Perioodilise seaduse avastamine D. Mendelejevi poolt. Eeldused perioodilise seaduse avastamiseks ja D. I. Mendelejevi perioodilisuse süsteemi loomiseks

Maailmateaduse ajaloos on avastusi, mida võib julgelt nimetada revolutsioonilisteks. Neid pole nii palju, aga just nemad viisid teaduse uutele piiridele, just nemad näitasid põhimõtteliselt uut lähenemist probleemide lahendamisele, neil oli tohutu ideoloogiline ja metodoloogiline tähendus, avades teadusliku pildi. maailma sügavamalt ja täielikumalt. Nende hulka kuuluvad näiteks Charles Darwini liikide päritolu teooria, G. Mendeli pärilikkuse seadused ja A. Einsteini relatiivsusteooria. D.I. Mendelejevi perioodiline seadus on üks sellistest avastustest.

Maailma teaduse ja kultuuri ajaloos on D.I. Mendelejevi nimi kõigi aegade ja rahvaste suurimate mõttevalgustite seas üks auväärsemaid kohti. Ta polnud mitte ainult geniaalne ja mitmekülgne teadlane, kes jättis oma järglastele põhjalikke ja originaalseid töid füüsikast, keemiast, meteoroloogiast, metroloogiast, tehnikast, erinevatest tööstus- ja põllumajandusharudest, majandusest, vaid ka silmapaistev õpetaja, edumeelne ühiskonnategelane, kes pühendas kogu oma elu väsimatule tööle oma kodumaa ja teaduse heaolu ja õitsengu nimel.

Kõik tema tööd, olgu see siis klassikaline keemia aluste kursus, lahendusteooria või gaaside elastsuse uurimine vms, ei suutnud mitte ainult teadlase nime tema kaasaegsetele tuntuks teha, vaid jätta ka märkimisväärse jälje. teaduse ajaloos. Kuid ikkagi, esimene asi, millele me D.I.Mendelejevist rääkides mõtleme, on tema avastatud perioodilisusseadus ja tema koostatud keemiliste elementide tabel. Meie päevade kooliõpikust pärit perioodilisustabeli hämmastav, tuttav selgus peidab meie eest teadlase hiiglaslikku tööd mõistmaks kõike, mis enne teda avastati ainete muundumiste kohta, töö, mida saab teha ainult geenius, tänu millele avastus. ilmus, millel pole teaduse ajaloos võrdset, mis ei saanud mitte ainult aatom-molekulaarteaduse krooniks, vaid osutus ka kogu sajandite jooksul kogunenud keemia faktilise materjali laiaulatuslikuks üldistuseks. Seetõttu sai perioodilisest seadusest kindel alus keemia ja teiste loodusteaduste edasiseks arenguks.

Võib öelda, et D.I. Mendelejev alustab teed selle avastuseni oma esimestest töödest, näiteks Isomorfism ja spetsiifilised mahud, milles omaduste ja koostise seost uurides hakkab ta analüüsima esmalt üksikute elementide omadusi, seejärel looduslikke omadusi. rühmad ja kõik ühendite klassid, sealhulgas lihtained. Kuid ta jõuab sellele probleemile kõige lähemale oma õpiku "Keemia alused" loomisel. Fakt on see, et olemasolevate vene- ja võõrkeelsete õpikute hulgas ei rahuldanud teda täielikult ükski. Pärast rahvusvahelist kongressi Karlsruhes nõuti keemiaõpikut, mis põhines uutel põhimõtetel, mida aktsepteeris enamik keemikuid ja mis kajastaks kõiki keemiateooria ja -praktika uusimaid saavutusi. Keemia aluste teise osa ettevalmistamise käigus tehti avastus, millele teaduse ajaloos polnud võrdset. Järgmise kahe aasta jooksul oli D.I. Mendelejev hõivatud oluliste teoreetiliste ja eksperimentaalsete uurimistöödega, mis olid seotud mitmete selle avastusega seoses tekkinud küsimuste selgitamiseks. Selle töö tulemuseks oli 1871. aastal avaldatud artikkel Periodic Law of Chemical Elements. ajakirjas Annals of Chemistry and Pharmacy. Selles töötati välja ja esitati järjekindlalt kõik tema avastatud õiguse aspektid ning selle olulisemad rakendused, s.o. D.I.Mendelejev tõi välja suunatud otsingute tee tulevikukeemias. Pärast D.I. Mendelejevit teadsid keemikud, kust ja kuidas tundmatut otsida. Paljud tähelepanuväärsed teadlased ennustasid ja kirjeldasid perioodilise seaduse alusel tundmatuid keemilisi elemente ja nende omadusi. Kõik ennustatud, uued tundmatud elemendid ja nende omadused ja nende ühendite omadused, nende käitumise seadused looduses – kõik leiti, kõik leidis kinnitust. Teaduse ajalugu ei tunne teist sellist triumfi. Avatud uus seadus loodus. Erinevate, omavahel mitteseotud ainete asemel seisis teadus silmitsi ühtse harmoonilise süsteemiga, mis ühendas kõik Universumi elemendid üheks tervikuks.

Kuid D.I. Mendelejevi teaduslik pärand ei seisnenud ainult millegi uue avastamises. Ta seadis teadusele veelgi ambitsioonikama ülesande: selgitada kõigi elementide omavahelist seost, nende füüsikaliste ja keemiliste omaduste vahel. Pärast perioodilisuse seaduse avastamist sai selgeks, et kõigi elementide aatomid on ehitatud ühe plaani järgi, et nende struktuur saab olla ainult selline, mis määrab nende perioodilisuse. keemilised omadused. D.I. Mendelejevi seadusel oli tohutu ja otsustav mõju teadmiste kujunemisele aatomi struktuuri ja ainete olemuse kohta. Aatomifüüsika edusammud, uute uurimismeetodite esilekerkimine ja kvantmehaanika areng on omakorda avardanud ja süvendanud perioodilisuse seaduse olemust ning säilitanud oma aktuaalsuse ka tänapäeval.

Tahaksin tsiteerida D.I.Mendelejevi sõnu, mille ta kirjutas oma päevikusse 10. juulil 1905: Ilmselt ei vaata perioodiline seadus tulevikku hävinguga, vaid lubab ainult tekiehitisi ja arengut (Ju. Solovjov. History of Keemia).

Keemia, nagu ükski teine ​​teadus, on omandanud viimased sajandid kaal ja tähtsus. Uurimistulemuste praktiline rakendamine on inimeste elusid sügavalt mõjutanud. Tänapäeval on sellega seotud huvi keemia ajaloo, aga ka suurte keemikute elu ja töö vastu, kelle hulgas on liialdamata Dmitri Ivanovitš Mendelejev. Ta on näide tõelisest teadlasest, kes on saavutanud märkimisväärset edu igas äris, mida ta ette võtab. Ei saa äratada austust tähelepanuväärse vene teadlase selliste iseloomuomaduste vastu nagu teadusliku mõtlemise sõltumatus, usaldus ainult eksperimentaalsete uuringute tulemuste vastu, julgus teha järeldusi isegi siis, kui need on vastuolus üldtunnustatud ideedega. Kuid ei saa nõustuda sellega, et perioodiline seadus ja koostatud elementide süsteem on tema olulisim töö. See teema äratas minus huvi, sest selle valdkonna uuringud on endiselt väga aktuaalsed. Seda saab hinnata Vene ja Ameerika teadlaste hiljutise avastuse järgi D.I. Mendelejevi perioodilisuse tabeli 118. elemendi kohta. See teadussündmus rõhutab veel kord, et vaatamata enam kui sajandi pikkusele ajaloole jääb perioodiline seadus teadusliku uurimistöö aluseks. Selle töö eesmärk ei ole mitte ainult rääkida selle suure seaduse avastamisest, sellele sündmusele eelnenud tõeliselt titaanlikust tööst, vaid on ka katse mõista eeldusi, analüüsida hetkeolukorda keemiliste elementide klassifitseerimise ja süstematiseerimisega enne 1869. aastat. . ja lisaks puudutada lähiajalugu perioodilisuse doktriin.

Perioodilise seaduse avastamise eeldused

Igasugune avastus teaduses ei ole muidugi kunagi äkiline ega teki tühjalt kohalt. See on keeruline ja pikk protsess, millesse panustavad paljud, paljud suurepärased teadlased. Sarnane olukord on kujunenud perioodilise seadusega. Ja selleks, et selgemalt ette kujutada eeldusi, mis lõid perioodilise seaduse avastamiseks ja põhjendamiseks vajalikud tingimused, tuleks 19. sajandi keskpaigaks kaaluda keemiavaldkonna uurimise põhisuundi (lisa tabel 1). .

Peab ütlema, et 19. sajandi esimestel kümnenditel. Keemia areng toimus kiiresti. Sajandi alguses esile kerkinud keemiline atomism oli võimas stiimul teoreetiliste probleemide ja eksperimentaalsete uuringute arendamiseks, mis viis peamiste keemiliste seaduste (mitmesuhte seadus ja konstantsete proportsioonide seadus) avastamiseni. reageerivate gaaside mahtude seadus, Dulongi ja Petiti seadus, isomorfismi reegel ja teised). Olulise arengu on saanud ka peamiselt keemilis-analüütilist laadi eksperimentaalsed uuringud, mis on seotud elementide aatommasside määramise, uute elementide avastamise ja erinevate keemiliste ühendite koostise uurimisega. Kuid raskusi tekkisid aatommasside määramisel, peamiselt seetõttu, et kõige lihtsamate ühendite (oksiidide) täpsed valemid, mille alusel teadlased aatommassi arvutasid, jäid teadmata. Vahepeal kasutati mõningaid juba avastatud seaduspärasusi, mis võisid olla olulised kriteeriumid aatommasside täpsete väärtuste määramisel (Gay-Lussaci mahuseadus, Avogadro seadus). Enamik keemikuid pidas neid juhuslikeks, ilma range faktilise aluseta. See usalduse puudumine aatommasside definitsioonide õigsuses tõi kaasa arvukate aatommasside ja ekvivalentide süsteemide tekkimise ning tekitas isegi kahtlusi vajaduses aktsepteerida aatommassi kontseptsiooni keemias. Sellise segaduse tulemusena kujutati 19. sajandi keskel isegi suhteliselt lihtsaid seoseid. palju valemeid, näiteks vett tähistati samaaegselt nelja valemiga, äädikhapet üheksateistkümnega jne. Kuid samal ajal jätkasid paljud keemikud uute meetodite otsimist aatommasside määramiseks, aga ka uusi kriteeriume, mis vähemalt kaudselt kinnitaksid oksiidide analüüsist saadud väärtuste õigsust. Gerardi pakutud aatomi, molekuli ja ekvivalendi mõisted olid juba olemas, kuid neid kasutasid peamiselt noored keemikud. Vanemate põlvkondade mõjukad keemikud pidasid kinni ideedest, mis jõudsid teadusesse 20ndatel ja 30ndatel tänu Berzeliusele, Liebigile ja Dumasele. Tekkis olukord, kui keemikud lakkasid üksteisest mõistmast. Sellises keerulises olukorras tekkis mõte koguda kokku silmapaistvamad teadlased erinevad riigid et kõige enam ideede ühtsuses kokku leppida üldised küsimused keemia, eriti - keemiliste põhimõistete kohta. See rahvusvaheline kongress toimus 1860. aastal. Karlsruhes. Seitsme vene keemiku hulgas võttis sellest osa ka D.I.Mendelejev. Kongressi põhieesmärk – jõuda ühtsusele keemia põhimõistete – aatom, molekul, ekvivalent – ​​definitsioonides saavutati. Kongressil osalejatele, sealhulgas D.I.Mendelejevile, avaldas erilist muljet S. Cannizzaro kõne, kes tõi välja aatomi-molekulaarteooria alused. Seejärel märkis D.I. Mendelejev korduvalt Karlsruhes toimunud kongressi tohutut tähtsust keemia arengule üldiselt ja eriti keemiliste elementide perioodilise seaduse idee tekkele ning S. Cannizzaro pidas oma eelkäijat, sest tema loodud aatommassid andsid vajaliku tugipunkti.

Esimesed katsed selleks ajaks teadaolevaid elemente süstematiseerida tehti 1789. aastal. A. Lavoisier oma keemiaõpikus. Tema lihtsate tahkete ainete tabel sisaldas 35 lihtsat ainet. Ja perioodilise seaduse avastamise ajaks oli neid juba 63. Peab ütlema, et 19. sajandi esimesel poolel. teadlased pakkusid välja oma omadustelt sarnaste elementide erinevaid klassifikatsioone. Kuid katsed määrata kindlaks aatommassist sõltuvate omaduste muutuste mustrid olid oma olemuselt juhuslikud ja piirdusid enamasti üksikute õigete seoste faktide väljaütlemisega. arvväärtusi aatommassid üksikute elementide vahel sarnaste elementide rühmades. Näiteks saksa keemik I. Döbereiner 1816. - 1829. a. Mõne keemiliselt sarnase elemendi aatommasside võrdlemisel leidsin, et paljude looduses levinud elementide puhul on need arvud üsna lähedased ning selliste elementide nagu Fe, Co, Ni, Cr, Mn puhul on need praktiliselt samad. Lisaks märkis ta, et SrO suhteline aatommass on CaO ja BaO aatommasside ligikaudne aritmeetiline keskmine. Selle põhjal pakkus Döbereiner välja kolmkõlade seaduse, mis ütleb, et sarnaste keemiliste omadustega elemente saab ühendada kolmest elemendist koosnevateks rühmadeks (triaadid), näiteks Cl, Br, J või Ca, Sr, Ba. Sel juhul on triaadi keskmise elemendi aatommass ligi poolele väliste elementide aatommasside summast.

Samaaegselt Döbereineriga tegeles L. Gmelin sarnase probleemiga. Nii esitas ta oma kuulsas teatmikus Handbuch der anorganischen Chemie tabeli keemiliselt sarnaste elementide kohta, mis on paigutatud rühmadesse kindlas järjekorras. Kuid tema tabeli koostamise põhimõte oli mõnevõrra erinev (lisa tabel 2). Tabeli ülaosas, väljaspool elementide rühmi, paiknesid kolm põhielementi - O, N, H. Nende all olid kolmkõlad, tetrad ja pentaadid ning hapniku all metalloidide rühmad (Berzeliuse järgi), s.o. elektronegatiivsed elemendid, vesiniku all - metallid. Elemendirühmade elektropositiivsed ja elektronegatiivsed omadused vähenevad ülalt alla. Aastal 1853 Gmelini tabelit laiendas ja täiustas I. G. Gledston, mis hõlmas haruldasi muldmetallisid ja äsja avastatud elemente (Be, Er, Y, Di jne). Seejärel uurisid kolmkõlaseadust mitmed teadlased, näiteks E. Lenssen. Aastal 1857 ta koostas 20 triaadi tabeli ja pakkus välja meetodi aatommasside arvutamiseks kolme triaadi ehk enneadide (üheksa) põhjal. Ta oli seaduse absoluutses täpsuses nii kindel, et püüdis isegi välja arvutada mõne haruldase muldmetalli elemendi seni teadmata aatommassi.

Edasised katsed tuvastada seost elementide füüsikaliste ja keemiliste omaduste vahel taandusid ka aatommasside arvväärtuste võrdlemisele. Nii et M.I. Pettenkofer 1850. a märkasid, et mõnede elementide aatommassid erinevad 8-kordselt. Selliste võrdluste põhjuseks oli orgaaniliste ühendite homoloogsete seeriate avastamine. Just püüdes tuvastada elementide sarnaste seeriate olemasolu, leidis M. Pettenkofer arvutusi teinud, et mõne elemendi aatommasside erinevus oli 8, mõnikord 5 või 18. 1851. a. sarnaseid kaalutlusi elementide aatommasside väärtuste õigete arvuliste seoste olemasolu kohta väljendas J. B. Dumas.

XIX sajandi 60ndatel. ilmusid mõnevõrra erinevat laadi elementide aatom- ja ekvivalentmasside ning keemiliste omaduste võrdlused. Koos elementide omaduste võrdlemisega rühmades hakati elementide rühmi endid omavahel võrdlema. Sellised katsed viisid mitmesuguste tabelite ja graafikute loomiseni, mis ühendasid kõik või enamuse teadaolevatest elementidest. Esimese tabeli autor oli W. Odling. Ta jagas 57 elementi (lõplikus versioonis) 17 rühma – monaadid, diaadid, kolmkõlad, tetrad ja pentaadid, kaasamata mitmeid elemente. Selle tabeli tähendus oli üsna lihtne ega kujutanud endast midagi põhimõtteliselt uut. Mõni aasta hiljem, täpsemalt 1862. aastal, tegi prantsuse keemik B. de Chancourtois katse väljendada seoseid elementide aatommasside vahel aastal geomeetriline kuju(Lisa tabel 3). Ta paigutas kõik elemendid nende aatommasside kasvavas järjekorras silindri külgpinnale piki spiraalset joont, mis kulges 45° nurga all. Silindri külgpind oli jagatud 16 osaks (hapniku aatommass). Elementide aatommassid kantakse kõverale vastaval skaalal (vesiniku aatommass võetakse üheks). Kui keerate silindri lahti, saate pinnale (tasapinnale) rida sirgeid segmente, mis on üksteisega paralleelsed. Ülevalt esimesel segmendil on punktid elementide jaoks, mille aatomkaal on vahemikus 1 kuni 16, teisel - 16 kuni 32, kolmandal - 32 kuni 48 jne. L.A.Chugaev märkis oma teoses The Periodic System of Chemical Elements, et de Chancourtois’ süsteemis ilmneb selgelt omaduste perioodiline vaheldumine... On selge, et see süsteem sisaldab juba perioodilise seaduse idu. Kuid Chancourtois' süsteem annab meelevaldsusele piisavalt ruumi. Ühelt poolt on analoogelementide hulgas sageli elemente, mis on täiesti võõrad. Niisiis, hapniku ja väävli taga satub titaan S ja Te vahele; Mn on Li, Na ja K analoogide hulgas; raud asetatakse Caga samale generatriksile jne. Teisest küljest annab sama süsteem süsinikule kaks kohta: üks C-le, mille aatommass on 12, teine ​​​​vastab aatommassile 44 (N. Figurovsky. Essee keemia üldisest ajaloost). Seega, olles fikseerinud mõned seosed elementide aatommasside vahel, ei suutnud Chancourtois jõuda ilmse üldistuseni – perioodilise seaduse kehtestamiseni.

Peaaegu samaaegselt de Chancartois' spiraaliga ilmus J. A. R. Newlandsi tabelisüsteem, mida ta nimetas oktaaviseaduseks ja millel on palju ühist Odlingi tabelitega (lisa tabel 4). Selles sisalduvad 62 elementi on paigutatud samaväärsete kaalude kasvavas järjekorras 8 veergu ja 7 horisontaalselt paigutatud rühma. Iseloomulik on see, et elementide tähistel on aatomkaalude asemel numbrid. Kokku on neid 56. Mõnel juhul on sama arvu all kaks elementi. Newlands rõhutas, et keemiliselt sarnaste elementide arvud erinevad üksteisest arvu 7 (või 7 kordse) võrra, näiteks 9. järjekorranumbriga element (naatrium) kordab elemendi 2 (liitium) omadusi jne. Ehk siis vaadeldakse sama pilti, mis muusikalises skaalas – kaheksas noot kordab esimest. Sellest ka tabeli nimi. Newlandi oktaaviseadust on sellest ajast alates korduvalt analüüsitud ja kritiseeritud erinevaid punkte nägemus. Elementide omaduste muutumise sagedus on nähtav ainult varjatud kujul ja see, et tabelisse ei jää ainsatki vaba ruum sest veel avastamata elemendid muudab selle tabeli vaid formaalseks elementide võrdluseks ja jätab selle ilma loodusseadust väljendava süsteemi tähendusest. Kuigi, nagu L.A. Chugaev märgib, oleks Newlands tabeli koostamisel kasutanud ekvivalentide asemel uusimad väärtused aatomkaalud, mille Gerard ja Cannizzaro hiljuti kehtestasid, oleks ta võinud vältida paljusid vastuolusid.

Teiste teadlaste seas, kes 19. sajandi 60. aastatel tegelesid elementide aatommasside võrdlemisega nende erinevaid omadusi arvesse võttes, võib nimetada saksa keemikut L. Meyerit. Aastal 1864 ta avaldas raamatu Modern Theories of Chemistry and Their Implications for Chemical Statics, mis sisaldab tabelit 44 elemendist (tollal oli teada 63), mis on paigutatud kuue veergu vastavalt nende vesiniku valentsile. Sellest tabelist on selge, et Meyer püüdis kõigepealt kindlaks teha sarnaste elementide rühmade aatommasside väärtuste erinevuste õigsuse. Kuid ta ei märganud kaugeltki elementidevahelise sisemise seose kõige olulisemat tunnust - nende omaduste perioodilisust. Isegi 1870. aastal, pärast D. I. Mendelejevi mitmete aruannete ilmumist perioodilisuse seaduse kohta, ei näinud Meyer, kes avaldas aatomimahtude perioodiliste muutuste kõvera, sellel kõveral, mis oli üks perioodilise seaduse väljendusi, seaduse peamine tunnusjoon. Vahepeal, mõni kuu pärast D. I. Mendelejevi esimeste aruannete ilmumist tema avastatud perioodilise seaduse kohta, väitis L. Meyer selle avastuse prioriteedi ja esitas selles osas järjekindlalt mitu aastat.

Need on kõige üldisemalt öeldes peamised katsed luua elementide vahel sisemine seos, mis tehti enne D. I. Mendelejevi esimeste perioodilise seaduse aruannete ilmumist.

D.I. Mendelejev ei maini oma perioodilise seaduse artiklites ega autobiograafilistes märkustes peaaegu, kuidas avastus tehti. Aga kui ühel päeval, umbes kolmkümmend aastat pärast perioodilisuse seaduse avastamist, küsis üks ajakirjanik temalt: Kuidas te perioodilisuse süsteemi välja mõtlesite?, vastas D. I. Mendelejev: Olen sellele mõelnud, võib-olla kakskümmend aastat (N Figurovski. D. I. Mendelejev.1834 - 1907). Tõepoolest, võib kindlalt väita, et kogu tema varasem teaduslik tegevus viis D. I. Mendelejevi perioodilise seaduse avastamiseni. Algus tehti juba tema esimestes teostes, mis olid pühendatud isomorfismile ja konkreetsetele köidetele. Esimesed elemendid, mis paistsid teiste seas silma oma individuaalsuse poolest, millele D. I. Mendelejev tähelepanu juhtis, olid räni ja süsinik. Olulisemate süsiniku ja räni kahekomponentsete ühendite üldvalemid olid identsed, kuid uurides nende ühendite omaduste sõltuvust koostisest, selgusid järgmised erinevused: koostises - teatud ühendid on süsinikule iseloomulikud ja määratlemata. on iseloomulikud ränile; ühendite struktuuris - stabiilsete radikaalide ja homoahelate, samuti küllastumata või küllastumata ühendite olemasolu süsinikus ja heteroahelad ränis. See tõi kaasa olulisi erinevusi nende kahe elemendi enamiku ühendite omadustes. Teadlast huvitas, millised muud elemendid peale räni on võimelised moodustama määratlemata ühendeid. Need osutusid esiteks booriks ja fosforiks. Rääkides erinevate elementide võimest moodustada sooli ja rõhutades paljude ühendite koostise ebakindlust, märkis D. I. Mendelejev aastal 1864: Ebakindlad ühendid on ühendid sarnasuse tõttu (lahused, sulamid, isomorfsed segud tekivad valdavalt sarnaste kehade poolt) ja tõsi. keemilised ühendid on erinevuse järgi ühendid - kaugemate omadustega kehade kombinatsioonid (M. Mladentsev. D. I. Mendelejev. Tema elu ja töö).

Ühendite kristallvormide ja nende seose koostisega uurimise põhjal jõudis D. I. Mendelejev järeldusele, et teatud ühendi üksik (koostis) võib alluda üldisele (sama kristallvorm, mis on omane mitmele ühendile). Tõepoolest, kristallvormide tüüpide arv on oluliselt väiksem kui võimalike keemiliste ühendite arv. Isomorfismi fenomeni uurides tegi D.I.Mendelejev indiviidi ja üldise vahekorra kohta veel ühe järelduse: mõned kahe erineva elemendi ühendid osutusid isomorfseteks. Kuid see isomorfism ei ilmnenud võrreldavate ühendite kõigi oksüdatsioonifaaside puhul, vaid ainult mõne puhul. Lisaks märgiti, et isomorfsete segude moodustumine on võimalik ka juhul, kui ühe aine kontsentratsioon on märgatavalt madalam teise kontsentratsioonist. D.I.Mendelejev juhtis tähelepanu ka polümeeri isomorfismi olemasolule ja seeriatele K2O, Na2O, MgO, FeO, Fe2O3, Al2O3, SiO2, kus oksiidid on järjestatud happeliste omaduste tugevnemise astme järgi. Ta saatis seda seisukohta järgmise kommentaariga: Rühmade kaupa asendamisel asendatakse servades paiknevate kehade summa nende vahel olevate kehade summaga.

Nende küsimuste kaalumine pani D.I. Mendelejevi otsima seoseid ühendite klasside või nende seeriate vahel, millel on üldvalemid. Ta nägi nende erinevuse põhjust elementide olemuses.

D.I.Mendelejev jõudis oma uurimistöö tulemusena järeldusele, et elementide erinevate omaduste vahelisi seoseid iseloomustavad kategooriad üldine (üksik), spetsiifiline (eriline) ja individuaalne (üksik). Üldomadused on omadused, mis seostuvad eelkõige elemendi mõistega ja on ühtsed spetsiifilised omadused aatom tervikuna. D.I. Mendelejev nimetas selliseid omadusi fundamentaalseteks ja esimeseks neist elemendi aatommassi (aatommassi). Mis puutub ühendite omadustesse, siis neid saab üldistada teatud ühendite kogumi piires ja võtta aluseks erinevaid kriteeriume. Selliseid omadusi nimetatakse spetsiifilisteks (erilisteks), näiteks lihtainete metallilised ja mittemetallilised omadused, ühendite happe-aluselised omadused jne. Üksikisiku all mõeldakse neid unikaalseid omadusi, mis eristavad kahte analoogset elementi või kahte sama klassi ühendit, näiteks magneesium- ja kaltsiumsulfaatide erinev lahustuvus jne. Vajalike andmete puudumine molekulide ja aatomite sisestruktuuri kohta sundis D.I. Mendelejevit oma töös Spetsiifilised mahud käsitlema selliseid omadusi nagu aatomi- ja molekulaarmahud. Need omadused arvutati ühendite üldiste (aatom- ja molekulmasside) ja spetsiifiliste omaduste (liht- või kompleksaine tihedus) omaduste põhjal. Analüüsides selliste omaduste muutuste olemust, rõhutas D.I.Mendelejev, et muutuste mustrid erikaal ja aatomimahud elementide seerias on häiritud nende elementide füüsikalise ja keemilise olemuse muutuste tõttu, mis on seotud molekulis sisalduvate aatomite arvu ja aatomite kvaliteedi või keemiliste ühendite vormiga. Seega, kuigi selliseid omadusi seostati üldiste omadustega, osutusid need paratamatult spetsiifiliste hulka - peegeldasid objektiivseid erinevusi elementide olemuses. See on idee kolme tüüpi omadustest, nende omavahelistest suhetest ja mustrite leidmise viisidest üldine ja individuaalsed ilmingud moodustasid hiljem perioodilisuse õpetuse aluse.

Seega võib kõike eelnevat kokku võttes öelda, et 19. sajandi keskpaigaks oli kogunenud materjali süstematiseerimise küsimus keemias, nagu ka kõigis teistes teadustes, üks peamisi ülesandeid. Liht- ja keerulisi aineid uuriti tollal teaduses aktsepteeritud klassifikatsioonide järgi: esiteks füüsikaliste, teiseks keemiliste omaduste järgi. Varem või hiljem tuli püüda mõlemad klassifikatsioonid omavahel siduda. Palju selliseid katseid tehti juba enne D.I. Mendelejevit. Kuid teadlased, kes püüdsid elementide aatommasside võrdlemisel avastada mingeid arvulisi mustreid, eirasid keemilisi omadusi ja muid elementide vahelisi seoseid. Selle tulemusena ei suutnud nad mitte ainult jõuda perioodilise seaduseni, vaid isegi ei suutnud kõrvaldada võrdluste ebakõlasid. Tõepoolest, Odlingi, Newlandsi, Chancourtoisi, Meyeri ja teiste autorite loetletud katsed on vaid hüpoteetilised skeemid, mis sisaldavad vaid vihjet elementide omaduste sisemiste seoste olemasolule, millel puuduvad teadusliku teooria tunnused ja eriti seadus loodus. Kõigis neis konstruktsioonides esinenud puudused tekitasid kahtlusi elementidevahelise universaalse seose olemasolu idee õigsuses isegi autorite endi seas. Sellegipoolest märgib D.I. Mendelejev keemia alustes, et de Chancourtois' ja Newlandsi konstruktsioonides on näha perioodilise seaduse mõningaid mikroobe. Ülesanne töötada välja elementide klassifikatsioon, mis põhineb kogu teabel ühendite koostise, omaduste ja mõnikord ka struktuuri kohta, langes D. I. Mendelejevile. Omaduste ja koostise vaheliste seoste uurimine sundis teda analüüsima esmalt üksikute elementide omadusi (mis väljendub isomorfismi uurimises, erimahus ning süsiniku ja räni omaduste võrdluses), seejärel looduslikke rühmi (aatommassid ja keemiline aine). omadused) ja kõik ühendite klassid (füüsikaliste ja keemiliste omaduste kogum), sealhulgas lihtained. Ja sedalaadi otsingute ajendiks oli Dumas' töö. Seega võime õigustatult väita, et D.I. Mendelejevil polnud tema teoses kaasautoriid, vaid ainult eelkäijaid. Ja erinevalt oma eelkäijatest ei otsinud D.I.Mendelejev konkreetseid seadusi, vaid püüdis lahendada üldist fundamentaalset laadi probleemi. Samal ajal tegutses ta erinevalt oma eelkäijatest kontrollitud kvantitatiivsete andmetega ja katsetas isiklikult elementide kahtlasi omadusi.

Perioodilise seaduse avastamine

Keemiliste elementide perioodilise seaduse avastamine pole teaduse ajaloos tavaline nähtus, vaid võib-olla erandlik. Seetõttu on loomulik, et huvi äratab nii keemiliste elementide omaduste perioodilisuse idee tekkimine kui ka selle idee arendamise loominguline protsess, selle kehastus terviklikuks loodusseaduseks. Praegu on D. I. Mendelejevi enda tõenditele, aga ka avaldatud materjalidele ja dokumentidele tuginedes võimalik piisava usaldusväärsuse ja täielikkusega taastada D. I. Mendelejevi loomingulise tegevuse põhietapid, mis on seotud elementide süsteemi arendamisega.

Aastal 1867 Dmitri Ivanovitš määrati Peterburi ülikooli keemiaprofessoriks. Olles seega hõivanud pealinna ülikoolis keemiaosakonna, s.o. Olles saanud sisuliselt Venemaa ülikoolide keemikute juhiks, võttis Mendelejev kasutusele kõik tema võimuses olevad abinõud, et oluliselt parandada keemia õpetamist Peterburis ja teistes Venemaa ülikoolides. Kõige olulisem ja pakilisem ülesanne, mis Dmitri Ivanovitši ees selles suunas tekkis, oli keemiaõpiku loomine, mis kajastas tolleaegseid keemia olulisimaid saavutusi. Nii G. I. Hessi õpik kui ka erinevad tõlkeväljaanded, mida õpilased kasutasid, olid väga vananenud ega suutnud D. I. Mendelejevit loomulikult rahuldada. Seetõttu otsustas ta kirjutada täiesti uue kursuse, mis oli koostatud tema enda plaani järgi. Kursus kandis pealkirja Keemia alused. 1869. aasta alguseks töö süsiniku ja halogeenide keemiale pühendatud õpiku esimese osa teise väljaande kallal oli lõppenud ja Dmitri Ivanovitš kavatses viivitamatult jätkata tööd teise osa kallal. Teise osa plaanile mõeldes juhtis D. I. Mendelejev tähelepanu asjaolule, et elemente ja nende ühendeid käsitleva materjali paigutuse järjekord olemasolevates keemiaõpikutes on suures osas juhuslik ega kajasta seoseid mitte ainult keemiliselt erinevate elementide rühmade vahel, vaid isegi üksikute sarnaste elementide vahel. Mõeldes küsimusele keemiliselt erinevate elementide rühmade käsitlemise järjekorra üle, jõudis ta järeldusele, et peab olema mingisugune teaduslikult põhjendatud põhimõte, millest tuleks võtta aluseks kursuse teise osa kava. Sellist põhimõtet otsides otsustas D.I. Mendelejev soovitud mustri leidmiseks võrrelda keemiliselt sarnaste elementide rühmi. Pärast mitut ebaõnnestunud katsed ta kirjutas kaartidele tol ajal tuntud elementide tähised ja kirjutas nende kõrvale nende põhilised füüsikalised ja keemilised omadused. Nende kaartide jaotust kombineerides avastas D.I. Mendelejev, et kui kõik teadaolevad elemendid on järjestatud nende aatommasside kasvavas järjekorras, siis on võimalik tuvastada keemiliselt sarnaste elementide rühmi, jagades kogu seeria perioodideks ja asetades need üksteise alla. , muutmata elementide järjekorda . Seega 1. märts 1869. a Esimene tabel, elementide süsteem, koostati algul fragmentaarselt ja seejärel täielikult. Nii rääkis sellest hiljem ka D.I.Mendelejev ise. Minult küsiti korduvalt: mille alusel, mis mõttele tuginedes ma perioodilise seaduse leidsin ja kaitsesin? Annan siin teostatava vastuse. ... Olles pühendanud oma energiad mateeria uurimisele, näen selles kahte sellist märki või omadust: mass, mis hõivab ruumi ja avaldub külgetõmbejõus ning kõige selgemalt või kõige realistlikumalt kaalus ja individuaalsuses, mis väljendub keemilistes transformatsioonides ja kõige selgemini sõnastatud ideedes keemiliste elementide kohta. Ainele mõeldes on mul võimatu lisaks igasugusele ettekujutusele materiaalsetest aatomitest vältida kahte küsimust: kui palju ja millist ainet antakse, millele vastavad massi ja keemia mõisted. Mateeriat puudutav teaduslugu, s.o. keemia viib, tahes-tahtmata, nõudmiseni tunnistada mitte ainult aine massi, vaid ka keemiliste elementide igavikulisust. Seetõttu tekib tahes-tahtmata mõte, et elementide massi ja keemiliste omaduste vahel peab olema seos ning kuna aine mass, kuigi mitte absoluutne, vaid ainult suhteline, väljendub lõpuks aatomite kujul, siis On vaja otsida funktsionaalset vastavust elementide üksikute omaduste ja nende aatommasside vahel. Midagi otsida... pole muud võimalust, kui otsida ja proovida. Nii hakkasin valima, kirjutades eraldi kaartidele elemente nende aatommasside ja põhiomadustega, sarnaseid elemente ja sarnaseid aatomkaalusid, mis viisid kiiresti järeldusele, et elementide omadused sõltuvad perioodiliselt nende aatommassist, ning kaheldes paljudes ebaselgustes. , ma ei kahelnud minutikski tehtud järelduse üldistuses, sest juhust oli võimatu lubada (N. Figurovski. Dmitri Ivanovitš Mendelejev).

Teadlane andis tulemuseks oleva tabeli "Elementide süsteemi kogemus" pealkirjaks nende aatommassi ja keemilise sarnasuse alusel. Ta nägi kohe, et see tabel mitte ainult ei andnud alust keemia aluste kursuse teise osa loogilisele plaanile, vaid väljendas eelkõige kõige olulisemat loodusseadust. Paar päeva hiljem saadeti trükitud tabel (vene ja prantsuskeelse pealkirjaga) paljudele silmapaistvatele Venemaa ja välismaistele keemikutele. D.I.Mendelejev toob välja oma avastuse põhisätted, argumendid järelduste kasuks ja üldistused, mida ta tegi artiklis Omaduste korrelatsioon elementide aatommassiga. See töö algab elementide klassifitseerimise põhimõtete käsitlemisega. Teadlane annab ajalooline ülevaade klassifikatsioonikatseid 19. sajandil ja jõuab järeldusele, et praegu pole ühtegi üldpõhimõte , talub kriitikat, võib olla toeks elementide suhteliste omaduste hindamisel ja võimaldab neid järjestada enam-vähem rangesse süsteemi. Vaid mõne elemendirühma osas pole kahtlustki, et need moodustavad ühe terviku, kujutavad endast mateeria sarnaste ilmingute loomulikku jada (M. Mladentsev. D. I. Mendelejev. Tema elu ja looming). Lisaks selgitab Dmitri Ivanovitš põhjusi, mis ajendasid teda elementide vahelisi seoseid uurima, sellega, et olles võtnud endale kohustuse koostada keemia juhend, mida nimetatakse keemia alusteks, pidi ta leppima mõne lihtsate kehade süsteemiga, nii et jaotust ei juhiks ta juhuslikest, justkui instinktiivsetest motiividest, vaid mingist kindlast algusest. See on täpne algus, st. elementide süsteemi põhimõte peaks D.I. Mendelejevi järelduse kohaselt põhinema elementide aatommasside väärtusel. Seejärel, võrreldes väikseima aatommassiga elemente, koostab Mendelejev perioodilise süsteemi esimese fundamentaalse fragmendi (lisa tabel 8). Ta väidab, et suure aatommassiga elementide puhul täheldatakse sarnaseid seoseid. See asjaolu võimaldab sõnastada kõige olulisema järelduse, et aatommassi suurus määrab elemendi olemuse sama palju kui osakese kaal keeruka keha omadused ja paljud reaktsioonid. Pärast kõigi teadaolevate elementide võimaliku suhtelise paigutuse küsimuse arutamist esitab D.I. Mendelejev oma tabeli Elementide süsteemi kogemus.... Artikkel lõpeb lühikeste järeldustega, millest on saanud perioodilisuse seaduse peamised sätted: Aatommassi suuruse järgi järjestatud elemendid esindavad omaduste selget perioodilisust... Elementide või rühmade võrdlus aatommassi suuruse järgi vastab nende nn aatomilisusele ja mingil määral ka keemilise iseloomu erinevusele... Oodata võiks rohkem avastusi palju tundmatuid lihtkehi, näiteks Al ja Si sarnaseid elemente osakaaluga 65 - 75... Väärtus elemendi aatommassi saab mõnikord korrigeerida, teades selle analooge. Seega ei peaks Te osa olema 128, vaid 123 - 126? (N. Figurovski. Dmitri Ivanovitš Mendelejev). Seega kajastab artikkel Omaduste korrelatsioon elementide aatommassiga selgelt ja selgelt elementide perioodilise tabeli loomiseni viinud D. I. Mendelejevi järelduste järjestust ning järeldused näitavad, kui õigesti hindas teadlane oma avastuse olulisust. päris algus. Artikkel saadeti ajakirjale Journal of the Russian Chemical Society ja ilmus trükis 1869. aasta mais. Lisaks oli see ettekandeks ettekandeks järgmisel Vene Keemia Seltsi koosolekul, mis toimus 18. märtsil. Kuna D.I. Mendelejev sel ajal puudus, kõneles tema nimel Keemiaühingu sekretär N.A. Menšutkin. Seltsi protokollis on selle koosoleku kohta säilinud kuiv kirje: N. Menšutkin teatab D. Mendelejevi nimel elementide süsteemi kogemusest nende aatommassi ja keemilise sarnasuse alusel. Seoses D. Mendelejevi puudumisega lükkus selle sõnumi arutelu edasi järgmisele koosolekule (Laste entsüklopeedia). Teadlased, D.I. Mendelejevi kaasaegsed, kes esimest korda sellest perioodilisest elementide süsteemist kuulsid, jäid selle suhtes ükskõikseks ega saanud kohe aru uuest loodusseadusest, mis hiljem kogu teadusliku mõtte arengukäigu tagurpidi pööras.

Seega näib, et algselt püstitatud ülesanne - leida täpne algus, materjali ratsionaalse jaotamise põhimõte keemia aluste teises osas - sai lahendatud ja D.I. Mendelejev sai kursusel edasi töötada. Nüüd aga köitis teadlase tähelepanu täielikult elementide süsteem ning tekkinud uued ideed ja küsimused, mille arendamine tundus talle olulisem ja olulisem kui keemiaõpiku kirjutamine. Nähes loodud süsteemis loodusseadust, läks Dmitri Ivanovitš täielikult üle uurimistööle, mis oli seotud leitud mustri ebaselguste ja vastuoludega.

See pingeline töö kestis peaaegu kaks aastat, alates 1869. aastast. aastani 1871 Uurimistöö tulemuseks olid sellised D.I.Mendelejevi publikatsioonid nagu elementide aatommahtude kohta (väidetavalt on lihtainete aatommahud aatommasside perioodiline funktsioon); hapniku koguse kohta vesinikkloriidoksiidides (on näidatud, et soola moodustavas oksiidis oleva elemendi kõrgeim valents on aatommassi perioodiline funktsioon); tseeriumi koha kohta elementide süsteemis (on tõestatud, et tseeriumi aatommass, mis võrdub 92, ei ole õige ja seda tuleks suurendada 138-ni ning antakse ka elementide süsteemi uus versioon). Järgnevatest artiklitest olid perioodilise seaduse põhisätete väljatöötamisel suurima tähtsusega kaks - Looduslik süsteem elemendid ja selle rakendus avastamata elementide omaduste näitamiseks, avaldatud vene keeles, ja keemiliste elementide perioodiline seadus, trükitud saksa keeles. Need sisaldavad mitte ainult kõiki D.I. Mendelejevi kogutud ja saadud andmeid perioodilise seaduse kohta, vaid ka erinevaid ideid ja leiud pole veel avaldatud. Mõlemad artiklid näivad lõpetavat teadlase tohutu uurimistöö. Just nendes artiklites sai perioodiline seadus lõpliku kujunduse ja sõnastuse.

Esimese artikli alguses nendib D.I.Mendelejev, et teatud faktid ei mahtunud varem perioodilise süsteemi raamidesse. Seega ei leidnud mõned elemendid, nimelt tseriidielemendid, uraan ja indium, selles süsteemis sobivat kohta. Kuid ... praegusel ajal, - kirjutab edasi D.I.Mendelejev, - selliseid kõrvalekaldeid perioodilisest seaduslikkusest ... saab juba kõrvaldada palju suurema täielikkusega, kui oli võimalik minevikus (N. Figurovski. Dmitri Ivanovitš Mendelejev). Ta põhjendab oma väljapakutud kohti süsteemis uraani, tseriitmetallide, indiumi jne jaoks. Artiklis on kesksel kohal perioodilise süsteemi tabel, mis on esimeste võimalustega võrreldes täiustatud kujul. Dmitri Ivanovitš pakub välja ka uue nime - Looduslik elementide süsteem, rõhutades sellega, et perioodiline süsteem kujutab endast elementide loomulikku paigutust ega ole mingil juhul kunstlik. Süsteem põhineb elementide jaotusel nende aatommassi järgi ja perioodilisus on koheselt märgatav. Selle põhjal koostatakse elementide jaoks seitse rühma ehk seitse perekonda, mis on tabelis märgitud rooma numbritega. Lisaks on mõned elemendid kaaliumi ja rubiidiumiga algavatel perioodidel määratud kaheksandasse rühma. Edasi iseloomustab D.I. Mendelejev perioodilise süsteemi üksikuid mustreid, tuues välja suurte perioodide olemasolu selles, paaris- ja paaritutesse jadadesse kuuluvate sama rühma elementide omaduste erinevused. Süsteemi ühe olulise tunnusena võtab Dmitri Ivanovitš elementide kõrgemad oksiidid ja kannab tabelisse iga elemendirühma oksiidivalemite tüübid. Siin käsitleme ka küsimust teiste elementide ühendite tüüpilistest valemitest, nende ühendite omadustest seoses üksikute elementide koha põhjendamisega perioodilisustabelis. Pärast elementide mõningate füüsikaliste ja keemiliste omaduste võrdlemist tõstatab D.I.Mendelejev küsimuse, kas on võimalik ennustada veel avastamata keemiliste elementide omadusi. Ta juhib tähelepanu sellele, et perioodilisuse tabelis on silmatorkav paljude teadaolevate elementide poolt hõivamata rakkude olemasolu. See kehtib ennekõike analoogelementide - boori, alumiiniumi ja räni - kolmanda ja neljanda rühma tühjade rakkude kohta. D.I. Mendelejev teeb julge oletuse elementide olemasolu kohta looduses, mis peaksid tulevikus, kui need avastatakse, hõivama tabelis tühjad lahtrid. Ta ei paku välja ainult kokkuleppelisi nimetusi (ekaboron, ekaaalumiinium, ekasilicon), vaid kirjeldab lähtuvalt nende positsioonist perioodilisustabelis, millised füüsikalised ja keemilised omadused neil elementidel olema peaksid. Töös käsitletakse ka elementide olemasolu võimalust, mis suudavad täita teisi tabeli tühje lahtreid. Ja justnagu öeldu kokkuvõtteks kirjutab D. I. Mendelejev, et pakutud elementide süsteemi rakendamine nii enda kui ka nendest moodustunud ühendite võrdlemisel kujutab endast sellist kasu, mida ükski seisukoht pole siiani pakkunud. keemias kasutatavad poorid.

Teise ulatusliku töö – Perioodilisuse seadusest – koostas teadlane 1871. aastal. Just selles taheti anda avastuse täielik ja põhjendatud esitlus, et tutvustada seda maailma teadusringkondade laiadele ringkondadele. Selle töö põhiosa moodustas ajakirjas Annals of Chemistry and Pharmacy avaldatud artikkel Periodic Law of Chemical Elements. Artikkel sündis teadlase enam kui kaheaastase töö tulemusena. Pärast sissejuhatavat osa, milles on toodud mõned olulised definitsioonid ja eelkõige mõistete element ja lihtkeha definitsioon, samuti mõned üldised kaalutlused elementide ja ühendite omaduste ning nende võrdlemise ja üldistamise võimaluste kohta, D.I. Mendelejev käsitleb perioodilise seaduse olulisimaid sätteid ja järeldusi sellest seoses meie enda uurimistööga. Seega väidab Dmitri Ivanovitš Perioodilisuse seaduse olemuses, mis põhineb elementide aatommasside, nende oksiidide ja oksiidhüdraatide valemite võrdlusel, et aatommasside ja kõigi muude elementide aatommasside vahel on tihe loomulik seos. elemendid. Nende aatommasside kasvavas järjekorras järjestatud elementide omaduste korrapärase muutumise ühiseks tunnuseks on omaduste perioodilisus. Ta kirjutab, et aatommassi kasvades on elementidel esmalt üha rohkem muutuvaid omadusi ning seejärel korduvad need omadused uuesti uues järjekorras, uues reas ja elementide reas ning samas järjestuses nagu eelmises. rida. Seetõttu võib perioodilisuse seaduse sõnastada järgmiselt: elementide omadused ja seega ka nende moodustatavate lihtsate ja keeruliste kehade omadused sõltuvad perioodiliselt (st korduvad õigesti) nende aatommassist. Lisaks illustreerivad esitatud põhiseisukohta suur hulk näiteid perioodiliste muutuste kohta mõlema elemendi ja nendest moodustuvate ühendite omadustes. Teine lõik "Perioodilisuse seaduse rakendamine elementide süstemaatikale" algab sõnadega, et elementide süsteemil pole mitte ainult pedagoogilist tähendust, vaid see ei hõlbusta mitte ainult erinevate faktide uurimist, nende järjestamist ja seostamist, vaid ka omab. puhtteaduslik tähendus, paljastades analoogiaid ja osutades seeläbi uutele viisidele elementide uurimiseks. Selles loetletakse elementide aatommasside ja nende ühendite omaduste arvutamise meetodid elementide (berüllium, vanaadium, tallium) positsiooni alusel perioodilisustabelis, eelkõige proportsioonide meetod. Perioodilisuse seaduse rakendamine väheuuritud elementide aatommasside määramisel käsitleb mõningate elementide asukohta perioodilisustabelis ja kirjeldab elementide süsteemil põhinevat aatommasside arvutamise meetodit. Fakt on see, et perioodilise seaduse avastamise ajaks määrati mitme elemendi aatommassid, nagu D.I. Mendelejev ütleb, mõnikord väga ebakindlate kriteeriumide alusel. Seetõttu olid mõned elemendid perioodilisustabelisse paigutatuna ainult tol ajal aktsepteeritud aatommassi järgi selgelt paigast ära. Võttes arvesse selliste elementide füüsikaliste ja keemiliste omaduste kompleksi, pakkus D. I. Mendelejev süsteemis välja nende omadustele vastava koha ja mitmel juhul tuli nende seni aktsepteeritud aatomkaal üle vaadata. Seega indium, mille aatommassiks võeti 75 ja mis selle põhjal oleks tulnud paigutada teise rühma, viis teadlane üle kolmandasse rühma, korrigeerides samal ajal aatommassi 113-ks. aatommass 120 ja positsioon kolmandas rühmas, selle ühendite füüsikaliste ja keemiliste omaduste ja omaduste üksikasjaliku analüüsi põhjal pakuti välja koht kuuendas rühmas ning aatommass kahekordistati (240). Järgmisena käsitles autor väga keerulist, eriti tol ajal haruldaste muldmetallide elementide – tseerium, didüüm, lantaan, ütrium, erbium – paigutamist perioodilisustabelisse. Kuid see probleem lahendati alles enam kui kolmekümne aasta pärast. See töö lõpeb perioodilisuse seaduse rakendamisega veel avastamata elementide omaduste määramisel, mis on ehk eriti oluline perioodilisuse seaduse kinnitamiseks. Siin juhib D.I.Mendelejev tähelepanu sellele, et kohati on tabelist selgelt puudu mitu elementi, mida tuleks tulevikus avastada. Ta ennustab veel avastamata elementide, eelkõige boori, alumiiniumi ja räni analoogide (eca-boor, eka-alumiinium, eca-räni) omadusi. Need veel tundmatute elementide omaduste ennustused iseloomustavad mitte ainult hiilgava teadlase teaduslikku julgust, mis põhineb kindlal usaldusel tema avastatud seaduse vastu, vaid ka teadusliku ettenägelikkuse jõudu. Mõni aasta hiljem, pärast galliumi, skandiumi ja germaaniumi avastamist, kui kõik tema ennustused said hiilgavalt kinnitust, tunnustati perioodilist seadust kogu maailmas. Vahepeal, esimestel aastatel pärast artikli avaldamist, jäid need ennustused teadusmaailmale peaaegu märkamatuks. Lisaks tõstatati artiklis küsimus osade elementide aatommasside korrigeerimisest perioodilisuse seaduse alusel ja perioodilisuse seaduse rakendamisest, et saada täiendavaid andmeid elementide keemiliste ühendite vormide kohta.

Niisiis, 1871. aasta lõpuks. kõik perioodilise seaduse põhisätted ja D.I.Mendelejevi sellest tehtud väga julged järeldused avaldati süstemaatilises esitluses. See artikkel lõpetas D. I. Mendelejevi perioodilise seaduse uurimise esimese ja kõige olulisema etapi; see sai enam kui kaheaastase titaanliku töö vili erinevate probleemide lahendamisel, mis tekkisid teadlase ees pärast seda, kui ta koostas esimese kogemuste tabeli. elementide süsteem märtsis 1869. Järgnevatel aastatel pöördus Dmitri Ivanovitš aeg-ajalt perioodilise seaduse edasiarendamisega seotud üksikute probleemide väljatöötamise ja arutamise juurde, kuid ta ei tegelenud enam selle valdkonna pikaajalise süstemaatilise uurimisega, nagu ka juhtum aastatel 1869-1871. D.I.Mendelejev ise hindas oma tööd 90ndate lõpus nii: See on parim kokkuvõte minu seisukohtadest ja mõtetest elementide perioodilisuse ja originaali kohta, mille järgi hiljem sellest süsteemist nii palju kirjutati. See on minu teadusliku kuulsuse peapõhjus, sest paljugi põhjendati palju hiljem (R. Dobrotin. D. I. Mendelejevi elu ja loomingu kroonika). Artikkel arendab ja esitab järjepidevalt kõiki tema avastatud seaduse aspekte ning sõnastab ka selle olulisemad rakendused. Siin annab D.I.Mendelejev perioodilise seaduse viimistletud, nüüdseks kanoonilise sõnastuse: ... elementide (ja järelikult ka nendest moodustunud lihtsate ja keerukate kehade) omadused sõltuvad perioodiliselt nende aatommassist (R. Dobrotin. Elu kroonika). ja D. I. Mendelejevi tegevus). Samas artiklis annab teadlane ka kriteeriumi loodusseaduste fundamentaalsele olemusele üldiselt: Iga loodusseadus saab teadusliku tähenduse vaid siis, kui see nii-öelda võimaldab praktilisi tagajärgi, s.t. need loogilised järeldused, mis selgitavad seletamatut ja osutavad senitundmatutele nähtustele ja eriti kui seadus viib ennustusteni, mida saab kogemusega kontrollida. Viimasel juhul on seaduse tähendus ilmne ja selle kehtivust on võimalik kontrollida, mis vähemalt soodustab uute teadusvaldkondade arengut (R. Dobrotin. D. I. Mendelejevi elu ja loomingu kroonika). Rakendades seda teesi perioodilisuse seadusele, nimetab Dmitri Ivanovitš selle rakendamiseks järgmisi võimalusi: elementide süsteemile; veel tundmatute elementide omaduste määramiseks; väheuuritud elementide aatommassi määramiseks; aatommasside väärtuste korrigeerimiseks; täiendada teavet keemiliste ühendite vormide kohta. Lisaks toob D.I.Mendelejev välja perioodilisuse seaduse rakendatavuse võimaluse: nn molekulaarsete ühendite õigeks mõistmiseks; määrata polümerisatsiooni juhtumeid anorgaaniliste ühendite hulgas; võrdlevale uuringule füüsikalised omadused lihtsad ja keerulised kehad (R. Dobrotin. D. I. Mendelejevi elu ja loomingu kroonika). Võime öelda, et selles artiklis kirjeldas teadlane laiaulatuslikku uurimisprogrammi anorgaaniline keemia, mis põhineb perioodilisuse doktriinil. Tõepoolest, paljud olulised anorgaanilise keemia valdkonnad 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses arenesid tegelikult suure vene teadlase D. I. Mendelejevi kirjeldatud rada pidi ning perioodilise seaduse avastamist ja hilisemat tunnustamist võib lugeda lõpuleviimiseks. ja üldistus terve perioodi kohta keemia arengus.

Perioodilise seaduse võidukäik

Nagu iga teinegi suur avastus, pidanuks selline suur teaduslik üldistus nagu perioodiline seadus, millel olid samuti sügavad ajaloolised juured, kutsuma esile vastuseid, kriitikat, tunnustamist või mittetunnustamist ja rakendusi uurimistöös. Kuid kummalisel kombel ei tulnud esimestel aastatel pärast seaduse avastamist keemikute vastuseid ega kõnesid, mis seda hindasid. Igal juhul polnud 70ndate alguses D.I. Mendelejevi artiklitele tõsiseltvõetavat vastust. Keemikud eelistasid vaikida, muidugi mitte sellepärast, et nad poleks sellest seadusest midagi kuulnud või sellest aru ei saanud, vaid nagu E. Rutherford seda suhtumist hiljem selgitas, olid temaaegsed keemikud lihtsalt rohkem hõivatud faktide kogumise ja hankimisega kui mõeldes nende suhetele. D.I. Mendelejevi kõned ei jäänud aga täiesti tähelepanuta, kuigi tekitasid mõne välismaa teadlase ootamatu reaktsiooni. Kuid kõik välisajakirjades ilmunud väljaanded ei puudutanud D.I. Mendelejevi avastuse olemust, vaid tõstatasid küsimuse selle avastuse prioriteedist. Suurel vene teadlasel oli palju eelkäijaid, kes püüdsid läheneda elementide süstematiseerimise küsimusele ja seetõttu, kui D. I. Mendelejev näitas, et perioodiline seadus on põhiline loodusseadus, väitsid mõned neist selle seaduse avastamisel prioriteetsust. Nii kirjutas Saksa Keemiaühingu korrespondent Londonis R. Gerstel märkuse, milles ta väitis, et D. I. Mendelejevi ideed elementide loomulikust süsteemist väljendas mitu aastat enne teda W. Odling. Mõnevõrra varem ilmus saksa keemiku H. V. Blomstrandi raamat, milles ta pakkus välja elementide klassifitseerimise vastavalt nende analoogiale vesiniku ja hapnikuga. Autor jagas kõik elemendid I.Ya elektrokeemilise teooria vaimus elektrilise polaarsuse alusel kahte suurde rühma. Berzelius. Perioodilisuse tabeli põhimõtted esitati oluliste moonutustega ka G. Baumgaueri brošüüris. Kuid enamik väljaandeid oli pühendatud L. Meyeri elementide süsteemile, mis põhines täielikult D. M. Mendelejevi loomuliku taksonoomia põhimõtetel ja mis, nagu ta väitis, avaldati juba 1864. aastal. L. Meyer oli anorgaanilise keemia suur esindaja Saksamaal 19. sajandi 60-80ndatel aastatel. Kõik tema tööd olid pühendatud peamiselt elementide füüsikalis-keemiliste omaduste uurimisele: aatommassid, soojusmahtuvus, aatomimahud, valents, isomorfism ja erinevad meetodid nende määramiseks. Ta nägi oma uurimistöö peaeesmärgiks täpsete eksperimentaalsete andmete kogumist (aatommasside selgitamine, füüsikaliste konstantide määramine) ega seadnud endale laiaulatuslikke ülesandeid kogutud materjali üldistamiseks, erinevalt D. I. Mendelejevist, kes proovis erinevaid füüsikalisi ja keemilisi omadusi uurides. kõigi elementide vahelise seose leidmiseks, elementide omaduste muutumise olemuse väljaselgitamiseks. Need kõned piirasid sisuliselt teadusmaailma esialgset reaktsiooni perioodilise seaduse avastamisele ja D.I. Mendelejevi aastatel 1869–1871 avaldatud perioodilise seaduse põhiartiklitele. Põhimõtteliselt oli nende eesmärk avastuse uudsuse ja prioriteedi kahtluse alla seadmine ning samal ajal D.I. Mendelejevi põhiidee kasutamine oma elementide süsteemide konstruktsioonide jaoks.

Kuid möödus vaid neli aastat ja kogu maailm hakkas rääkima perioodilisest seadusest kui kõige säravamast avastusest, D. I. Mendelejevi hiilgavate ennustuste õigustamisest. Dmitri Ivanovitš, kes oli algusest peale täiesti kindel avastatud seaduse erilises teaduslikus tähtsuses, ei osanud isegi ette kujutada, et mõne aasta pärast on ta tunnistajaks oma avastuse teaduslikule võidukäigule. Veebruaris 1874 tagasi Prantsuse keemik P. Lecoq de Boisbaudran viis läbi Püreneedes asuva Pierrefitte'i metallurgiatehase tsingisegu keemilise uuringu. See uurimine kulges aeglaselt ja lõppes avastusega 1875. aastal. Prantsusmaa järgi nime saanud uus element gallium, mida vanad roomlased kutsusid Galliaks. Uudised avastusest ilmusid Pariisi Teaduste Akadeemia aruannetes ja mitmetes teistes väljaannetes. Teaduskirjandust tähelepanelikult jälginud D.I.Mendelejev tundis uue elemendi kohe ära eka-alumiiniumina, mida ta ennustas, hoolimata sellest, et avastuse autori esimeses sõnumis kirjeldati galliumi ainult kõige üldisemalt ja mõned selle omadused määrati valesti. Seega eeldati, et eka-alumiiniumi erikaal on 5,9 ja avatud elemendi erikaal on 4,7. D.I.Mendelejev saatis L. De Boisbaudranile kirja, milles ta mitte ainult ei juhtinud tähelepanu oma perioodilise seadusega seotud tööle, vaid juhtis tähelepanu ka veale erikaalu määramisel. Lecoq de Boisbaudran, kes polnud kunagi kuulnud Vene teadlasest ega tema avastatud keemiliste elementide perioodilisest seadusest, võttis selle kõne vastu pahameelega, kuid tutvus seejärel D. I. Mendelejevi artikliga perioodilise seaduse kohta, kordas ta oma katseid ja Tõesti selgus, et D. I. Mendelejevi ennustatud erikaal langes täpselt kokku L. de Boisbaudrani eksperimentaalselt kindlaksmääratuga. See asjaolu ei saanud muidugi jätta väga tugevat muljet nii Lecoq de Boisbaudranile endale kui ka kogu teadusmaailmale. Seega oli D.I. Mendelejevi ettenägelikkus hiilgavalt õigustatud (lisa tabel 5). Kogu tolleaegses kirjanduses kajastust leidnud galliumiühendite avastamise ja uurimise ajalugu tõmbas tahes-tahtmata keemikute tähelepanu ja sai esimeseks tõuke perioodilise seaduse universaalseks tunnustamiseks. Nõudlus ajakirjas Annals of Liebig avaldatud D. I. Mendelejevi põhiteose "Keemiliste elementide perioodiline seadus" järele osutus nii suureks, et see tuli tõlkida inglise ja prantsuse keelde ning paljud teadlased püüdsid otsingusse panustada. uute, veel tundmatute elementide jaoks, mida ennustas ja kirjeldas D. I. Mendelejev. Need on V. Crooks, V. Ramsay, T. Carnelli, T. Thorpe, G. Hartley – Inglismaal; P. Lecoq de Boisbaudran, C. Marignac - Prantsusmaal; K. Winkler - Saksamaal; J. Thomsen - Taanis; I. Rydberg - Rootsis; B. Brauner - Tšehhis jne. D.I. Mendelejev nimetas neid seaduse tugevdajateks. Laborites erinevaid riike Algasid keemilised analüütilised uuringud.

Üks neist teadlastest oli Uppsala ülikooli analüütilise keemia professor L.F. Nilsson. Töötades haruldaste muldmetallide elemente sisaldava mineraali eukseniidiga, sai ta lisaks põhitootele ka mingi talle tundmatu muldmetalli (oksiidi). Selle tundmatu maa hoolika ja üksikasjaliku uurimisega 1879. aasta märtsis. Nilsson avastas uus element, mille peamised omadused langesid kokku D. I. Mendelejevi poolt 1871. aastal kirjeldatud omadustega. ekabor. See uus element nimetati skandiumiks Skandinaavia auks, kus see avastati ja leidis oma koha kaltsiumi ja titaani vahelise perioodilise tabeli kolmandas rühmas, nagu ennustas D. I. Mendelejev (lisa tabel 6). Ecaboron-scandiumi avastamise ajalugu kinnitas taas selgelt mitte ainult D.I. Mendelejevi julgeid ennustusi, vaid ka tema avastatud perioodilise seaduse äärmist tähtsust teaduse jaoks. Pärast galliumi avastamist sai täiesti selgeks, et perioodiline seadus on selle sõna täies tähenduses keemia juhttäht, mis näitab, millises suunas tuleks otsida uusi, seni tundmatuid keemilisi elemente.

Mõni aasta pärast skandiumi avastamist, täpsemalt 1886. aastal, äratas perioodiline seadus taas laialdast tähelepanu. Saksamaal Freibergi lähedal Himmelsfürsti mäe piirkonnas leiti hõbedakaevandusest uus tundmatu mineraal. Professor A. Weisbach, kes selle mineraali avastas, nimetas seda argyrodiidiks. Uue mineraali kvalitatiivse analüüsi viis läbi keemik G.T. Richter ja kvantitatiivse analüüsi kuulus analüütiline keemik K.A. Winkler. Oma uurimistöö käigus sai Winkler ootamatu ja kummalise tulemuse. Selgus, et argyrodiidi moodustavate elementide koguprotsent on vaid 93%, mitte 100%, nagu peaks. Ilmselgelt jäi analüüsi käigus vahele mõni element, mida mineraalis samuti märkimisväärses koguses sisaldus. Kaheksa korduvat testi, mis tehti äärmise hoolega, andsid sama tulemuse. Winkler oletas, et tal on tegemist elemendiga, mida pole veel avastatud. Ta nimetas seda elementi germaaniumiks ja kirjeldas selle omadusi. Germaaniumi ja selle ühendite omaduste põhjalik uurimine viis Winkleri peagi vaieldamatu järelduseni, et uueks elemendiks on D.I. Mendelejevi öko-räni (lisa tabel 7). Germaaniumi ennustatud ja eksperimentaalselt leitud omaduste selline ebatavaliselt lähedane kokkulangevus hämmastas teadlasi ning Winkler ise võrdles ühes oma teatises Saksa Keemiaühingule D.I. Mendelejevi ennustust astronoomide Adamsi ja Le Verrieri ennustustega olemasolu kohta. planeet Neptuun, tehtud ainult arvutuste põhjal.

D.I. Mendelejevi ennustuste hiilgav kinnitus avaldas suurt mõju keemia ja kõigi loodusteaduste edasisele arengule. Alates 80ndate keskpaigast. Perioodilist seadust tunnustas loomulikult kogu teadusmaailm ja see sisenes teadusliku uurimistöö alusena teaduse arsenali. Sellest ajast alustati perioodilise seaduse alusel kõigi teadaolevate elementide ühendite süstemaatilise uurimisega ja tundmatute, kuid ettenähtavate ühendite otsimisega. Kui enne perioodilise seaduse avastamist töötasid teadlased, kes uurisid erinevaid, eriti äsja avastatud mineraale, sisuliselt pimesi, teadmata, kust otsida uusi, tundmatuid elemente ja millised peaksid olema nende omadused, siis perioodilise seaduse alusel leiti avastus. osutus võimalikuks peaaegu ilma üllatusteta. Perioodiline seadus võimaldas täpselt ja ühemõtteliselt kindlaks teha veel avastamata elementide arvu, mille aatommass on vahemikus 1 kuni 238 - vesinikust uraanini. Vaid viieteistkümne aasta jooksul täitusid kõik vene teadlase ennustused ning süsteemis täitusid seni tühjad kohad uute, eelnevalt täpselt välja arvutatud omadustega elementidega. Kuid isegi D.I. Mendelejevi eluajal allutati perioodiline seadus kaks korda tõsistele katsetele. Uued avastused tundusid alguses mitte ainult perioodilise seaduse seisukohalt seletamatud, vaid isegi sellega vastuolus olevat. Nii avastasid W. Ramsay ja J. W. Raleigh 90ndatel terve rühma inertgaase. D.I. Mendelejevi jaoks polnud see avastus iseenesest täielik üllatus. Ta eeldas argooni ja teiste elementide – selle analoogide – olemasolu perioodilisuse tabeli vastavates lahtrites. Kuid äsja avastatud elementide omadused ja eelkõige nende inertsus (nullvalentsus) tekitasid tõsiseid raskusi uute gaaside paigutamisel perioodilisustabelisse. Tundus, et perioodilisustabelis pole nende elementide jaoks kohti ja D.I.Mendelejev ei nõustunud kohe nullrühma lisamisega perioodilisussüsteemi. Kuid peagi ilmnes, et perioodiline süsteem läbis testi aukalt ja omandas pärast nullrühma sissetoomist veelgi harmoonilisema ja terviklikuma välimuse. 19. ja 20. sajandi vahetusel avastati radioaktiivsus. Radioaktiivsete elementide omadused olid nii vastuolus traditsiooniliste ideedega elementide ja aatomite kohta, et tekkis kahtlus perioodilise seaduse kehtivuses. Lisaks osutus äsja avastatud radioaktiivsete elementide hulk selliseks, et nende elementide perioodilisustabelisse paigutamisega tekkisid ületamatuna näivad raskused. Kuid peagi, ehkki pärast D.I. Mendelejevi surma, tekkinud raskused kõrvaldati täielikult ning perioodiline seadus omandas täiendavaid jooni ja uue tähenduse, mis viis selle teadusliku tähtsuse laienemiseni.

Kahekümnendal sajandil jäi Mendelejevi perioodilisuse doktriin üheks aine struktuuri ja omaduste kaasaegsete ideede aluseks. See õpetus sisaldab kahte keskset mõistet – perioodilisuse seadust ja elementide perioodilist süsteemi. Süsteem toimib perioodilise seaduse omamoodi graafilise väljendusena, mida erinevalt paljudest teistest fundamentaalsetest loodusseadustest ei saa väljendada ühegi matemaatilise võrrandi või valemi kujul. Kogu 20. sajandi jooksul laienes ja süvenes perioodilisuse õpetuse sisu pidevalt. See on ka looduses leiduvate ja sünteesitavate keemiliste elementide arvu suurenemine. Näiteks euroopium, luteetium, hafnium, reenium on maakoores eksisteerivad stabiilsed elemendid; radoon, francium, protaktiinium - looduslikud radioaktiivsed elemendid; tehneetsium, promeetium, astatiin - sünteesitud elemendid. Mõne uue elemendi paigutamine perioodilisustabelisse raskusi ei valmistanud, kuna selle teatud alarühmades (hafnium, reenium, tehneetsium, radoon, astatiin jne) esines loomulikke lünki. Luteetium, promeetium ja euroopium osutusid haruldaste muldmetallide perekonna liikmeteks ning nende koha küsimus sai haruldaste muldmetallide elementide paigutamise probleemi lahutamatuks osaks. Transaktiinsete elementide koha probleem on endiselt vaieldav. Seega nõudsid uued elemendid mitmel juhul perioodilise süsteemi struktuuri kohta täiendavate ideede arendamist. Elementide omaduste üksikasjalik uurimine viis ootamatute avastuste ja uute oluliste mustrite loomiseni. Perioodilisuse fenomen osutus palju keerulisemaks, kui seda 19. sajandil ette kujutati. Fakt on see, et D.I. Mendelejevi keemiliste elementide jaoks leitud perioodilisuse põhimõte laienes elementide aatomitele, aine aatomi organiseerituse tasemele. Elementide omaduste perioodilisi muutusi seletatakse elektroonilise perioodilisuse olemasoluga, aatomite sarnast tüüpi elektrooniliste konfiguratsioonide kordumisega, kui nende tuumade laengud suurenevad. Kui elementaartasandil kujutas perioodilisustabel empiiriliste faktide üldistust, siis aatomitasandil sai see üldistus. teoreetiline alus. Perioodilisuse ideede edasine süvendamine kulges kahes suunas. Üks on seotud perioodilisuse tabeli teooria täiustamisega seoses kvantmehaanika tulekuga. Teised on otseselt seotud isotoopide süstematiseerimise ja tuumamudelite väljatöötamise katsetega. Seda teed mööda tekkis tuuma (nukleoni) perioodilisuse kontseptsioon. Tuuma perioodilisusel on kvalitatiivselt erinev iseloom võrreldes elektroonilise perioodilisusega (kui aatomites toimivad Coulombi jõud, siis tuumades avalduvad spetsiifilised tuumajõud). Siin seisame silmitsi perioodilisuse veelgi sügavama avaldumise tasemega - tuumaga (nukleon), mida iseloomustavad paljud spetsiifilised tunnused.

Seega pakub perioodilise seaduse ajalugu huvitava näite avastusest ja annab kriteeriumi, mille alusel otsustada, mis avastus on. D.I.Mendelejev kordas mitu korda, et tõelist loodusseadust, mis annab võimalusi ettenägemiseks ja ennustamiseks, tuleks eristada juhuslikult vaadeldud mustritest ja õigsusest. Teadlaste ennustatud galliumi, skandiumi ja germaaniumi avastamine näitas teoreetiliste põhimõtete ja arvutuste kindlal alusel põhineva teadusliku ettenägelikkuse tohutut tähtsust. D.I. Mendelejev ei olnud prohvet. Mitte andeka teadlase intuitsioon, mitte mingi eriline võime tulevikku ette näha ei olnud aluseks veel avastamata elementide omaduste kirjeldamisel. Ainult vankumatu kindlustunne tema avastatud perioodilise seaduse õigluse ja tohutu teadusliku tähtsuse vastu ning teadusliku ettenägelikkuse olulisuse mõistmine andis talle võimaluse astuda teadusmaailma ette julgete ja uskumatuna näivate ennustustega. D.I. Mendelejev soovis kirglikult, et tema avastatud universaalne loodusseadus saaks aluseks ja juhiks inimkonna edasistele katsetele tungida mateeria struktuuri saladustesse. Ta ütles, et loodusseadused ei salli erandeid ja väljendas seetõttu täiesti enesekindlalt, mis oli avatud õiguse otsene ja ilmne tagajärg. 19. sajandi lõpul ja 20. sajandil tehti perioodilise seadusega tõsiseid katseid. Rohkem kui korra tundus, et äsja tuvastatud asjaolud on perioodilise seadusega vastuolus. Nii oli see väärisgaaside avastamise ja radioaktiivsuse, isotoopia jms nähtuste puhul. Raskused tekkisid haruldaste muldmetallide elementide paigutamisega süsteemi. Kuid vaatamata kõigele on perioodiline seadus tõestanud, et see on tõepoolest üks põhilisi suuri loodusseadusi. Kogu keemia edasine areng toimus perioodilise seaduse alusel. Selle seaduse alusel pandi paika aatomite siseehitus ja selgitati nende käitumismustreid. Perioodilist seadust nimetatakse õigustatult keemia uurimisel juhttäheks, orienteerumisel lõpmatu hulga ainete ja nende teisenemiste kõige keerulisemas labürindis. Seda kinnitab Venemaa ja Ameerika teadlaste uue, 118. perioodilise tabeli elemendi avastamine Dubna linnast (Moskva piirkond). Tuumauuringute ühendinstituudi direktori, Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliikme A. Sissakyani sõnul nägid teadlased seda elementi füüsikaliste kiirendite abil laboritingimustes. Element 118 on kõigist Maal eksisteerivatest perioodilisuse tabeli elementidest ülekaalukalt raskeim. See avastus kinnitas taas tõde, et D.I. Mendelejevi avastatud perioodiline seadus - suur loodusseadus jääb kõigutamatuks.

Perioodilise seaduse võidukäik oli D.I. Mendelejevi enda triumf. 80ndatel saavutas ta, kes oli varem Lääne-Euroopa teadlaste seas oma silmapaistvate teadustööde poolest tuntud, kõrge prestiiži kogu maailmas. Teaduse silmapaistvamad esindajad näitasid talle üles kõikvõimalikke austuse märke, imetledes tema teaduslikku saavutust. D.I. Mendelejev valiti paljude välismaa teaduste akadeemiate ja teadusühingute liikmeks, pälvis palju aunimetusi, tunnustusi ja auhindu.

1869. aastal tegi suur vene keemik D. I. Mendelejev avastuse, mis määras mitte ainult keemia enda, vaid ka paljude teiste teaduste edasise arengu.

Kogu perioodilise seaduse avastamise eellugu ei kujuta endast nähtust, mis väljuks tavaliste ajalooliste ja teaduslike nähtuste ulatusest. Vaevalt on teadusajaloos võimalik tuua näidet suurte üldistuste ilmnemisest, millele ei eelnenud pikka ja rohkem või vähem keerulist eellugu. Nagu D.I.Mendelejev ise märkis, pole ühtegi üldist loodusseadust, mis kehtestataks kohe. Selle heakskiitmisele eelneb alati palju eelaimdusi ja seaduse tunnustamine ei toimu hetkest, mil selle kohta esimene mõte tekib, ja isegi mitte siis, kui see kogu oma tähenduses täielikult realiseerub, vaid alles pärast selle tagajärgede kinnitamist katsetega. , mida tuleks pidada kaalutluste ja arvamuste kõrgeimaks autoriteediks. Tõepoolest, esialgu võib väita vaid osaliste, mõnikord isegi juhuslike vaatluste ja võrdluste ilmnemist. Selliste võrdluste variandid võrreldavate faktiliste andmete samaaegse laiendamisega viivad mõnikord osaliste üldistusteni, millel puuduvad aga loodusseaduse põhijooned. Täpselt sellised on kõik Domendeley katsed elemente süstematiseerida, sealhulgas Newlandsi, Odlingi, Meyeri tabelid, Chancourtoisi ajakava ja teised. Erinevalt oma eelkäijatest ei otsinud D.I.Mendelejev konkreetseid seadusi, vaid püüdis lahendada üldist fundamentaalset laadi probleemi. Samal ajal töötas ta erinevalt oma eelkäijatest kontrollitud kvantitatiivsete andmetega ja testis isiklikult elementide eksperimentaalselt küsitavaid omadusi. Võib kindlalt väita, et kogu varasem teaduslik tegevus viis ta perioodilisuse seaduse avastamiseni, et see avastus oli D. I. Mendelejevi varasemate katsete lõpuleviimine erinevate ainete füüsikaliste ja keemiliste omaduste uurimisel ja võrdlemisel, idee täpsel sõnastamisel. tihe sisemine seos erinevate ainete ja ennekõike keemiliste elementide vahel. Kui me ei võta arvesse teadlase varaseid uuringuid isomorfismi, vedelike, lahuste sisemise kohesiooni jms kohta, siis oleks perioodilise seaduse ootamatut avastamist võimatu seletada. Ei saa jätta hämmastama D. I. Mendelejevi geniaalsust, kes suutis hoomata tohutus kaoses, enne teda keemikute kogutud erinevate faktide ja teabe segaduses valitsevat ühtsust. Ta suutis kehtestada keemiliste elementide loodusseaduse ajal, mil aine ehitusest ei teatud peaaegu midagi.

Niisiis tekkis 19. sajandi lõpuks perioodilise seaduse avastamise tulemusena järgmine pilt anorgaanilise keemia arengust. 90. aastate lõpuks pälvis seadus üleüldise tunnustuse, võimaldas teadlastel ennetada uusi avastusi ja süstematiseerida akumuleeruvat katsematerjali ning mängis silmapaistvat rolli aatom-molekulaarteaduse põhjendamisel ja edasiarendamisel. Perioodiline seadus stimuleeris uute keemiliste elementide avastamist. Alates galliumi avastamisest on süsteemi ennustamisvõime ilmsiks tulnud. Kuid samal ajal olid need siiski piiratud teadmatuse tõttu perioodilisuse füüsilistest põhjustest ja teatud ebatäiuslikkusest süsteemi struktuuris. Heeliumi ja argooni avastamisega Maalt julges inglise teadlane V. Ramsay ennustada ka teisi seni tundmatuid väärisgaase – neooni, krüptooni ja ksenooni, mis peagi avastati. 1906. aastal keemia põhialuste õpiku kaheksandas väljaandes avaldatud perioodilises süsteemis sisaldas D. I. Mendelejev 71 elementi. See tabel võttis kokku 37 aasta jooksul tehtud tohutu töö elementide avastamise, uurimise ja süstemaatikaga. Siin leidsid oma koha gallium, skandium, germaanium, raadium ja toorium; viis väärisgaasi moodustasid nullrühma. Perioodilise seaduse valguses omandasid paljud üld- ja anorgaanilise keemia mõisted rangema vormi (keemiline element, lihtkeha, valents). Oma olemasolu tõttu aitas perioodilisustabel oluliselt kaasa radioaktiivsuse uurimisel saavutatud tulemuste õigele tõlgendamisele ja aitas määrata tuvastatavate elementide keemilisi omadusi. Seega ei saanud ilma süsteemita mõista emanatsioonide inertsust, mis hiljem osutusid raskeima väärisgaasi – radooni – isotoopideks. Kuid klassikalised füüsikalis-keemilised uurimismeetodid ei suutnud lahendada probleeme, mis on seotud perioodilisuse seadusest erinevate kõrvalekallete põhjuste analüüsiga, kuid suures osas valmistasid need ette aluse elemendi füüsilise tähenduse paljastamiseks süsteemis. Elementide erinevate füüsikaliste, mehaaniliste, kristallograafiliste ja keemiliste omaduste uurimine näitas nende üldist sõltuvust aatomite sügavamatest ja tollal varjatud sisemistest omadustest. D.I. Mendelejev ise oli selgelt teadlik, et lihtsate ja keeruliste kehade perioodiline muutlikkus allub mingile kõrgemale seadusele, mille olemusest, veel vähem põhjusest, polnud siiani mõistmiseks vahendeid. Teadus ei ole seda probleemi veel lahendanud.

Kahekümnenda sajandi alguses seisis perioodiline süsteem silmitsi sellise tõsise takistusega nagu radioelementide massiline avastamine. Nende jaoks ei jätkunud perioodilisustabelis ruumi. Sellest raskusest saadi kuus aastat pärast teadlase surma üle tänu isotoopia mõistete sõnastamisele ja aatomituuma laengule, mis on arvuliselt võrdne elemendi aatomnumbriga perioodilisustabelis. Perioodilisuse õpetus on jõudnud oma arengu uude, füüsilisse etappi. Kõige olulisem saavutus oli elementide omaduste perioodiliste muutuste ja sellest tulenevalt perioodilise süsteemi struktuuri füüsikaliste põhjuste selgitamine. Just perioodiline elementide süsteem oli N. Bohrile aatomite ehituse teooria väljatöötamisel kõige olulisem teabeallikas. Ja sellise teooria loomine tähendas Mendelejevi perioodilisuse doktriini üleminekut uuele tasemele - aatomile või elektroonilisele. Selgusi 19. sajandi keemiale arusaamatuks jäänud keemiliste elementide ja nende ühendite poolt väga erinevate omaduste avaldumise füüsikalised põhjused. 20ndatel ja 30ndatel avastati peaaegu kõik keemiliste elementide stabiilsed isotoobid; praegu on nende arv ligikaudu 280. Lisaks on loodusest avastatud üle 40 radioaktiivsete elementide isotoobi ja sünteesitud umbes 1600 tehisisotoopi. Elementide jaotusmustrid perioodilisustabelis võimaldasid selgitada isomorfismi fenomeni - aatomite ja aatomirühmade asendamist mineraalide kristallvõredes teiste aatomite ja aatomirühmadega.

Perioodilisuse doktriinil on geokeemia arengus suur tähtsus. See teadus tekkis 19. sajandi viimasel veerandil, mil hakati intensiivselt uurima maakoore elementide rohkuse probleemi ning nende leviku mustreid erinevates maakides ja mineraalides. Perioodiline tabel on aidanud tuvastada paljusid geokeemilisi mustreid. Määrati kindlaks teatud väljad-plokid, mis katavad geokeemiliselt sarnaseid elemente, ning töötati välja idee süsteemi diagonaalidel paiknevate elementide sarnasustest ja erinevustest. See võimaldas omakorda uurida maakoore geoloogilise arengu käigus elementide eraldumise seaduspärasusi ja nende ühist looduses viibimist.

Kahekümnendat sajandit nimetatakse sajandiks, mil keemias kasutati katalüüsi kõige laialdasemalt. Ja siin on perioodilisustabel katalüütiliste omadustega ainete süstematiseerimise aluseks. Seega leiti, et heterogeensete oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonide korral on kõigil tabeli külgmiste alarühmade elementidel katalüütiline toime. Happe-aluse katalüüsi reaktsioonide puhul, mis tööstuslikes tingimustes hõlmavad näiteks krakkimist, isomerisatsiooni, polümerisatsiooni, alküülimist jne, on katalüsaatoriteks leelis- ja leelismuldmetallid: Li, Na, K, Rb, Cs, Ca; happelistes reaktsioonides - kõik teise ja kolmanda perioodi p-elemendid (välja arvatud Ne ja Ar), samuti Br ja J.

Ka kosmokeemia probleeme lahendatakse perioodilisuse ideede tuumatasandil. Meteoriitide koostise uurimine ja kuu muld, näitavad Veenuse ja Marsi automaatjaamade saadud andmed, et need objektid sisaldavad samu keemilisi elemente, mis on teada Maal. Seega on perioodilisuse seadus rakendatav ka Universumi teistes piirkondades.

Võiks nimetada veel palju teadusliku uurimistöö valdkondi, kus elementide perioodilisustabel toimib vajaliku teadmiste vahendina. Pole asjata, et akadeemik S. I. Volfkovitš ütles oma ettekandes Mendelejevi aastapäeva kongressil, mis oli pühendatud perioodilise seaduse avastamise sajandale aastapäevale, et perioodiline seadus oli keemia ajaloos suur verstapost. See oli keemikute, füüsikute, geoloogide, astronoomide, filosoofide, ajaloolaste lugematute uuringute allikas ning see mitmekesistab jätkuvalt bioloogiat, astronoomiat, tehnoloogiat ja muid teadusi. Ja tahaksin oma töö lõpetada saksa füüsiku ja keemiku W. Meyeri sõnadega, kes kirjutas, et Mendelejevi mõttejulgus ja taiplikkus äratavad alati imetlust (Ju. Solovjov. Keemia ajalugu).