WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Природні системи абіотичного середовища біосфери - Реферат

Природні системи абіотичного середовища біосфери - Реферат

Сучасному уявленню про систему елементів, відому сьогодні як Періодичний закон, передувала ціла епоха наукових здогадок і гіпотез. Нагадаємо деякі з них, оскільки тривалий час у вітчизняних підручниках історія цього наукового пошуку плеяди світових учених викладалась не достатньо толерантно.

Першим звернув увагу на кореляцію атомних мас (у ті часи користувались терміном "атомна вага") із властивостями елементів німецький хімік Іоган Вольфганг Деберейнер ще 1817 р. майже за півстоліття до перших спроб побудови періодичної системи елементів. У 1829 р. він виклав свої спостереження, відомі під назвою тріади Деберейнера. Суть цих спостережень полягала в тім, що елементи в тріадах, розміщені в порядку підвищення атомної маси, мали схожі фізичні і хімічні властивості, атомна маса середнього елемента була близькою до напівсуми двох крайніх (табл. 17).

Таблиця 17

ТРІАДИ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ДЕБЕРЕЙНЕРА (1829)

Тріади

Відносні атомні маси

Напівсума атомних мас крайніх елементів тріад

1

Li

Na

K

7

23

34

(7 + 34) : 2 = 20,5

2

S

Se

Te

32

79

128

(32 + 128) : 2 = 80

3

Cl

Br

I

35

80

127

(35 + 127) : 2 = 81

4

Ca

Sr

Ba

40

88

137

(40 + 137) : 2 = 88,5

Вочевидь, ця ідея прислужилася його послідовникам, у тім числі і славетному Д. І. Менделєєву, коли він залишав вільне місце в таблиці своєї періодичної системи для ще невідомих на той час елементів.

З 1850 року було зроблено кілька спроб згрупувати всі відомі елементи у тріади і знайти числові співвідношення між їхньою атомною вагою.

1863 р. французький учений А. Е. Шанкуртуа (1820—1886) запропонував оригінальну систему елементів, розмістивши їх в порядку зростання атомної ваги по спіралі на поверхні циліндра так, що елементи з однаковими властивостями, як і у тріадах, розміщувались один над одним, утворюючи прототипи сучасних груп періодичної системи. Тоді праця Шанкуртуа не дуже зацікавила сучасників, хоч нині такий спосіб зображення періодичного закону іноді застосовують (рис. 24).

1864 р. англійський хімік Джон Ньюлендс звернув увагу на те, що кожний восьмий елемент, починаючи від довільно вибраного в ряду елементів, розміщених у порядку збільшення атомної ваги, за своїми властивостями подібний до першого, як восьма нота у музичній октаві. Справді, несподівана і цікава аналогія!

Ньюлендс назвав цю закономірність законом октав, який слід вважати прототипом періодичного закону. У 1865 р. він розмістив елементи в таблиці в порядку збільшення "атомних номерів", тобто атомної ваги (табл. 18).

Таблиця 18

ОКТАВИ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ НЬЮЛЕНДСА (1864 р.)

І

ІІ

ІІІ

Але дальші намагання вдосконалити систему за "законом октав" не мали успіху. Справді, розміщення в одній групі (по вертикалі) фосфору і марганцю, сірки й заліза не узгоджувалось з принципом подібності їхніх властивостей. Нині ми знаємо, що тільки елементи першого, другого і третього періодів відповідають принципу "закону октав". Але сучасники Д. Ньюлендса, критикуючи його, відкинули навіть саму ідею побудови таблиці, саркастично запитуючи вченого на засіданні Лондонського хімічного товариства, чи не спробував він, бува, розмістити елементи в алфавітному порядку? На жаль, такі випадки в історії розвитку науки непоодинокі. Може, так сталося ще й тому, що Джон Ньюлендс був молодою людиною і займав дрібну посаду звичайного хіміка-аналітика на цукровому заводі. Зверніть увагу на ідею побудови таблиці Ньюлендса і її сучасний вигляд: та сама октава — вісім груп і, навіть, майже через сто років перший елемент — водень, як і в Ньюлендса, стоїть над фтором.

Трохи раніше (1864) німецький хімік Лотар Мейєр у книзі "Сучасна хімічна теорія" дав свій перший варіант періодичної системи з 28 елементів, а 1869 р. — розширений другий варіант уже з 57 елементами. Він наочно продемонстрував періодичність такої характеристики елемента, як атомний об'єм:

.

Графік такої залежності зображено на рис. 25.

Коли Мейєр працював над своєю таблицею і графіком періодичності атомних об'ємів і властивостей елементів, професор Петербурзького університету Д. І. Менделєєв відвідав наукову конференцію, на якій відомий італійський хімік Канніццаро розповсюджував копії своєї найбільш повної на той час таблиці атомної ваги елементів. Працюючи

Рис. 25. Залежність періодичності атомних об'ємів елементіввід їхніх атомних мас (Л. Мейєр, 1869)

над підручником "Основи хімії", Д. І. Менделєєв відчував гостроту потреби в систематизації хімічних елементів. Творчо аналізуючи відому на той час кореляцію між властивостями елементів і їхніми атомними масами, він досяг поставленої мети і 1869 року опублікував свою першу знамениту Періодичну таблицю з відомих на той час 45 елементів (табл. 19). Геніальність Д. І. Менделєєва проявилась у тім, що він розглядав періодичність властивостей елементів не за формальними ознаками, а як виявлення законів природи. Про це свідчить той факт, що коли в таблиці наступний в періоді за атомною масою елемент не відповідав властивостям групи, Менделєєв переносив його в наступну групу, передбачаючи, що пропущене місце займе елемент, який іще просто не відкрито! Справді, три такі елементи — скандій, галій і германій — було пізніше відкрито й розміщено на належних місцях.

Таблиця 19

ПЕРІОДИЧНА ТАБЛИЦЯ МЕНДЕЛЄЄВА (1869 р.)

Період

Групи

І

ІІ

ІІІ

IV

V

VI

VII

VIII

1

H

2

Li

Be

B

C

N

O

F

3

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

K

Ca

*

Ti

V

Cr

Mn

Fe Co Ni

4

Cu

Zn

*

*

As

Se

Br

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

*

Ru Rh Pd

5

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Крім цього, Д. І. Менделєєв, як і раніше Ньюлендс, дотримуючись основної мети систематизації елементів за властивостями, навіть порушив принцип їхнього розміщення за збільшенням відносної атомної маси: елемент телур (в. а. м. 27,6) він помістив у таблиці попереду елемента з меншою відносною атомною масою — йоду (в. а. м. 26,9). Як пізніше з'ясувалось, це був непоодинокий випадок. Саме з таким порушенням принципу збільшення атомної маси в сучасній таблиці розміщено пари елементів: Ar (39,94) i K (39,1), Co (58,9) i Ni (58,7) та деякі інші.

Loading...

 
 

Цікаве