Prielaidos periodiniam įstatymui atrasti ir periodinei sistemai sukurti D. I. Mendelejevo. Periodinio dėsnio atradimo istorija

Viskas, kas mus supa gamtoje, nesvarbu, ar tai būtų kosminiai objektai, įprasti žemiški objektai ar gyvi organizmai, susideda iš medžiagų. Yra daug jų veislių. Dar senovėje žmonės pastebėjo, kad sugeba ne tik pakeisti savo fizinę būseną, bet ir virsti kitomis medžiagomis, pasižyminčiomis kitokiomis savybėmis, palyginti su pirminėmis. Tačiau žmonės ne iš karto suprato dėsnius, pagal kuriuos vyksta tokie materijos virsmai. Norint tai padaryti, reikėjo teisingai nustatyti medžiagos pagrindą ir klasifikuoti gamtoje esančius elementus. Tai tapo įmanoma tik XIX amžiaus viduryje, atradus periodinį dėsnį. Jo sukūrimo istorija D.I. Prieš Mendelejevus dirbo daug metų, o tokio tipo žinių formavimąsi palengvino šimtametė visos žmonijos patirtis.

Kada buvo padėti chemijos pamatai?

Senovės amatininkai gana sėkmingai liejo ir lydydavo įvairius metalus, žinodami daugybę jų transmutacijos paslapčių. Savo žinias ir patirtį jie perdavė savo palikuonims, kurie jomis naudojosi iki viduramžių. Buvo manoma, kad netauriuosius metalus visiškai įmanoma paversti vertingais, o tai iš tikrųjų buvo pagrindinė chemikų užduotis iki XVI a. Iš esmės tokia idėja taip pat apėmė filosofines ir mistines senovės Graikijos mokslininkų idėjas, kad visa materija yra sukurta iš tam tikrų „pirminių elementų“, kurie gali virsti vienas kitu. Nepaisant akivaizdaus šio požiūrio primityvumo, jis suvaidino svarbų vaidmenį periodinio įstatymo atradimo istorijoje.

Panacėja ir baltoji tinktūra

Ieškodami pagrindinio principo, alchemikai tvirtai tikėjo dviejų fantastinių medžiagų egzistavimu. Vienas iš jų buvo legendinis filosofinis akmuo, dar vadinamas gyvybės eliksyru arba panacėja. Buvo tikima, kad tokia priemonė yra ne tik saugus būdas gyvsidabrį, šviną, sidabrą ir kitas medžiagas paversti auksu, bet ir tarnauja kaip stebuklingas universalus vaistas, gydantis bet kokias žmogaus ligas. Kitas elementas, vadinamas baltąja tinktūra, nebuvo toks efektyvus, tačiau buvo apdovanotas galimybe kitas medžiagas paversti sidabru.

Pasakojant periodinio dėsnio atradimo pagrindą, negalima nepaminėti alchemikų sukauptų žinių. Jie įasmenino simbolinio mąstymo pavyzdį. Šio pusiau mistinio mokslo atstovai sukūrė tam tikrą cheminį pasaulio ir jame vykstančių procesų modelį kosminiu lygmeniu. Stengdamiesi suprasti viso ko esmę, jie labai detaliai fiksavo laboratorinę techniką, įrangą ir informaciją apie cheminius stiklinius indus, labai skrupulingai ir stropiai perteikdami savo patirtį kolegoms ir palikuonims.

Klasifikavimo poreikis

Iki XIX amžiaus buvo sukaupta pakankamai informacijos apie įvairiausius cheminius elementus, todėl atsirado natūralus mokslininkų poreikis ir noras juos sisteminti. Bet tokiai klasifikacijai atlikti prireikė papildomų eksperimentinių duomenų bei ne mistinių, o tikrų žinių apie medžiagų sandarą ir materijos sandaros pagrindo esmę, kurių dar nebuvo. Be to, turima informacija apie tuo metu žinomų cheminių elementų atominių masių reikšmę, kurios pagrindu buvo atliktas sisteminimas, nebuvo itin tiksli.

Tačiau gamtos mokslininkų bandymai klasifikuoti ne kartą buvo atlikti dar gerokai anksčiau, nei suprato tikrąją dalykų esmę, kuri dabar yra šiuolaikinio mokslo pagrindas. Ir daugelis mokslininkų dirbo šia kryptimi. Trumpai apibūdinant Mendelejevo periodinio dėsnio atradimo prielaidas, verta paminėti tokių elementų derinių pavyzdžius.

Triados

To meto mokslininkai manė, kad įvairių medžiagų savybės neabejotinai priklauso nuo jų atominės masės dydžio. Suprasdamas tai, vokiečių chemikas Johannas Döbereineris pasiūlė savo elementų, sudarančių materijos pagrindą, klasifikavimo sistemą. Tai atsitiko 1829 m. Ir šis įvykis buvo gana rimtas mokslo pažanga tam jo vystymosi laikotarpiui, taip pat svarbus periodinio įstatymo atradimo istorijos etapas. Döbereiner sujungė žinomus elementus į bendruomenes, suteikdamas jiems pavadinimą „triada“. Pagal esamą sistemą išorinių elementų masė pasirodė lygi tarp jų esančios grupės nario atominių masių sumos vidurkiui.

Bandoma praplėsti triadų ribas

Minėtoje Döbereinerio sistemoje buvo pakankamai trūkumų. Pavyzdžiui, bario, stroncio ir kalcio grandinėje nebuvo magnio, panašios struktūros ir savybių. Telūro, seleno ir sieros bendruomenėje nebuvo pakankamai deguonies. Daugelis kitų panašių medžiagų taip pat negalėjo būti klasifikuojamos pagal triadų sistemą.

Daugelis kitų chemikų bandė plėtoti šias idėjas. Visų pirma, vokiečių mokslininkas Leopoldas Gmelinas siekė išplėsti „griežtą“ sistemą, išplėsdamas klasifikuojamų elementų grupes, paskirstydamas jas lygiaverčiais svoriais ir elementų elektronegatyvumu. Jos struktūros sudarė ne tik triadas, bet ir tetradas bei pentadas, tačiau vokiečių chemikui taip ir nepavyko suvokti periodinio dėsnio esmės.

Chancourtois spiralė

Dar sudėtingesnę elementų konstravimo schemą išrado Alexandre'as de Chancourtois. Jis padėjo juos ant plokštumos, susuktos į cilindrą, paskirstydamas vertikaliai su 45° pokrypiu, kad padidėtų atominės masės. Kaip ir tikėtasi, panašių savybių medžiagos turėjo būti išdėstytos išilgai linijų, lygiagrečių tam tikros tūrinės geometrinės figūros ašiai.

Tačiau iš tikrųjų ideali klasifikacija nepasiteisino, nes kartais visiškai nesusiję elementai pateko į vieną vertikalę. Pavyzdžiui, greta šarminių metalų manganas pasižymėjo visiškai kitokiu cheminiu elgesiu. Toje pačioje „įmonėje“ buvo siera, deguonis ir titano elementas, kuris visai nepanašus į juos. Tačiau panaši schema taip pat prisidėjo, užėmusi savo vietą periodinio įstatymo atradimo istorijoje.

Kiti bandymai kurti klasifikacijas

Vadovaudamasis tuo, kas aprašyta, Johnas Newlandsas pasiūlė savo klasifikavimo sistemą, pažymėdamas, kad kas aštuntas gautos serijos narys turi panašumų elementų, išdėstytų atsižvelgiant į atominės masės padidėjimą, savybės. Mokslininkui kilo mintis atrastą modelį palyginti su muzikinių oktavų išdėstymo struktūra. Tuo pačiu metu jis kiekvienam elementui priskyrė savo serijos numerį, išdėstydamas juos horizontaliose eilutėse. Tačiau tokia schema vėl nepasirodė ideali ir mokslo sluoksniuose buvo vertinama labai skeptiškai.

Nuo 1964 iki 1970 m Odlingas ir Meyeris taip pat sukūrė lenteles, organizuojančias cheminius elementus. Tačiau tokie bandymai vėl turėjo savo trūkumų. Visa tai įvyko išvakarėse, kai Mendelejevas atrado periodinį dėsnį. Kai kurie darbai su netobulais klasifikavimo bandymais buvo paskelbti net po to, kai pasauliui buvo pristatyta lentelė, kurią naudojame iki šiol.

Mendelejevo biografija

Puikus rusų mokslininkas gimė Tobolsko mieste 1834 m., gimnazijos direktoriaus šeimoje. Be jo, namuose buvo dar šešiolika brolių ir seserų. Neatimtas dėmesys, nes jauniausias iš vaikų Dmitrijus Ivanovičius nuo pat mažens visus stebino savo nepaprastais sugebėjimais. Jo tėvai, nepaisant sunkumų, stengėsi suteikti jam geriausią išsilavinimą. Taigi Mendelejevas iš pradžių baigė gimnaziją Tobolske, o paskui – Pedagoginį institutą sostinėje, išlaikydamas gilų susidomėjimą mokslu. Ir ne tik į chemiją, bet ir į fiziką, meteorologiją, geologiją, technologijas, instrumentų gamybą, aeronautiką ir kt.

Netrukus Mendelejevas apgynė disertaciją ir tapo Sankt Peterburgo universiteto docentu, kur skaitė organinės chemijos paskaitas. 1865 metais jis kolegoms pristatė daktaro disertaciją tema „Apie alkoholio ir vandens derinį“. Periodinio įstatymo atradimo metai buvo 1969 m. Tačiau prieš šį pasiekimą buvo atlikta 14 sunkaus darbo metų.

Apie didįjį atradimą

Atsižvelgdamas į klaidas, netikslumus, taip pat į teigiamą kolegų patirtį, Dmitrijus Ivanovičius sugebėjo patogiausiu būdu susisteminti cheminius elementus. Jis taip pat pastebėjo periodinę junginių ir paprastų medžiagų savybių priklausomybę, jų formą nuo atominių masių vertės, kuri nurodyta Mendelejevo pateiktoje periodinio dėsnio formuluotėje.

Tačiau tokios pažangios idėjos, deja, ne iš karto rado atsaką net Rusijos mokslininkų širdyse, kurie šią naujovę priėmė labai atsargiai. Ir tarp užsienio mokslo veikėjų, ypač Anglijoje ir Vokietijoje, Mendelejevo įstatymas rado aršiausius priešininkus. Tačiau labai greitai situacija pasikeitė. Kokia buvo priežastis? Nuostabi didžiojo rusų mokslininko drąsa po kurio laiko pasauliui pasirodė kaip jo puikaus mokslinio įžvalgumo įrodymas.

Nauji elementai chemijoje

Periodinio dėsnio atradimas ir jo sukurta periodinės lentelės struktūra leido ne tik susisteminti medžiagas, bet ir padaryti nemažai prognozių apie daugelio tuo metu nežinomų elementų buvimą gamtoje. Štai kodėl Mendelejevas sugebėjo praktiškai pritaikyti tai, ko iki jo negalėjo padaryti kiti mokslininkai.

Praėjo tik penkeri metai, ir spėjimai ėmė pasitvirtinti. Prancūzas Lecoqas de Boisbaudranas atrado naują metalą, kurį pavadino galiu. Jo savybės pasirodė labai panašios į eka-aliuminį, kurį teoriškai numatė Mendelejevas. Apie tai sužinoję tų laikų mokslo pasaulio atstovai apstulbo. Tačiau nuostabūs faktai tuo nesibaigė. Tada švedas Nilssonas atrado skandį, kurio hipotetinis analogas pasirodė esąs ekaboras. O eka-silicio dvynys buvo germanis, kurį atrado Winkleris. Nuo tada Mendelejevo įstatymas ėmė įsitvirtinti ir susilaukti vis naujų šalininkų.

Nauji nuostabaus numatymo faktai

Kūrėją taip nuviliojo savo idėjos grožis, kad jis ėmėsi daryti kai kurias prielaidas, kurių pagrįstumą vėliau ryškiausiai patvirtino praktiniai mokslo atradimai. Pavyzdžiui, Mendelejevas kai kurias medžiagas savo lentelėje išdėstė visai ne pagal didėjančias atomines mases. Jis numatė, kad periodiškumas gilesne prasme vis dar pastebimas ne tik dėl elementų atominės masės padidėjimo, bet ir dėl kitos priežasties. Didysis mokslininkas spėjo, kad elemento masė priklauso nuo kai kurių elementaresnių dalelių kiekio jo struktūroje.

Taigi periodinis dėsnis tam tikru būdu paskatino mokslo atstovus susimąstyti apie atomo komponentus. O netrukus ateinančio XX amžiaus – grandiozinių atradimų amžiaus – mokslininkai ne kartą buvo įsitikinę, kad elementų savybės priklauso nuo atomo branduolių krūvių dydžio ir jo elektroninio apvalkalo struktūros.

Periodinė teisė ir modernybė

Periodinė lentelė, nors ir išliko nepakitusi savo branduolyje, vėliau buvo daug kartų papildyta ir keičiama. Tai sudarė vadinamąją nulinę elementų grupę, kuri apima inertines dujas. Taip pat sėkmingai išspręsta retųjų žemių elementų išdėstymo problema. Tačiau nepaisant papildymų, Mendelejevo periodinio įstatymo atradimo pirminėje versijoje reikšmę gana sunku pervertinti.

Vėliau, atsiradus radioaktyvumo reiškiniui, buvo visiškai suprantamos tokios sisteminimo sėkmės priežastys, taip pat įvairių medžiagų elementų savybių periodiškumas. Netrukus šioje lentelėje savo vietą rado ir radioaktyviųjų elementų izotopai. Daugelio ląstelių narių klasifikavimo pagrindas buvo atominis skaičius. O XX amžiaus viduryje pagaliau pasiteisino elementų išdėstymo lentelėje seka, priklausanti nuo atomų orbitalių užpildymo elektronais, milžinišku greičiu judančiais aplink branduolį.

Čia skaitytojas ras informacijos apie vieną svarbiausių žmogaus kada nors atrastų dėsnių mokslo srityje – periodinį Dmitrijaus Ivanovičiaus Mendelejevo dėsnį. Susipažinsite su jo reikšme ir įtaka chemijai, apžvelgsite bendrąsias periodinio įstatymo nuostatas, charakteristikas ir detales, atradimo istoriją ir pagrindines nuostatas.

Kas yra periodinė teisė

Periodinis dėsnis yra esminio pobūdžio natūralus dėsnis, kurį pirmą kartą atrado D. I. Mendelejevas 1869 m., o pats atradimas įvyko palyginus kai kurių cheminių elementų savybes ir tuo metu žinomas atominės masės vertes.

Mendelejevas teigė, kad pagal jo dėsnį paprasti ir sudėtingi kūnai bei įvairūs elementų junginiai priklauso nuo jų periodinės priklausomybės nuo tipo ir nuo atomo svorio.

Periodinis dėsnis yra unikalus savo rūšimi ir taip yra dėl to, kad, skirtingai nei kiti pagrindiniai gamtos ir visatos dėsniai, jis nėra išreikštas matematinėmis lygtimis. Grafiškai jis randa savo išraišką periodinėje cheminių elementų lentelėje.

Atradimų istorija

Periodinio dėsnio atradimas įvyko 1869 m., tačiau bandymai susisteminti visus žinomus x-tuosius elementus prasidėjo gerokai prieš tai.

Pirmą kartą tokią sistemą pabandė sukurti I. V. Debereineris 1829 m. Jis suskirstė visus jam žinomus cheminius elementus į triadas, susietas viena su kita pagal pusę atominių masių sumos, įtrauktos į šią trijų komponentų grupę. . Sekdamas Debereineriu, A. de Chancourtois pamėgino sukurti unikalią elementų klasifikavimo lentelę, savo sistemą pavadino „žemiška spirale“, o po jo Niulandso oktavą sudarė Johnas Newlandsas. 1864 m. beveik vienu metu William Olding ir Lothar Meyer paskelbė lenteles, sukurtas nepriklausomai vienas nuo kito.

Periodinis įstatymas mokslo bendruomenei buvo pateiktas peržiūrėti 1869 m. kovo 8 d., ir tai įvyko per Rusų draugijos susirinkimą. Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas paskelbė apie savo atradimą visų akivaizdoje, o tais pačiais metais buvo išleistas Mendelejevo vadovėlis „Chemijos pagrindai“, kuriame pirmą kartą buvo parodyta jo sukurta periodinė lentelė. Po metų, 1870 m., jis parašė straipsnį ir perdavė jį Rusijos chemijos draugijai, kur pirmą kartą buvo pavartota periodinio įstatymo sąvoka. 1871 m. Mendelejevas išsamiai apibūdino savo koncepciją garsiajame straipsnyje apie periodinį cheminių elementų dėsnį.

Neįkainojamas indėlis į chemijos plėtrą

Periodinio įstatymo svarba yra nepaprastai didelė mokslo bendruomenei visame pasaulyje. Taip yra dėl to, kad jo atradimas davė galingą impulsą tiek chemijos, tiek kitų gamtos mokslų, pavyzdžiui, fizikos ir biologijos, raidai. Elementų ir jų kokybinių cheminių bei fizikinių charakteristikų santykis buvo atviras, tai leido suprasti ir visų elementų konstravimo pagal vieną principą esmę ir davė pradžią šiuolaikiškai formuluoti sąvokas apie cheminius elementus, konkretizuoti žinias; sudėtingos ir paprastos struktūros medžiagų.

Periodinio dėsnio naudojimas leido išspręsti cheminio prognozavimo problemą ir nustatyti žinomų cheminių elementų elgesio priežastį. Atominė fizika, įskaitant branduolinę energiją, tapo įmanoma dėl to paties įstatymo. Savo ruožtu šie mokslai leido praplėsti šio dėsnio esmės horizontus ir pagilinti jo supratimą.

Periodinės lentelės elementų cheminės savybės

Iš esmės cheminiai elementai yra tarpusavyje susiję ypatybėmis, būdingomis jiems laisvo atomo arba jono, solvatuoto arba hidratuoto, paprastoje medžiagoje ir forma, kurią gali sudaryti daugybė jų junginių. Tačiau šios savybės dažniausiai susideda iš dviejų reiškinių: savybių, būdingų laisvos būsenos atomui ir paprastai medžiagai. Šio tipo savybės apima daugybę tipų, tačiau svarbiausios yra šios:

1. Atominė jonizacija ir jos energija, priklausomai nuo elemento padėties lentelėje, eilės skaičiaus.
2. Atomo ir elektrono energinis giminingumas, kuris, kaip ir atominė jonizacija, priklauso nuo elemento vietos periodinėje lentelėje.
3. Atomo elektronegatyvumas, kuris neturi pastovios vertės, bet gali kisti priklausomai nuo įvairių veiksnių.
4. Atomų ir jonų spinduliai - čia, kaip taisyklė, naudojami empiriniai duomenys, kurie yra susiję su elektronų bangine prigimtimi judėjimo būsenoje.
5. Paprastų medžiagų išpurškimas – elemento reaktyvumo galimybių aprašymas.
6. Oksidacijos būsenos yra formali charakteristika, tačiau jos atrodo kaip viena iš svarbiausių elemento savybių.
7. Paprastų medžiagų oksidacijos potencialas yra medžiagos potencialo veikti vandeniniuose tirpaluose matavimas ir rodiklis, taip pat redoksinių savybių pasireiškimo lygis.

Vidinio ir antrinio tipo elementų periodiškumas

Periodinis dėsnis suteikia supratimą apie kitą svarbų gamtos komponentą – vidinį ir antrinį periodiškumą. Aukščiau minėtos atominių savybių tyrimo sritys iš tikrųjų yra daug sudėtingesnės, nei galima pagalvoti. Taip yra dėl to, kad lentelės elementai s, p, d keičia savo kokybines charakteristikas, priklausomai nuo jų padėties periode (vidinis periodiškumas) ir grupėje (antrinis periodiškumas). Pavyzdžiui, vidinį elemento s perėjimo iš pirmosios grupės į aštuntą į p elementą procesą lydi minimalūs ir didžiausi taškai jonizuoto atomo energijos linijos kreivėje. Šis reiškinys rodo vidinį atomo savybių pokyčių periodiškumo nestabilumą pagal jo padėtį periode.

Rezultatai

Dabar skaitytojas aiškiai supranta ir apibrėžia, kas yra Mendelejevo periodinis dėsnis, suvokia jo reikšmę žmogui ir įvairių mokslų raidai, turi idėją apie šiuolaikines jo nuostatas ir atradimo istoriją.

Periodinio dėsnio atradimas

„Chemijos pagrindai“ buvo išleisti atskirais leidimais. Pirmasis iš jų pasirodė 1868 metų birželį. Jis buvo skirtas bendriesiems chemijos klausimams, taip pat buvo nagrinėjamos vandenilio, deguonies ir azoto savybės. Rengdamas tolesnio darbo planą, Mendelejevas turėjo svarbų klausimą: kokia seka turėtų būti dedama medžiaga? Šios problemos sprendimą mokslininkas laikė ne mažiau svarbiu nei pačios informacijos pateikimas. Jis rašė: „Vienas faktų rinkinys, net ir labai platus, vienas jų sankaupa, net ir nesuinteresuotas, net visuotinai priimtų principų žinojimas dar nesuteiks mokslo įvaldymo metodo ir dar nesuteiks garantijų tolesniam darbui. sėkmės ir net ne teisės į mokslo vardą aukščiausia to žodžio prasme. Mokslo kūrimui reikia ne tik medžiagos, bet ir plano. Be to, kol dar nėra plano, nėra galimybės sužinoti daug to, ką kas nors jau žinojo, kas jau sudėliota. Daugelis chemijos faktų, neįtrauktų į jos planus, dažnai buvo atrasti ne vieną, o du, tris ar daugiau kartų.<.>.

Žinomų faktų labirinte nesunku pasiklysti be plano, o patį planą to, kas jau žinoma, kartais verta išstudijuoti, o dalelės daugelio atskirų faktų studijuoti neverta.

Iš pradžių Mendelejevas planavo klasifikuoti elementus pagal valentiškumą, bet vėliau nusprendė juos išdėstyti pagal atominį svorį ir savybių panašumą. 1868 m. pabaigoje jis baigė rengti tolesnį „Chemijos pagrindų“ planą, o 1869 m. pradžioje pradėjo antrąją knygos dalį. Tačiau chemijos žinių sisteminimas ir toliau domino mokslininką didaktiniu požiūriu, o elementų klasifikavimas – moksliniu požiūriu. Ir mąstymas apie šią problemą galiausiai davė rezultatų. Vasario 17-osios rytą Mendelejevas gavo laišką iš kolegos profesoriaus Chodnevo. Kitoje laiško pusėje Dmitrijus Ivanovičius padarė pastabą, kurioje palygino šarminius ir šarminių žemių metalus pagal atominį svorį.

Kiek teisingas teiginys, kad Mendelejevas sapne rado problemos sprendimą, nežinoma. Bet, matyt, tam tikras įžvalgos momentas sapne ar tikrovėje buvo. Priešingu atveju sunku paaiškinti, kodėl mokslininkas pradėjo plėtoti tokią svarbią idėją pirmame po ranka pasitaikiusiame popieriaus lape. Tačiau įžvalga buvo įžvalga, tačiau Mendelejevas atliko tolesnius tyrimus su jam įprastu metodiškumu. Naudodamas korteles, kurios trumpai apibendrino elementų savybes ir nurodė jų atominį amžių, Mendelejevas sukūrė tokią lentelės versiją, kurioje savo vietą rado beveik visi tuo metu žinomi elementai. Visiškai perrašęs sistemą, Mendelejevas nusiuntė ją į spaustuvę pavadinimu „Elementų sistemos, pagrįstos jų atominiu svoriu ir cheminiu panašumu, patirtis“. Jis išsiuntė „System Experience“ kopijas savo šalies ir užsienio kolegoms. Štai kaip atrodė ši sistema arba, jei norite, pirmoji periodinė lentelė:

Iš pirmo žvilgsnio šis stalas mažai kuo panašus į šiuolaikinę versiją. Tačiau atidžiau išstudijavę matote, kad daugelis modelių, kuriais grindžiama šiuolaikinė elementų sistema, yra matomi. Taigi matote, kad „Sistemos patyrime“ jau praktiškai buvo nustatyti septyni pagrindiniai šiuolaikinės lentelės pogrupiai.

Kelias ateinančias dienas Mendelejevas dirbo prie straipsnio „Savybių ryšys su elementų atominiu svoriu“. Jame mokslininkas pagrindė savo pasirinktą požiūrį: „...visai keičiantis paprastų kūnų savybėms, jų laisvoje būsenoje, kažkas išlieka pastovus, o kai elementas pereina į junginius, tai kažkas yra materialus ir sudaro. šį elementą sudarančių junginių charakteristika. Šiuo atžvilgiu iki šiol žinomas tik vienas skaitinis duomenys, ir tai yra būtent elemento atominė masė.

Iš tiesų tuo metu, kai mokslininkai neturėjo supratimo apie atomų struktūrą, vienintelė jų charakteristika buvo atominis svoris. Mendelejevas nebuvo idėjos sukurti elementų sistemą, pagrįstą šia verte, autorius. Kiti tyrinėtojai prieš jį bandė panašių bandymų. Mendelejevas nesistengė sumenkinti savo pirmtakų pasiekimų. Tačiau kartu jis labai teisinga forma nurodė savo sistemos progresyvumą: „Nepanašių elementų ir jų junginių savybių periodinė priklausomybė nuo elementų atominės masės galėjo būti nustatyta po to, kai ši priklausomybė buvo įrodyta panašiems. elementai. Man atrodo, kad skirtingų elementų palyginimas yra ir svarbiausias bruožas, kuriuo mano sistema skiriasi nuo mano pirmtakų sistemų. Kaip ir pastarieji, su keliomis išimtimis priėmiau tas pačias panašių elementų grupes, tačiau kartu išsikėliau sau tikslą patyrinėti grupių tarpusavio santykių modelį. Tai darydamas priėjau prie minėto bendro principo, kuris taikomas visiems elementams.

Mendelejevas tvirtina, kad jo elementų klasifikacija yra natūrali: „Elementų paskirstymo pagal jų atominį svorį metodas neprieštarauja natūraliam elementų panašumui, o, priešingai, tiesiogiai nurodo jį“.

Tiesą sakant, elemento savybės priklauso ne nuo jo atomų svorio, o nuo jų struktūros, kuri, žinoma, yra susijusi su šiuo rodikliu. Tačiau neturėdamas kitų atomų savybių, Mendelejevas galėjo pradėti tik nuo šios, ir toks požiūris buvo

tikrai natūraliausias dalykas.

Straipsnio pabaigoje mokslininkas pateikia kai kurias nuostatas, kylančias iš jo atrasto periodinio įstatymo:

"1. Elementai, išdėstyti pagal jų atominį svorį, rodo aiškų savybių periodiškumą.

2. Elementai, kurie yra chemiškai panašūs, turi arba panašius atominius svorius (pvz., Pt, Ir, Os), arba nuosekliai ir tolygiai didėjančius svorius (pvz., K, Rb, Cs).

3. Elementų ar jų grupių palyginimas pagal atominę masę atitinka jų vadinamąjį atomiškumą ir tam tikru mastu cheminės prigimties skirtumus, kurie aiškiai matomi serijose Li, Be, C, N, O, F ir kartojama kitose serijose.

4. Gamtoje dažniausiai pasitaikantys paprasti kūnai turi mažą atominį svorį, o visi mažo atominio svorio elementai pasižymi aštriomis savybėmis. Todėl jie yra tipiški elementai. Vandenilis, kaip lengviausias elementas, teisingai pasirinktas kaip tipiškiausias.

5. Atominės masės dydis lemia elemento prigimtį, kaip ir dalelės dydis lemia sudėtingo kūno savybes.

6. Turėtume tikėtis, kad bus aptikta daug daugiau nežinomų paprastų kūnų, pavyzdžiui, panašių į AL ir Si, kurių dalis yra 65–75.

7. Elemento atominę masę kartais galima pakoreguoti žinant jo analogijas. Taigi Te dalis turėtų būti ne 128, o 123–126.

8. Kai kurias elementų analogijas atskleidžia svorio ir atomo dydis.“

Vasario pabaigoje Mendelejevas straipsnio rankraštį perdavė kolegai N. A. Menšutkinui. Straipsnis buvo paskelbtas Rusijos chemijos draugijos žurnale. Draugijos susirinkime pranešimą apie tai, nesant autoriaus, padarė Menšutkinas. Pats Mendelejevas buvo komandiruotėje. Laisvosios ekonomikos draugijos nurodymu jis ištyrė keletą sūrių gamyklų Tverės provincijoje. Mokslininkas ir toliau vertino savo „trečiąją paslaugą“, rūpinimąsi pramonės plėtra, ne mažiau rimtai nei mokslinė ir mokymo veikla.

Tačiau periodinio dėsnio atradimas ir, pradedant nuo jo, cheminių elementų sisteminimas buvo tik pusė darbo. Taip pat reikėjo supažindinti mokslo pasaulį su atradimu ir įtikinti mokslininkus įstatymo pagrįstumu. 1869 m. vasarą Mendelejevas dalyvavo antrajame gamtininkų suvažiavime. Jis sugalvojo naują savo sistemos versiją. Jame panašių savybių elementų grupės buvo išdėstytos vertikaliai, kaip įprasta šiuolaikinėje lentelės versijoje. Visi tuo metu žinomi elementai, išskyrus septynis, rado tinkamą vietą šioje versijoje. Mendelejevas toliau tobulino sistemą. Iki 1870 m. jis rado teisingas visų žinomų elementų padėtis.

1870–1871 m. mokslininkas paskelbė keletą straipsnių ir skaitė pranešimus apie periodinę teisę. Ypatingą vietą Dmitrijaus Ivanovičiaus kūryboje užima straipsniai „Periodinis cheminių elementų dėsnis“ ir „Natūrali elementų sistema ir jos taikymas nustatant neatrastų elementų savybes“. Apie antrąjį iš jų mokslininkas vėliau rašė: „Tai pati geriausia mano pažiūrų ir minčių apie elementų periodiškumą santrauka ir originalas, pagal kurį vėliau tiek daug buvo parašyta apie šią sistemą. Tai yra pagrindinė mano mokslinės šlovės priežastis. Šiame darbe pirmą kartą trumpai suformuluotas periodinis dėsnis: „...elementų (taigi ir iš jų susidarančių paprastų kūnų) savybės periodiškai priklauso nuo jų atominės masės“. Šiuolaikinė formulė skiriasi tik tuo, kad joje atsižvelgiama ne į atominį svorį, o į atomo branduolio krūvį.

Mendelejevas atkreipė dėmesį, kad jo atrastas dėsnis gali turėti didelę reikšmę tolesnei chemijos raidai. Tarp dėsnio taikymo galimybių mokslininkas įvardijo elementų sistemos sudarymą, dar neatrastų elementų savybių ir jų atradimo metodo nustatymą, mažai tyrinėtų elementų atominės masės nustatymą ir šio rodiklio koregavimą daugeliui elementų. , papildantis informaciją apie cheminių junginių formas. Ir visos šios galimybės buvo įgyvendintos Mendelejevo gyvavimo metu ir daugeliu atžvilgių jis pats. Taigi iki 1871 m., naudodamas savo periodinę lentelę, jis pataisė daugelio elementų atominį svorį. Mokslininkas išsiaiškino 28 elementų svorį, kai kurių iš jų radikaliai. Pavyzdžiui, jis parodė, kad erbio atominis svoris yra ne 56, kaip manyta anksčiau, o 170, lantano ne 92, o 139 ir tt Kaip matome, iki 1869 metų daugelio elementų atominiai svoriai buvo apskaičiuoti neteisingai. Atsižvelgiant į šią aplinkybę ir tai, kad daugelis elementų tada iš viso nebuvo atrasti, galima tik stebėtis mokslininko genialumu, kuris, nepaisant to, sugebėjo rasti periodinį modelį.

Jau pirmajame lentelės variante Mendelejevas paliko vietos keturiems nežinomiems elementams, kurių atominis svoris yra 45, 68, 70 ir 180. 1870–1871 metais mokslininkas numatė pirmųjų trijų šių elementų chemines ir fizines savybes ir joms suteikė. preliminarūs pavadinimai: ekaboron, ekaaluminum ir ekasilicon . Priešdėlis „eka“ reiškia „sekti“. Šiais pavadinimais Mendelejevas norėjo pasakyti, kad siūlomi elementai turėtų būti kiti atominio svorio boro, aliuminio ir silicio analogai.

1875 metais prancūzas Lecoqas de Boisbaudranas atrado naują elementą. Chemikas pavadino jį galiu pagal istorinį Prancūzijos pavadinimą. Tikrai atrastas galis pakeitė hipotetinį eka-aliuminį. 1879 metais švedų chemikas Nilssonas atrado skandį, kuris periodinėje sistemoje buvo pakeistas ekaboronu. Ekasilikoną 1886 m. pakeitė germanis, kurį atrado vokietis Winkleris. Periodinio įstatymo teisingumas ir svarba buvo puikiai patvirtinta praktikoje. Tačiau nereikėtų galvoti, kad tik atradus Mendelejevo numatytus elementus, periodinis dėsnis sulaukė pripažinimo. 1871 metų pavasarį mokslininkas išvyko į dar vieną komandiruotę užsienyje. Jos tikslas buvo įsigyti tyrimams reikalingų mineralų. Kelionės metu Dmitrijus Ivanovičius susitiko su daugeliu Europos mokslininkų, aptarė su jais periodinę teisę ir jo elementų sistemą. Mendelejevo išvadoms pritarė daugelis užsienio kolegų. Vėliau ginčų dėl prioritetų net kilo dėl elementų sistemos. Faktas yra tas, kad 1864 m. vokiečių chemikas Lotharas Meyeris sukūrė 27 elementų lentelę, sudėliodamas juos atomų svorių didinimo tvarka ir sugrupuodamas pagal valentingumą. Tačiau vokiečių mokslininkas nepadarė teorinių apibendrinimų, panašių į Mendelejevo periodinį dėsnį. Ir jis sukūrė pilną visų elementų lentelę 1870 m., ty po to, kai buvo paskelbta „Elementų sistemos patirtis“. Tačiau reikia pažymėti, kad kai kurie mokslininkai nepripažino įstatymo teisingumo, o daugelis nesuprato ar nepripažino jo esminės prigimties. Prireikė daug laiko iki visiško pripažinimo.