Alkeemikud püüdsid leida ka loodusseadust, mille alusel oleks võimalik keemilisi elemente süstematiseerida. Kuid neil puudus usaldusväärne ja üksikasjad elementide kohta. XIX sajandi keskpaigaks. teadmised keemiliste elementide kohta muutusid piisavaks ja elementide arv kasvas nii palju, et teaduses tekkis loomulik vajadus neid klassifitseerida. Esimesed katsed klassifitseerida elemente metallideks ja mittemetallideks osutusid vastuvõetamatuks. D.I.Mendelejevi eelkäijad (I.V. Debereiner, J.A. Newlands, L.Yu. Meyer) tegid palju perioodilise seaduse avastamise ettevalmistamiseks, kuid ei suutnud tõde mõista. Dmitri Ivanovitš lõi seose elementide massi ja nende omaduste vahel.
Dmitri Ivanovitš sündis Tobolskis. Ta oli pere seitsmeteistkümnes laps. Pärast sünnilinna gümnaasiumi lõpetamist astus Dmitri Ivanovitš Peterburi Pedagoogilisse Peainstituuti, mille lõpetamise järel läks ta kaheks aastaks kuldmedaliga teaduslikule välisreisile. Pärast naasmist kutsuti ta Peterburi ülikooli. Hakates lugema keemiaalast loengut, ei leidnud Mendelejev midagi, mida võiks õpilastele õppevahendina soovitada. Ja ta otsustas kirjutada uue raamatu - "Keemia alused".
Perioodilise seaduse avastamisele eelnes 15 aastat rasket tööd. 1. märtsil 1869 kavatses Dmitri Ivanovitš tööasjus Peterburist kubermangu lahkuda.
Perioodiline seadus avastati aatomi omaduste – suhtelise aatommassi – põhjal .
Mendelejev järjestas keemilised elemendid nende aatommasside järgi kasvavas järjekorras ja märkas, et elementide omadused korduvad teatud intervalli – perioodi järel, Dmitri Ivanovitš asetas perioodid üksteise alla, nii et sarnased elemendid paiknesid üksteise all. - samal vertikaalil, nii et perioodilise süsteemi elemendid ehitati.
1. märts 1869 Perioodilise seaduse sõnastus D.I. Mendelejev.
Omadused lihtsad ained, samuti elementide ühendite vormid ja omadused on perioodilises sõltuvuses elementide aatommasside väärtusest.
Kahjuks oli perioodilise seaduse pooldajaid alguses väga vähe, isegi vene teadlaste seas. Vastaseid on palju, eriti Saksamaal ja Inglismaal.
Perioodilise seaduse avastamine on hiilgav näide teaduslikust ettenägelikkusest: 1870. aastal ennustas Dmitri Ivanovitš kolme tollal tundmatu elemendi olemasolu, mida ta nimetas ekasiliitsiumiks, ekaaalumiiniumiks ja ekaboriks. Ta oskas õigesti ennustada ja kõige olulisemad omadused uued elemendid. Ja 5 aasta pärast, 1875. aastal, leidis prantsuse teadlane P.E. Lecoq de Boisbaudran, kes ei teadnud Dmitri Ivanovitši loomingust midagi, avastas uue metalli, nimetades seda galliumiks. Mitmete omaduste ja avastamismeetodi poolest langes gallium kokku Mendelejevi ennustatud ekaaliumiumiga. Kuid tema kaal oli prognoositust väiksem. Sellest hoolimata saatis Dmitri Ivanovitš Prantsusmaale kirja, nõudes oma ennustust.
Teadusmaailm oli hämmastunud, et Mendelejevi ennustus omadused ekaaalumiinium
osutus nii täpseks. Sellest hetkest hakkab perioodiline seadus end keemias kehtestama.
1879. aastal avastas L. Nilson Rootsis skandiumi, mis kehastas Dmitri Ivanovitši ennustatut. ekabor
.
1886. aastal avastas K. Winkler Saksamaal germaaniumi, mis osutuski eksasilicon
.
Kuid Dmitri Ivanovitš Mendelejevi geenius ja tema avastused pole ainult need ennustused!
Perioodilise süsteemi neljas kohas paigutas D. I. Mendelejev elemendid mitte kasvavas järjekorras aatomi massid:
Juba 19. sajandi lõpus oli D.I. Mendelejev kirjutas, et ilmselt koosneb aatom teistest enamatest väikesed osakesed. Pärast tema surma 1907. aastal tõestati, et aatom koosneb elementaarosakestest. Aatomi ehituse teooria kinnitas Mendelejevi õigsust, nende elementide permutatsioonid, mis ei ole kooskõlas aatommasside kasvuga, on täielikult õigustatud.
Perioodilise seaduse kaasaegne sõnastus.
Omadused keemilised elemendid ja nende ühendid on perioodilises sõltuvuses nende aatomite tuumade laengu suurusest, mis väljendub välise valentselektronkihi struktuuri perioodilises kordumises.
Ja nüüd, enam kui 130 aastat pärast perioodilise seaduse avastamist, võime naasta meie õppetunni motoks võetud Dmitri Ivanovitši sõnade juurde: „Tulevik ei ähvarda perioodilist seadust hävinguga, vaid ainult pealisehitist ja arengut lubatakse." Kui palju keemilisi elemente on seni avastatud? Ja see pole kaugeltki piir.
Perioodilise seaduse graafiline kujutis on keemiliste elementide perioodiline süsteem. See on lühikokkuvõte elementide ja nende ühendite kogu keemia.
Kinnisvara muutused sisse perioodiline süsteem aatommassi suurenemisega perioodi jooksul (vasakult paremale):
1. Metalliomadused vähenevad
2. Mittemetallilised omadused suurenevad
3. Kõrgemate oksiidide ja hüdroksiidide omadused muutuvad aluselisest amfoteersest happeliseks.
4. Elementide valents kõrgemate oksiidide valemites suureneb alates maenneVII, ja lenduvate vesinikuühendite valemites väheneb alates IV ennema.
Perioodilise süsteemi ehitamise põhiprintsiibid.|
Võrdlusmärk |
D. I. Mendelejev |
|
1. Kuidas luuakse elementide jada numbrite järgi? (Mis on PS-i aluseks?) |
Elemendid on loetletud suhtelise aatommassi suurenemise järjekorras. Siiski on erandeid. Ar - K, Co - Ni, Te - I, Th - Pa |
|
2. Elementide rühmadesse ühendamise põhimõte. |
Kvaliteedimärk. Lihtainete ja sama tüüpi komplekside omaduste sarnasus. |
|
3. Elementide perioodideks kombineerimise põhimõte. |
Mis aitas avamise ettevalmistamisele kaasa? Alustame suure Mendelejevi avastuse analüüsiga, kuna seda oleme arhiivimaterjalide põhjal aastaid üksikasjalikult ja igakülgselt uurinud. Kuid kõigepealt on vaja öelda paar sõna tema tausta kohta.
Keemiliste elementide tundmise käigus saab selgelt eristada kolm järjestikust etappi, millest oli juttu sissejuhatuses. Alates iidsetest aegadest kuni 18. sajandi keskpaigani avastas ja uuris inimene elemente eraldi, kui midagi ainulaadset. Alates 18. sajandi keskpaigast algas järk-järguline üleminek nende avastamisele ja uurimisele tervete rühmade või perekondade kaupa, kuigi üksikud elementide avastamised jätkusid ka hiljem. Nende rühma avastamine ja uurimine põhines asjaolul, et mõnel neist olid ühised füüsikalised või keemilised omadused, samuti mitmete elementide ühine esinemine looduses.
Nii avastati 18. sajandi teisel poolel seoses pneumaatilise (gaasi)keemia tekkega kerged mittemetallid, mis tavatingimustes on gaasilises olekus. Need olid vesinik, lämmastik, hapnik ja kloor. Samal perioodil avastati koobalt ja nikkel kui raua looduslikud kaaslased.
Ja juba 19. sajandi esimestel aastatel hakati elemente avastama tervete rühmadena, mille liikmetel olid ühised keemilised omadused. Nii avastati elektrolüüsi abil esimesed leelismetallid - naatrium ja kaalium ning seejärel leelismuld - kaltsium, strontsium ja baarium. Hiljem, 1960. aastatel, abiga spektraalanalüüs avastati rasked leelismetallid - rubiidium ja tseesium, aga ka tulevase kolmanda rühma raskemad metallid - indium ja tallium. Need avastused põhinesid lähedusest keemilised omadused avatavate rühmade liikmed ja seetõttu võtsid need liikmed omavahel ühendust juba avamise käigus.
Sama 19. sajandi alguses avastati plaatinametallide perekond (v.a ruteenium, avastati hiljem) kui plaatina looduslikud satelliidid. Kogu 19. sajandi jooksul avastati haruldasi muldmetalle ühe perekonna liikmetena.
On täiesti loomulik, et elementide esimesed klassifikatsioonid põhinesid nende keemiliste omaduste ühistel. Niisiis jagas A. Lavoisier 18. sajandi lõpus kõik elemendid metallideks ja mittemetallideks. Sellest jaotusest pidas kinni ka I. Berzelius 19. sajandi esimesel poolel. Samal ajal hakkasid silma esimesed looduslikud rühmad ja elementide perekonnad. Näiteks I. Debereiner tõi välja nn kolmkõlad (ütleme liitium, naatrium, kaalium – leelismetallide "kolmkõla" jne). "Kolmikute" hulka kuulusid näiteks kloor, broom, jood või väävel, seleen, telluur. Samas ilmnesid sellised seaduspärasused, et väärtushinnangud füüsikalised omadused"kolmiku" keskmine liige (selle eri- ja aatomkaalud) osutus äärmuslike liikmete suhtes keskmiseks. Halogeenide (halogeenide) osas oli keskmise elemendi (vedel broom) agregatsiooni olek äärmuslike elementide - gaasilise kloori ja kristalse joodi - suhtes vahepealne. Hiljem hakkas ühte rühma kuuluvate elementide arv kasvama nelja ja isegi viieni.
Kogu see klassifikatsioon põhines ainult ühe loodusliku rühma elementide sarnasuse arvessevõtmisel. Selline lähenemine võimaldas moodustada järjest rohkem sarnaseid rühmi ja paljastada nende sees olevate elementide suhted. See valmistas ette võimaluse hilisemaks ühise süsteemi loomiseks, mis hõlmaks kõiki elemente, ühendades nende juba leitud rühmad ühtseks tervikuks.
Mis takistas üleminekut konkreetselt universaalsele? Ligikaudu 19. sajandi 60. aastate alguseks oli singulaarsuse staadium elementide tunnetuses praktiliselt juba ammendatud. Nende teadmistes oli vaja liikuda universaalsuse tasemele. Sellist üleminekut saaks läbi viia erinevate elementide rühmade omavahelisel ühendamisel ja nende ühtse ühise süsteemi loomisel. Selliseid katseid tehti 60ndatel üha enam erinevates Euroopa riikides – Saksamaal, Inglismaal, Prantsusmaal. Mõned neist katsetest sisaldasid juba selgeid vihjeid perioodilisele seadusele. Selline oli näiteks Newlandsi "oktaavide seadus". Kui J. Newlands aga Londoni Keemiaühingu koosolekul oma avastusest raporteeris, esitati talle sarkastiline küsimus: kas autor püüdis avastada mõnda seadust, asetades elemendid tähestikuline järjekord nende nimed?
See näitab, kui võõras oli tolleaegsetele keemikutele juba idee minna kaugemale elementide rühmadest (eriline) ja otsida viise, kuidas paljastada neid hõlmav üldine seadus (universaalne). Tõepoolest, selleks, et teha ühine süsteem elemente, oli vaja koondada ja omavahel võrrelda mitte ainult sarnaseid elemente, nagu seni rühmades tehti, vaid kõiki elemente üldiselt, ka erinevaid. Keemikute peas kinnistus aga kindlalt mõte, et kokku saab tuua vaid sarnaseid elemente. See idee on nii sügavalt juurdunud, et keemikud mitte ainult ei seadnud endale ülesandeks liikuda üksikult universaalsele, vaid jätsid täielikult tähelepanuta ega pannud tähele esimesi üksikuid katseid taoliseks üleminekuks.
Selle tulemusena tekkis tõsine takistus, mis takistas perioodilise seaduse avastamist ja üldise loomulik süsteem kõik sellel põhinevad elemendid. Sellise takistuse olemasolu rõhutas korduvalt ka D. Mendelejev ise. Niisiis kirjutas ta oma suurest avastust käsitleva esimese artikli lõpus: "Minu artikli eesmärk oleks täielikult täidetud, kui mul õnnestuks juhtida teadlaste tähelepanu nendele seostele erinevate elementide aatommassi suuruses, millele pole minu teada siiani peaaegu üldse tähelepanu pööratud.
Rohkem kui kaks aastat hiljem oma avastuse arengut kokku võttes rõhutas D. Mendelejev taas, et “erinevate elementide vahel ei otsitudki täpseid ja lihtsaid aatommasside suhteid, vaid ainult nii oli võimalik teada saada. õige suhe muutuvate aatommasside ja elementide muude omaduste vahel.
Kakskümmend aastat pärast avastust meenutas D. Mendelejev oma Faraday lugemikus taas takistust, mis selle avastuse teel oli. Ta tegi sel teemal esimesed arvutused, milles "nähtavad tõelised kalduvused ja perioodilise seaduslikkuse väljakutse". Ja kui viimane "väljendati kindlalt alles 60ndate lõpuks, siis selle põhjust ... tuleks otsida sellest, et võrdlusele viidi ainult üksteisega sarnased elemendid. Küll aga idee võrrelda
kõik elemendid oma aatommassi poolest ... olid üldteadvusele võõrad ... ". Ja seetõttu, märgib D. Mendelejev, J. Newlandsi "oktaaviseadusega" sarnased katsed "ei suutnud köita kellegi tähelepanu", kuigi nendes katsetes "on näha ... lähenemist perioodiline seadus ja isegi selle embrüo.
Need D. Mendelejevi enda tunnistused on meie jaoks ülimalt olulised. Nende sügav tähendus seisneb tõdemuses, et peamiseks takistuseks perioodilise seaduse avastamisel ehk üleminekul universaalsele elementide tundmisel oli traditsiooniks saanud keemikute harjumus elemente mõelda. erilise jäigas raamistikus (nende sarnasused rühmade sees). Selline mõtlemisharjumus ei andnud neile võimalust minna erilisest kaugemale ja liikuda elementide tundmises universaalse tasandile. Seetõttu viibis üldseaduse avastamine ligi 10 aastat, mil D. Mendelejevi sõnul oli eristaadium juba suuresti ammendatud.
PPB ja selle funktsioon. Sellist takistust, mis on oma olemuselt nii psühholoogiline kui ka loogiline (kognitiivne), nimetame kognitiiv-psühholoogiliseks barjääriks (PPB). Selline barjäär on vajalik teadusliku mõtte arendamiseks ja toimib selle vormina, hoides seda üsna pikka aega saavutatud tasemel (s. sel juhul partikulaarsuse staadiumis), et see (teaduslik mõte) saaks selle etapi täielikult ammendada ja seeläbi valmistada ette üleminekut järgmisele, universaalsuse kõrgemale tasemele.
Praegu ei saa me sellise barjääri tekkimise mehhanismi käsitleda ja piirdume tähelepanuga, et see tekib automaatselt. Kuid pärast seda, kui ta on täitnud oma kognitiivse funktsiooni, jätkab ta tegutsemist ja seda ei eemaldata niisama automaatselt, vaid justkui fikseeritakse, luustub ja muutub teadusliku mõtte arendamise vormist oma köidikuiks. Sel juhul ei toimu teaduslik avastus iseenesest, lihtsalt ja lihtsalt, vaid tunnetuse teel seisva takistuse, PPB, ületamisena.
Esialgu seostame öeldut selle analüüsitava ajaloolise ja teadusliku sündmusega ega sea endale ülesandeks uurida, kui sageli sarnane olukord täheldatud. Samas ei käi me mitte paljude erinevate avastuste kaalumisel põhinevate induktiivsete üldistuste rada, vaid teoreetiline analüüs seni ainult üks avastus, nimelt perioodiline seadus. Edaspidi huvitab meid see, millisel konkreetsel viisil ületas D. Mendelejev barjääri, mis seisis avastamisprotsessi teel, st üleminekul erilise etapist universaalsuse staadiumisse. keemiliste elementide tundmine.
D. Mendelejevi PPB ületamine. Perioodilise seaduse avastas D. Mendelejev 17. veebruaril (1. märtsil 1869). (Väga üksikasjalikku teavet perioodilise seaduse avastamise kohta on kirjeldatud B. M. Kedrovi raamatutes “Suure avastuse päev” ja “Suure avastuse mikroanatoomia”. – Toim.) Kirja tagaküljel, mille ta just oli. kätte saanud, hakkas ta tegema arvutusi, mis tähistasid avastuse algust. Esimene selline arvutus oli kaaliumkloriidi KC1 valem. Mida ta mõtles?
Seejärel kirjutas D. Mendelejev oma keemia alused. Ta just lõpetas esimese osa ja alustas teist. Esimene osa lõppes halogeene (halogeene) käsitlevate peatükkidega, mille hulka kuulus ka kloor (C1), ja teine algas leelismetallide peatükkidega, mis sisaldasid ka kaaliumi (K). Need olid kaks äärmist, keemiliselt diametraalselt vastandlikku elementide rühma. Looduses endas viiakse need kokku aga näiteks vastavate metallide kloriidsoolade, näiteks lauasoolade moodustumisega.
"Keemia aluseid" luues juhtis D. Mendelejev sellele tähelepanu ja hakkas sellele seletust otsima aatommasside lähedusest. Mõlema elemendi - kaalium ja kloor: K \u003d 39,1, 01 \u003d 34,5. Mõlema aatommassi väärtused külgnesid vahetult üksteisega, nende vahel ei olnud muid vaheväärtusi, teiste elementide aatomkaalu. Rohkem kui kaks aastat pärast avastamist märgib Dmitri Ivanovitš arengut kokku võttes, et perioodilise seaduse võtmeks oli idee läheneda üksteisele lähedalt. kvantitatiivsed omadused(aatommass) üksteisest kvalitatiivselt täiesti erinevate elementide kohta. Ta kirjutas: "Üleminek C1-lt K-le jne vastab paljuski nendevahelisele sarnasusele, kuigi looduses pole muid elemente, mis oma suuruselt aatomile nii lähedal oleksid, mis oleksid üksteisest nii erinevad. ”
Nagu näete, paljastas D. Mendelejev siin oma esimese salvestise "KS1" varjatud tähenduse, millest avastamisprotsess algas. Teeme reservatsiooni, et me ei tea, mis ajendas teda mõtlema kaaliumi ja kloori lähenemisele nende aatommassi osas. Võib-olla meenus talle sel hetkel, et ta kirjutas kaaliumkloriidist keemia aluste esimese osa lõpus või teise osa alguses. Kuid on võimalik, et mõni muu asjaolu viis ta ideeni kaaliumi ja kloori aatommassi lähenemisest. Paberile saime fikseerida ainult selle rekordi, mis ilmus D. Mendelejevi sulest, aga mitte seda, mis tema peas sellele eelnes. Nagu allpool näeme, teab teaduse ja tehnika ajalugu palju juhtumeid, mil teada pole mitte ainult esimene samm avastuseni, vaid ka mõte, mis tema autori peast läbi vilksatas.
Lisame, et nüüd saame täpsemalt selgitada, milles seisnes D. Mendelejevi üleminek partikulaarselt universaalsele elementide tunnetuses. Nende erinevuse tõttu mõistis ta tegelikult nende keemilisi erinevusi ja nende aatommassi erinevuste lähenemine saavutati nende ühise füüsikalise omaduse - massi - alusel. Seega vastas üleminek konkreetselt universaalsele üleminekule nende käsitlemiselt keemiliselt poolelt nende käsitlemisele füüsilise poole pealt.
Allpool pöördume sarnase valiku juurde rohkem kui üks kord. Seda juhtumit ei saa aga tõlgendada kui üleminekut ainult elementide kvalitatiivsete erinevuste arvestamiselt nende kvantitatiivse sarnasuse arvestamisele. Elementide kvantitatiivseid omadusi võeti arvesse juba eristaadiumis, nagu nägime "kolmkõlade" ja aatomiteooria näitel.
PPB ületamise tulemus. Niisiis sai D. Mendelejevi märgitud barjäär edukalt ületatud ning selle tulemusena väljus elementide tundmine partikuaalsuse astmest ja tõusis universaalsuse staadiumisse. Pange tähele, et kuni selle hetkeni ei näinud teadlane ise, mis täpselt oli takistus, mis takistas perioodilise seaduse avastamist. Tema ettevalmistustöös, eriti keemia aluste kavades, mis on koostatud enne 17. veebruari (1. märtsil) 1869, ei leidu isegi vihjet sellele, et erinevaid elemente tuleks üksteisele lähendada. Alles pärast seda, kui ta oli aimanud, et kogu probleemi lahenduse võti peitub selles lähenemises, sai ta aru, mis takistus seisneb avastamise teel ehk meie keeles, milline barjäär sellel teel seisab.
Esimest korda PPB ületanud, asus D. Mendelejev kohe detailselt läbi viima alles avastatavat üleminekut erilisest universaalsele (seadusele). Ühtlasi näitas ta, kuidas on vaja koondada üks rühm teise järel ehitatavasse elementide üldisesse süsteemi ehk koondada aatommasside poolest erinevad elemendid. Teisisõnu, kogu elementide üldise süsteemi ülesehitamine viidi läbi spetsiaalsete (rühmade) järjestikuse liitmise käigus universaalsesse (tulevasse perioodilisse süsteemi).
«Nendes kolmes grupis on asja olemus näha. Halogeniididel on väiksem aatommass kui leelismetallidel ja viimased on väiksemad kui leelismuldmetallidel.
Seega, tehes elementide tunnetuses ülemineku erilise staadiumist universaalse staadiumisse, viis D. Mendelejev oma plaani lõpuni, hõlmates üldsüsteemi mitte ainult kõiki sel ajal juba tuntud elementide rühmi, aga ka üksikuid elemente, mis seni olid olnud väljaspool gruppe.
Märgin, et mõned keemikud ja keemiaajaloolased püüdsid asja esitleda nii, nagu ei lähtuks Dmitri Ivanovitš oma avastuses mitte elementide rühmadest (erilistest), neid omavahel võrdledes, vaid otse üksikutest elementidest (üksikud), moodustades neist. järjestikused seeriad, et suurendada nende aatommassi. D. Mendelejevi arvukate nootide kavandite analüüs lükkab selle versiooni täielikult ümber ja tõestab vaieldamatult, et perioodilise seaduse avastamine toimus selgelt määratletud ülemineku järjekorras eriliselt universaalsele. See kinnitab, et barjäär tekkis siin just kognitiiv-psühholoogilise takistusena, mis ei lasknud keemikute teaduslikul mõttel väljuda eristaadiumist.
Pöörame nüüd tähelepanu asjaolule, et lõplikus perioodilises elementide süsteemis esitatakse mõlemad esialgsed hüpoteesid ühtsena - (keemiliste) elementide sarnasus ja erinevus. Seda saab juba näidata ülaltoodud mittetäielikul kolme rühma plaadil. See sisaldab horisontaalselt keemiliselt sarnaseid elemente (st rühmi) ja vertikaalselt - keemiliselt erinevaid, kuid sarnase aatommassiga (moodustamisperioodid).
Seega võimaldab PPB idee ja selle ületamine mõista D. Mendelejevi tehtud suure avastuse mehhanismi ja kulgu.
Täpsemalt võib seda avastust kujutada kui barjääri ületamist, mis seni jagas elemendid sellistesse vastandklassidesse nagu metallid ja mittemetallid. Niisiis, juba esimene Mendelejevi märge "KSh
andis tunnistust sellest, et siin ei ole kokku pandud mitte üldiselt erinevaid elemente, vaid kahe vastandliku klassi elemente - tugev metall tugeva mittemetalliga. Viimases laiendatud elementide süsteemis asusid tugevad metallid laua vasakpoolses alumises nurgas ja tugevad mittemetallid ülemises paremas nurgas. Nendevahelises intervallis paiknesid üleminekuloomulised elemendid, nii et D. Mendelejevi avastus ületas selles osas ka barjääri, mis takistas ühtse elementide süsteemi kujunemist.
Teise barjääri ületamine. Siiani oleme rääkinud barjäärist, mis seisis teadmise teel üksikust universaalseks. Tavapäraselt saab sellist teed võrrelda induktiivsega. Kuid pärast seaduse avastamist ja isegi selle avastamise protsessis oli võimalik vastupidine tee - üldisest konkreetse ja üksikisikuni, mida saame sama tinglikult võrrelda deduktiivsega. Nii et enne perioodilise seaduse avastamist määrati mis tahes elemendi aatommass millekski puhtalt individuaalseks, eraldiseisvaks faktiks, mida sai kontrollida ainult eksperimentaalselt. Perioodiline seadus seevastu võimaldas kontrollida, täpsustada ja isegi korrigeerida empiiriliselt saadud aatommassi väärtusi vastavalt kohale, mille antud element peaks kõigi elementide üldises süsteemis hõivama. Näiteks pidas valdav enamus I. Berzeliust järgivaid keemikuid berülliumi alumiiniumi täielikuks analoogiks ja määras sellele aatommassi Be = 14. Kuid sellele aatommassi väärtusele vastav koht ehitatavas süsteemis oli kindlalt lämmastiku poolt hõivatud: N = 14. Teine koht oli tühi - magneesiumi rühmas liitiumi (Li=7) ja boori (B=11) vahel. Seejärel korrigeeris D. Mendelejev berülliumoksiidi valemit alumiiniumoksiidist magneesiumiks, mille kohaselt sai ta Be \u003d \u003d 14 asemel uue aatommassi - Be \u003d 9,4, see tähendab väärtuse, mis jääb 7 ja I vahele. Seega näitas ta, et universaalne (seadus) võimaldab teil luua ühe - üksiku elemendi omaduse, millele see seadus kehtib, ja luua ilma uue eksperimentaalse uurimistööta,
Sel puhul kirjutas teadlane ise 20 aastat pärast oma seaduse avastamist: „Elementide aatomite kaalud, enne perioodilist seadust, esindasid puhtalt empiirilisi numbreid niivõrd, et ... saab kritiseerida ainult nende määramismeetodite, mitte suuruse järgi, see tähendab, et selles piirkonnas oli vaja kobada, teole alluda ja mitte seda omada ... "
Võib öelda, et puhas empiirilisus ehk "faktidele allumine" välistas teoreetilistele kaalutlustele tuginedes aatommassi väärtuse määramise võimaluse ja nõudis minekut vaid kogemuse järgi. Kooskõlas eelpool öelduga nimetame sellist takistust ka omamoodi barjääriks, mis sundis keemikuid olema faktide orjad, neile kuuletuma, kuid mitte omama. D. Mendelejev ületas oma süsteemi ülesehitamise käigus selle barjääri, näidates, et universaalne (seadus) võib olla tuvastatud fakti õigsuse kriteeriumiks.
Samas näeme antud juhul, et empiirilise teadmise staadiumis mängib selline barjäär positiivset rolli (kuni see etapp on ammendunud), takistades teadusliku mõtte põhjendamatut väljumist faktide piiridest väljapoole valdkonda. spekulatiivsetest loodusfilosoofilistest konstruktsioonidest. Kui ühekülgselt läbi viidud empiirilise uurimistöö staadium on ammendunud, muutub see barjäär takistuseks teadusliku mõtte edasisele arengule ja see tuleb ületada. Näitame seda allpool veel ühe näitega, mida demonstreeris sama D. Mendelejevi avastus.
Veel üleminekust universaalselt ainsuse ja partikulaarsele. Räägime võimalusest ennustada vastvalminud perioodilises süsteemis tühjade kohtade põhjal ette veel avastamata elemente koos nende omadustega. Juba perioodilise seaduse avastamise päeval ennustas D. Mendelejev kolme sellist veel tundmatut metalli; nende hulgas on alumiiniumi analoog eeldatava aatommassiga?=68. Varsti pärast seda arvutas ta teoreetiliselt enda avastatud seaduse (universaalse) alusel välja selle metalli palju muid omadusi, nimetades seda tinglikult ekaaalumiiniumiks, sealhulgas selle erikaaluks 5,9 - 6, selle ühendite lenduvuse (millest ta lähtus järeldas, et ta avastatakse spektroskoopiga). Täpselt nii avastas P. Lecoq de Boisbaudran 1875. aastal uue metalli (galliumi).
Siiski leidis ta, et galliumi erikaal on prognoositust oluliselt väiksem. Seetõttu jõudsin järeldusele, et gallium ei ole üldsegi mitte seaduse autori poolt ette nähtud ekaaalumiinium, vaid mingi täiesti erinev metall. Seetõttu tunnistati Mendelejevi ennustus kinnitamata. Kuid see ei heidutanud D. Mendelejevit. Ta aimas kohe, et galliumi redutseeriti metallilise naatriumi abil, mille erikaal on väga väike, väiksem kui vee oma. Oli lihtne eeldada, et redutseeritud galliumi esimesed portsjonid ei olnud piisavalt hästi puhastatud naatriumilisanditest, mis vähendas katses saadud leitud metalli erikaalu väärtust. Kui P. Lecoq de Boisbaudran Dmitri Ivanovitši nõuannet järgides galliumi lisanditest puhastas, langes selle erikaalu uus väärtus täpselt kokku ennustatuga ja osutus 5,95-ks.
Selgus, et D. Mendelejev nägi uut elementi oma teoreetilise pilguga paremini kui 11. Lecoq de Boisbaudran, kes seda elementi käes hoidis. Nii sai ka siin ületatud barjäär, mis toimis pimeda, kriitikavaba suhtumisena igasugustesse katseandmetesse ning perioodilisusseadus toimis katseandmete õigsuse kontrollimise kriteeriumina.
Mõnikord esitatakse asja nii, et algul läks D. Mendelejev oma avastamisse induktsiooni (konkreetselt üldisele) ja seejärel deduktsiooni (üldisest konkreetseni) teel. Tegelikkuses kontrollis ta juba uue seaduse avastamise käigus pidevalt deduktiivsete järelduste abil veel ehitatava üldise elementide süsteemi õigsust, nagu nägime berülliumi ja tulevase eka näitel. -alumiinium. See tähendab, et D. Mendelejevi induktsioon ja deduktsioon kui loogilised meetodid ei olnud teineteisest eraldatud, vaid toimisid täielikus harmoonias ja ühtsuses, üksteist orgaaniliselt täiendades.
Võib öelda, et enne D. Mendelejevit tekkis keemikute peas omamoodi barjäär, mis välistas igasuguse uute elementide ettenägemise ja nende sihipärase otsimise. Avastus hävitas ka selle barjääri. "Enne perioodilist seadust," kirjutas teadlane, "lihtkehad esindasid vaid fragmentaarseid juhuslikke loodusnähtusi, uusi polnud põhjust oodata ja nende omadustes äsja leitud oli täiesti ootamatu uudsus. Perioodiline regulaarsus võimaldas esimesena näha veel avastamata elemente sellisest kaugusest, kuhu keemiline nägemine selle regulaarsusega relvastamata seni ei ulatunud ja samal ajal tekkisid uued, seni avastamata elemendid. joonistatud terve hulga omadustega.
Nii et suure avastuse ajaloo analüüsi põhjal saame juba teha teatud järeldusi, vastata küsimustele, mille esitasime oma metoodilise sissejuhatuse lõpus:
1. PPB on olemas.
2. Nad tekivad ja tegutsevad, lubamata enneaegset väljumist antud arenguastme raamidest, kuni see on end ammendanud (singulaarsuse etapid).
3. Kuna aga see TPB funktsioon on täidetud, muutuvad TPBd ise teaduse edasise progressi piduriks (üleminekuks universaalsele) ja seetõttu on need ületatud, mis on teaduslike avastuste olemus. .
Kuid loomulikult teame hästi, et me ei saa piirduda vaid ühe avastuse analüüsimisega, olgu see nii suur, et kinnitada PPB kohta esitatud väidet kui üldist. Selleks on muidugi vaja arvestada ka teiste avastustega ja seda piisavalt suurel hulgal. Seda teeme järgmistes peatükkides ja alustame kaugelt.
Sissejuhatus
Perioodiline seadus ja D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodiline süsteem on kaasaegse keemia aluseks. Need viitavad sellistele teaduslikele seaduspärasustele, mis peegeldavad looduses tõesti eksisteerivaid nähtusi ega kaota seetõttu kunagi oma tähtsust.
Perioodiline seadus ja selle põhjal tehtud avastused erinevates loodusteaduste ja -tehnoloogia valdkondades on inimmõistuse suurim triumf, tõend üha sügavamast tungimisest looduse kõige salajasematesse saladustesse, looduse edukast muutmisest inimese hüvanguks. .
"Harva juhtub, et teadusavastus on midagi täiesti ootamatut, peaaegu alati on see ette nähtud, kuid järgmistel põlvkondadel, kes kasutavad tõestatud vastuseid kõigile küsimustele, on sageli raske hinnata, mis raskusi see nende eelkäijatele maksma läks." DI. Mendelejev.
Eesmärk: Iseloomustada perioodilisuse süsteemi mõistet ja elementide perioodilisusseadust, perioodilisusseadust ja selle põhjendust, iseloomustada perioodilisuse süsteemi struktuure: alarühmi, perioode ja rühmi. Uurida perioodilise seaduse ja perioodilise elementide süsteemi avastamise ajalugu.
Ülesanded: Vaatleme perioodilisuse seaduse ja perioodilisuse süsteemi avastamise ajalugu. Määratlege perioodilisuse seadus ja perioodilisussüsteem. Analüüsige perioodilisusseadust ja selle põhjendust. Perioodilise süsteemi struktuur: alarühmad, perioodid ja rühmad.
Perioodilise seaduse ja keemiliste elementide perioodilise süsteemi avastamise ajalugu
Aatomi-molekulaarse teooria kehtestamisega 19.-19. sajandi vahetusel kaasnes teadaolevate keemiliste elementide arvu kiire kasv. Ainuüksi 19. sajandi esimesel kümnendil avastati 14 uut elementi. Rekordiomanik avastajate seas oli inglise keemik Humphrey Davy, kes sai ühe aastaga elektrolüüsi abil 6 uut lihtsat ainet (naatrium, kaalium, magneesium, kaltsium, baarium, strontsium). Ja 1830. aastaks jõudis teadaolevate elementide arv 55-ni.
Sellise arvukate, oma omadustelt heterogeensete elementide olemasolu tekitas keemikutes hämmingut ning nõudis elementide järjestamist ja süstematiseerimist. Paljud teadlased on otsinud elementide loendist mustreid ja on teinud mõningaid edusamme. Seal on kolm kõige olulisemat tööd, mis seadsid kahtluse alla perioodilise seaduse avastamise prioriteedi D.I. Mendelejev.
1860. aastal toimus esimene rahvusvaheline keemiakongress, mille järel selgus, et keemilise elemendi peamine omadus on selle aatommass. Prantsuse teadlane B. de Chancourtua paigutas 1862. aastal esimest korda elemendid aatommasside kasvavas järjekorras ja asetas need spiraalina ümber silindri. Iga spiraali pööre sisaldas 16 elementi, sarnased elemendid langesid reeglina vertikaalsetesse veergudesse, kuigi täheldati olulisi lahknevusi. De Chancourtois' töö jäi märkamatuks, kuid tema idee sorteerida elemente aatommasside kasvavas järjekorras osutus viljakaks.
Ja kaks aastat hiljem paigutas inglise keemik John Newlands sellest ideest juhindudes elemendid tabeli kujul ja märkas, et elementide omadusi korratakse perioodiliselt iga seitsme numbri järel. Näiteks kloor on omadustelt sarnane fluoriga, kaalium sarnaneb naatriumiga, seleen väävliga jne. Newlands nimetas seda mustrit "oktaavide seaduseks", mis on perioodi mõistest praktiliselt ees. Kuid Newlands nõudis, et perioodi pikkus (võrdne seitsmega) ei muutuks, nii et tema tabel ei sisalda mitte ainult tavalisi mustreid, vaid ka juhuslikke paare (koobalt - kloor, raud - väävel ja süsinik - elavhõbe).
Kuid Saksa teadlane Lothar Meyer joonistas 1870. aastal elementide aatommahu sõltuvuse nende aatommassist ja leidis selge perioodilise sõltuvuse ning perioodi pikkus ei ühtinud oktaavide seadusega ja oli muutuja.
Kõigil neil töödel on palju ühist. De Chancourtois, Newlands ja Meyer avastasid elementide omaduste muutumise perioodilisuse avaldumise sõltuvalt nende aatommassist. Kuid nad ei suutnud luua kõigi elementide ühtset perioodilist süsteemi, kuna paljud elemendid ei leidnud avastatud mustrites oma kohta. Ka need teadlased ei teinud oma tähelepanekutest tõsiseid järeldusi, kuigi nad leidsid, et arvukad seosed elementide aatommasside vahel on mingi üldise seaduse ilming.
Selle üldise seaduse avastas suur vene keemik Dmitri Ivanovitš Mendelejev 1869. aastal. Mendelejev sõnastas perioodilise seaduse järgmiste põhisätete kujul:
1. Aatommassi järgi järjestatud elemendid esindavad omaduste selget perioodilisust.
2. Peame ootama veel paljude tundmatute lihtkehade avastamist, näiteks Al ja Si sarnaseid elemente aatommassiga 65–75.
3. Elemendi aatommassi väärtust saab mõnikord korrigeerida selle analoogiaid teades.
Mõned analoogid ilmnevad nende aatomi massi suuruse järgi. Esimest seisukohta teati juba enne Mendelejevit, kuid just tema andis sellele universaalse seaduse iseloomu, ennustades selle põhjal veel avastamata elementide olemasolu, muutes mitme elemendi aatommassi ja paigutades mõned elemendid tabelisse. vastupidiselt nende aatommassile, kuid täielikult kooskõlas nende omadustega (peamiselt valents). Ülejäänud sätted avastas ainult Mendelejev ja need on perioodilise seaduse loogilised tagajärjed
Nende tagajärgede õigsust kinnitasid mitmed katsed järgmise kahe aastakümne jooksul ja võimaldasid rääkida perioodilisest seadusest kui rangest loodusseadusest.
Neid sätteid kasutades koostas Mendelejev oma versiooni elementide perioodilisest tabelist. Esimene elementide tabeli mustand ilmus 17. veebruaril (uue stiili järgi 1. märtsil), 1869. aastal.
Ja 6. märtsil 1869 tegi professor Menšutkin Vene Keemia Seltsi koosolekul ametliku teate Mendelejevi avastusest.
Teadlasele pandi suhu järgmine ülestunnistus: Ma näen unes lauda, kus kõik elemendid on vastavalt vajadusele paigutatud. Ärkasin üles, kirjutasin selle kohe paberile - ainult ühes kohas osutus see hiljem vajalikuks muudatuseks. Kui lihtne on legendides kõik! Arendus ja korrigeerimine võttis teadlase elust rohkem kui 30 aastat.
Perioodilise seaduse avastamise protsess on õpetlik ja Mendelejev ise rääkis sellest nii: „Tahtmata tekkis mõte, et massi ja keemiliste omaduste vahel peab olema seos. Ja kuna aine mass, ehkki mitte absoluutne, vaid ainult suhteline, väljendub lõpuks aatomite masside kujul, tuleb otsida funktsionaalset vastavust elementide üksikute omaduste ja nende aatommasside vahel. Pole võimalik midagi otsida, vähemalt seeni või mingit sõltuvust, välja arvatud vaadates ja proovides. Nii hakkasin valima, kirjutades eraldi kaartidele elemente nende aatommasside ja põhiomadustega, sarnaseid elemente ja lähedasi aatomkaalusid, mis viis kiiresti järeldusele, et elementide omadused on perioodilises sõltuvuses nende aatommassist, pealegi kaheldes. palju ebaselgust, ma ei kahelnud hetkekski tehtud järelduse üldistuses, kuna õnnetust on võimatu tunnistada.
Esimeses perioodilisuse tabelis on kõik elemendid kuni kaltsiumi (kaasa arvatud) samad, mis tänapäevases tabelis, välja arvatud väärisgaasid. Seda võib näha leheküljefragmendist D.I. artiklist. Mendelejev, mis sisaldab perioodilist elementide süsteemi.
Aatommasside suurendamise põhimõttest lähtudes oleks pidanud kaltsiumi järel järgmised elemendid olema vanaadium (A = 51), kroom (A = 52) ja titaan (A = 52). Kuid Mendelejev pani kaltsiumi järele küsimärgi ja asetas seejärel titaani, muutes selle aatommassi 52-lt 50-le. Aatommass A = 45, mis on kaltsiumi ja titaani aatommasside aritmeetiline keskmine, määrati tundmatule elemendile. , mida tähistab küsimärk. Seejärel jättis Mendelejev tsingi ja arseeni vahele ruumi kahele elemendile, mida polnud korraga veel avastatud. Lisaks pani ta joodi ette telluuri, kuigi viimasel on väiksem aatomkaal. Sellise elementide paigutuse korral sisaldasid tabeli kõik horisontaalsed read ainult sarnaseid elemente ning elementide omaduste muutuste perioodilisus ilmnes selgelt.
Järgmise kahe aasta jooksul täiustas Mendelejev elementide süsteemi oluliselt. 1871. aastal ilmus Dmitri Ivanovitši õpiku "Keemia alused" esimene trükk, milles perioodilisussüsteem on antud peaaegu kaasaegsel kujul. Tabelis moodustati 8 elementide rühma, rühmade numbrid näitavad nendesse rühmadesse kuuluvate seeriate elementide kõrgeimat valentsi ja perioodid muutuvad lähedasemaks tänapäevastele, jagatud 12 seeriaks. Nüüd algab iga periood aktiivse leelismetalliga ja lõpeb tüüpilise mittemetallilise halogeeniga.
Süsteemi teine versioon võimaldas Mendelejevil ennustada mitte 4, vaid 12 elemendi olemasolu ja teadusmaailmale väljakutseid esitades kirjeldas hämmastava täpsusega kolme tundmatu elemendi omadusi, mida ta nimetas ekaboriks (eka tähendab sanskriti keeles “ sama asi”), ekaaalumiinium ja ekasilicon . Nende tänapäevased nimed on Se, Ga, Ge.
Lääne teadusmaailm suhtus Mendelejevi süsteemi ja selle ennustustesse alguses skeptiliselt, kuid kõik muutus, kui 1875. aastal avastas prantsuse keemik P. Lecoq de Boisbaudran tsingimaagi spektreid uurides uue elemendi jäljed, mida ta. kutsuti oma kodumaa auks galliumiks (Gallia (Prantsusmaa Vana-Rooma nimi)
Teadlasel õnnestus see element puhtal kujul isoleerida ja selle omadusi uurida. Ja Mendelejev nägi, et galliumi omadused langevad kokku tema ennustatud ekaaliumi omadustega ning teatas Lecoq de Boisbaudranile, et mõõtis valesti galliumi tiheduse, mis peaks võrduma 4,7 g/cm3 asemel 5,9-6,0 g/cm3. . Tõepoolest, täpsemate mõõtmiste tulemusel saadi õige väärtus 5,904 g/cm3.
1879. aastal eraldas Rootsi keemik L. Nilsson mineraalsest gadoliniidist saadud haruldaste muldmetallide elemente eraldades uue elemendi ja nimetas selle skandiumiks. See osutub Mendelejevi ennustatud ekaboriks.
D.I. perioodilise seaduse lõplik tunnustamine. Mendelejev saavutas pärast 1886. aastat, mil saksa keemik K. Winkler sai hõbemaaki analüüsides elemendi, mida ta nimetas germaaniumiks. Selgub, et see on eksatsiilium.
Sarnane teave.
Dmitri Ivanovitš Mendelejevi perioodiline seadus on üks põhilisi loodusseadusi, mis seob keemiliste elementide ja lihtainete omaduste sõltuvuse nende aatommassidest. Praeguseks on seadust täpsustatud ja omaduste sõltuvust seletatakse aatomituuma laenguga.
Seaduse avastasid Vene teadlased 1869. aastal. Mendelejev esitas selle teadlaskonnale ettekandes Venemaa Keemia Seltsi kongressil (aruande koostas teine teadlane, kuna Mendelejev oli sunnitud Peterburi Vaba Majanduse Seltsi korraldusel kiiresti lahkuma). Samal aastal ilmus õpik "Keemia alused", mille kirjutas Dmitri Ivanovitš õpilastele. Selles kirjeldas teadlane populaarsete ühendite omadusi ja püüdis anda ka keemiliste elementide loogilist süstematiseerimist. Samuti esitas see esimest korda perioodiliselt järjestatud elementidega tabeli perioodilise seaduse graafilise tõlgendusena. Kõik järgnevad aastad täiustas Mendelejev oma tabelit, näiteks lisas ta inertgaaside kolonni, mis avastati 25 aastat hiljem.
Teadusringkond ei võtnud suure vene keemiku ideid kohe omaks, isegi Venemaal. Kuid pärast kolme uue elemendi (gallium 1875, skandium 1879 ja germaanium 1886) avastamist, mida Mendelejev oma kuulsas raportis ennustas ja kirjeldas, tunnustati perioodilist seadust.
On ilus legend, et Mendelejev nägi unes oma lauda, ärkas hommikul ja pani selle kirja. Tegelikult on see lihtsalt müüt. Teadlane ise ütles korduvalt, et pühendas 20 aastat oma elust elementide perioodilise tabeli loomisele ja täiustamisele.
Kõik sai alguse sellest, et Dmitri Ivanovitš otsustas kirjutada õpilastele anorgaanilise keemia õpiku, milles ta kavatses süstematiseerida kõik tol ajal teadaolevad teadmised. Ja loomulikult toetus ta oma eelkäijate saavutustele ja avastustele. Aatommasside seostele elementide omadustega pööras esimest korda tähelepanu saksa keemik Döbereiner, kes püüdis talle teadaolevaid elemente lõhkuda sarnaste omaduste ja kaaluga triaadideks, mis alluvad teatud reeglile. Igas kolmikus oli keskmise elemendi kaal lähedane kahe äärmusliku elemendi aritmeetilisele keskmisele. Teadlane suutis seega moodustada viis rühma, näiteks Li-Na-K; Cl-Br-I. Kuid need polnud kaugeltki kõik teadaolevad elemendid. Lisaks ei ammendanud elementide kolmik sarnaste omadustega elementide loetelu. Ühist mustrit püüdsid hiljem leida sakslased Gmelin ja von Pettenkofer, prantslased J. Dumas ja de Chancourtua, britid Newlands ja Odling. Kõige kaugemale jõudis Saksa teadlane Meyer, kes koostas 1864. aastal perioodilisuse tabeliga väga sarnase tabeli, kuid see sisaldas vaid 28 elementi, samas kui 63 oli juba teada.
Erinevalt oma eelkäijatest õnnestus Mendelejevil see 
teha tabel, mis sisaldab kõiki teadaolevaid elemente, mis asuvad teatud süsteemis. Samal ajal jättis ta mõned lahtrid tühjaks, arvutades umbkaudselt mõne elemendi aatommassi ja kirjeldades nende omadusi. Lisaks oli vene teadlasel julgust ja ettenägelikkust kuulutada, et tema avastatud seadus on universaalne loodusseadus ja nimetas seda "perioodiliseks seaduseks". Öeldes "a", läks ta kaugemale ja parandas tabelisse mitte mahtunud elementide aatommassi. Lähemal uurimisel selgus, et tema parandused olid õiged ning tema kirjeldatud hüpoteetiliste elementide avastamine oli lõplik kinnitus uue seaduse tõele: praktika tõestas teooria paikapidavust.
Paljusid teaduse ja tehnika leiutisi ja avastusi saab võrrelda geograafiliste avastuste ajalooga. Kuidas tehti geograafilisi avastusi? Oletame, et ekspeditsioon maandus rannikul ja läks sügavale mandrile. Mida tähendab "läks sügavale mandrile"? Ja täpselt seda see tähendab – nad tõusid hommikul üles, sõid ja kõndisid samm-sammult. Miljon sammu – ja geograafiline avastus on valmis. Ülejäänud inimkonna jaoks on nende kirjeldused nagu ime. Ja neile - elementaarne kõndimine. Peaasi on maanduda uurimata alale. Ja loomulikult pead sa olema oma ala professionaal. Ka teaduses. Miks Mendelejev avastas perioodilise seaduse? Esiteks sellepärast, et vähesed inimesed mõtlesid keemiliste elementide klassifikatsioonile. Kui palju oli 19. sajandil kõrgelt kvalifitseeritud keemikuid, kes teadsid suurepäraselt kõiki selleks ajaks avastatud elementide omadusi? Jah, ainult mõned professorid Euroopa juhtivatest ülikoolidest. Ja nende hulgas Mendelejev. Mendelejev pidi lugema keemiakursust. Kuid talle ei meeldinud keemiliste elementide teadmiste kaos. Eraldi toodi välja 2-3 omadustelt sarnaste elementide rühma ja ülejäänutest tuli igaühe kohta eraldi rääkida. Peab kohe ütlema, et lihtne idee - paigutada elemendid aatommasside kasvavas järjekorras - siis ei toiminud. Nüüd võib iga õpilane näha aatommassi suurenedes keemiliste omaduste muutumise mustreid. Kuid see sai võimalikuks pärast Mendelejevi avastamist uute katseandmete kogunemise tõttu.
Mendelejev pani kaartidele kirja elementide põhiomadused, sealhulgas aatommassid ja oksiidivalemid. Ja ma hakkasin mõtlema, kuidas neid rühmitada. Siis olid juba teada leelis- ja leelismuldmetallide rühmad. Ja siis avastas ta, et nende rühmade elemendid erinevad paarides sama arvu aatommassi ühikute võrra! Kaalium 39, kaltsium 40, naatrium 23, magneesium 24. See oli perioodilisuse seaduse avastamise peamiseks tõukejõuks. Seetõttu on Mendelejevi perioodilise seaduse põhiolemus selles, et on olemas sarnaste omadustega keemiliste elementide rühmad ja need rühmad on omavahel seotud vastavalt aatommassidele. Ja kui see mõte tuli, oli võimalik kogu muu info elementide kohta ühtsesse süsteemi mahutada.
Mis on Mendelejevi avastuse psühholoogiline mehhanism? Peaasi, et esiteks oli ta üks väheseid keemikuid, kes tundis hästi kaasaegset keemiat. Ja teiseks, et ta seadis endale lihtsalt ülesandeks süstematiseerida teadmised elementide omaduste kohta. Teised Euroopa keemiaprofessorid lihtsalt ei seadnud endale sellist ülesannet. Lahenduse leidmise protsess ei olnud kuigi keeruline: ta mõistis, et eksisteerib sarnaste omadustega elementide rühmi, üldiselt oli tal arusaam, et vaatamata sellele, et elementide lihtne paigutus kasvavas aatommassis tollal tegi seda. ei võimalda näha selgeid seaduspärasusi, aatommass on fundamentaalne suurus ja igal juhul tuleb sellega arvestada. Nende üldiste ideede kombinatsioon viis perioodilise seaduse avastamiseni.
Mis puutub müüti, et Mendelejev unistas perioodilisest süsteemist, siis ajaloo olemus on järgmine. Pärast seda, kui Mendelejev avastas oma seaduse, visandas ta tabeli esimese versiooni, milles rühmad olid paigutatud horisontaalselt ja perioodid vertikaalselt. Ühel hommikul ärkas ta üles ja mõistis, et kui teete vastupidist, st paigutate perioodid horisontaalselt ja rühmad vertikaalselt, peegeldab see perioodilise seaduse olemust selgemalt. See on kogu lugu une rolliga perioodilise seaduse avastamisel.
Seega on üks tõhusa mõtlemise viise see, et kõrgelt kvalifitseeritud spetsialist hakkab sügavalt mõtlema teatud kitsas suunas. Ta kogub sellesuunalist teavet kirjanduses, korraldab eksperimente oma vaimsete ideede reaalsuse kontrollimiseks, teeb vaatlusi tegelike faktide kohta. Kõik need sammud on talle sageli peaaegu ilmsed. Kuid see tõend tema jaoks on tingitud sellest, et ta oli ainus, kes varem mõtles ja kogus teavet. Tasapisi jõuab ta probleemile lahenduseni. Teistele, kes pole seda kõike läbinud, võib tema otsus tunduda mingi üleloomuliku taipamisena. Ta ise ei pruugi teadlikult mäletada kogu oma probleemimudeli kujunemise pikka ajalugu. Ja mõnikord tundub isegi autori jaoks lõpplahendus olevat tekkinud arusaamatult, kuidas. Lisaks tekitab probleemile lahenduse leidmise hetk rõõmsat rõõmu, mis sarnaneb tippu siseneva ronija tundega. Sellest sünnivad kõikvõimalikud legendid valgustuse kohta. Kuid kas tõesti raske tipu vallutanud mägironija jaoks on peamine viimane samm, mitte tuhanded liigutused tõusu ajal?
