Pasaulio mokslo istorijoje yra atradimų, kuriuos galima drąsiai vadinti revoliuciniais. Jų nėra tiek daug, bet būtent jie išvedė mokslą į naujas ribas, jie parodė iš esmės naują požiūrį į problemų sprendimą, jie turėjo didžiulę ideologinę ir metodologinę reikšmę, atskleidžiančią mokslinį vaizdą. pasaulį giliau ir visapusiškiau. Tai, pavyzdžiui, Charleso Darwino teorija apie rūšių atsiradimą, G. Mendelio paveldimumo dėsniai ir A. Einšteino reliatyvumo teorija. Periodinis D. I. Mendelejevo įstatymas yra vienas iš tokių atradimų.

Pasaulio mokslo ir kultūros istorijoje D. I. Mendelejevo vardas užima vieną garbingiausių vietų tarp didžiausių visų laikų ir tautų minties šviesuolių. Jis buvo ne tik genialus ir įvairiapusis mokslininkas, palikęs savo palikuonims nuodugnius ir originalius fizikos, chemijos, meteorologijos, metrologijos, technologijos, įvairių pramonės ir žemės ūkio šakų, ekonomikos darbus, bet ir puikus mokytojas, žymus visuomenės veikėjas. kurie visą savo gyvenimą paskyrė nenuilstamam darbui savo tėvynės ir mokslo labui ir klestėjimui.

Bet kuris jo darbas, ar tai būtų klasikinis chemijos pagrindų kursas, tirpalų teorijos ar dujų elastingumo tyrimai ir pan., galėtų ne tik padaryti mokslininko vardą žinomą amžininkams, bet ir palikti reikšmingą pėdsaką. mokslo istorijoje. Bet vis tiek pirmas dalykas, apie kurį galvojame kalbėdami apie D.I. Mendelejevą, yra jo atrastas periodiškas dėsnis ir jo sudaryta cheminių elementų lentelė. Nuostabus, pažįstamas iš mūsų dienų mokyklinio vadovėlio periodinės lentelės aiškumas slepia nuo mūsų milžinišką mokslininko darbą, suvokiant viską, kas buvo atrasta prieš jį apie medžiagų transformacijas, darbą, kurį gali atlikti tik genijus, kurio dėka atradimas. pasirodė, kuriai mokslo istorijoje nėra lygių, tapusių ne tik atominio-molekulinio mokslo vainiku, bet ir plačiu visos chemijos faktinės medžiagos, sukauptos per šimtmečius, apibendrinimas. Todėl periodinis įstatymas tapo tvirtu pagrindu visam tolimesniam chemijos ir kitų gamtos mokslų vystymuisi.

Galima sakyti, kad D.I. Mendelejevas pradeda kelią į šį atradimą savo pirmaisiais darbais, pavyzdžiui, „Izomorfizmas ir specifiniai tomai“, kuriuose, tirdamas savybių ir kompozicijos santykį, pirmiausia pradeda analizuoti atskirų elementų savybes, o paskui – natūralias. grupių ir visų klasių junginių, įskaitant paprastas medžiagas. Tačiau arčiausiai šios problemos jis priartėja kurdamas vadovėlį Chemijos pagrindai. Faktas yra tas, kad tarp turimų vadovėlių rusų ir užsienio kalbomis nė vienas jį visiškai netenkino. Po tarptautinio kongreso Karlsrūhėje prireikė chemijos vadovėlio, paremto naujais principais, priimtais daugumos chemikų ir atspindinčio visus naujausius chemijos teorijos ir praktikos pasiekimus. Rengiant antrąją chemijos pagrindų dalį buvo padarytas atradimas, kuriam mokslo istorijoje nebuvo lygių. Per ateinančius dvejus metus D.I. Mendelejevas buvo užsiėmęs svarbiais teoriniais ir eksperimentiniais tyrimais, susijusiais su daugeliu klausimų, kurie kilo dėl šio atradimo. Šio darbo rezultatas buvo straipsnis Periodinis cheminių elementų įstatymas, paskelbtas 1871 m. chemijos ir farmacijos metraštyje. Jame buvo išplėtoti ir nuosekliai pateikti visi jo atrasti teisės aspektai bei svarbiausi jos pritaikymai, t.y. D.I. Mendelejevas nurodė kryptingų paieškų kelią ateities chemijoje. Po D.I. Mendelejevo chemikai žinojo, kur ir kaip ieškoti nežinomybės. Daugelis žymių mokslininkų, remdamiesi periodiniu dėsniu, numatė ir aprašė nežinomus cheminius elementus ir jų savybes. Viskas buvo prognozuota, nauji nežinomi elementai ir jų savybės bei jų junginių savybės, jų elgesio gamtoje dėsniai – viskas buvo rasta, viskas patvirtinta. Mokslo istorija nežino kito tokio triumfo. Buvo atrastas naujas gamtos dėsnis. Vietoj išsibarsčiusių, nesusijusių substancijų mokslas susidūrė su viena, darnia sistema, sujungusia visus Visatos elementus į vieną visumą.

Tačiau D. I. Mendelejevo paliktas mokslinis palikimas buvo susijęs ne tik su kažko naujo atradimu. Jis iškėlė dar ambicingesnę užduotį mokslui: paaiškinti tarpusavio ryšį tarp visų elementų, tarp jų fizikinių ir cheminių savybių. Po periodinio dėsnio atradimo paaiškėjo, kad visų elementų atomai yra pastatyti pagal vieną planą, kad jų struktūra gali būti tik tokia, kuri lemia jų cheminių savybių periodiškumą. D.I. Mendelejevo dėsnis turėjo didžiulę ir lemiamą įtaką žinių apie atomo sandarą ir medžiagų prigimtį raidai. Savo ruožtu atominės fizikos sėkmė, naujų tyrimo metodų atsiradimas ir kvantinės mechanikos raida išplėtė ir pagilino periodinio dėsnio esmę ir išlaikė savo aktualumą šiandien.

Norėčiau pacituoti D.I. Mendelejevo žodžius, kuriuos jis užsirašė savo dienoraštyje 1905 m. liepos 10 d.: Matyt, periodinis įstatymas į ateitį žiūri ne su sunaikinimu, o tik žada antstatus ir plėtrą (Ju. Solovjovas. Chemija).

Chemija, kaip joks kitas mokslas, per pastaruosius šimtmečius įgavo svorio ir reikšmės. Praktinis tyrimų išvadų pritaikymas labai paveikė žmonių gyvenimus. Su tuo šiandien susijęs domėjimasis chemijos istorija, taip pat didžiųjų chemikų gyvenimu ir darbais, tarp kurių, be perdėto, yra Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas. Jis yra tikro mokslininko, pasiekusio reikšmingos sėkmės bet kuriame versle, kurio imasi, pavyzdys. Negalima nežadinti pagarbos tokiems žymaus rusų mokslininko charakterio bruožams kaip mokslinio mąstymo nepriklausomybė, pasitikėjimas tik eksperimentinių tyrimų rezultatais, drąsa daryti išvadas net tada, kai jos prieštarauja visuotinai priimtoms idėjoms. Tačiau negalima nesutikti, kad periodinis įstatymas ir sudaryta elementų sistema yra reikšmingiausias jo darbas. Ši tema mane sudomino, nes šios srities tyrimai vis dar labai aktualūs. Tai galima spręsti iš neseniai Rusijos ir Amerikos mokslininkų atrasto 118-ojo D. I. Mendelejevo periodinės lentelės elemento. Šis mokslinis įvykis dar kartą pabrėžia, kad, nepaisant daugiau nei šimtmečio istorijos, periodinė teisė išlieka mokslinių tyrimų pagrindu. Šiuo darbu siekiama ne tik pakalbėti apie šio didžiojo dėsnio atradimą, apie tą tikrai titanišką darbą, kuris buvo prieš šį įvykį, bet ir bandymas suprasti prielaidas, išanalizuoti esamą situaciją klasifikuojant ir sisteminant cheminius elementus iki 1869 m. . ir, be to, palieskite naujausią periodiškumo doktrinos istoriją.

Periodinio dėsnio atradimo prielaidos

Bet koks atradimas moksle, žinoma, niekada nebūna staigus ir neatsiranda iš niekur. Tai sudėtingas ir ilgas procesas, prie kurio prisideda daugybė nuostabių mokslininkų. Panaši situacija susidarė ir su periodiniu įstatymu. O norint aiškiau įsivaizduoti prielaidas, sudariusias būtinas sąlygas periodiniam dėsniui atrasti ir pagrįsti, iki XIX amžiaus vidurio turėtume apsvarstyti pagrindines chemijos mokslo tyrimų kryptis (priedo 1 lentelė). .

Reikia pasakyti, kad per pirmuosius XIX a. Sparti pažanga buvo plėtojant chemiją. Pačioje amžiaus pradžioje atsiradęs cheminis atomizmas buvo galingas stimulas plėtoti teorines problemas ir plėtoti eksperimentinius tyrimus, dėl kurių buvo atrasti pagrindiniai cheminiai dėsniai (daugybinių santykių dėsnis ir pastovių proporcijų dėsnis). reaguojančių dujų tūrio dėsnis, Dulongo ir Petito dėsnis, izomorfizmo taisyklė ir kiti). Eksperimentiniai tyrimai, daugiausia cheminio-analitinio pobūdžio, susiję su elementų atominių svorių nustatymu, naujų elementų atradimu ir įvairių cheminių junginių sudėties tyrimais, taip pat sulaukė reikšmingos plėtros. Tačiau sunkumų kilo nustatant atominį svorį, daugiausia dėl to, kad tikslios paprasčiausių junginių (oksidų) formulės, pagal kurias mokslininkai apskaičiavo atominius svorius, liko nežinomos. Tuo tarpu kai kurie jau atrasti dėsningumai, galintys būti svarbūs kriterijai nustatant tikslias atominių svorių vertes, buvo naudojami itin retai (Gay-Lussac tūrinis dėsnis, Avogadro dėsnis). Dauguma chemikų juos laikė atsitiktiniais, be griežto faktinio pagrindo. Šis nepasitikėjimas atominių svorių apibrėžimų teisingumu paskatino daugybės atominių svorių ir ekvivalentų sistemų atsiradimą ir netgi sukėlė abejonių dėl būtinybės priimti pačią atominio svorio sampratą chemijoje. Dėl tokios painiavos XIX amžiaus viduryje buvo vaizduojami net gana paprasti ryšiai. daug formulių, pavyzdžiui, vanduo vienu metu buvo vaizduojamas keturiomis formulėmis, acto rūgštis - devyniolika ir kt. Tačiau tuo pačiu metu daugelis chemikų ir toliau ieškojo naujų atominių svorių nustatymo metodų, taip pat naujų kriterijų, kurie bent netiesiogiai patvirtintų verčių, gautų analizuojant oksidus, teisingumą. Gerardo pasiūlytos atomo, molekulės ir ekvivalento sąvokos jau egzistavo, tačiau jas daugiausia naudojo jauni chemikai. Įtakingi vyresnių kartų chemikai laikėsi idėjų, kurios Berzelio, Liebigo ir Dumas dėka į mokslą atėjo XX–30-aisiais. Susidarė situacija, kai chemikai nustojo vienas kito suprasti. Esant tokiai sudėtingai situacijai, kilo mintis suburti žymiausius mokslininkus iš įvairių šalių, kad būtų sutarta dėl idėjų vienybės pačiais bendriausiais chemijos klausimais, ypač dėl pagrindinių cheminių sąvokų. Šis tarptautinis kongresas įvyko 1860 m. Karlsrūhėje. Tarp septynių Rusijos chemikų jame dalyvavo ir D.I. Pagrindinis kongreso tikslas – suvienyti pamatines chemijos sąvokas – atomas, molekulė, ekvivalentas – buvo pasiektas. Kongreso dalyviams, tarp jų ir D.I.Mendelejevui, ypač didelį įspūdį paliko S.Canizzaro kalba, nubrėžusi atominės-molekulinės teorijos pagrindus. Vėliau D. I. Mendelejevas ne kartą pažymėjo didžiulę Karlsrūhės kongreso svarbą chemijos pažangai apskritai, o ypač periodinio cheminių elementų dėsnio idėjos atsiradimui, o S. Cannizzaro laikė savo pirmtaku, nes jo nustatytos atominės masės suteikė reikiamą atramos tašką.

Pirmieji bandymai susisteminti tuo metu žinomus elementus buvo atlikti 1789 m. A. Lavoisier savo chemijos vadovėlyje. Jo paprastų kietųjų medžiagų lentelėje buvo 35 paprastos medžiagos. O kai buvo atrastas periodinis įstatymas, jų buvo jau 63 Reikia pasakyti, kad XIX a. mokslininkai pasiūlė įvairias savo savybėmis panašių elementų klasifikacijas. Tačiau bandymai nustatyti savybių pokyčių modelius, priklausančius nuo atominės masės, buvo atsitiktinio pobūdžio ir dažniausiai apsiribojo atskirų faktų, susijusių su teisingų atominių svorių skaitinių verčių tarp atskirų elementų grupėse, konstatavimu. panašių elementų. Pavyzdžiui, vokiečių chemikas I. Döbereineris 1816 - 1829 m. lyginant kai kurių chemiškai panašių elementų atominius svorius, pastebėjau, kad daugeliui gamtoje plačiai paplitusių elementų šie skaičiai yra gana artimi, o tokių elementų kaip Fe, Co, Ni, Cr, Mn – praktiškai vienodi. Be to, jis pažymėjo, kad santykinis SrO atominis svoris yra apytikslis CaO ir BaO atominių svorių aritmetinis vidurkis. Tuo remdamasis Döbereineris pasiūlė triadų dėsnį, kuris teigia, kad panašių cheminių savybių elementus galima sujungti į trijų elementų grupes (triadas), pavyzdžiui, Cl, Br, J arba Ca, Sr, Ba. Šiuo atveju triados vidurinio elemento atominis svoris yra artimas pusei išorinių elementų atominių svorių sumos.

Kartu su Döbereiner L. Gmelinas sprendė panašią problemą. Taigi savo garsiajame žinyne „Handbuch der anorganischen Chemie“ jis pateikė chemiškai panašių elementų lentelę, suskirstytų į grupes tam tikra tvarka. Tačiau jo lentelės konstravimo principas buvo kiek kitoks (2 priedo lentelė). Lentelės viršuje, už elementų grupių ribų, išsidėstė trys pagrindiniai elementai - O, N, H. Po jais buvo triados, tetrados ir pentados, o po deguonimi – metaloidų grupės (pagal Berzelius), t.y. elektronneigiami elementai, po vandeniliu – metalai. Elementų grupių elektroteigiamos ir elektronneigiamos savybės mažėja iš viršaus į apačią. 1853 metais Gmelino lentelę išplėtė ir patobulino I.G. Gledstonas, įtraukdamas retųjų žemių ir naujai atrastus elementus (Be, Er, Y, Di ir kt.). Vėliau nemažai mokslininkų tyrinėjo triadų dėsnį, pavyzdžiui, E. Lenssenas. 1857 metais jis sudarė 20 triadų lentelę ir pasiūlė atominių svorių skaičiavimo metodą, pagrįstą trimis triadomis, arba enneadomis (devyniomis). Jis buvo taip įsitikinęs absoliučiu dėsnio tikslumu, kad net bandė apskaičiuoti vis dar nežinomus kai kurių retųjų žemių elementų atominius svorius.

Tolesni bandymai nustatyti ryšį tarp fizinių ir cheminių elementų savybių taip pat buvo susiję su atominių svorių skaitinių verčių palyginimu. Taigi M.I. Pettenkoferis 1850 m pastebėjo, kad kai kurių elementų atominės masės skiriasi kartotiniu 8. Tokių palyginimų priežastis buvo homologinių organinių junginių serijų atradimas. Būtent bandydamas nustatyti, ar egzistuoja panašios elementų serijos, M. Pettenkoferis, atlikęs skaičiavimus, nustatė, kad kai kurių elementų atominių svorių skirtumas buvo 8, kartais 5 ar 18. 1851 m. panašius svarstymus apie teisingų skaitinių ryšių egzistavimą tarp elementų atominių svorių verčių išreiškė J.B. Dumas.

XIX amžiaus 60-aisiais. pasirodė kiek kitokio pobūdžio elementų atominių ir ekvivalentinių svorių bei cheminių savybių palyginimai. Kartu su elementų savybių palyginimu grupėse, pačios elementų grupės pradėtos lyginti tarpusavyje. Tokie bandymai paskatino sukurti daugybę lentelių ir grafikų, kuriuose buvo sujungti visi arba dauguma žinomų elementų. Pirmosios lentelės autorius V. Odlingas. Jis suskirstė 57 elementus (galutiniame variante) į 17 grupių – monadų, diadų, triadų, tetradų ir pentadų, neįtraukdamas daugybės elementų. Šios lentelės prasmė buvo gana paprasta ir neatspindėjo nieko iš esmės naujo. Po kelerių metų, tiksliau 1862 m., prancūzų chemikas B. de Chancourtois bandė geometrine forma išreikšti ryšius tarp elementų atominių svorių (priedo 3 lentelė). Jis visus elementus išdėstė didėjančia jų atominio svorio tvarka ant cilindro šoninio paviršiaus išilgai spiralės linijos, einančios 45° kampu. Šoninis cilindro paviršius buvo padalintas į 16 dalių (deguonies atominė masė). Elementų atominiai svoriai brėžiami kreivėje atitinkamoje skalėje (vandenilio atominė masė laikoma vienetu). Jei atlenksite cilindrą, tada ant paviršiaus (plokštumos) gausite lygiagrečių vienas kitam lygiagrečių eilę tiesių segmentų. Pirmajame segmente nuo viršaus yra taškai elementams, kurių atominis svoris yra nuo 1 iki 16, antrame - nuo 16 iki 32, trečiame - nuo 32 iki 48 ir kt. L.A.Chugajevas veikale Periodinė cheminių elementų sistema pažymėjo, kad de Chancourtois sistemoje aiškiai pasireiškia periodinė savybių kaita... Akivaizdu, kad šioje sistemoje jau yra periodinio dėsnio užuomazga. Tačiau Chancourtois sistema suteikia daug galimybių savivalei. Viena vertus, tarp analogiškų elementų dažnai yra visiškai svetimų elementų. Taigi, už deguonies ir sieros, tarp S ir Te patenka titanas; Mn yra tarp Li, Na ir K analogų; geležis dedama ant tos pačios generatoriaus kaip Ca ir kt. Kita vertus, ta pati sistema anglims suteikia dvi vietas: viena C, kurios atominė masė 12, kita atitinka 44 atominę masę (N. Figurovskis. Esė apie bendrąją chemijos istoriją). Taigi, nustatęs kai kuriuos ryšius tarp elementų atominių svorių, Chancourtois negalėjo prieiti prie akivaizdaus apibendrinimo – periodinio dėsnio nustatymo.

Beveik kartu su de Chancartois spirale atsirado J. A. R. Newlands lentelių sistema, kurią jis pavadino oktavų dėsniu ir turi daug bendro su Odlingo lentelėmis (priedo 4 lentelė). Jame esantys 62 elementai yra išdėstyti didėjančia lygiaverčių svorių tvarka į 8 stulpelius ir 7 grupes, išdėstytas horizontaliai. Būdinga tai, kad elementų simboliai turi skaičius, o ne atominius svorius. Iš viso jų yra 56 Kai kuriais atvejais yra du elementai. Newlandsas pabrėžė, kad chemiškai panašių elementų skaičiai vienas nuo kito skiriasi skaičiumi 7 (arba 7 kartotiniu), pavyzdžiui, elementas, kurio eilės numeris 9 (natris), atkartoja 2 elemento (ličio) savybes ir pan. Kitaip tariant, stebimas tas pats vaizdas kaip ir muzikinėje skalėje – aštunta nata kartoja pirmąją. Taigi lentelės pavadinimas. Newlandso oktavų dėsnis ne kartą buvo analizuojamas ir kritikuojamas įvairiais požiūriais. Elementų savybių kitimo periodiškumas matomas tik paslėptoje formoje, o tai, kad lentelėje nepaliekama nė vienos laisvos vietos elementams, kurie dar neatrasti, daro šią lentelę tik formaliu elementų palyginimu ir atima tai gamtos dėsnį išreiškiančios sistemos prasmės. Nors, kaip pažymi L. A. Chugajevas, jei Newlandsas, sudarydamas savo lentelę, vietoj atitikmenų būtų naudojęs naujausias atominių svorių vertes, kurias neseniai nustatė Gerardas ir Cannizzaro, jis būtų galėjęs išvengti daugybės prieštaravimų.

Tarp kitų tyrinėtojų, kurie XIX amžiaus šeštajame dešimtmetyje užsiėmė elementų atominių svorių palyginimu atsižvelgiant į įvairias jų savybes, galima paminėti vokiečių chemiką L. Meyerį. 1864 metais jis išleido knygą Šiuolaikinės chemijos teorijos ir jų reikšmė cheminei statikai, kurioje yra 44 elementų lentelė (tuo metu buvo žinomos 63), išdėstytos šešiais stulpeliais pagal jų vandenilio valentiškumą. Iš šios lentelės aišku, kad Meyeris visų pirma siekė nustatyti atominių svorių verčių skirtumų teisingumą panašių elementų grupėse. Tačiau jis toli gražu nepastebėjo reikšmingiausio elementų vidinio ryšio bruožo – jų savybių periodiškumo. Net 1870 m., pasirodžius keletui D. I. Mendelejevo pranešimų apie periodinį dėsnį, Meyeris, paskelbęs periodinių atomų tūrių pokyčių kreivę, negalėjo įžvelgti šioje kreivėje, kuri buvo viena iš periodinio įstatymo išraiškų. pagrindinis įstatymo bruožas. Tuo tarpu, praėjus keliems mėnesiams po pirmųjų D. I. Mendelejevo pranešimų apie jo atrastą periodinį dėsnį, L. Meyeris pareiškė pretenziją dėl šio atradimo prioriteto ir eilę metų atkakliai reiškė pretenzijas šiuo klausimu.

Apskritai, tai yra pagrindiniai bandymai užmegzti vidinį ryšį tarp elementų, atlikti prieš pasirodant pirmiesiems D. I. Mendelejevo pranešimams apie periodinį įstatymą.

D.I. Mendelejevas beveik neužsimena, kaip šis atradimas buvo padarytas nei savo straipsniuose apie periodinį įstatymą, nei savo autobiografiniuose užrašuose. Bet kai vieną dieną, praėjus maždaug trisdešimčiai metų po periodinio įstatymo atradimo, vienas žurnalistas jo paklausė: kaip jūs sugalvojote periodinę sistemą?, D.I. Mendelejevas atsakė: Aš galvoju apie tai gal dvidešimt metų (N Figurovskis D. I. Mendelejevas.1834 – 1907). Iš tiesų galima teigti, kad visa jo ankstesnė mokslinė veikla paskatino D.I. Mendelejevo periodinio įstatymo atradimą. Pradžia buvo padaryta jau pirmuosiuose jo darbuose, skirtuose izomorfizmui ir specifiniams tomams. Pirmieji elementai, kurie tarp kitų išsiskyrė savo individualumu, į kuriuos atkreipė dėmesį D.I., buvo silicis ir anglis. Svarbiausių dvinarių anglies ir silicio junginių bendrosios formulės buvo identiškos, tačiau tiriant jų junginių savybių priklausomybę nuo sudėties, išryškėjo šie skirtumai: sudėtyje - tam tikri junginiai būdingi anglies, o neapibrėžti. yra būdingi siliciui; junginių struktūroje - stabilių radikalų ir homograndžių, taip pat nesočiųjų arba nesočiųjų junginių buvimas anglies ir heterograndžių silicyje. Tai lėmė reikšmingus daugumos šių dviejų elementų junginių savybių skirtumus. Mokslininkas domėjosi, kokie kiti elementai, be silicio, gali sudaryti nepatikslintus junginius. Paaiškėjo, kad jie visų pirma yra boras ir fosforas. Kalbėdamas apie skirtingų elementų gebėjimą sudaryti druskas ir pabrėždamas daugelio junginių sudėties neapibrėžtumą, D. I. Mendelejevas 1864 m. pažymėjo: Neaiškūs junginiai yra junginiai pagal panašumą (tirpalus, lydinius, izomorfinius mišinius sudaro daugiausia panašūs kūnai), ir tiesa. cheminiai junginiai yra junginiai pagal skirtumą – tolimų savybių turinčių kūnų deriniai (M. Mladencevas. D. I. Mendelejevas. Jo gyvenimas ir kūryba).

Remdamasis junginių kristalinių formų ir jų santykio su kompozicija tyrimu, D. I. Mendelejevas padarė išvadą, kad tam tikro junginio individualus (sudėtis) gali būti pavaldus bendrajam (ta pati kristalinė forma, būdinga keliems junginiams). Iš tiesų kristalinių formų tipų skaičius yra žymiai mažesnis nei galimų cheminių junginių skaičius. Tyrinėdamas izomorfizmo reiškinį, D.I. Mendelejevas padarė kitą išvadą apie individo ir bendrojo ryšį: kai kurie dviejų skirtingų elementų junginiai pasirodė esą izomorfiniai. Tačiau šis izomorfizmas pasireiškė ne visoms lyginamų junginių oksidacijos stadijoms, o tik kai kuriems. Be to, pastebėta, kad izomorfinių mišinių susidarymas galimas ir tuo atveju, kai vienos iš medžiagų koncentracija yra pastebimai mažesnė už kitos. D.I. Mendelejevas taip pat atkreipė dėmesį į polimero izomorfizmo egzistavimą ir į serijas K2O, Na2O, MgO, FeO, Fe2O3, Al2O3, SiO2, kur oksidai klasifikuojami pagal rūgštinių savybių stiprinimo laipsnį. Šią poziciją jis papildė tokiu komentaru: Keičiant grupėmis, kraštuose esančių kūnų suma pakeičiama tarp jų esančių kūnų suma.

Šių klausimų svarstymas paskatino D.I. Mendelejevą ieškoti ryšių tarp junginių klasių ar jų eilučių, turinčių bendrąsias formules. Skirtumo tarp jų priežastį jis matė elementų prigimtyje.

Atlikdamas savo tyrimą, D. I. Mendelejevas padarė išvadą, kad įvairių elementų savybių ryšiai apibūdinami bendrosios (vienkartinės), specifinės (specialios) ir individualios (vienkartinės) kategorijomis. Bendrosios savybės yra savybės, kurios pirmiausia yra susijusios su elemento samprata ir yra atskiros specifinės viso atomo charakteristikos. D.I. Mendelejevas tokias savybes pavadino pagrindinėmis, o pirmąja iš jų laikė elemento atominį svorį (atominę masę). Kalbant apie junginių savybes, jas galima apibendrinti tam tikrame junginių rinkinyje, o kaip pagrindu gali būti naudojami įvairūs kriterijai. Tokios savybės vadinamos specifinėmis (ypatingomis), pavyzdžiui, paprastų medžiagų metalinėmis ir nemetalinėmis savybėmis, junginių rūgštinėmis-šarmų savybėmis ir kt. Individualiai suprantame tas unikalias savybes, kurios išskiria du analogiškus elementus arba du tos pačios klasės junginius, pavyzdžiui, skirtingą magnio ir kalcio sulfatų tirpumą ir kt. Būtinų duomenų apie vidinę molekulių ir atomų struktūrą trūkumas privertė D.I. Mendelejevą savo darbe Specifiniai tūriai apsvarstyti tokias savybes kaip atominiai ir molekuliniai tūriai. Šios savybės buvo apskaičiuotos iš bendrųjų (atominės ir molekulinės masės) ir specifinių junginių savybių (paprastos ar sudėtingos medžiagos tankio). Analizuodamas tokių savybių pokyčių pobūdį, D. I. Mendelejevas pabrėžė, kad elementų serijos specifinio svorio ir atomų tūrių pokyčių modelius pažeidžia tie elementų fizinės ir cheminės prigimties pokyčiai, kurie yra susiję su atomų skaičiumi. įtraukta į molekulę, ir atomų kokybė arba cheminių jungčių forma. Taigi, nors tokios savybės buvo siejamos su bendromis savybėmis, jos neišvengiamai pasirodė esančios tarp specifinių – atspindėjo objektyvius elementų prigimties skirtumus. Ši trijų tipų savybių idėja, jų tarpusavio ryšys ir bendro pobūdžio modelių bei individualių pasireiškimų paieškos būdai vėliau sudarė periodiškumo doktrinos pagrindą.

Taigi, apibendrinant visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galima teigti, kad iki XIX amžiaus vidurio sukauptos medžiagos sisteminimo klausimas buvo vienas pagrindinių chemijos, kaip ir bet kurio kito mokslo, uždavinių. Paprastos ir sudėtingos medžiagos buvo tiriamos pagal tuo metu moksle priimtas klasifikacijas: pirma, pagal fizikines savybes, antra, pagal chemines savybes. Anksčiau ar vėliau reikėjo pabandyti susieti abi klasifikacijas. Daugelis tokių bandymų buvo padaryti dar prieš D. I. Mendelejevą. Tačiau mokslininkai, kurie bandė atrasti bet kokius skaitinius modelius, lygindami elementų atominį svorį, ignoravo chemines savybes ir kitus elementų ryšius. Dėl to jie ne tik nesugebėjo priimti periodinio įstatymo, bet net nesugebėjo pašalinti palyginimų neatitikimų. Iš tiesų, išvardyti Odlingo, Newlandso, Chancourtois, Meyer ir kitų autorių bandymai yra tik hipotetinės schemos, turinčios tik užuominą apie vidinių elementų savybių buvimą, neturinčios mokslinės teorijos požymių ir ypač dėsnio. gamta. Visų šių konstrukcijų trūkumai kėlė abejonių dėl universalaus elementų ryšio egzistavimo idėjos teisingumo net ir tarp pačių autorių. Tačiau D.I. Mendelejevas „Chemijos pagrinduose“ pažymi, kad kai kurios periodinio įstatymo užuomazgos matomos de Chancourtois ir Newlands konstrukcijose. D. I. Mendelejevui teko užduotis sukurti elementų klasifikaciją, pagrįstą visa informacija apie junginių sudėtį, savybes ir kartais struktūrą. Savybių ir sudėties santykio tyrimas privertė jį pirmiausia išanalizuoti atskirų elementų savybes (pasireiškia tiriant izomorfizmą, specifinius tūrius ir anglies bei silicio savybių palyginimą), o vėliau – natūralias grupes (atomines mases ir chemines medžiagas). savybės) ir visų klasių junginiai (fizinių ir cheminių savybių visuma), įskaitant paprastas medžiagas. O impulsas tokio pobūdžio paieškoms buvo Dumas darbas. Taigi galime pagrįstai teigti, kad D.I. Mendelejevas neturėjo bendraautorių, o tik pirmtakus. Ir skirtingai nei jo pirmtakai, D.I. Mendelejevas neieškojo konkrečių įstatymų, o siekė išspręsti bendrą esminio pobūdžio problemą. Tuo pačiu metu, skirtingai nei jo pirmtakai, jis veikė su patikrintais kiekybiniais duomenimis ir asmeniškai eksperimentiškai išbandė abejotinas elementų savybes.

Periodinio dėsnio atradimas

Periodinio cheminių elementų dėsnio atradimas nėra įprastas reiškinys mokslo istorijoje, bet, ko gero, išskirtinis. Todėl natūralu, kad susidomėjimą kelia tiek pati cheminių elementų savybių periodiškumo idėjos atsiradimas, tiek kūrybinis šios idėjos vystymo procesas, jos įkūnijimas į visapusį gamtos dėsnį. Šiuo metu, remiantis paties D. I. Mendelejevo įrodymais, taip pat paskelbta medžiaga ir dokumentais, galima pakankamai patikimai ir išsamiai atkurti pagrindinius D. I. kūrybinės veiklos etapus, susijusius su elementų sistemos kūrimu.

1867 metais Dmitrijus Ivanovičius buvo paskirtas Sankt Peterburgo universiteto chemijos profesoriumi. Taip užėmęs sostinės universiteto chemijos katedrą, t.y. Iš esmės tapęs universitetų chemikų lyderiu Rusijoje, Mendelejevas ėmėsi visų jam priklausančių priemonių, kad reikšmingai pagerintų chemijos dėstymą Sankt Peterburgo ir kituose Rusijos universitetuose. Svarbiausia ir neatidėliotina užduotis, iškilusi prieš Dmitrijų Ivanovičių šia kryptimi, buvo chemijos vadovėlio, atspindinčio svarbiausius to meto chemijos pasiekimus, sukūrimas. Ir G. I. Hesso vadovėlis, ir įvairūs studentų naudojami verstiniai leidiniai buvo labai pasenę ir, žinoma, negalėjo patenkinti D. I. Štai kodėl jis nusprendė parašyti visiškai naują kursą, sudarytą pagal jo paties planą. Kursas vadinosi Chemijos pagrindai. Iki 1869 metų pradžios baigėsi darbas su antruoju pirmosios vadovėlio dalies leidimu, skirtu anglies ir halogenų chemijai, ir Dmitrijus Ivanovičius ketino nedelsdamas tęsti darbą prie antrosios dalies. Mąstydamas apie antrosios dalies planą, D. I. Mendelejevas atkreipė dėmesį į tai, kad medžiagos apie elementus ir jų junginius išdėstymo tvarka esamuose chemijos vadovėliuose yra iš esmės atsitiktinė ir neatspindi ryšių ne tik tarp chemiškai nepanašių elementų grupių. bet net tarp atskirų panašių elementų. Apmąstydamas klausimą dėl chemiškai nepanašių elementų grupių svarstymo sekos, jis priėjo prie išvados, kad turi būti koks nors moksliškai pagrįstas principas, kuriuo remiantis turėtų būti sudarytas antrosios kurso dalies planas. Ieškodamas tokio principo, D.I. Mendelejevas nusprendė palyginti chemiškai panašių elementų grupes, kad atrastų norimą modelį. Po kelių nesėkmingų bandymų jis ant kortelių surašė tuo metu žinomų elementų simbolius ir šalia jų surašė pagrindines fizines ir chemines jų savybes. Sujungęs šių kortelių pasiskirstymą, D. I. Mendelejevas atrado, kad jei visi žinomi elementai yra išdėstyti didėjančia jų atominių masių tvarka, tada galima identifikuoti chemiškai panašių elementų grupes, padalijus visas serijas į periodus ir padėjus jas vieną po kitos. , nekeičiant elementų tvarkos . Taigi 1869 metų kovo 1 d Pirmoji lentelė, elementų sistema, buvo sudaryta iš pradžių fragmentiškai, o paskui visiškai. Taip vėliau apie tai kalbėjo pats D.I. Manęs ne kartą klausė: kuo remdamasis, kokia mintimi remdamasis radau ir apgyniau periodinį įstatymą? Čia pateiksiu įmanomą atsakymą. ... Paskyręs savo jėgas materijos tyrinėjimui, matau joje du tokius ženklus arba savybes: masę, užimančią erdvę ir pasireiškiančią trauka, o aiškiausiai arba realiausiai – svoriu, ir individualumą, išreikštą cheminiais virsmais, ir aiškiausiai suformuluotas idėjose apie cheminius elementus. Mąstant apie materiją, be bet kokios materialių atomų idėjos, man neįmanoma išvengti dviejų klausimų: kiek ir kokios medžiagos duodama, kurią atitinka masės ir chemijos sąvokos. Mokslo istorija, liečianti materiją, t.y. chemija, norom nenorom, veda prie reikalavimo pripažinti ne tik materijos masės, bet ir cheminių elementų amžinybę. Todėl nevalingai kyla mintis, kad tarp masės ir elementų cheminių savybių turi būti ryšys, o kadangi medžiagos masė, nors ir ne absoliuti, o tik santykinė, galiausiai išreiškiama atomų pavidalu, tai būtina ieškoti funkcinės atitikties tarp atskirų elementų savybių ir jų atominių svorių. Ko nors ieškoti... nėra kito kelio, kaip ieškoti ir bandyti. Taigi aš pradėjau atrinkti, rašydamas ant atskirų kortelių elementus su jų atominiu svoriu ir pagrindinėmis savybėmis, panašius elementus ir panašius atominius svorius, kas greitai privedė prie išvados, kad elementų savybės periodiškai priklauso nuo jų atominio svorio, ir abejodamas daugeliu neaiškumų. , nė minutei neabejojau padarytos išvados bendrumu, nes nebuvo įmanoma leisti atsitiktinumo (N. Figurovskis. Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas).

Mokslininkas gautą lentelę pavadino „Elementų sistemos patirtis“, pagrįstą jų atominiu svoriu ir cheminiu panašumu. Jis iš karto pamatė, kad ši lentelė ne tik sudaro pagrindą antrosios chemijos pagrindų kurso dalies loginiam planui, bet visų pirma išreiškia svarbiausią gamtos dėsnį. Po kelių dienų atspausdinta lentelė (su rusiškais ir prancūziškais pavadinimais) buvo išsiųsta daugeliui žymių Rusijos ir užsienio chemikų. D.I. Mendelejevas pateikia pagrindines savo atradimo nuostatas, argumentus jo padarytoms išvadoms ir apibendrinimus straipsnyje „Savybių koreliacija su elementų atominiu svoriu“. Šis darbas pradedamas elementų klasifikavimo principų aptarimu. Mokslininkas pateikia istorinę XIX amžiaus klasifikavimo bandymų apžvalgą ir daro išvadą, kad šiuo metu nėra vieno bendro principo, kuris galėtų atlaikyti kritiką, kuris galėtų padėti spręsti apie santykines elementų savybes ir leisti. juos suskirstyti į daugiau ar mažiau griežtą sistemą. Tik dėl kai kurių elementų grupių nekyla abejonių, kad jos sudaro vieną visumą, yra natūrali panašių materijos apraiškų serija (M. Mladencevas. D. I. Mendelejevas. Jo gyvenimas ir kūryba). Be to, priežastis, paskatinusias jį tyrinėti elementų ryšius, Dmitrijus Ivanovičius aiškina tuo, kad, ėmęsis sudaryti chemijos vadovą, vadinamą chemijos pagrindais, jis turėjo apsispręsti ties kokia nors paprastų kūnų sistema. paskirstymą jis vadovautųsi ne atsitiktiniais, tarsi instinktyviais motyvais, o kažkokiu apibrėžtu pradu. Tai tiksli pradžia, t.y. elementų sistemos principas, remiantis D. I. Mendelejevo išvada, turėtų būti pagrįstas elementų atominių svorių verte. Tada palygindamas elementus su mažiausiu atominiu svoriu, Mendelejevas sukuria pirmąjį pagrindinį periodinės sistemos fragmentą (8 priedo lentelė). Jis teigia, kad elementų su dideliu atominiu svoriu stebimi panašūs santykiai. Šis faktas leidžia suformuluoti svarbiausią išvadą, kad atominės masės dydis lemia elemento prigimtį tiek pat, kiek dalelės svoris lemia sudėtingo kūno savybes ir daugybę reakcijų. Aptaręs klausimą apie galimą santykinį visų žinomų elementų išdėstymą, D. I. Mendelejevas pateikia savo lentelę „Elementų sistemos patirtis“. Straipsnis baigiamas trumpomis išvadomis, tapusiomis pagrindinėmis periodinio dėsnio nuostatomis: Elementai, išdėstyti pagal jų atominės masės dydį, parodo aiškų savybių periodiškumą... Elementų ar grupių palyginimas pagal atominės masės dydį atitinka jų vadinamąjį atomiškumą ir tam tikru mastu cheminių savybių skirtumą... Reikėtų tikėtis daugiau atradimų daug nežinomų paprastų kūnų, pavyzdžiui, elementų, panašių į Al ir Si, kurių dalis yra 65 - 75... Vertė elemento atominio svorio kartais galima pakoreguoti žinant jo analogijas. Taigi, Te dalis turėtų būti ne 128, o 123 - 126? (N. Figurovskis. Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas). Taigi straipsnis „Savybių koreliacija su elementų atominiu svoriu“ aiškiai ir aiškiai atspindi D. I. Mendelejevo išvadų, dėl kurių buvo sukurta periodinė elementų lentelė, seką, o išvados rodo, kaip teisingai mokslininkas įvertino savo atradimo svarbą. pati pradžia. Straipsnis buvo išsiųstas į Rusijos chemijos draugijos žurnalą ir pasirodė 1869 m. gegužės mėn. Be to, jis buvo skirtas pranešimui kitame Rusijos chemijos draugijos posėdyje, kuris įvyko kovo 18 d. Kadangi D. I. Mendelejevo tuo metu nebuvo, jo vardu kalbėjo Chemijos draugijos sekretorius N. A. Menshutkinas. Draugijos protokole išliko sausas įrašas apie šį susirinkimą: N. Menšutkinas D. Mendelejevo vardu praneša apie elementų sistemos patirtį, pagrįstą jų atominiu svoriu ir cheminiu panašumu. Neatvykus D. Mendelejevo, šios žinutės svarstymas atidėtas iki kito posėdžio (Vaikų enciklopedija). Mokslininkai, D. I. Mendelejevo amžininkai, pirmą kartą išgirdę apie šią periodinę elementų sistemą, liko jai abejingi ir negalėjo iš karto suprasti naujojo gamtos dėsnio, kuris vėliau apvertė visą mokslinės minties raidą.

Taigi, atrodytų, kad iš pradžių iškelta užduotis - rasti tikslią pradžią, racionalaus medžiagos paskirstymo principą antroje chemijos pagrindų dalyje - buvo išspręsta ir D. I. Mendelejevas galėjo tęsti kursą. Tačiau dabar mokslininko dėmesį visiškai patraukė elementų sistema ir iškilusios naujos idėjos bei klausimai, kurių plėtojimas jam atrodė reikšmingesnis ir svarbesnis nei chemijos vadovėlio rašymas. Sukurtoje sistemoje pamatęs gamtos dėsnį, Dmitrijus Ivanovičius visiškai perėjo prie tyrimų, susijusių su kai kuriais jo rasto modelio neaiškumais ir prieštaravimais.

Šis intensyvus darbas tęsėsi beveik dvejus metus, nuo 1869 m. iki 1871 m Tyrimo rezultatas – tokios D.I. Mendelejevo publikacijos apie elementų atominius tūrius (sakoma, kad paprastų medžiagų atominiai tūriai yra periodinė atomų masių funkcija); apie deguonies kiekį vandenilio chlorido oksiduose (įrodyta, kad didžiausias elemento valentingumas druską formuojančiame okside yra periodinė atominės masės funkcija); apie cerio vietą elementų sistemoje (įrodyta, kad cerio atominis svoris, lygus 92, nėra teisingas ir turėtų būti padidintas iki 138, taip pat pateikiama nauja elementų sistemos versija). Iš vėlesnių straipsnių pagrindinėms periodinio įstatymo nuostatoms plėtoti didžiausią reikšmę turėjo du – rusų kalba išleista Natūrali elementų sistema ir jos taikymas neatrastų elementų savybėms nurodyti bei Periodinis cheminių elementų įstatymas, spausdinta vokiečių kalba. Juose yra ne tik visi D.I. Mendelejevo surinkti ir gauti duomenys apie periodinį įstatymą, bet ir įvairios idėjos bei išvados, kurios dar nebuvo paskelbtos. Atrodo, kad abu straipsniai užbaigia milžinišką mokslininko atliktą tiriamąjį darbą. Būtent šiuose straipsniuose periodinis įstatymas gavo galutinį dizainą ir formuluotę.

Pirmojo straipsnio pradžioje D.I. Mendelejevas teigia, kad tam tikri faktai anksčiau netilpo į periodinės sistemos rėmus. Taigi kai kurie elementai, būtent cerito elementai, uranas ir indis, nerado tinkamos vietos šioje sistemoje. Bet... šiuo metu, – toliau rašo D.I.Mendelejevas, – tokius nukrypimus nuo periodinio teisėtumo... jau galima pašalinti daug labiau nei buvo įmanoma anksčiau (N. Figurovskis. Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas). Jis pagrindžia savo siūlomas vietas sistemoje uranui, cerito metalams, indžiui ir kt. Straipsnyje pagrindinę vietą užima periodinės sistemos lentelė, patobulinta, palyginti su pirmaisiais variantais. Dmitrijus Ivanovičius taip pat siūlo naują pavadinimą - Natūrali elementų sistema, taip pabrėždamas, kad periodinė sistema reiškia natūralų elementų išdėstymą ir jokiu būdu nėra dirbtinė. Sistema pagrįsta elementų pasiskirstymu pagal jų atominę masę, o periodiškumas pastebimas iš karto. Remiantis tuo, elementams sudaromos septynios grupės arba septynios šeimos, kurios lentelėje nurodytos romėniškais skaitmenimis. Be to, kai kurie elementai laikotarpiais, prasidedančiais kaliu ir rubidžiu, priskiriami aštuntai grupei. Be to, D.I. Mendelejevas apibūdina atskirus periodinės sistemos modelius, nurodydamas didelių laikotarpių buvimą joje, tos pačios grupės elementų, priklausančių lyginėms ir nelyginėms serijoms, savybių skirtumus. Kaip vieną iš svarbių sistemos charakteristikų, Dmitrijus Ivanovičius paima didesnius elementų oksidus ir į lentelę įveda kiekvienos elementų grupės oksidų formulių tipus. Čia taip pat aptariamas kitų elementų junginių tipinių formulių, šių junginių savybių klausimas, susijęs su atskirų elementų vietos periodinėje lentelėje pagrindimu. Palyginęs kai kurias fizines ir chemines elementų charakteristikas, D.I.Mendelejevas iškelia klausimą dėl galimybės numatyti dar neatrastų cheminių elementų savybes. Jis atkreipia dėmesį į tai, kad periodinėje lentelėje yra keletas ląstelių, kuriose nėra žinomų elementų, buvimas. Tai visų pirma taikoma tuščioms ląstelėms trečioje ir ketvirtoje analoginių elementų grupėse - boro, aliuminio ir silicio. D.I. Mendelejevas daro drąsią prielaidą apie elementų egzistavimą gamtoje, kurie ateityje, kai jie bus atrasti, turėtų užimti tuščias lentelės langelius. Jis siūlo ne tik sutartinius pavadinimus (ekaboronas, ekaaliuminis, ekasilikonas), bet ir, remdamasis jų padėtimi periodinėje lentelėje, aprašo, kokias fizines ir chemines savybes turėtų turėti šie elementai. Darbe taip pat aptariama elementų, galinčių užpildyti kitus tuščius lentelės langelius, egzistavimo galimybė. Ir, tarsi apibendrindamas tai, kas buvo pasakyta, D. I. Mendelejevas rašo, kad siūlomos elementų sistemos taikymas tiek jų pačių, tiek jų suformuotų junginių palyginimui yra tokia nauda, ​​kurios iki šiol nepateikė nė vienas požiūris. chemijoje naudojamos poros.

Antrasis platus darbas - Periodiškumo dėsnis - mokslininko sumanytas 1871 m. Būtent jame buvo siekiama išsamiai ir pagrįstai pristatyti atradimą, siekiant supažindinti su juo plačius pasaulio mokslo bendruomenės ratus. Pagrindinė šio darbo dalis buvo straipsnis „Periodinis cheminių elementų dėsnis“, paskelbtas „Annals of Chemistry and Pharmacy“. Straipsnis buvo daugiau nei dvejų metų mokslininko darbo rezultatas. Po įvadinės dalies, kurioje pateikiami keli svarbūs apibrėžimai ir, visų pirma, sąvokų elementas ir paprastas kūnas apibrėžimas, taip pat kai kurie bendri svarstymai apie elementų ir junginių savybes bei jų palyginimo ir apibendrinimo galimybes, D.I. Mendelejevas svarsto svarbiausias periodinio įstatymo nuostatas ir jo išvadas, susijusias su mūsų pačių tyrimais. Taigi Periodiškumo dėsnio esmėje, remdamasis elementų atominių svorių, jų oksidų ir oksido hidratų formulių palyginimu, Dmitrijus Ivanovičius teigia, kad tarp atominių svorių ir visų kitų elementų savybių yra glaudus natūralus ryšys. elementai. Bendras reguliaraus elementų, išdėstytų didėjančia jų atominio svorio tvarka, savybių pokyčio bruožas yra savybių periodiškumas. Jis rašo, kad didėjant atominiam svoriui, elementai pirmiausia turi vis daugiau kintamų savybių, o vėliau šios savybės vėl kartojasi nauja tvarka, naujoje eilutėje ir elementų serijoje ir ta pačia seka kaip ir ankstesniame. eilė. Todėl periodiškumo dėsnį galima suformuluoti taip: elementų savybės, taigi ir paprastų bei sudėtingų kūnų, kuriuos jie sudaro, savybės periodiškai priklauso (t.y. kartojasi teisingai) nuo jų atominės masės. Be to, išdėstytą esminę poziciją iliustruoja daugybė periodinių abiejų elementų ir jų sudaromų junginių savybių pokyčių pavyzdžių. Antroji pastraipa „Periodiškumo dėsnio taikymas elementų sistematikai“ prasideda žodžiais, kad elementų sistema turi ne tik pedagoginę reikšmę, ne tik palengvina įvairių faktų tyrimą, suvedimą į tvarką ir ryšį, bet ir grynai mokslinė reikšmė, atskleidžianti analogijas ir taip nurodanti naujus elementų tyrimo būdus. Jame išvardyti elementų atominių svorių ir jų junginių savybių skaičiavimo metodai, pagrįsti elementų padėtimi periodinėje lentelėje (berilis, vanadis, talis), ypač proporcijų metodas. Periodiškumo dėsnio taikymas nustatant mažai tyrinėtų elementų atomines mases aptariama kai kurių elementų padėtis periodinėje lentelėje ir aprašomas atominių svorių skaičiavimo metodas, pagrįstas elementų sistema. Faktas yra tas, kad tuo metu, kai buvo atrastas periodinis dėsnis, daugelio elementų atominiai svoriai, kaip sako D. I., buvo nustatyti pagal kartais labai nestabilius kriterijus. Todėl kai kurie elementai, patalpinti į periodinę lentelę tik pagal tuo metu priimtą atominį svorį, buvo aiškiai ne vietoje. Remdamasis tokių elementų fizinių ir cheminių savybių kompleksu, D. I. Mendelejevas pasiūlė vietą sistemoje, atitinkančią jų savybes, ir daugeliu atvejų reikėjo peržiūrėti iki šiol priimtą atominį svorį. Taigi indį, kurio atominė masė buvo laikoma 75 ir kuris šiuo pagrindu turėjo būti priskirtas antrajai grupei, mokslininkas perkėlė į trečią grupę, pakoreguodamas atominę masę iki 113. Uranui su atominė masė 120 ir padėtis trečioje grupėje, remiantis išsamia jo junginių fizikinių ir cheminių savybių bei savybių analize, pasiūlyta vieta šeštoje grupėje, o atominė masė padvigubinta (240). Toliau autorius svarstė labai sunkų, ypač tuo metu, retųjų žemių elementų – cerio, didimio, lantano, itrio, erbio – išdėstymo periodinėje lentelėje klausimą. Tačiau ši problema buvo išspręsta tik po daugiau nei trisdešimties metų. Šis darbas baigiamas periodiškumo dėsnio taikymu dar neatrastų elementų savybėms nustatyti, kas bene ypač svarbu periodiškumo dėsniui patvirtinti. Čia D.I. Mendelejevas atkreipia dėmesį į tai, kad kai kur lentelėje aiškiai trūksta kelių elementų, kuriuos reikėtų atrasti ateityje. Jis numato dar neatrastų elementų, pirmiausia boro, aliuminio ir silicio analogų (eka-boro, eka-aliuminio, eka-silicio) savybes. Šios dar nežinomų elementų savybių prognozės apibūdina ne tik genialaus mokslininko mokslinę drąsą, pagrįstą tvirtu pasitikėjimu jo atrastu įstatymu, bet ir mokslinės numatymo galią. Po kelerių metų po galio, skandžio ir germanio atradimo, kai visos jo prognozės puikiai pasitvirtino, periodinis įstatymas buvo pripažintas visame pasaulyje. Tuo tarpu pirmaisiais metais po straipsnio paskelbimo šios prognozės mokslo pasauliui beveik nepastebėjo. Be to, straipsnyje iškeltas klausimas dėl kai kurių elementų atominių svorių koregavimo remiantis periodiškumo dėsniu ir periodinio dėsnio taikymu, siekiant gauti papildomų duomenų apie elementų cheminių junginių formas.

Taigi, iki 1871 m. visos pagrindinės periodinio įstatymo nuostatos ir labai drąsios jo išvados, kurias padarė D.I.Mendelejevas, buvo paskelbtos sisteminiame pristatyme. Šis straipsnis užbaigė pirmąjį ir svarbiausią D. I. Mendelejevo periodinio įstatymo tyrimo etapą. Jis tapo daugiau nei dvejų metų titaniško darbo sprendžiant įvairias problemas, iškilusias prieš mokslininkui sudarius pirmąją „Eksperimento“ lentelę. elementų sistema 1869 m. kovo mėn. Vėlesniais metais Dmitrijus Ivanovičius retkarčiais grįždavo prie atskirų problemų, susijusių su tolesniu periodinio įstatymo plėtojimu, kūrimo ir aptarimo, tačiau jis nebeužsiėmė ilgalaikiais sistemingais šios srities tyrimais, kaip buvo 1869–1871 m. . Štai kaip pats D.I. Mendelejevas įvertino savo kūrybą 90-ųjų pabaigoje: Tai yra geriausia mano požiūrių ir minčių apie elementų periodiškumą ir originalą, pagal kurį vėliau buvo daug parašyta apie šią sistemą, santrauka. Tai ir yra pagrindinė mano mokslinės šlovės priežastis, nes daug kas pasiteisino daug vėliau (R. Dobrotinas. D. I. Mendelejevo gyvenimo ir kūrybos kronika). Straipsnyje plėtojami ir nuosekliai pristatomi visi jo atrastos teisės aspektai, taip pat suformuluoti svarbiausi jos pritaikymai. Čia D.I. Mendelejevas pateikia rafinuotą, dabar jau kanoninę periodinio dėsnio formuluotę: ... elementų (taigi ir iš jų susidarančių paprastų bei sudėtingų kūnų) savybės periodiškai priklauso nuo jų atominės masės (R. Dobrotinas. Gyvenimo kronika. ir D. I. Mendelejevo veikla). Tame pačiame straipsnyje mokslininkas pateikia ir apskritai fundamentinės gamtos dėsnių prigimties kriterijų: Kiekvienas gamtos dėsnis įgyja mokslinę reikšmę tik tuo atveju, jeigu jis, taip sakant, leidžia praktines pasekmes, t.y. tos loginės išvados, kurios paaiškina nepaaiškinamą ir nurodo iki šiol nežinomus reiškinius, o ypač jei dėsnis veda į prognozes, kurias galima patikrinti patirtimi. Pastaruoju atveju įstatymo reikšmė akivaizdi ir galima patikrinti jo pagrįstumą, o tai bent jau skatina naujų mokslo sričių plėtrą (R. Dobrotinas. D. I. Mendelejevo gyvenimo ir kūrybos kronika). Taikydamas šią tezę periodiniam įstatymui, Dmitrijus Ivanovičius įvardija tokias jo taikymo galimybes: elementų sistemai; nustatyti dar nežinomų elementų savybes; nustatyti mažai tirtų elementų atominę masę; ištaisyti atominių svorių reikšmes; papildyti informaciją apie cheminių junginių formas. Be to, D.I. Mendelejevas nurodo periodinio dėsnio pritaikymo galimybę: teisingam vadinamųjų molekulinių junginių supratimui; nustatyti polimerizacijos tarp neorganinių junginių atvejus; į lyginamąjį paprastų ir sudėtingų kūnų fizikinių savybių tyrimą (R. Dobrotin. D. I. Mendelejevo gyvenimo ir kūrybos kronika). Galima sakyti, kad šiame straipsnyje mokslininkas išdėstė plačią neorganinės chemijos tyrimų programą, pagrįstą periodiškumo doktrina. Iš tiesų, daugelis svarbių neorganinės chemijos sričių XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje iš tikrųjų vystėsi didžiojo rusų mokslininko D. I. Mendelejevo nubrėžtais keliais, o periodinio įstatymo atradimas ir vėlesnis pripažinimas gali būti laikomas užbaigimu ir viso chemijos raidos laikotarpio apibendrinimas.

Periodinio įstatymo triumfas

Kaip ir bet kuris kitas didelis atradimas, toks didelis mokslinis apibendrinimas kaip periodinis įstatymas, kuris taip pat turėjo gilias istorines šaknis, turėjo sukelti atsakymus, kritiką, pripažinimą ar nepripažinimą ir pritaikymą tyrimams. Tačiau kaip bebūtų keista, pirmaisiais metais po įstatymo atradimo jį vertinančių chemikų atsakymų ar kalbų praktiškai nebuvo. Bet kokiu atveju 70-ųjų pradžioje nebuvo rimtų atsakymų į D. I. Mendelejevo straipsnius. Chemikai mieliau tylėjo, žinoma, ne todėl, kad apie šį dėsnį būtų nieko negirdėję ar nesupratę, bet, kaip vėliau tokį požiūrį paaiškino E. Rutherfordas, jo laikų chemikai tiesiog buvo labiau užsiėmę rinkdami ir gaudami faktus, nei galvodamas apie jų santykius. Tačiau D.I. Mendelejevo kalbos neliko visiškai nepastebėtos, nors ir sukėlė netikėtą kai kurių užsienio mokslininkų reakciją. Tačiau visos publikacijos, pasirodžiusios užsienio žurnaluose, nebuvo susijusios su D. I. Mendelejevo atradimo esme, o iškėlė šio atradimo prioriteto klausimą. Didysis rusų mokslininkas turėjo daug pirmtakų, kurie bandė priartėti prie elementų sisteminimo, todėl kai D. I. Mendelejevas parodė, kad periodinis dėsnis yra pagrindinis gamtos dėsnis, kai kurie iš jų pretendavo į pirmenybę atrandant šį dėsnį. Taigi Vokietijos chemijos draugijos korespondentas Londone R. Gerstelis parašė raštelį, kuriame teigė, kad D. I. Mendelejevo mintį apie natūralią elementų sistemą prieš keletą metų išreiškė W. Odlingas. Kiek anksčiau pasirodė vokiečių chemiko H. V. Blomstrano knyga, kurioje jis pasiūlė elementų klasifikaciją pagal jų analogiją su vandeniliu ir deguonimi. Visus elementus autorius suskirstė į dvi dideles grupes pagal elektrinį poliškumą pagal I.Ya elektrocheminės teorijos dvasią. Berzelius. Periodinės lentelės principai su dideliais iškraipymais buvo pateikti ir G. Baumgauerio brošiūroje. Tačiau dauguma publikacijų buvo skirtos L. Meyerio elementų sistemai, visiškai pagrįstai D. M. Mendelejevo natūralios taksonomijos principais, kuri, kaip jis teigė, buvo išleista dar 1864 m. L. Meyeris buvo pagrindinis neorganinės chemijos atstovas Vokietijoje XIX amžiaus 60–80-aisiais. Visi jo darbai daugiausia buvo skirti elementų fizikinėms ir cheminėms savybėms tirti: atominėms masėms, šiluminei talpai, atomų tūriams, valentams, izomorfizmui ir įvairiems jų nustatymo metodams. Jis matė pagrindinį savo tyrimo tikslą rinkti tikslius eksperimentinius duomenis (nuskaidrinti atomines mases, nustatyti fizines konstantas) ir nekėlė sau didelių uždavinių apibendrinti sukauptą medžiagą, skirtingai nei D. I. Mendelejevas, kuris, tirdamas įvairias fizines ir chemines savybes, bandė rasti ryšį tarp visų elementų, išsiaiškinti elementų savybių kitimo pobūdį. Šios kalbos iš esmės apribojo pradinę mokslo pasaulio reakciją į periodinio įstatymo atradimą ir pagrindinius straipsnius apie periodinį įstatymą, paskelbtą D. I. Mendelejevo 1869–1871 m. Iš esmės jais buvo siekiama suabejoti atradimo naujumu ir prioritetu ir tuo pačiu panaudoti pagrindinę D.I. Mendelejevo idėją savo elementų sistemų konstrukcijoms.

Tačiau praėjo tik ketveri metai, ir visas pasaulis pradėjo kalbėti apie periodinį įstatymą kaip nuostabiausią atradimą, apie nuostabių D. I. Mendelejevo prognozių pateisinimą. Dmitrijus Ivanovičius, nuo pat pradžių visiškai įsitikinęs savo atrasto įstatymo ypatinga moksline svarba, net negalėjo įsivaizduoti, kad po kelerių metų jis taps mokslinio atradimo triumfo liudininku. Dar 1874 m. vasario mėn Prancūzų chemikas P. Lecoqas de Boisbaudranas atliko cheminį cinko mišinio iš Pierrefitte metalurgijos gamyklos Pirėnų kalnuose tyrimą. Šis tyrimas vyko lėtai ir baigėsi atradimu 1875 m. naujas elementas – galis, pavadintas Prancūzijos vardu, kurį senovės romėnai vadino Galija. Naujienos apie atradimą pasirodė Paryžiaus mokslų akademijos ataskaitose ir daugelyje kitų leidinių. D.I. Mendelejevas, atidžiai stebėjęs mokslinę literatūrą, iš karto atpažino naująjį elementą kaip eka-aliuminį, kurį jis numatė, nepaisant to, kad pirmojoje atradimo autoriaus žinutėje galis buvo aprašytas tik pačiais bendriausiais terminais. jo savybės buvo nustatytos neteisingai. Taigi buvo daroma prielaida, kad eka-aliuminio savitasis svoris yra 5,9, o atviro elemento savitasis svoris yra 4,7. D.I. Mendelejevas išsiuntė L. De Boisbaudranui laišką, kuriame ne tik atkreipė dėmesį į savo darbą su periodiniu įstatymu, bet ir nurodė klaidą nustatant savitąjį svorį. Lecoqas de Boisbaudranas, niekada negirdėjęs apie rusų mokslininką ar jo atrastą periodinį cheminių elementų dėsnį, šią kalbą sutiko su nepasitenkinimu, tačiau tada, susipažinęs su D.I. Mendelejevo straipsniu apie periodinį dėsnį, pakartojo savo eksperimentus ir jį Iš tikrųjų paaiškėjo, kad D. I. Mendelejevo numatytas savitasis svoris tiksliai sutapo su L. de Boisbaudrano eksperimentiniu būdu. Ši aplinkybė, žinoma, negalėjo nepadaryti labai stipraus įspūdžio tiek pačiam Lecoqui de Boisbaudranui, tiek visam mokslo pasauliui. Taigi D. I. Mendelejevo numatymas buvo puikiai pagrįstas (5 priedo lentelė). Visa galio junginių atradimo ir tyrimo istorija, kuri buvo nušviesta to meto literatūroje, nevalingai patraukė chemikų dėmesį ir tapo pirmuoju postūmiu visuotiniam periodinio dėsnio pripažinimui. Pagrindinio D. I. Mendelejevo darbo „Periodinis cheminių elementų įstatymas“, paskelbtas Liebigo analuose, paklausa buvo tokia didelė, kad jį reikėjo išversti į anglų ir prancūzų kalbas, o daugelis mokslininkų siekė prisidėti prie paieškų. naujiems, vis dar nežinomiems elementams, kuriuos numatė ir aprašė D. I. Mendelejevas. Tai V. Crooksas, V. Ramsay, T. Carnelli, T. Thorpe, G. Hartley – Anglijoje; P. Lecoq de Boisbaudran, C. Marignac – Prancūzijoje; K. Winkler – Vokietijoje; J. Thomsenas – Danijoje; I. Rydberg - Švedijoje; B. Brauneris – Čekijoje ir kt. D.I. Mendelejevas juos pavadino įstatymo stiprintojais. Cheminiai-analitiniai tyrimai prasidėjo įvairių šalių laboratorijose.

Vienas iš šių mokslininkų buvo Upsalos universiteto analitinės chemijos profesorius L. F. Nilssonas. Dirbdamas su mineralu euxenitu, kuriame yra retųjų žemių elementų, jis, be pagrindinio produkto, gavo ir šiek tiek nežinomos žemės (oksido). Kruopščiai ir išsamiai ištyrus šį nežinomą kraštą 1879 m. kovo mėn. Nilssonas atrado naują elementą, kurio pagrindinės savybės sutapo su D.I. Mendelejevo 1871 m. ekabor. Šis naujas elementas buvo pavadintas skandiu Skandinavijos garbei, kur jis buvo atrastas ir atsidūrė trečioje periodinės elementų sistemos grupėje tarp kalcio ir titano, kaip numatė D. I. Mendelejevas (6 priedo lentelė). Ekaborono-skandio atradimo istorija dar kartą aiškiai patvirtino ne tik drąsius D.I. Mendelejevo prognozes, bet ir jo atrasto periodinio įstatymo ypatingą svarbą mokslui. Po galio atradimo tapo visiškai akivaizdu, kad periodinis dėsnis visa to žodžio prasme yra kelrodė chemijos žvaigždė, nurodanti, kuria kryptimi reikia ieškoti naujų, dar nežinomų cheminių elementų.

Praėjus keleriems metams po skandžio atradimo, tiksliau 1886 m., periodinis įstatymas vėl sulaukė didelio dėmesio. Vokietijoje, netoli Freibergo, Himmelsfiursto kalno srityje, sidabro kasykloje buvo rastas naujas nežinomas mineralas. Šį mineralą atradęs profesorius A. Weisbachas jį pavadino argiroditu. Kokybinę naujojo mineralo analizę atliko chemikas G. T. Richteris, o kiekybinę analizę atliko garsus analitikas K. A. Vykdydamas savo tyrimus, Winkleris gavo netikėtą ir keistą rezultatą. Paaiškėjo, kad bendras elementų, sudarančių argiroditą, procentas yra tik 93%, o ne 100%, kaip turėtų būti. Akivaizdu, kad analizės metu buvo praleistas tam tikras elementas, kurio minerale taip pat buvo didelis kiekis. Aštuoni pakartotiniai tyrimai, atlikti itin kruopščiai, davė tą patį rezultatą. Winkleris manė, kad jis susiduria su elementu, kuris dar nebuvo atrastas. Šį elementą jis pavadino germaniu ir apibūdino jo savybes. Išsamus germanio ir jo junginių savybių tyrimas greitai paskatino Winklerį padaryti neabejotiną išvadą, kad naujasis elementas buvo D.I. Mendelejevo ekasilicis (7 priedo lentelė). Toks neįprastai artimas prognozuojamų ir eksperimentiškai rastų germanio savybių sutapimas nustebino mokslininkus, o pats Winkleris viename iš savo pranešimų Vokietijos chemijos draugijai palygino D. I. Mendelejevo prognozes su astronomų Adamso ir Le Verrier prognozėmis apie egzistavimą Neptūno planetos, padaryta tik remiantis skaičiavimais.

Puikus D. I. Mendelejevo prognozių patvirtinimas turėjo didelę įtaką tolesnei chemijos ir visų gamtos mokslų raidai. Nuo 80-ųjų vidurio. Periodinį dėsnį, žinoma, pripažino visas mokslo pasaulis ir jis pateko į mokslo arsenalą kaip mokslinių tyrimų pagrindas. Nuo to laiko, remiantis periodiniu įstatymu, pradėtas sistemingas visų žinomų elementų junginių tyrimas ir nežinomų, bet pagal įstatymą numatomų junginių paieška. Jei iki periodinio dėsnio atradimo mokslininkai, tyrinėję įvairius, ypač naujai atrastus, mineralus, dirbo iš esmės aklai, nežinodami, kur ieškoti naujų, nežinomų elementų ir kokios turėtų būti jų savybės, tai, remiantis periodiniu dėsniu, atradimas. naujų elementų pasirodė įmanomas beveik be jokių netikėtumų. Periodinis įstatymas leido tiksliai ir nedviprasmiškai nustatyti dar neatrastų elementų, kurių atominis svoris svyruoja nuo 1 iki 238, skaičių - nuo vandenilio iki urano. Vos per penkiolika metų išsipildė visos Rusijos tyrinėtojo prognozės, o iki tol tuščios sistemos vietos buvo užpildytos naujais elementais su iš anksto tiksliai apskaičiuotomis savybėmis. Tačiau net per D.I. Mendelejevo gyvenimą periodinis įstatymas buvo du kartus išbandytas. Nauji atradimai iš pradžių atrodė ne tik nepaaiškinami periodinio dėsnio požiūriu, bet netgi jam prieštaraujantys. Taigi 90-aisiais W. Ramsay ir J. W. Raleigh atrado visą grupę inertinių dujų. D.I. Mendelejevui šis atradimas nebuvo visiška staigmena. Jis manė, kad atitinkamose periodinės lentelės ląstelėse gali būti argono ir kitų elementų – jo analogų. Tačiau naujai atrastų elementų savybės ir, svarbiausia, jų inertiškumas (nulinis valentingumas) sukėlė rimtų sunkumų įtraukiant naujas dujas į periodinę lentelę. Atrodė, kad periodinėje lentelėje šiems elementams nėra vietos, o D. I. Mendelejevas iš karto nesutiko su nulinės grupės įtraukimu į periodinę sistemą. Tačiau netrukus tapo akivaizdu, kad periodinė sistema išbandymą išlaikė garbingai ir, įvedus į ją nulinę grupę, įgavo dar harmoningesnę ir pilnesnę išvaizdą. 19–20 amžių sandūroje buvo aptiktas radioaktyvumas. Radioaktyviųjų elementų savybės taip neatitiko tradicinių idėjų apie elementus ir atomus, todėl kilo abejonių dėl periodinio įstatymo galiojimo. Be to, naujai atrastų radioaktyviųjų elementų skaičius pasirodė toks, kad iš pažiūros neįveikiamų sunkumų iškilo šių elementų išdėstymas periodinėje lentelėje. Tačiau netrukus, nors ir po D. I. Mendelejevo mirties, iškilę sunkumai buvo visiškai pašalinti, o periodinis įstatymas įgijo papildomų bruožų ir naują prasmę, o tai paskatino išplėsti jo mokslinę reikšmę.

Mendelejevo periodiškumo doktrina XX amžiuje išlieka vienu iš šiuolaikinių idėjų apie materijos sandarą ir savybes pagrindų. Ši doktrina apima dvi pagrindines sąvokas – periodiškumo dėsnį ir periodinę elementų sistemą. Sistema yra tam tikra periodinio dėsnio grafinė išraiška, kuri, skirtingai nei daugelis kitų pagrindinių gamtos dėsnių, negali būti išreikšta jokia matematine lygtimi ar formule. Per visą dvidešimtąjį amžių periodiškumo doktrinos turinys nuolat plėtėsi ir gilėjo. Tai taip pat yra gamtoje aptinkamų ir susintetintų cheminių elementų skaičiaus padidėjimas. Pavyzdžiui, europis, liutecis, hafnis, renis yra stabilūs elementai, esantys žemės plutoje; radonas, francis, protaktinas – natūralūs radioaktyvūs elementai; technecis, prometis, astatinas – susintetinti elementai. Kai kurių naujų elementų talpinimas periodinėje lentelėje nesukėlė sunkumų, nes kai kuriuose jos pogrupiuose (hafnis, renis, technecis, radonas, astatinas ir kt.) buvo natūralių spragų. Liutecis, prometis ir europiumas pasirodė esantys retųjų žemių šeimos nariai, o jų vietos klausimas tapo neatsiejama retųjų žemių elementų išdėstymo problemos dalimi. Transaktininių elementų vietos problema vis dar diskutuotina. Taigi, nauji elementai daugeliu atvejų reikalavo papildomų idėjų apie periodinės sistemos struktūrą. Išsamus elementų savybių tyrimas paskatino netikėtus atradimus ir naujų svarbių modelių nustatymą. Periodiškumo reiškinys pasirodė esąs daug sudėtingesnis, nei buvo įsivaizduojama XIX amžiuje. Faktas yra tas, kad periodiškumo principas, kurį D. I. Mendelejevas nustatė cheminiams elementams, buvo išplėstas iki elementų atomų, iki atominio materijos organizavimo lygio. Periodiniai elementų savybių pokyčiai paaiškinami elektroninio periodiškumo buvimu, panašių tipų elektroninių atomų konfigūracijų pasikartojimu, kai didėja jų branduolių krūvių vertės. Jei elementariame lygmenyje periodinė lentelė reiškė empirinių faktų apibendrinimą, tai atominiame lygmenyje šis apibendrinimas gavo teorinį pagrindą. Tolesnis minčių apie periodiškumą gilinimas vyko dviem kryptimis. Vienas iš jų yra susijęs su periodinės lentelės teorijos tobulėjimu dėl kvantinės mechanikos atsiradimo. Kiti tiesiogiai susiję su bandymais sisteminti izotopus ir sukurti branduolinius modelius. Šiame kelyje atsirado branduolinio (nukleono) periodiškumo samprata. Branduolinis periodiškumas kokybiškai skiriasi nuo elektroninio periodiškumo (jei Kulono jėgos veikia atomuose, tai specifinės branduolinės jėgos pasireiškia branduoliuose). Čia susiduriame su dar gilesniu periodiškumo pasireiškimo lygiu – branduoliniu (nukleonu), pasižyminčiu daugybe specifinių bruožų.

Taigi periodinio įstatymo istorija pateikia įdomų atradimo pavyzdį ir pateikia kriterijų, pagal kurį galima spręsti, kas yra atradimas. D.I. Mendelejevas daug kartų kartojo, kad tikrasis gamtos dėsnis, suteikiantis galimybę numatyti ir numatyti, turi būti atskirtas nuo atsitiktinai stebimų modelių ir teisingumo. Mokslininkų numatytas galio, skandžio ir germanio atradimas parodė didžiulę mokslinio įžvalgumo svarbą, pagrįstą tvirtu teorinių principų ir skaičiavimų pagrindu. D.I. Mendelejevas nebuvo pranašas. Ne talentingo mokslininko intuicija, ne kažkoks ypatingas gebėjimas numatyti ateitį buvo pagrindas apibūdinti dar neatrastų elementų savybes. Tik nepajudinamas pasitikėjimas teisingumu ir milžiniška jo atrasto periodinio dėsnio moksline reikšme bei mokslinės įžvalgos reikšmės supratimas suteikė jam galimybę pasirodyti mokslo pasaulyje su drąsiomis ir, regis, neįtikėtinomis prognozėmis. D.I. Mendelejevas aistringai norėjo, kad jo atrastas universalus gamtos dėsnis taptų pagrindu ir vadovu tolesniems žmonijos bandymams prasiskverbti į materijos sandaros paslaptis. Jis teigė, kad gamtos dėsniai netoleruoja išimčių, todėl su visišku pasitikėjimu išsakė, kas buvo tiesioginė ir akivaizdi atvirosios teisės pasekmė. 19–20 amžių pabaigoje periodinė teisė buvo rimtai išbandyta. Ne kartą atrodė, kad naujai nustatyti faktai prieštarauja periodinei teisei. Taip atsitiko su tauriųjų dujų atradimu ir radioaktyvumo reiškiniais, izotopija ir kt. Sunkumai kilo dėl retųjų žemių elementų išdėstymo sistemoje. Tačiau, nepaisant visko, periodinis dėsnis įrodė, kad jis iš tiesų yra vienas pagrindinių didžiųjų gamtos dėsnių. Visa tolesnė chemijos raida vyko remiantis periodiniu įstatymu. Remiantis šiuo dėsniu, buvo nustatyta vidinė atomų sandara ir išaiškinti jų elgesio modeliai. Periodinis dėsnis teisingai vadinamas kelrode chemijos studijose, orientuojantis į sudėtingiausią begalinės medžiagų įvairovės ir jų virsmų labirintą. Tai patvirtina Rusijos ir Amerikos mokslininkų Dubnos mieste (Maskvos sritis) atrastas naujas periodinės lentelės elementas 118. Pasak Jungtinio branduolinių tyrimų instituto direktoriaus, Rusijos mokslų akademijos nario korespondento A. Sissakyano, mokslininkai šį elementą matė fizinių greitintuvų pagalba laboratorinėmis sąlygomis. 118 elementas yra pats sunkiausias iš visų Žemėje esančių periodinės lentelės elementų. Šis atradimas dar kartą patvirtino tiesą, kad periodinis dėsnis – didysis gamtos dėsnis, atrastas D. I. Mendelejevo, išlieka nepajudinamas.

Periodinio įstatymo triumfas buvo paties D. I. Mendelejevo triumfas. Devintajame dešimtmetyje jis, anksčiau gerai žinomas Vakarų Europos mokslininkams dėl savo išskirtinių tyrimų, įgijo aukštą prestižą visame pasaulyje. Žymiausi mokslo atstovai rodė jam visokius pagarbos ženklus, žavėjosi jo moksliniu žygdarbiu. D.I. Mendelejevas buvo išrinktas daugelio užsienio mokslų akademijų ir mokslo draugijų nariu, gavo daugybę garbės vardų, apdovanojimų ir apdovanojimų.

1869 metais didysis rusų chemikas D.I.Mendelejevas padarė atradimą, nulėmusį tolimesnę ne tik pačios chemijos, bet ir daugelio kitų mokslų raidą.

Visa periodinio įstatymo atradimo priešistorė nėra reiškinys, kuris peržengtų įprastų istorinių ir mokslinių reiškinių ribas. Mokslo istorijoje vargu ar įmanoma nurodyti pagrindinių apibendrinimų, prieš kuriuos nebuvo ilgos ir daugiau ar mažiau sudėtingos priešistorės, atsiradimo pavyzdį. Kaip pažymėjo pats D. I. Mendelejevas, nėra vieno bendro gamtos dėsnio, kuris būtų nustatytas iš karto. Prieš jo patvirtinimą visada kyla daug nuojautų, o dėsnis pripažįstamas ne nuo tada, kai kyla pirmoji mintis apie jį, ir net ne tada, kai jis visiškai suvokiamas visa prasme, o tik po to, kai jo pasekmės patvirtinamos eksperimentais. , kuris turėtų būti pripažintas aukščiausiu svarstymų ir nuomonių autoritetu. Iš tiesų, iš pradžių galima teigti, kad atsiranda tik daliniai, kartais net atsitiktiniai stebėjimai ir palyginimai. Tokių palyginimų variantai kartu su lyginamų faktinių duomenų išplėtimu kartais veda prie dalinių apibendrinimų, tačiau neturinčių pagrindinių gamtos dėsnio bruožų. Būtent tokie yra visi Domendeley bandymai sisteminti elementus, įskaitant Newlands, Odling, Meyer lenteles, Chancourtois tvarkaraštį ir kt. Skirtingai nei jo pirmtakai, D.I. Mendelejevas neieškojo konkrečių įstatymų, o siekė išspręsti bendrą esminio pobūdžio problemą. Tuo pačiu metu, priešingai nei jo pirmtakai, jis dirbo su patikrintais kiekybiniais duomenimis ir asmeniškai išbandė eksperimentiškai abejotinas elementų savybes. Galima neabejotinai teigti, kad visa ankstesnė mokslinė veikla atvedė jį prie periodinio dėsnio atradimo, kad šis atradimas užbaigė ankstesnius D. I. Mendelejevo bandymus tirti ir palyginti įvairių medžiagų fizines ir chemines savybes, tiksliai suformuluoti mintį apie glaudus vidinis ryšys tarp įvairių medžiagų ir pirmiausia tarp cheminių elementų. Jei neatsižvelgsime į ankstyvuosius mokslininko tyrimus apie izomorfizmą, vidinę sanglaudą skysčiuose, tirpaluose ir pan., tada staigaus periodinio dėsnio atradimo paaiškinti būtų neįmanoma. Negali atsistebėti D. I. Mendelejevo genialumas, kuris sugebėjo suvokti didžiulį chaosą, prieš jį chemikų sukauptą skirtingų faktų ir informacijos netvarką. Jis sugebėjo nustatyti natūralų cheminių elementų dėsnį tuo metu, kai apie materijos sandarą beveik nieko nebuvo žinoma.

Taigi iki XIX amžiaus pabaigos, atradus periodinį dėsnį, susidarė toks neorganinės chemijos raidos vaizdas. Iki 90-ųjų pabaigos įstatymas sulaukė visuotinio pripažinimo, leido mokslininkams numatyti naujus atradimus ir sisteminti kaupiamą eksperimentinę medžiagą, vaidino išskirtinį vaidmenį pagrindžiant ir toliau plėtojant atominį-molekulinį mokslą. Periodinis dėsnis paskatino naujų cheminių elementų atradimą. Nuo galio atradimo paaiškėjo sistemos nuspėjimo galimybės. Tačiau tuo pat metu jie vis dar buvo riboti dėl fizinių periodiškumo priežasčių nežinojimo ir tam tikro sistemos struktūros netobulumo. Žemėje atradęs helio ir argono, anglų mokslininkas V.Ramsay išdrįso nuspėti kitas, dar nežinomas tauriąsias dujas – neoną, kriptoną ir ksenoną, kurie netrukus buvo atrasti. Periodinėje sistemoje, išleistoje 1906 m. aštuntajame vadovėlio „Chemijos pagrindai“ leidime, D. I. Mendelejevas įtraukė 71 elementą. Šioje lentelėje apibendrinamas didžiulis elementų atradimo, tyrimo ir sisteminimo darbas per 37 metus. Čia savo vietą rado galis, skandis, germanis, radis ir toris; penkios tauriosios dujos sudarė nulinę grupę. Atsižvelgiant į periodinį dėsnį, daugelis bendrosios ir neorganinės chemijos sąvokų įgavo griežtesnę formą (cheminis elementas, paprastas kūnas, valentingumas). Periodinė lentelė savo egzistavimu labai prisidėjo prie teisingo radioaktyvumo tyrimo rezultatų interpretavimo ir padėjo nustatyti aptinkamų elementų chemines savybes. Taigi be sistemos nebuvo galima suprasti emanacijų, kurios vėliau pasirodė kaip sunkiausių tauriųjų dujų – radono izotopai, inertiškumo. Tačiau klasikiniai fizikiniai ir cheminiai tyrimo metodai nesugebėjo išspręsti problemų, susijusių su įvairių nukrypimų nuo periodinio dėsnio priežasčių analize, tačiau iš esmės paruošė pagrindą elemento vietos sistemoje fizikinei prasmei atskleisti. Įvairių fizinių, mechaninių, kristalografinių ir cheminių elementų savybių tyrimas parodė bendrą jų priklausomybę nuo gilesnių ir tuo metu paslėptų vidinių atomų savybių. Pats D.I. Mendelejevas aiškiai suvokė, kad paprastų ir sudėtingų kūnų periodinis kintamumas priklauso nuo kažkokio aukštesnio dėsnio, kurio prigimties, o tuo labiau priežasties, vis dar nebuvo įmanoma suprasti. Mokslas dar turi išspręsti šią problemą.

XX amžiaus pradžioje periodinė sistema susidūrė su tokia rimta kliūtimi kaip didžiulis radioelementų atradimas. Periodinėje lentelėje jiems vietos neužteko. Šis sunkumas buvo įveiktas praėjus šešeriems metams po mokslininko mirties, suformulavus izotopijos sąvokas ir atomo branduolio krūvį, skaitinį lygų elemento atominiam skaičiui periodinėje lentelėje. Periodiškumo doktrina įžengė į naują, fizinį savo raidos etapą. Svarbiausias pasiekimas buvo fizinių priežasčių, dėl kurių periodiškai keičiasi elementų savybės, ir dėl to periodinės lentelės struktūra, paaiškinimas. Būtent periodinė elementų sistema pasitarnavo N. Bohrui kaip svarbiausiu informacijos šaltiniu kuriant atomų sandaros teoriją. Ir tokios teorijos sukūrimas reiškė Mendelejevo periodiškumo doktrinos perėjimą į naują lygį - atominį arba elektroninį. Paaiškėjo fizinės priežastys, dėl kurių cheminiai elementai ir jų junginiai reiškėsi įvairiausioms savybėms, kurios XIX amžiaus chemijai liko nesuprantamos. 20–30-aisiais buvo atrasti beveik visi stabilūs cheminių elementų izotopai; šiuo metu jų yra maždaug 280. Be to, gamtoje atrasta per 40 radioaktyviųjų elementų izotopų, susintetinta apie 1600 dirbtinių izotopų. Elementų pasiskirstymo periodinėje lentelėje modeliai leido paaiškinti izomorfizmo reiškinį – mineralų kristalinėse gardelėse esančių atomų ir atominių grupių pakeitimą kitais atomais ir atomų grupėmis.

Periodiškumo doktrina plėtojant geochemiją turi didelę reikšmę. Šis mokslas atsirado paskutiniame XIX amžiaus ketvirtyje, kai pradėta intensyviai tyrinėti elementų gausos žemės plutoje problemą ir jų pasiskirstymo įvairiose rūdose ir mineraluose dėsningumus. Periodinė lentelė padėjo nustatyti daugybę geocheminių modelių. Buvo identifikuoti tam tikri laukai-blokai, apimantys geochemiškai panašius elementus, išplėtota idėja apie panašumus ir skirtumus tarp elementų, esančių išilgai sistemos įstrižainių. Savo ruožtu tai leido ištirti elementų išsiskyrimo dėsnius geologinio žemės plutos vystymosi metu ir jų bendrą buvimą gamtoje.

Dvidešimtasis amžius vadinamas plačiausio katalizės panaudojimo chemijoje šimtmečiu. Ir čia periodinė lentelė yra katalizinių savybių turinčių medžiagų sisteminimo pagrindas. Taigi buvo nustatyta, kad heterogeninėms oksidacijos-redukcijos reakcijoms visi lentelės šoninių pogrupių elementai turi katalizinį poveikį. Rūgščių-šarmų katalizės reakcijoms, kurios pramoninėmis sąlygomis apima, pavyzdžiui, krekingą, izomerizaciją, polimerizaciją, alkilinimą ir kt., katalizatoriai yra šarminiai ir šarminiai žemės metalai: Li, Na, K, Rb, Cs, Ca; rūgščių reakcijose - visi antrojo ir trečiojo periodo p-elementai (išskyrus Ne ir Ar), taip pat Br ir J.

Kosmochemijos problemos taip pat sprendžiamos remiantis branduoliniu periodiškumo idėjų lygiu. Tiriant meteoritų ir mėnulio dirvožemio sudėtį, Veneros ir Marso automatinių stočių gauti duomenys rodo, kad šių objektų sudėtis apima tuos pačius cheminius elementus, kurie žinomi Žemėje. Taigi periodiškumo dėsnis taikytinas ir kitoms Visatos sritims.

Galima būtų įvardyti dar daug mokslinių tyrimų sričių, kur periodinė elementų lentelė veikia kaip būtinas žinių įrankis. Ne veltui akademikas S.I.Volfkovičius savo pranešime jubiliejiniame Mendelejevo kongrese, skirtame periodinio įstatymo atradimo šimtmečiui, teigė, kad periodinis įstatymas buvo svarbus įvykis chemijos istorijoje. Tai buvo daugybės chemikų, fizikų, geologų, astronomų, filosofų, istorikų tyrimų šaltinis ir toliau įvairina biologijos, astronomijos, technologijų ir kitų mokslų įtaką. O savo darbą norėčiau užbaigti vokiečių fiziko ir chemiko W. Meyerio žodžiais, kurie rašė, kad Mendelejevo minties drąsa ir įžvalga visada kels susižavėjimą (Ju. Solovjovas. Chemijos istorija).