К 140-летию открытия Периодического закона химических элементов. История открытия Периодического закона химических элементов. Менделеев Д.И.

К 140-летию открытия Периодического закона

Экология

Побережья        Азовское море
       Керченский пролив
       Чёрное море

Выдающиеся
отечественные
учёные

Научная
поддержка

Информация
для
отдыхающих

Контакты

Гостевая

Отчёты

Новости

Наши
проекты

СМИ об
АНИС

Опасные зоны
на
Азовском море

Безопасность жизнедеятельности

Главная

Краткий исторический очерк открытия периодического закона химических элементов

Первая попытка нарисовать таблицу химически простых (неразлагающихся) веществ была предпринята во Франции Луи де Морве (Louis Bernard Guyton de Morveau) в 1782 году [1].

Простые неразлагающиеся вещества (de Morveau, 1782 год)
Простые вещества	Простые горючие вещества	Металлические вещества	Простые земли	Щелочи
Свет Тепло O H	N C S P Cl B F etc	As Fe Mo Sn W Pb Mn Cu Ni Hg Co Ag Bi Pt Sb Zn Au	SiO₂ Al₂O₃ BaO CaO MgO	NaOH KOH NH₄OH

Согласно историческому обзору, написанному отечественными авторами к 100-летию открытия периодического закона [2], таблица была впервые опубликована в книге известного французского ученого Антуана Лавуазье (Antoine Laurent Lavoisier) пять лет спустя в 1787 году. Однако американский исследователь Мацурз (Mazurs) утверждает, что господин де Морве вместе с господином Лавуазье входили в комиссию по химической номенклатуре и Лавуазье опубликовал именно таблицу, предложенную де Морве, возможно, с небольшими изменениями и, вероятно, без корыстных мыслей остаться первым в истории открытия периодического закона.
Следующим ключевым моментом в открытии периодического закона, по мнению Мацурза, являлась таблица схожих по свойствам элементов (правда только неметаллов), опубликованная в 1828 году Жаном Дюма (Jean Baptiste Dumas).

Таблица, опубликованная Жаном Дюма в 1828 году
1	2	3	4	5
H	F Cl Br I	Se S O	P As N	B Si C

Следует отметить расположение в отдельных столбцах галогенов, халькогенов и элементов 5 группы современной классической таблицы. Таким образом, в таблице Дюма впервые появляется современный аналог группы.
В 1829 году немецкий ученый Йоханн Доберайнер (Johann Wolfgang Dobereiner) открыл, так называемый, закон триад или по-немецки "dreiheit". Он описал (но не нарисовал) таблицу в которой расположил триады схожих по свойствам элементов, причем в варианте, предложенном Доберайнером, уже присутствуют как металлы, так и неметаллы.

Вариант, предложенный Доберайнером в 1829 году
Li Na K	Mg ? ?	Ca Sr Ba	Be Al ?	B Si ?	P As ?	? Sb Bi	S Se Te	F ? ?	Cl Br I
Y Ce ?	Zr Ti Sn	Fe Co Mn	Ni Cu Zn	Ru Rh Pd	Pt Ir Os	Ag Pb Hg	? Sn Cd	? Au W	? W Ta

Следует отметить, что в варианте, предложенном Доберайнером в некоторых триадах элементы повторяются, например, олово или вольфрам. Но первый блин, как известно, комом, и надо отдать должное наблюдательности Доберайнера в остальных случаях.
Вариант, очень похожий на современную таблицу, был опубликован в 1843 году Леопольдом Гмелиным (Leopold Gmelin). В данном варианте прослеживается закон триад, при этом в таблице вниз идет увеличение валентности, слева расположены электроотрицательные, а справа электроположительные элементы.

Таблица, предложенная Леопольдом Гмелиным в 1843 году

Можно отметить попытку Леопольда Гмелина классифицировать химические элементы согласно валентности, которыми они обладают в соединениях. Попыток классификации согласно валентности было довольно много и одна из наболее интересных, по мнению Мацурза, приведена ниже.

Валентность -->	4	3	2	1	1	2
Серии
1	-	-	-	-	Li	Be?
2	C	N	O	F	Na	Mg
3	Si	P	S	Cl	K	Ca
4	-	As	Se	Br	Rb	Sr
5	Sn	Sb	Te	I	Cs	Ba
6	Pb	Bi	-	-	Tl?	-

Валентность -->	4	6
	Ti	Mo
	Zr	V
	Ta	W

Валентность -->	4	4	4	2	1
	Mn, Fe	Ni	Co	Zn	Cu
	Ru	Rh	Pd	Cd	Ag
	Pt	Ir	Os	Hg	Au

Приведенные выше три таблицы были предложены в 1864 году Лотаром Мейером (Lothar Meyer).
Следующий существенный вклад в открытие Периодического закона внес французкий ученый Эмиль де Шанкуртуа (Emile Beguyer de Chancourtois). Он был первым, кто в 1862 году расположил элементы в порядке возрастания их атомного веса для того, чтобы найти закономерность в их свойствах. Де Шанкуртуа, также, написал, что свойства элементов зависят от номера, но не констатировал, открытый позже, закон октав. Позже в 1863 году появляется его знаменитая спиралевидная таблица химических элементов. Таблица ниже иллюстрирует его спиралевидную форму, но на плоскости.

Таблица, предложенная де Шанкуртуа в 1863 году

Говоря о ученых, способствующих открытию Периодического закона, нельзя не упомянуть английского ученого Джона Ньюлэндза (John Alexander Reina Newlands), который считается открывателем закона октав - исторических предков современных периодов.
В 1864 году Ньюлэндз публикует статью, в которой он описывает октавы, однако, при этом он не публикует никаких таблиц. И только через год он представил свою таблицу.

Таблица, опубликованная Ньюлэндзом в 1865 году
1	2	3	4	5	6	7
H 1	Li 2	Be 3	B 4	C 5	N 6	O 7
F 8	Na 9	Mg 10	Al 11	Si 12	P 13	S 14
Cl 15	K 16	Ca 17	Cr 19	Ti 18	Mn 20	Fe 21
Co,Ni 22	Cu 23	Zn 25	Y 24	In 26	As 27	Se 28
Br 29	Rb 30	Sr 31	Ce,La 33	Zr 32	Di,Mo 34	Rh,Ru 35
Pd 36	Ag 37	Cd 38	U 40	Sn 39	Sb 41	Te 43
I 42	Cs 44	Ba,V 45	Ta 46	W 47	Nb 48	Au 49
Pt,Ir 50	Tl 53	Pb 54	Th 56	Hg 52	Bi 55	Os 51

               В этой таблице элементы расположены по мере возрастания их атомного веса (известных на то время). В таблице существует семь вертикальных групп похожих по свойствам элементов и элементы имеют целочисленное обозначение.
               Стоит отметить один случай, который произошел при докладе Ньюлэндза на собрании Физического общества. Один, вероятно чрезвычайно эрудированный физик, спросил Ньюлэндза почему он расположил свои элементы по мере возрастания их атомного веса, а не по алфавиту. Такое прямое издевательство, вероятно, смутило ученого и, возможно, приостановило его дальнейшие интенсивные исследования в этой области. Не будь такого курьеза, возможно, открывателем Периодического закона был бы не Дмитрий Иванович Менделеев, а Джон Ньюлэндз. Но у истории, как говорится, нет сослагательного наклонения...
               И, наконец, непосредственно перед открытием Периодического закона, господин Мацурз выделяет трех человек, которые нарисовали таблицу химических элементов согласно Периодическому закону (свойства элементов повторяются периодически с увеличением их атомного веса или заряда ядра), но не сформулировали этот закон.
               Первым их них был Вилльям Одлинг (William Odling), который в 1864 году нарисовал почти правильную форму современного варианта таблицы с 18 вертикальными группами. Элементы расположены в данной таблице по мере увеличения их атомного веса.

Таблица, предложенная Одлингом в 1864 году
Современные группы
8	1	2	1	2	3	4	5	6	7	1	2	4	-	6	7	8	1
	H	-	Li	Be	B	C	N	O	F	Na	Mg
	-	-	-	-	Al	Si	P	S	Cl	K	Ca	Ti	-	Cr	Mn	Fe,Co,Ni	Cu
	-	Zn	-	-	-	-	As	Se	Br	Rb	Sr	Zr	Ce	Mo
Rh,Ru,Pd	Ag	Cd	-	-	U	Sn	Sb	Te	I	Cs	Ba	Ta	-	V	W
Pt,Ir,Os	Au	Hg	Tl	Pd	-	-	Bi	-	-	-	-	Th

Вторым человеком нарисовавшим, но не сформулировавшим Периодический закон был американец Густавус Хинричз (Gustavus Detlef Hinrichs), который в 1867 году опубликовал спиралевидную таблицу. Вторую, уже плоскую таблицу, которая в принципе не отличалась от спиралевидной была нарисована им в 1869 году. В этой таблице Хинричз отделил металлы от неметаллов сплошной линией.

Таблица, предложенная Хинричзом в 1867 и 1869 годах

Pantoids

Kaloids

Calcoids

Cadmoids

Hydrargoids

Cuproids

Ferroids

Titanoids

Phosphoids

Sulphoids

Chloroids

Pantoids

-->

-------------------

-->

Co,Ni,Fe,Mn,Cr

|
|
|

<--
As

------------------------

-->

|
|
|

----------------------------

Металлы

Неметаллы

Продолжение следует...