במהלך המאה התשע-עשרה, אזורים רבים עברו רפורמה חזקה, כולל כימיה. המערכת המחזורית של מנדלייב, שנוסחה ב-1869, הובילה להבנה משותפת של התלות של מיקומם של חומרים פשוטים בטבלה המחזורית, אשר ביססה את הקשר בין המסה האטומית היחסית, הערכיות והתכונה של היסוד.
תקופה קדם-מנדלית של כימיה
מעט קודם לכן, בתחילת המאה התשע-עשרה, נעשו ניסיונות חוזרים ונשנים לסדר את היסודות הכימיים. הכימאי הגרמני דוברינר ביצע את עבודת הסיסטמטיזציה הרצינית הראשונה בתחום הכימיה. הוא קבע שניתן לשלב מספר חומרים דומים במאפיינים לקבוצות - משולשות.
רעיונות כוזבים של מדען גרמני
מהות חוק הטריאדות של דוברינר שהוצג נקבעה על ידי העובדה שהמסה האטומית של החומר הרצוי קרובה למחצית הסכום (הערך הממוצע) של המסות האטומיות של שני היסודות האחרונים של טבלת הטריאדות.
עם זאת, היעדר מגנזיום בתת-קבוצה אחת של סידן, סטרונציום ובריום היהשגוי.
גישה זו הייתה תוצאה של ההגבלה המלאכותית של חומרים מקבילים לאיגודים משולשים בלבד. דוברינר ראה בבירור את הדמיון בפרמטרים הכימיים של זרחן וארסן, ביסמוט ואנטימון. עם זאת, הוא הגביל את עצמו לחיפוש שלישיות. כתוצאה מכך, הוא לא הצליח להמציא סיווג נכון של יסודות כימיים.
Döbereiner בהחלט לא הצליח לחלק את היסודות הקיימים לשלשות, החוק הצביע בבירור על נוכחות של קשר בין המסה האטומית היחסית לתכונות של חומרים כימיים פשוטים.
תהליך הסיסטמטיזציה של יסודות כימיים
כל הניסיונות הבאים לשיטתיות הסתמכו על התפלגות היסודות בהתאם למסה האטומית שלהם. לאחר מכן, ההשערה של דוברינר שימשה על ידי כימאים אחרים. היווצרות של שלשות, טטראדות ומחומשים הופיעה (השילוב לקבוצות של שלושה, ארבעה וחמישה יסודות).
במחצית השנייה של המאה התשע-עשרה הופיעו בו-זמנית כמה יצירות, שעל בסיסן הוביל דמיטרי איבנוביץ' מנדלייב את הכימיה לסיסטמטיזציה מלאה של יסודות כימיים. מבנה שונה של המערכת המחזורית של מנדלייב הוביל להבנה מהפכנית ועדויות למנגנון ההפצה של חומרים פשוטים.
מערכת תקופתית של אלמנטים של מנדלייב
בישיבה של הקהילה הכימית הרוסית באביב 1869, נקראה הודעה של המדען הרוסי D. I. Mendeleev על גילויו של החוק המחזורי של יסודות כימיים.
בסוף אותה שנה יצאה לאור היצירה הראשונה"יסודות הכימיה", הוא כלל את המערכת המחזורית הראשונה של יסודות.
בנובמבר 1870, הוא הראה לעמיתיו את התוספת "המערכת הטבעית של יסודות והשימוש בה לציון תכונות של יסודות שלא התגלו". בעבודה זו, D. I. Mendeleev השתמש לראשונה במונח "חוק תקופתי". מערכת היסודות של מנדלייב, על בסיס החוק התקופתי, קבעה את אפשרות קיומם של חומרים פשוטים שלא נתגלו וציינה בבירור את תכונותיהם.
תיקונים והבהרות
כתוצאה מכך, עד 1971, החוק התקופתי ומערכת היסודות התקופתית של מנדלייב הושלמו סופית והוספו על ידי כימאי רוסי.
במאמר האחרון "החוק התקופתי של יסודות כימיים", קבע המדען את ההגדרה של החוק התקופתי, המצביע על כך שמאפיינים של גופים פשוטים, תכונות תרכובות וכן הגופים המורכבים הנוצרים על ידם, נקבעים על ידי תלות ישירה על פי משקלם האטומי.
קצת מאוחר יותר, ב-1872, מבנה המערכת המחזורית של מנדלייב אורגנה מחדש לצורה קלאסית (שיטת הפצה בתקופות קצרות).
בניגוד לקודמיו, הכימאי הרוסי הרכיב טבלה במלואה, הציג את הרעיון של סדירות המשקל האטומי של יסודות כימיים.
מאפיינים של היסודות של המערכת המחזורית של מנדלייב והדפוסים שנגזרו איפשרו למדען לתאר את תכונותיהם של יסודות שטרם התגלו. מנדלייב הסתמך על העובדה שניתן לקבוע את התכונות של כל חומר על פי המאפיינים של שני שכנים.אלמנטים. הוא קרא לזה "כלל הכוכבים". המהות שלו היא שבטבלת היסודות הכימיים כדי לקבוע את תכונות היסוד הנבחר, יש צורך לנווט אופקית ואנכית בטבלת היסודות הכימיים.
המערכת המחזורית של מנדלייב מסוגלת לחזות…
הטבלה המחזורית של היסודות, למרות הדיוק והנאמנות שלה, לא הוכרה במלואה על ידי הקהילה המדעית. כמה מהמדענים הגדולים בעולם לעגו בגלוי על היכולת לחזות את תכונותיו של יסוד שלא התגלה. ורק בשנת 1885, לאחר גילוי היסודות החזויים - אקאלומיניום, אקבור ואקסיליקון (גליום, סקנדיום וגרמניום), הוכרו מערכת הסיווג החדשה של מנדלייב והחוק המחזורי כבסיס התיאורטי של הכימיה.
בתחילת המאה העשרים תוקן שוב ושוב מבנה המערכת המחזורית של מנדלייב. בתהליך השגת נתונים מדעיים חדשים הגיעו D. I. Mendeleev ועמיתו W. Ramsay למסקנה שיש צורך להציג קבוצת אפס. הוא כולל גזים אינרטיים (הליום, ניאון, ארגון, קריפטון, קסנון ורדון).
בשנת 1911, פ. סודי הציע למקם יסודות כימיים שאי אפשר להבחין בהם - איזוטופים - בתא אחד של הטבלה.
בתהליך של עבודה ארוכה וקפדנית, טבלת הטבלה המחזורית של היסודות הכימיים של מנדלייב הושלמה לבסוף וקיבלה מראה מודרני. הוא מורכב משמונה קבוצות ושבע תקופות. קבוצות הן עמודות אנכיות, נקודות הן אופקיות. קבוצות מחולקות לתת-קבוצות.
מיקומו של יסוד בטבלה מציין את הערכיות שלו, האלקטרונים הטהורים והתכונות הכימיות שלו. כפי שהתברר מאוחר יותר, במהלך פיתוח הטבלה, גילה ד י מנדלייב צירוף מקרים אקראי של מספר האלקטרונים של יסוד עם המספר הסידורי שלו.
עובדה זו פישטה עוד יותר את ההבנה של עקרון האינטראקציה של חומרים פשוטים והיווצרות של חומרים מורכבים. וגם התהליך הפוך. החישוב של כמות החומר שהושג, כמו גם הכמות הדרושה להמשך התגובה הכימית, הפך זמין תיאורטית.
תפקיד הגילוי של מנדלייב במדע המודרני
המערכת של מנדלייב והגישה שלו לסדר היסודות הכימיים קבעו מראש את המשך הפיתוח של הכימיה. הודות להבנה נכונה של הקשר בין קבועים כימיים ואנליזה, מנדלייב הצליח לסדר ולקבץ נכון יסודות לפי תכונותיהם.
טבלת היסודות החדשה מאפשרת לחשב נתונים ברורים ומדויקים לפני תחילת תגובה כימית, לחזות יסודות חדשים ותכונותיהם.
לגילויו של המדען הרוסי הייתה השפעה ישירה על המשך הפיתוח של המדע והטכנולוגיה. אין תחום טכנולוגי שאינו כרוך בידע בכימיה. אולי, אם גילוי כזה לא היה מתרחש, אז הציוויליזציה שלנו הייתה נוקטת בנתיב אחר של התפתחות.
