Schody. Grupa wejściowa. Materiały. Drzwi. Zamki. Projekt

Alchemicy próbowali także znaleźć prawo natury, na podstawie którego można by usystematyzować pierwiastki chemiczne. Ale brakowało im niezawodnych i Detale o żywiołach. Do połowy XIX wieku. wiedza o pierwiastkach chemicznych stała się wystarczająca, a liczba pierwiastków wzrosła tak bardzo, że w nauce pojawiła się naturalna potrzeba ich klasyfikacji. Pierwsze próby klasyfikacji pierwiastków na metale i niemetale okazały się nie do utrzymania. Poprzednicy DI Mendelejewa (IV Debereiner, JA Newlands, L.Yu. Meyer) zrobili wiele, aby przygotować odkrycie prawa okresowego, ale nie mogli pojąć prawdy. Dmitrij Iwanowicz ustalił związek między masą pierwiastków a ich właściwościami.

Dmitrij Iwanowicz urodził się w Tobolsku. Był siedemnastym dzieckiem w rodzinie. Po ukończeniu gimnazjum w rodzinnym mieście Dmitrij Iwanowicz wstąpił do Głównego Instytutu Pedagogicznego w Petersburgu, po ukończeniu którego wyjechał na dwuletnią podróż naukową za granicę ze złotym medalem. Po powrocie został zaproszony na Uniwersytet w Petersburgu. Zaczynając czytać wykłady z chemii, Mendelejew nie znalazł niczego, co można by polecić studentom jako pomoc dydaktyczną. I postanowił napisać nową książkę - „Podstawy chemii”.

Odkrycie prawa okresowego poprzedziło 15 lat wytężonej pracy. 1 marca 1869 r. Dmitrij Iwanowicz planował wyjechać z Petersburga w interesach do prowincji.

Prawo okresowości zostało odkryte na podstawie charakterystyki atomu - względnej masy atomowej .

Mendelejew ułożył pierwiastki chemiczne w porządku rosnącym ich mas atomowych i zauważył, że właściwości pierwiastków powtarzają się po pewnym odstępie - kropka, Dmitrij Iwanowicz umieścił kropki jeden pod drugim., tak że podobne pierwiastki znajdowały się jeden pod drugim - na tym samym pionie, więc elementy układu okresowego zostały zbudowane.

1 marca 1869 Sformułowanie prawa okresowego przez D.I. Mendelejew.

Nieruchomości proste substancje, a także formy i właściwości związków pierwiastków są w okresowej zależności od wartości mas atomowych pierwiastków.

Niestety, początkowo zwolennicy prawa okresowego byli bardzo nieliczni, nawet wśród rosyjskich naukowców. Jest wielu przeciwników, zwłaszcza w Niemczech i Anglii.
Odkrycie prawa okresowego jest znakomitym przykładem przewidywania naukowego: w 1870 r. Dmitrij Iwanowicz przewidział istnienie trzech nieznanych wówczas pierwiastków, które nazwał ekasilicjum, ekaglinem i ekaborem. Był w stanie poprawnie przewidzieć i najważniejsze właściwości nowe elementy. A po 5 latach, w 1875 roku, francuski naukowiec P.E. Lecoq de Boisbaudran, który nic nie wiedział o twórczości Dmitrija Iwanowicza, odkrył nowy metal, nazywając go galem. W wielu właściwościach i metodzie odkrycia gal pokrywał się z przewidywanym przez Mendelejewa ekaglinem. Ale jego waga była mniejsza niż przewidywano. Mimo to Dmitrij Iwanowicz wysłał list do Francji, nalegając na swoją przepowiednię.
Świat naukowy był oszołomiony, że przewidywania Mendelejewa dotyczące właściwości ekaglin okazał się tak dokładny. Od tego momentu w chemii zaczyna obowiązywać prawo okresowości.
W 1879 r. L. Nilson w Szwecji odkrył skand, który uosabiał przewidywany przez Dmitrija Iwanowicza Ekabor .
W 1886 r. K. Winkler odkrył w Niemczech german, który okazał się być eksasilikon .

Ale geniusz Dmitrija Iwanowicza Mendelejewa i jego odkrycia to nie tylko te przewidywania!

W czterech miejscach układu okresowego D. I. Mendelejew ułożył elementy nie w kolejności rosnącej masy atomowe:

Już pod koniec XIX wieku D.I. Mendelejew napisał, że podobno atom składa się z innych więcej małe cząstki. Po jego śmierci w 1907 roku udowodniono, że atom składa się z cząstek elementarnych. Teoria budowy atomu potwierdziła poprawność Mendelejewa, permutacje tych pierwiastków niezgodne ze wzrostem mas atomowych są w pełni uzasadnione.

Współczesne ujęcie prawa okresowego.

Nieruchomości pierwiastki chemiczne a ich związki są w okresowej zależności od wielkości ładunku jąder ich atomów, co wyraża się w okresowym powtarzaniu struktury zewnętrznej powłoki elektronów walencyjnych.
A teraz, ponad 130 lat po odkryciu prawa okresowego, możemy powrócić do słów Dmitrija Iwanowicza, przyjętych jako motto naszej lekcji: „Przyszłość nie zagraża prawu okresowemu zniszczeniem, a jedynie nadbudową i rozwój obiecuje”. Ile pierwiastków chemicznych odkryto do tej pory? A to jest dalekie od limitu.

Graficzną reprezentacją prawa okresowego jest układ okresowy pierwiastków chemicznych. To jest krótkie podsumowanie cała chemia pierwiastków i ich związków.

Zmiany własności w układ okresowy ze wzrastającymi masami atomowymi w okresie (od lewej do prawej):

1. Zmniejszają się właściwości metaliczne

2. Zwiększają się właściwości niemetaliczne

3. Właściwości wyższych tlenków i wodorotlenków zmieniają się od zasadowych przez amfoteryczne do kwasowych.

4. Wartościowość pierwiastków we wzorach wyższych tlenków wzrasta od IzanimVII, a we wzorach lotnych związków wodoru zmniejsza się od IV zanimI.

Co przyczyniło się do przygotowania otwarcia? Rozpoczynamy od analizy wielkiego odkrycia Mendelejewa, gdyż od wielu lat jest ono przez nas szczegółowo i wszechstronnie badane na podstawie materiałów archiwalnych. Ale najpierw trzeba powiedzieć kilka słów o jego pochodzeniu.

W toku znajomości pierwiastków chemicznych można wyraźnie wyróżnić trzy kolejne etapy, o których wspomniano we wstępie. Począwszy od czasów starożytnych, aż do połowy XVIII wieku, elementy były odkrywane i badane przez człowieka oddzielnie, jako coś osobliwego. Od połowy XVIII wieku rozpoczęło się stopniowe przejście do ich odkrywania i badania przez całe grupy lub rodziny, chociaż pojedyncze odkrycia pierwiastków kontynuowano później. Ich grupowe odkrycie i badanie opierało się na fakcie, że niektóre z nich wykazywały wspólne właściwości fizyczne lub chemiczne, a także wspólną obecność wielu pierwiastków w przyrodzie.

Tak więc w drugiej połowie XVIII wieku, w związku z pojawieniem się chemii pneumatycznej (gazowej), odkryto lekkie niemetale, które w normalnych warunkach znajdują się w stanie gazowym. Były to wodór, azot, tlen i chlor. W tym samym okresie odkryto kobalt i nikiel jako naturalne towarzysze żelaza.

A już od pierwszych lat XIX wieku odkrycie pierwiastków zaczęło następować w całych grupach, których członkowie mieli wspólne właściwości chemiczne. Tak więc poprzez elektrolizę odkryto pierwsze metale alkaliczne - sód i potas, a następnie ziem alkalicznych - wapń, stront i bar. Później, w latach 60., z pomocą Analiza spektralna odkryto ciężkie metale alkaliczne - rubid i cez, a także cięższe metale przyszłej trzeciej grupy - ind i tal. Odkrycia te opierały się na bliskości właściwości chemiczne członków otwieranych grup, a zatem ich członkowie kontaktowali się ze sobą już w procesie ich odkrywania.

Na początku tego samego XIX wieku odkryto rodzinę metali platynowych (z wyjątkiem odkrytego później rutenu) jako naturalnych satelitów platyny. Przez cały XIX wiek metale ziem rzadkich odkryto jako członków jednej rodziny.

Jest całkiem naturalne, że pierwsze klasyfikacje pierwiastków opierały się na wspólnocie ich właściwości chemicznych. Tak więc pod koniec XVIII wieku A. Lavoisier podzielił wszystkie pierwiastki na metale i niemetale. I. Berzelius przyłączył się do tego podziału w pierwszej połowie XIX wieku. W tym samym czasie zaczęły się wyróżniać pierwsze naturalne grupy i rodziny pierwiastków. Na przykład I. Debereiner wyróżnił tak zwane „triady” (powiedzmy lit, sód, potas - „triadę” metali alkalicznych itp.). „Triady” obejmowały takie jak chlor, brom, jod lub siarka, selen, tellur. Jednocześnie ujawniły się takie prawidłowości, że wartości: właściwości fizyczneśrodkowy członek „triady” (jego ciężary właściwe i atomowe) okazał się przeciętny w stosunku do skrajnych członków. W przypadku halogenów (halogenów) stan skupienia członu środkowego (brom ciekły) był pośredni w stosunku do członów skrajnych - chloru gazowego i jodu krystalicznego. Później liczba elementów wchodzących w skład jednej grupy zaczęła wzrastać do czterech, a nawet pięciu.

Cała ta klasyfikacja opierała się na uwzględnieniu tylko podobieństwa pierwiastków w ramach jednej grupy naturalnej. Takie podejście pozwoliło na tworzenie coraz bardziej podobnych grup i ujawnienie relacji elementów w ich obrębie. Przygotowało to możliwość późniejszego stworzenia wspólnego systemu obejmującego wszystkie elementy, łącząc ich już odnalezione grupy w jedną całość.

Co przeszkodziło w przejściu od jednostkowego do uniwersalnego? Mniej więcej na początku lat 60. XIX wieku etap osobliwości w poznaniu pierwiastków był już praktycznie wyczerpany. Zaistniała potrzeba przejścia na poziom uniwersalności ich wiedzy. Takiego przejścia można dokonać poprzez połączenie różnych grup elementów i stworzenie ich jednego wspólnego systemu. Takie próby były coraz częściej podejmowane w latach 60. w różnych krajach europejskich - Niemczech, Anglii, Francji. Niektóre z tych prób zawierały już wyraźne aluzje do prawa okresowego. Takie było na przykład „prawo oktaw” Newlandsa. Kiedy jednak J. Newlands doniósł o swoim odkryciu na spotkaniu Londyńskiego Towarzystwa Chemicznego, zadano mu sarkastyczne pytanie: czy autor próbował odkryć jakieś prawo, umieszczając pierwiastki w kolejność alfabetyczna ich imiona?

To pokazuje, jak obca chemikom tamtych czasów była sama idea wyjścia poza grupy pierwiastków (specjalne) i szukanie sposobów na odkrycie ogólnego prawa, które je obejmuje (uniwersalne). Rzeczywiście, aby zrobić wspólny system elementy, trzeba było zebrać i porównać nie tylko podobne elementy, jak to robiono do tej pory w grupach, ale wszystkie elementy w ogóle, w tym różne. Jednak w umysłach chemików mocno zadomowiła się idea, że ​​ze sobą można łączyć tylko podobne elementy. Idea ta jest tak głęboko zakorzeniona, że ​​chemicy nie tylko nie postawili sobie za zadanie przejścia od tego, co szczegółowe do uniwersalnego, ale całkowicie zignorowali i nawet nie zauważyli pierwszych indywidualnych prób takiego przejścia.

W rezultacie pojawiła się poważna przeszkoda, która stała na przeszkodzie odkryciu prawa okresowego i stworzeniu ogólnego system naturalny wszystkie elementy na niej oparte. Istnienie takiej przeszkody wielokrotnie podkreślał sam D. Mendelejew. Tak więc na końcu swojego pierwszego artykułu o swoim wielkim odkryciu napisał: „Cel mojego artykułu zostałby całkowicie osiągnięty, gdybym zdołał zwrócić uwagę badaczy na te zależności w wielkości masy atomowej niepodobnych pierwiastków, na co, o ile mi wiadomo, do tej pory prawie nie zwrócono uwagi.

Ponad dwa lata później, podsumowując rozwój swojego odkrycia, D. Mendelejew ponownie podkreślił, że „pomiędzy odmiennymi pierwiastkami nie szukali nawet żadnych dokładnych i prostych stosunków mas atomowych, ale tylko w ten sposób można było się dowiedzieć prawidłowy stosunek między zmianami mas atomowych a innymi właściwościami pierwiastków.

Dwadzieścia lat po odkryciu D. Mendelejew w swojej lekturze Faradaya ponownie przypomniał przeszkodę, która stała na drodze tego odkrycia. Podał pierwsze wyliczenia na ten temat, w których „widoczne są realne skłonności i wyzwanie okresowej legalności”. A jeśli to ostatnie „wyrażono z całą pewnością dopiero pod koniec lat 60., to przyczyny tego… należy upatrywać w tym, że porównywaniu poddano tylko elementy do siebie podobne. Jednak pomysł porównania

wszystkie pierwiastki pod względem masy atomowej… były obce powszechnej świadomości…”. I dlatego, jak dalej zauważa D. Mendelejew, próby zbliżone do „prawa oktaw” J. Newlandsa „nie mogły przyciągnąć niczyjej uwagi”, choć w tych próbach „dostrzega się… podejście do prawo okresowe a nawet jego embrion.

Te świadectwa samego D. Mendelejewa są dla nas niezwykle ważne. Ich głębokie znaczenie polega na uznaniu, że główną przeszkodą w odkryciu prawa okresowości, czyli w przejściu do powszechnego w poznaniu pierwiastków, był, który stał się tradycją, nawyk chemików do myślenia o pierwiastkach. w sztywnych ramach specjalności (ich podobieństwa w grupach). Taki nawyk myślenia nie dawał im możliwości wyjścia poza szczególne i przejścia na poziom uniwersalny w znajomości żywiołów. W rezultacie odkrycie ogólnego prawa zostało opóźnione o prawie 10 lat, kiedy według D. Mendelejewa etap specjalny był już w dużej mierze wyczerpany.

PPB i jego funkcja. Taką przeszkodę, która ma charakter zarówno psychologiczny, jak i logiczny (poznawczy), nazywamy barierą poznawczo-psychologiczną (PPB). Taka bariera jest konieczna dla rozwoju myśli naukowej i działa jako jej forma, utrzymując ją przez dość długi czas na osiągniętym poziomie (w ta sprawa na etapie partykularności), aby (myśl naukowa) mogła całkowicie wyczerpać ten etap i tym samym przygotować przejście na kolejny, wyższy poziom uniwersalności.

Obecnie nie możemy rozważać mechanizmu powstawania takiej bariery i ograniczymy się do wskazania, że ​​powstaje ona automatycznie. Jednak po spełnieniu funkcji poznawczej nadal działa i nie jest usuwana tak samo automatycznie, ale niejako utrwalona, ​​skostniała i przeradza się z formy rozwoju myśli naukowej w jej kajdany. W tym przypadku odkrycie naukowe nie następuje samoistnie, łatwo i prosto, ale jako pokonanie przeszkody stojącej na drodze poznania, PPB.

Na razie odnosimy to, co zostało powiedziane, do tego historycznego i naukowego wydarzenia, które analizujemy i nie stawiamy sobie za zadanie dowiedzieć się, jak często podobna sytuacja zauważony. Jednocześnie nie podążamy ścieżką uogólnień indukcyjnych opartych na rozważaniu wielu różnych odkryć, ale ścieżką analiza teoretyczna jak dotąd tylko jedno odkrycie, a mianowicie prawo okresowości. W przyszłości będziemy ciekawi, w jaki konkretnie sposób D. Mendelejew pokonał barierę stojącą na drodze procesu odkrywczego, czyli na drodze przejścia od etapu szczególnego do etapu uniwersalnego w znajomość pierwiastków chemicznych.

Pokonanie PPB D. Mendelejewa. Prawo okresowe zostało odkryte przez D. Mendelejewa 17 lutego (1 marca 1869 r.). (Bardzo szczegółowe informacje o odkryciu prawa okresowego są opisane w książkach B. M. Kedrova „Dzień wielkiego odkrycia” i „Mikroanatomia wielkiego odkrycia” - red.) Na odwrocie listu miał właśnie otrzymał, zaczął dokonywać obliczeń, które wyznaczały początek odkrycia. Pierwszym takim obliczeniem był wzór chlorku potasu KC1. Co miała na myśli?

D. Mendelejew napisał następnie Podstawy chemii. Właśnie skończył pierwszą część i zaczął drugą. Pierwsza część kończyła się rozdziałami o halogenach (halogenach), w tym chlorze (C1), a druga rozpoczynała się rozdziałami o metalach alkalicznych, w tym potas (K). Były to dwie skrajne, chemicznie przeciwstawne grupy pierwiastków. Jednak w naturze łączą się one ze sobą poprzez tworzenie, na przykład, soli chlorkowych odpowiednich metali, powiedzmy soli kuchennej.

Tworząc „Podstawy chemii”, zwrócił na to uwagę D. Mendelejew i zaczął szukać wyjaśnienia w pobliżu mas atomowych. Dla obu pierwiastków - potasu i chloru: K \u003d 39,1, 01 \u003d 34,5. Wartości obu mas atomowych przylegały bezpośrednio do siebie, między nimi nie było innych wartości pośrednich, mas atomowych innych pierwiastków. Ponad dwa lata po odkryciu, podsumowując rozwój, Dmitrij Iwanowicz zauważa, że ​​kluczem do prawa okresowego była idea zbliżenia się do siebie cechy ilościowe(masa atomowa) pierwiastków, które jakościowo są do siebie całkowicie odmienne. Pisał: „Przejście od C1 do K itd. będzie również odpowiadać pod wieloma względami pewnemu podobieństwu między nimi, chociaż nie ma innych pierwiastków w przyrodzie tak zbliżonych rozmiarami do atomu, które byłyby tak różne od siebie. ”

Jak widać, tutaj D. Mendelejew ujawnił ukryte znaczenie swojego pierwszego nagrania „KS1”, od którego rozpoczął się proces odkrycia. Zastrzeżmy, że nie wiemy, co skłoniło go do myślenia o zbieżności potasu i chloru pod względem ich masy atomowej. Być może przypomniał sobie w tym momencie, że o chlorku potasu pisał pod koniec pierwszej lub na początku drugiej części Podstaw chemii. Ale jest możliwe, że jakaś inna okoliczność doprowadziła go do pomysłu zbieżności potasu i chloru w masie atomowej. Mogliśmy tylko ten zapis na papierze, który wyszedł spod pióra D. Mendelejewa, ale nie to, co go poprzedzało w jego głowie. Jak zobaczymy poniżej, historia nauki i techniki zna wiele przypadków, w których znany jest nie tylko pierwszy krok do odkrycia, ale także myśl, która przemknęła przez głowę jego autora.

Dodajmy, że teraz możemy dokładniej wyjaśnić, na czym polegało przejście D. Mendelejewa od jednostkowego do uniwersalnego w poznaniu pierwiastków. Pod ich odmiennością rzeczywiście rozumiał ich różnice chemiczne, a zbieżność odmiennej masy atomowej została osiągnięta na podstawie ich wspólnej właściwości fizycznej - ich masy. Tak więc przejście od szczegółu do wszechświata odpowiadało przejściu od rozpatrywania ich od strony chemicznej do rozpatrywania ich od strony fizycznej.

Poniżej wrócimy do podobnej opcji więcej niż raz. Przypadku tego nie można jednak interpretować jako przejścia od uwzględniania wyłącznie różnic jakościowych elementów do uwzględniania ich podobieństwa ilościowego. Charakterystyki ilościowe pierwiastków uwzględniono już na etapie specjalnego, co widzieliśmy na przykładzie „triad” i teorii atomowości.

Wynik pokonania BZP. Tak więc bariera zauważona przez D. Mendelejewa została pomyślnie pokonana, a w rezultacie wiedza o elementach przekroczyła etap partykularności i wzniosła się do etapu uniwersalności. Zauważ, że do tego momentu sam naukowiec nie widział, jaka dokładnie była przeszkoda, która stała na drodze do odkrycia prawa okresowości. W jego pracach przygotowawczych, a zwłaszcza w planach do Podstaw Chemii, sporządzonych przed 17 lutego (1 marca 1869 r.), nie ma nawet wzmianki o tym, że należy zbliżyć do siebie odmienne elementy. Dopiero po tym, jak domyślił się, że kluczem do rozwiązania całego problemu jest to zbliżenie, zrozumiał, jaka jest przeszkoda na drodze do odkrycia, czyli w naszym języku, jaka bariera na tej drodze stoi.

Przekroczywszy po raz pierwszy PPB, D. Mendelejew natychmiast zaczął szczegółowo przeprowadzać przejście od szczególnego do uniwersalnego (prawa), które dopiero zostało odkryte. Jednocześnie pokazał, jak konieczne jest włączanie jednej grupy po drugiej do ogólnego systemu budowanych pierwiastków, czyli łączenie pierwiastków niepodobnych do siebie pod względem ich masy atomowej. Innymi słowy, cała budowa ogólnego układu pierwiastków realizowana była w procesie sukcesywnego włączania specjalnych (grup) do uniwersalnego (do przyszłego układu okresowego).

„Istota sprawy widoczna jest w tych trzech grupach. Halogenki mają mniejszą masę atomową niż metale alkaliczne, a te ostatnie są mniejsze niż metale ziem alkalicznych.

W ten sposób D. Mendelejew, dokonując przejścia od stadium szczególnego do stadium powszechnego w poznaniu pierwiastków, zrealizował swój plan, włączając w system ogólny nie tylko wszystkie znane już wówczas grupy pierwiastków, ale także poszczególne elementy, które do tej pory znajdowały się poza grupami.

Zauważam, że niektórzy chemicy i historycy chemii próbowali przedstawić sprawę tak, jakby Dymitr Iwanowicz w swoim odkryciu nie wyszedł z grup pierwiastków (specjalne), porównując je ze sobą, ale bezpośrednio z poszczególnych pierwiastków (pojedynczych), tworząc z nich szereg sekwencyjny w celu zwiększenia ich masy atomowej. Analiza licznych szkiców notatek D. Mendelejewa całkowicie odrzuca tę wersję i bezspornie dowodzi, że odkrycie prawa okresowego dokonało się w kolejności wyraźnie określonego przejścia od szczególnego do uniwersalnego. Potwierdza to, że bariera powstała tutaj właśnie jako przeszkoda poznawczo-psychologiczna, która uniemożliwiała naukowej myśli chemików wyjście poza etap specjalności.

Zwróćmy teraz uwagę na fakt, że w końcowym układzie okresowym pierwiastków obie początkowe hipotezy są przedstawione w jedności - podobieństwo i odmienność pierwiastków (chemicznych). Można to już pokazać na powyższej niekompletnej tablicy trzech grup. Zawiera poziomo chemicznie podobne pierwiastki (czyli grupy), a pionowo - chemicznie niepodobne, ale o podobnych masach atomowych (okresy formowania).

Zatem idea PPB i jej przezwyciężenie pozwala zrozumieć mechanizm i przebieg wielkiego odkrycia dokonanego przez D. Mendelejewa.

Dokładniej, odkrycie to można przedstawić jako pokonanie bariery, która do tej pory dzieliła pierwiastki na tak przeciwne klasy, jak metale i niemetale. Tak więc już pierwsza notacja Mendelejewa „KSh

świadczyły o tym, że tutaj nie są ze sobą zasadniczo odmienne elementy, ale elementy dwóch przeciwstawnych klas - mocnego metalu z mocnym niemetalem. W finalnym, rozbudowanym układzie elementów, mocne metale zajęły lewy dolny róg stołu, a mocne niemetale - prawy górny róg. W przerwie między nimi znajdowały się elementy o charakterze przejściowym, dzięki czemu odkrycie D. Mendelejewa w tym zakresie pokonało również barierę uniemożliwiającą rozwój zunifikowanego systemu elementów.

Pokonanie kolejnej bariery. Do tej pory mówiliśmy o barierze, która stała na drodze poznania od tego, co szczegółowe do uniwersalnego. Konwencjonalnie taką ścieżkę można porównać z indukcyjną. Jednak po odkryciu prawa, a nawet w samym procesie jego odkrywania, możliwa była droga odwrotna – od ogółu do konkretu i jednostki, którą możemy równie warunkowo porównać z drogą dedukcyjną. Tak więc przed odkryciem prawa okresowego masa atomowa dowolnego pierwiastka została ustalona jako coś czysto indywidualnego, jako odrębny fakt, który można było zweryfikować tylko eksperymentalnie. Natomiast prawo okresowości pozwalało sprawdzać, udoskonalać, a nawet korygować uzyskane empirycznie wartości masy atomowej zgodnie z miejscem, jakie dany pierwiastek powinien zajmować w ogólnym układzie wszystkich pierwiastków. Na przykład przytłaczająca większość chemików, idąc za I. Berzeliusem, uważała beryl za kompletny analog glinu i przypisywała mu masę atomową Be = 14. Ale miejsce odpowiadające tej wartości masy atomowej w budowanym układzie był mocno zajęty azotem: N = 14. Kolejne miejsce było puste - pomiędzy litem (Li=7) i borem (B=11) w grupie magnezu. Następnie D. Mendelejew poprawił wzór tlenku berylu z tlenku glinu na magnez, zgodnie z którym zamiast Be \u003d \u003d 14 otrzymał nową masę atomową - Be \u003d 9,4, czyli wartość leżącą między 7 a I. W ten sposób wykazał, że uniwersalność (prawo) pozwala ustanowić jedną - właściwość pojedynczego elementu, która podlega temu prawu, i ustalić bez ponownego uciekania się do badań eksperymentalnych,

Przy tej okazji sam naukowiec napisał 20 lat po odkryciu swojego prawa: „Wagi atomów pierwiastków, przed prawem okresowym, reprezentowały liczby o charakterze czysto empirycznym do tego stopnia, że… można było jedynie krytykować metodami ich określania, a nie ich wielkością, to znaczy w tej dziedzinie trzeba było po omacku ​​\u200b\u200bpoddać się aktowi, a nie posiadać go…”

Można powiedzieć, że czysto empiryzm, czyli „poddanie się faktom”, wykluczał możliwość ustalenia wartości masy atomowej na podstawie teoretycznych rozważań i domagał się pójścia tylko przez doświadczenie. Zgodnie z tym, co zostało powiedziane powyżej, taką przeszkodę nazwiemy również rodzajem bariery, która zmusza chemików do bycia niewolnikami faktów, do ich posłuszeństwa, ale nie do ich posiadania. D. Mendelejew, budując swój system, przezwyciężył tę barierę, pokazując, że uniwersalność (prawo) może służyć jako kryterium poprawności ustalonego faktu.

Jednocześnie w tym przypadku widzimy, że na etapie poznania empirycznego bariera taka odgrywa pozytywną rolę (do wyczerpania tego etapu), zapobiegając nieuzasadnionemu wyjściu myśli naukowej poza granice faktów, w obszar spekulacyjnych konstrukcji przyrodniczo-filozoficznych. Gdy etap jednostronnie prowadzonych badań empirycznych wyczerpie się, bariera ta staje się przeszkodą dla dalszego postępu myśli naukowej i musi zostać przezwyciężona. Pokażemy to poniżej na innym przykładzie, który zademonstrował to samo odkrycie D. Mendelejewa.

Więcej o przejściu od uniwersalnego do jednostkowego i szczególnego. Mówimy o możliwości przewidywania z góry pierwiastków wraz z ich właściwościami, które nie zostały jeszcze odkryte na podstawie pustych miejsc w nowo wybudowanym układzie okresowym. Już w dniu odkrycia prawa okresowego D. Mendelejew przewidział trzy takie wciąż nieznane metale; wśród nich jest analog aluminium o przypuszczalnej masie atomowej?=68. Niedługo potem obliczył teoretycznie, w oparciu o prawo (uniwersalne), które odkrył, wiele innych właściwości tego metalu, nazywając go warunkowo ekaglinem, w tym jego ciężar właściwy równy 5,9 - 6, lotność jego związków (z czego wywnioskował że zostanie odkryty za pomocą spektroskopu). W ten sposób P. Lecoq de Boisbaudran odkrył nowy metal (gal) w 1875 roku.

Odkrył jednak, że ciężar właściwy galu jest znacznie niższy niż przewidywano. Dlatego doszedłem do wniosku, że gal nie jest wcale ekaglinem, przewidzianym przez autora prawa, ale jakimś zupełnie innym metalem. W rezultacie prognoza Mendelejewa została uznana za niepotwierdzoną. Ale to nie zniechęciło D. Mendelejewa. Od razu domyślił się, że gal został zredukowany fi za pomocą metalicznego sodu, który ma bardzo mały ciężar właściwy, mniejszy niż wody. Łatwo było założyć, że pierwsze porcje zredukowanego galu nie były wystarczająco dobrze oczyszczone z zanieczyszczeń sodowych, co obniżyło wartość ciężaru właściwego znalezionego w doświadczeniu metalu. Kiedy P. Lecoq de Boisbaudran, zgodnie z radą Dmitrija Iwanowicza, oczyścił swój gal z zanieczyszczeń, odkryta nowa wartość jego ciężaru właściwego dokładnie pokrywała się z przewidywanym i okazała się wynosić 5,95.

Okazało się, że D. Mendelejew swoim teoretycznym okiem widział nowy pierwiastek lepiej niż 11. Lecoq de Boisbaudran, który ten pierwiastek trzymał w rękach. Tym samym i tutaj została pokonana bariera, działająca jako ślepe, bezkrytyczne podejście do wszelkich danych eksperymentalnych, a prawo okresowości stało się kryterium weryfikacji poprawności danych eksperymentalnych.

Niekiedy sprawa przedstawiana jest w ten sposób, że najpierw D. Mendelejew szedł w swoim odkryciu przez indukcję (od szczegółu do generała), a potem przez dedukcję (od generała do szczegółu). W rzeczywistości już w toku samego odkrycia nowego prawa stale sprawdzał poprawność budowanego jeszcze ogólnego układu pierwiastków za pomocą wniosków dedukcyjnych, jak widzieliśmy na przykładzie berylu i przyszłego eka -aluminium. Oznacza to, że indukcja i dedukcja D. Mendelejewa, jako metody logiczne, nie były od siebie oddzielone, ale funkcjonowały w pełnej harmonii i jedności, organicznie się uzupełniając.

Można powiedzieć, że przed D. Mendelejewem w umysłach chemików powstała swoista bariera, która wykluczała możliwość przewidywania nowych pierwiastków i ich celowego poszukiwania. Ta bariera również została zniszczona przez odkrycie. „Przed prawem okresowości” – pisał naukowiec – „ciała proste reprezentowały tylko fragmentaryczne, losowe zjawiska przyrody, nie było powodu, aby spodziewać się nowych, a te nowo odkryte w swoich właściwościach były zupełną nieoczekiwaną nowością. Regularność okresowa jako pierwsza umożliwiła zobaczenie jeszcze nieodkrytych pierwiastków z takiej odległości, do których nie docierała dotąd wizja chemiczna, jeszcze nie uzbrojona w tę prawidłowość, a jednocześnie pierwiastki nowe, jeszcze nieodkryte, zostały narysowane z całym mnóstwem właściwości.

Tak więc z analizy historii wielkiego odkrycia możemy już wyciągnąć pewne wnioski, odpowiedzieć na pytania, które postawiliśmy na końcu naszego metodologicznego wstępu:

1. PPB istnieje.

2. Powstają i działają, nie pozwalając na przedwczesne wyjście poza ramy danego etapu rozwoju, aż do jego wyczerpania (etapy osobliwości).

3. Skoro jednak ta funkcja TPB została spełniona, same TPB stają się hamulcem dalszego postępu nauki (dla przejścia do tego, co uniwersalne), a tym samym są przezwyciężane, co jest istotą odkryć naukowych .

Ale oczywiście doskonale zdajemy sobie sprawę, że nie możemy poprzestać na analizie tylko jednego, nieważne jak wielkiego odkrycia, aby potwierdzić tezę wysuniętą w BZP jako ogólną. Aby to zrobić, należy oczywiście wziąć pod uwagę inne odkrycia i to w wystarczająco dużej liczbie. To właśnie zrobimy w kolejnych rozdziałach i zaczniemy od daleka.

Wstęp

Prawo okresowe i układ okresowy pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa są podstawą współczesnej chemii. Odwołują się do takich prawidłowości naukowych, które odzwierciedlają zjawiska, które realnie istnieją w przyrodzie i dlatego nigdy nie stracą na znaczeniu.

Prawo okresowe i dokonane na jego podstawie odkrycia w różnych dziedzinach nauk przyrodniczych i techniki są największym triumfem ludzkiego umysłu, dowodem coraz głębszego wnikania w najtajniejsze tajemnice przyrody, udanej przemiany przyrody na korzyść człowieka .

„Rzadko się zdarza, aby odkrycie naukowe było czymś zupełnie nieoczekiwanym, prawie zawsze jest przewidywane, ale kolejnym pokoleniom, które na wszystkie pytania posługują się sprawdzonymi odpowiedziami, często trudno jest ocenić, jakie trudności kosztowało to ich poprzedników”. DI. Mendelejew.

Cel: Scharakteryzowanie pojęcia układu okresowego i prawa okresowego pierwiastków, prawa okresowego i jego uzasadnienia, scharakteryzowanie struktur układu okresowego: podgrup, okresów i grup. Zbadanie historii odkrycia prawa okresowego i układu okresowego pierwiastków.

Zadania: Rozważ historię odkrycia prawa okresowego i układu okresowego. Zdefiniuj prawo i układ okresowy. Przeanalizuj prawo okresowe i jego uzasadnienie. Struktura układu okresowego: podgrupy, okresy i grupy.

Historia odkrycia prawa okresowego i układu okresowego pierwiastków chemicznych

Twierdzeniu teorii atomowo-molekularnej na przełomie XIX i XIX wieku towarzyszył gwałtowny wzrost liczby znanych pierwiastków chemicznych. Tylko w pierwszej dekadzie XIX wieku odkryto 14 nowych pierwiastków. Rekordzistą wśród odkrywców był angielski chemik Humphrey Davy, który w ciągu jednego roku za pomocą elektrolizy uzyskał 6 nowych prostych substancji (sód, potas, magnez, wapń, bar, stront). A do 1830 r. liczba znanych elementów osiągnęła 55.

Istnienie takiej liczby pierwiastków o niejednorodnych właściwościach intrygowało chemików i wymagało uporządkowania i usystematyzowania pierwiastków. Wielu naukowców szukało wzorców na liście pierwiastków i poczyniło pewne postępy. Istnieją trzy najbardziej znaczące prace, które podważyły ​​priorytet odkrycia prawa okresowego przez D.I. Mendelejew.

W 1860 roku odbył się pierwszy Międzynarodowy Kongres Chemii, po którym stało się jasne, że główną cechą pierwiastka chemicznego jest jego masa atomowa. Francuski naukowiec B. de Chancourtua w 1862 roku po raz pierwszy ułożył elementy w porządku rosnącym według mas atomowych i umieścił je w spirali wokół cylindra. Każdy zwój spirali zawierał 16 elementów, podobne elementy z reguły spadały w pionowe kolumny, chociaż odnotowano znaczne rozbieżności. Praca de Chancourtois przeszła niezauważona, ale jego pomysł na sortowanie pierwiastków w porządku rosnącym według mas atomowych okazał się owocny.

A dwa lata później, kierując się tym pomysłem, angielski chemik John Newlands umieścił pierwiastki w formie tabeli i zauważył, że właściwości pierwiastków powtarzają się okresowo co siedem cyfr. Na przykład chlor ma podobne właściwości do fluoru, potas jest podobny do sodu, selen jest podobny do siarki itp. Newlands nazwał ten wzór „prawem oktaw”, praktycznie wyprzedzając pojęcie okresu. Ale Newlands nalegał, aby długość okresu (równa siedmiu) pozostała niezmieniona, więc jego tabela zawiera nie tylko regularne wzory, ale także przypadkowe pary (kobalt - chlor, żelazo - siarka i węgiel - rtęć).

Ale niemiecki naukowiec Lothar Meyer w 1870 r. wykreślił zależność objętości atomowej pierwiastków od ich masy atomowej i stwierdził wyraźną zależność okresową, a długość okresu nie pokrywała się z prawem oktaw i była zmienna.

Wszystkie te prace mają ze sobą wiele wspólnego. De Chancourtois, Newlands i Meyer odkryli przejaw okresowości zmiany właściwości pierwiastków w zależności od ich masy atomowej. Nie mogli jednak stworzyć jednolitego układu okresowego wszystkich pierwiastków, ponieważ wiele pierwiastków nie znalazło swojego miejsca w odkrytych przez siebie wzorach. Naukowcy ci również nie wyciągnęli żadnych poważnych wniosków ze swoich obserwacji, chociaż uważali, że liczne związki między masami atomowymi pierwiastków są przejawem jakiegoś ogólnego prawa.

To ogólne prawo zostało odkryte przez wielkiego rosyjskiego chemika Dmitrija Iwanowicza Mendelejewa w 1869 roku. Mendelejew sformułował prawo okresowe w postaci następujących głównych przepisów:

1. Pierwiastki ułożone według masy atomowej reprezentują wyraźną okresowość właściwości.

2. Należy spodziewać się odkrycia wielu innych nieznanych ciał prostych, na przykład pierwiastków podobnych do Al i Si o masie atomowej 65 - 75.

3. Wartość masy atomowej pierwiastka można czasem skorygować, znając jego analogie.

Niektóre analogie ujawniają się w wadze ich atomu. Pierwsze stanowisko znane było jeszcze przed Mendelejewem, ale to on nadał mu charakter prawa uniwersalnego, przewidując na jego podstawie istnienie jeszcze nieodkrytych pierwiastków, zmieniając masy atomowe wielu pierwiastków i układając niektóre pierwiastki w tabeli w przeciwieństwie do ich mas atomowych, ale w pełnej zgodności z ich właściwościami (głównie wartościowością). Pozostałe przepisy zostały odkryte tylko przez Mendelejewa i są logiczną konsekwencją ustawy okresowej

Słuszność tych konsekwencji została potwierdzona wieloma eksperymentami w ciągu następnych dwóch dekad i pozwoliła mówić o prawie okresowości jako o ścisłym prawie natury.

Korzystając z tych przepisów, Mendelejew skompilował swoją wersję układu okresowego pierwiastków. Pierwszy szkic spisu pierwiastków ukazał się 17 lutego (1 marca, według nowego stylu), 1869 r.

A 6 marca 1869 profesor Mieńszutkin oficjalnie ogłosił odkrycie Mendelejewa na spotkaniu Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego.

W usta naukowca włożono następujące wyznanie: We śnie widzę stół, na którym wszystkie elementy układają się według potrzeb. Obudziłem się, od razu spisałem na kartce - tylko w jednym miejscu okazało się, że jest to konieczna poprawka. Jakże proste jest wszystko w legendach! Rozwój i korekta zajęły naukowcowi ponad 30 lat życia.

Proces odkrywania prawa okresowego jest pouczający, a sam Mendelejew mówił o tym w ten sposób: „Pomysł mimowolnie powstał, że musi istnieć związek między masą a właściwościami chemicznymi. A ponieważ masa substancji, choć nie bezwzględna, ale tylko względna, ostatecznie wyraża się w postaci mas atomów, konieczne jest poszukiwanie funkcjonalnej zgodności między indywidualnymi właściwościami pierwiastków i ich masami atomowymi. Nie można szukać czegokolwiek, przynajmniej grzybów lub jakiegoś nałogu, z wyjątkiem patrzenia i próbowania. Zacząłem więc selekcjonować, pisząc na osobnych kartach pierwiastki wraz z ich masami atomowymi i podstawowymi własnościami, pierwiastki podobne i bliskie masy atomowej, co szybko doprowadziło do wniosku, że własności pierwiastków są w okresowej zależności od ich masy atomowej, co więcej, powątpiewając wielu niejasności, ani przez chwilę nie wątpiłem w powszechność wyciągniętego wniosku, skoro nie można przyznać się do wypadku.

W pierwszym układzie okresowym pierwiastków wszystkie pierwiastki włącznie z wapniem są takie same jak we współczesnym układzie, z wyjątkiem gazów szlachetnych. Widać to na fragmencie strony z artykułu autorstwa D.I. Mendelejewa, zawierający układ okresowy pierwiastków.

Opierając się na zasadzie zwiększania masy atomowej, kolejnymi pierwiastkami po wapniu powinny być wanad (A=51), chrom (A=52) i tytan (A=52). Ale Mendelejew postawił znak zapytania po wapniu, a następnie umieścił tytan, zmieniając jego masę atomową z 52 na 50. Masa atomowa A = 45, czyli średnia arytmetyczna między masami atomowymi wapnia i tytanu, została przypisana do nieznanego pierwiastka , oznaczony znakiem zapytania. Następnie, pomiędzy cynkiem a arsenem, Mendelejew zostawił miejsce na dwa pierwiastki, które nie zostały jeszcze odkryte. Ponadto umieścił tellur przed jodem, chociaż ten ostatni ma niższą masę atomową. Przy takim układzie elementów wszystkie poziome rzędy w tabeli zawierały tylko podobne elementy, a cykliczność zmian właściwości elementów była wyraźnie widoczna.

W ciągu następnych dwóch lat Mendelejew znacznie poprawił system elementów. W 1871 r. ukazało się pierwsze wydanie podręcznika Dymitra Iwanowicza „Podstawy chemii”, w którym układ okresowy jest podany w niemal nowoczesnej formie. W tabeli utworzono 8 grup pierwiastków, numery grup wskazują na najwyższą wartościowość pierwiastków tych szeregów, które wchodzą w skład tych grup, a okresy zbliżają się do współczesnych, podzielonych na 12 szeregów. Teraz każdy okres zaczyna się od aktywnego metalu alkalicznego, a kończy na typowym niemetalicznym halogenie.

Druga wersja systemu umożliwiła Mendelejewowi przewidzenie istnienia nie 4, ale 12 pierwiastków i, rzucając wyzwanie światu naukowemu, opisał z zadziwiającą dokładnością właściwości trzech nieznanych pierwiastków, które nazwał ekabor (eka w sanskrycie oznacza „ to samo”), ekaaluminium i ekasilicon . Ich współczesne nazwy to Se, Ga, Ge.

Świat naukowy Zachodu początkowo był sceptycznie nastawiony do systemu Mendelejewa i jego przewidywań, ale wszystko zmieniło się, gdy w 1875 roku francuski chemik P. Lecoq de Boisbaudran, badając widma rudy cynku, odkrył ślady nowego pierwiastka, który zwany galem na cześć swojej ojczyzny (Gallia (starożytna rzymska nazwa Francji)

Naukowcowi udało się wyizolować ten pierwiastek w czystej postaci i zbadać jego właściwości. Mendelejew zauważył, że właściwości galu pokrywają się z przewidywanymi przez niego właściwościami ekaglinu i poinformował Lecoqa de Boisbaudran, że błędnie zmierzył gęstość galu, która powinna wynosić 5,9-6,0 g/cm3 zamiast 4,7 g/cm3 . Rzeczywiście, dokładniejsze pomiary doprowadziły do ​​prawidłowej wartości 5,904 g/cm3.

W 1879 r. szwedzki chemik L. Nilsson, oddzielając pierwiastki ziem rzadkich pozyskiwane z minerału gadolinitu, wyizolował nowy pierwiastek i nazwał go skandem. Okazuje się, że jest to ekabor przewidziany przez Mendelejewa.

Ostateczne uznanie prawa okresowego D.I. Mendelejew osiągnął po 1886 roku, kiedy niemiecki chemik K. Winkler, analizując rudę srebra, otrzymał pierwiastek, który nazwał germanem. Okazuje się, że to exacilium.

Podobne informacje.

Prawo okresowe Dmitrija Iwanowicza Mendelejewa jest jednym z podstawowych praw natury, które łączy zależność właściwości pierwiastków chemicznych i prostych substancji z ich masami atomowymi. Obecnie prawo zostało dopracowane, a zależność właściwości tłumaczy się ładunkiem jądra atomowego.

Prawo zostało odkryte przez rosyjskich naukowców w 1869 roku. Mendelejew przedstawił go społeczności naukowej w raporcie na kongres Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego (raport został sporządzony przez innego naukowca, ponieważ Mendelejew został zmuszony do pilnego wyjazdu na polecenie Wolnego Towarzystwa Ekonomicznego w Petersburgu). W tym samym roku ukazał się podręcznik „Podstawy chemii”, napisany przez Dmitrija Iwanowicza dla studentów. W nim naukowiec opisał właściwości popularnych związków, a także próbował podać logiczną systematyzację pierwiastków chemicznych. Przedstawiła również po raz pierwszy tabelę z okresowo ułożonymi elementami jako graficzną interpretację prawa okresowego. Przez wszystkie kolejne lata Mendelejew ulepszał swój stół, na przykład dodał kolumnę gazów obojętnych, które odkryto 25 lat później.

Społeczność naukowa nie od razu zaakceptowała idee wielkiego rosyjskiego chemika, nawet w Rosji. Jednak po odkryciu trzech nowych pierwiastków (gal w 1875 r., skand w 1879 r. i german w 1886 r.), przewidzianych i opisanych przez Mendelejewa w jego słynnym raporcie, uznano prawo okresowe.

• To uniwersalne prawo natury.
• Tabela przedstawiająca graficznie prawo zawiera nie tylko wszystkie znane elementy, ale także te, które wciąż są odkrywane.
• Wszystkie nowe odkrycia nie wpłynęły na aktualność prawa i tabeli. Stół jest ulepszany i zmieniany, ale jego istota pozostała niezmieniona.
• Umożliwiło to wyjaśnienie wag atomowych i innych cech niektórych pierwiastków, aby przewidzieć istnienie nowych pierwiastków.
• Chemicy otrzymali wiarygodne wskazówki, jak i gdzie szukać nowych pierwiastków. Ponadto prawo pozwala z dużym prawdopodobieństwem określić z góry właściwości jeszcze nieodkrytych pierwiastków.
• Odegrał ogromną rolę w rozwoju chemii nieorganicznej w XIX wieku.

Historia odkryć

Istnieje piękna legenda, że ​​Mendelejew widział we śnie swój stół, obudził się rano i zapisał go. Właściwie to tylko mit. Sam naukowiec wielokrotnie mówił, że poświęcił 20 lat swojego życia na tworzenie i ulepszanie układu okresowego pierwiastków.

Wszystko zaczęło się od tego, że Dmitrij Iwanowicz postanowił napisać dla studentów podręcznik z chemii nieorganicznej, w którym zamierzał usystematyzować całą znaną wówczas wiedzę. I oczywiście oparł się na osiągnięciach i odkryciach swoich poprzedników. Po raz pierwszy na związek między masami atomowymi a właściwościami pierwiastków zwrócił uwagę niemiecki chemik Döbereiner, który próbował rozbić znane mu pierwiastki na triady o podobnych właściwościach i masach, które podlegają pewnej zasadzie. W każdej trójce element środkowy miał wagę zbliżoną do średniej arytmetycznej dwóch skrajnych elementów. Naukowiec był więc w stanie utworzyć pięć grup, na przykład Li-Na-K; Cl-Br-I. Ale to były dalekie od wszystkich znanych elementów. Ponadto trio pierwiastków oczywiście nie wyczerpało listy pierwiastków o podobnych właściwościach. Próby znalezienia wspólnego wzoru podjęli później Niemcy Gmelin i von Pettenkofer, Francuzi J. Dumas i de Chancourtua, brytyjscy Newlands i Odling. Najdalej posunął się niemiecki naukowiec Meyer, który w 1864 r. sporządził tablicę bardzo podobną do układu okresowego pierwiastków, ale zawierała ona tylko 28 pierwiastków, podczas gdy znane były już 63.

W przeciwieństwie do swoich poprzedników Mendelejewowi udało się: utwórz tabelę zawierającą wszystkie znane elementy znajdujące się w określonym systemie. Jednocześnie pozostawił niektóre komórki puste, z grubsza obliczając masy atomowe niektórych pierwiastków i opisując ich właściwości. Ponadto rosyjski naukowiec miał odwagę i dalekowzroczność, by stwierdzić, że odkryte przez niego prawo jest uniwersalnym prawem natury i nazwał je „prawem okresowym”. Mówiąc „a”, poszedł dalej i poprawił masy atomowe pierwiastków, które nie mieściły się w tabeli. Po bliższym zbadaniu okazało się, że jego poprawki były słuszne, a odkrycie opisanych przez niego hipotetycznych elementów było ostatecznym potwierdzeniem prawdziwości nowego prawa: praktyka dowiodła słuszności teorii.

Wiele wynalazków i odkryć w nauce i technice można porównać z historią odkryć geograficznych. Jak dokonywano odkryć geograficznych? Załóżmy, że ekspedycja wylądowała na wybrzeżu i udała się w głąb kontynentu. Co oznacza „poszło w głąb kontynentu”? I dokładnie to oznacza - wstawali rano, jedli i chodzili krok po kroku. Milion kroków - i odkrycie geograficzne gotowe. Dla reszty ludzkości ich opisy są jak cud. A dla nich - elementarne chodzenie. Najważniejsze to wylądować w niezbadanym obszarze. I oczywiście musisz być profesjonalistą w swojej dziedzinie. Również w nauce. Dlaczego Mendelejew odkrył Prawo Okresowe? Przede wszystkim dlatego, że niewiele osób myślało o klasyfikacji pierwiastków chemicznych. Ilu było w XIX wieku wysoko wykwalifikowanych chemików, którzy doskonale znali wszystkie właściwości odkrytych do tego czasu pierwiastków? Tak, tylko kilku profesorów z czołowych europejskich uniwersytetów. A wśród nich Mendelejew. Mendelejew musiał przeczytać kurs chemii. Ale naprawdę nie lubił chaosu wiedzy o pierwiastkach chemicznych. Wyodrębniono 2-3 grupy elementów o podobnych właściwościach, a resztę trzeba było opowiedzieć o każdym z osobna. Trzeba od razu powiedzieć, że prosty pomysł - ułożenie pierwiastków w porządku rosnącym według mas atomowych, to nie zadziała. To właśnie teraz każdy uczeń może zobaczyć wzorce zmian właściwości chemicznych wraz ze wzrostem masy atomowej. Ale stało się to możliwe po odkryciu Mendelejewa dzięki nagromadzeniu nowych danych eksperymentalnych.

Mendelejew spisał na kartach podstawowe właściwości pierwiastków, w tym masy atomowe i formuły tlenkowe. I zacząłem myśleć o tym, jak można je pogrupować. Wtedy znane były już grupy metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych. A potem odkrył, że pierwiastki z tych grup różnią się parami o tę samą liczbę jednostek masy atomowej! Potas 39, wapń 40, sód 23, magnez 24. To był główny bodziec do odkrycia prawa okresowego. Dlatego istotą Prawa Okresowego Mendelejewa w jego pierwotnym rozumieniu jest to, że istnieją grupy pierwiastków chemicznych o podobnych właściwościach, a grupy te są ze sobą połączone zgodnie z masami atomowymi. A kiedy pojawiła się ta myśl, można było połączyć wszystkie inne informacje o pierwiastkach w jeden system.

Jaki jest psychologiczny mechanizm odkrycia Mendelejewa? Najważniejsze, że po pierwsze był jednym z nielicznych chemików, którzy dobrze znali współczesną chemię. A po drugie, że po prostu postawił sobie zadanie usystematyzowania wiedzy o właściwościach pierwiastków. Inni europejscy profesorowie chemii po prostu nie postawili sobie takiego zadania. Sam proces znajdowania rozwiązania nie był zbyt skomplikowany: rozumiał, że istnieją grupy pierwiastków o podobnych właściwościach, miał ogólne zrozumienie, że pomimo tego, że proste ułożenie pierwiastków we wzrastającej masie atomowej w tamtym czasie nie nie pozwalają dostrzec wyraźnych prawidłowości, masa atomowa jest wielkością podstawową i w każdym przypadku należy ją wziąć pod uwagę. Połączenie tych ogólnych idei doprowadziło do odkrycia Prawa Okresowego.

Jeśli chodzi o mit, że Mendelejew marzył o układzie okresowym, istota historii jest następująca. Kiedy Mendelejew odkrył swoje prawo, naszkicował pierwszą wersję tabeli, w której grupy były ułożone poziomo, a kropki pionowo. Pewnego ranka obudził się i zdał sobie sprawę, że jeśli zrobisz coś przeciwnego, to znaczy ułożysz kropki poziomo, a grupy pionowo, to lepiej odzwierciedli to istotę prawa okresowego. To cała historia z rolą snu w odkryciu prawa okresowego.

Tak więc jednym ze sposobów efektywnego myślenia jest to, że wysoko wykwalifikowany specjalista zaczyna głęboko myśleć w pewnym wąskim kierunku. Gromadzi w literaturze informacje w tym kierunku, przeprowadza eksperymenty sprawdzające prawdziwość swoich wyobrażeń myślowych, dokonuje obserwacji rzeczywistych faktów. Każdy z tych kroków jest dla niego często niemal oczywisty. Ale ten dowód dla niego wynika z faktu, że był jedynym, który wcześniej myślał i zbierał informacje. Stopniowo dochodzi do rozwiązania problemu. Dla innych, którzy nie przeszli tej drogi, jego decyzja może wydawać się rodzajem nadprzyrodzonego wglądu. On sam może nie pamiętać świadomie całej długiej historii kształtowania się swojego modelu problemu. A czasem nawet dla autora ostateczne rozwiązanie wydaje się niezrozumiałe, jak. Ponadto sam moment otrzymania rozwiązania problemu wywołuje radosną radość, podobną do uczucia wspinacza wchodzącego na szczyt. Z tego rodzą się wszelkiego rodzaju legendy o iluminacji. Ale czy naprawdę dla alpinisty, który zdobył trudny szczyt, najważniejszy jest ostatni krok, a nie tysiące ruchów podczas wspinaczki?