang ekabor sa isa sa kanila, na sa hinaharap ay magkakaroon ng lugar sa pagitan ng calcium at titanium (dahil ang mga katangian nito ay dapat na kahawig ng boron); ang iba pang dalawa, kung saan may mga puwang na natitira sa talahanayan sa pagitan ng zinc at arsenic, ay pinangalanang eka-aluminum at eca-silicon.

Sa susunod na 15 taon, ang mga hula ni Mendeleev ay napakahusay na nakumpirma: lahat ng tatlong inaasahang elemento ay natuklasan. Una, natuklasan ng French chemist na si Lecoq de Boisbaudran ang gallium, na mayroong lahat ng katangian ng eka-aluminum; pagkatapos, sa Sweden, natuklasan ni L. F. Nilsson ang scandium, na may mga katangian ng ekaboron, at sa wakas, pagkalipas ng ilang taon sa Germany, natuklasan ni K. A. Winkler ang isang elemento na tinawag niyang germanium, na naging kapareho ng ekasilicon.

Upang hatulan ang kamangha-manghang katumpakan ng pananaw ni Mendeleev, ihambing natin ang mga katangian ng eca-silicon na hinulaang niya noong 1871 sa mga katangian ng germanium na natuklasan noong 1886:

Ang pagtuklas ng gallium, scandium at germanium ay ang pinakamalaking tagumpay ng periodic law.

Malaki rin ang kahalagahan ng periodic system sa pagtatatag ng valence at atomic mass ng ilang elemento. Kaya, ang elementong beryllium ay matagal nang itinuturing na isang analogue ng aluminyo at ang oksido nito ay itinalaga ng formula. Batay sa porsyento ng komposisyon at ang inaasahang formula ng beryllium oxide, ang atomic mass nito ay itinuturing na 13.5. Ang periodic table ay nagpakita na mayroon lamang isang lugar para sa beryllium sa talahanayan, lalo na sa itaas ng magnesium, kaya ang oksido nito ay dapat magkaroon ng formula , na nagbibigay ng atomic mass ng beryllium na katumbas ng sampu. Ang konklusyon na ito ay nakumpirma sa lalong madaling panahon sa pamamagitan ng mga pagpapasiya ng atomic mass ng beryllium mula sa density ng singaw ng klorido nito.

Eksakto At sa kasalukuyan, ang pana-panahong batas ay nananatiling gabay at gabay na prinsipyo ng kimika. Ito ay sa batayan nito na ang mga elemento ng transuranium na matatagpuan sa periodic table pagkatapos ng uranium ay artipisyal na nilikha sa mga nakaraang dekada. Ang isa sa kanila - elemento No. 101, unang nakuha noong 1955 - ay pinangalanang mendelevium bilang parangal sa mahusay na siyentipikong Ruso.

Ang pagtuklas ng pana-panahong batas at ang paglikha ng isang sistema ng mga elemento ng kemikal ay napakahalaga hindi lamang para sa kimika, kundi pati na rin para sa pilosopiya, para sa ating buong pag-unawa sa mundo. Ipinakita ni Mendeleev na ang mga elemento ng kemikal ay bumubuo ng isang maayos na sistema, na nakabatay sa isang pangunahing batas ng kalikasan. Ito ay isang pagpapahayag ng posisyon ng materyalistang diyalektika tungkol sa pagkakaugnay at pagtutulungan ng mga natural na penomena. Inihayag ang kaugnayan sa pagitan ng mga katangian ng mga elemento ng kemikal at ang masa ng kanilang mga atomo, ang pana-panahong batas ay isang napakatalino na kumpirmasyon ng isa sa mga unibersal na batas ng pag-unlad ng kalikasan - ang batas ng paglipat ng dami sa kalidad.

Ang kasunod na pag-unlad ng agham ay naging posible, batay sa pana-panahong batas, na maunawaan ang istraktura ng bagay nang mas malalim kaysa sa posible noong buhay ni Mendeleev.

Ang teorya ng atomic structure na binuo noong ika-20 siglo, sa turn, ay nagbigay sa periodic law at sa periodic system ng mga elemento ng bago, mas malalim na pag-iilaw. Ang makahulang mga salita ni Mendeleev ay maliwanag na nakumpirma: "Ang pana-panahong batas ay hindi nanganganib sa pagkawasak, ngunit ang superstructure at pag-unlad lamang ang ipinangako."

Ang periodic table ng mga elemento ay may malaking impluwensya sa kasunod na pag-unlad ng kimika. Hindi lamang ito ang unang natural na pag-uuri ng mga elemento ng kemikal, na nagpapakita na sila ay bumubuo ng isang maayos na sistema at malapit na ugnayan sa isa't isa, ngunit ito rin ay isang makapangyarihang kasangkapan para sa karagdagang pananaliksik.
Noong panahong pinagsama-sama ni Mendeleev ang kanyang talahanayan batay sa pana-panahong batas na kanyang natuklasan, maraming elemento ang hindi pa rin alam. Kaya, hindi alam ang period 4 element scandium. Sa mga tuntunin ng atomic mass, ang Ti ay dumating pagkatapos ng Ca, ngunit ang Ti ay hindi mailagay kaagad pagkatapos ng Ca, dahil mahuhulog ito sa pangkat 3, ngunit dahil sa mga katangian ng Ti dapat itong maiuri sa pangkat 4. Samakatuwid, hindi nakuha ni Mendeleev ang isang cell. Sa parehong batayan, sa panahon 4, dalawang libreng mga cell ang naiwan sa pagitan ng Zn at As. May mga bakanteng upuan pa sa ibang row. Si Mendeleev ay hindi lamang kumbinsido na dapat ay mayroon pa ring hindi kilalang mga elemento na pumupuno sa mga lugar na ito, ngunit hinulaan din nang maaga ang mga katangian ng naturang mga elemento, batay sa kanilang posisyon sa iba pang mga elemento ng periodic table. Ang mga elementong ito ay binigyan din ng mga pangalang ekaboron (dahil ang mga katangian nito ay dapat na kahawig ng boron), ekaaluminium, ecasilicium...

Sa susunod na 15 taon, ang mga hula ni Mendeleev ay maliwanag na nakumpirma; lahat ng tatlong inaasahang elemento ay bukas. Una, natuklasan ng French chemist na si Lecoq de Boisbaudran ang gallium, na mayroong lahat ng katangian ng eka-aluminum. Kasunod nito, sa Sweden L.F. Natuklasan ni Nilson ang scandium, at sa wakas, pagkalipas ng ilang taon sa Germany, natuklasan ni K.A. Winkler ang isang elemento na tinawag niyang germanium, na naging kapareho ng eaxiliation...
Ang pagtuklas ng Ga, Sc, Ge ay ang pinakamalaking tagumpay ng periodic law. Malaki rin ang kahalagahan ng periodic system sa pagtatatag ng valence at atomic mass ng ilang elemento. Gayundin, ang periodic table ay nagbigay ng lakas sa pagwawasto ng atomic mass ng ilang elemento. Halimbawa, ang Cs ay dating itinalaga ng atomic mass na 123.4. Si Mendeleev, na nag-aayos ng mga elemento sa isang talahanayan, ay natagpuan na, ayon sa mga katangian nito, ang Cs ay dapat nasa pangunahing subgroup ng unang pangkat sa ilalim ng Rb at samakatuwid ay magkakaroon ng atomic mass na humigit-kumulang 130. Ipinapakita ng mga modernong kahulugan na ang atomic mass ng Cs ay 132.9054..
At sa kasalukuyan, ang pana-panahong batas ay nananatiling gabay ng kimika. Ito ay sa batayan nito na ang mga elemento ng transuranium ay artipisyal na nilikha. Ang isa sa mga ito, elemento No. 101, unang nakuha noong 1955, ay pinangalanang mendelevium bilang parangal sa dakilang siyentipikong Ruso.
Ang kasunod na pag-unlad ng agham ay naging posible, batay sa pana-panahong batas, upang maunawaan ang istraktura ng bagay nang mas malalim,
kaysa ito ay posible sa panahon ng buhay ni Mendeleev.
Ang makahulang mga salita ni Mendeleev ay maliwanag na nakumpirma: "Ang pana-panahong batas ay hindi nanganganib sa pagkawasak, ngunit ang superstructure at pag-unlad lamang ang ipinangako."

Sumulat si D.I. Mendeleev: “Bago ang pana-panahong batas, ang mga elemento ay kumakatawan lamang sa mga pira-pirasong random na phenomena ng kalikasan; walang dahilan upang asahan ang anumang mga bago, at ang mga natagpuang muli ay isang ganap na hindi inaasahang bagong bagay. Ang periodic pattern ang unang naging posible upang makita ang hindi pa natutuklasang mga elemento sa isang distansya na hindi pa naaabot ng paningin na walang tulong ng pattern na ito."

Sa pagtuklas ng Periodic Law, ang kimika ay tumigil na maging isang mapaglarawang agham - nakatanggap ito ng isang tool ng siyentipikong pag-iintindi sa kinabukasan. Ang batas na ito at ang graphic na pagpapakita nito - ang talahanayan ng Periodic Table of Chemical Elements ni D.I. Mendeleev - ay tumupad sa lahat ng tatlong pinakamahalagang tungkulin ng teoretikal na kaalaman: generalizing, explanatory at predictive. Batay sa kanila, ang mga siyentipiko:

  • systematized at summarized ang lahat ng impormasyon tungkol sa mga elemento ng kemikal at ang mga sangkap na kanilang nabuo;
  • nagbigay ng katwiran para sa iba't ibang uri ng pana-panahong pag-asa na umiiral sa mundo ng mga elemento ng kemikal, na nagpapaliwanag sa kanila batay sa istruktura ng mga atomo ng mga elemento;
  • hinulaan, inilarawan ang mga katangian ng hindi pa natuklasang mga elemento ng kemikal at ang mga sangkap na nabuo ng mga ito, at ipinahiwatig din ang mga paraan ng kanilang pagtuklas.

Si D. I. Mendeleev mismo ay kailangang mag-systematize at mag-generalize ng impormasyon tungkol sa mga elemento ng kemikal nang matuklasan niya ang Periodic Law, itinayo at pinahusay ang kanyang mesa. Bukod dito, ang mga pagkakamali sa mga halaga ng atomic mass at ang pagkakaroon ng mga elemento na hindi pa natuklasan ay lumikha ng karagdagang mga paghihirap. Ngunit ang dakilang siyentipiko ay matatag na kumbinsido sa katotohanan ng batas ng kalikasan na kanyang natuklasan. Batay sa pagkakapareho sa mga katangian at paniniwala sa tamang pagpapasiya ng lugar ng mga elemento sa talahanayan ng Periodic System, makabuluhang binago niya ang atomic mass at valence sa mga compound na may oxygen ng sampung elemento na tinanggap sa oras na iyon at "itinuwid" ang mga ito para sa sampung iba pa. Naglagay siya ng walong elemento sa talahanayan, salungat sa karaniwang tinatanggap na mga ideya noong panahong iyon tungkol sa kanilang pagkakatulad sa iba. Halimbawa, ibinukod niya ang thallium mula sa natural na pamilya ng mga alkali metal at inilagay ito sa pangkat III ayon sa pinakamataas na valence na ipinapakita nito; inilipat niya ang beryllium na may hindi wastong natukoy na kamag-anak na atomic mass (13) at valence III mula sa pangkat III hanggang II, na binago ang halaga ng relatibong atomic mass nito sa 9 at ang pinakamataas na valency sa II.

Karamihan sa mga siyentipiko ay napagtanto ang mga susog ni D.I. Mendeleev bilang pang-agham na walang kabuluhan at walang batayan na kawalang-galang. Ang pana-panahong batas at ang talahanayan ng mga elemento ng kemikal ay itinuturing bilang isang hypothesis, iyon ay, isang pagpapalagay na nangangailangan ng pagpapatunay. Naunawaan ito ng siyentipiko at tiyak na suriin ang kawastuhan ng batas at sistema ng mga elemento na kanyang natuklasan, inilarawan niya nang detalyado ang mga katangian ng mga elemento na hindi pa natuklasan at maging ang mga pamamaraan ng kanilang pagtuklas, batay sa kanilang nilalayon na lugar sa sistema. . Gamit ang unang bersyon ng talahanayan, gumawa siya ng apat na hula tungkol sa pagkakaroon ng mga hindi kilalang elemento (gallium, germanium, hafnium, scandium), at ayon sa pinabuting, pangalawang bersyon, gumawa siya ng pito pa (technetium, rhenium, astatine, francium, radium, actinium, protactinium).

Sa panahon mula 1869 hanggang 1886, tatlong hinulaang elemento ang natuklasan: gallium (P. E. Lecoq de Boisbaudran, France, 1875), scandium (L. F. Nilsson, Sweden, 1879) at germanium (C. Winkler, Germany, 1886). Ang pagtuklas ng una sa mga elementong ito, na nakumpirma ang kawastuhan ng hula ng mahusay na siyentipikong Ruso, ay nagpukaw lamang ng interes at sorpresa sa kanyang mga kasamahan. Ang pagtuklas ng germanium ay isang tunay na tagumpay ng Periodic Law. Sumulat si K. Winkler sa artikulong "Mensahe sa Alemanya": "Wala nang anumang pagdududa na ang bagong elemento ay walang iba kundi ang eca-silicon na hinulaang ni Mendeleev labinlimang taon na ang nakalilipas. Para sa isang mas nakakumbinsi na patunay ng bisa ng doktrina ng periodicity ng mga elemento ay halos hindi maibigay kaysa sa sagisag ng hypothetical eca-silicon hanggang ngayon, at ito ay tunay na kumakatawan sa isang bagay na higit pa sa isang simpleng kumpirmasyon ng isang matapang na iniharap na teorya - nangangahulugan ito isang pambihirang pagpapalawak ng kemikal na larangan ng pangitain, isang makapangyarihang hakbang sa larangan ng katalusan."

Batay sa batas at talahanayan ng D.I. Mendeleev, ang mga marangal na gas ay hinulaang at natuklasan. At ngayon ang batas na ito ay nagsisilbing gabay na bituin para sa pagtuklas o artipisyal na paglikha ng mga bagong elemento ng kemikal. Halimbawa, maaaring magtaltalan ang isa na ang elementong #114 ay katulad ng lead (ekaslead) at ang #118 ay isang noble gas (ekaradone).

Ang pagtuklas ng Periodic Law at ang paglikha ng talahanayan ng Periodic Table ng mga elemento ng kemikal ni D. I. Mendeleev ay pinasigla ang paghahanap para sa mga dahilan para sa pagkakaugnay ng mga elemento, na nag-ambag sa pagkilala sa kumplikadong istraktura ng atom at pag-unlad ng doktrina ng istruktura ng atom. Ang pagtuturo na ito, naman, ay naging posible upang maihayag ang pisikal na kahulugan ng Periodic Law at ipaliwanag ang pagkakaayos ng mga elemento sa Periodic Table. Ito ay humantong sa pagkatuklas ng atomic energy at ang paggamit nito para sa pangangailangan ng tao.

Mga tanong at gawain para sa § 5

  1. Suriin ang distribusyon ng biogenic macroelements ayon sa mga panahon at grupo ng Periodic Table ni D. I. Mendeleev. Alalahanin natin na kabilang dito ang C, H, O, N, Ca, S, P, K, Mg, Fe.
  2. Bakit tinatawag na chemical analogues ang mga elemento ng pangunahing subgroup ng ika-2 at ika-3 yugto? Paano ipinakikita ang pagkakatulad na ito?
  3. Bakit ang hydrogen, hindi katulad ng lahat ng iba pang elemento, ay nakasulat nang dalawang beses sa Periodic Table ni D.I. Mendeleev? Patunayan ang bisa ng dalawahang posisyon ng hydrogen sa Periodic Table sa pamamagitan ng paghahambing ng istraktura at mga katangian ng atom, simpleng substance at compound nito na may kaukulang anyo ng pagkakaroon ng iba pang elemento - alkali metal at halogens.
  4. Bakit magkatulad ang mga katangian ng lanthanum at lanthanides, actinium at actinides?
  5. Anong mga anyo ng mga compound ang magiging pareho para sa mga elemento ng pangunahing at pangalawang subgroup?
  6. Bakit ang mga pangkalahatang formula ng mga pabagu-bago ng hydrogen compound sa Periodic Table ay nakasulat lamang sa ilalim ng mga elemento ng pangunahing mga subgroup, at ang mga formula ng mas mataas na mga oksido - sa ilalim ng mga elemento ng parehong mga subgroup (sa gitna)?
  7. Ano ang pangkalahatang formula ng mas mataas na hydroxide na naaayon sa mga elemento ng pangkat VII? Ano ang kanyang karakter?

Noong 1869, si D.I. Mendeleev, batay sa pagsusuri ng mga katangian ng mga simpleng sangkap at compound, ay bumalangkas ng Periodic Law: "Ang mga katangian ng mga simpleng katawan at mga compound ng mga elemento ay pana-panahong nakadepende sa magnitude ng atomic mass ng mga elemento." Batay sa periodic law, ang periodic system ng mga elemento ay pinagsama-sama. Sa loob nito, ang mga elemento na may katulad na mga katangian ay pinagsama sa mga haligi ng vertical na grupo. Sa ilang mga kaso, kapag naglalagay ng mga elemento sa Periodic Table, kinakailangan upang guluhin ang pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng atomic mass upang mapanatili ang periodicity ng pag-uulit ng mga katangian. Halimbawa, kinakailangan na "magpalit" ng tellurium at yodo, pati na rin ang argon at potasa. Ang dahilan ay iminungkahi ni Mendeleev ang periodic law sa panahong walang nalalaman tungkol sa istruktura ng atom. Pagkatapos ng planetaryong modelo ng atom ay iminungkahi noong ika-20 siglo, ang periodic law ay nabuo bilang mga sumusunod:

"Ang mga katangian ng mga elemento at compound ng kemikal ay pana-panahong nakadepende sa mga singil ng atomic nuclei."

Ang singil ng nucleus ay katumbas ng bilang ng elemento sa periodic table at ang bilang ng mga electron sa electron shell ng atom. Ipinaliwanag ng pormulasyon na ito ang mga "paglabag" ng Periodic Law. Sa Periodic Table, ang numero ng panahon ay katumbas ng bilang ng mga elektronikong antas sa atom, ang numero ng pangkat para sa mga elemento ng pangunahing subgroup ay katumbas ng bilang ng mga electron sa panlabas na antas.

Scientific significance ng periodic law. Ang pana-panahong batas ay ginawang posible na i-systematize ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal at ang kanilang mga compound. Sa pag-compile ng periodic table, hinulaan ni Mendeleev ang pagkakaroon ng maraming hindi natuklasang elemento, nag-iiwan ng mga walang laman na selula para sa kanila, at hinulaang maraming katangian ng mga hindi pa natuklasang elemento, na nagpadali sa kanilang pagtuklas. Ang una sa mga ito ay sumunod pagkaraan ng apat na taon.

Ngunit ang dakilang merito ni Mendeleev ay hindi lamang sa pagtuklas ng mga bagong bagay.

Natuklasan ni Mendeleev ang isang bagong batas ng kalikasan. Sa halip na magkakaibang, hindi magkakaugnay na mga sangkap, ang agham ay nahaharap sa isang magkatugmang sistema na pinag-isa ang lahat ng mga elemento ng Uniberso sa isang solong kabuuan; ang mga atomo ay nagsimulang isaalang-alang bilang:

1. organikong konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang karaniwang pattern,

2. pagtuklas ng paglipat ng dami ng mga pagbabago sa atomic na timbang sa mga pagbabagong husay sa kanilang kemikal. mga indibidwalidad,

3. na nagpapahiwatig na ang kabaligtaran ay metal. at di-metal. Ang mga katangian ng mga atomo ay hindi ganap, tulad ng naunang naisip, ngunit kamag-anak lamang sa kalikasan.

24. Ang paglitaw ng mga teorya sa istruktura sa proseso ng pagbuo ng organikong kimika. Atomic-molecular science bilang isang teoretikal na batayan para sa mga istrukturang teorya.

Organikong kimika. Sa buong ika-18 siglo. Sa tanong ng mga kemikal na relasyon ng mga organismo at mga sangkap, ang mga siyentipiko ay ginagabayan ng doktrina ng vitalism - isang doktrina na isinasaalang-alang ang buhay bilang isang espesyal na kababalaghan, hindi napapailalim sa mga batas ng uniberso, ngunit sa impluwensya ng mga espesyal na puwersa ng buhay. Ang pananaw na ito ay minana ng maraming mga siyentipiko noong ika-19 na siglo, bagaman ang mga pundasyon nito ay nayanig noong 1777 pa lamang, nang iminungkahi ni Lavoisier na ang paghinga ay isang proseso na katulad ng pagkasunog.

Noong 1828, ang Aleman na chemist na si Friedrich Wöhler (1800–1882), sa pamamagitan ng pag-init ng ammonium cyanate (ang tambalang ito ay walang kondisyong inuri bilang isang inorganic na substansiya), nakakuha ng urea, isang basurang produkto ng mga tao at hayop. Noong 1845, si Adolf Kolbe, isang estudyante ng Wöhler, ay nag-synthesize ng acetic acid mula sa mga panimulang elemento na carbon, hydrogen at oxygen. Noong 1850s, sinimulan ng French chemist na si Pierre Berthelot ang sistematikong gawain sa synthesis ng mga organikong compound at nakakuha ng methyl at ethyl alcohols, methane, benzene, at acetylene. Ang isang sistematikong pag-aaral ng mga natural na organikong compound ay nagpakita na lahat sila ay naglalaman ng isa o higit pang mga carbon atom at marami ang naglalaman ng mga atomo ng hydrogen. Uri ng teorya. Ang pagtuklas at paghihiwalay ng isang malaking bilang ng mga kumplikadong mga compound na naglalaman ng carbon ay nagtaas ng tanong tungkol sa komposisyon ng kanilang mga molekula at humantong sa pangangailangan na baguhin ang umiiral na sistema ng pag-uuri. Noong 1840s, napagtanto ng mga siyentipikong kemikal na ang mga ideyang dualistic ni Berzelius ay inilapat lamang sa mga di-organikong asin. Noong 1853, isang pagtatangka ang ginawa upang pag-uri-uriin ang lahat ng mga organikong compound ayon sa uri. Ang isang pangkalahatang "teorya ng uri" ay iminungkahi ng isang Pranses na botika Charles Frederic Gerard, na naniniwala na ang kumbinasyon ng iba't ibang grupo ng mga atomo ay tinutukoy hindi ng electric charge ng mga grupong ito, ngunit sa pamamagitan ng kanilang mga tiyak na katangian ng kemikal.

Structural chemistry. Noong 1857, si Kekule, batay sa teorya ng valence (ang valence ay nauunawaan bilang ang bilang ng mga atomo ng hydrogen na pinagsama sa isang atom ng isang partikular na elemento), iminungkahi na ang carbon ay tetravalent at samakatuwid ay maaaring pagsamahin sa apat na iba pang mga atomo, na bumubuo ng mahabang kadena - tuwid o sanga. Samakatuwid, ang mga organikong molekula ay nagsimulang ilarawan hindi sa anyo ng mga kumbinasyon ng mga radikal, ngunit sa anyo ng mga istrukturang formula - mga atomo at mga bono sa pagitan nila.

Noong 1874, isang Danish na chemist Jacob van't Hoff at ang Pranses na chemist na si Joseph Achille Le Bel (1847–1930) ay pinalawak ang ideyang ito sa pagsasaayos ng mga atomo sa kalawakan. Naniniwala sila na ang mga molekula ay hindi patag, ngunit tatlong-dimensional na mga istruktura. Ang konsepto na ito ay naging posible upang ipaliwanag ang maraming mga kilalang phenomena, halimbawa, spatial isomerism, ang pagkakaroon ng mga molekula ng parehong komposisyon, ngunit may iba't ibang mga katangian. Ang data ay angkop na angkop dito Louis Pasteur tungkol sa mga isomer ng tartaric acid.

Ang periodic table ng mga elemento ay may malaking impluwensya sa kasunod na pag-unlad ng kimika.

Hindi lamang ito ang unang natural na pag-uuri ng mga elemento ng kemikal, na nagpapakita na sila ay bumubuo ng isang maayos na sistema at malapit na ugnayan sa isa't isa, ngunit ito rin ay naging isang makapangyarihang kasangkapan para sa karagdagang pananaliksik.

Noong panahong pinagsama-sama ni Mendeleev ang kanyang talahanayan batay sa pana-panahong batas na kanyang natuklasan, maraming elemento ang hindi pa rin alam. Kaya, ang ikaapat na yugto ng elemento scandium ay hindi kilala. Sa mga tuntunin ng atomic mass, ang titanium ay dumating pagkatapos ng calcium, ngunit ang titanium ay hindi mailalagay kaagad pagkatapos ng calcium, dahil ito ay mahuhulog sa ikatlong pangkat, habang ang titanium ay bumubuo ng isang mas mataas na oksido, at ayon sa iba pang mga katangian dapat itong maiuri sa ikaapat na pangkat . Samakatuwid, nilaktawan ni Mendeleev ang isang cell, iyon ay, nag-iwan siya ng libreng puwang sa pagitan ng calcium at titanium. Sa parehong batayan, sa ika-apat na yugto, dalawang libreng selula ang naiwan sa pagitan ng zinc at arsenic, na ngayon ay inookupahan ng mga elementong gallium at germanium. May mga bakanteng upuan pa sa ibang row. Hindi lamang kumbinsido si Mendeleev na mayroon pang hindi kilalang mga elemento na pumupuno sa mga puwang na ito, ngunit hinulaan din niya ang mga katangian ng naturang mga elemento nang maaga batay sa kanilang posisyon sa iba pang mga elemento ng periodic table. Ibinigay niya ang pangalang ekabor sa isa sa kanila, na sa hinaharap ay magkakaroon ng lugar sa pagitan ng calcium at titanium (dahil ang mga katangian nito ay dapat na kahawig ng boron); ang iba pang dalawa, kung saan may mga puwang na natitira sa talahanayan sa pagitan ng zinc at arsenic, ay pinangalanang eka-aluminum at eca-silicon.

Sa susunod na 15 taon, ang mga hula ni Mendeleev ay napakahusay na nakumpirma: lahat ng tatlong inaasahang elemento ay natuklasan. Una, natuklasan ng French chemist na si Lecoq de Boisbaudran ang gallium, na mayroong lahat ng katangian ng eka-aluminum; pagkatapos, sa Sweden, natuklasan ni L. F. Nilsson ang scandium, na may mga katangian ng ekaboron, at sa wakas, pagkalipas ng ilang taon sa Germany, natuklasan ni K. A. Winkler ang isang elemento na tinawag niyang germanium, na naging kapareho ng ekasilicon.

Upang hatulan ang kamangha-manghang katumpakan ng pananaw ni Mendeleev, ihambing natin ang mga katangian ng eca-silicon na hinulaang niya noong 1871 sa mga katangian ng germanium na natuklasan noong 1886:

Ang pagtuklas ng gallium, scandium at germanium ay ang pinakamalaking tagumpay ng periodic law.

Malaki rin ang kahalagahan ng periodic system sa pagtatatag ng valence at atomic mass ng ilang elemento. Kaya, ang elementong beryllium ay matagal nang itinuturing na isang analogue ng aluminyo at ang oxide nito ay itinalaga ng formula. Batay sa porsyento ng komposisyon at ang inaasahang formula ng beryllium oxide, ang atomic mass nito ay itinuturing na 13.5. Ang periodic table ay nagpakita na mayroon lamang isang lugar para sa beryllium sa talahanayan, lalo na sa itaas ng magnesium, kaya ang oksido nito ay dapat magkaroon ng formula, na nagbibigay ng atomic mass ng beryllium na katumbas ng sampu. Ang konklusyon na ito ay nakumpirma sa lalong madaling panahon sa pamamagitan ng mga pagpapasiya ng atomic mass ng beryllium mula sa density ng singaw ng klorido nito.



Eksakto<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.

At sa kasalukuyan, ang pana-panahong batas ay nananatiling gabay at gabay na prinsipyo ng kimika. Ito ay sa batayan nito na ang mga elemento ng transuranium na matatagpuan sa periodic table pagkatapos ng uranium ay artipisyal na nilikha sa mga nakaraang dekada. Ang isa sa kanila - elemento No. 101, unang nakuha noong 1955 - ay pinangalanang mendelevium bilang parangal sa mahusay na siyentipikong Ruso.

Ang pagtuklas ng pana-panahong batas at ang paglikha ng isang sistema ng mga elemento ng kemikal ay napakahalaga hindi lamang para sa kimika, kundi pati na rin para sa pilosopiya, para sa ating buong pag-unawa sa mundo. Ipinakita ni Mendeleev na ang mga elemento ng kemikal ay bumubuo ng isang maayos na sistema, na nakabatay sa isang pangunahing batas ng kalikasan. Ito ay isang pagpapahayag ng posisyon ng materyalistang diyalektika tungkol sa pagkakaugnay at pagtutulungan ng mga natural na penomena. Inihayag ang kaugnayan sa pagitan ng mga katangian ng mga elemento ng kemikal at ang masa ng kanilang mga atomo, ang pana-panahong batas ay isang napakatalino na kumpirmasyon ng isa sa mga unibersal na batas ng pag-unlad ng kalikasan - ang batas ng paglipat ng dami sa kalidad.

Ang kasunod na pag-unlad ng agham ay naging posible, batay sa pana-panahong batas, na maunawaan ang istraktura ng bagay nang mas malalim kaysa sa posible noong buhay ni Mendeleev.

Ang teorya ng atomic structure na binuo noong ika-20 siglo, sa turn, ay nagbigay sa periodic law at sa periodic system ng mga elemento ng bago, mas malalim na pag-iilaw. Ang makahulang mga salita ni Mendeleev ay maliwanag na nakumpirma: "Ang pana-panahong batas ay hindi nanganganib sa pagkawasak, ngunit ang superstructure at pag-unlad lamang ang ipinangako."



Mga kaugnay na publikasyon