ХІХ ғасырда көптеген салаларда химияны қоса алғанда, күшті реформалар жүргізілді. 1869 жылы тұжырымдалған Менделеевтің периодтық жүйесі қарапайым заттардың периодтық жүйедегі орнының тәуелділігі туралы жалпы түсінікке әкелді, бұл элементтің салыстырмалы атомдық массасы, валенттілігі мен қасиеті арасындағы байланысты орнатты.
Химияның Менделге дейінгі кезеңі
Біраз бұрын, ХІХ ғасырдың басында химиялық элементтерді жүйелеуге бірнеше рет әрекет жасалды. Неміс химигі Дёберейнер химия саласында алғашқы күрделі жүйелеу жұмысын жүргізді. Ол қасиеттері бойынша бірнеше ұқсас заттарды топтарға біріктіруге болатынын анықтады - триада.
Неміс ғалымының жалған идеялары
Ұсынылған Доберейнер триада заңының мәні қажетті заттың атомдық массасы триада кестесінің соңғы екі элементінің атомдық массаларының қосындысының (орташа мәнінің) жартысына жақын болуымен анықталды.
Алайда кальций, стронций және барийдің бір топшасында магнийдің болмауықате.
Бұл тәсіл тек үш жақты одақтарға ұқсас заттарды жасанды шектеудің салдары болды. Доберейнер фосфор мен мышьяктың, висмут пен сурьманың химиялық көрсеткіштерінің ұқсастығын анық көрді. Алайда ол үштіктерді іздеумен шектелді. Нәтижесінде ол химиялық элементтердің дұрыс классификациясын жасай алмады.
Дёберейнер бар элементтерді триадаларға бөле алмады, заң салыстырмалы атомдық масса мен қарапайым химиялық заттардың қасиеттері арасында байланыстың бар екенін анық көрсетті.
Химиялық элементтерді жүйелеу процесі
Кейінгі жүйелеу әрекеттерінің барлығы элементтердің атомдық массасына байланысты таралуына сүйенді. Кейіннен Доберейнердің гипотезасын басқа химиктер де қолданды. Триадалардың, тетрадалардың және пентадалардың түзілуі пайда болды (үш, төрт және бес элементтен тұратын топтарға біріктіру).
ХІХ ғасырдың екінші жартысында бір уақытта бірнеше еңбектер пайда болды, олардың негізінде Дмитрий Иванович Менделеев химияны химиялық элементтерді толық жүйелеуге әкелді. Менделеевтің периодтық жүйесінің басқа құрылымы қарапайым заттардың таралу механизмін революциялық тұрғыдан түсінуге және дәлелдеуге әкелді.
Менделеев элементтерінің периодтық жүйесі
1869 жылдың көктеміндегі орыс химиялық қауымдастығының жиналысында орыс ғалымы Д. И. Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық заңын ашқаны туралы хабарламасы оқылды.
Сол жылдың аяғында алғашқы туындысы жарық көрді«Химия негіздері», ол элементтердің алғашқы периодтық жүйесін қамтыды.
1870 жылы қарашада ол әріптестеріне «Элементтердің табиғи жүйесі және оны ашылмаған элементтердің қасиеттерін көрсетуде пайдалану» қосымшасын көрсетті. Бұл еңбегінде Д. И. Менделеев алғаш рет «периодтық заң» терминін қолданған. Менделеевтің элементтер жүйесі периодтық заң негізінде ашылмаған жай заттардың болу мүмкіндігін анықтап, олардың қасиеттерін анық көрсетті.
Түзетулер мен түсіндірулер
Нәтижесінде, 1971 жылға қарай Менделеевтің периодтық заңы мен элементтердің периодтық жүйесі ресейлік химиктермен аяқталып, толықтырылды.
«Химиялық элементтердің периодтық заңы» атты қорытынды мақаласында ғалым периодтық заңның анықтамасын бекітті, ол жай денелердің сипаттамаларын, қосылыстардың қасиеттерін, сонымен қатар олар түзетін күрделі денелерді көрсетеді., олардың атомдық салмағына сәйкес тікелей тәуелділікпен анықталады.
Біраз уақыттан кейін, 1872 жылы Менделеевтің периодтық жүйесінің құрылымы классикалық түрге (қысқа мерзімді тарату әдісі) қайта құрылды.
Алдыңғы химигілерден айырмашылығы, орыс химигі кестені толық құрастырды, химиялық элементтердің атомдық салмағының заңдылығы туралы түсінікті енгізді.
Менделеевтің периодтық жүйесінің элементтерінің сипаттамасы және алынған заңдылықтары ғалымға элементтердің әлі ашылмаған қасиеттерін сипаттауға мүмкіндік берді. Менделеев әрбір заттың қасиеттерін көршілес екі заттың белгілеріне қарай анықтауға болатындығына сүйендіэлементтері. Ол мұны «жұлдыз» ережесі деп атады. Оның мәні мынада: химиялық элементтер кестесінде таңдалған элементтің қасиеттерін анықтау үшін химиялық элементтер кестесінде көлденең және тігінен шарлау қажет.
Менделеевтің периодтық жүйесі болжауға қабілетті…
Элементтердің периодтық жүйесі өзінің дәлдігі мен сенімділігіне қарамастан, ғылыми қоғамдастықпен толық танылған жоқ. Әлемнің кейбір ұлы ғалымдары ашылмаған элементтің қасиеттерін болжау мүмкіндігін ашық келемеждеді. Ал тек 1885 жылы ғана болжамды элементтер – экаалюминий, экабор және экасиликон (галий, скандий және германий) ашылғаннан кейін Менделеевтің жаңа классификация жүйесі мен периодтық заң химияның теориялық негізі болып танылды.
ХХ ғасырдың басында Менделеевтің периодтық жүйесінің құрылымы бірнеше рет түзетілді. Жаңа ғылыми мәліметтерді алу барысында Д. И. Менделеев пен оның әріптесі В. Рамсей нөлдік топты енгізу қажет деген қорытындыға келді. Оған инертті газдар (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон және радон) кіреді.
1911 жылы Ф. Содди ажыратылмайтын химиялық элементтерді - изотоптарды кестенің бір ұяшығына орналастыруды ұсынды.
Ұзақ және тынымсыз жұмыс барысында Менделеевтің химиялық элементтерінің периодтық кестесінің кестесі ақырында пысықталып, заманауи келбетке ие болды. Ол сегіз топ пен жеті кезеңнен тұрады. Топтар - тік бағандар, нүктелер - көлденең. Топтар ішкі топтарға бөлінген.
Кестедегі элементтің орны оның валенттілігін, таза электрондарын және химиялық ерекшеліктерін көрсетеді. Кейінірек белгілі болғандай, кестені әзірлеу барысында Д. И. Менделеев элементтің электрондар санының оның реттік нөмірімен кездейсоқ сәйкестігін ашты.
Бұл факт жай заттардың өзара әрекеттесу принципін және күрделі заттардың түзілуін түсінуді одан әрі жеңілдетті. Сондай-ақ процесс керісінше. Алынған заттың мөлшерін, сондай-ақ химиялық реакцияның жүруіне қажетті мөлшерді есептеу теориялық тұрғыдан қолжетімді болды.
Менделеевтің жаңалығының қазіргі ғылымдағы рөлі
Менделеев жүйесі және оның химиялық элементтерді ретке келтіруге көзқарасы химияның одан әрі дамуын алдын ала анықтады. Химиялық константалар мен талдаулардың байланысын дұрыс түсінудің арқасында Менделеев элементтерді қасиеттеріне қарай дұрыс орналастырып, топтастыруға мүмкіндік алды.
Элементтердің жаңа кестесі химиялық реакция басталғанға дейін деректерді нақты және дәл есептеуге, жаңа элементтер мен олардың қасиеттерін болжауға мүмкіндік береді.
Орыс ғалымының ашқан жаңалығы ғылым мен техниканың одан әрі даму барысына тікелей әсер етті. Химия білімін қамтымайтын технологиялық сала жоқ. Бәлкім, мұндай жаңалық болмағанда, өркениетіміз дамудың басқа жолына түскен болар еді.
