Передісторія таблиці Менделєєва
Питання про те, з яких елементів складається світ, звичайно або нескінченно їх число, задавали ще в глибоку давнину. Так, давньогрецький філософ Фалес вважав, що першоджерелом всієї матерії є вода (вода справила всі живі речі, з води виходить все). Анаксимен першоосновою всіх речовин вважав повітря. Від ущільнення повітря відбуваються хмари, з них йде вода, а з води все інше. Від розрядженні повітря виникає вогонь. Філософ Геракліт, засновник античної діалектики, першопричину всіх речей бачив у вогні (... Світ, єдиний ... був, є і буде вічно живим вогнем, що закономірно спалахує і закономірно згасає ...). Філософ Ксенофан первоматерии вважав землю - з неї все виникає, в неї все повертається.
Вчення Емпедокла про чотири першоелементів (вода, земля, вогонь і повітря) значною мірою було перероблено Аристотелем. Аристотель вважав першоелементами основні якості (принципи) матерії: тепло, холод, сухість, вологість. Всі елементи - поєднання основних принципів. Вчення Аристотеля породило новий напрямок в хімії - алхімію (перетворення одних елементів в інші за рахунок їх змішування і додання відсутніх якостей). Основне заняття алхіміків - пошук філософського каменю, що перетворює неблагородні метали в золото, - тривало протягом дванадцяти століть.
У 1668 р видатний вчений Роберт Бойль опублікував книгу, розвінчує міф про алхімію, в якій була висловлена ідея пошуку нерозкладних хімічних елементів. Бойль нарахував їх 15. Але питання про те, скільки всього їх існує, залишався відкритим. Через століття Антуан Лоран Лавуазьє склав перший список хімічних елементів. З 35 названих там речовин тільки 23 були елементами. Хіміки усього світу знаходили нові речовини, які претендували бути елементами.
Найбільшим внеском, що змінив увесь хід науки, була ідея геніального російського вченого Дмитра Івановича Менделєєва (1834 - 1907), що поставив перед собою мету розібратися у всьому різноманітті хімічних елементів і звести їх в єдину систему.
Яким чином поставлена Менделєєвим завдання було вирішено? Д.І. Менделєєв писав: «Присвятивши свої сили вивченню речовини, я бачу в ньому два таких ознаки або властивості: масу, що займає простір і виявляється в протязі, а ясніше або найреальніше у вазі, і індивідуальність, виражену в хімічних перетвореннях, а ясніше всього формулювати в поданні про хімічні елементи ... ». Звідси, продовжував Д.І. Менделєєв, «... мимоволі зароджується думка про те, що між масою і хімічними елементами необхідно повинна бути зв'язок, а так як маса речовини, хоча і не абсолютна, а лише відносна, виражається остаточно у вигляді атомів, то треба шукати ... відповідності між індивідуальними властивостями елементів і їх атомними вагами ». Так в нескінченному різноманітті властивостей, притаманних різним речовин, Менделєєв угледів те загальне властивість, яка опинившись властивим всіх хімічних елементів, привело його до відкриття найбільшого закону природи, що став керівним законом не тільки для хіміків і фізиків, але і будь-яких фахівців, що займаються вивченням речовини. Таким властивим всім речовинам властивістю виявився вага складових їх атомів - атомний вагу.
Зіставляючи між собою відомі на той час хімічні елементи, Менделєєв після колосальної роботи відкрив, нарешті, ту чудову залежність, ту загальну закономірний зв'язок між окремими елементами, в якій вони постають як єдине ціле, де властивості кожного елемента є не чимось відірваним, самостійним , само собою існуючим, а періодично і правильно повторюваним явищем.
Менделєєвим був відкритий закон, який за періодичною повторюваності властивостей елементів, розташованих в порядку зростання атомних ваг, був названий ним періодичним. На знак визнання великої заслуги Менделєєва відкритий закон стали називати періодичним законом Менделєєва.
Історія «сну Менделєєва»
Свої міркування про періодичній системі елементів Д.І. Менделєєв довго не міг уявити у вигляді ясного узагальнення, суворої і наочної системи. Про завершальній творчий процес інтуїції Менделєєва професор А.А. Іноземців повідомив наступне. Одного разу, вже будучи секретарем фізико-математичного факультету, Іноземців зайшов провідати Менделєєва. Д.І. Менделєєв заговорив про те, що згодом втілилося в періодичну систему елементів, але в ту хвилину закон і таблиця ще не були сформовані. «Все в голові склалося, - з гіркотою додав Менделєєв, - а висловити таблицею не можу». Після цього Менделєєв три дні і три ночі, не лягаючи спати, пропрацював у конторки, пробуючи скомбінувати результати своєї уявної конструкції в таблицю, але спроби виявилися невдалими. Нарешті, вкрай стомлений Менделєєв ліг спати і негайно заснув. Пізніше він говорив: «Бачу у сні таблицю, де елементи розставлені, як потрібно. Прокинувся, негайно записав на клаптику паперу, - тільки в одному місці згодом виявилася потрібною поправка ». «Можливо, - додав професор Іноземців, - що цей клаптик паперу зберігся і до теперішнього часу. Менделєєв нерідко користувався для нотаток невикористаними полулістікамі поштового паперу від отриманих ним записок ». Відомо, що Д.І. Менделєєв належав до яскраво вираженого типу зорового уяви. Його «візуалізація» була виняткової сили. Ця розповідь породив різні міфи і спрощені уявлення.
Одного разу до Менделєєва прийшов співробітник газети «Петербурзький листок», щоб взяти інтерв'ю його з питань хімії. Репортер запитав: «Як вам прийшла в голову, Дмитро Іванович, ваша періодична система?» Менделєєв: «О-о! Господи! »Потім пішли стогони, колихання головою, зітхання і сміх. І, нарешті, рішуче: «Та не так, як у вас, батенька! Чи не п'ятак за рядок! Не так, як ви! Я над нею, може бути, двадцять років думав, а ви думаєте: сидів і раптом п'ятак за рядок, п'ятак за рядок - готово! Не так-с! »
Таблиця Менделєєва
У таблиці Менделєєва кожен хімічний елемент займає певне місце, що відмічається відповідним числом, - порядковим номером елемента. Деякі місця в таблиці, створеної Менделєєвим, виявилися незаповненими, оскільки елементи, які повинні були займати ці місця, ще не були відкриті. Таким чином, порожні місця в періодичній таблиці вказували на наявність в природі ще не відкритих хімічних елементів, а по числу вільних місць у таблиці можна було встановити і число відкритих елементів. Вивчаючи властивості відомих елементів, що оточують вільне місце в таблиці, можна заздалегідь передбачити властивості ще не відкритих елементів.
У березні 1869 Менделєєв повідомив Російському хімічному суспільству про відкритий ним законі в статті «Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів» і тоді ж сформулював основні положення відкритого законі. З них особливо чудові наступні: «Величина атомної ваги визначає характер елемента, як величина частки визначає властивості складного тіла. Повинно очікувати відкриття ще багатьох невідомих простих тіл ... Деякі аналогії елементів відкриваються за величиною ваги їх атома ».
Користуючись періодичним законом, Менделєєв передбачив і докладно описав властивості деяких ще не відомих елементів. Подальші відкриття хімічних елементів підтвердили правильність передбачень Менделєєва і поставили ім'я Менделєєва на перше місце в історії не тільки хімії, але і всього природознавства. Всього Менделєєвим було передбачене існування одинадцяти хімічних елементів, у тому числі і таких, як полоній, радій, протактиний.
Джерела та додаткова інформація:
- - періодична таблиця Д.І. Менделєєва: історія створення та сучасність;
- - матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії;
- - творча інтуїція вчених;
- - випадковим чи було відкриття періодичного закону?
Додатково: