Открытие Менделеевым в 1869 году периодического закона стало не только одним из крупнейших событий в истории химии 19 столетия, но и в известном смысле одним из самых выдающихся достижений человеческой мысли минувшего тысячелетия.
Периодическая система химических элементов: как это работает
К сожалению, из 17-ти детей до 18-летия дожили только восемь. В год, когда родился Менделеев, его отец ослеп и все хлопоты о многодетной семье легли на плечи необразованной матери. Мария Дмитриевна Менделеева 3. Во время учёбы в педагогическом институте будущий химик был оставлен на второй год из-за плохой успеваемости.
Например, бериллий получил валентность 3, из-за чего его атомный вес составил 13,8. Однако Менделеев утверждал, что валентность равна 2, чтобы поместить его между Li и B. Точно так же Менделеев предложил, что атомные веса некоторых элементов измерены неверно, и его предсказания вскоре оказались верными! Иногда он ошибался, потому что, хотя он разместил элементы в своей таблице на правильных местах, для определения положения элемента в периодической таблице решающим является атомный номер, а не атомный вес; но в большинстве случаев они совпадают по порядку.
Предсказание о существовании неоткрытых элементов Самым впечатляющим достижением Менделеева было то, что он не только оставил пробелы в своей периодической таблице для элементов, которые еще не были открыты, но, что более важно, предсказал свойства некоторых из этих элементов и их соединений. Три из этих элементов были открыты в течение 15 лет при жизни Менделеева. В 1875 году французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буа-Бодран обнаружил галлий, предсказанный Менделеевым как экаалюминий. В 1879 году швед Ларс Нильсон идентифицировал скандий, экабор Менделеева. В 1886 году немец Клеменс Винклер обнаружил германий, экакремний Менделеева. После смерти Менделеева его два-марганец два на санскрите и эка-марганец, технеций и рений, были открыты в 1926 и 1937 годах соответственно. Периодическая таблица химических элементов с учетом неоткрытых элементов. Менделеев считается отцом периодической таблицы Хотя многие другие ученые внесли важные вклады в развитие периодической таблицы, Дмитрий Менделеев был первым химиком, который использовал тенденции в своей периодической таблице для правильного предсказания свойств отсутствующих элементов, таких как галлий и германий; и игнорировал порядок, предложенный атомными весами того времени, чтобы лучше классифицировать элементы в химические семьи.
Также, по мере того как его предсказания начали сбываться, все больше людей обратили внимание на его работу, что способствовало установлению важности периодической таблицы. Благодаря всем этим достижениям Дмитрий Менделеев называется отцом периодической таблицы. Вклад в изучение природы растворов Дмитрий Менделеев уделил много времени изучению таких "неопределенных" соединений, как растворы. Он рассматривал растворы как жидкие системы в состоянии диссоциации. По его мнению, эти системы состоят из молекул растворителя и растворенного вещества, а также продуктов их взаимодействия.
Свойства Периодической системы элементов Расположение химических элементов в таблице Менделеева позволяет сопоставлять не только их атомные массы, но и химические свойства. Вот как они изменяются в пределах группы сверху вниз : Металлические свойства усиливаются, неметаллические ослабевают. Увеличивается атомный радиус. Усиливаются основные свойства гидроксидов и кислотные свойства водородных соединений неметаллов. В пределах периодов слева направо свойства элементов меняются следующим образом: Металлические свойства ослабевают, неметаллические усиливаются. Уменьшается атомный радиус. Возрастает электроотрицательность. Элементы Периодической таблицы Менделеева По положению элемента в периоде можно определить его принадлежность к металлам или неметаллам. Металлы расположены в левом нижнем углу таблицы, неметаллы — в правом верхнем углу. Между ними находятся полуметаллы. Все периоды, кроме первого, начинается щелочным металлом. Каждый период заканчивается инертным газом. Щелочные металлы Первая группа главная подгруппа элементов IA — щелочные металлы. Это серебристые вещества кроме цезия, он золотистый , настолько мягкие, что их можно резать ножом. Поскольку на их внешнем электронном слое находится только один электрон, они очень легко вступают в реакции. Плотность щелочных металлов меньше плотности воды, поэтому они в ней не тонут, а бурно реагируют с образованием щёлочи и водорода. Реакция идёт настолько энергично, что водород может даже загореться или взорваться. Эти металлы настолько активно реагируют с кислородом в воздухе, что их приходится хранить под слоем керосина а литий — под слоем вазелина. Щелочноземельные металлы Вторая группа главная подгруппа IIА представлена щелочноземельными металлами с двумя электронами на внешнем энергетическом уровне атома. Бериллий и магний часто не относят к щелочноземельным металлам. Они тоже имеют серебристый оттенок и легко взаимодействуют с другими элементами, хотя и не так охотно, как металлы из первой группы главной подгруппы. Температура плавления щелочноземельных металлов выше, чем у щелочных. Ионы магния и кальция обусловливают жёсткость воды. Лантаноиды и актиноиды В третьей группе побочной подгруппе IIIB шестого и седьмого периодов находятся сразу несколько металлов, сходных по строению внешнего энергетического уровня и близких по химическим свойствам. У этих элементов электроны начинают заполнять третий по счёту от внешнего электронного слоя уровень. Это лантаноиды и актиноиды. Для удобства их помещают под основной таблицей. Все они, кроме урана, практически не встречаются в природе и синтезируются искусственно. Переходные металлы Элементы побочных подгрупп, кроме лантаноидов и актиноидов, называют переходными металлами. Они вполне укладываются в привычные представления о металлах — твёрдые за исключением жидкой ртути , плотные, обладают характерным блеском, хорошо проводят тепло и электричество.
Сделано открытие "температуры абсолютного кипения жидкостей", известной ныне под названием критической температуры 1860 - Менделеев принимает деятельное участие в первом международном съезде химиков в Карлсруэ 1861 - Возвращение в Петербург. Чтение лекций по органической химии в университете, преподавание во 2-м кадетском корпусе, в корпусе инженеров путей сообщения, в Военно-инженерном училище и в Военно-инженерной академии. В это период Менделеев составляет для студентов обширный курс "Органическая химия", удостоенный Демидовской премии. Выходят его работы по вопросам заводской, промышленной России. Поездка в Баку для ознакомления с процессами переработки нефти. Ряд сельскохозяйственных опытов в Боблове. Министерство народного просвещения утверждает Дмитрия Ивановича профессором Петербургского университета.
Дмитрий Иванович Менделеев и его открытие
Ещё одно немалое достижение Менделеева – это открытие «температуры абсолютного кипения жидкостей», то есть критической температуры. Но не будем повторять прописные истины о всемирно известных открытиях Менделеева. ученик и друг академика ского.
Дмитрий Менделеев: судьба в науке
История открытия таблицы Менделеева начинается в 1869 году, когда российский ученый на заседании Русского химического общества рассказал своим коллегам о сделанном им открытии. Менделеев занимался вопросами воздухоплавания, спроектировал аэростат и стратостат и даже сам дважды летал на воздушном шаре. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. Биография Дмитрия Ивановича Менделеева: личная жизнь, отношения с женой Анной Поповой, зять Александр Блок.
Дмитрий Иванович Менделеев
История великих открытий, которые во многом опередили свое время, знает подобные случаи мистических озарений, например, история открытий великого индийского математика Рамануджана. До открытия Менделеева науке было известно 63 химических элемента, и ученые всего мира не раз предпринимали попытки объединить все существовавшие элементы в единую концепцию. Элементы предлагали разместить в порядке возрастания атомной массы и разбить на группы по сходству химических свойств. В 1863 году свою теорию — «Закон октав» — изложил перед научным сообществом химик и музыкант Джон Александр Ньюленд. Он предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией. Дмитрий Иванович знал о всех исследованиях в этой области, и сам много работал над периодизацией химических элементов. В 1869 году он впервые выдвинул гипотезу о том, что между атомной массой элементов и их расположением в системе может быть взаимосвязь. Опубликовав 1 марта 1869 года первый вариант своей таблицы, он писал, что «свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Это было самое главное в открытии Менделеева, позволявшее связать воедино все казавшиеся до этого разрозненными группы элементов. Неожиданные сбои в этом периодическом ряду Менделеев совершенно правильно объяснил тем, что науке известны еще не все химические элементы.
В своей таблице он оставил незаполненные клеточки, однако предсказал атомный вес и химические свойства предполагаемых элементов. В 1871 году Менделеев окончательно объединил идеи в Периодический закон. В дальнейшем расчеты химика полностью подтвердились — открытые галлий, скандий и германий полностью соответствовали тем свойствам, которые им приписал Менделеев. Первоначальный и окончательный вид Периодической системы химических элементов. Посмотрим на феномен открытия «Таблицы Менделеева» с точки зрения астрологии и рассмотрим транзиты планет на 28 февраля 1869 года, предполагаемый день открытия. Гороскоп Д. Менделеева и транзиты на 28 февраля 1 марта 1869 года. Здесь мы видим совершенно удивительную планетную ситуацию, бесспорно и убедительно показывающую научное озарение! Транзитный Кету, планета мистического опыта, находится прямо на натальном Меркурии планете знания , и в этом же градусе стоят транзитные Юпитер и Сатурн 24 градус , а, следовательно, также влияют на натальный Меркурий.
Транзитная Венера, хозяйка 5-го дома, дома интеллекта, и 10-го дома, дома достижений, находится здесь же и проходит по градусу натального Солнца, хозяина 8-го дома, дома мистического опыта. Интересно отметить, что транзитные Юпитер, Сатурн, Раху и Марс располагаются в накшатрах Меркурия, планете, которая так сильна в гороскопе Дмитрия Ивановича Менделеева.
Благодаря кропотливому труду и сопоставлению химических элементов Менделеев смог обнаружить связь между элементами, в которой они могут быть одним целым, а их свойства являются не чем-то само собой разумеющимся, а представляют собой периодически повторяющееся явление. В итоге, в феврале 1869 года Менделеев сформулировал первый периодический закон, а уже в марте его доклад «Соотношение свойств с атомным весом элементов» был представлен на рассмотрение Русского химического общества историком химии Н. Затем в том же году публикация Менделеева была напечатана в журнале «Zeitschrift fur Chemie» в Германии, а в 1871 году новую обширную публикацию учёного, посвящённую его открытию, опубликовал другой немецкий журнал «Annalen der Chemie».
Создание периодической таблицы Основная идея к 1869 году уже была сформирована Менделеевым, причём за довольно короткое время, но оформить её в какую-либо упорядоченную систему, наглядно отображающую, что к чему, он долго не мог. В одном из разговоров со своим соратником А. Иностранцевым он даже сказал, что в голове у него уже всё сложилось, но вот привести всё к таблице он не может. После этого, согласно данным биографов Менделеева, он приступил к кропотливой работе над своей таблицей, которая продолжалась трое суток без перерывов на сон. Перебирались всевозможные способы организации элементов в таблицу, а работа была осложнена ещё и тем, что в тот период наука знала ещё не обо всех химических элементах. Но, несмотря на это, таблица всё же была создана, а элементы систематизированы.
Легенда о сне Менделеева Многие слышали историю, что Д. Менделееву его таблица приснилась. Эта версия активно распространялась вышеупомянутым соратником Менделеева А. Иностранцевым в качестве забавной истории, которой он развлекал своих студентов. Он говорил, что Дмитрий Иванович лёг спать и во сне отчётливо увидел свою таблицу, в которой все химические элементы были расставлены в нужном порядке. Но реальные предпосылки для истории со сном всё же были: как уже упоминалось, Менделеев работал над таблицей без сна и отдыха, и Иностранцев однажды застал его уставшим и вымотанным.
Днём Менделеев решил немного передохнуть, а некоторое время спустя, резко проснулся, сразу же взял листок бумаги и изобразил на нём уже готовую таблицу.
Пикаром только в 1924 году. Большой привязной аэростат А.
Жиффара , на котором Д. Менделеев поднимался в 1878 году, в Париже Воздушный шар «Русский», на котором Д. Менделеев 7 августа 1887 года совершил полёт для наблюдения полного солнечного затмения Слайд 7 Весы, сконструированные Д.
Менделеевым для взвешивания газообразных и твёрдых веществ Пикнометр Д. Менделеева — прибор для измерния плотности жидкостей Менделеев был предтечей современной метрологии, в частности — химической метрологии.
Ученый решил сделать картонные карточки и написать на каждой название элемента, его атомную массу, формулы соединений и основные свойства. Но без строгой систематизации в итоге получился своеобразный каталог известных к тому времени элементов, в котором мог разобраться лишь его создатель. Набросок периодической системы элементов По легенде, которая более похожа на правду, периодическую таблицу элементов, которая позволила превратить весь собранный материал в стройную базу данных, Менделеев увидел во сне. Ему приснилось, в каком порядке необходимо расположить имеющиеся у него карточки согласно фундаментальному закону природы. На тот момент ученый был весьма близок к открытию таблицы, ведь он годами пытался систематизировать данные, так что рано или поздно это должно было случиться. Мозг химика и днем, и ночью работал в одном направлении.
Поэтому озарение скорее закономерно, чем случайно. С того дня, когда за простыми рядами символов химических элементов Менделеев увидел проявление закона природы, его уже не занимали другие вопросы: все отошло на задний план. Менделеев также создавал приборы, которые использовал в своих исследованиях. Вот только некоторые из них: пикнометр для определения плотности жидких веществ, весы для взвешивания твердых и газообразных веществ, дифференциальный барометр 1 марта 1869 года, закончив рукопись учебника, в котором находилась таблица элементов, Менделеев сдал его в печать и сразу же уехал в командировку. Этот день считается датой открытия периодического закона химических элементов. Однако именно тогда ученый лишь завершил разработку таблицы, которая на самом деле была прообразом той периодической системы, о которой мы знаем со школьной скамьи. Об открытии закона сообщил друг Менделеева профессор химии Меншуткин. Это произошло 6 марта 1869 года на заседании Русского химического общества.
Интересен тот факт, что русские химики вначале даже не поняли, о чем идет речь и какое великое достижение имеется в виду. Однако для дальнейшего развития таблицы и закона было достаточно того, что значение этого открытия осознал сам Дмитрий Иванович. Таких листов Менделеев исписал многие тысячи Термин «периодический закон» Менделеев впервые употребил в 1870-м, а спустя год дал окончательную формулировку. Закон звучал так: «Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Существует и альтернативная формулировка: «Измеримые физические и химические свойства элементов и их соединений стоят в периодической зависимости от атомных весов элементов». Графическим выражением данного закона является разработанная Менделеевым таблица элементов, которая вскоре стала также называться периодической. Вот так обосновывает ее название сам ученый: «Было бы правильнее назвать мою систему периодической, поскольку она вытекает из периодического закона, что естественно». На склоне лет ученый так оценит свое открытие: «Это лучший свод моих взглядов и соображений о периодичности элементов...
Это главная причина моей научной известности, потому что многое оправдалось гораздо позднее». Окончательная доработка периодической таблицы В течение последующих двух лет после первого упоминания о таблице элементов Менделеев сформулировал и заложил основы учения о периодичности. Параллельно с этим шли «шлифовка» и упорядочивание элементов в таблице, так как распределение иногда казалось Дмитрию Ивановичу несовершенным. По его мнению, атомные массы во многих случаях были определены неточно. В результате такой ошибки некоторые элементы занимали не те места в таблице, и это подтверждалось свойствами их соединений. Руководствуясь законом периодичности и химико-физическими свойствами соединений, Менделеев изменил атомные массы этих элементов и поставил их в один ряд с теми, у которых были сходные свойства. Так, вначале он поместил карточку с бериллием, атомная масса которого считалась равной 14, рядом с алюминием атомная масса 27,4. В то время бериллий считали аналогом алюминия.
Но, сопоставив химические свойства, переместил бериллий ближе к магнию. Можно сказать, что ученый таким образом высказал сомнение в общепринятом значении атомной массы бериллия. Он изменил ее на 9,4. А формулу оксида бериллия по аналогии с оксидом магния переделал из Be2O3 в BeO. Следует заметить, что такое значение атомной массы бериллия было подтверждено только спустя десять лет.
Система, перевернувшая науку
Но нефть научились перегонять еще в Месопотамии. Другое дело, при его непосредственном участии были введены в эксплуатацию первые наливные баржи и железнодорожные цистерны. При нем же был построен первый керосинопровод в Баку. Дмитрий Иванович занимался далеко не только химией. На общую и физическую химии пришлось чуть больше трети его научных работ. Физике Менделеев посвятил 22,9 процента трудов, такая же доля работ по промышленности, еще 8,6 процента трудов было посвящено экономике, по пять процентов географии и сельскому хозяйству. Дело в том, что Иван вместе с тремя своими братьями поступили в духовную семинарию, а особенность заключалась в том, что после ее окончания духовные наставники могли дать им другие фамилии.
В итоге Соколовым остался только Тимофей. Старший брат стал Покровским в честь церковного прихода, младший оказался Тихомандрицким в честь села , а Иван Павлович получил фамилию Менделеев. Сам Дмитрий Иванович писал: «Фамилия Менделеев дана отцу, когда он что-то выменял, как соседский помещик Менделеев менял лошадей и скотину. Учитель по созвучию "мену делать" вписал и отца под фамилией Менделеев». Но это только одна из версий. Возможно, соседский помещик имел отношение к семье, и по другой версии он был крестным отцом Ивану Павловичу, что и сказалось при выборе фамилии.
Впрочем, никаких подтверждений этой связи не было. Будучи консультантом научно-технической лаборатории Морского министерства, в 1892 году Дмитрий Иванович изобрел универсальный вариант бездымного пороха «пироколлодий». Многие считали, что он украл европейскую формулу. В действительности российский ученый ее во многом превзошел. Правда, так вышло, что сотрудники американского военного ведомства раздобыли рецептуру Менделеева и запатентовали ее у себя. В 1899 году Менделеев совершил большую поездку на Урал для выяснения застоя железной промышленности.
Итогом стала книга «Уральская железная промышленность в 1899 году», где ученый наметил обширный план подъема экономики края путем превращения Урала в сложный многосторонний промышленный комплекс на основе рационального размещения промышленных производств и использования природного сырья и предложил «сочетать» уральские руды с углями Кузнецкого и Карагандинского бассейнов. Эта идея была претворена в жизнь уже в советское время. Рабочий кабинет Дмитрия Ивановича Менделеева.
Он подготовил доклад для Парижского международного географического конгресса 1875 год , где представил географам полезное изобретение. Это был дифференциальный барометр-высотомер. Через два года он стал участником необычного путешествия.
Исследователи вместе со знаменитым химиком с помощью аэростата оказались в верхних слоях атмосферы, где они проводили наблюдение за полным солнечным затмением. Аэростат Менделеева Из-за студенческих волнений, которые в то время сотрясали Россию, знаменитому профессору пришлось покинуть университет. Ему показалось оскорбительным поведение министра просвещения И. Делянова, который отказался принять студенческую петицию из рук ученого. Это случилось в 1890 году, однако профессор не перестал заниматься наукой. Уже через два года он представил на суд специалистов методику, благодаря которой можно было получать бездымный порох.
Вскоре после этого ученого назначают на высокую должность — он становится хранителем Депо образцовых мер и весов. На этом посту Дмитрий Иванович возобновил прототипы аршина, фунта, занимался математическими вычислениями, позволяющими сравнивать русские и английские эталоны мер. В 1899 году профессор становится инициатором факультативного введения метрической системы мер. Трижды — в 1905, 1906, 1907 годах Менделеева выдвигают на Нобелевскую премию. В 1906 году Нобелевский комитет присудил престижную премию русскому ученому, однако этому воспротивилась шведская Королевская академия наук. Дмитрий Менделеев за работой Такое отношение к его открытиям вряд ли расстроило великого ученого.
Он пользовался огромным авторитетом во всем научном мире, имел целый ряд научных званий, отечественных, зарубежных наград. Менделеева не раз выбирали почетным членом многих научных обществ в России и за рубежом. Интересные факты Менделеев был удивительно разносторонним человеком. Он блестяще выполнял работу российского промышленного разведчика. Американцам в то время удалось изобрести технологии, значительно удешевившие конечную стоимость нефтепродуктов. Российские промышленники, не имевшие возможности конкурировать с американцами, несли большие убытки.
Министерство финансов, «Русское техническое общество», военное ведомство объединенными усилиями приняли решение отправить в США знаменитого химика. Здесь работала выставка технических новинок, которую он должен был детально изучить. Из-за океана великий ученый вернулся с новыми технологиями, с помощью которых американцы изготавливали керосин, прочие нефтепродукты. Энциклопедические знания профессора позволили быстро понять принцип изготовления дешевых и качественных нефтепродуктов. Методику изготовления бездымного пороха ученый позаимствовал у европейцев. Он заказал отчеты железнодорожных служб, с помощью которых удалось расшифровать новую технологию.
Когда у профессора было свободное время, он сам шил себе одежду. Но более всего ему нравилось изготавливать чемоданы. Часто Менделеева называют изобретателем водки и самогонного аппарата. Но это просто ничем не обоснованная легенда. Его научный труд, докторская диссертация имела название «Рассуждение о соединении спирта с водою», где ученый занимался изучением вопроса уменьшения объема смешиваемых жидкостей. В диссертации не удастся найти ни единого слова о водке.
Что касается стандарта в 40 градусов, он был установлен в нашем отечестве в далеком 1843 году, когда знаменитый химик ходил в начальные классы гимназии. Еще одна знаменитая легенда о том, что свою систему химических элементов ученый увидел во сне, тоже является мистификацией. Эту красивую сказку придумал сам профессор.
Мария Менделеева, мать ученого, проявила решительность и стала управляющей стекольной фабрики, чтобы прокормить семью. Это был смелый шаг для матери и вдовы. Она задалась целью дать детям достойное образование и особенно ее заботил одаренный младший ребенок. Мария Менделеева хотела, чтобы Дмитрий учился в Московском университете, но он мог поступить лишь в Казанский, так как абитуриенты были «привязаны» к определенному региону. Тогда его решили отправить в Санкт-Петербург, где он стал студентом Главного педагогического университета. Юность Менделеева Словно выполнив свою миссию, в том же году Мария Менделеева скончалась. Дмитрий Менделеев всегда помнил мать, был благодарен, что она научила его любить природу и науку, дала достойное образование.
Он окончил физико-математический факультет. Учеба давалась Менделееву не без трудностей: местный климат подорвал его здоровье. Однако он любил науку, его первые научные труды посвящены силикатам. Благодаря изучению силикатов Менделеев впервые стал задумываться об особенностях разных химических соединений. В 22 года молодой ученый уже защитил свою первую диссертацию «Удельные объемы», он также преподавал и активно занимался научной деятельностью. Путь в науке В 1895 году Менделеев отправился в Европу, чтобы совершенствовать свои знания в Гейдельбергском университете. Работать в местной лаборатории ему оказалось тяжело, он искал уединения и сосредоточения, кроме того, по воспоминаниям его современников, отличался тяжелым характером. Свои химико-физические опыты в итоге Менделеев проводил на арендованной квартире.
Принимал активное участие в общественной жизни, выступая в печати с требованиями о разрешении чтений публичных лекций, протестовал против циркуляров, ограничивающих права студентов, обсуждал новый университетский устав. Открытие Менделеевым периодического закона датируется 1 марта 1869 г. Оно явилось результатом долголетних поисков. Он составил несколько вариантов периодической системы и на её основе исправил атомные веса некоторых известных элементов, предсказал существование и свойства ещё неизвестных элементов. На первых порах сама система, внесённые исправления и прогнозы Менделеева были встречены сдержанно. Но после открытия предсказанных им элементов галлий, германий, скандий , периодический закон стал получать признание. Периодическая система явилась своего рода путеводной картой при изучении неорганической химии и в исследовательской работе в этой области. В 1868 г. Менделеев стал одним из организаторов Русского химического общества. В конце 1870-х гг. Во втором браке у Д. Менделеева родилось четверо детей. Менделеев был тестем русского поэта Александра Блока, женатого на его дочери Любови. С 1876 г.
Биография Менделеева
Но не будем повторять прописные истины о всемирно известных открытиях Менделеева. История открытия Периодического закона и создания Периодической системы сложна и запутана, поэтому дальше я изложу лишь общий путь Менделеева к главному достижению его жизни. Развивая в 1869-1871 годах идеи периодичности, еев ввёл понятие о месте элемента в периодической системе как совокупн. История открытия Периодического закона и создания Периодической системы сложна и запутана, поэтому дальше я изложу лишь общий путь Менделеева к главному достижению его жизни. 1. Дмитрий Менделеев был 17м ребёнком в их большой семье.
Дмитрий Менделеев — биография
- Все открытия Менделеева
- Смотрите также
- Дмитрий Менделеев
- Как появились периодический закон и таблица химических элементов
Дмитрий Иванович Менделеев: биография, научная деятельность и интересные факты из жизни
Когда Дмитрий закончил школу, его мать, заметив способности сына, оставила все в Сибири и переехала в Москву, а затем в Петербург, чтобы дать сыну высшее образование. Дмитрий поступил в Петербургский Главный педагогический институт, но сначала учился плохо и даже был оставлен на второй год по неуспеваемости. Но на старших курсах он преуспел и закончил институт с золотой медалью. Со временем блестяще защитил магистерскую и докторскую диссертации, преподавал химию в Петербургском университете и других учебных заведениях.
Дмитрий Иванович Менделеев в достаточно молодом возрасте стал всемирно известным ученым. Он занимался исследованиями в области химии, физики, метрологии, метеорологии, экономики, интересовался сельским хозяйством. Например, он предлагал использовать минеральные удобрения и орошение засушливых земель.
Интересно, что ученый, совершивший дно из величайших открытий в истории химии, разработал наилучшие конструкции коромысла, а также предложил точнейшие приемы взвешивания и последние 15 лет своей жизни возглавлял Главную палату мер и весов в Санкт-Петербурге. Менделеев уделял внимание кораблестроению и освоению холодных морей, о чем написал около 40 работ. Он принимал непосредственное участие в проекте строительства первого в мире арктического ледокола «Ермак», который был впервые спущен на воду 29 октября 1898 года.
За большой вклад в освоение морозного региона именем ученого был назван подводный хребет в Северном Ледовитом океане, открытый в 1949 году. Интересовался он и воздухоплаванием. Менделеев понимал, что для развития этой отрасли необходимо изучить как нижние, так и верхние слои атмосферы.
В 1875 году он изобрел стратостат, и через два года, во время солнечного затмения, в возрасте 53 лет он поднялся на воздушном шаре для изучения явлений, наблюдаемых при затмении. Проект управляемого аэростата, выполненный Менделеевым и Большой привязной аэростат А. Жиффара, на котором Д.
Менделеев поднимался в 1878 году, в Париже. Он любил живопись, и даже публиковал рецензии о картинах. С художником Архипом Куинджи Менделеев работал над созданием долговечных красок.
Дмитрий Иванович Менделеев занимался не только научной работой. Так, одним из многочисленных хобби великого химика было собственноручное производство великолепных чемоданов. Это ремесло он освоил в Симферополе, когда из-за Крымской войны была закрыта гимназия, в которой он преподавал.
А 1-го марта была опубликована в журнале. Я заинтересовался возможностью прогнозирования открытия новых химических элементов. Простыми словами, мне было интересно узнать, а можно ли самому определить атомную характеристику неизвестного элемента в домашних условиях. Относительные показатели атомной массы от кол-ва электронов первых 10 х.
Менделеева Рис. Относительные показатели зависимости атомной массы от кол-ва электронов последних 10 х. Менделеева Проведённый мной математический анализ основан изначально на абсолютных показателях, т. Затем проводил другой математический анализ, в котором брались атомные массы элементов и делились на количество электронов атома этого элемента.
Это анализ по относительным показателям, так как они более точны. Результатом этого анализа являются графики, которые показывают, что масса каждого последующего химического элемента больше приблизительно на равный показатель в сравнении с предыдущим элементом рис. Дело в том, что количество электронов равно порядковому номеру элемента в таблице, из этого получается, что чем дальше в просторах таблицы находится элемент, тем больше электронов у него и тем больше его масса. К примеру, у водорода, первого по расположению элемента всего один электрон, а у крайнего 118-го их 118, это вещество является радиоактивным.
В результате проведённого опыта я открыл такое понятие, как удельная атомная масса, приходящаяся на 1 электрон. Вернёмся к Менделееву. В 20 веке с его теорией, основанной на атомной массе, как на главном признаке элемента не согласился английский физик Эрнест Резерфорд. В 1911 году стало известно, что величиной постоянной химических элементов является заряд ядра, о чём Менделеев не догадывался.
Периодический Закон учёные часто называют нулевым законом мироздания, поскольку именно он является фундаментом всех последующих научных открытий. В наше время Периодическая система химических элементов Д. Менделеева — основа современной химии и физики, отражающая закономерность явлений, существующих в природе. В 1871 году окончательно объединил идеи в Периодический Закон.
Учёный предсказал характеристики трёх новых химических элементов и описал их химические свойства. В дальнейшем расчеты химика полностью подтвердились — галлий, скандий и германий полностью соответствовали тем свойствам, которые им приписал Менделеев. Может быть, заряд ядра на самом деле не главная черта элементов, а лишь одна из них.
Этот небольшой цикл работ послужил возникновению интереса у исследователя к изоморфизму: состав ортита учёный сравнивает с составами других сходных минералов и приходит к выводу, что такое сопоставление позволяет построить изменяющийся по химическому составу изоморфный ряд [62].
В мае 1856 года Д. Менделеев, вернувшись в Санкт-Петербург из Одессы, подготовил диссертационную работу под обобщённым названием «Удельные объёмы» — многоплановое исследование, своеобразную трилогию, посвящённую актуальным вопросам химии середины XIX века. Большой объём работы около 20 печатных листов не позволил издать её полностью. Опубликована была только первая часть, озаглавленная, как и вся диссертация «Удельные объёмы»; из второй части позднее был напечатан только фрагмент в виде статьи «О связи некоторых физических свойств тел с химическими реакциями»; третья же часть при жизни Д.
Менделеева не была полностью опубликована — в сокращённом виде она была представлена в 1864 году в четвёртом выпуске «Технической энциклопедии», посвящённой стекольному производству. Через взаимосвязь освещаемых в работе вопросов Д. Менделеев последовательно приближался к постановке и решению наиболее существенных в его научном творчестве проблем: выявлению закономерностей при классификации элементов, построению системы, характеризующей соединения через их состав, строение и свойства, создание предпосылок формирования зрелой теории растворов [13]. Весы, сконструированные Д.
Менделеевым для взвешивания газообразных и твёрдых веществ В первой части этого труда Д. Менделеева — детального критического анализа литературы, посвящённой вопросу, им высказана оригинальная мысль о связи молекулярного веса и объёма газообразных тел. Учёный вывел формулу расчёта молекулярного веса газа, то есть впервые была дана формулировка закона Авогадро-Жерара. Позднее выдающийся русский физикохимик Е.
Бирон напишет: «Насколько мне известно, Д. Менделеев первый стал считать, что можно уже говорить о законе Авогадро , так как гипотеза , в виде которой закон был сначала сформулирован, оправдалась при экспериментальной проверке…» [63]. Опираясь на колоссальный [47] фактический материал в разделе «Удельные объёмы и состав кремнезёмных соединений», Д. Менделеев приходит к широкому обобщению.
Не придерживаясь, в отличие от многих исследователей Г. Копп , И. Шрёдер и др. Менделеев ищет не формальные количественные закономерности в объёмах, а старается установить связь между количественными соотношениями объёмов и совокупностью качественных характеристик вещества.
Таким образом он приходит к выводу, что объём, подобно кристаллической форме, является критерием сходства и различия элементов и образуемых ими соединений, и делает шаг в направлении создания системы элементов, прямо указывая на то, что изучение объёмов «может служить на пользу естественной классификации минеральных и органических тел». Особый интерес представляет часть, именуемая «О составе кремнезёмных соединений». С исключительной глубиной и обстоятельностью Д. Менделеевым впервые изложен взгляд на природу силикатов как соединений, подобных сплавам оксидных систем.
Учёным установлена связь между силикатами как соединениями типа MeO x SiO x и «неопределёнными» соединениями других типов, в частности, растворами, что выразилось правильной трактовкой стеклообразного состояния [13]. Именно с наблюдения процессов стеклоделия начался путь Д. Менделеева в науке. Возможно, именно этот факт сыграл определяющую роль в его выборе, во всяком случае, данная тема, непосредственно связанная с химией силикатов, в той или иной форме закономерно соприкасается со многими другими его изысканиями [62].
Место силикатов в природе лаконично, но с исчерпывающей ясностью определено Д. Менделеевым [64] : Как органическая материя обуславливается присутствием углерода и им изобилует, так и минеральное царство изобилует кремнезёмистыми соединениями [65]. Эта фраза указывает и на понимание учёным первостепенного утилитарного значения силикатных материалов, древнейших и самых распространённых в практике, и на сложность химии силикатов; поэтому интерес учёного к данному классу веществ, помимо известного практического значения, был связан с развитием важнейшего понятия химии — химическое соединение, с созданием систематики соединений, с решением вопроса о соотношении понятий: химическое соединение определённое и неопределённое — раствор. Чтобы осознать важность и научное значения самой постановки вопроса, актуальность его и по прошествии более чем столетия, достаточно привести слова одного из специалистов в области химии силикатов, академика Михаила Михайловича Шульца , сказанные им на XIII Менделеевском съезде , прошедшем в дни 150-летнего юбилея Д.
Изучение стекла помогло Д. Менделееву глубже понять природу кремнекислых соединений и на этом своеобразном веществе увидеть некоторые важные особенности химического соединения вообще [62]. Темам стеклоделия, химии силикатов и стеклообразного состояния Д. Менделеевым посвящено около 30 работ.
Опыт химической концепции мирового эфира. Нью-Йорк — Лондон — Бомбей. Попытка химического понимания мирового эфира. Менделеева связана, прежде всего, с поиском учёным физических причин периодичности.
Так как свойства элементов находились в периодической зависимости от атомных весов, массы, исследователь мыслил возможность пролить свет на эту проблему, выясняя причины сил тяготения и посредством изучения свойств передающей их среды. Концепция « мирового эфира » имела в XIX веке большое влияние на возможное решение данной проблемы. Предполагалось, что «эфир», заполняющий межпланетное пространство, является средой, передающей свет, тепло и гравитацию.
Каждый период заканчивается инертным газом. Щелочные металлы Первая группа главная подгруппа элементов IA — щелочные металлы. Это серебристые вещества кроме цезия, он золотистый , настолько мягкие, что их можно резать ножом.
Поскольку на их внешнем электронном слое находится только один электрон, они очень легко вступают в реакции. Плотность щелочных металлов меньше плотности воды, поэтому они в ней не тонут, а бурно реагируют с образованием щёлочи и водорода. Реакция идёт настолько энергично, что водород может даже загореться или взорваться. Эти металлы настолько активно реагируют с кислородом в воздухе, что их приходится хранить под слоем керосина а литий — под слоем вазелина. Щелочноземельные металлы Вторая группа главная подгруппа IIА представлена щелочноземельными металлами с двумя электронами на внешнем энергетическом уровне атома. Бериллий и магний часто не относят к щелочноземельным металлам.
Они тоже имеют серебристый оттенок и легко взаимодействуют с другими элементами, хотя и не так охотно, как металлы из первой группы главной подгруппы. Температура плавления щелочноземельных металлов выше, чем у щелочных. Ионы магния и кальция обусловливают жёсткость воды. Лантаноиды и актиноиды В третьей группе побочной подгруппе IIIB шестого и седьмого периодов находятся сразу несколько металлов, сходных по строению внешнего энергетического уровня и близких по химическим свойствам. У этих элементов электроны начинают заполнять третий по счёту от внешнего электронного слоя уровень. Это лантаноиды и актиноиды.
Для удобства их помещают под основной таблицей. Все они, кроме урана, практически не встречаются в природе и синтезируются искусственно. Переходные металлы Элементы побочных подгрупп, кроме лантаноидов и актиноидов, называют переходными металлами. Они вполне укладываются в привычные представления о металлах — твёрдые за исключением жидкой ртути , плотные, обладают характерным блеском, хорошо проводят тепло и электричество. Валентные электроны их атомов находятся на внешнем и предвнешнем энергетических уровнях. Неметаллы Правый верхний угол таблицы до инертных газов занимают неметаллы.
Неметаллы плохо проводят тепло и электричество и могут существовать в трёх агрегатных состояниях: твёрдом как углерод или кремний , жидком как бром и газообразном как кислород и азот. Водород может проявлять как металлические, так и неметаллические свойства, поэтому его относят как к первой, так и к седьмой группе Периодической системы. Подгруппа углерода Четвёртую группу главную подгруппу IVА называют подгруппой углерода. Углерод и кремний обладают всеми свойствами неметаллов, германий и олово занимают промежуточную позицию, а свинец имеет выраженные металлические свойства. Углерод образует несколько аллотропных модификаций — вариантов простых веществ, отличающихся по своему строению, а именно: графит, алмаз, фуллерит и другие. Большинство элементов подгруппы углерода — полупроводники проводят электричество за счёт примесей, но хуже, чем металлы.
Графит, германий и кремний используют при изготовлении полупроводниковых элементов транзисторы, диоды, процессоры и так далее. Подгруппа азота Пятую группу главную подгруппу VA называют пниктогенами или подгруппой азота. В ходе реакций эти элементы могут как отдавать электроны, так и принимать их, завершая внешний энергетический уровень.