ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი და მისი სტრუქტურა. პერიოდული ცხრილი D

ბრწყინვალე რუსი ქიმიკოსი დ.ი.მენდელეევი მთელი თავისი ცხოვრების მანძილზე გამოირჩეოდა უცნობის გაგების სურვილით. ამ სურვილმა, ისევე როგორც ყველაზე ღრმა და ფართო ცოდნამ, უტყუარ მეცნიერულ ინტუიციასთან ერთად, მისცა დიმიტრი ივანოვიჩს შემუშავებულიყო ქიმიური ელემენტების სამეცნიერო კლასიფიკაცია - პერიოდული სისტემა მისი ცნობილი ცხრილის სახით.

მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც დიდი სახლი, რომელშიც ადამიანისთვის ცნობილი აბსოლუტურად ყველა ქიმიური ელემენტი "ერთად ცხოვრობს". პერიოდული ცხრილის გამოსაყენებლად, თქვენ უნდა შეისწავლოთ ქიმიური ანბანი, ანუ ქიმიური ელემენტების ნიშნები.

მათი დახმარებით თქვენ ისწავლით სიტყვების წერას - ქიმიურ ფორმულებს და მათ საფუძველზე შეძლებთ დაწეროთ წინადადებები - ქიმიური რეაქციების განტოლებები. თითოეული ქიმიური ელემენტი აღინიშნება თავისი ქიმიური ნიშნით ან სიმბოლოთი, რომელიც ქიმიური ელემენტის სახელთან ერთად დაწერილია D.I. მენდელეევის ცხრილში. შვედი ქიმიკოსის ჯ. ბერცელიუსის წინადადებით, ქიმიური ელემენტების ლათინური სახელების საწყისი ასოები უმეტეს შემთხვევაში სიმბოლოებად მიიღეს. ამრიგად, წყალბადი (ლათინური სახელი Hydrogenium - hydrogenium) აღინიშნება ასო H (წაიკითხეთ "ნაცარი"), ჟანგბადი (ლათინური სახელი Oxygenium - oxygenium) - ასო O (წაიკითხეთ "o"), ნახშირბადი (ლათინური სახელი Сarboneum - carboneum). ) - ასო C (წაიკითხეთ "ცე").

კიდევ რამდენიმე ქიმიური ელემენტის ლათინური სახელები იწყება ასო C-ით: კალციუმი (

კალციუმი), სპილენძი (Cuprum), კობალტი (Cobaltum) და ა.შ. მათ გასარჩევად ი. ბერცელიუსმა შემოგვთავაზა ლათინური სახელწოდების საწყის ასოზე დაემატებინა სახელის ერთ-ერთი შემდეგი ასო. ამრიგად, კალციუმის ქიმიური ნიშანი იწერება სიმბოლოთი Ca (წაიკითხეთ "კალციუმი"), სპილენძი - Cu (წაიკითხეთ "კუპრუმი"), კობალტი - Co (წაიკითხეთ "კობალტი").

ზოგიერთი ქიმიური ელემენტის სახელები ასახავს ელემენტების უმნიშვნელოვანეს თვისებებს, მაგალითად, წყალბადი - რომელიც წარმოქმნის წყალს, ჟანგბადი - რომელიც წარმოქმნის მჟავებს, ფოსფორი - რომელიც ატარებს სინათლეს (სურ. 20) და ა.შ.

ბრინჯი. 20.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული ცხრილის No15 ელემენტის სახელწოდების ეტიმოლოგია

სხვა ელემენტებს მზის სისტემის ციური სხეულების ან პლანეტების - სელენი და თელურიუმი (სურ. 21) (ბერძნული სელენიდან - მთვარე და ტელურისი - დედამიწა), ურანი, ნეპტუნი, პლუტონიუმი, სახელები აქვთ.

ბრინჯი. 21.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული ცხრილის No52 ელემენტის სახელწოდების ეტიმოლოგია

ზოგიერთი სახელწოდება ნასესხებია მითოლოგიიდან (სურ. 22). მაგალითად, ტანტალი. ასე ერქვა ზევსის საყვარელ შვილს. ღმერთების წინააღმდეგ ჩადენილი დანაშაულისთვის ტანტალუსი სასტიკად დაისაჯა. ის კისერამდე იდგა წყალში და წვნიანი, სურნელოვანი ხილით ეკიდა ტოტები. თუმცა, როგორც კი დალევა მოინდომა, წყალი მისგან გაიქცა, როგორც კი შიმშილის დაკმაყოფილება მოინდომა, ნაყოფს ხელი გაუწოდა - ტოტები გვერდზე გადაიხარა. ტანტალის მადნებიდან გამოყოფის მცდელობისას, ქიმიკოსებმა არანაკლებ ტანჯვა განიცადეს.

ბრინჯი. 22.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული ცხრილის No61 ელემენტის სახელწოდების ეტიმოლოგია

ზოგიერთ ელემენტს დაარქვეს მსოფლიოს სხვადასხვა სახელმწიფოს ან ნაწილის სახელი. მაგალითად, გერმანიუმი, გალიუმი (გალია საფრანგეთის უძველესი სახელია), პოლონიუმი (პოლონეთის პატივსაცემად), სკანდიუმი (სკანდინავიის პატივსაცემად), ფრანციუმი, რუთენიუმი (რუთენიუმი რუსეთის ლათინური სახელია), ევროპიუმი და ამერიციუმი. აქ არის ქალაქების სახელობის ელემენტები: ჰაფნიუმი (კოპენჰაგენის პატივსაცემად), ლუტეტიუმი (ძველად პარიზს ეძახდნენ ლუტეტიუმს), ბერკელიუმი (აშშ-ში ქალაქ ბერკლის საპატივცემულოდ), იტრიუმი, ტერბიუმი, ერბიუმი, იტერბიუმი ( ამ ელემენტების სახელები მოდის იტერბიდან - პატარა ქალაქი შვედეთში, სადაც პირველად აღმოაჩინეს ამ ელემენტების შემცველი მინერალი, დუბნიუმი (სურ. 23).

ბრინჯი. 23.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული სისტემის No105 ელემენტის სახელწოდების ეტიმოლოგია

დაბოლოს, ელემენტების სახელები უკვდავყოფს დიდი მეცნიერების სახელებს: კურიუმი, ფერმიუმი, აინშტაინიუმი, მენდელევიუმი (სურ. 24), ლორენციუმი.

ბრინჯი. 24.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული ცხრილის No101 ელემენტის სახელწოდების ეტიმოლოგია

თითოეულ ქიმიურ ელემენტს ენიჭება პერიოდულ სისტემაში, ყველა ელემენტის საერთო „სახლში“, საკუთარ „ბინაში“ - უჯრედი მკაცრად განსაზღვრული ნომრით. ამ რიცხვის უფრო ღრმა მნიშვნელობა გაირკვევა ქიმიის შემდგომი შესწავლისას. ამ "ბინების" სართულების რაოდენობა ასევე მკაცრად არის განაწილებული - პერიოდები, რომლებშიც ელემენტები "ცხოვრობენ". ელემენტის სერიული ნომრის მსგავსად („ბინის ნომერი“), წერტილი („სართული“) ნომერი შეიცავს ყველაზე მნიშვნელოვან ინფორმაციას ქიმიური ელემენტების ატომების სტრუქტურის შესახებ. ჰორიზონტალურად - "სართულიანი" - პერიოდული ცხრილი დაყოფილია შვიდ პერიოდად:

• 1 პერიოდი მოიცავს ორ ელემენტს: წყალბადს H და ჰელიუმს He;
• მე-2 პერიოდი იწყება ლითიუმ ლითიუმით და მთავრდება ნეონის ნეონით (8 ელემენტი);
• მე-3 პერიოდი იწყება ნატრიუმის Na-ით და მთავრდება არგონით Ar (8 ელემენტი).

პირველ სამ პერიოდს, თითოეული შედგება ერთი რიგისგან, ეწოდება მცირე პერიოდები.

4, 5 და 6 პერიოდები მოიცავს ელემენტების ორ რიგს; მათ უწოდებენ დიდ პერიოდებს; მე-4 და მე-5 პერიოდები შეიცავს 18 ელემენტს, მე-6 - 32 ელემენტს.

მე-7 პერიოდი დაუმთავრებელია, ჯერჯერობით მხოლოდ ერთი რიგისგან შედგება.

ყურადღება მიაქციეთ პერიოდული ცხრილის „სარდაფის სართულებს“ - იქ „ცხოვრობს“ 14 ტყუპი ელემენტი, ზოგი თავისი თვისებებით მსგავსია ლანთან La-ს, ზოგიც აქტინიუმის Ac-ს, რომელიც წარმოადგენს მათ ცხრილის ზედა „სართულებზე“: მე-6 და მე-7-ე პერიოდები.

ვერტიკალურად, მსგავსი თვისებების მქონე „ბინებში“ ქიმიური ელემენტები განლაგებულია ერთმანეთის ქვემოთ ვერტიკალურ სვეტებში - ჯგუფებში, რომელთაგან რვაა D.I. მენდელეევის ცხრილში.

თითოეული ჯგუფი შედგება ორი ქვეჯგუფისგან - ძირითადი და მეორადი. ქვეჯგუფს, რომელიც მოიცავს როგორც მოკლე, ისე გრძელ პერიოდების ელემენტებს, ეწოდება მთავარი ქვეჯგუფი ან ჯგუფი A. ქვეჯგუფს, რომელიც მოიცავს მხოლოდ გრძელი პერიოდების ელემენტებს, ეწოდება მეორადი ქვეჯგუფი ან ჯგუფი B. ამრიგად, I ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფი. (ჯგუფი IA) მოიცავს ლითიუმს, ნატრიუმს, კალიუმს, რუბიდიუმს და ფრანციუმს ლითიუმის Li ქვეჯგუფია; ამ ჯგუფის გვერდითი ქვეჯგუფი (IB ჯგუფი) იქმნება სპილენძის, ვერცხლის და ოქროსგან - ეს არის Cu სპილენძის ქვეჯგუფი.

გარდა დ.ი. მენდელეევის ცხრილის ფორმისა, რომელსაც მოკლე პერიოდს უწოდებენ (ეს ნაჩვენებია სახელმძღვანელოს ფურცელზე), არსებობს მრავალი სხვა ფორმა, მაგალითად, გრძელვადიანი ვერსია.

როგორც ბავშვს შეუძლია ლეგოს თამაშის ელემენტებიდან უზარმაზარი რაოდენობის სხვადასხვა საგნების აგება (იხ. სურ. 10), ასევე ქიმიური ელემენტებიდან ბუნებამ და ადამიანმა შექმნეს ნივთიერებების მრავალფეროვნება, რომლებიც ჩვენს გარშემოა. კიდევ ერთი მოდელი კიდევ უფრო ნათელია: ისევე, როგორც რუსული ანბანის 33 ასო ქმნის სხვადასხვა კომბინაციას, ათიათასობით სიტყვას, ასევე 114 ქიმიური ელემენტი სხვადასხვა კომბინაციებში ქმნის 20 მილიონზე მეტ სხვადასხვა ნივთიერებას.

შეეცადეთ ისწავლოთ სიტყვების ფორმირების კანონები - ქიმიური ფორმულები და შემდეგ გაიხსნება ნივთიერებების სამყარო თქვენს წინაშე მთელი თავისი ფერადი მრავალფეროვნებით.

მაგრამ ამისათვის ჯერ ისწავლეთ ასოები - ქიმიური ელემენტების სიმბოლოები (ცხრილი 1).

ცხრილი 1
ზოგიერთი ქიმიური ელემენტის სახელები

საკვანძო სიტყვები და ფრაზები

1. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი (ცხრილი).
2. პერიოდები დიდი და პატარა.
3. ჯგუფები და ქვეჯგუფები - ძირითადი (A ჯგუფი) და მეორადი (B ჯგუფი).
4. ქიმიური ელემენტების სიმბოლოები.

კომპიუტერთან მუშაობა

1. მიმართეთ ელექტრონულ აპლიკაციას. შეისწავლეთ გაკვეთილის მასალა და შეასრულეთ დავალებული დავალებები.
2. იპოვეთ ელ.ფოსტის მისამართები ინტერნეტში, რომლებიც შეიძლება გახდეს დამატებითი წყაროები, რომლებიც გამოავლენს აბზაცში საკვანძო სიტყვებისა და ფრაზების შინაარსს. შესთავაზეთ მასწავლებელს თქვენი დახმარება ახალი გაკვეთილის მომზადებაში – მოამზადეთ ანგარიში შემდეგი აბზაცის საკვანძო სიტყვებსა და ფრაზებზე.

კითხვები და ამოცანები

1. ლექსიკონების გამოყენებით (ეტიმოლოგიური, ენციკლოპედიური და ქიმიური ტერმინები) დაასახელეთ ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებები, რომლებიც აისახება ქიმიური ელემენტების სახელებში: ბრომი Br, აზოტი N, ფტორი F.
2. ახსენით, როგორ ასახავს ტიტანისა და ვანადიუმის ქიმიური ელემენტების სახელები ძველი ბერძნული მითების გავლენას.
3. რატომ არის ლათინური სახელი ოქროს Aurum (aurum) და ვერცხლის - Argentum (argentum)?
4. მოუყევით თქვენი არჩეული ქიმიური ელემენტის აღმოჩენის ისტორია და ახსენით მისი სახელის ეტიმოლოგია.
5. ჩაწერეთ „კოორდინატები“, ანუ პოზიცია D.I. მენდელეევის პერიოდულ ცხრილში (ელემენტის ნომერი, პერიოდის ნომერი და მისი ტიპი - დიდი ან პატარა, ჯგუფის ნომერი და ქვეჯგუფი - მთავარი ან უმნიშვნელო), შემდეგი ქიმიური ელემენტებისთვის: კალციუმი, თუთია. , ანტიმონი, ტანტალი, ევროპიუმი.
6. ცხრილ 1-ში ჩამოთვლილი ქიმიური ელემენტები გადაანაწილეთ სამ ჯგუფად „ქიმიური სიმბოლოს გამოთქმის“ მიხედვით. შეიძლება თუ არა ამ აქტივობის შესრულება დაგეხმაროთ ქიმიური სიმბოლოების დამახსოვრებაში და ელემენტის სიმბოლოების გამოთქმაში?

ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა არის ქიმიური ელემენტების კლასიფიკაცია, რომელიც შეიქმნა დ.ი. მენდელეევის მიერ 1869 წელს აღმოჩენილი პერიოდული კანონის საფუძველზე.

D. I. მენდელეევი

ამ კანონის თანამედროვე ფორმულირების თანახმად, ელემენტების უწყვეტ სერიაში, რომლებიც მოწყობილია მათი ატომების ბირთვების დადებითი მუხტის სიდიდის გაზრდის მიზნით, მსგავსი თვისებების მქონე ელემენტები პერიოდულად მეორდება.

ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი, წარმოდგენილი ცხრილის სახით, შედგება პერიოდებისგან, სერიებისა და ჯგუფებისგან.

ყოველი პერიოდის დასაწყისში (პირველის გარდა) ელემენტს აქვს გამოხატული მეტალის თვისებები (ტუტე ლითონი).

ფერების ცხრილის სიმბოლოები: 1 - ელემენტის ქიმიური ნიშანი; 2 - სახელი; 3 - ატომური მასა (ატომური წონა); 4 - სერიული ნომერი; 5 - ელექტრონების განაწილება ფენებს შორის.

ელემენტის ატომური რიცხვის მატებასთან ერთად, მისი ატომის ბირთვის დადებითი მუხტის ტოლფასია, მეტალის თვისებები თანდათან სუსტდება და არალითონური თვისებები იზრდება. ყოველი პერიოდის ბოლო ელემენტი არის ელემენტი გამოხატული არამეტალური თვისებებით (), ხოლო ბოლო არის ინერტული გაზი. I პერიოდში 2 ელემენტია, II-ში და III-ში - 8 ელემენტი, IV-ში და V-ში - 18, VI-ში - 32 და VII-ში (დაუსრულებელი პერიოდი) - 17 ელემენტი.

პირველ სამ პერიოდს უწოდებენ მცირე პერიოდებს, თითოეული მათგანი შედგება ერთი ჰორიზონტალური მწკრივისაგან; დანარჩენი - დიდ პერიოდებში, რომელთაგან თითოეული (VII პერიოდის გარდა) შედგება ორი ჰორიზონტალური მწკრივისაგან - ლუწი (ზედა) და კენტი (ქვედა). მხოლოდ ლითონები გვხვდება დიდი პერიოდების თანაბარ მწკრივებში. ამ სერიის ელემენტების თვისებები ოდნავ იცვლება რიგითი რიცხვის გაზრდით. იცვლება ელემენტების თვისებები დიდი პერიოდების კენტ რიგებში. VI პერიოდში ლანთანს მოსდევს 14 ელემენტი, რომლებიც ძალიან მსგავსია ქიმიური თვისებებით. ეს ელემენტები, სახელწოდებით ლანთანიდები, ცალკეა ჩამოთვლილი ძირითადი ცხრილის ქვემოთ. აქტინიდები, ელემენტები აქტინიუმის შემდეგ, ანალოგიურად არის წარმოდგენილი ცხრილში.

ცხრილში ცხრა ვერტიკალური ჯგუფია. ჯგუფის რიცხვი, იშვიათი გამონაკლისების გარდა, უდრის ამ ჯგუფის ელემენტების უმაღლეს პოზიტიურ ვალენტობას. თითოეული ჯგუფი, ნულისა და მერვეს გამოკლებით, იყოფა ქვეჯგუფებად. - მთავარი (მდებარეობს მარჯვნივ) და მეორადი. ძირითად ქვეჯგუფებში ატომური რიცხვის მატებასთან ერთად ელემენტების მეტალის თვისებები ძლიერდება და არამეტალური თვისებები სუსტდება.

ამრიგად, ელემენტების ქიმიური და მთელი რიგი ფიზიკური თვისებები განისაზღვრება იმ ადგილით, რომელსაც იკავებს მოცემული ელემენტი პერიოდულ სისტემაში.

ბიოგენური ელემენტები, ანუ ელემენტები, რომლებიც ორგანიზმების ნაწილია და მასში გარკვეულ ბიოლოგიურ როლს ასრულებენ, პერიოდული ცხრილის ზედა ნაწილს იკავებს. უჯრედები, რომლებიც დაკავებულია ელემენტებით, რომლებიც ქმნიან ცოცხალი ნივთიერების ძირითად ნაწილს (99%-ზე მეტი), შეფერილია ლურჯად; მიკროელემენტებით დაკავებული უჯრედები შეღებილია ვარდისფერი (იხ.).

ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი არის თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების უდიდესი მიღწევა და ბუნების ყველაზე ზოგადი დიალექტიკური კანონების ნათელი გამოხატულება.

აგრეთვე ატომური წონა.

ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა არის ქიმიური ელემენტების ბუნებრივი კლასიფიკაცია, რომელიც შეიქმნა დ.ი. მენდელეევის მიერ 1869 წელს აღმოჩენილი პერიოდული კანონის საფუძველზე.

თავის თავდაპირველ ფორმულირებაში, D.I. მენდელეევის პერიოდულ კანონში ნათქვამია: ქიმიური ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც მათი ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად არის დამოკიდებული ელემენტების ატომურ წონაზე. შემდგომში, ატომის სტრუქტურის დოქტრინის შემუშავებით, აჩვენეს, რომ თითოეული ელემენტის უფრო ზუსტი მახასიათებელია არა ატომური წონა (იხ.), არამედ ელემენტის ატომის ბირთვის დადებითი მუხტის მნიშვნელობა. უდრის ამ ელემენტის სერიულ (ატომურ) რიცხვს D.I. მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში. ატომის ბირთვზე დადებითი მუხტების რაოდენობა ტოლია ატომის ბირთვის გარშემო მყოფი ელექტრონების რაოდენობას, რადგან ატომები მთლიანობაში ელექტრული ნეიტრალურია. ამ მონაცემების გათვალისწინებით, პერიოდული კანონი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად: ქიმიური ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც მათი ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად არის დამოკიდებული მათი ატომების ბირთვების დადებითი მუხტის სიდიდეზე. ეს ნიშნავს, რომ ელემენტების უწყვეტ სერიაში, რომლებიც მოწყობილია მათი ატომების ბირთვების დადებითი მუხტების გაზრდის მიზნით, მსგავსი თვისებების მქონე ელემენტები პერიოდულად მეორდება.

ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილის ტაბულური ფორმა წარმოდგენილია მისი თანამედროვე სახით. იგი შედგება პერიოდებისგან, სერიებისა და ჯგუფებისგან. პერიოდი წარმოადგენს ელემენტების თანმიმდევრულ ჰორიზონტალურ სერიას, რომლებიც განლაგებულია მათი ატომების ბირთვების დადებითი მუხტის გაზრდის მიზნით.

ყოველი პერიოდის დასაწყისში (პირველის გარდა) არის ელემენტი გამოხატული მეტალის თვისებებით (ტუტე ლითონი). შემდეგ, სერიული ნომრის მატებასთან ერთად, ელემენტების მეტალის თვისებები თანდათან სუსტდება და არალითონური თვისებები იზრდება. ყოველი პერიოდის ბოლო ელემენტი არის ელემენტი გამოხატული არალითონური თვისებებით (ჰალოგენი), ხოლო ბოლო არის ინერტული აირი. პირველი პერიოდი შედგება ორი ელემენტისგან, ტუტე ლითონისა და ჰალოგენის როლს აქ ერთდროულად წყალბადი ასრულებს. II და III პერიოდები მოიცავს 8 ელემენტს, რომლებსაც მენდელეევი უწოდებს. IV და V პერიოდები შეიცავს 18 ელემენტს, VI-32. VII პერიოდი ჯერ არ დასრულებულა და ხელოვნურად შექმნილი ელემენტებით ივსება; ამჟამად ამ პერიოდში 17 ელემენტია. I, II და III პერიოდებს უწოდებენ პატარას, თითოეული მათგანი შედგება ერთი ჰორიზონტალური მწკრივისაგან, IV-VII დიდია: ისინი (VII-ის გარდა) მოიცავს ორ ჰორიზონტალურ მწკრივს - ლუწი (ზედა) და კენტი (ქვედა). დიდი პერიოდების თანაბარ მწკრივებში მხოლოდ ლითონებია და მწკრივში ელემენტების თვისებების ცვლილება მარცხნიდან მარჯვნივ სუსტად არის გამოხატული.

დიდი პერიოდების კენტი სერიებში, სერიების ელემენტების თვისებები ისევე იცვლება, როგორც ტიპიური ელემენტების თვისებები. VI პერიოდის ლუწი მწკრივში, ლანთანის შემდეგ, არის 14 ელემენტი [ე.წ. ლანთანიდები (იხ.), ლანთანიდები, იშვიათი დედამიწის ელემენტები], ქიმიური თვისებებით მსგავსი ლანთანისა და ერთმანეთის მიმართ. მათი სია ცალკე მოცემულია ცხრილის ქვემოთ.

აქტინიუმის შემდგომი ელემენტები - აქტინიდები (აქტინოიდები) - ჩამოთვლილია ცალკე და ჩამოთვლილია ცხრილის ქვემოთ.

ქიმიური ელემენტების პერიოდულ ცხრილში ცხრა ჯგუფი განლაგებულია ვერტიკალურად. ჯგუფის ნომერი უდრის ამ ჯგუფის ელემენტების უმაღლეს პოზიტიურ ვალენტობას (იხ.). გამონაკლისს წარმოადგენს ფტორი (შეიძლება იყოს მხოლოდ უარყოფითად ერთვალენტიანი) და ბრომი (არ შეიძლება იყოს ჰეპტავალენტური); გარდა ამისა, სპილენძს, ვერცხლს, ოქროს შეუძლია აჩვენოს ვალენტობა +1-ზე მეტი (Cu-1 და 2, Ag და Au-1 და 3), ხოლო VIII ჯგუფის ელემენტებიდან მხოლოდ ოსმიუმს და რუთენიუმს აქვთ +8 ვალენტობა. . თითოეული ჯგუფი, გარდა მერვე და ნულისა, იყოფა ორ ქვეჯგუფად: მთავარი (მდებარეობს მარჯვნივ) და მეორეხარისხოვანი. ძირითადი ქვეჯგუფები მოიცავს ტიპურ ელემენტებს და ხანგრძლივი პერიოდის ელემენტებს, მეორადი ქვეჯგუფები მოიცავს მხოლოდ ხანგრძლივი პერიოდის ელემენტებს და, უფრო მეტიც, ლითონებს.

ქიმიური თვისებების მიხედვით, მოცემული ჯგუფის თითოეული ქვეჯგუფის ელემენტები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ერთმანეთისგან და მხოლოდ უმაღლესი დადებითი ვალენტობაა იგივე მოცემული ჯგუფის ყველა ელემენტისთვის. ძირითად ქვეჯგუფებში, ზემოდან ქვევით, ძლიერდება ელემენტების მეტალის თვისებები და სუსტდება არალითონური (მაგალითად, ფრანციუმი ყველაზე გამოხატული მეტალის თვისებების მქონე ელემენტია, ფტორი კი არამეტალურია). ამრიგად, ელემენტის ადგილი მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში (რიგობითი რიცხვი) განსაზღვრავს მის თვისებებს, რაც არის მეზობელი ელემენტების თვისებების საშუალო ვერტიკალურად და ჰორიზონტალურად.

ელემენტების ზოგიერთ ჯგუფს აქვს სპეციალური სახელები. ამრიგად, I ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტებს უწოდებენ ტუტე ლითონებს, II ჯგუფს - დედამიწის ტუტე ლითონებს, VII ჯგუფს - ჰალოგენებს, ურანის უკან მდებარე ელემენტებს - ტრანსურანი. ელემენტებს, რომლებიც ორგანიზმების ნაწილია, მონაწილეობენ მეტაბოლურ პროცესებში და აქვთ მკაფიო ბიოლოგიური როლი, ეწოდება ბიოგენური ელემენტები. ყველა მათგანი იკავებს დ.ი.მენდელეევის ცხრილის ზედა ნაწილს. ეს არის ძირითადად O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg და Fe, რომლებიც ქმნიან ცოცხალი მატერიის ძირითად ნაწილს (99%-ზე მეტი). პერიოდულ სისტემაში ამ ელემენტების მიერ დაკავებული ადგილები ღია ცისფერია. ბიოგენურ ელემენტებს, რომელთაგანაც ორგანიზმში ძალიან ცოტაა (10-3-დან 10-14%-მდე), მიკროელემენტებს უწოდებენ (იხ.). პერიოდული სისტემის უჯრედები, ყვითელი ფერის, შეიცავს მიკროელემენტებს, რომელთა სასიცოცხლო მნიშვნელობა ადამიანებისთვის დადასტურებულია.

ატომის სტრუქტურის თეორიის მიხედვით (იხ. ატომი), ელემენტების ქიმიური თვისებები ძირითადად დამოკიდებულია გარე ელექტრონულ გარსში ელექტრონების რაოდენობაზე. ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილება ატომის ბირთვების დადებითი მუხტის ზრდით აიხსნება ატომების გარე ელექტრონული გარსის სტრუქტურის პერიოდული გამეორებით (ენერგეტიკული დონე).

მცირე პერიოდებში, ბირთვის დადებითი მუხტის მატებასთან ერთად, ელექტრონების რაოდენობა გარე გარსში იზრდება 1-დან 2-მდე I პერიოდში და 1-დან 8-მდე II და III პერიოდებში. აქედან გამომდინარეობს ელემენტების თვისებების ცვლილება ტუტე მეტალიდან ინერტულ გაზამდე პერიოდში. გარე ელექტრონული გარსი, რომელიც შეიცავს 8 ელექტრონს, არის სრული და ენერგიულად სტაბილური (ნულ ჯგუფის ელემენტები ქიმიურად ინერტულია).

ხანგრძლივ პერიოდებში ლუწი რიგებში, ბირთვების დადებითი მუხტის მატებასთან ერთად, ელექტრონების რაოდენობა გარე გარსში რჩება მუდმივი (1 ან 2) და მეორე გარე გარსი ივსება ელექტრონებით. აქედან გამომდინარეობს ელემენტების თვისებების ნელი ცვლილება ლუწ მწკრივებში. დიდი პერიოდების კენტი სერიაში, ბირთვების მუხტის მატებასთან ერთად, გარე გარსი ივსება ელექტრონებით (1-დან 8-მდე) და ელემენტების თვისებები იცვლება ისევე, როგორც ტიპიური ელემენტების თვისებები.

ატომში ელექტრონული გარსების რაოდენობა ტოლია პერიოდის რიცხვს. ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტების ატომებს აქვთ ელექტრონების რაოდენობა მათ გარე გარსებში, ჯგუფის რიცხვის ტოლი. გვერდითი ქვეჯგუფების ელემენტების ატომები შეიცავს ერთ ან ორ ელექტრონს მათ გარე გარსებში. ეს ხსნის განსხვავებას ძირითადი და მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტების თვისებებში. ჯგუფის ნომერი მიუთითებს ელექტრონების შესაძლო რაოდენობაზე, რომლებსაც შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ ქიმიური (ვალენტური) ბმების წარმოქმნაში (იხ. მოლეკულა), ამიტომ ასეთ ელექტრონებს უწოდებენ ვალენტობას. გვერდითი ქვეჯგუფების ელემენტებისთვის, არა მხოლოდ გარე გარსების ელექტრონები არის ვალენტური, არამედ წინაბოლოების ელექტრონებიც. ელექტრონული გარსების რაოდენობა და სტრუქტურა მითითებულია ქიმიური ელემენტების თანმხლებ პერიოდულ ცხრილში.

მენდელეევის პერიოდულ კანონს და მასზე დაფუძნებულ სისტემას განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს მეცნიერებასა და პრაქტიკაში. პერიოდული კანონი და სისტემა იყო ახალი ქიმიური ელემენტების აღმოჩენის საფუძველი, მათი ატომური წონის ზუსტი განსაზღვრა, ატომების სტრუქტურის დოქტრინის შემუშავება, დედამიწის ქერქში ელემენტების განაწილების გეოქიმიური კანონების დამკვიდრება. ცოცხალი მატერიის შესახებ თანამედროვე იდეების შემუშავება, რომლის შემადგენლობა და მასთან დაკავშირებული ნიმუშები შეესაბამება პერიოდულ სისტემას. ელემენტების ბიოლოგიური აქტივობა და მათი შემცველობა სხეულში ასევე დიდწილად განისაზღვრება იმ ადგილით, რომელსაც ისინი იკავებს მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში. ამრიგად, რიგ ჯგუფში სერიული ნომრის მატებასთან ერთად, იზრდება ელემენტების ტოქსიკურობა და მცირდება მათი შემცველობა ორგანიზმში. პერიოდული კანონი ბუნების განვითარების ყველაზე ზოგადი დიალექტიკური კანონების მკაფიო გამოხატულებაა.

ბევრი მეცნიერი ცდილობდა ქიმიური ელემენტების სისტემატიზაციას. მაგრამ მხოლოდ 1869 წელს D.I. მენდელეევმა მოახერხა ელემენტების კლასიფიკაციის შექმნა, რომელმაც დაადგინა ქიმიური ნივთიერებების კავშირი და დამოკიდებულება და ატომის ბირთვის მუხტი.

ამბავი

პერიოდული კანონის თანამედროვე ფორმულირება ასეთია: ქიმიური ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც ელემენტების ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად არის დამოკიდებული ელემენტის ატომების ბირთვის მუხტზე.

კანონის აღმოჩენის დროისთვის ცნობილი იყო 63 ქიმიური ელემენტი. თუმცა, მრავალი ამ ელემენტის ატომური მასები შეცდომით იქნა განსაზღვრული.

თავად დ.ი. მენდელეევმა 1869 წელს ჩამოაყალიბა თავისი კანონი, როგორც პერიოდული დამოკიდებულება ელემენტების ატომურ წონაზე, რადგან მე-19 საუკუნეში მეცნიერებას ჯერ არ ჰქონდა ინფორმაცია ატომის სტრუქტურის შესახებ. თუმცა, მეცნიერის გენიალურმა შორსმჭვრეტელობამ მას საშუალება მისცა ყველა მის თანამედროვეზე უფრო ღრმად გაეგო ის ნიმუშები, რომლებიც განსაზღვრავენ ელემენტებისა და ნივთიერებების თვისებების პერიოდულობას. მან გაითვალისწინა არა მხოლოდ ატომური მასის ზრდა, არამედ ნივთიერებებისა და ელემენტების უკვე ცნობილი თვისებები და პერიოდულობის იდეის საფუძველზე, მან შეძლო ზუსტად წინასწარ განსაზღვრა უცნობი ელემენტებისა და ნივთიერებების არსებობა და თვისებები. იმდროინდელი მეცნიერებისთვის, შეასწორეთ რამდენიმე ელემენტის ატომური მასები და სწორად დაალაგეთ ელემენტები სისტემაში, დატოვეთ ცარიელი ადგილები და გააკეთეთ გადაწყობა.

ბრინჯი. 1. D. I. მენდელეევი.

არსებობს მითი, რომ მენდელეევი პერიოდულ სისტემაზე ოცნებობდა. თუმცა, ეს მხოლოდ ლამაზი ამბავია, რაც არ არის დადასტურებული ფაქტი.

პერიოდული ცხრილის სტრუქტურა

დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი არის მისივე კანონის გრაფიკული ასახვა. ელემენტები დალაგებულია ცხრილში კონკრეტული ქიმიური და ფიზიკური მნიშვნელობის მიხედვით. ელემენტის ადგილმდებარეობის მიხედვით შეგიძლიათ განსაზღვროთ მისი ვალენტობა, ელექტრონების რაოდენობა და მრავალი სხვა მახასიათებელი. ცხრილი ჰორიზონტალურად იყოფა დიდ და მცირე პერიოდებად, ხოლო ვერტიკალურად ჯგუფებად.

ბრინჯი. 2. პერიოდული ცხრილი.

არსებობს 7 პერიოდი, რომელიც იწყება ტუტე ლითონისგან და მთავრდება ნივთიერებებით, რომლებსაც აქვთ არამეტალური თვისებები. ჯგუფები, თავის მხრივ, 8 სვეტისაგან შედგება, იყოფა მთავარ და მეორეხარისხოვან ქვეჯგუფებად.

მეცნიერების შემდგომმა განვითარებამ აჩვენა, რომ ელემენტების თვისებების პერიოდული გამეორება გარკვეულ ინტერვალებში, განსაკუთრებით ნათლად გამოიხატება მე-2 და მე-3 მცირე პერიოდებში, აიხსნება გარე ენერგიის დონეების ელექტრონული სტრუქტურის განმეორებით, სადაც განლაგებულია ვალენტური ელექტრონები. , რის გამოც რეაქციებში ხდება ქიმიური ბმებისა და ახალი ნივთიერებების წარმოქმნა. ამიტომ, თითოეულ ვერტიკალურ სვეტ-ჯგუფში არის ელემენტები განმეორებადი დამახასიათებელი ნიშნებით. ეს აშკარად გამოიხატება ჯგუფებში, რომლებიც შეიცავს ძალიან აქტიური ტუტე ლითონების (ჯგუფი I, მთავარი ქვეჯგუფი) და არაჰალოგენური ლითონების (VII ჯგუფი, მთავარი ქვეჯგუფი) ოჯახებს. მარცხნიდან მარჯვნივ მთელი პერიოდის განმავლობაში, ელექტრონების რაოდენობა იზრდება 1-დან 8-მდე, ხოლო ელემენტების მეტალის თვისებები მცირდება. ამრიგად, მეტალის თვისებები უფრო გამოხატულია, რაც უფრო ნაკლები ელექტრონებია გარე დონეზე.

ბრინჯი. 3. მცირე და დიდი პერიოდები პერიოდულ სისტემაში.

ასევე პერიოდულად მეორდება ატომური თვისებები, როგორიცაა იონიზაციის ენერგია, ელექტრონის აფინურობის ენერგია და ელექტრონეგატიურობა. ეს სიდიდეები დაკავშირებულია ატომის უნართან, დატოვოს ელექტრონი გარე დონიდან (იონიზაცია) ან შეინარჩუნოს სხვისი ელექტრონი მის გარე დონეზე (ელექტრონის აფინურობა).. მიღებული საერთო შეფასებები: 146.

პერიოდულისამართალი დ.ი. მენდელეევი:მარტივი სხეულების თვისებები, აგრეთვე ნაერთების ფორმები და თვისებებიელემენტების განსხვავება პერიოდულად არის დამოკიდებულიელემენტების ატომური წონის მნიშვნელობები (ელემენტების თვისებები პერიოდულად დამოკიდებულია მათი ბირთვების ატომების მუხტზე).

ელემენტების პერიოდული ცხრილი. ელემენტების სერია, რომელშიც თვისებები იცვლება თანმიმდევრულად, როგორიცაა რვა ელემენტის სერია ლითიუმიდან ნეონამდე ან ნატრიუმიდან არგონამდე, მენდელეევმა პერიოდები უწოდა. თუ ამ ორ პერიოდს დავწერთ ერთმანეთის ქვემოთ ისე, რომ ნატრიუმი იყოს ლითიუმის ქვეშ, ხოლო არგონი ნეონის ქვეშ, მივიღებთ ელემენტების შემდეგ განლაგებას:

ამ განლაგებით, ვერტიკალური სვეტები შეიცავს ელემენტებს, რომლებიც მსგავსია მათი თვისებებით და აქვთ იგივე ვალენტობა, მაგალითად, ლითიუმი და ნატრიუმი, ბერილიუმი და მაგნიუმი და ა.შ.

ყველა ელემენტი პერიოდებად დაყო და ერთი პერიოდი მეორის ქვეშ მოათავსა ისე, რომ თვისებებით და წარმოქმნილი ნაერთების ტიპებით მსგავსი ელემენტები ერთმანეთის ქვეშ მდებარეობდნენ, მენდელეევმა შეადგინა ცხრილი, რომელსაც მან უწოდა ელემენტების პერიოდული სისტემა ჯგუფებისა და სერიების მიხედვით.

პერიოდული სისტემის მნიშვნელობაჩვენ.ელემენტების პერიოდულმა სისტემამ დიდი გავლენა მოახდინა ქიმიის შემდგომ განვითარებაზე. ეს იყო არა მხოლოდ ქიმიური ელემენტების პირველი ბუნებრივი კლასიფიკაცია, რომელიც აჩვენებდა, რომ ისინი ქმნიან ჰარმონიულ სისტემას და ერთმანეთთან მჭიდრო კავშირშია, არამედ იყო ძლიერი ინსტრუმენტი შემდგომი კვლევისთვის.

7. ქიმიური ელემენტების თვისებების პერიოდული ცვლილებები. ატომური და იონური რადიუსი. იონიზაციის ენერგია. ელექტრონის მიდრეკილება. ელექტრონეგატიურობა.

ატომური რადიუსების დამოკიდებულება Z ატომის ბირთვის მუხტზე პერიოდულია. ერთი პერიოდის განმავლობაში, როგორც Z იზრდება, ჩნდება ატომის ზომის შემცირების ტენდენცია, რაც განსაკუთრებით ნათლად შეინიშნება მოკლე პერიოდებში.

ახალი ელექტრონული ფენის აგების დაწყებისთანავე, ბირთვიდან უფრო დაშორებული, ანუ, შემდეგ პერიოდზე გადასვლისას, ატომური რადიუსები იზრდება (შეადარეთ, მაგალითად, ფტორისა და ნატრიუმის ატომების რადიუსი). შედეგად, ქვეჯგუფში, ბირთვული მუხტის მატებასთან ერთად, იზრდება ატომების ზომები.

ელექტრონის ატომების დაკარგვა იწვევს მისი ეფექტური ზომის შემცირებას, ხოლო ჭარბი ელექტრონების დამატება იწვევს ზრდას. ამრიგად, დადებითად დამუხტული იონის (კატიონის) რადიუსი ყოველთვის უფრო მცირეა, ხოლო უარყოფითად დამუხტული არა (ანიონის) რადიუსი ყოველთვის აღემატება შესაბამისი ელექტრულად ნეიტრალური ატომის რადიუსს.

ერთ ქვეჯგუფში ერთი და იგივე მუხტის იონების რადიუსი იზრდება ბირთვული მუხტის მატებასთან ერთად.ეს ნიმუში აიხსნება ელექტრონული ფენების რაოდენობის ზრდით და გარე ელექტრონების მზარდი მანძილით ბირთვიდან.

ლითონების ყველაზე დამახასიათებელი ქიმიური თვისებაა მათი ატომების უნარი ადვილად დატოვონ გარე ელექტრონები და გარდაიქმნან დადებითად დამუხტულ იონებად, ხოლო არალითონებს, პირიქით, ახასიათებთ ელექტრონების დამატების უნარი უარყოფითი იონების შესაქმნელად. ატომიდან ელექტრონის მოსაშორებლად და ამ უკანასკნელის დადებით იონად გადაქცევისთვის საჭიროა გარკვეული ენერგიის დახარჯვა, რომელსაც იონიზაციის ენერგია ეწოდება.

იონიზაციის ენერგიის დადგენა შესაძლებელია ელექტრულ ველში აჩქარებული ელექტრონებით ატომების დაბომბვით. ველის ყველაზე დაბალ ძაბვას, რომლის დროსაც ელექტრონის სიჩქარე საკმარისი ხდება ატომების იონიზაციისთვის, ეწოდება მოცემული ელემენტის ატომების იონიზაციის პოტენციალი და გამოიხატება ვოლტებში. საკმარისი ენერგიის დახარჯვით, ატომიდან შეიძლება ამოღებულ იქნეს ორი, სამი ან მეტი ელექტრონი. აქედან გამომდინარე, ისინი საუბრობენ პირველ იონიზაციის პოტენციალზე (ატომიდან პირველი ელექტრონის ამოღების ენერგია) და მეორე იონიზაციის პოტენციალზე (მეორე ელექტრონის მოცილების ენერგია)

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ატომებს შეუძლიათ არა მხოლოდ დონაცია, არამედ ელექტრონების მოპოვებაც. თავისუფალ ატომს ელექტრონის დამატებისას გამოთავისუფლებულ ენერგიას ატომის ელექტრონის აფინურობა ეწოდება. ელექტრონის მიდრეკილება, ისევე როგორც იონიზაციის ენერგია, ჩვეულებრივ გამოიხატება ელექტრონ ვოლტებში. ამგვარად, წყალბადის ატომის ელექტრონთა კავშირი არის 0,75 ევ, ჟანგბადი – 1,47 ევ, ფტორი – 3,52 ევ.

ლითონის ატომების ელექტრონის აფინურობა, როგორც წესი, ახლოს არის ნულთან ან უარყოფითთან; აქედან გამომდინარეობს, რომ მეტალების უმეტესობის ატომებისთვის ელექტრონების დამატება ენერგიულად არახელსაყრელია. არალითონის ატომების ელექტრონებთან კავშირი ყოველთვის დადებითია და რაც უფრო დიდია, მით უფრო ახლოსაა არალითონი პერიოდულ სისტემაში კეთილშობილ გაზთან; ეს მიუთითებს არალითონური თვისებების ზრდაზე პერიოდის დასასრულის მოახლოებასთან ერთად.

ვინც სკოლაში დადიოდა, ახსოვს, რომ ერთ-ერთი სავალდებულო საგანი იყო ქიმია. შეიძლება მოგწონდეს ის, ან შეიძლება არ მოგწონდეს - არ აქვს მნიშვნელობა. და სავარაუდოა, რომ ბევრი ცოდნა ამ დისციპლინაში უკვე დავიწყებულია და არ გამოიყენება ცხოვრებაში. თუმცა, ალბათ ყველას ახსოვს D.I. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების ცხრილი. ბევრისთვის ის დარჩა მრავალფეროვან ცხრილად, სადაც თითოეულ კვადრატში იწერება გარკვეული ასოები, რომლებიც მიუთითებს ქიმიური ელემენტების სახელწოდებაზე. მაგრამ აქ ჩვენ არ ვისაუბრებთ ქიმიაზე, როგორც ასეთზე და აღვწერთ ასობით ქიმიურ რეაქციას და პროცესს, მაგრამ ჩვენ გეტყვით, თუ როგორ გაჩნდა პერიოდული სისტემა თავდაპირველად - ეს ამბავი საინტერესო იქნება ნებისმიერი ადამიანისთვის და მართლაც ყველასთვის, ვინც მშიერია საინტერესო და სასარგებლო ინფორმაციისთვის.

ცოტა ფონი

ჯერ კიდევ 1668 წელს გამოჩენილმა ირლანდიელმა ქიმიკოსმა, ფიზიკოსმა და თეოლოგმა რობერტ ბოილმა გამოაქვეყნა წიგნი, რომელშიც ალქიმიის შესახებ მრავალი მითი იყო უარმყოფელი და სადაც ის განიხილავდა განუყოფელი ქიმიური ელემენტების ძიების აუცილებლობას. მეცნიერმა ასევე მისცა მათი სია, რომელიც შედგებოდა მხოლოდ 15 ელემენტისგან, მაგრამ აღიარა იდეა, რომ შეიძლება მეტი ელემენტი იყოს. ეს გახდა ამოსავალი წერტილი არა მხოლოდ ახალი ელემენტების ძიებაში, არამედ მათ სისტემატიზაციაშიც.

ასი წლის შემდეგ ფრანგმა ქიმიკოსმა ანტუან ლავუაზიემ შეადგინა ახალი სია, რომელშიც უკვე შედიოდა 35 ელემენტი. მათგან 23 მოგვიანებით აღმოჩნდა განუყოფელი. მაგრამ ახალი ელემენტების ძიება მთელ მსოფლიოში მეცნიერებმა განაგრძეს. და ამ პროცესში მთავარი როლი ითამაშა ცნობილმა რუსმა ქიმიკოსმა დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევმა - მან პირველმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ შეიძლება არსებობდეს კავშირი ელემენტების ატომურ მასასა და სისტემაში მათ მდებარეობას შორის.

შრომისმოყვარეობისა და ქიმიური ელემენტების შედარების წყალობით, მენდელეევმა შეძლო აღმოეჩინა კავშირი ელემენტებს შორის, რომლებშიც ისინი შეიძლება იყვნენ ერთი და მათი თვისებები არ არის გარკვეული, არამედ წარმოადგენს პერიოდულად განმეორებად ფენომენს. შედეგად, 1869 წლის თებერვალში მენდელეევმა ჩამოაყალიბა პირველი პერიოდული კანონი და უკვე მარტში მისი მოხსენება "თვისებების კავშირი ელემენტების ატომურ წონასთან" წარუდგინა რუსეთის ქიმიურ საზოგადოებას ქიმიის ისტორიკოსის N.A. Menshutkin-ის მიერ. შემდეგ, იმავე წელს, მენდელეევის პუბლიკაცია გამოქვეყნდა ჟურნალში "Zeitschrift fur Chemie" გერმანიაში, ხოლო 1871 წელს სხვა გერმანულმა ჟურნალმა "Annalen der Chemie" გამოაქვეყნა მეცნიერის ახალი ვრცელი პუბლიკაცია, რომელიც მიეძღვნა მის აღმოჩენას.

პერიოდული ცხრილის შექმნა

1869 წლისთვის მთავარი იდეა უკვე ჩამოყალიბებული იყო მენდელეევის მიერ და საკმაოდ მოკლე დროში, მაგრამ დიდი ხნის განმავლობაში მან ვერ შეძლო მისი ფორმალიზება რაიმე მოწესრიგებულ სისტემაში, რომელიც ნათლად აჩვენებს რა იყო რა. თავის კოლეგასთან A.A. Inostrantsev-თან ერთ-ერთ საუბარში მან ისიც კი თქვა, რომ მას უკვე ყველაფერი ჰქონდა დამუშავებული თავის თავში, მაგრამ მას არ შეეძლო ყველაფერი მაგიდაზე დადო. ამის შემდეგ, მენდელეევის ბიოგრაფების თქმით, მან დაიწყო შრომატევადი მუშაობა თავის მაგიდაზე, რომელიც გაგრძელდა სამი დღე ძილის შესვენების გარეშე. ისინი ცდილობდნენ ელემენტების ცხრილად დალაგების ყველა ხერხს და მუშაობას ასევე ართულებდა ის ფაქტი, რომ იმ დროს მეცნიერებამ ჯერ კიდევ არ იცოდა ყველა ქიმიური ელემენტის შესახებ. მაგრამ, ამის მიუხედავად, ცხრილი მაინც შეიქმნა და ელემენტები სისტემატიზებულია.

მენდელეევის ოცნების ლეგენდა

ბევრს გაუგია ამბავი, რომ D.I. მენდელეევი ოცნებობდა თავის მაგიდაზე. ამ ვერსიას აქტიურად ავრცელებდა მენდელეევის ზემოხსენებული თანამოაზრე ა.ა.ინოსტრანცევი, როგორც სასაცილო ამბავი, რომლითაც იგი ართობდა თავის სტუდენტებს. მან თქვა, რომ დიმიტრი ივანოვიჩი დასაძინებლად წავიდა და სიზმარში ნათლად დაინახა თავისი მაგიდა, რომელშიც ყველა ქიმიური ელემენტი სწორი თანმიმდევრობით იყო მოწყობილი. ამის შემდეგ სტუდენტები ხუმრობდნენ კიდეც, რომ 40°-იანი არაყი აღმოაჩინესო. მაგრამ ძილთან დაკავშირებული სიუჟეტის რეალური წინაპირობები მაინც არსებობდა: როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მენდელეევი მაგიდაზე მუშაობდა ძილისა და დასვენების გარეშე, ინოსტრანცევმა კი ერთხელ დაღლილი და დაღლილი იპოვა. დღისით მენდელეევმა გადაწყვიტა ცოტა ხანი დაესვენა და რამდენიმე ხნის შემდეგ უეცრად გამოფხიზლდა, მაშინვე აიღო ფურცელი და ზედ მზა მაგიდა დახატა. მაგრამ თავად მეცნიერმა უარყო მთელი ეს ამბავი სიზმარით და თქვა: ”მე ამაზე ვფიქრობ, ალბათ ოცი წელია, და თქვენ ფიქრობთ: ვიჯექი და უცებ... მზადაა”. ასე რომ, სიზმრის ლეგენდა შეიძლება ძალიან მიმზიდველი იყოს, მაგრამ მაგიდის შექმნა მხოლოდ შრომისმოყვარეობით იყო შესაძლებელი.

შემდგომი მუშაობა

1869-1871 წლებში მენდელეევმა განავითარა პერიოდულობის იდეები, რომლისკენაც სამეცნიერო საზოგადოება იყო მიდრეკილი. და ამ პროცესის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ეტაპი იყო იმის გაგება, რომ სისტემის ნებისმიერ ელემენტს უნდა ჰქონდეს, დაფუძნებული მისი თვისებების მთლიანობაზე სხვა ელემენტების თვისებებთან შედარებით. ამის საფუძველზე და ასევე მინის წარმომქმნელი ოქსიდების ცვლილებების კვლევის შედეგებზე დაყრდნობით, ქიმიკოსმა შეძლო გარკვეული ელემენტების, მათ შორის ურანის, ინდიუმის, ბერილიუმის და სხვათა ატომური მასების მნიშვნელობების კორექტირება.

მენდელეევს, რა თქმა უნდა, სურდა ცხრილში დარჩენილი ცარიელი უჯრედების სწრაფად შევსება და 1870 წელს მან იწინასწარმეტყველა, რომ მეცნიერებისთვის უცნობ ქიმიურ ელემენტებს მალე აღმოაჩენდნენ, რომელთა ატომური მასები და თვისებები მან შეძლო გამოთვლა. მათგან პირველი იყო გალიუმი (აღმოაჩინეს 1875 წელს), სკანდიუმი (აღმოაჩინეს 1879 წელს) და გერმანიუმი (აღმოაჩინეს 1885 წელს). შემდეგ განაგრძო პროგნოზების განხორციელება და აღმოაჩინეს კიდევ რვა ახალი ელემენტი, მათ შორის: პოლონიუმი (1898), რენიუმი (1925), ტექნეტიუმი (1937), ფრანციუმი (1939) და ასტატინი (1942-1943). სხვათა შორის, 1900 წელს D.I. მენდელეევი და შოტლანდიელი ქიმიკოსი უილიამ რამზი მივიდნენ დასკვნამდე, რომ ცხრილი ასევე უნდა შეიცავდეს ნულოვანი ჯგუფის ელემენტებს - 1962 წლამდე მათ ეძახდნენ ინერტულ აირებს, ხოლო ამის შემდეგ - კეთილშობილ გაზებს.

პერიოდული ცხრილის ორგანიზაცია

მენდელეევის ცხრილის ქიმიური ელემენტები განლაგებულია რიგებად, მათი მასის ზრდის შესაბამისად და რიგების სიგრძე შეირჩევა ისე, რომ მათში არსებულ ელემენტებს ჰქონდეთ მსგავსი თვისებები. მაგალითად, კეთილშობილური აირები, როგორიცაა რადონი, ქსენონი, კრიპტონი, არგონი, ნეონი და ჰელიუმი, ძნელად რეაგირებენ სხვა ელემენტებთან და ასევე აქვთ დაბალი ქიმიური რეაქტიულობა, რის გამოც ისინი მდებარეობს უკიდურეს მარჯვენა სვეტში. ხოლო მარცხენა სვეტის ელემენტები (კალიუმი, ნატრიუმი, ლითიუმი და ა.შ.) კარგად რეაგირებენ სხვა ელემენტებთან და თავად რეაქციები ფეთქებადია. მარტივად რომ ვთქვათ, თითოეულ სვეტში ელემენტებს აქვთ მსგავსი თვისებები, რომლებიც განსხვავდება ერთი სვეტიდან მეორეზე. 92-მდე ყველა ელემენტი ბუნებაში გვხვდება და 93-დან იწყება ხელოვნური ელემენტები, რომელთა შექმნა მხოლოდ ლაბორატორიულ პირობებშია შესაძლებელი.

თავდაპირველ ვერსიაში პერიოდული სისტემა მხოლოდ ბუნებაში არსებული წესრიგის ანარეკლად იყო გაგებული და არ არსებობდა ახსნა, თუ რატომ უნდა იყოს ყველაფერი ასე. მხოლოდ მაშინ, როდესაც გამოჩნდა კვანტური მექანიკა, ცხადი გახდა ცხრილში ელემენტების თანმიმდევრობის ჭეშმარიტი მნიშვნელობა.

გაკვეთილები შემოქმედებით პროცესში

მენდელეევის პერიოდული ცხრილის შექმნის მთელი ისტორიიდან საუბრისას შემოქმედებითი პროცესის რა გაკვეთილების ამოღება შეიძლება, მაგალითად შეგვიძლია მოვიყვანოთ ინგლისელი მკვლევარის იდეები შემოქმედებითი აზროვნების სფეროში გრეჰამ უოლესისა და ფრანგი მეცნიერის ანრი პუანკარეს იდეები. . მოკლედ მივცეთ ისინი.

პუანკარეს (1908) და გრეჰემ უოლასის (1926) კვლევების მიხედვით, შემოქმედებითი აზროვნების ოთხი ძირითადი ეტაპი გამოირჩევა:

• მომზადება– ძირითადი პრობლემის ჩამოყალიბების ეტაპი და მისი გადაჭრის პირველი მცდელობები;
• ინკუბაცია– ეტაპი, რომლის დროსაც ხდება პროცესისგან დროებითი ყურადღების გაფანტვა, მაგრამ პრობლემის გადაჭრის მოძიებაზე მუშაობა მიმდინარეობს ქვეცნობიერ დონეზე;
• ინსაითი– ეტაპი, რომელშიც განლაგებულია ინტუიციური გადაწყვეტა. უფრო მეტიც, ეს გამოსავალი შეიძლება მოიძებნოს ისეთ სიტუაციაში, რომელიც სრულიად არ არის დაკავშირებული პრობლემასთან;
• ექსპერტიზა– გამოსავლის ტესტირებისა და დანერგვის ეტაპი, რომელზედაც ხდება ამ გამოსავლის ტესტირება და მისი შემდგომი განვითარება.

როგორც ვხედავთ, თავისი ცხრილის შექმნის პროცესში მენდელეევი ინტუიციურად მიჰყვებოდა ზუსტად ამ ოთხ ეტაპს. რამდენად ეფექტურია ეს, შეიძლება ვიმსჯელოთ შედეგებით, ე.ი. იმით, რომ ცხრილი შეიქმნა. და იმის გათვალისწინებით, რომ მისი შექმნა იყო უზარმაზარი წინგადადგმული ნაბიჯი არა მხოლოდ ქიმიური მეცნიერებისთვის, არამედ მთელი კაცობრიობისთვის, ზემოაღნიშნული ოთხი ეტაპი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მცირე პროექტების განსახორციელებლად, ასევე გლობალური გეგმების განსახორციელებლად. მთავარია გვახსოვდეს, რომ ვერც ერთი აღმოჩენა, ვერც ერთი პრობლემის გადაწყვეტა ვერ მოიძებნება თავისით, რამდენიც არ უნდა გვინდოდეს მათი ნახვა სიზმარში და რამდენიც არ უნდა გვეძინოს. იმისათვის, რომ რამე გამოვიდეს, არ აქვს მნიშვნელობა ქიმიური ელემენტების ცხრილის შექმნა თუ ახალი მარკეტინგული გეგმის შემუშავება, თქვენ უნდა გქონდეთ გარკვეული ცოდნა და უნარები, ასევე ოსტატურად გამოიყენოთ თქვენი პოტენციალი და იმუშაოთ.

გისურვებთ წარმატებებს თქვენს მცდელობებში და თქვენი გეგმების წარმატებულ განხორციელებაში!