Trong thế kỷ 19, nhiều lĩnh vực đã trải qua một cuộc cải cách mạnh mẽ, bao gồm cả hóa học. Hệ thống tuần hoàn của Mendeleev, được xây dựng vào năm 1869, đã dẫn đến sự hiểu biết chung về sự phụ thuộc vào vị trí của các chất đơn giản trong bảng tuần hoàn, từ đó thiết lập mối quan hệ giữa khối lượng nguyên tử tương đối, hóa trị và tính chất của nguyên tố.
Giai đoạn tiền Mendelean hóa học
Hơi sớm hơn, vào đầu thế kỷ 19, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để hệ thống hóa các nguyên tố hóa học. Nhà hóa học người Đức Döbereiner đã thực hiện công việc hệ thống hóa nghiêm túc đầu tiên trong lĩnh vực hóa học. Ông xác định rằng một số chất tương tự về đặc tính có thể kết hợp thành nhóm - bộ ba.
Ý tưởng sai lầm của một nhà khoa học người Đức
Bản chất của định luật bộ ba Döbereiner đã trình bày được xác định bởi thực tế là khối lượng nguyên tử của chất mong muốn gần bằng một nửa tổng (giá trị trung bình) khối lượng nguyên tử của hai nguyên tố cuối cùng của bảng bộ ba.
Tuy nhiên, sự vắng mặt của magiê trong một phân nhóm duy nhất của canxi, stronti và bari làsai lầm.
Cách tiếp cận này là kết quả của việc hạn chế giả tạo các chất tương tự chỉ dành cho các liên minh ba bên. Döbereiner đã thấy rõ sự giống nhau trong các thông số hóa học của phốt pho và asen, bitmut và antimon. Tuy nhiên, anh ta hạn chế bản thân trong việc tìm kiếm bộ ba. Kết quả là anh ấy không thể đưa ra cách phân loại chính xác các nguyên tố hóa học.
Döbereiner chắc chắn đã thất bại trong việc phân chia các nguyên tố hiện có thành các bộ ba, định luật chỉ rõ sự hiện diện của mối quan hệ giữa khối lượng nguyên tử tương đối và tính chất của các chất hóa học đơn giản.
Quá trình hệ thống hóa các nguyên tố hóa học
Tất cả các nỗ lực hệ thống hóa tiếp theo đều dựa vào sự phân bố của các nguyên tố tùy thuộc vào khối lượng nguyên tử của chúng. Sau đó, giả thuyết của Döbereiner được các nhà hóa học khác sử dụng. Sự hình thành các bộ ba, bộ tứ và bộ ngũ bội xuất hiện (kết hợp thành các nhóm gồm ba, bốn và năm nguyên tố).
Vào nửa sau của thế kỷ 19, một số công trình xuất hiện đồng thời, dựa trên đó Dmitry Ivanovich Mendeleev đã dẫn dắt hóa học đến việc hệ thống hóa hoàn chỉnh các nguyên tố hóa học. Một cấu trúc khác của hệ thống tuần hoàn Mendeleev đã dẫn đến sự hiểu biết mang tính cách mạng và bằng chứng về cơ chế phân bố của các chất đơn giản.
Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố của Mendeleev
Tại một cuộc họp của cộng đồng hóa học Nga vào mùa xuân năm 1869, nhà khoa học Nga D. I. Mendeleev đã đọc một thông báo về khám phá của ông về quy luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học.
Cuối cùng năm đó, tác phẩm đầu tiên được xuất bản"Cơ bản của Hóa học", nó bao gồm hệ thống tuần hoàn đầu tiên của các nguyên tố.
Vào tháng 11 năm 1870, ông chỉ cho các đồng nghiệp của mình bổ sung "Hệ thống tự nhiên của các nguyên tố và việc sử dụng nó trong việc chỉ ra phẩm chất của các nguyên tố chưa được khám phá." Trong công trình này, D. I. Mendeleev lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ "định luật tuần hoàn". Hệ thống các nguyên tố của Mendeleev, trên cơ sở định luật tuần hoàn, đã xác định khả năng tồn tại của các chất đơn giản chưa được khám phá và chỉ rõ tính chất của chúng.
Chỉnh sửa và làm rõ
Kết quả là đến năm 1971, định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố của Mendeleev đã được một nhà hóa học người Nga hoàn thiện và bổ sung.
Trong bài báo cuối cùng "Quy luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học", nhà khoa học đã đưa ra định nghĩa về quy luật tuần hoàn, trong đó chỉ ra đặc điểm của các thể đơn giản, tính chất của các hợp chất cũng như các thể phức tạp do chúng tạo thành., được xác định bởi sự phụ thuộc trực tiếp theo trọng lượng nguyên tử của chúng.
Một thời gian sau, vào năm 1872, cấu trúc của hệ thống tuần hoàn Mendeleev được tổ chức lại thành một dạng cổ điển (phương pháp phân phối chu kỳ ngắn).
Không giống như những người tiền nhiệm của mình, nhà hóa học người Nga đã biên soạn đầy đủ một bảng, đưa ra khái niệm về tính đều đặn của khối lượng nguyên tử của các nguyên tố hóa học.
Đặc điểm của các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn Mendeleev và các mô hình thu được cho phép nhà khoa học mô tả tính chất của các nguyên tố chưa được khám phá. Mendeleev dựa vào thực tế có thể xác định được tính chất của mỗi chất theo đặc điểm của hai chất lân cậncác yếu tố. Ông gọi đây là quy tắc "ngôi sao". Bản chất của nó là trong bảng nguyên tố hóa học để xác định tính chất của nguyên tố đã chọn cần điều hướng ngang dọc trong bảng nguyên tố hóa học.
Hệ thống tuần hoàn của Mendeleev có thể dự đoán…
Bảng tuần hoàn các nguyên tố, mặc dù có độ chính xác và độ trung thực cao, nhưng không được cộng đồng khoa học công nhận đầy đủ. Một số nhà khoa học vĩ đại của thế giới đã công khai chế nhạo khả năng dự đoán các thuộc tính của một nguyên tố chưa được khám phá. Và chỉ vào năm 1885, sau khi phát hiện ra các nguyên tố được dự đoán - ekaalumin, ekabor và ekasilicon (gali, scandium và germani), hệ thống phân loại mới của Mendeleev và định luật tuần hoàn đã được công nhận là cơ sở lý thuyết của hóa học.
Vào đầu thế kỷ 20, cấu trúc của hệ thống tuần hoàn Mendeleev đã nhiều lần được sửa chữa. Trong quá trình thu thập dữ liệu khoa học mới, D. I. Mendeleev và đồng nghiệp của ông W. Ramsay đã đi đến kết luận rằng cần phải đưa ra một nhóm zero. Nó bao gồm các khí trơ (heli, neon, argon, krypton, xenon và radon).
Năm 1911, F. Soddy đề xuất đặt các nguyên tố hóa học không thể phân biệt - đồng vị - vào một ô của bảng.
Trong quá trình làm việc miệt mài và lâu dài, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev cuối cùng đã được hoàn thiện và có được một diện mạo hiện đại. Nó bao gồm tám nhóm và bảy kỳ. Nhóm là cột dọc, dấu chấm là hàng ngang. Các nhóm được chia thành các nhóm con.
Vị trí của một nguyên tố trong bảng cho biết hóa trị, các electron nguyên chất và các đặc điểm hóa học của nó. Hóa ra sau đó, trong quá trình phát triển bảng, D. I. Mendeleev đã phát hiện ra sự trùng hợp ngẫu nhiên về số electron của một nguyên tố với số thứ tự của nó.
Thực tế này tiếp tục đơn giản hóa sự hiểu biết về nguyên lý tương tác của các chất đơn giản và sự hình thành của các chất phức tạp. Và cũng là quá trình ngược lại. Về mặt lý thuyết, việc tính toán lượng chất thu được, cũng như lượng chất cần thiết để phản ứng hóa học xảy ra.
Vai trò của khám phá Mendeleev trong khoa học hiện đại
Hệ thống củaMendeleev và cách tiếp cận thứ tự các nguyên tố hóa học của ông đã xác định trước sự phát triển hơn nữa của hóa học. Nhờ sự hiểu biết đúng đắn về mối quan hệ của các hằng số hóa học và phân tích, Mendeleev đã có thể sắp xếp và nhóm các nguyên tố một cách chính xác theo tính chất của chúng.
Bảng mới các nguyên tố giúp bạn có thể tính toán rõ ràng và chính xác dữ liệu trước khi bắt đầu phản ứng hóa học, để dự đoán các nguyên tố mới và tính chất của chúng.
Khám phá của nhà khoa học Nga có tác động trực tiếp đến quá trình phát triển tiếp theo của khoa học và công nghệ. Không có lĩnh vực công nghệ nào không liên quan đến kiến thức hóa học. Có lẽ, nếu một khám phá như vậy không diễn ra, thì nền văn minh của chúng ta sẽ đi theo một con đường phát triển khác.
