Что считал менделеев главной характеристикой элемента
Мысли Менделеева о структуре атома
«Менделеев. совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты — Нептун».
Был или не был порядок?
о второй половине прошлого века наука какому пила уже довольно много сведений о поведении ЩЖ атомов. Стали понятными закономерности превращений элементов. Еще великий русский ученый М. В. Ломоносов утверждал, что природа не есть хаотическое нагромождение процессов: в ней проявляются определенные закономерности. Понять и использовать эти закономерности — вот задача науки.
Это высказывание Ломоносова с каждым десятилетием все больше и больше подтверждалось. Особенно хорошо ею подтвердила теория Дальтона, развитая Авогадро и Берцелиусом. Благодаря работам этих ученых никто уже не сомневался в том, что все многообразие превращений и свойств веществ зависит от поведения мельчайших частиц — атомов.
Уже были известны десятки химических элементов и точно установлено, что из этих элементов, атомы которых комбинируются при химических реакциях определенным образом, получаются все остальные вещества.
Но тем не менее оставалось неясным: почему одни элементы ведут себя так, другие иначе? Почему некоторые элементы проявляют примерно одинаковые свойства, а их атомные веса сильно отличаются? Почему одни тяжелее, а другие легче? И таких «почему» было много.
Не было еще настоящего порядка в мире веществ. Вернее, порядок-то был,— это еще Ломоносов предсказывал,— но какой он, в чем заключаются закономерности этого порядка — было неясно.
Это случилось 6 марта 1869 г. В тот день в Петербургском университете происходило заседание русского физико-химического общества. Виднейшие русские ученые, присутствовавшие на заседании, уже знали приблизительно о теме сообщения, которое будет сделано на заседании. Автором этого сообщения был молодой талантливый профессор кафедры неорганической химии Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев.
Еще в январе 1869 г. многие из ученых, присутствовавшие на этом заседании, получили листок, озаглавленный «Опыт системы элементов, основанный на их атомном и химическом сходстве».
На листке были выписаны обозначения химических элементов. Их тогда было известно 63. Ученые обратили внимание, что химические элементы в этой небольшой табличке располагаются по порядку возрастания атомных весов. Но далеко не все тогда поняли, что в этом-то и заключается великий смысл коротенькой записки Менделеева.
Но то, что они услышали на заседании, было огромной сенсацией. Правда, самого Менделеева на заседании не было. В тот день он болел. От его имени сообщение сделал профессор Н. А. Меншуткин. Сообщение называлось «Соотношение свойств с атомным весом элементов». То, о чем рассказывалось в сообщении, было великим открытием, оказавшим огромное влияние на науку. После открытия Менделеева началась новая эпоха в развитии науки — эпоха атомной науки. И вот почему.
Можно ли случайно сделать великое открытие?
Когда Менделеев сообщил о взаимосвязи между свойствами элементов и их атомными весами, ему было 35 лет. Он был уже довольно известным в то время ученым-химиком, прекрасно разбирался в тонкостях химических превращений элементов, особенностях протекания реакций. В 1867 г.
Дмитрий Иванович Менделеев.
Менделеев начал писать книгу «Основы химии». И чем дальше продвигалась работа, чем больше он думал об изложении материала книги, тем больше чувствовал какую-то неудовлетворенность.
Он видел, что многочисленные химические реакции, свойства элементов и многое другое не объединены единым смыслом, единым «стержнем». Чего-то не хватало.
Постепенно он все чаще и чаще начинал задумываться: нет ли закономерности между атомными весами элементов и их свойствами? Для того чтобы нагляднее выявить эту закономерность, Менделеев написал на отдельных карточках названия элементов, их атомный вес и основные химические свойства. После этого он стал раскладывать карточки в определенном порядке по возрастанию атомных весов элементов.
На первом месте оказался водород. Его атомный вес равен единице. За ним следовали другие элементы. Получилась цепочка из 63 карточек (по числу известных тогда элементов). Ну и что же? Никакой закономерности. А если подобрать колонки элементов, образующих одинаковые соединения с кислородом, и распределить их так, чтобы в строчках карточек элементы располагались по порядку атомных весов? Менделеев это сделал, и ему стало видно, что элементы с одинаковыми химическими свойствами группируются в определенной последовательности.
Пришлось еще много раз анализировать, группировать, изучать расположение элементов, но уже теперь было ясно: химические свойства элементов, расположенных по мере возрастания атомных весов, повторяются! Так был открыт периодический закон элементов.
И, конечно, это не случайное открытие. Только огромные знания, опыт и хорошо развитое чувство научного предвидения позволили Менделееву установить, что атомный вес является основной характеристикой, отражающей все многообразие свойств элементов.
Из 63 карточек, которые раскладывал Менделеев, девять не соответствовали закономерности таблицы. В чем дело? Значит, закон неправилен? Нет, Менделеев твердо верил в силу закона и не сомневался в его правильности. Раз карточки выпадают из общей закономерности, значит, атомные веса у этих элементов были определены неправильно. Значит, эти элементы нужно поставить туда, где располагаются элементы, сходные с ними по химическим свойствам. Зная атомные веса соседних, можно получить атомный вес и этих, «не подчиняющихся» закону элементов. Так были исправлены атомные веса бериллия, индия, тория, урана. Правда, Менделеев это сделал не сразу, а спустя некоторое время после своего сообщения, когда он продолжал усовершенствование таблицы. Проделанные потом более точные опыты позволили ученым убедиться, что, действительно, первоначально определенные атомные веса элементов оказались неправильными. Их атомные веса в точности соответствовали весам, предсказанным Менделеевым.
Но это не все. Когда Менделеев составлял таблицу, некоторые места в ней оказались незаполненными. Убежденный в правильности открытого им периодического закона, Менделеев смело предположил, что здесь должны находиться еще не открытые элементы. Он назвал их экабор, экасилиций и экаалюминий (приставка «эка» обозначала, что этот элемент похож на бор, силиций или алюминий) и утверждал, что такие элементы должны существовать. 
И действительно, в августе 1875 г. был открыт новый элемент — галлий Когда определили его свойства, то оказалось что это и есть предсказанный Менделеевым экаалю- миний Через четыре года нашли еще один элемент, предсказанный Менделеевым и названный им экабором. Его назвали скандий. Еще через семь лет нашли и третий элемент — экасилиций. Он получил имя германий.
Так блестяще подтвердилась правильность закона, открытого Менделеевым
Мысли Менделеева о структуре атома
Менделеев был химик. А для химика главным является химическая индивидуальность элементов. Великая заслуга Менделеева заключается в том, что он впервые установил носителей этой индивидуальности — атомы. Он подчеркивал, что атомы неделимы в химическом смысле, «подобно тому, как при рассмотрении людьми отношений между ними человек есть неделимая единица».
Но эта индивидуальность атомов, как учил Менделеев, объясняется их глубокой и сложной структурой «внутренних движений». Другими словами, ученый считал понятие «движение» неразрывно связанным с понятием «материя»; Менделеев считал что «мир атомов устроен так же, как мир небесных светил, со своими солнцами, планетами и спутниками».
Более того, Менделеев сделал очень смелое предположение о том, что при образовании атомов должна выделяться энергия, изменяться их вес. Дальнейшее развитие науки это подтвердило и именно тогда, когда ученым стали известны первые ядерные реакции.
Читайте также
ПЕРВЫЕ МЫСЛИ О ВРЕМЕНИ
ПЕРВЫЕ МЫСЛИ О ВРЕМЕНИ С давних пор, когда я начал читать популярные книги по физике, мне казалось само собой очевидным, что время — это пустая длительность, текущая как река, увлекающая своим течением все события без исключения. Она неизменно и неотвратимо течет в одном
Глава 3. Строение атома
Глава 3. Строение атома Радиоактивность Блестящая серия физических открытий в последнее десятилетие XIX века поистине явилась началом научной революции. Прологом к ней послужило открытие, сделанное в 1896 году французским физиком Антуаном Анри Беккерелем, который
Модели атома до Бора
Модели атома до Бора Развитие исследований радиоактивного излучения, с одной стороны, и квантовой теории — с другой, привели к созданию квантовой модели атома Резерфорда — Бора. Но созданию этой модели предшествовали попытки построить модель атома на основе
Спектрограф подтверждает предсказания Менделеева
Спектрограф подтверждает предсказания Менделеева В эти же годы великий русский ученый Д. И. Менделеев (1834—1907) изучал связь химических свойств элементов с их атомными весами. Он нашел, что если расположить все элементы в один ряд по возрастающим весам их атомов, начиная с
Какова структура атома
Какова структура атома Модель атома водорода В 1913 году датский физик Нильс Бор (1885—1962) попытался нарисовать наглядную картину: как может быть построен атом из положительного ядра и электронов и при каких условиях он излучает свет. Физики называют такую наглядную
Модель атома водорода
Модель атома водорода В 1913 году датский физик Нильс Бор (1885—1962) попытался нарисовать наглядную картину: как может быть построен атом из положительного ядра и электронов и при каких условиях он излучает свет. Физики называют такую наглядную картину моделью атома.Задача
Точное место элементов в таблице Менделеева
Точное место элементов в таблице Менделеева Некоторые химические элементы стоят в таблице Менделеева не в порядке возрастания атомных весов. Таковы три группы элементов: № 18 — аргон (атомный вес 39,9) и № 19 — калий (атомный вес его меньше — 39,1), далее № 27 — кобальт (атомный
II. Строение атома
II. Строение атома Каждое химическое вещество состоит из однородных частиц, называемых молекулами. Если разложить молекулу на более элементарные составные части, мы получим атомы.Атом принято схематически изображать в виде ядра с вращающимися вокруг него электронами.
РАДИОАКТИВНОСТЬ И СТРОЕНИЕ АТОМА
РАДИОАКТИВНОСТЬ И СТРОЕНИЕ АТОМА 1.6. Явления радиоактивности, открытые А. Беккерелем в 1896 г. и вслед затем изучавшиеся Пьером и Марией Кюри, Э. Резерфордом и многими другими, сыграли ведущую роль в открытии общих законов строения атома и в подтверждении эквивалентности
Глава 8. Внутри атома
Глава 8. Внутри атома Университетских студентов 1900 года учили тому, что обычное вещество — то, из которого состоят кирпичи, сталь, уран и все прочее, — и само состоит из мельчайших частиц, именуемых атомами. Однако, из чего состоят атомы, этого не знал никто. Общее мнение
Первая модель атома
Первая модель атома В заключение, мы можем сказать, что в первые годы XX в. был дан первый, может быть не полный, ответ на вопрос как излучается свет, а атомы с их электрическими зарядами были сочтены ответственными за это. Однако, как устроены атомы и, соответственно, каковы
Некоторые мысли на прощание
Некоторые мысли на прощание Каждый раз, пересматривая «Интерстеллар» или пролистывая рукопись этой книги, я поражаюсь огромному разнообразию и красоте научных концепций, которые в них содержатся.И больше всего волнует меня оптимистичный посыл, заложенный
Концепции современного естествознания. Блок 4. Химия. Тест для самопроверки
Поможем успешно пройти тест. Знакомы с особенностями сдачи тестов онлайн в Системах дистанционного обучения (СДО) более 50 ВУЗов. При необходимости проходим систему идентификации, прокторинга, а также можем подключиться к вашему компьютеру удаленно, если ваш вуз требует видеофиксацию во время тестирования.
Закажите решение теста для вашего вуза за 470 рублей прямо сейчас. Решим в течение дня.
1. Д. И. Менделеев считал, что основной характеристикой химических элементов являются …
заряд электрона
свойства молекул
атомные веса
заряд ядра атома
2. Известное на сегодня число химических элементов:
66
112
1600
45
551
3. Величайшее открытие естествознания — Периодическая система элементов Д.И.Менделеева принадлежит … веку.
19
20
17
18
4. Простейший химический элемент
кремний
углерод
гелий
водород
кислород
5. Последовательность взаимосвязи различных форм движения материи:
1) механическая
2) физическая
3) химическая
4) биологическая
5) социальная
6. Химические реакции с выделением тепла называются …
эндотермическими
эндогенными
экзогенными
экзотермическими
метаболическими
7. Теоретическая основа неклассической, современной химии
закон постоянства состава
квантовая механика
атомно-молекулярное учение
законы сохранения массы вещества
8. Химическая реакция — это взаимодействие …
атомов
атомных ядер
молекул
позитронов
9. Авторами закона сохранения вещества являются …
Ломоносов
Лавуазье
Менделеев
Дальтон
Бутлеров
10. Ученый, открывший кислород и отвергший теорию флогистона
Менделеев
Бойль
Бутлеров
Кекуле
Лавуазье
11. Последовательность основных этапов развития химии:
1) алхимия
2) учение о веществе
3) структурная химия
4) функциональная химия
5) эволюционная химия
12. Химические элементы, преобладающие в составе земной коры, морской воды и атмосфере:
кремний
кальций
железо
водород
кислород
13. Последовательность основных этапов развития химии
алхимия
атомно-молекулярное учение
биохимия
14. Ученый, открывший кислород и разработавший кислородную теорию горения
А.Лавуазье
А.М.Бутлеров
Ф.Кекуле
15. Основная характеристика химических элементов по мнению Д.И.Менделеева
атомные веса
свойства молекул
заряд электрона
заряд ядра атома
17. В составе земной коры преобладают …
кремний, железо, кальций
железо, кислород, кальций
кремний, алюминий, фосфор
кислород, кремний, алюминий
18. Самые распространенные химические элементы во Вселенной
водород, гелий
водород, кислород
гелий, железо, литий
углерод, водород
19. Величайшее открытие естествознания — Периодическая система элементов Д.И.Менделеева принадлежит к … веку.
17
18
19
20
20. Авторы закона сохранения вещества
Дж.Дальтон
Д.И.Менделеев
М.В.Ломоносов
А.Лавуазье
А.М.Бутлеров
Современная формулировка периодического закона Д. И. Менделеева
Химические элементы, которых на данный момент насчитывается 118, подчиняются периодическому закону, сформулированному Дмитрием Ивановичем Менделеевым во второй половине XIX века.
Периодический закон Менделеева — в чём суть
Химические элементы, существующие в нашем мире, созданные самой природой или человеком, подчиняются правилу — Периодическому закону, который является основой химической науки.
Периодический закон — закон, который заключается в сопоставлении свойств химических элементов и их атомных масс (в современной формулировке — зарядов ядер).
После открытия в 1869 году Д. И. Менделеевым Периодического закона химических элементов данная наука перестала быть исключительно описательной. Стало возможным научное предвидение.
Суть закона Менделеева заключается в том, что свойства химических элементов, расположенных в таблице, а также свойства образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов.
Периодический закон Менделеева был выражен в форме периодической системы элементов.
Периодическая система химических элементов — упорядоченное расположение в таблице химических элементов и их естественная классификация.
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева состоит из 7 периодов — они представляют собой элементы, расположенные по горизонтали в порядке возрастания атомного номера (заряда ядра), и восьми групп (столбцов).
Периоды делятся на:
Каждый, кроме первого, период начинается со щелочного металла, а заканчивается благородным газом. Слева направо в каждом периоде ослабевают металлические и усиливаются неметаллические свойства, что связано с возрастанием числа электронов на внешнем уровне каждого химического элемента и увеличением прочности их связи с атомом.
Группы делятся на подгруппы:
Сверху вниз в главных подгруппах усиливаются металлические и слабевают неметаллические свойства.
В главных подгруппах вместе с усилением металлических свойств увеличивается устойчивость соединений элементов в низких степенях окисления. В побочных подгруппах с ослабеванием металлических свойств увеличивается устойчивость соединений с высокими степенями окисления.
История открытия, какое имело значение
Первооткрывателем периодического закона является Д. И. Менделеев. Днем, когда был открыт периодический закон, считается 1 марта (17 февраля) 1869 г., когда ученый закончил работу над основным трудом, описавшим данный закон — «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом свойстве». Тогда с ним за звание первооткрывателя боролся Юлиус Лотар Мейер, который также создал свою систему химических элементов.
Существует легенда о том, что Дмитрий Иванович Менделеев увидел Периодическую систему химических элементов во сне. Однако сам ученый ответил так:
«Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».
За основу своей классификации Д. И. Менделеев взял два свойства — химическое сходство элементов и их атомную массу. Ученый расписал на карточках основные свойства каждого элемента, после чего начал многократно переставлять их, чтобы найти закономерность.
Менделеев утверждал, что с ростом атомной массы элементов их свойства меняются, но не монотонно, как считали исследователи до него, а периодически. Свойства начинают повторяться после определенного количества элементов, однако они делают это не точь-в-точь, а с определенными изменениями.
Вторая версия Периодической системы появилась в 1870 году в статье «Естественная система элементов» в «Основах химии». Эта система больше похожа на современную: горизонтальных столбцов стало восемь, периоды остались в изначальном количестве, а каждый период был разбит на 2 ряда — для элементов основной и побочной подгрупп.
Для соблюдения периодичности химических элементов Д. И. Менделеев переписал атомные массы некоторых элементов, расставив их вопреки общим представлениям, а также оставил пустые клетки для неоткрытых элементов.
Первое определение химического закона звучало следующим образом:
Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, состоят в периодической зависимости от их атомного веса.
С помощью составленной периодической системы Д. И. Менделеев смог предсказать открытие новых элементов, а также целый ряд их химических и физических свойств. Подтверждение правильности систематизации появилось уже в 70-80-х годах XIX века, когда были открыт галлий, скандий и германий, которые точно встали в установленные Менделеевым места в Периодической таблице.
Формулирование Периодического закона имело большое значение для развития химии. С открытием Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева мир химической науки перестал быть исключительно описательным, но получил возможность прогнозирования будущих результатов.
Попытки систематизации до него
В середине XIX века научный мир знал о существовании 63 химических элементов. Исследователи предпринимали постоянные попытки систематизирования этих элементов для возможности дальнейшего прогнозирования в химической науке. Это было необходимо для преодоления определенного кризиса — невозможности открывать новые элементы и неимения твердой научной почвы для проведения опытов.
Первым установленную попытку систематизирования химических элементов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа — французский химик, который в 1862 году создал свою систему химических элементов, основанную на закономерности их атомных масс.
Он разместил элементы вдоль винтовой линии — «земной спирали» — которая обращала внимание на циклическую повторяемость свойств элементов.
Данная модель не привлекла внимания общественности, но стала существенным шагом к открытию Периодической системы. Александр Эмиль Шанкуртуа первым обратил внимание на закономерности между атомными массами химических элементов, но не учитывал многих других свойств. Поэтому претензии Шанкуртуа на приоритет в открытии Периодической системы, которые появились у химика после открытия Менделеева, нельзя считать обоснованными.
Джон Александр Ньюлендс в 1866 году предложил свой вариант Периодического закона, который назвал «законом октав». Модель закона напоминала менделеевскую, но при этом в формулировке существовали настойчивые попытки Ньюлендса найти взаимосвязь между химическими элементами и музыкальной гармонией.
По мнению Джона Александра Ньюлендса следовало размещать элементы по порядку возрастания атомных масс, при этом каждый восьмой элемент, как и каждая восьмая нота, должен был стать началом новой строчки. Элементы с одинаковым атомным весом, которые были установлены в то время, располагались под одним номером.
Главной ошибкой ученого был факт того, что некоторые элементы еще не были открыты. Из-за этого система рушилась.
Наиболее близкой к менделеевской системе был вариант Юлиуса Лотара Мейера, который был опубликован в 1864 году. За основу классификации химических элементов ученый взял валентность элементов. В то время еще не было установлено, что валентность не является постоянной для отдельно взятого элемента, из-за чего система не могла быть достоверно точной.
В 1869 году Мейер изменил свою таблицу на сходную с системой Менделеева, из-за чего в западной литературе считается одним из первооткрывателей Периодического закона, либо же ученым, открывшим его независимо от Менделеева.
Современная формулировка
В начале XX века в связи с проводимыми опытами по изучению строения атома было выявлено, что заряд ядра, а не атомная масса, влияет на периодичность изменений свойств элементов. Заряд ядра также влияет на атомный номер и число электронов, распределённых по электронным оболочкам химического элемента.
Современная формулировка в связи с этим отличается от первоначальной:
Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений, находятся в периодической зависимости от величин зарядов ядер их атомов.
В современной химии главным вопросом остается проблема верхней границы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Последним элементом в таблице на данный момент является элемент номер 118, синтезированный в Дубне в 2002 и 2005 годах, и получивший название Оганесон в 2016 году.
Развитие периодического закона Д. И. Менделеева
В 1869 году, когда был сформулирован Периодический закон, научный мир знал только о 63 элементах. На 2021 год известно 118 элементов, продолжаются попытки получения новых.
Формулировка Периодического закона означала лишь начало развития химии и знаний о периодичности свойств химических элементов. Несмотря на то, что изначально предсказания Менделеева были встречены со скепсисом, в итоге они стали основой для целого ряда химических открытий.
В развитии периодического закона принято выделять 2 периода:
Химический этап связан с открытием элементов Периодической системы, которые предсказал Менделеев:
Данное преобразование завершило химический этап развития Периодической системы.
Физический этап развития Периодического закона был начат в связи с тем, что химия не могла в полной мере объяснить причину периодичности свойств химических элементов. Физический этап развития Периодического закона привел к изменениям в естествознании, которые оказали на науку революционное влияние.
Дальнейшее изменение Периодической системы было связано с открытиями физики.
Физический этап можно условно разделить на периоды:
В связи с открытиями физики таблица начала менять свой изначальный облик.
Как изменяются свойства элементов в Периодической таблице
Свойства химических элементов в Периодической таблице зависят от положения каждого элемента в ряду (периоде) и столбце (группе).
Главной характеристикой химического элемента является заряд ядра его атомов.
Главными свойствами химических элементов, являются:
Слева направо в периоде происходит:
Сверху вниз в группе в главной подгруппе происходит: