Мы думаем о Настоящем, Прошлом и Будущем
Список форумов Форум АЭС специалистов с  осколков СССР

Форум АЭС специалистов с осколков СССР

АЭС проблемы из первых рук Операторы. Техники. Исследователи О радиации. Надёжности. Прошлом и Будущем
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Прикованный к атомной галере имеет право знать правду о пробоинах в Корабле Предупредить, когда увидел рифы, почувствовал приближение бури
Сто пятьдесят лет периодической таблице Менделеева

 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум АЭС специалистов с осколков СССР -> 1406 Истории открытий.
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Kent
Site Admin

   

Зарегистрирован: 07.01.2013
Сообщения: 224

СообщениеДобавлено: Ср Ноя 20, 2019 10:07 pm    Заголовок сообщения: Сто пятьдесят лет периодической таблице Менделеева Ответить с цитатой



URL:

Сто пятьдесят лет периодической таблице Менделеева

У каждой об­ла­сти науки есть свой лю­би­мый юбилей.

Для физики это «Прин­ци­пы Нью­то­на» 1687 года, книга, ко­то­рая ввела законы дви­же­ния и гра­ви­та­ции.

Био­ло­гия празд­ну­ет дар­ви­нов­ское «Про­ис­хож­де­ние видов» (1859) вместе с его днем рож­де­ния (1809).

По­клон­ни­ки аст­ро­но­мии от­ме­ча­ют 1543 год, когда Ко­пер­ник по­ме­стил Солнце в центр Сол­неч­ной си­сте­мы.

А что ка­са­ет­ся химии, ни одна при­чи­на для празд­но­ва­ния не пре­вос­хо­дит про­ис­хож­де­ние пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы эле­мен­тов, со­здан­ной 150 лет назад в марте 1869 года

рус­ским хи­ми­ком Дмит­ри­ем Ива­но­ви­чем Мен­де­ле­е­вым.

Для чайников
https://himi4ka.ru/tablica-mendeleeva





Таб­ли­ца Мен­де­ле­е­ва стала такой же при­выч­ной для сту­ден­тов-хи­ми­ков, как элек­трон­ные таб­ли­цы для бух­гал­те­ров.

Она сум­ми­ру­ет всю науку в чуть более 100 квад­ра­тах, со­дер­жа­щих сим­во­лы и числа.

Она пе­ре­чис­ля­ет эле­мен­ты, из ко­то­рых со­сто­ят все земные ве­ще­ства, устро­ен­ные таким об­ра­зом,
чтобы вы­явить за­ко­но­мер­но­сти в их свой­ствах,
на­прав­ляя хи­ми­че­ское ис­сле­до­ва­ние как в теории, так и на прак­ти­ке.




Таб­ли­ца Мен­де­ле­е­ва вы­гля­де­ла как спе­ци­аль­ная таб­ли­ца, но ученый хотел, чтобы таб­ли­ца от­ра­жа­ла глу­бо­кую на­уч­ную истину, ко­то­рую он открыл:
пе­ри­о­ди­че­ский закон.

Его закон выявил глу­бо­кие «се­мей­ные от­но­ше­ния» между из­вест­ны­ми хи­ми­че­ски­ми эле­мен­та­ми

— они про­яв­ля­ли по­доб­ные свой­ства через ре­гу­ляр­ные про­ме­жут­ки (или пе­ри­о­ды),

когда были рас­по­ло­же­ны в по­ряд­ке их атом­но­го веса — что
поз­во­ли­ло Мен­де­ле­е­ву пред­ска­зать су­ще­ство­ва­ние эле­мен­тов,
ко­то­рые еще не были об­на­ру­же­ны.

«До об­на­ро­до­ва­ния закона хи­ми­че­ские эле­мен­ты были просто фраг­мен­тар­ны­ми, слу­чай­ны­ми фак­та­ми в При­ро­де»,
— заявил Мен­де­ле­ев.

«Закон пе­ри­о­дич­но­сти сна­ча­ла поз­во­лил нам уви­деть неот­кры­тые эле­мен­ты на рас­сто­я­нии,
ко­то­рое раньше было недо­ступ­но для хи­ми­че­ско­го зрения».

Таб­ли­ца Мен­де­ле­е­ва не только пред­ска­за­ла су­ще­ство­ва­ние новых эле­мен­тов.

Она под­твер­ди­ла про­ти­во­ре­чи­вую веру в ре­аль­ность атомов.

Она на­ме­ка­ла на су­ще­ство­ва­ние суб­атом­ной струк­ту­ры
и пред­ви­де­ла ма­те­ма­ти­че­ский ап­па­рат, ле­жа­щий
в основе правил, управ­ля­ю­щих ма­те­ри­ей,
ко­то­рые в ко­неч­ном итоге про­яви­ли себя в кван­то­вой теории.


Таб­ли­ца за­вер­ши­ла пре­вра­ще­ние хи­ми­че­ской науки из сред­не­ве­ко­во­го ма­ги­че­ско­го ми­сти­циз­ма и ал­хи­мии

https://ekabu.ru/133674-udivitelnaya-nauka-alhimiya.html
Удивительная наука Алхимия










в об­ласть со­вре­мен­ной на­уч­ной стро­го­сти.

Пе­ри­о­ди­че­ская таб­ли­ца сим­во­ли­зи­ру­ет не только со­став­ля­ю­щие части ма­те­рии,
но и ло­ги­че­скую убе­ди­тель­ность и прин­ци­пи­аль­ную ра­ци­о­наль­ность всей науки.

0

Четыре новых химических элемента официально добавлены в Периодическую таблицу Менделеева. Элементы с атомными номерами 113, 115, 117 и 118 верифицированы Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC).

Честь открытия 115-го, 117-го и 118-го элементов присуждена команде российских и американских ученых из Объединенного института ядерных исследований в Дубне, Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии и Окриджской национальной лаборатории в Теннесси.

Открывателями 113-го элемента признаны ученые из японского Института естественных наук (RIKEN). В честь этого элемент получил название японий. Право придумать названия остальным новым элементам принадлежит их первооткрывателям, на что отводится пять месяцев, после чего их официально утвердит совет IUPAC.

Все четыре новых элемента были синтезированы искусственно. В природе, как правило, наблюдаются химические элементы с атомным номером (количеством протонов в ядре) не выше 92 (уран). Элементы с количеством протонов от 93 до 100 можно получить в реакторах, выше 100 — на ускорителях частиц.

Последний раз периодическая таблица расширялась в 2011 году, когда были добавлены 114-й и 116-й элементы, названные флеровием и ливерморием.






Пе­ри­о­ди­че­ская таб­ли­ца Мен­де­ле­е­ва, опуб­ли­ко­ван­ная в 1869 году, пред­став­ля­ла собой
вер­ти­каль­ную диа­грам­му, ко­то­рая ор­га­ни­зо­вы­ва­ла 63 из­вест­ных эле­мен­та по атом­но­му весу.

Такое рас­по­ло­же­ние по­ме­ща­ет эле­мен­ты с по­хо­жи­ми свой­ства­ми в го­ри­зон­таль­ные ряды.


За­ло­жить фун­да­мент


Ле­ген­да гласит, что Мен­де­ле­ев за­ду­мал и создал свою таб­ли­цу за один день:
17 фев­ра­ля 1869 года по ста­ро­му стилю (1 марта).

Но это, на­вер­ное, пре­уве­ли­че­ние.
Мен­де­ле­ев годами думал о груп­пи­ров­ке эле­мен­тов,
а другие химики несколь­ко раз рас­смат­ри­ва­ли по­ня­тие связей между эле­мен­та­ми в преды­ду­щие де­ся­ти­ле­тия.

На самом деле немец­кий химик Иоганн Вольф­ганг До­бе­рей­нер
за­ме­тил осо­бен­но­сти груп­пи­ро­ва­ния эле­мен­тов еще в 1817 году.







В те дни химики еще не пол­но­стью поняли при­ро­ду атомов, как это опи­са­но в теории атома,
пред­ло­жен­ной ан­глий­ским школь­ным учи­те­лем Джоном Дал­то­ном в 1808 году.





В своей «Новой си­сте­ме хи­ми­че­ской фи­ло­со­фии»
Далтон объ­яс­нил хи­ми­че­ские ре­ак­ции,
пред­по­ло­жив, что каждое эле­мен­тар­ное ве­ще­ство со­сто­ит из атома опре­де­лен­но­го типа.

Хи­ми­че­ские ре­ак­ции, пред­ло­жил Далтон, про­из­во­дят новые ве­ще­ства, когда атомы разъ­еди­ня­ют­ся или со­еди­ня­ют­ся.

Любой данный эле­мент, рас­суж­дал он, пол­но­стью со­сто­ял из атома одного вида, от­ли­ча­ю­ще­го­ся от других по весу.

Атомы кис­ло­ро­да весили в восемь раз больше атомов во­до­ро­да;
атомы уг­ле­ро­да были в шесть раз тя­же­лее во­до­ро­да,
по­ла­гал Далтон.

Когда эле­мен­ты объ­еди­ня­ют­ся для со­зда­ния новых ве­ществ,
ко­ли­че­ство ре­а­ги­ру­ю­щих ве­ществ может быть рас­счи­та­но с учетом этих атом­ных весов.

Далтон оши­бал­ся насчет неко­то­рых весов — кис­ло­род дей­стви­тель­но в 16 раз больше веса во­до­ро­да,
а уг­ле­род в 12 раз тя­же­лее во­до­ро­да.

Но его теория сде­ла­ла идею об атомах по­лез­ной,
вдох­но­вив на ис­сле­до­ва­ния других ученых.

Из­ме­ре­ние точ­но­го атом­но­го веса стало ос­нов­ной про­бле­мой для хи­ми­ков в по­сле­ду­ю­щие де­ся­ти­ле­тия.

Раз­мыш­ляя об атом­ных массах, Иоганн До­бе­рей­нер от­ме­тил, что опре­де­лен­ные наборы из трех эле­мен­тов
(он назвал их три­а­да­ми)
по­ка­за­ли свое­об­раз­ную связь.

На­при­мер, бром имел атом­ную массу на пол­пу­ти между мас­са­ми хлора и йода,

и все три эле­мен­та де­мон­стри­ро­ва­ли сход­ное хи­ми­че­ское по­ве­де­ние. Литий, натрий и калий также были три­а­дой.

Другие химики тоже по­ни­ма­ли связь между атом­ным весом и хи­ми­че­ски­ми свой­ства­ми,

но только в 1860-х годах атом­ные веса были до­ста­точ­но хорошо поняты и из­ме­ре­ны, чтобы по­яви­лось более глу­бо­кое по­ни­ма­ние.

В Англии химик Джон Нью­ландс за­ме­тил, что рас­по­ло­же­ние из­вест­ных эле­мен­тов
в по­ряд­ке уве­ли­че­ния атом­но­го веса при­во­ди­ло к по­вто­ре­нию хи­ми­че­ских свойств каж­до­го вось­мо­го эле­мен­та,

модель, ко­то­рую он назвал «за­ко­ном октав» в статье 1865 года.

Но модель Нью­ланд­са не очень хорошо ра­бо­та­ла после первых двух октав,
что за­ста­ви­ло кри­ти­ков пред­ло­жить ему вместо этого рас­по­ло­жить эле­мен­ты в ал­фа­вит­ном по­ряд­ке.

Оче­вид­но, что вза­и­мо­связь свойств эле­мен­тов и атом­ных весов была немно­го более слож­ной, как вскоре понял Мен­де­ле­ев.

Ор­га­ни­за­ция эле­мен­тов

Мен­де­ле­ев ро­дил­ся в городе То­боль­ске, в Сибири, в 1834 году (17-й ре­бе­нок в семье).

Во время по­лу­че­ния своего выс­ше­го об­ра­зо­ва­ния в пе­да­го­ги­че­ском ин­сти­ту­те в Санкт-Пе­тер­бур­ге он чуть не умер от тя­же­лой бо­лез­ни.

После окон­ча­ния он пре­по­да­вал в сред­них школах (тре­бо­ва­ние для по­лу­че­ния сти­пен­дии в учеб­ном ин­сти­ту­те),

а во время пре­по­да­ва­ния ма­те­ма­ти­ки и есте­ствен­ных наук он про­во­дил ис­сле­до­ва­ния для по­лу­че­ния сте­пе­ни ма­ги­стра.

Затем он ра­бо­тал пре­по­да­ва­те­лем и лек­то­ром, пока не по­лу­чил сти­пен­дию для ста­жи­ров­ки в самых из­вест­ных уни­вер­си­тет­ских хи­ми­че­ских ла­бо­ра­то­ри­ях Европы.

По воз­вра­ще­нию в Санкт-Пе­тер­бург, он вер­нул­ся к ис­сле­до­ва­ни­ям, по­лу­чив док­тор­скую сте­пень в 1865 году,

а затем ста­но­вит­ся про­фес­со­ром в Пе­тер­бург­ском уни­вер­си­те­те.

Вскоре после этого Мен­де­ле­ев начал пре­по­да­вать неор­га­ни­че­скую химию.

Го­то­вясь осво­ить это новое (для него) поле, он не был впе­чат­лен име­ю­щи­ми­ся учеб­ни­ка­ми.

По­это­му он решил на­пи­сать свой.

Ор­га­ни­за­ция текста тре­бо­ва­ла упо­ря­до­че­ния эле­мен­тов, по­это­му вопрос о том, как лучше их рас­по­ло­жить, по­сто­ян­но за­ни­мал его.

К началу 1869 года Мен­де­ле­ев до­бил­ся до­ста­точ­но­го про­грес­са, чтобы понять, что неко­то­рые группы по­доб­ных эле­мен­тов де­мон­стри­ро­ва­ли ре­гу­ляр­ное уве­ли­че­ние атом­ных весов;

другие эле­мен­ты с при­мер­но оди­на­ко­вы­ми атом­ны­ми весами имеют общие свой­ства.

Ока­за­лось, что упо­ря­до­че­ние эле­мен­тов по их атом­но­му весу было ключом к их клас­си­фи­ка­ции.

По соб­ствен­ным словам Мен­де­ле­е­ва, он струк­ту­ри­ро­вал свое мыш­ле­ние, за­пи­сав каждый из 63 из­вест­ных эле­мен­тов
в ин­ди­ви­ду­аль­ной за­пис­ной кар­точ­ке.

Затем, по­сред­ством своего рода игры в хи­ми­че­ский па­сьянс, он нашел об­ра­зец, ко­то­рый искал.

Рас­по­ла­гая кар­точ­ки в вер­ти­каль­ных столб­цах с атом­ны­ми весами от низ­ко­го до более вы­со­ко­го,
0н раз­ме­щал эле­мен­ты с по­хо­жи­ми свой­ства­ми в каждом го­ри­зон­таль­ном ряду.

1 марта Мен­де­ле­ев вклю­чил таб­ли­цу в свой учеб­ник, ко­то­рый скоро будет опуб­ли­ко­ван и под­го­то­вил доклад для пред­став­ле­ния рос­сий­ско­му хи­ми­че­ско­му об­ще­ству.

«Эле­мен­ты, упо­ря­до­чен­ные по раз­ме­ру их атом­ных весов, по­ка­зы­ва­ют четкие пе­ри­о­ди­че­ские свой­ства»,
— заявил Мен­де­ле­ев в своей статье.

«Все срав­не­ния, ко­то­рые я провел … при­ве­ли меня к выводу, что размер атом­но­го веса опре­де­ля­ет при­ро­ду эле­мен­тов».

Мен­де­ле­ев ис­поль­зо­вал свою таб­ли­цу, чтобы сде­лать смелые про­гно­зы о неот­кры­тых эле­мен­тах.

Готовя ее, Мен­де­ле­ев должен был оста­вить пустые места, чтобы за­ста­вить из­вест­ные эле­мен­ты пра­виль­но рас­по­ло­жить­ся.

В те­че­ние его жизни три из этих пустых мест были за­пол­не­ны ранее неиз­вест­ны­ми эле­мен­та­ми
галлия, скан­дия и гер­ма­ния.

Мен­де­ле­ев не только пред­ска­зал су­ще­ство­ва­ние этих эле­мен­тов, но также пра­виль­но описал их свой­ства в де­та­лях.

На­при­мер, галлий, от­кры­тый в 1875 году, имел атом­ный вес (из­ме­рен­ный тогда) 69,9 и плот­ность, в шесть раз пре­вы­ша­ю­щую плот­ность воды.

Мен­де­ле­ев пред­ска­зал эле­мент (он назвал его eka-aluminium) с той же плот­но­стью и атом­ным весом 68.

Его пред­ска­за­ния для eka-крем­ния близко со­от­вет­ство­ва­ли гер­ма­нию (об­на­ру­жен­но­му в 1886 году)
в атом­ном весе (72 против 72.3 по факту) и плот­но­сти (5,5 против 5,469).

Он также пра­виль­но пред­ска­зал плот­ность со­еди­не­ний гер­ма­ния с кис­ло­ро­дом и хлором.

К 1890-м годам химики широко при­зна­ли таб­ли­цу Мен­де­ле­е­ва как веху в хи­ми­че­ском знании.

В 1900 году бу­ду­щий но­бе­лев­ский ла­у­ре­ат по химии Уильям Рамсей назвал ее «ве­ли­чай­шим обоб­ще­ни­ем, ко­то­рое до сих пор было сде­ла­но в химии».


К мо­мен­ту смерти Мен­де­ле­е­ва в 1907 году ученые знали, что атомы имеют части:

элек­тро­ны, ко­то­рые несут от­ри­ца­тель­ный элек­три­че­ский заряд,
плюс неко­то­рый по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ный ком­по­нент, де­ла­ю­щий атомы элек­три­че­ски ней­траль­ны­ми.

Клю­че­вой ключ к тому, как эти части были рас­по­ло­же­ны, по­явил­ся в 1911 году,

когда физик Эрнест Ре­зер­форд, ра­бо­та­ю­щий в Ман­че­стер­ском уни­вер­си­те­те в Англии, об­на­ру­жил атом­ное ядро.

Вскоре после этого Генри Мозли, физик, ко­то­рый ра­бо­тал с Ре­зер­фор­дом, про­де­мон­стри­ро­вал, что

ко­ли­че­ство по­ло­жи­тель­но­го заряда в ядре (ко­ли­че­ство про­то­нов, ко­то­рые оно со­дер­жит, или его «атом­ный номер»)
опре­де­ля­ет пра­виль­ный по­ря­док эле­мен­тов в пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­це.


Атом­ный вес был тесно связан с атом­ным но­ме­ром
Мозли — до­ста­точ­но близко, чтобы упо­ря­до­че­ние эле­мен­тов по весу от­ли­ча­лось всего в несколь­ких точках от упо­ря­до­че­ния по номеру.

Мен­де­ле­ев на­ста­и­вал на том, что эти веса были непра­виль­ны­ми и нуж­да­лись в по­втор­ном из­ме­ре­нии,
и в неко­то­рых слу­ча­ях он был прав.

Неко­то­рые рас­хож­де­ния оста­лись, но
атом­ный номер Мозли привел таб­ли­цу в по­ря­док.






При­мер­но в то же время дат­ский физик Нильс Бор
понял, что кван­то­вая теория управ­ля­ет рас­по­ло­же­ни­ем элек­тро­нов вокруг ядра
и что внеш­ние элек­тро­ны опре­де­ля­ют хи­ми­че­ские свой­ства эле­мен­та.






В версии пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы дат­ско­го физика Нильса Бора 1922 года,
адап­ти­ро­ван­ной из таб­ли­цы химика Юлиуса Том­се­на,

эле­мен­ты с ана­ло­гич­ны­ми свой­ства­ми за­ни­ма­ют го­ри­зон­таль­ные ряды, со­еди­нен­ные ли­ни­я­ми.

Пустое поле справа от­ме­ча­ет ожи­да­е­мое вхож­де­ние группы эле­мен­тов, ко­то­рые хи­ми­че­ски похожи на ред­ко­зе­мель­ные эле­мен­ты
(номера 58–70) в преды­ду­щем столб­це.





По­доб­ные рас­по­ло­же­ния внеш­них элек­тро­нов будут пе­ри­о­ди­че­ски по­вто­рять­ся,

объ­яс­няя за­ко­но­мер­но­сти, ко­то­рые пер­во­на­чаль­но об­на­ру­жи­ла таб­ли­ца Мен­де­ле­е­ва.

Нильс Бор создал свою соб­ствен­ную версию таб­ли­цы в 1922 году,

ос­но­вы­ва­ясь на экс­пе­ри­мен­таль­ных из­ме­ре­ни­ях энер­гий элек­тро­нов
(наряду с неко­то­ры­ми ука­за­ни­я­ми из пе­ри­о­ди­че­ско­го закона).

Таб­ли­ца Бора до­ба­ви­ла эле­мен­ты, от­кры­тые с 1869 года,
но, по сути, это был пе­ри­о­ди­че­ский ме­ха­низм, ко­то­рый открыл Мен­де­ле­ев.




Не имея тогда ни ма­лей­ше­го по­ня­тия о кван­то­вой теории, Мен­де­ле­ев создал таб­ли­цу,
от­ра­жа­ю­щую атом­ную ар­хи­тек­ту­ру, ко­то­рую дик­то­ва­ла кван­то­вая физика.

Пе­ри­о­ди­че­ская си­сте­ма Мен­де­ле­е­ва стала важ­ней­шей вехой в раз­ви­тии атомно-мо­ле­ку­ляр­но­го учения.

Бла­го­да­ря ей сло­жи­лось со­вре­мен­ное по­ня­тие о хи­ми­че­ском эле­мен­те, были уточ­не­ны пред­став­ле­ния о про­стых ве­ще­ствах и со­еди­не­ни­ях.

По ре­ше­нию ООН, 2019 год объ­яв­лен Меж­ду­на­род­ным годом пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы хи­ми­че­ских эле­мен­тов.





Rolling Eyes
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум АЭС специалистов с осколков СССР -> 1406 Истории открытий. Часовой пояс: GMT + 3
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Знать. Уметь. Предвидеть. Работать с Атомом без права на риск.


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Вы можете бесплатно создать форум на MyBB2.ru, RSS