In de negentiende eeuw ondergingen veel gebieden een sterke hervorming, waaronder de chemie. Het periodiek systeem van Mendelejev, geformuleerd in 1869, leidde tot een algemeen begrip van de afhankelijkheid van de positie van eenvoudige stoffen in het periodiek systeem, dat de relatie tussen de relatieve atomaire massa, valentie en eigenschap van het element vaststelde.
Pre-Mendelean periode van chemie
Iets eerder, aan het begin van de negentiende eeuw, werden herhaalde pogingen ondernomen om de chemische elementen te systematiseren. De Duitse chemicus Döbereiner voerde het eerste serieuze systematiseringswerk op het gebied van chemie uit. Hij stelde vast dat een aantal vergelijkbare stoffen in eigenschappen kunnen worden gecombineerd tot groepen - triaden.
Valse ideeën van een Duitse wetenschapper
De essentie van de gepresenteerde Döbereiner-triadewet werd bepaald door het feit dat de atoommassa van de gewenste stof bijna de helft is van de som (gemiddelde waarde) van de atoommassa's van de laatste twee elementen van de triadetabel.
De afwezigheid van magnesium in een enkele subgroep van calcium, strontium en barium was echterfoutief.
Deze aanpak was een gevolg van de kunstmatige beperking van analoge stoffen tot alleen tripartiete vakbonden. Döbereiner zag duidelijk de overeenkomst in de chemische parameters van fosfor en arseen, bismut en antimoon. Hij beperkte zich echter tot het zoeken naar drieklanken. Als gevolg hiervan kon hij geen correcte classificatie van chemische elementen bedenken.
Döbereiner slaagde er zeker niet in de bestaande elementen in triaden te verdelen, de wet gaf duidelijk de aanwezigheid aan van een verband tussen de relatieve atomaire massa en de eigenschappen van eenvoudige chemische stoffen.
Het proces van systematisering van chemische elementen
Alle volgende pogingen tot systematisering waren afhankelijk van de verdeling van elementen, afhankelijk van hun atomaire massa. Vervolgens werd de hypothese van Döbereiner door andere chemici gebruikt. De vorming van drieklanken, tetrads en pentaden verscheen (samengevoegd in groepen van drie, vier en vijf elementen).
In de tweede helft van de negentiende eeuw verschenen verschillende werken tegelijkertijd, op basis waarvan Dmitry Ivanovich Mendelejev de chemie leidde tot een volledige systematisering van chemische elementen. Een andere structuur van het periodieke systeem van Mendelejev leidde tot een revolutionair begrip en bewijs van het distributiemechanisme van eenvoudige stoffen.
Periodiek systeem van elementen van Mendelejev
Tijdens een bijeenkomst van de Russische chemische gemeenschap in het voorjaar van 1869 werd een bericht voorgelezen door de Russische wetenschapper D. I. Mendelejev over zijn ontdekking van de periodieke wet van chemische elementen.
Aan het einde van hetzelfde jaar werd het eerste werk gepubliceerd"Fundamentals of Chemistry", het omvatte het eerste periodieke systeem van elementen.
In november 1870 liet hij zijn collega's de toevoeging "Het natuurlijke systeem van elementen en het gebruik ervan bij het aangeven van de kwaliteiten van onontdekte elementen" zien. In dit werk gebruikte D. I. Mendelejev voor het eerst de term "periodiek recht". Het systeem van elementen van Mendelejev, op basis van de periodieke wet, bepaalde de mogelijkheid van het bestaan van onontdekte eenvoudige stoffen en gaf duidelijk hun eigenschappen aan.
Correcties en verduidelijkingen
Als gevolg hiervan werden in 1971 de periodieke wet en het periodiek systeem van elementen van Mendelejev voltooid en aangevuld door een Russische chemicus.
In het laatste artikel "Periodieke wet van chemische elementen" heeft de wetenschapper de definitie van de periodieke wet vastgesteld, die aangeeft dat de kenmerken van eenvoudige lichamen, de eigenschappen van verbindingen, evenals de complexe lichamen die daardoor worden gevormd, worden bepaald door directe afhankelijkheid volgens hun atoomgewicht.
Enigszins later, in 1872, werd de structuur van het periodieke systeem van Mendelejev gereorganiseerd in een klassieke vorm (distributiemethode met korte periode).
In tegenstelling tot zijn voorgangers heeft de Russische chemicus een volledige tabel samengesteld en het concept van de regelmaat van het atoomgewicht van chemische elementen geïntroduceerd.
Kenmerken van de elementen van het periodiek systeem van Mendelejev en de afgeleide patronen stelden de wetenschapper in staat de eigenschappen te beschrijven van elementen die nog niet zijn ontdekt. Mendelejev vertrouwde op het feit dat de eigenschappen van elke stof kunnen worden bepaald op basis van de kenmerken van twee naburigeelementen. Hij noemde dit de "ster"-regel. De essentie is dat in de tabel met chemische elementen om de eigenschappen van het geselecteerde element te bepalen, het noodzakelijk is om horizontaal en verticaal te navigeren in de tabel met chemische elementen.
Het periodieke systeem van Mendelejev kan voorspellen…
Het periodiek systeem der elementen werd, ondanks zijn nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, niet volledig erkend door de wetenschappelijke gemeenschap. Sommige van 's werelds grootste wetenschappers maakten openlijk de spot met het vermogen om de eigenschappen van een onontdekt element te voorspellen. En pas in 1885, na de ontdekking van de voorspelde elementen - ekaaluminum, ekabor en ekasilicium (gallium, scandium en germanium), werden het nieuwe classificatiesysteem van Mendelejev en de periodieke wet erkend als de theoretische basis van de chemie.
Aan het begin van de twintigste eeuw werd de structuur van het periodieke systeem van Mendelejev herhaaldelijk gecorrigeerd. Tijdens het verkrijgen van nieuwe wetenschappelijke gegevens kwamen D. I. Mendeleev en zijn collega W. Ramsay tot de conclusie dat het noodzakelijk was om een nulgroep te introduceren. Het omvat inerte gassen (helium, neon, argon, krypton, xenon en radon).
In 1911 stelde F. Soddy voor om niet te onderscheiden chemische elementen - isotopen - in één cel van de tafel te plaatsen.
In het proces van lang en nauwgezet werk werd de tabel van het periodiek systeem van chemische elementen van Mendelejev eindelijk voltooid en kreeg het een moderne uitstraling. Het bestaat uit acht groepen en zeven perioden. Groepen zijn verticale kolommen, perioden zijn horizontaal. Groepen zijn onderverdeeld in subgroepen.
De positie van een element in de tabel geeft zijn valentie, zuivere elektronen en chemische kenmerken aan. Zoals later bleek, ontdekte D. I. Mendelejev tijdens de ontwikkeling van de tabel een willekeurig samenvallen van het aantal elektronen van een element met zijn serienummer.
Dit feit vereenvoudigde het begrip van het principe van de interactie van eenvoudige stoffen en de vorming van complexe stoffen verder. En ook het proces omgekeerd. De berekening van de hoeveelheid van de verkregen stof, evenals de hoeveelheid die nodig is om de chemische reactie te laten verlopen, is theoretisch beschikbaar geworden.
De rol van Mendelejevs ontdekking in de moderne wetenschap
Mendelejevs systeem en zijn benadering van de ordening van chemische elementen bepaalden de verdere ontwikkeling van de chemie. Dankzij een correct begrip van de relatie tussen chemische constanten en analyse, was Mendelejev in staat om elementen correct te rangschikken en te groeperen op basis van hun eigenschappen.
De nieuwe elemententabel maakt het mogelijk om gegevens vóór het begin van een chemische reactie duidelijk en nauwkeurig te berekenen, om nieuwe elementen en hun eigenschappen te voorspellen.
De ontdekking van de Russische wetenschapper had een directe impact op de verdere ontwikkeling van wetenschap en technologie. Er is geen technologisch gebied dat niet de kennis van de chemie omvat. Als zo'n ontdekking niet had plaatsgevonden, zou onze beschaving misschien een ander ontwikkelingspad hebben ingeslagen.
