Yhdeksännentoista vuosisadan aikana monet alueet uudistuivat voimakkaasti, mukaan lukien kemia. Mendelejevin jaksollinen järjestelmä, joka muotoiltiin vuonna 1869, johti yhteisymmärrykseen yksinkertaisten aineiden sijainnin riippuvuudesta jaksollisessa taulukossa, mikä määritti suhteen elementin suhteellisen atomimassan, valenssin ja ominaisuuden välillä.
Pre-Mendelean kemian aika
Hieman aikaisemmin, 1800-luvun alussa, kemiallisia alkuaineita yritettiin systematisoida toistuvasti. Saksalainen kemisti Döbereiner teki ensimmäisen vakavan systematisointityön kemian alalla. Hän päätti, että monet ominaisuuksiltaan samanlaiset aineet voidaan yhdistää ryhmiksi - kolmioksiksi.
Saksalaisen tiedemiehen vääriä ideoita
Esitettävän Döbereiner-kolmiolain olemuksen määräytyi sillä, että halutun aineen atomimassa on lähellä puolta triaditaulukon kahden viimeisen alkion atomimassojen summasta (keskiarvosta).
Magnesiumin puuttuminen yhdessä kalsiumin, strontiumin ja bariumin alaryhmässä oli kuitenkinvirheellinen.
Tämä lähestymistapa oli seurausta analogisten aineiden keinotekoisesta rajoittamisesta vain kolmikantaliittoihin. Döbereiner näki selvästi fosforin ja arseenin, vismutin ja antimonin kemiallisten parametrien samank altaisuuden. Hän kuitenkin rajoittui triadien etsimiseen. Tämän seurauksena hän ei voinut keksiä oikeaa kemiallisten alkuaineiden luokitusta.
Döbereiner ei todellakaan onnistunut jakamaan olemassa olevia alkuaineita kolmioiksi, laki osoitti selvästi suhteellisen atomimassan ja yksinkertaisten kemiallisten aineiden ominaisuuksien välisen suhteen.
Kemiallisten alkuaineiden systematisointiprosessi
Kaikki myöhemmät systematisointiyritykset perustuivat alkuaineiden jakautumiseen niiden atomimassasta riippuen. Myöhemmin muut kemistit käyttivät Döbereinerin hypoteesia. Kolmikot, tetradit ja pentadit muodostuivat (yhdistyivät kolmen, neljän ja viiden elementin ryhmiin).
1800-luvun jälkipuoliskolla ilmestyi useita teoksia samanaikaisesti, joiden perusteella Dmitri Ivanovitš Mendelejev johti kemian kemiallisten alkuaineiden täydelliseen systematisointiin. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän erilainen rakenne johti vallankumoukselliseen ymmärtämiseen ja todisteisiin yksinkertaisten aineiden jakautumismekanismista.
Mendelejevin elementtien jaksollinen järjestelmä
Keväällä 1869 pidetyssä Venäjän kemianyhteisön kokouksessa venäläinen tiedemies D. I. Mendelejev luki ilmoituksen kemiallisten alkuaineiden jaksollisen lain löytämisestä.
Saman vuoden lopussa julkaistiin ensimmäinen teos"Kemian perusteet", se sisälsi ensimmäisen jaksollisen elementtijärjestelmän.
Marraskuussa 1870 hän näytti kollegoilleen lisäyksen "Luonnollinen elementtijärjestelmä ja sen käyttö osoittamaan löytämättömien elementtien ominaisuuksia." Tässä työssä D. I. Mendeleev käytti ensin termiä "jaksollinen laki". Mendelejevin elementtijärjestelmä määritteli jaksollisen lain perusteella löytämättömien yksinkertaisten aineiden olemassaolon mahdollisuuden ja osoitti selvästi niiden ominaisuudet.
Oikaisut ja selvennykset
Vuoteen 1971 mennessä venäläinen kemisti viimeisteli ja täydensi Mendelejevin jaksollisen lain ja elementtien jaksollisen järjestelmän.
Loppuartikkelissa "Kemiallisten elementtien jaksollinen laki" tiedemies vahvisti jaksollisen lain määritelmän, joka osoittaa, että yksinkertaisten kappaleiden ominaisuudet, yhdisteiden ominaisuudet sekä niiden muodostamat monimutkaiset kappaleet, määräytyvät suoralla riippuvuudella niiden atomipainon mukaan.
Hieman myöhemmin, vuonna 1872, Mendelejevin jaksollisen järjestelmän rakenne organisoitiin uudelleen klassiseen muotoon (lyhytjaksojakelumenetelmä).
Toisin kuin edeltäjänsä, venäläinen kemisti laati täydellisen taulukon, esitteli käsitteen kemiallisten alkuaineiden atomipainon säännöllisyydestä.
Mendelejevin jaksollisen järjestelmän elementtien ominaisuudet ja johdetut mallit antoivat tutkijalle mahdollisuuden kuvata elementtien ominaisuuksia, joita ei ole vielä löydetty. Mendelejev luotti siihen tosiasiaan, että kunkin aineen ominaisuudet voidaan määrittää kahden viereisen aineen ominaisuuksien mukaanelementtejä. Hän kutsui tätä "tähtisäännöksi". Sen olemus on, että kemiallisten alkuaineiden taulukossa valitun alkuaineen ominaisuuksien määrittämiseksi on tarpeen navigoida vaaka- ja pystysuunnassa kemiallisten alkuaineiden taulukossa.
Mendelejevin jaksollinen järjestelmä pystyy ennustamaan…
Tiedeyhteisö ei täysin tunnustanut alkuaineiden jaksollista taulukkoa sen tarkkuudesta ja todenmukaisuudesta huolimatta. Jotkut maailman suurista tiedemiehistä pilkkasivat avoimesti kykyä ennustaa löytämättömän elementin ominaisuuksia. Ja vasta vuonna 1885, kun ennustetut alkuaineet - ekaalumiini, ekabor ja ekasilikon (gallium, skandium ja germanium) löydettiin, Mendelejevin uusi luokittelujärjestelmä ja jaksollinen laki tunnustettiin kemian teoreettiseksi perustaksi.
1900-luvun alussa Mendelejevin jaksollisen järjestelmän rakennetta korjattiin toistuvasti. Uusien tieteellisten tietojen hankkimisprosessissa D. I. Mendeleev ja hänen kollegansa W. Ramsay tulivat siihen tulokseen, että oli tarpeen ottaa käyttöön nollaryhmä. Se sisältää inerttejä kaasuja (helium, neon, argon, krypton, ksenon ja radon).
Vuonna 1911 F. Soddy ehdotti erottamattomien kemiallisten alkuaineiden - isotooppien - sijoittamista yhteen taulukon soluun.
Pitkän ja huolellisen työn aikana Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen taulukon taulukko valmistui vihdoin ja sai nykyaikaisen ilmeen. Se koostuu kahdeksasta ryhmästä ja seitsemästä jaksosta. Ryhmät ovat pystysarakkeita, pisteet vaakasuuntaisia. Ryhmät on jaettu alaryhmiin.
Alkuaineen sijainti taulukossa osoittaa sen valenssin, puhtaat elektronit ja kemialliset ominaisuudet. Kuten myöhemmin kävi ilmi, taulukkoa kehitettäessä D. I. Mendelejev löysi elementin elektronien lukumäärän satunnaisen yhteensopivuuden sen sarjanumeron kanssa.
Tämä tosiasia yksinkertaisti entisestään yksinkertaisten aineiden vuorovaikutuksen ja monimutkaisten aineiden muodostumisen periaatteen ymmärtämistä. Ja myös prosessi toisinpäin. Laskelma saadun aineen määrästä sekä kemiallisen reaktion etenemiseen tarvittavasta määrästä on tullut teoreettisesti käytettävissä.
Mendelejevin löydön rooli modernissa tieteessä
Mendelejevin järjestelmä ja hänen lähestymistapansa kemiallisten alkuaineiden järjestykseen määräsivät kemian jatkokehityksen. Kemiallisten vakioiden ja analyysin suhteen oikean ymmärtämisen ansiosta Mendelejev pystyi järjestämään ja ryhmittelemään elementit oikein niiden ominaisuuksien mukaan.
Uuden alkuainetaulukon avulla on mahdollista laskea selkeästi ja tarkasti tiedot ennen kemiallisen reaktion alkamista, ennustaa uusia alkuaineita ja niiden ominaisuuksia.
Venäläisen tiedemiehen löydöllä oli suora vaikutus tieteen ja teknologian jatkokehitykseen. Ei ole olemassa tekniikan alaa, johon ei liittyisi kemian osaamista. Ehkä, jos tällaista löytöä ei olisi tapahtunut, sivilisaatiomme olisi valinnut toisenlaisen kehityspolun.
