A tizenkilencedik század során sok terület erőteljes reformáción ment keresztül, beleértve a kémiát is. Mengyelejev 1869-ben megfogalmazott periodikus rendszere az egyszerű anyagok periódusos rendszerben elfogl alt helyzetének függőségének általános megértéséhez vezetett, amely megállapította az elem relatív atomtömege, vegyértéke és tulajdonsága közötti kapcsolatot.
A kémia Mendele előtti időszaka
Valamivel korábban, a 19. század elején ismételten kísérletek történtek a kémiai elemek rendszerezésére. A kémia területén Döbereiner német kémikus végezte az első komolyabb rendszerező munkát. Megállapította, hogy számos hasonló tulajdonságú anyag csoportokba – triádokba – kombinálható.
Egy német tudós hamis ötletei
A bemutatott Döbereiner-hármastörvény lényegét az határozta meg, hogy a kívánt anyag atomtömege megközelíti a triádtábla utolsó két eleme atomtömegeinek összegének (átlagértékének) a felét.
A magnézium hiánya azonban a kalcium, a stroncium és a bárium egyetlen alcsoportjábanhibás.
Ez a megközelítés annak a következménye, hogy az analóg anyagokat csak háromoldalú szakszervezetekre korlátozták. Döbereiner világosan látta a hasonlóságot a foszfor és az arzén, a bizmut és az antimon kémiai paramétereiben. Mindazonáltal a triádok keresésére szorítkozott. Ennek eredményeként nem tudott a kémiai elemek helyes osztályozásával előállni.
Döbereinernek biztosan nem sikerült triádokra bontania a meglévő elemeket, a törvény egyértelműen jelezte a kapcsolat meglétét a relatív atomtömeg és az egyszerű kémiai anyagok tulajdonságai között.
A kémiai elemek rendszerezési folyamata
Minden ezt követő rendszerezési kísérlet az elemek atomtömegüktől függő eloszlásán alapult. Ezt követően Döbereiner hipotézisét más vegyészek is alkalmazták. Megjelentek a triádok, tetradok és pentádok kialakulása (három, négy és öt elemből álló csoportokba egyesülve).
A tizenkilencedik század második felében több mű jelent meg egyszerre, amelyek alapján Dmitrij Ivanovics Mengyelejev a kémiát a kémiai elemek teljes rendszerezéséhez vezette. Mengyelejev periodikus rendszerének eltérő felépítése az egyszerű anyagok eloszlási mechanizmusának forradalmi megértéséhez és bizonyítékához vezetett.
Mengyelejev elemeinek periodikus rendszere
Az orosz vegyipari közösség 1869 tavaszi ülésén D. I. Mengyelejev orosz tudós felolvasott egy közleményt a kémiai elemek periodikus törvényének felfedezéséről.
Ugyanannak az évnek a végén jelent meg az első mű"A kémia alapjai", ez tartalmazza az első periodikus elemrendszert.
1870 novemberében megmutatta kollégáinak "Az elemek természetes rendszere és felhasználása a fel nem fedezett elemek minőségének jelzésére" kiegészítést. Ebben a munkában D. I. Mengyelejev használta először a „periodikus törvény” kifejezést. Mengyelejev elemrendszere a periódusos törvény alapján meghatározta a fel nem fedezett egyszerű anyagok létezésének lehetőségét, és egyértelműen jelezte azok tulajdonságait.
Javítások és pontosítások
Ennek eredményeként 1971-re egy orosz vegyész véglegesítette és kiegészítette Mengyelejev periodikus törvényét és elemeinek periodikus rendszerét.
A „Kémiai elemek periodikus törvénye” című zárócikkben a tudós meghatározta a periodikus törvény definícióját, amely azt jelzi, hogy az egyszerű testek jellemzői, a vegyületek tulajdonságai, valamint az általuk alkotott összetett testek, atomsúlyuk szerinti közvetlen függéssel határozzák meg.
Valamivel később, 1872-ben Mengyelejev periodikus rendszerének szerkezetét átszervezték klasszikus formába (rövid periódusú elosztási módszer).
Elődeivel ellentétben az orosz kémikus teljesen összeállított egy táblázatot, bevezette a kémiai elemek atomtömegének szabályosságának fogalmát.
A Mengyelejev-féle periodikus rendszer elemeinek jellemzői és a származtatott minták lehetővé tették a tudós számára, hogy leírja a még fel nem fedezett elemek tulajdonságait. Mengyelejev arra a tényre támaszkodott, hogy az egyes anyagok tulajdonságai két szomszédos anyag jellemzői alapján határozhatók megelemeket. Ezt "csillagszabálynak" nevezte. Lényege, hogy a kémiai elemek táblázatában a kiválasztott elem tulajdonságainak meghatározásához vízszintesen és függőlegesen kell navigálni a kémiai elemek táblázatában.
Mengyelejev periodikus rendszere képes megjósolni…
Az elemek periódusos rendszerét pontossága és hűsége ellenére a tudományos közösség nem ismerte el teljesen. A világ néhány nagy tudósa nyíltan nevetségessé tette a fel nem fedezett elem tulajdonságainak előrejelzésének képességét. És csak 1885-ben, az előrejelzett elemek - az ekaalumínium, az ekabor és az ekasilicon (gallium, szkandium és germánium) - felfedezése után Mengyelejev új osztályozási rendszerét és a periodikus törvényt ismerték el a kémia elméleti alapjaként.
A huszadik század elején Mengyelejev periódusos rendszerének szerkezetét többször is korrigálták. Az új tudományos adatok megszerzése során D. I. Mengyelejev és kollégája, W. Ramsay arra a következtetésre jutott, hogy szükség van egy nulla csoport bevezetésére. Ide tartoznak az inert gázok (hélium, neon, argon, kripton, xenon és radon).
1911-ben F. Soddy azt javasolta, hogy a táblázat egyik cellájába helyezzenek el megkülönböztethetetlen kémiai elemeket - izotópokat.
Hosszú és gondos munka során a Mengyelejev-féle kémiai elemek periódusos rendszerének táblázata végül véglegessé vált, és modern megjelenést kapott. Nyolc csoportból és hét periódusból áll. A csoportok függőleges oszlopok, a pontok vízszintesek. A csoportok alcsoportokra vannak osztva.
Egy elem helye a táblázatban jelzi vegyértékét, tiszta elektronjait és kémiai jellemzőit. Mint később kiderült, a táblázat fejlesztése során D. I. Mengyelejev felfedezte egy elem elektronszámának véletlenszerű egybeesését a sorozatszámmal.
Ez a tény tovább egyszerűsítette az egyszerű anyagok kölcsönhatásának és az összetettek képződésének elvének megértését. És a folyamat fordítva is. Elméletileg elérhetővé vált a kapott anyag mennyiségének kiszámítása, valamint a kémiai reakció lezajlásához szükséges mennyiség.
Mengyelejev felfedezésének szerepe a modern tudományban
Mengyelejev rendszere és a kémiai elemek sorrendjéhez való hozzáállása előre meghatározta a kémia további fejlődését. A kémiai állandók kapcsolatának helyes megértésének és az elemzésnek köszönhetően Mengyelejev képes volt helyesen elrendezni és csoportosítani az elemeket tulajdonságaik szerint.
Az új elemtáblázat lehetővé teszi az adatok világos és pontos kiszámítását a kémiai reakció megkezdése előtt, új elemek és tulajdonságaik előrejelzését.
Az orosz tudós felfedezése közvetlen hatással volt a tudomány és a technológia további fejlődésére. Nincs olyan technológiai terület, amely ne foglalná magában a kémia ismereteit. Talán, ha nem történt volna ilyen felfedezés, akkor civilizációnk más fejlődési utat járt volna be.
