Периодическая система химических элементов стала первой периодической таблицей, которая собрала все химические знания, имеющиеся у человечества ко второй половине XIX века. В статье подробно рассматривается вопрос о том, когда была открыта периодическая система Менделеева.
Знаменитый русский химик
Важно быть в курсе научной биографии нашего соотечественника, чтобы понимать, когда была открыта периодическая система Менделеева. Итак, известный русский химик родился в Сибири в городе Тобольске 8 февраля 1834 года. Окончил магистратуру в Санкт-Петербургском педагогическом институте, а позднее смог получить звание приват-доцента. В 1859 году Д. И. Менделеев едет в Германию, а именно в университет Гейдельберга с целью получения профессорского звания. В 1865 году он возвращается из Германии снова в Санкт-Петербург и получает звание профессора. В 1868 году ученый приступает к работе над книгой «Основы химии».
Научные поиски Менделеева
Во второй половине XIX века человечество уже накопило достаточно знаний по химии, и этот предмет преподавался в качестве обязательного во всех университетах Европы. Однако информация о химических соединениях и их свойствах не была собрана и систематизирована, а находилась в огромном количестве литературных источников. В результате изучение химии становилось очень медленным, скучным и неэффективным занятием, поскольку студенты должны были часами искать в целой горе литературы необходимые «крохи» знаний. Такая ситуация сильно беспокоила Д. И. Менделеева.
После длительных поисков в литературных источниках, а также выполнения собственных химических экспериментов в тех случаях, когда в литературе не было никакой информации, Дмитрий Иванович написал серию статей, которые позволили систематизировать и упорядочить огромное количество химических знаний. Эти работы оказали огромное влияние на историю развития химии, поскольку они снабдили ее предсказательной силой.
В своей работе ученый сравнивал химические свойства различных элементов и обнаружил, что они меняются регулярным образом в зависимости от их атомной массы. В отличие от немецкого химика Юлиуса Лотара Мейера, Дмитрий Иванович изложил результаты своих исследований в виде таблицы, включая в нее элементы с подобными химическими свойствами.
Открытие периодической системы химических элементов
Таблица русского химика стала первой опубликованной упорядоченной таблицей химических элементов в мире. Когда была открыта периодическая система Менделеева? Во многих источниках стоит дата — март 1869 года.
В первую таблицу ученый включил 63 химических элемента, которые были известны в его время, расположив их в порядке возрастания атомного веса. Массы некоторых элементов стояли со знаками вопроса, поскольку ученый не доверял полностью экспериментам, в которых были установлены эти массы. Также в первой таблице Д. И. Менделеева находились пустые клетки, поскольку сам ученый считал, что между соседними элементами не может быть такой большой разницы в атомной массе и что должны существовать другие элементы, которые еще предстоит открыть. Дмитрий Иванович даже предсказал некоторые свойства еще не открытых элементов.
Химическая валентность и периодические свойства
Важно не только то, когда была открыта периодическая система Менделеева, но и тот факт, что ученый при этом обнаружил соответствие между последовательностью расположения химических элементов в таблице и их валентностью.
Например, натрий имеет валентность 1 и может вступать в химическое соединение только с одним другим атомом, то есть соединение NaO2, в котором натрий взаимодействует с двумя атомами кислорода, невозможно. В свою очередь, кислород, валентность которого 2, может соединяться с двумя атомами единичной валентности, что демонстрирует соединение H2O. Если же кислород вступает в реакцию с элементом, у которого также валентность равна 2, тогда реакция в атомных процентах идет в отношении 1:1, например CaO. Азот обладает валентностью 3, поэтому для него соединение NH3 является допустимым и так далее.
Таким образом, относительные позиции, которые занимают элементы в химической системе Менделеева, связаны с их валентностями.
Предсказательная сила периодического закона
Русский ученый также установил периодический закон (причина, по которой его таблицу называют периодической), согласно которому, свойства химических элементов являются периодической функцией от их атомного веса.
Таблица Менделеева привлекла внимание известных химиков конца XIX века только тогда, когда были открыты предсказанные ученым элементы и были экспериментально изучены их свойства. В итоге оказалось, что теоретически установленные химические свойства элементов в пустых клетках таблицы с поразительной точностью совпадали со свойствами вновь открытых элементов.
Например, Менделеев в 1871 году описал свойства для еще неизвестного элемента, который должен был находиться рядом с кремнием и иметь ту же валентность, что и он. Спустя 15 лет этот элемент был открыт немецким химиком Клеменсем Винклером и назван германием.
Благородные газы и периодическая система элементов
Так называемые благородные газы не были известны, когда Менделеев опубликовал свою таблицу. Однако, после того как они были открыты, то еще раз подтвердили теорию валентностей в периодической таблице.
В конце XIX века было открыто несколько химических элементов, которые не могли быть включены ни в одну из групп периодической таблицы. Эти элементы являлись химически инертными, поэтому получили название благородных газов (аргон, неон, ксенон и другие).
Их химическую неактивность объяснила теория валентностей. Дело в том, что валентность этих элементов равна 0, поэтому они и не способны вступать в реакцию с другими.
Включение в периодическую таблицу благородных газов сделало более стройным и завершенным периодический закон Д. И. Менделеева.
