KHÁM PHÁ LUẬT THỜI KỲ

Định luật tuần hoàn được D. I. Mendeleev phát hiện khi đang làm bài tập trong sách giáo khoa “Những vấn đề cơ bản của Hóa học”, khi ông gặp khó khăn trong việc hệ thống hóa các tài liệu thực tế. Đến giữa tháng 2 năm 1869, suy nghĩ về cấu trúc của sách giáo khoa, nhà khoa học dần dần đi đến kết luận rằng tính chất của các chất đơn giản và khối lượng nguyên tử của các nguyên tố được kết nối với nhau theo một mô hình nhất định.

Việc khám phá ra bảng tuần hoàn các nguyên tố không phải do ngẫu nhiên mà nó là kết quả của một công việc to lớn, lâu dài và miệt mài, do chính Dmitry Ivanovich và nhiều nhà hóa học trong số những người tiền nhiệm và đương thời của ông bỏ ra. “Khi tôi bắt đầu hoàn thiện bảng phân loại các nguyên tố, tôi viết lên các tấm thẻ riêng biệt từng nguyên tố và hợp chất của nó, sau đó, sắp xếp chúng theo thứ tự nhóm và hàng, tôi nhận được bảng trực quan đầu tiên về quy luật tuần hoàn. Nhưng đây chỉ là hợp âm cuối cùng, là kết quả của tất cả những công việc trước đó ... ”- nhà khoa học nói. Mendeleev nhấn mạnh rằng khám phá của ông là kết quả sau hai mươi năm suy nghĩ về mối quan hệ giữa các nguyên tố, suy nghĩ từ mọi khía cạnh về mối quan hệ của các nguyên tố.

Vào ngày 17 tháng 2 (ngày 1 tháng 3), bản thảo của bài báo, có bảng có tựa đề "Một thí nghiệm về hệ thống các nguyên tố dựa trên trọng lượng nguyên tử và sự giống nhau về mặt hóa học của chúng," đã được hoàn thành và gửi đi in kèm theo ghi chú cho các nhà soạn nhạc và ghi ngày tháng. "Ngày 17 tháng 2 năm 1869." Báo cáo về việc phát hiện ra Mendeleev được biên tập viên của Hiệp hội Hóa học Nga, Giáo sư N. A. Menshutkin, đưa ra tại một cuộc họp của xã hội vào ngày 22 tháng 2 (6 tháng 3) năm 1869. Bản thân Mendeleev đã không có mặt trong cuộc họp, kể từ đó thời gian, theo hướng dẫn của Hiệp hội Kinh tế Tự do, ông đã kiểm tra các nhà máy sản xuất pho mát ở các tỉnh Tverskaya và Novgorod.

Trong phiên bản đầu tiên của hệ thống, các phần tử được các nhà khoa học sắp xếp thành mười chín hàng ngang và sáu cột dọc. Vào ngày 17 tháng 2 (1 tháng 3), việc khám phá ra định luật tuần hoàn không có nghĩa là đã hoàn thành, mà chỉ mới bắt đầu. Dmitry Ivanovich tiếp tục phát triển và phát triển sâu rộng trong gần ba năm nữa. Năm 1870, Mendeleev xuất bản phiên bản thứ hai của hệ thống (Hệ thống tự nhiên của các nguyên tố) trong cuốn Các nguyên tắc cơ bản của hóa học: các cột ngang của các nguyên tố tương tự được chuyển thành tám nhóm được sắp xếp theo chiều dọc; sáu cột dọc của phiên bản đầu tiên chuyển thành các giai đoạn bắt đầu bằng một kim loại kiềm và kết thúc bằng một halogen. Mỗi thời kỳ được chia thành hai hàng; các phần tử của các hàng khác nhau có trong nhóm được tạo thành các nhóm con.

Bản chất của khám phá Mendeleev là khi khối lượng nguyên tử của các nguyên tố hóa học tăng lên, tính chất của chúng không thay đổi đơn điệu mà theo chu kỳ. Sau khi một số nguyên tố có tính chất khác nhau, được sắp xếp theo khối lượng nguyên tử tăng dần, các tính chất bắt đầu lặp lại. Sự khác biệt giữa công trình của Mendeleev và công trình của những người tiền nhiệm là Mendeleev không có một, mà là hai cơ sở để phân loại các nguyên tố - khối lượng nguyên tử và sự giống nhau về mặt hóa học. Để tính tuần hoàn được tôn trọng đầy đủ, Mendeleev đã hiệu chỉnh khối lượng nguyên tử của một số nguyên tố, đặt một số nguyên tố vào hệ thống của ông trái ngược với những ý tưởng được chấp nhận sau đó về sự giống nhau của chúng với những nguyên tố khác, để lại các ô trống trong bảng nơi chứa các nguyên tố chưa được phát hiện. lẽ ra phải được đặt.

Năm 1871, trên cơ sở những công trình này, Mendeleev đã xây dựng nên Định luật tuần hoàn, hình thức của nó có phần được cải thiện theo thời gian.

Bảng tuần hoàn các nguyên tố có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển sau này của hóa học. Đây không chỉ là cách phân loại tự nhiên đầu tiên của các nguyên tố hóa học, cho thấy chúng tạo thành một hệ thống nhất quán và có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, mà nó còn là một công cụ mạnh mẽ để nghiên cứu sâu hơn. Vào thời điểm Mendeleev biên soạn bảng của mình trên cơ sở định luật tuần hoàn mà ông đã khám phá ra, nhiều nguyên tố vẫn chưa được biết đến. Mendeleev không chỉ bị thuyết phục rằng phải có những nguyên tố chưa được biết đến để lấp đầy những chỗ này, mà ông còn dự đoán trước tính chất của những nguyên tố đó, dựa trên vị trí của chúng trong số các nguyên tố khác của hệ tuần hoàn. Trong 15 năm tiếp theo, những tiên đoán của Mendeleev đã được khẳng định một cách xuất sắc; cả ba nguyên tố được mong đợi đã được phát hiện (Ga, Sc, Ge), là thành tựu lớn nhất của định luật tuần hoàn.

DI. Mendeleev đã trao lại bản thảo "Trải nghiệm của một hệ thống các nguyên tố dựa trên trọng lượng nguyên tử và sự giống nhau về mặt hóa học của chúng" // Thư viện Tổng thống // Một ngày trong lịch sử http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx? itemid = 1006

XÃ HỘI HÓA HỌC NGA

Hiệp hội Hóa học Nga là một tổ chức khoa học được thành lập tại Đại học St.Petersburg năm 1868 và là một hiệp hội tự nguyện của các nhà hóa học Nga.

Sự cần thiết phải thành lập Hiệp hội đã được công bố tại Đại hội 1 của các nhà tự nhiên học và bác sĩ Nga, được tổ chức tại St.Petersburg vào cuối tháng 12 năm 1867 - đầu tháng 1 năm 1868. Tại Đại hội, quyết định của những người tham gia Bộ phận Hóa học đã được công bố:

Bộ phận Hóa học tuyên bố một mong muốn nhất trí thống nhất trong Hiệp hội Hóa học để liên lạc với các lực lượng đã được thành lập của các nhà hóa học Nga. Phần này tin rằng xã hội này sẽ có các thành viên ở tất cả các thành phố của Nga và ấn phẩm của nó sẽ bao gồm các công trình của tất cả các nhà hóa học Nga, được in bằng tiếng Nga.

Vào thời điểm này, các xã hội hóa học đã được thành lập ở một số nước châu Âu: Hiệp hội Hóa học Luân Đôn (1841), Hiệp hội Hóa học Pháp (1857), Hiệp hội Hóa học Đức (1867); Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ được thành lập vào năm 1876.

Điều lệ của Hiệp hội Hóa học Nga, chủ yếu do D. I. Mendeleev soạn thảo, được Bộ Giáo dục phê duyệt vào ngày 26 tháng 10 năm 1868, và cuộc họp đầu tiên của Hiệp hội được tổ chức vào ngày 6 tháng 11 năm 1868. Ban đầu, nó bao gồm 35 nhà hóa học từ Petersburg, Kazan, Moscow, Warsaw, Kyiv, Kharkov và Odessa. Chủ tịch đầu tiên của RCS là N. N. Zinin, thư ký là N. A. Menshutkin. Các thành viên của xã hội đã trả phí thành viên (10 rúp mỗi năm), việc kết nạp các thành viên mới chỉ được thực hiện theo đề xuất của ba người hiện có. Trong năm đầu tiên tồn tại, RCS đã tăng từ 35 lên 60 thành viên và tiếp tục phát triển thuận lợi trong những năm tiếp theo (129 năm 1879, 237 năm 1889, 293 năm 1899, 364 năm 1909, 565 năm 1917).

Năm 1869, Hiệp hội Hóa học Nga có cơ quan in riêng - Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Nga (ZhRHO); tạp chí được xuất bản 9 lần một năm (hàng tháng, trừ những tháng mùa hè). Từ năm 1869 đến năm 1900, chủ bút của ZhRHO là N. A. Menshutkin, và từ năm 1901 đến năm 1930 - A. E. Favorsky.

Năm 1878, RCS hợp nhất với Hiệp hội Vật lý Nga (thành lập năm 1872) để tạo thành Hiệp hội Vật lý và Hóa học Nga. Các Chủ tịch đầu tiên của RFHO là A. M. Butlerov (năm 1878–1882) và D. I. Mendeleev (năm 1883–1887). Liên quan đến sự hợp nhất, năm 1879 (từ tập 11) Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Nga được đổi tên thành Tạp chí của Hiệp hội Vật lý và Hóa học Nga. Định kỳ của xuất bản là 10 số một năm; Tạp chí bao gồm hai phần - hóa học (LRHO) và vật lý (LRFO).

Lần đầu tiên, nhiều công trình kinh điển của hóa học Nga đã được xuất bản trên các trang của ZhRHO. Chúng ta có thể đặc biệt lưu ý các công trình của D. I. Mendeleev về việc tạo ra và phát triển hệ thống tuần hoàn các nguyên tố và A. M. Butlerov, gắn liền với sự phát triển lý thuyết của ông về cấu trúc của các hợp chất hữu cơ; nghiên cứu của N. A. Menshutkin, D. P. Konovalov, N. S. Kurnakov, và L. A. Chugaev trong lĩnh vực hóa học vô cơ và vật lý; V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev và A. E. Arbuzov trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Trong khoảng thời gian từ năm 1869 đến năm 1930, 5067 nghiên cứu hóa học ban đầu đã được xuất bản trên ZhRHO, các bản tóm tắt và bài báo đánh giá về một số vấn đề của hóa học, và bản dịch của các công trình thú vị nhất từ ​​các tạp chí nước ngoài cũng được xuất bản.

RFHO trở thành người sáng lập Đại hội Mendeleev về Hóa học ứng dụng và đại cương; ba đại hội đầu tiên được tổ chức tại St.Petersburg vào các năm 1907, 1911 và 1922. Năm 1919, việc xuất bản ZhRFKhO bị đình chỉ và chỉ được tiếp tục vào năm 1924.

D.I. Mendeleev bắt đầu nghiên cứu hệ thống hóa các nguyên tố hóa học ngay từ khi bắt đầu hoạt động khoa học của mình. Năm 1955-1956, ông xuất bản 2 bài báo về nghiên cứu đẳng cấu và các tập cụ thể và thiết lập mối quan hệ giữa các đặc điểm và tính chất này. Ông cũng nghiên cứu kỹ các tác phẩm của các bậc tiền bối, phân tích phản biện, hệ thống hóa và khái quát hóa. Trong nhật ký của mình, ông viết: “Khoa học bao gồm việc tìm ra điểm chung. Các yếu tố có điểm chung ... Nhưng chúng nhìn nhận quá nhiều với tư cách riêng lẻ ... để kết nối những cá thể này với một ý tưởng chung là mục tiêu của hệ thống tự nhiên của tôi.

D.I. Mendeleev bắt đầu nghiên cứu việc tạo ra một hệ thống các nguyên tố liên quan đến công việc sư phạm và việc soạn thảo cuốn sách giáo khoa nổi tiếng của ông “Các nguyên tắc cơ bản của Hóa học”. Do đó, mục tiêu ban đầu mà anh đặt ra cho mình là giáo dục và sư phạm.

Trong khi nghiên cứu Cơ bản về Hóa học, ông quyết định so sánh các halogen và kim loại kiềm, và đi đến kết luận rằng các nguyên tố này, rất khác nhau về tính chất hóa học, nhưng lại gần nhau về khối lượng nguyên tử, vì vậy chúng có thể được tập hợp lại với nhau trong hệ thống các nguyên tố:

Ar (F) - 19 Ar (Cl) - 35,5 Ar (Br) - 80

Ar (Na) - 23 Ar (K) - 39 Ar (Rb) - 85,4

Sự so sánh này đã tạo nên cơ sở cho bảng các nguyên tố, được D.I. Mendeleev biên soạn từ 64 nguyên tố.

Việc so sánh các nhóm nguyên tố khác nhau theo khối lượng nguyên tử của chúng đã dẫn đến việc phát hiện ra một định luật dưới dạng biên soạn "Kinh nghiệm của một hệ thống các nguyên tố", cho thấy rõ ràng sự phụ thuộc tuần hoàn của các thuộc tính của các nguyên tố vào khối lượng nguyên tử của chúng.

Vào ngày 1 tháng 3 năm 1869, D.I. Mendeleev đã gửi cho các nhà hóa học “Một thí nghiệm về hệ thống các nguyên tố dựa trên trọng lượng nguyên tử và sự giống nhau về mặt hóa học của chúng”.

Vào ngày 6 tháng 3 năm 1869, tại một cuộc họp của Hiệp hội Hóa học Nga, Menshutkin, thay mặt cho D.I. Mendeleev, đã đưa ra một báo cáo về mối quan hệ giữa các tính chất và khối lượng nguyên tử của các nguyên tố. Nội dung chính như sau:

1. Các nguyên tố, được sắp xếp theo khối lượng nguyên tử của chúng, thể hiện tính chất tuần hoàn rõ ràng.

2. Các nguyên tố giống nhau về tính chất hóa học có khối lượng nguyên tử tương tự nhau (platin, iridi, osmi) hoặc tăng liên tục và đồng đều (kali, rubidi, xêzi).

3. So sánh các nguyên tố hoặc nhóm của chúng theo độ lớn của khối lượng nguyên tử, tương ứng với cái gọi là hóa trị của chúng.

4. Các nguyên tố phổ biến trong tự nhiên có khối lượng nguyên tử nhỏ, và tất cả các nguyên tố có khối lượng nguyên tử nhỏ đều có tính chất rõ rệt nên chúng mang tính chất điển hình.

5. Giá trị của nguyên tử khối quyết định tính chất của nguyên tố.

6. Cần phải chờ khám phá thêm nhiều nguyên tố chưa biết, ví dụ, tương tự như nhôm và silic, có khối lượng nguyên tử từ 65-75.

7. Giá trị khối lượng nguyên tử của một nguyên tố đôi khi có thể được hiệu chỉnh nếu bạn biết các phép tương tự của nguyên tố này.

8. Một số chất tương tự được phát hiện bằng độ lớn của khối lượng nguyên tử của chúng.

Các kết luận chính từ các quy định này là các tính chất vật lý và hóa học của các nguyên tố phụ thuộc tuần hoàn vào khối lượng nguyên tử của chúng.

Trong hai năm tiếp theo, Mendeleev biên soạn các bảng khối lượng nguyên tử của các nguyên tố, các bảng này cũng thay đổi theo chu kỳ. Sau đó, ông tin rằng hóa trị cao nhất của các nguyên tố cũng là một hàm tuần hoàn.

Những khám phá này đã làm cho nó có thể chuyển từ "Kinh nghiệm của hệ thống tuần hoàn" sang "hệ thống tự nhiên của các yếu tố."

Năm 1871 D. I. Mendeleev viết bài báo “Quy luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học”, trong đó ông mô tả các hướng phát triển của học thuyết về tính tuần hoàn:

1. Thực chất của quy luật tuần hoàn.

2. Ứng dụng của định luật vào hệ thống hóa các phần tử.

3. Ứng dụng của định luật vào việc xác định khối lượng nguyên tử của các nguyên tố ít được nghiên cứu.

4. Ứng dụng định luật vào việc xác định tính chất của các nguyên tố chưa được khám phá.

5. Ứng dụng của định luật vào việc hiệu chỉnh khối lượng nguyên tử của các nguyên tố.

6. Ứng dụng của định luật trong việc bổ sung thông tin về công thức của hợp chất hóa học.

Lần đầu tiên, một công thức rõ ràng của định luật tuần hoàn được đưa ra.

Các nhà giả kim cũng cố gắng tìm ra quy luật tự nhiên, trên cơ sở đó có thể hệ thống hóa các nguyên tố hóa học. Nhưng họ thiếu thông tin chi tiết và đáng tin cậy về các yếu tố. Đến giữa TK XIX. kiến thức về các nguyên tố hóa học trở nên đầy đủ, và số lượng các nguyên tố tăng lên nhiều đến mức khoa học nảy sinh nhu cầu tự nhiên để phân loại chúng. Những nỗ lực đầu tiên để phân loại các nguyên tố thành kim loại và phi kim loại đã được chứng minh là không thể phân loại được. Những người tiền nhiệm của D.I. Mendeleev (I.V. Debereiner, J.A. Newlands, L.Yu. Meyer) đã làm rất nhiều để chuẩn bị cho việc khám phá ra định luật tuần hoàn, nhưng không thể hiểu được sự thật. Dmitry Ivanovich đã thiết lập mối liên hệ giữa khối lượng của các nguyên tố và tính chất của chúng.

Dmitry Ivanovich sinh ra ở Tobolsk. Anh là con thứ mười bảy trong gia đình. Sau khi tốt nghiệp tại một trường thể dục ở thành phố quê hương của mình, Dmitry Ivanovich vào Học viện Sư phạm Chính ở St. Sau khi trở về, ông được mời đến Đại học St. Bắt đầu đọc các bài giảng về hóa học, Mendeleev không tìm thấy bất cứ thứ gì có thể giới thiệu cho sinh viên như một phương tiện trợ giúp giảng dạy. Và ông quyết định viết một cuốn sách mới - "Những nguyên tắc cơ bản của Hóa học".

Việc khám phá ra định luật tuần hoàn đã có trước 15 năm làm việc chăm chỉ. Vào ngày 1 tháng 3 năm 1869, Dmitry Ivanovich dự định rời St.Petersburg để đi công tác.

Định luật tuần hoàn được phát hiện trên cơ sở các đặc điểm của nguyên tử - khối lượng nguyên tử tương đối .

Mendeleev đã sắp xếp các nguyên tố hóa học theo thứ tự tăng dần về khối lượng nguyên tử của chúng và nhận thấy rằng tính chất của các nguyên tố được lặp lại sau một khoảng thời gian nhất định - một khoảng thời gian, Dmitry Ivanovich đã đặt các chu kỳ này dưới các chu kỳ khác, để các nguyên tố tương tự được đặt một trong những khác - trên cùng một phương thẳng đứng, do đó, hệ thống tuần hoàn đã được xây dựng các nguyên tố.

1 tháng 3 năm 1869 Công thức của định luật tuần hoàn của D.I. Mendeleev.

Tính chất của các chất đơn giản, cũng như các dạng và tính chất của hợp chất của các nguyên tố, phụ thuộc tuần hoàn vào độ lớn của khối lượng nguyên tử của các nguyên tố.

Thật không may, lúc đầu có rất ít người ủng hộ định luật tuần hoàn, ngay cả trong số các nhà khoa học Nga. Có rất nhiều đối thủ, đặc biệt là ở Đức và Anh.
Việc phát hiện ra định luật tuần hoàn là một ví dụ sáng giá về tầm nhìn xa của khoa học: vào năm 1870, Dmitry Ivanovich đã tiên đoán về sự tồn tại của ba nguyên tố khi đó chưa được biết đến, mà ông gọi là ekasilicium, ekaalumin và ekabor. Ông cũng có thể dự đoán chính xác các thuộc tính quan trọng nhất của các nguyên tố mới. Và sau 5 năm, vào năm 1875, nhà bác học người Pháp P.E. Lecoq de Boisbaudran, người không biết gì về công trình của Dmitry Ivanovich, đã phát hiện ra một kim loại mới, gọi nó là gali. Trong một số tính chất và phương pháp khám phá, gali trùng hợp với ekaalumin đã được Mendeleev dự đoán. Nhưng trọng lượng của anh ta đã ít hơn dự đoán. Mặc dù vậy, Dmitry Ivanovich đã gửi một bức thư đến Pháp, nhấn mạnh vào dự đoán của mình.
Giới khoa học sửng sốt trước dự đoán của Mendeleev về các tính chất nhôm ekaal hóa ra là rất chính xác. Kể từ thời điểm này, định luật tuần hoàn bắt đầu khẳng định mình trong hóa học.
Năm 1879, L. Nilson ở Thụy Điển đã phát hiện ra scandium, là hiện thân của dự đoán của Dmitry Ivanovich ekabor .
Năm 1886, K. Winkler phát hiện ra gecmani ở Đức, hóa ra là exasilicon .

Nhưng thiên tài của Dmitry Ivanovich Mendeleev và những khám phá của ông không chỉ là những tiên đoán này!

Trong bốn vị trí của hệ thống tuần hoàn, D. I. Mendeleev đã sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự khối lượng nguyên tử tăng dần:

Ngay từ cuối thế kỷ 19, D.I. Mendeleev đã viết rằng, rõ ràng, nguyên tử bao gồm các hạt nhỏ hơn khác. Sau khi ông qua đời vào năm 1907, người ta đã chứng minh được rằng nguyên tử bao gồm các hạt cơ bản. Lý thuyết về cấu trúc của nguyên tử đã khẳng định tính đúng đắn của Mendeleev, sự hoán vị của các nguyên tố này không phù hợp với sự lớn lên của khối lượng nguyên tử là hoàn toàn có cơ sở.

Công thức hiện đại của định luật tuần hoàn.

Tính chất của các nguyên tố hoá học và hợp chất của chúng phụ thuộc tuần hoàn vào độ lớn điện tích hạt nhân nguyên tử của chúng, được thể hiện ở sự lặp lại tuần hoàn cấu trúc của lớp electron hoá trị ngoài cùng.
Và bây giờ, hơn 130 năm sau khi phát hiện ra định luật tuần hoàn, chúng ta có thể trở lại với những lời của Dmitry Ivanovich, được lấy làm phương châm trong bài học của chúng ta: “Tương lai không đe dọa quy luật tuần hoàn bằng sự hủy diệt, mà chỉ là một cấu trúc thượng tầng và sự phát triển được hứa hẹn. ” Cho đến nay có bao nhiêu nguyên tố hóa học đã được phát hiện? Và điều này là xa giới hạn.

Biểu diễn bằng hình ảnh của định luật tuần hoàn là hệ thống tuần hoàn của các nguyên tố hóa học. Đây là một bản tóm tắt ngắn gọn về toàn bộ hóa học của các nguyên tố và hợp chất của chúng.

Sự thay đổi tính chất trong hệ thống tuần hoàn với sự tăng lên của khối lượng nguyên tử trong chu kỳ (từ trái sang phải):

1. Tính kim loại giảm dần

2. Tính phi kim tăng

3. Tính chất của oxit và hiđroxit bậc cao chuyển từ tính bazơ qua chất lưỡng tính thành tính axit.

4. Hóa trị của các nguyên tố trong công thức của oxit cao hơn tăng từ TôitrướcVII, và trong công thức của các hợp chất hydro dễ bay hơi giảm từ IV trướcTôi.

Nguyên tắc cơ bản về cấu tạo của hệ thống tuần hoàn.

Dấu hiệu so sánh	D.I. Mendeleev
1. Dãy các phần tử bằng số được thành lập như thế nào? (Cơ sở của PS là gì?)	Các nguyên tố được liệt kê theo thứ tự khối lượng nguyên tử tương đối tăng dần. Tuy nhiên, vẫn có những trường hợp ngoại lệ. Ar - K, Co - Ni, Te - I, Th - Pa
2. Nguyên tắc kết hợp các yếu tố thành nhóm.	Dấu chất lượng. Sự giống nhau về tính chất của chất đơn giản và cùng loại phức chất.
3. Nguyên tắc kết hợp các yếu tố thành các thời kỳ.

Nhiều phát minh và khám phá trong khoa học và công nghệ có thể được so sánh với lịch sử của các khám phá địa lý. Làm thế nào những khám phá địa lý được thực hiện? Giả sử một đoàn thám hiểm đổ bộ vào bờ biển và đi sâu vào lục địa. "Đã đi sâu vào lục địa" nghĩa là gì? Và đó chính xác là ý nghĩa của nó - họ thức dậy vào buổi sáng, ăn và đi bộ từng bước. Một triệu bước - và khám phá địa lý đã sẵn sàng. Đối với phần còn lại của nhân loại, những mô tả của họ giống như một phép màu. Và đối với họ - đi bộ sơ đẳng. Điều chính là hạ cánh trong một khu vực chưa được khám phá. Và, tất nhiên, bạn phải là một người chuyên nghiệp trong lĩnh vực của bạn. Ngoài ra trong khoa học. Tại sao Mendeleev khám phá ra Quy luật tuần hoàn? Trước hết, vì ít ai nghĩ đến việc phân loại các nguyên tố hóa học. Có bao nhiêu nhà hóa học có trình độ cao trong thế kỷ 19, những người biết hoàn toàn tốt tất cả các tính chất của các nguyên tố được phát hiện vào thời điểm đó? Vâng, chỉ có một số giáo sư từ các trường đại học hàng đầu châu Âu. Và trong số đó có Mendeleev. Mendeleev đã phải đọc một khóa học về hóa học. Nhưng anh thực sự không thích những kiến ​​thức hỗn độn về các nguyên tố hóa học. 2-3 nhóm nguyên tố giống nhau về đặc tính được chọn ra và phần còn lại phải được thông báo về từng nguyên tố riêng biệt. Phải nói ngay rằng một ý tưởng đơn giản - sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần về trọng lượng nguyên tử, sau đó không thể hoạt động được. Hiện nay, bất kỳ học sinh nào cũng có thể nhận thấy sự thay đổi của các tính chất hóa học khi khối lượng nguyên tử tăng lên. Nhưng điều này đã trở thành khả thi sau khi phát hiện ra Mendeleev do sự tích lũy các dữ liệu thí nghiệm mới.

Mendeleev đã viết ra các tính chất cơ bản của các nguyên tố, bao gồm trọng lượng nguyên tử và công thức oxit, trên thẻ. Và tôi bắt đầu nghĩ về cách chúng có thể được nhóm lại. Khi đó nhóm kim loại kiềm và kiềm thổ đã được biết trước. Và sau đó ông phát hiện ra rằng các nguyên tố của các nhóm này khác nhau theo từng cặp với cùng một số đơn vị khối lượng nguyên tử! Kali 39, canxi 40, natri 23, magiê 24. Đây là động lực chính cho việc khám phá ra định luật tuần hoàn. Do đó, bản chất của Định luật tuần hoàn Mendeleev theo cách hiểu cơ bản của nó là có các nhóm nguyên tố hóa học có tính chất tương tự nhau và các nhóm này liên kết với nhau theo trọng lượng nguyên tử. Và khi ý nghĩ này xuất hiện, có thể khớp tất cả các thông tin khác về các yếu tố vào một hệ thống duy nhất.

Cơ chế tâm lý mà Mendeleev khám phá ra là gì? Vấn đề chính là, trước hết, ông là một trong số ít các nhà hóa học hiểu biết rõ về hóa học đương thời. Và, thứ hai, anh chỉ đơn giản đặt cho mình nhiệm vụ hệ thống hóa kiến ​​thức về tính chất của các nguyên tố. Các giáo sư hóa học châu Âu khác đơn giản là không đặt cho mình một nhiệm vụ như vậy. Quá trình tìm ra lời giải cũng không phức tạp lắm: ông ấy hiểu rằng có những nhóm nguyên tố có tính chất tương tự nhau, ông ấy có hiểu biết chung rằng, mặc dù sự sắp xếp đơn giản của các nguyên tố theo khối lượng nguyên tử tăng dần vào thời điểm đó. không cho phép xem quy luật rõ ràng, trọng lượng nguyên tử là đại lượng cơ bản và trong mọi trường hợp phải tính đến. Sự kết hợp của những ý tưởng chung này đã dẫn đến việc phát hiện ra Quy luật tuần hoàn.

Đối với huyền thoại Mendeleev mơ thấy Hệ thống tuần hoàn, bản chất của lịch sử là như sau. Sau khi Mendeleev khám phá ra định luật của mình, ông đã phác thảo ra phiên bản đầu tiên của bảng, trong đó các nhóm được sắp xếp theo chiều ngang và các khoảng thời gian theo chiều dọc. Một buổi sáng, ông thức dậy và nhận ra rằng nếu bạn làm ngược lại, tức là sắp xếp các khoảng thời gian theo chiều ngang và các nhóm theo chiều dọc, điều này sẽ phản ánh rõ ràng hơn bản chất của Quy luật tuần hoàn. Đó là toàn bộ câu chuyện với vai trò của giấc ngủ trong việc khám phá ra Quy luật tuần hoàn.

Vì vậy, một trong những cách tư duy hiệu quả là một chuyên gia có trình độ chuyên môn cao bắt đầu suy nghĩ sâu sắc theo một hướng hẹp cụ thể nào đó. Anh ta thu thập thông tin theo hướng này trong tài liệu, thiết lập các thí nghiệm để kiểm tra tính thực tế của các ý tưởng tinh thần của mình, quan sát các sự kiện thực tế. Mỗi bước này thường gần như hiển nhiên đối với anh ta. Nhưng bằng chứng này đối với anh là do trước đó anh là người duy nhất suy nghĩ và thu thập thông tin. Dần dần, anh ấy đi đến một giải pháp cho vấn đề. Đối với những người khác chưa đi hết con đường này, quyết định của anh ấy có vẻ giống như một sự sáng suốt siêu nhiên nào đó. Bản thân anh ta có thể không nhớ một cách có ý thức toàn bộ lịch sử lâu dài của sự hình thành mô hình vấn đề của anh ta. Và đôi khi ngay cả đối với tác giả, giải pháp cuối cùng dường như đã nảy sinh một cách khó hiểu như thế nào. Ngoài ra, chính khoảnh khắc nhận được giải pháp cho vấn đề gây ra niềm vui thích thú, tương tự như cảm giác của một nhà leo núi khi bước vào đỉnh núi. Tất cả các loại truyền thuyết về sự chiếu sáng được sinh ra từ điều này. Nhưng có thực sự đối với một nhà leo núi đã chinh phục được đỉnh cao khó khăn thì điều quan trọng chính là bước cuối cùng chứ không phải hàng nghìn động tác trong quá trình đi lên?

Điều kiện tiên quyết để phát hiện ra định luật tuần hoàn và tạo ra hệ thống tuần hoàn của D.I. Mendeleev

Nỗ lực phân loại các nguyên tố hóa học trước D.I. Mendeleev

Lịch sử phát hiện ra định luật tuần hoàn. Các giai đoạn chính trong sự phát triển của học thuyết về tính tuần hoàn

Bài giảng số 7

1. Nỗ lực phân loại các nguyên tố hóa học trước DIMendeleev.

2. Điều kiện tiên quyết để DIMendeleev khám phá ra định luật tuần hoàn và tạo ra hệ thống tuần hoàn.

3. Khám phá của DIMendeleev về định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn.

4. Sự khải hoàn của định luật tuần hoàn.

Khi số lượng các nguyên tố hóa học được phát hiện tăng lên, việc phân loại và hệ thống hóa chúng trở nên vô cùng quan trọng. Nỗ lực đầu tiên được thực hiện vào cuối thế kỷ 18 bởi A. Lavoisier, phân biệt 4 lớp: khí và chất lỏng (ánh sáng và nhiệt), kim loại, phi kim loại, ʼʼearthʼʼ (hóa ra là oxit). Sự phân loại này đã đặt nền tảng cho nhiều nỗ lực khác.

Năm 1817, nhà khoa học người Đức I. Dobereiner đã có tất cả các nguyên tố đã biết trong các bộ ba riêng biệt: 1) Li, Na, K; 2) Ca, Sr, Ba; 3) P, As, Sb; 4) S, Se, Te; 5) Cl, Br, J; và phát hiện ra một mô hình thú vị: khối lượng của một nguyên tử của nguyên tố ở giữa bằng trung bình cộng của khối lượng của các nguyên tố ở cùng cực, ví dụ: ArNa = (Ar Li + Ar K) / 2 = (6, 94 + 39,1 ) / 2 = 23.

Mô hình này chiếm tâm trí của nhiều nhà hóa học, và vào năm 1857, Lenseen đã sắp xếp 60 nguyên tố được biết đến vào thời điểm đó thành 20 bộ ba. Nhiều nhà khoa học hiểu rằng các yếu tố được kết nối bởi một số mối quan hệ nội bộ, chưa rõ ràng, nhưng lý do của các mô hình được phát hiện vẫn chưa được xác định.

Ngoài các bảng có sự sắp xếp theo chiều ngang và chiều dọc của các phần tử, những bảng khác đã được đề xuất. Ví dụ, nhà hóa học người Pháp Chancourtois sắp xếp 50 nguyên tố theo đường xoắn ốc trên bề mặt của một hình trụ, đặt chúng trên đường thẳng, phù hợp với trọng lượng nguyên tử. Tại vì hệ thống kết thúc bằng Tellurium, hệ thống này được gọi là "vít Tellurium". Nhiều phần tử giống nhau trên hình trụ hóa ra lại nằm dưới nhau theo phương thẳng đứng. Công trình này đã thể hiện một cách chính xác ý tưởng về sự phát triển biện chứng của vật chất một cách chính xác.

Điều thú vị là, lần đầu tiên, một phép loại suy xuất hiện từ “cái đinh vít” của ông giữa hydro và halogen, điều này chỉ mới được công nhận gần đây.

Các nhà khoa học nhận thấy rằng độ lặp lại tuần hoàn không tìm thấy sự phát triển ở phần dưới của hình trụ, nơi không quan sát thấy sự tương tự theo chiều dọc.

Năm 1864-1865, hai bảng mới xuất hiện: của nhà khoa học người Anh J. Newlands và nhà khoa học người Đức L. Meyer.

Newlands xuất phát từ những ý tưởng duy tâm về sự hài hòa phổ quát trong tự nhiên, cũng nên tồn tại giữa các nguyên tố hóa học.

Ông đã sắp xếp 62 phần tử được biết đến vào thời điểm đó theo thứ tự tăng dần của các phần tử tương đương của chúng và nhận thấy rằng trong chuỗi này, thường là cứ đến ngày 8, lặp lại các thuộc tính của mỗi phần tử, có điều kiện được coi là phần tử đầu tiên.

H, Li, Be, B, v.v ...; Na - nguyên tố thứ 9 lặp lại tính chất của nguyên tố thứ hai - Li, Ca - nguyên tố thứ 17 lặp lại tính chất của nguyên tố thứ 10 - Mg, v.v.

Anh ta có 8 cột dọc - quãng tám. Các phần tử tương tự nằm trên các đường ngang. Ông gọi những quy luật được tiết lộ là 'luật của quãng tám'. Đồng thời, có nhiều vi phạm về sự hài hòa trong bảng Newlands: không có sự giống nhau giữa Cl và Pt, S, Fe và Au.

Tuy nhiên, công lao của Newland là không thể nghi ngờ: ông là người đầu tiên nhận thấy tính chất lặp lại của nguyên tố thứ 8, đã thu hút sự chú ý đến con số này.

Bảng Lothar Meyer dựa trên sự giống nhau của các nguyên tố trong hóa trị hydro của chúng.

Vào thời điểm này, khái niệm hóa trị đã được đưa ra trong hóa học. Với sự ra đời của khái niệm này, sự tương tự hóa học đã có được một biểu thức định lượng. Vì vậy, ví dụ, B và Si có tính chất tương tự nhau, nhưng khác nhau về hóa trị (B - 3, Si - 4). Bảng có 6 cột dọc với 44 phần tử. Meyer lưu ý rằng sự khác biệt giữa khối lượng nguyên tử tương đối của các nguyên tố liền kề trong mỗi cột là khác nhau theo các con số tăng dần: 16, 16, 45, 45, 90. Ông cũng lưu ý rằng sự khác biệt giữa Ar (Si) và Ar (Sn) là lớn bất thường (90 thay vì 45). Đồng thời, ông không đưa ra bất kỳ kết luận nào, nhưng kết luận như vậy có thể là kết luận về sự tồn tại trong tự nhiên của các nguyên tố chưa được biết đến vào thời điểm đó.

Meyer, hơn ai hết, đã gần khám phá ra định luật (ông đã khám phá ra sự phụ thuộc tuần hoàn của khối lượng nguyên tử của các nguyên tố), nhưng không dám đưa ra những kết luận táo bạo.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, số lần cố gắng phân loại các nguyên tố trước D.I. Mendeleev là khoảng 50. Các nhà khoa học từ các quốc gia khác nhau đã phân loại các nguyên tố hóa học, và một số trong số họ đang trên đà phát hiện ra định luật tuần hoàn Οʜᴎ đã tìm kiếm sự tương đồng giữa các nguyên tố có vẻ giống nhau, và không cho phép các điểm tương đồng giữa Na và Cl, ví dụ, ᴛ.ᴇ. họ không cho phép ý tưởng rằng tất cả các yếu tố đều là các giai đoạn trong quá trình phát triển của một vật chất duy nhất, liên quan đến điều này, họ không thể khám phá ra quy luật phổ quát của tự nhiên và khám phá ra một hệ thống các yếu tố duy nhất.

Vào cuối những năm 60 của thế kỷ XIX, những điều kiện tiên quyết sau đây để khám phá ra định luật tuần hoàn đã được tiết lộ:

o thành lập, gần với hiện đại, khối lượng nguyên tử của các nguyên tố. (Dalton, Berzelius, Regno, Cannizzaro). Năm 1858, Cannizzaro, sử dụng phương pháp xác định khối lượng riêng của các chất khí để xác định khối lượng phân tử của chúng, đã đưa ra một hệ thống mới về khối lượng nguyên tử tương đối của một số nguyên tố nhất định. Bảng này còn lâu mới hoàn chỉnh, nhưng khối lượng nguyên tử, với một số ngoại lệ, là chính xác;

o thành lập “nhóm tự nhiên” của các nguyên tố tương tự (Dobereiner, Pettenkofer, Dumas, Lenseen, Strecker, Odling, Newlands, Meyer);

o phát triển học thuyết về hóa trị của các nguyên tố hóa học (Frankland, Kekule, Cooper);

o sự giống nhau về dạng tinh thể của các nguyên tố hóa học khác nhau đã được phát hiện (Hauy, Mitcherlich, Berzelius, Rose, Rammelsberg).

Điều kiện tiên quyết để phát hiện ra định luật tuần hoàn và tạo ra hệ thống tuần hoàn của D.I. Mendeleev - khái niệm và các loại. Phân loại và tính năng của chuyên mục "Những điều kiện tiên quyết để khám phá ra định luật tuần hoàn và tạo ra hệ thống tuần hoàn của D.I. Mendeleev" 2017, 2018.