трусики женские украина

На головну

 Історія відкриття і підтвердження періодичного закону Д.І. Менделєєва - Хімія

Реферат

Тема:

«Історія відкриття і підтвердження періодичного закону Д.І. Менделєєва »

.

Санкт-Петербург 2007

Введення

Періодичний закон Д.І. Менделєєва - це фундаментальний закон, що встановлює періодичну зміну властивостей хімічних елементів залежно від збільшення зарядів ядер їх атомів. Відкрито Д.І. Менделєєвим в лютому 1869 При зіставленні властивостей всіх відомих на той час елементів і величин їх атомних мас (ваг). Термін «періодичний закон» Менделєєв вперше вжив у листопаді 1870, а в жовтні 1871 дав остаточне формулювання Періодичного закону: «... властивості елементів, а тому і властивості утворених ними простих і складних тіл, стоять у періодичній залежності від їх атомної ваги». Графічним (табличним) вираженням періодичного закону є розроблена Менделєєвим періодична система елементів.

1. Спроби інших учених вивести періодичний закон

Періодична система, або періодична класифікація, елементів мала величезне значення для розвитку неорганічної хімії в другій половині XIX ст. Це значення в даний час колосально, тому що сама система в результаті вивчення проблем будови речовини поступово набула ту ступінь раціональності, якої неможливо було досягти, знаючи тільки атомні ваги. Перехід від емпіричної закономірності до закону становить кінцеву мету будь-якої наукової теорії.

Пошуки основи природної класифікації хімічних елементів і їх систематизації почалися задовго до відкриття Періодичного закону. Труднощі, з якими стикалися натуралісти, які першими працювали в цій галузі, були викликані недостатністю експериментальних даних: на початку XIX ст. число відомих хімічних елементів було ще занадто невелика, а прийняті значення атомних мас багатьох елементів неточні.

Крім спроб Лавуазьє і його школи дати класифікацію елементів на основі критерію аналогії в хімічному поведінці, перша спроба періодичної класифікації елементів належить Деберей.

Тріади Деберей і перші системи елементів

У 1829 р німецький хімік І. Деберейнер зробив спробу систематизації елементів. Він зауважив, що деякі подібні за своїми властивостями елементи можна об'єднати по три в групи, які він назвав тріадами: Li-Na-K; Ca-Sr-Ba; S-Se-Te; P-As-Sb; Cl-Br-I.

Сутність запропонованого закону тріад Деберей полягала в тому, що атомна маса середнього елемента тріади була близька до напівсумі (середньому арифметичному) атомних мас двох крайніх елементів тріади. Хоча розбити всі відомі елементи на тріади Деберей, природно, не вдалося, закон тріад явно вказував на наявність взаємозв'язку між атомною масою і властивостями елементів і їх сполук. Всі подальші спроби систематизації ґрунтувалися на розміщення елементів відповідно до їх атомними масами.

Ідеї ??Деберей були розвинені Л. Гмелиним, який показав, що взаємозв'язок між властивостями елементів і їх атомними масами значно складніше, ніж тріади. У 1843 р Гмелін опублікував таблицю, в якій хімічно схожі елементи були розставлені по групах в порядку зростання сполучних (еквівалентних) ваг. Елементи становили тріади, а також тетради і пентади (групи з чотирьох і п'яти елементів), причому електронегативність елементів в таблиці плавно змінювалися зверху вниз.

У 1850-х рр. М. фон Петтенкофер і Ж. Дюма запропонували т.зв. диференціальні системи, спрямовані на виявлення загальних закономірностей у зміні атомної ваги елементів, які детально розробили німецькі хіміки А. Штреккер і Г. Чермак.

На початку 60-х років XIX ст. з'явилося відразу декілька робіт, які безпосередньо передували Періодичному закону.Спіраль де Шанкуртуа

А. де Шанкуртуа розташовував всі відомі в той час хімічні елементи в єдиній послідовності зростання їх атомних мас і отриманий ряд наносив на поверхню циліндра по лінії, що виходить з його основи під кутом 45 ° до площини основи (т.зв. земна спіраль). При розгортанні поверхні циліндра виявлялося, що на вертикальних лініях, паралельних осі циліндра, знаходилися хімічні елементи з подібними властивостями. Так, на одну вертикаль потрапляли літій, натрій, калій; берилій, магній, кальцій; кисень, сірка, селен, телур і т.д. Недоліком спіралі де Шанкуртуа була та обставина, що на одній лінії з близькими по своїй хімічній природі елементами виявлялися при цьому й елементи зовсім іншого хімічного поведінки. До групи лужних металів потрапляв марганець, до групи кисню і сірки - нічого спільного з ними не має тітан.Табліца Ньюлендса

Англійський учений Дж. Ньюлендс в 1864 р опублікував таблицю елементів, що відображає запропонований ним закон октав. Ньюлендса показав, що в ряду елементів, розміщених у порядку зростання атомних ваг, властивості восьмого елемента схожі з властивостями першого. Ньюлендса намагався надати цій залежності, дійсно має місце для легких елементів, загальний характер. У його таблиці в горизонтальних рядах розташовувалися подібні елементи, проте в тому ж ряду часто опинялися й елементи зовсім відмінні за властивостями. Крім того, в деяких осередках Ньюлендса змушений був розмістити по два елементи; нарешті, таблиця не містила вільних місць; в підсумку закон октав був прийнятий надзвичайно скептіческі.Табліци Одлінга і Мейера

У 1864 р У. Одлінг опублікував таблицю, в якій елементи були розміщені згідно з їх атомним вагам і подібністю хімічних властивостей, які не супроводивши її, однак, будь-якими коментарями.

У тому ж 1864 з'явилася перша таблиця німецького хіміка Л. Мейєра; в неї були включені 28 елементів, розміщені в шість стовпців згідно їх валентності. Мейер навмисно обмежив число елементів в таблиці, щоб підкреслити закономірне (аналогічне тріадам Деберей) зміна атомної маси в рядах подібних елементів.

У 1870 р вийшла робота Мейера, що містить нову таблицю під назвою «Природа елементів як функція їх атомної ваги», що складалася з дев'яти вертикальних стовпців. Схожі елементи розташовувалися в горизонтальних рядах таблиці; деякі осередки Мейер залишив незаповненими. Таблиця супроводжувалася графіком залежності атомного об'єму елемента від атомної ваги, що має характерний пилоподібний вигляд, прекрасно ілюструє термін «періодичність», уже запропонований до того часу Менделєєвим.

2. Що було зроблено до дня великого відкриття

Передумови відкриття періодичного закону слід шукати в книзі Д.І. Менделєєва (далі Д.І.) «Основи хімії». Перші глави 2-ї частини цієї книги Д.І. написав на початку 1869 1-а глава була присвячена натрію, 2-а - його аналогам, третій - теплоємності, 4-я - лужноземельних металів. До дня відкриття періодичного закону (17 лютого 1869) він, ймовірно, вже встиг викласти питання про співвідношення таких полярно-протилежних елементів, як лужні метали і галоїди, які були зближені між собою за величиною їх атомності (валентності), а також питання про співвідношення самих лужних металів за величиною їх атомної ваги. Він впритул підійшов і до питання про зближення і зіставленні двох груп полярно-протилежних елементів за величиною атомних ваг їх членів, що фактично вже означало відмову від принципу розподілу елементів по їх атомності і перехід до принципу їх розподілу по атомних ваг. Цей перехід представляв собою не підготовку до відкриття періодичного закону, а вже почало самого відкриття

До початку 1869 Значна частина елементів була об'єднана в окремі природні групи і сімейства за ознакою спільності хімічних властивостей; поряд з цим інша частина їх представляв собою розрізнені, що стояли особняком окремі елементи, що не були об'єднані в особливі групи. Твердо встановленими вважалися наступні:

- Група лужних металів - літій, натрій, калій, рубідій і цезій;

- Група лужноземельних металів - кальцій, стронцій і барій;

- Група кисню - кисень, сірка, селен і телур;

- Група азоту - азот, фосфор, миш'як і сурма. Крім того, сюди часто приєднували вісмут, а в якості неповного аналога азоту та миш'яку розглядали ванадій;

- Група вуглецю - вуглець, кремній і олово, причому в якості неповних аналогів кремнію та олова розглядали титан і цирконій;

- Група галогенів (галоідов) - фтор, хлор, бром і йод;

- Група міді - мідь і срібло;

- Група цинку - цинк і кадмій

- Сімейство заліза - залізо, кобальт, нікель, марганець і хром;

- Сімейство платинових металів - платина, осмій, іридій, паладій, рутеній і родій.

Складніше було з такими елементами, які могли бути віднесені до різних груп або родин:

- Свинець, ртуть, магній, золото, бор, водень, алюміній, талій, молібден, вольфрам.

Крім того був відомий ряд елементів, властивості яких були ще недостатньо вивчені:

- Сімейство рідкоземельних елементів - ітрій, «ербій», церій, лантан і «дидим»;

- Ніобій і тантал;

- Берилій;

- Торій;

- Уран;

- Індій.

3. День великого відкриття

Д.І. був вельми різностороннім ученим. Він давно і дуже сильно цікавився питаннями сільського господарства. Він брав близьку участь у діяльності Вільного економічного товариства в Петербурзі (ВЕО), членом якого він перебував. ВЕО організувало в ряді північних губерній артільне сироваріння. Одним з ініціаторів цього починання був Н.В. Верещагін. Наприкінці 1868, тобто в той час як Д.І. закінчував вип. 2 своєї книги, Верещагін звернувся в ВЕО з проханням надіслати кого-небудь з членів Товариства для того, щоб на місці обстежити роботу артільних сироварень. Згода на такого роду поїздку висловив Д.І. У грудні 1868 він обстежив ряд артільних сироварень у Тверській губернії. Для завершення обстеження потрібна було додаткова відрядження. Якраз на 17 лютого 1869 і був призначений від'їзд.

Якби Д.І. міг наперед знати, що саме 17 лютого він займеться новим хімічним дослідженням і що наступна обробка результатів забере у нього стільки часу, то навряд чи за 2 дні до відкриття він узяв би з університету, де працював, відпускний свідоцтво для поїздки в ряд губерній, починаючи з 17 лютого 1869

Розглянемо, як пройшов день 17 лютого і які події в житті і творчості його наповнили. У зв'язку з цими подіями Д.І, не зміг в намічений термін виїхати на сироварні і був змушений затриматися в Петербурзі до початку березня. Весь цей час він був зайнятий вчиненням і обробкою періодичного закону і його первинної публікацією у вигляді таблиці елементів.

Щоб краще розглянути, як протікало відкриття, виділимо кілька стадій, які воно пройшло протягом цього одного дня:

1) початкова стадія, коли Д.І. намацав новий принцип розподілу елементів, роблячи викладки на щойно отриманому листі від Ходнева;

2) стадія складання перших двох неповних начерків основної частини майбутньої системи елементів;

3) стадія складання карток елементів для «хімічного пасьянсу»;

4) вирішальна стадія - складання повного чорнового варіанту всієї системи;

5) заключна стадія - переписування начисто щойно відкритої системи елементів для опублікування її у пресі.

У день від'їзду Д.І. отримав лист за підписом секретаря ВЕО А.І. Ходнева. Д.І., за свідченнями сучасників часто використовував зворотний бік листів для своїх наукових пошуків. А оскільки його невідступно переслідувала думка про знаходження загальної закономірності властивостей елементів, то, не дивно, що, отримавши листа, він став робити на ньому начерки майбутньої системи елементів.

Д.І. зіставляв не окремі елементи, а групи елементів, що мають подібні властивості. Почав він з зіставлення групи лужних металів і галоідов. Потім довго шукав перехід від лужних до лужноземельних металів. Він припускав, що між ними повинні знаходиться т. Зв. «Перехідні» метали (Cu, Ag, Hg), а потім все ж поставив лужноземельні метали після лужних, минаючи перехідні.

Далі були дві неповні таблички елементів, складені на одному аркуші паперу, в яких Д.І. продовжував складати з груп елементів і окремих елементів, що не увійшли до групи, варіанти майбутньої таблиці.

Вирішальним кроком до відкриття періодичного закону стало те, що Д.І. спробував зіставити за величиною атомних ваг групи несхожих елементів. Спочатку Д.І. припускав будувати свою систему на основі принципу атомності (валентності) елементів. Проте потім він перейшов до принципу розподілу на основі величини атомної маси елементів. Тим не менш, принцип атомності ні відкинутий, він застосовувався укупі з новим принципом. Так, Менделєєв вибудовував свої груп на основі не тільки спільності хімічних властивостей елементів, але і на основі їх однаковою валентності. А при складанні майбутніх періодів таблиці, він зазначав закономірна зміна валентності от1 до 4 при переході від Li до C, а потім знову до 1 при переході до F.

При складанні нижній неповної таблички елементів для Д.І. ставало ясно, що вирішена була тільки перша, далеко не найскладніше завдання - розміщення вже досить вивчених елементів в центральній частині майбутньої таблиці. Мала відбутися ж сама складна і важка частина завдання з розміщенням елементів на периферії формується системи.

В результаті складання начерків двох неповних табличок елементів на окремому листку паперу виявилася недосконалість методу, застосованого для вироблення повної таблиці елементів, яка повинна була охопити собою всі елементи. При неясності положення того чи іншого елемента, цей елемент доводилося б пересувати не один раз з місця на місце; тоді табличка заповнювалася б викреслювання і поправками, що не дало б можливості швидко орієнтуватися при розміщенні нових елементів. Потрібно було знайти якийсь більш гнучкий, більш рухливий спосіб, який дозволяв би в будь-який момент бачити картину розподілу елементів як би в чистому вигляді, що не заслоненний попередніми перенесеннями, виправленнями і закреслень. Такий прийом Д.І, знайшов у картках з написаними на них елементами. Такі картки легко можна було переставляти, маючи перед очима всю картину розподілу елементів, досягнутого в даний момент. Разом з тим можна було в будь-який момент оглядати картки тих елементів, які ще не потрапили в таблицю. Так виник прийом, який А.Є. Ферсман дуже вдало назвав «пасьянсом».

Всі 63 картки Д.І. розділив на чотири категорії за ознакою їх поширеності та вивченості. У 1-у категорію потрапило 14 елементів, які поширені повсюдно і складають головний матеріал видимих ??тел: Al, C, Ca, Cl, Fe, H, K, Mg, N, Na, O, P, S, Si. В силу своєї поширеності, ці елементи повинні були входити в число добре досліджених. В 2-у категорію потрапили такі елементи (21), які зустрічаються у вільному вигляді або у вигляді сполук, хоча і не поширені всюди або зустрічаються в малих кількостях: Ag, As, Au, B, Ba, Bi, Br, Co, Cr , Cu, F, Hg, I, Mn, Ni, Pb, Pt, Sb, Sn, Sr, Zn. Ці елементи також повинні були входити в число добре вивчених. У третьому категорію увійшло 18 елементів рідкісних, але добре досліджених: Be, Ce, Cd, Cs, In, Ir, Li, Mo, Os, Pd, Rb, Se, Te, Tl, Ur, Wo, Y. В 4 -ю категорію увійшло 10 елементів рідкісних і мало досліджених: Di, Er, La, Nb, Rh, Ru, Ta, Th, Va, Zr. Надалі Д.І. міг зробити деякі перестановки елементів між першими трьома категоріями і останньою категорією. Коли картки всіх 63 елементів були готові, Д.І. не вдаючись ще до «хімічним пасьянсу», встановив порядок включення в свою майбутню систему окремих категорій елементів. Але так як всі елементи були зображені тепер на картках, то можна припустити, що розбивка їх на різні категорії виражалася в розбивці карток на кілька купок. Ймовірно, в першу чергу в таблицю мали увійти найбільш вивчені елементи, причому ті, зв'язки між якими були безперечно з'ясовані на попередній стадії відкриття періодичного закону. При визначенні порядку включення елементів у таблицю ознака поширеності не мав істотного значення, тоді як вирішальне значення набував атомний вагу. Спочатку вносилися в таблицю більш легкі, а потім - більш важкі елементи. Перша купка - найбільш вивчені елементи; наступні за нею дві купки - менш вивчені елементи; з них друга - «легкі», третя - «важкі» елементи; четверта - слабо вивчені елементи. Розбивши картки всіх елементів на купки, Д.І. визначив цим загальну послідовність складання таблиці елементів.

До моменту розкладання «пасьянсу» відкриття періодичного закону вступило в свою вирішальну фазу. Визначальна роль атомної ваги при зіставленні груп несхожих елементів з'ясувалася в повній мірі. Центральна частина майбутньої системи елементів сформувалася в своїй основі. Залишилося «тільки» одне: довести загальний характер того принципу, який вже був доведений в його застосуванні до центральної частини таблиці. Але це «тільки» становило головну, непереборну ще трудність при створенні періодичної системи елементів.

При доведенні до кінця побудови своєї таблиці елементів Д.І. продовжив застосовувати той же прийом зіставлення груп несхожих елементів, за допомогою якого він почав будувати цю таблицю в перших записах, зроблених на листі Ходнева, і в обох неповних табличках. Так, шляхом кончини карток елементів на основі наявних уже відомостей, і був відкритий періодичний закон.

Коли періодичний закон був відкритий, і була складена система елементів в першому її варіанті, залишалося оформити досягнутий результат у вигляді чистої таблиці, по якій інші вчені могли б ознайомитися з відкриттям, зробленим Д.І. При переписуванні таблиці набіло Д.І. вніс такі зміни: елементи в ній розташовувалися не в порядку убування, а в порядку зростання атомних ваг, тобто більш важкі елементи підписувалися під більш легкими, а на тих місцях, де були пропуски і де можна було припустити не відомі ще елементи, Д.І. поставив знак питання і імовірно обчислив атомні ваги.

Віддавши в друкарню для набору рукопис «Досвіду системи елементів», Д.І. не міг виїхати з Петербурга на сироварні до тих пір, поки не прийшла коректура. Для набору потрібен час, і цей час Д.І. використовував для того, щоб узагальнити і обробити зроблене ним відкриття у вигляді статті, виклавши в ній те, що було укладено в «Досвід системи елементів». До моменту написання статті Д.І. склав уже багато різних варіантів системи елементів, заснованої на їхній атомній вазі. Свою статтю він озаглавив «Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів»

У своїй статті Д.І. писав: «Переконавшись попередньої таблиці в тому, що атомна вага елементів може служити опорою їх системи, я спочатку розташував елементи в безперервному порядку за величиною атомної ваги і негайно зауважив, що існують деякі перерви в ряду таким чином поставлених елементів». Аналізуючи це й інші висловлювання Д.І., можна зробити висновок про те, що Д.І. спочатку склав свій «Досвід системи елементів» (шляхом зіставлення груп елементів), а потім переконався, що атомна вага може бути основою системи елементів. Після цього Д.І. приступив до подальшого дослідження відкритої ним закономірності, і це своє подальше дослідження почав з того, що розташував всі елементи в безперервний ряд по зростанню їхніх атомних ваг. Це спростовує думку деяких хіміків, ніби спочатку Д.І. склав загальний ряд елементів за величиною їх атомної ваги, і тільки після цього він зауважив періодичність у зміні властивостей; потім він розділив загальний ряд на періоди і склав з цих відрізків свій «Досвід системи елементів». Весь зміст статті незаперечно свідчить про те, що в цій статті Д.І. відбив, узагальнив і підсумував той шлях, яким він йшов в день 17 лютого 1869 При створенні періодичної системи елементів.

4. Після дня великого відкриття

У березні 1869, тут же після закінчення статті «Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів» Д.І. поїхав на артільні сироварні. Напередодні від'їзду, 1 березня 1869 Він розіслав многим хімікам надрукований листок з «Досвідом системи елементів». 6 березня відбулася доповідь про систему елементів у засіданні російського хімічного суспільства.

Через відсутність Д.І. в Петербурзі, доповідь про його відкриття зробив професор Н.А. Меншуткин. У зв'язку з цим пізніше виникли різні легенди з цього приводу. Найбільш поширеною стала легенда про уявну хворобу Д.І., яку поширив Б.Н. Меншуткин (син Н.А. Меншуткина). А М.Н. Немовлят запропонував зовсім вже неймовірне пояснення: «Перше повідомлення було зроблено 6 березня 1869 У засіданні Хімічного товариства проф. Н.А. Меншуткіним, так як сам Д.І., мабуть, хвилювався і не наважувався виступити, хоча йому і ясно було все велике значення справжнього відкриття ». Всі ці легенди жодною мірою не відповідають дійсності. Причина виступу Меншуткина замість Менделєєва була зовсім в іншому.

5. Застосування Д.І. Менделєєвим методів наукового пізнання

Наукове відкриття такого масштабу, як відкриття періодичного закону, не могло б відбутися в настільки короткий термін, якби його автор не володів досконало справді науковим методом пізнання, методом наукового дослідження явищ природи.

1) Метод сходження.

Метод сходження відповідає руху пізнання від безпосередньо даного, вихідного, до розкривають лише опосередковано, за допомогою абстрактного мислення. Отже, метод сходження в самій загальній формі висловлює ту обставину, що розвиток думки в ході наукового пізнання, як і всякий розвиток здійснюється не хаотично, а в певному напрямку, строго послідовно. Сам Д.І. писав: «Пізнання і повне володіння предметами складається з трьох ступенів: 1) спостереження, констатування факту, я бачу, але не знаю, як зробити, від чого і ін. Йому відповідає опис, вивчення факту. 2) Співвідношення факту з деякими іншими - закон, цьому відповідає вимір. 3) Теорія - зв'язок внутрішня з цільним світоглядом ... починається гіпотезою, кінчається теоретичним відкриттям нових явищ, висновком всього з одного положення. Цьому відповідає пророцтво явища в досконалої його точності, відкриття нових явищ ».

Таким чином, стає зрозуміло, що, всупереч існуючим в нашій літературі думок, Д.І. ні прибічником тільки індуктивного методу. Індукцію в її правильному розумінні Д.І. не протиставляє дедукції, а фактично розглядає в єдності з нею.

При такому методі пізнання відбувається перехід від найпростіших «клітинок», як їх назвав сам Д.І. до більш загальним законам. Такий «клітинкою» став розгляд в першому частини «Основ хімії» кухонної солі NaCl. Можна сказати, що, вибравши NaCl в якості вихідної речовини при викладі систематичної частини хімії, Д.І. вибрав щось просте, звичайне, безліч разів зустрічається в практиці людини. Саме такою і повинна бути «клітинка» науки, з якої слід починати виклад цієї науки. Справа в тому, що в цьому з'єднанні вже були дані в їхньому природному зв'язку (хімічної) представники двох найбільш характерних, причому полярно протилежних, хімічних елементів - Na і Cl вирушаючи від співвідношення обох цих елементів, існуючого в самій природі, Д.І. знайшов відразу ключ до подальшого розвитку своєї творчої думки. Саме звідси випливала необхідність зіставити дві групи найбільш несхожих між собою елементів - галогенів і лужних металів.

Слід ще зазначити, що на всьому протязі скоєного відкриття Д.І. строго дотримувався виробилася послідовності - переходити від відомого до невідомого і від більш відомого до менш відомому.

Всякий закон в науці встановлюється в результаті узагальнення. Тим самим розгляд методу сходження безпосередньо призводить до розгляду іншого, пов'язаного з ним методу, який можна назвати методом узагальнення.

2) Метод узагальнення. Перехід від особливого до загального.

Шлях пізнання будь-якого закону природи історично, цілком закономірно проходить окремі щаблі. У загальному випадку таких ступенів можна виділити три:

а) Вихідним є збирання або накопичення окремих, одиничних фактів, що відносяться до досліджуваного кола явищ. Реєструючи кожен такий окремий факт, ми висловлюємо отриманий нами результат у формі одиничності.

б) У міру накопичення окремих фактів уникнення того, щоб не утворився нерозрізнений хаос даних, ми групуємо або класифікуємо зібраний матеріал. Ми з'єднуємо всі подібне в одну особливу групу, відрізняючи її від настільки ж особливих категорій або груп. Відповідно цьому ми висловлюємо досягнутий тепер результат у формі особливості.

в) Розбивка відомих фактів на розбещення між собою особливі групи за ознакою їх особливих властивостей і на основі врахування схожості, протиставленого відмінності, лежить в основі штучних або формальних класифікацій. Природна ж класифікація передбачає насамперед знаходження загальної ознаки або загальної основи, що лежить у фундаменті всього даного кола явищ, і об'єднуючою собою всі роз'єднані групи. Відповідно до цього за щаблем особливості завжди слід та вища ступінь пізнання, на якій відкривається закон природи. Відкриваючи закон природи, ми висловлюємо досягнутий результат у формі загальності.

Таким чином, шлях пізнання закону - це шлях руху наукової думки від одиничності (властивості окремих елементів) до особливості (групи схожих за властивостями елементів) і від особливості до загальності (періодичний закон).

Розвиток наукового пізнання, що йде від одиничного через особливе до загального, може бути охарактеризоване відповідно до того, як логічно співвідносяться між собою різні ланки в загальній ланцюга поступального руху наукової думки. Якщо сукупність всіх взаємопов'язаних елементів прийняти за ціле, то розбивку елементів на різні відокремлені між собою групи ми можемо розглядати як розподіл цілого на частини. У такому випадку перехід від окремих, відокремлених груп до загальної системи виступить як перехід від аналізу до синтезу. Навпаки, вичленення або виділення із загальної системи окремих груп елементів означатиме зворотний рух від синтетичного підходу до аналітичного. По суті справи вся стадія розбивки елементів на їх природні групи являє собою стадію аналізу, якщо її розглядати по відношенню до всієї сукупності хімічних елементів. Але разом з тим, якщо її брати по відношенню до окремих елементів, вона виступає вже як підготовка переходу до синтезу через об'єднання елементів в деякі нові одиниці - групи, з яких, як з будівельних цеглинок можна буде побудувати будівлю цілісною, що охоплює всі елементи системи, тобто здійснити теоретичний синтез. В ході відкриття періодичного закону та створення системи елементів опукло проявилася взаємозв'язок між синтезом і аналізом в пізнавальному процесі - підготовча функція аналізу і заключна синтезу.

3) Порівняльний метод

Суть методу, який Д.І. називав порівняльним, полягає в тому, що елементи розглядаються не ізольовано, не самі по собі, а в їх загальній взаємного зв'язку і в їх взаємних відносинах. Уже на перших порах його застосування порівняльний метод дав величезний виграш, так як дозволяв не тільки зіставляти різні групи елементів між собою, але й перевіряти, наскільки їх зіставлення проведено правильно, а в зв'язку з цим, наскільки правильно складені і самі групи.

Будучи вихідним пунктом для розробки і застосування порівняльного методу, звірення атомних ваг підводило безпосередньо до формулювання самого періодичного закону, заснованої на визнанні, що «величина атомної ваги визначає характер елемента ...».

Розвиток Д.І. порівняльного підходу до вивчення елементів вилилося 17 лютого 1869 В конкретне завдання: скласти загальну систему і знайти в ній природне місце для кожної групи, а тим самим для кожного окремого елемента.

З одного боку, періодичний закон був відкритий за допомогою порівняльного методу, а з іншого - його відкриття стало потужним стимулом до подальшого вдосконалення цього методу.

Висновок

періодичний менделєєв пізнання науковий

На відміну від своїх попередників, Менделєєв не тільки склав таблицю і вказав на наявність безперечних закономірностей у численних величинах атомних ваг, але й зважився назвати ці закономірності загальним законом природи. Він узяв на себе сміливість на підставі припущення, що атомна маса зумовлює властивості елемента, змінити прийняті атомні ваги деяких елементів і детально описати властивості невідкритих ще елементів.

Д.І. Менделєєв протягом багатьох років боровся за визнання Періодичного закону; його ідеї отримали визнання лише після того, як були відкриті передбачені Менделєєвим елементи: галій (П. Лекок де Буабодран, 1875), скандій (Л. Нільсен, 1879) і германій (К. Вінклер1886) - відповідно екаалюмінієм, екабор і екасіліцій. З середини 1880-х років Періодичний закон був остаточно визнаний в якості однієї з теоретичних основ хімії.

Хоча класифікація Менделєєва і мала значні переваги, які сприяли її швидкому поширенню і перетворенню в керівний критерій для досліджень в галузі неорганічної хімії, вона не була повністю позбавлена ??недоліків. Перший недолік таблиці полягав у тому, що водень, як одновалентний елемент був поміщений на початку I групи. Приміщення елементів міді, срібла і золота в I групі разом з лужними металами і в VIII групі разом з металами групи заліза та групи платини явно непослідовно. Інші відхилення помічаються в VI, VII, і VIII групах.

Для того, щоб періодична система набула ще більшої передбачувану силу і могла бути вдосконалена, мали значення роботи з неорганічної хімії, проведені в останні десятиліття XIX століття. Поштовхом до перегляду класифікації послужили дослідження рідкісних земель, які привели до виділення багатьох елементів, що не поддававшихся звичайному способу класифікації, і до відкриття благородних газів Рамзаем і Релєєм

На початку XX століття Періодична система елементів неодноразово видозмінювалася для приведення у відповідність з новітніми науковими даними. Д.І. Менделєєв і У. Рамзай прийшли до висновку про необхідність утворення в таблиці нульової групи елементів, до якої увійшли інертні гази. Інертні гази стали, таким чином, елементами, перехідними між галогенами і лужними металами. Б. Браунер знайшов рішення проблеми розміщення в таблиці рідкоземельних елементів, запропонувавши в 1902 р поміщати все РЗЕ в одну клітинку; в запропонованому ним довгому варіанті таблиці шостий період таблиці був довший, ніж четверта та п'ята, які в свою чергу довший, ніж другий і третій періоди.

Подальший розвиток Періодичного закону в було пов'язано з успіхами фізики: встановлення подільності атома на підставі відкриття електрона і радіоактивності в кінці кінців дозволило зрозуміти причини періодичності властивостей хімічних елементів і створити теорію Періодичної системи.

Потужний поштовх для нових досліджень внутрішньої природи елементів був даний відкриттям в 1898 р подружжям Кюрі радію і тим комплексом явищ, які відомі під назвою радіоактивності.

Для хімії серйозну проблему становила необхідність розміщення в Періодичної таблиці численних продуктів радіоактивного розпаду, що мають близькі атомні маси, але значно відрізняються періоди напіврозпаду. Т. Сведберг в 1909 р довів, що свинець і неон, отримані в результаті радіоактивного розпаду і відрізняються за величиною атомних мас від «звичайних» елементів, хімічно їм повністю тотожні. У 1911 р Ф. Содді запропонував розміщувати хімічно нерозрізнені елементи, що мають різні атомні маси (ізотопи) в одній клітинці таблиці.

У 1913 р англійський фізик Г. Мозлі встановив, що корінь з характеристичної частоти рентгенівського випромінювання елемента (н) лінійно залежить від целочисленной величини - атомного номера (Z), який збігається з номером елемента в Періодичної таблиці:

,

де А і b - константи

Закон Мозлі дав можливість експериментально визначити положення елементів в Періодичній таблиці. Атомний номер, що співпадає, як припустив в 1911 р голландський фізик А. Ван Ден Брук, з величиною позитивного заряду ядра атома, став основою класифікації хімічних елементів. У 1920 р англійський фізик Дж. Чедвік експериментально підтвердив гіпотезу Ван ден Брука; тим самим був розкритий фізичний зміст порядкового номера елемента в Періодичній системі. Періодичний закон отримав сучасну формулювання: «Властивості простих речовин, а також форми і властивості сполук елементів перебувають у періодичній залежності від зарядів ядер атомів елементів».

У 1921-1923 рр., Грунтуючись на моделі атома Бора-Зоммерфельда, що представляє собою компроміс між класичними і квантовими уявленнями, Н. Бор заклав основи формальної теорії Періодичної системи. Причина періодичності властивостей елементів, як показав Бор, полягала в періодичному повторенні будови зовнішнього електронного рівня атома.

Список використаних джерел

1. Кедров Б.М. День одного великого відкриття. - М .: Едіторіал УРСС, 2001. - 640 с.

2. Ахметов Н.С. Актуальні питання курсу неорганічної хімії. - М .: Просвещение, 1991. - 224 с.

3. Корольков Д.В. Основи неорганічної хімії. - М .: Просвещение, 1982. - 271 с.

4. Джуа М. Історія хімії. - М .: Світ, 1975. - 480 с.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка