در طول قرن نوزدهم، بسیاری از مناطق دستخوش اصلاحات شدید از جمله شیمی شدند. سیستم تناوبی مندلیف که در سال 1869 فرموله شد، منجر به درک مشترکی از وابستگی موقعیت مواد ساده در جدول تناوبی شد که رابطه بین جرم اتمی نسبی، ظرفیت و ویژگی عنصر را ایجاد کرد..
دوره شیمی پیش از مندل
کمی زودتر، در آغاز قرن نوزدهم، تلاش‌های مکرری برای نظام‌بندی عناصر شیمیایی انجام شد. شیمیدان آلمانی دوبراینر اولین کار جدی سیستماتیک را در زمینه شیمی انجام داد. او تعیین کرد که تعدادی از مواد مشابه در خواص را می توان در گروه های سه گانه ترکیب کرد.
ایده های نادرست یک دانشمند آلمانی
ماهیت قانون سه گانه دوبراینر ارائه شده با این واقعیت تعیین شد که جرم اتمی ماده مورد نظر نزدیک به نصف مجموع (مقدار متوسط) جرم اتمی دو عنصر آخر جدول سه گانه است.
با این حال، عدم وجود منیزیم در یک زیر گروه از کلسیم، استرانسیوم و باریماشتباه است.
این رویکرد نتیجه محدودیت مصنوعی مواد مشابه به اتحادیه های سه جانبه بود. دوبراینر به وضوح شباهت را در پارامترهای شیمیایی فسفر و آرسنیک، بیسموت و آنتیموان دید. با این حال، او خود را به جستجوی سه گانه محدود کرد. در نتیجه، او نتوانست طبقه بندی درستی از عناصر شیمیایی ارائه دهد.
Döbereiner مطمئناً نتوانست عناصر موجود را به سه گانه تقسیم کند، قانون به وضوح وجود رابطه بین جرم اتمی نسبی و خواص مواد شیمیایی ساده را نشان می دهد.
فرایند سیستم‌سازی عناصر شیمیایی
همه تلاش‌های بعدی برای سیستم‌سازی به توزیع عناصر بسته به جرم اتمی آنها متکی بود. پس از آن، فرضیه دوبراینر توسط شیمیدانان دیگر مورد استفاده قرار گرفت. تشکیل سه‌گانه‌ها، تترادها و پنج‌گانه‌ها ظاهر شد (ترکیب در گروه‌های سه، چهار و پنج عنصری).
در نیمه دوم قرن نوزدهم، چندین اثر به طور همزمان ظاهر شد، که بر اساس آنها دیمیتری ایوانوویچ مندلیف، شیمی را به سیستم سازی کامل عناصر شیمیایی هدایت کرد. ساختار متفاوت سیستم تناوبی مندلیف به درک انقلابی و شواهدی از مکانیسم توزیع مواد ساده منجر شد.
نظام تناوبی عناصر مندلیف
در جلسه انجمن شیمی روسیه در بهار سال 1869، اطلاعیه ای توسط دانشمند روسی D. I. Mendeleev در مورد کشف قانون تناوبی عناصر شیمیایی توسط او قرائت شد.
در پایان همان سال اولین اثر منتشر شد"مبانی شیمی"، شامل اولین سیستم تناوبی عناصر بود.
در نوامبر 1870، او به همکارانش افزوده شد "نظام طبیعی عناصر و استفاده از آن در نشان دادن کیفیت عناصر کشف نشده." در این اثر، D. I. Mendeleev برای اولین بار از اصطلاح "قانون تناوبی" استفاده کرد. سیستم عناصر مندلیف، بر اساس قانون تناوبی، امکان وجود مواد ساده کشف نشده را تعیین کرد و به وضوح خواص آنها را نشان داد.
اصلاحات و شفاف سازی
در نتیجه، تا سال 1971، قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر مندلیف توسط یک شیمیدان روسی نهایی و تکمیل شد.
در مقاله پایانی "قانون تناوبی عناصر شیمیایی"، دانشمند تعریف قانون تناوبی را ارائه کرد که نشان می دهد ویژگی های اجسام ساده، خواص ترکیبات و همچنین اجسام پیچیده تشکیل شده توسط آنها. با وابستگی مستقیم با توجه به وزن اتمی آنها تعیین می شوند.
اندکی بعد، در سال 1872، ساختار سیستم تناوبی مندلیف به شکل کلاسیک (روش توزیع دوره کوتاه) سازماندهی مجدد شد.
بر خلاف پیشینیان خود، شیمیدان روسی به طور کامل جدولی را تهیه کرد و مفهوم نظم وزن اتمی عناصر شیمیایی را معرفی کرد.
ویژگی های عناصر سیستم تناوبی مندلیف و الگوهای به دست آمده به دانشمند اجازه داد تا خواص عناصری را که هنوز کشف نشده اند توصیف کند. مندلیف بر این واقعیت تکیه کرد که خواص هر ماده را می توان با توجه به ویژگی های دو همسایه تعیین کردعناصر. او این قانون را «ستاره» نامید. ماهیت آن این است که در جدول عناصر شیمیایی برای تعیین خواص عنصر انتخاب شده، باید در جدول عناصر شیمیایی به صورت افقی و عمودی حرکت کرد.
سیستم تناوبی مندلیف قادر به پیش بینی… است
جدول تناوبی عناصر، علیرغم دقت و وفاداری آن، توسط جامعه علمی به طور کامل شناخته نشد. برخی از دانشمندان بزرگ جهان آشکارا توانایی پیش بینی خواص یک عنصر کشف نشده را به سخره گرفتند. و تنها در سال 1885، پس از کشف عناصر پیش بینی شده - اکالومینیم، اکابور و اکاسیلیکن (گالیوم، اسکاندیم و ژرمانیوم)، سیستم طبقه بندی جدید مندلیف و قانون تناوبی به عنوان مبنای نظری شیمی شناخته شد.
در آغاز قرن بیستم، ساختار سیستم تناوبی مندلیف بارها اصلاح شد. در روند به دست آوردن داده های علمی جدید، D. I. Mendeleev و همکارش W. Ramsay به این نتیجه رسیدند که لازم است یک گروه صفر معرفی شود. این شامل گازهای بی اثر (هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون و رادون) است.
در سال 1911، F. Soddy پیشنهاد کرد که عناصر شیمیایی غیر قابل تشخیص - ایزوتوپ ها - را در یک سلول جدول قرار دهند.
در پروسه کاری طولانی و پرزحمت، سرانجام جدول تناوبی عناصر شیمیایی مندلیف نهایی شد و ظاهری مدرن پیدا کرد. از هشت گروه و هفت دوره تشکیل شده است. گروه ها ستون های عمودی هستند، نقطه ها افقی هستند. گروه ها به زیر گروه ها تقسیم می شوند.
موقعیت یک عنصر در جدول نشان دهنده ظرفیت، الکترون های خالص و ویژگی های شیمیایی آن است. همانطور که بعدا مشخص شد، در طول توسعه جدول، D. I. Mendeleev یک تصادف تصادفی از تعداد الکترون های یک عنصر با شماره سریال آن را کشف کرد.
این واقعیت درک اصل برهمکنش مواد ساده و تشکیل مواد پیچیده را ساده تر کرد. و همچنین روند برعکس. محاسبه مقدار ماده به دست آمده و همچنین مقدار لازم برای انجام واکنش شیمیایی از نظر تئوری در دسترس قرار گرفته است.
نقش کشف مندلیف در علم مدرن
سیستم مندلیف و رویکرد او به ترتیب عناصر شیمیایی، پیشرفت بیشتر شیمی را از پیش تعیین کرد. به لطف درک صحیح از رابطه ثابت های شیمیایی و تجزیه و تحلیل، مندلیف توانست به درستی عناصر را بر اساس خواص آنها مرتب و گروه بندی کند.
جدول جدید عناصر امکان محاسبه واضح و دقیق داده ها را قبل از شروع یک واکنش شیمیایی، پیش بینی عناصر جدید و خواص آنها فراهم می کند.
کشف دانشمند روسی تأثیر مستقیمی بر روند بعدی توسعه علم و فناوری داشت. هیچ رشته تکنولوژیکی وجود ندارد که دانش شیمی را در بر نداشته باشد. شاید اگر چنین کشفی صورت نمی گرفت، آنگاه تمدن ما مسیر توسعه متفاوتی را در پیش می گرفت.
