История открытия Периодической системы

Введение

История создания периодической системы — это не один момент, а постепенное открытие закономерности, над которым работали разные учёные.

Многие химики пытались найти связь между химическими свойствами и атомным весом давно известных и вновь открытых элементов.

Первые попытки классификации элементов

Первоначально шведский учёный Йёнс Якоб Берцелиус предложил разделить элементы на две большие группы:

металлы;
неметаллы.

Классификация основывалась на свойствах простых веществ, образованных химическими элементами.

Хотя такая система была достаточно простой, она стала первым важным шагом к созданию единой классификации химических элементов.

Подробнее: Йёнс Якоб Берцелиус

Триады Дёберейнера

В 1829 году немецкий химик Иоганн Вольфганг Дёберейнер заметил, что некоторые элементы можно объединять в группы по три элемента, обладающих сходными свойствами.

Такие группы получили название триады.

Пример триады

Элемент	Относительная атомная масса
Кальций (Ca)	40
Стронций (Sr)	88
Барий (Ba)	137

Дёберейнер обнаружил, что атомная масса среднего элемента приблизительно равна среднему арифметическому масс двух крайних элементов:

(40 + 137) / 2 = 88,5

что близко к атомной массе стронция.

Значение работы Дёберейнера

Несмотря на то что система оказалась неполной, она впервые показала связь между:

атомной массой элемента;
химическими свойствами элемента.

Дёберейнер первым связал химические свойства элементов с их атомными массами.

Подробнее: Триады Дёберейнера

Закон октав Ньюлендса

В 1865 году английский химик Джон Александр Ньюлендс расположил известные элементы в порядке возрастания их атомных масс.

В результате он обнаружил интересную закономерность:

Каждый восьмой элемент повторяет свойства первого элемента.

По аналогии с музыкальными октавами Ньюлендс назвал эту закономерность законом октав.

Схема Ньюлендса

До	Ре	Ми	Фа	Соль	Ля	Си
H	Li	Be	B	C	N	O
F	Na	Mg	Al	Si	P	S
Cl	K	Ca	Ti	Cr	Mn	Fe
Co, Ni	Cu	V	Zn	In	As	Se

Формулировка закона октав

«Номера аналогичных элементов, как правило, отличаются или на целое число семь или на кратное семи; другими словами, члены одной и той же группы соотносятся друг с другом в том же отношении, как и крайние точки одной или больше октав в музыке».

Значение работы Ньюлендса

Ньюлендс стал первым учёным, который:

расположил элементы по атомным массам;
связал атомную массу с химическими свойствами;
присвоил элементам порядковые номера.

Подробнее: Закон октав Ньюлендса

Открытие периодического закона Менделеевым

Позднее русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев выбрал в качестве основной характеристики элементов их относительную атомную массу.

При работе он учитывал:

состав веществ;
физические свойства;
химические свойства;
сходство между элементами.

Расположив известные элементы в порядке возрастания атомных масс, Менделеев обнаружил, что их свойства периодически повторяются.

Таким образом была открыта закономерность периодического изменения свойств химических элементов.

Формулировка периодического закона (1869)

В 1869 году Д. И. Менделеев сформулировал периодический закон следующим образом:

«Свойства элементов, а также состав образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от атомного веса».

Формой отображения периодического закона стала таблица, получившая название:

Периодическая система химических элементов.

Подробнее: Периодический закон

Порядковый номер элемента

Каждому элементу в Периодической системе Д. И. Менделеев присвоил порядковый номер исходя из возрастания атомной массы.

Позднее, после открытия строения атома, был установлен физический смысл порядкового номера.

Было доказано, что:

Порядковый номер элемента равен заряду ядра его атома.

Современная формулировка периодического закона

Менделеев открыл периодический закон, ничего не зная о строении атома.

После открытия ядерного строения атома и установления связи между порядковым номером и зарядом ядра периодический закон получил новую формулировку:

«Свойства элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра».

Первый вариант таблицы Менделеева

Развитие Периодической системы

В первой половине XIX века химики открыли 25 новых химических элементов.

К середине XIX века число известных элементов приблизилось к 60.

В настоящее время известно 118 химических элементов, и все они расположены в Периодической системе по определённым закономерностям.

Современная Периодическая система

Историческая цепочка открытия периодического закона

Учёный	Основной вклад
Й. Берцелиус	Разделил элементы на металлы и неметаллы
И. В. Дёберейнер	Обнаружил сходство свойств элементов в триадах
Дж. А. Ньюлендс	Открыл закон октав
Д. И. Менделеев	Сформулировал периодический закон

Значение открытия периодического закона

Открытие периодического закона позволило:

систематизировать известные химические элементы;
предсказывать существование ещё не открытых элементов;
объяснить сходство свойств различных элементов;
создать основу современной химии.

Многие элементы были предсказаны Менделеевым ещё до их открытия.

Это стало одним из самых убедительных доказательств правильности периодического закона.

Главное запомнить

Основные этапы развития Периодической системы

Берцелиус разделил элементы на металлы и неметаллы.
Дёберейнер создал триады элементов.
Ньюлендс сформулировал закон октав.
Менделеев открыл периодический закон и создал Периодическую систему.

Периодический закон Менделеева (1869)

Свойства элементов находятся в периодической зависимости от их атомной массы.

Современная формулировка

Свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома.

Важно

Именно открытие периодического закона стало основой всей современной химии и позволило объяснить взаимосвязь между строением атомов и свойствами химических элементов.