กฎเป็นระยะของ Mendeleev สาระสำคัญและประวัติความเป็นมาของการค้นพบ ดิสคัฟเวอรี่ ดี.ไอ.

เรียงความ

“ ประวัติความเป็นมาของการค้นพบและการยืนยันกฎหมายเป็นระยะโดย D.I. เมนเดเลเยฟ”

เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 2550

การแนะนำ

กฎหมายเป็นระยะ D.I. Mendeleev เป็นกฎพื้นฐานที่กำหนดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีเป็นระยะ ๆ ขึ้นอยู่กับการเพิ่มขึ้นของประจุของนิวเคลียสของอะตอม เปิดโดย D.I. Mendeleev ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2412 เมื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติขององค์ประกอบทั้งหมดที่ทราบในขณะนั้นกับค่าของมวลอะตอม (น้ำหนัก) Mendeleev ใช้คำว่า "กฎธาตุ" เป็นครั้งแรกในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2413 และในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2414 เขาได้กำหนดกฎธาตุขั้นสุดท้าย: "... คุณสมบัติขององค์ประกอบและดังนั้นคุณสมบัติของวัตถุที่เรียบง่ายและซับซ้อนที่พวกมันก่อตัว ขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอมเป็นระยะๆ” การแสดงออกแบบกราฟิก (ตาราง) ของกฎเป็นระยะคือระบบธาตุขององค์ประกอบที่พัฒนาโดย Mendeleev

1. ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์คนอื่นเพื่อให้ได้มาซึ่งกฎเป็นระยะ

ระบบคาบหรือการจำแนกธาตุตามคาบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเคมีอนินทรีย์ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ความสำคัญนี้ในปัจจุบันมีมหาศาล เนื่องจากระบบเองอันเป็นผลมาจากการศึกษาปัญหาโครงสร้างของสสารนั้น ค่อยๆ ได้รับระดับของความเป็นเหตุเป็นผลซึ่งไม่สามารถทำได้โดยการรู้เพียงน้ำหนักอะตอมเท่านั้น การเปลี่ยนจากความสม่ำเสมอเชิงประจักษ์ไปสู่กฎหมายเป็นเป้าหมายสูงสุดของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์

การค้นหาพื้นฐานสำหรับการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีตามธรรมชาติและการจัดระบบเริ่มขึ้นก่อนที่จะมีการค้นพบกฎธาตุ ความยากลำบากที่นักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติต้องเผชิญซึ่งเป็นคนแรกที่ทำงานในพื้นที่นี้เกิดจากการขาดข้อมูลการทดลองเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 จำนวนองค์ประกอบทางเคมีที่ทราบยังน้อยเกินไปและค่ามวลอะตอมที่ยอมรับขององค์ประกอบหลายอย่างนั้นไม่ถูกต้อง

นอกเหนือจากความพยายามของลาวัวซิเยร์และโรงเรียนของเขาในการจำแนกองค์ประกอบต่างๆ ตามเกณฑ์การเปรียบเทียบในพฤติกรรมทางเคมีแล้ว ความพยายามครั้งแรกในการจำแนกองค์ประกอบเป็นระยะๆ เป็นของโดเบไรเนอร์

Döbereiner triads และระบบองค์ประกอบแรก

ในปี ค.ศ. 1829 นักเคมีชาวเยอรมัน I. Döbereiner พยายามจัดระบบองค์ประกอบต่างๆ เขาสังเกตเห็นว่าองค์ประกอบบางอย่างที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันสามารถรวมกันเป็นกลุ่มที่มีสามกลุ่มได้ ซึ่งเขาเรียกว่ากลุ่มสาม: Li–Na–K; Ca–ซีอาร์–บา; ส–เซ–เต; ป-ในฐานะ-Sb; Cl–Br–I

สาระสำคัญของข้อเสนอ กฎแห่งสามโดเบไรเนอร์กล่าวว่ามวลอะตอมขององค์ประกอบที่อยู่ตรงกลางของทั้งสามมีค่าใกล้เคียงกับครึ่งหนึ่งของผลรวม (ค่าเฉลี่ยเลขคณิต) ของมวลอะตอมขององค์ประกอบสุดขั้วทั้งสองของทั้งสาม แม้ว่าโดเบไรเนอร์โดยธรรมชาติแล้วจะไม่ประสบความสำเร็จในการแบ่งองค์ประกอบที่รู้จักทั้งหมดออกเป็นสามกลุ่ม แต่กฎของสามกลุ่มระบุอย่างชัดเจนถึงการมีอยู่ของความสัมพันธ์ระหว่างมวลอะตอมกับคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารประกอบของพวกมัน ความพยายามในการจัดระบบเพิ่มเติมทั้งหมดขึ้นอยู่กับการจัดวางองค์ประกอบตามมวลอะตอม

แนวคิดของโดเบไรเนอร์ได้รับการพัฒนาโดยแอล. จีเมลิน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของธาตุกับมวลอะตอมของธาตุนั้นซับซ้อนกว่ากลุ่มสามมาก ในปี ค.ศ. 1843 Gmelin ได้ตีพิมพ์ตารางซึ่งองค์ประกอบทางเคมีที่คล้ายคลึงกันถูกจัดเรียงเป็นกลุ่มๆ เพื่อเพิ่มน้ำหนักที่เชื่อมต่อกัน (เทียบเท่า) องค์ประกอบประกอบด้วยสามองค์ประกอบ เช่นเดียวกับเตตราดและเพนตาด (กลุ่มที่มีองค์ประกอบสี่และห้าองค์ประกอบ) และอิเลคโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบในตารางเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นจากบนลงล่าง

ในช่วงทศวรรษที่ 1850 M. von Pettenkofer และ J. Dumas เสนอสิ่งที่เรียกว่า ระบบดิฟเฟอเรนเชียลมุ่งเป้าไปที่การระบุรูปแบบทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบซึ่งได้รับการพัฒนาโดยละเอียดโดยนักเคมีชาวเยอรมัน A. Strecker และ G. Chermak

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ XIX งานหลายชิ้นปรากฏว่านำหน้ากฎหมายเป็นระยะทันที

สไปรัล เดอ ชานกูร์ตัวส์

A. de Chancourtois จัดเรียงองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่รู้จักในขณะนั้นในลำดับเดียวของมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น และนำอนุกรมผลลัพธ์นั้นไปใช้กับพื้นผิวของทรงกระบอกตามแนวเส้นที่เล็ดลอดออกมาจากฐานของมันที่มุม 45° ไปยังระนาบของ ฐาน (ที่เรียกว่า เกลียวโลก- เมื่อคลี่พื้นผิวของทรงกระบอกปรากฎว่าในเส้นแนวตั้งที่ขนานกับแกนทรงกระบอกมีองค์ประกอบทางเคมีที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน ดังนั้นลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม จึงตกลงมาในแนวดิ่งเดียว เบริลเลียม, แมกนีเซียม, แคลเซียม; ออกซิเจน ซัลเฟอร์ ซีลีเนียม เทลลูเรียม ฯลฯ ข้อเสียของเกลียวเดอชานกูร์ตัวส์คือความจริงที่ว่าองค์ประกอบของพฤติกรรมทางเคมีที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงนั้นอยู่ในแนวเดียวกันกับองค์ประกอบที่มีลักษณะทางเคมีคล้ายคลึงกัน แมงกานีสตกอยู่ในกลุ่มของโลหะอัลคาไล และไทเทเนียมซึ่งไม่มีอะไรเหมือนกันก็ตกอยู่ในกลุ่มของออกซิเจนและซัลเฟอร์

ตารางนิวแลนด์

นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เจ. นิวแลนด์ ตีพิมพ์ตารางองค์ประกอบที่สะท้อนข้อเสนอของเขาในปี พ.ศ. 2407 กฎของอ็อกเทฟ- นิวแลนด์แสดงให้เห็นว่าในชุดธาตุต่างๆ ที่จัดเรียงตามน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้น คุณสมบัติของธาตุที่ 8 จะคล้ายคลึงกับคุณสมบัติของธาตุที่ 1 นิวแลนด์พยายามที่จะให้การพึ่งพาอาศัยกันซึ่งเกิดขึ้นจริงกับองค์ประกอบแสงซึ่งเป็นตัวละครสากล ในตารางของเขา องค์ประกอบที่คล้ายกันจะอยู่ในแถวแนวนอน แต่ในแถวเดียวกันมักมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงในด้านคุณสมบัติ นอกจากนี้ นิวแลนด์ยังถูกบังคับให้วางองค์ประกอบสองอย่างในบางเซลล์ ในที่สุด โต๊ะก็ไม่มีที่นั่งว่าง เป็นผลให้กฎของอ็อกเทฟได้รับการยอมรับด้วยความสงสัยอย่างยิ่ง

ตาราง Odling และ Meyer

ในปีเดียวกันนั้นเอง พ.ศ. 2407 โต๊ะแรกของนักเคมีชาวเยอรมันแอล. เมเยอร์ก็ปรากฏตัวขึ้น ประกอบด้วยองค์ประกอบ 28 องค์ประกอบ จัดเรียงเป็น 6 คอลัมน์ตามความจุ เมเยอร์จงใจจำกัดจำนวนองค์ประกอบในตารางเพื่อเน้นย้ำถึงการเปลี่ยนแปลงมวลอะตอมแบบอนุกรมขององค์ประกอบที่คล้ายกัน (คล้ายกับไตรแอดของโดเบอไรเนอร์)

ในปี พ.ศ. 2413 เมเยอร์ได้ตีพิมพ์ผลงานที่มีตารางใหม่ชื่อ "ธรรมชาติขององค์ประกอบที่เป็นฟังก์ชันของน้ำหนักอะตอมของพวกเขา" ซึ่งประกอบด้วยคอลัมน์แนวตั้งเก้าคอลัมน์ องค์ประกอบที่คล้ายกันอยู่ในแถวแนวนอนของตาราง เมเยอร์เว้นบางเซลล์ว่างไว้ ตารางนี้มาพร้อมกับกราฟของการพึ่งพาปริมาตรอะตอมขององค์ประกอบต่อน้ำหนักอะตอมซึ่งมีรูปร่างเหมือนฟันเลื่อยซึ่งแสดงให้เห็นคำว่า "ช่วงเวลา" ได้อย่างสมบูรณ์แบบซึ่ง Mendeleev เสนอไว้แล้วในเวลานั้น

2. สิ่งที่ทำก่อนวันแห่งการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่

ควรค้นหาข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการค้นพบกฎหมายเป็นระยะในหนังสือของ D.I. Mendeleev (ต่อไปนี้จะเรียกว่า D.I.) “ความรู้พื้นฐานทางเคมี” บทแรกของส่วนที่ 2 ของหนังสือเล่มนี้โดย D.I. เขียนเมื่อต้นปี พ.ศ. 2412 บทที่ 1 เกี่ยวข้องกับโซเดียมบทที่ 2 - เกี่ยวกับอะนาล็อกบทที่ 3 - ถึงความจุความร้อนบทที่ 4 - ถึงโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ ในวันที่กฎธาตุถูกค้นพบ (17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2412) เขาคงได้สรุปคำถามเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างธาตุที่อยู่ตรงข้ามขั้ว เช่น โลหะอัลคาไลและเฮไลด์ ซึ่งอยู่ใกล้กันในแง่ของความเป็นอะตอม (ความจุ ) รวมถึงคำถามเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างโลหะอัลคาไลในแง่ของน้ำหนักอะตอม นอกจากนี้เขายังเข้าใกล้คำถามในการรวบรวมและเปรียบเทียบธาตุที่มีขั้วตรงข้ามสองกลุ่มตามน้ำหนักอะตอมของสมาชิก ซึ่งในความเป็นจริงหมายถึงการละทิ้งหลักการกระจายธาตุตามอะตอมมิกของมันแล้วเคลื่อนไปสู่หลักการของธาตุเหล่านั้น การกระจายตัวตามน้ำหนักอะตอม การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่ใช่การเตรียมการสำหรับการค้นพบกฎเป็นระยะ แต่เป็นจุดเริ่มต้นของการค้นพบนั่นเอง

เมื่อถึงต้นปี พ.ศ. 2412 ส่วนสำคัญขององค์ประกอบได้ถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มและตระกูลตามธรรมชาติที่แยกจากกันตามคุณสมบัติทางเคมีทั่วไป นอกจากนี้อีกส่วนหนึ่งยังกระจัดกระจายแยกองค์ประกอบแต่ละอย่างที่ไม่ได้รวมกันเป็นกลุ่มพิเศษ ต่อไปนี้ถือว่ามั่นคงแล้ว:

- กลุ่มของโลหะอัลคาไล ได้แก่ ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบิเดียม และซีเซียม

- กลุ่มของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ ได้แก่ แคลเซียม สตรอนเซียม และแบเรียม

– หมู่ออกซิเจน ได้แก่ ออกซิเจน ซัลเฟอร์ ซีลีเนียม และเทลลูเรียม

– กลุ่มไนโตรเจน ได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส สารหนู และพลวง นอกจากนี้บิสมัทมักถูกเติมที่นี่และวานาเดียมถือเป็นอะนาล็อกที่ไม่สมบูรณ์ของไนโตรเจนและสารหนู

– กลุ่มคาร์บอน – คาร์บอน ซิลิคอนและดีบุก และไทเทเนียมและเซอร์โคเนียม ถือเป็นอะนาลอกที่ไม่สมบูรณ์ของซิลิคอนและดีบุก

– กลุ่มฮาโลเจน (ฮาโลเจน) – ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน และไอโอดีน

– กลุ่มทองแดง – ทองแดงและเงิน

– กลุ่มสังกะสี – สังกะสีและแคดเมียม

- ตระกูลเหล็ก ได้แก่ เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล แมงกานีส และโครเมียม

- ตระกูลโลหะแพลตตินัม ได้แก่ แพลตตินัม ออสเมียม อิริเดียม แพลเลเดียม รูทีเนียม และโรเดียม

สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้นโดยมีองค์ประกอบที่สามารถจำแนกออกเป็นกลุ่มหรือครอบครัวต่างๆ ได้:

– ตะกั่ว ปรอท แมกนีเซียม ทอง โบรอน ไฮโดรเจน อลูมิเนียม แทลเลียม โมลิบดีนัม ทังสเตน

นอกจากนี้ยังทราบองค์ประกอบหลายประการซึ่งยังมีการศึกษาคุณสมบัติไม่เพียงพอ:

- ตระกูลธาตุหายาก ได้แก่ อิตเทรียม เออร์เบียม ซีเรียม แลนทานัม และไดไดเมียม

– ไนโอเบียมและแทนทาลัม

– เบริลเลียม;

3. วันแห่งการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่

ดิ. เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีความสามารถรอบด้านมาก เขาสนใจเรื่องการเกษตรมานานแล้ว เขามีส่วนร่วมอย่างใกล้ชิดในกิจกรรมของสมาคมเศรษฐกิจเสรีในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก (VEO) ซึ่งเขาเป็นสมาชิกอยู่ VEO จัดกิจกรรมทำอาร์เทลชีสในหลายจังหวัดภาคเหนือ หนึ่งในผู้ริเริ่มโครงการนี้คือ N.V. เวเรชชากิน ในตอนท้ายของปี พ.ศ. 2411 กล่าวคือ ในขณะที่ D.I. จบประเด็นแล้ว Vereshchagin ในหนังสือ 2 เล่มของเขาหันไปหา VEO พร้อมขอให้ส่งสมาชิกคนหนึ่งของ Society เพื่อตรวจสอบงานของโรงรีดนมอาร์เทลชีสทันที D.I. แสดงความยินยอมต่อการเดินทางประเภทนี้ ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2411 เขาได้ตรวจสอบโรงรีดนมอาร์เทลชีสจำนวนหนึ่งในจังหวัดตเวียร์ จำเป็นต้องมีการเดินทางเพื่อทำธุรกิจเพิ่มเติมเพื่อทำการสอบให้เสร็จสิ้น กำหนดออกเดินทางอย่างแม่นยำในวันที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2412

ถ้าดี.ไอ. อาจรู้ล่วงหน้าได้ว่าในวันที่ 17 กุมภาพันธ์เขาจะทำการวิจัยทางเคมีใหม่และการประมวลผลผลในภายหลังจะใช้เวลามากไม่น่าเป็นไปได้ที่ 2 วันก่อนเปิดเขาจะได้รับใบรับรองการลาจากมหาวิทยาลัย ซึ่งเขาทำงานเดินทางไปหลายจังหวัดเริ่มตั้งแต่วันที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2412

มาดูกันว่าวันที่ 17 กุมภาพันธ์ผ่านไปอย่างไรและมีเหตุการณ์อะไรบ้างในชีวิตและงาน เนื่องจากเหตุการณ์เหล่านี้ D.I. ไม่สามารถไปโรงงานชีสได้ทันเวลาและถูกบังคับให้อยู่ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กจนถึงต้นเดือนมีนาคม ตลอดเวลานี้เขายุ่งอยู่กับการดำเนินการและประมวลผลกฎหมายเป็นระยะและการตีพิมพ์ครั้งแรกในรูปแบบของตารางองค์ประกอบ

เพื่อพิจารณาให้ดียิ่งขึ้นว่าการค้นพบดำเนินไปอย่างไร ให้เราเน้นย้ำหลายขั้นตอนที่การค้นพบนี้ต้องเผชิญในหนึ่งวัน:

1) ระยะเริ่มแรกเมื่อ D.I. พบหลักการใหม่ในการกระจายองค์ประกอบโดยคำนวณจดหมายที่เขาเพิ่งได้รับจาก Khodnev

2) ขั้นตอนของการวาดภาพร่างสองภาพแรกที่ไม่สมบูรณ์ของส่วนหลักของระบบองค์ประกอบในอนาคต

3) ขั้นตอนการรวบรวมไพ่องค์ประกอบสำหรับ "นักเล่นไพ่คนเดียวเคมี";

4) ขั้นตอนการแตกหัก - ร่างร่างที่สมบูรณ์ของทั้งระบบ

5) ขั้นตอนสุดท้าย - เขียนใหม่ระบบองค์ประกอบที่ค้นพบใหม่เพื่อเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์

ในวันออกเดินทาง D.I. ได้รับจดหมายลงนามโดยเลขาธิการ VEO A.I. โคดเนวา. ตามความเห็นของ D.I. มักใช้ด้านหลังของตัวอักษรเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของเขา และเนื่องจากเขาถูกหลอกหลอนอย่างไม่หยุดยั้งด้วยความคิดที่จะค้นหารูปแบบทั่วไปของคุณสมบัติขององค์ประกอบจึงไม่น่าแปลกใจที่เมื่อได้รับจดหมายเขาจึงเริ่มวาดภาพระบบองค์ประกอบในอนาคตบนนั้น

ดิ. ไม่ใช่การเปรียบเทียบแต่ละองค์ประกอบ แต่เป็นกลุ่มขององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน เขาเริ่มต้นด้วยการเปรียบเทียบกลุ่มของโลหะอัลคาไลและเฮไลด์ จากนั้น ฉันใช้เวลานานเพื่อค้นหาการเปลี่ยนจากโลหะอัลคาไลเป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เขาสันนิษฐานว่าระหว่างพวกเขาควรจะมีสิ่งที่เรียกว่า โลหะ "ทรานซิชัน" (Cu, Ag, Hg) จากนั้นยังคงวางโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธไว้หลังโลหะอัลคาไล โดยข้ามโลหะทรานซิชัน

ตามด้วยองค์ประกอบที่ไม่สมบูรณ์สองเม็ดซึ่งรวบรวมไว้ในกระดาษแผ่นเดียวซึ่ง D.I. ยังคงรวบรวมตัวแปรของตารางในอนาคตจากกลุ่มขององค์ประกอบและองค์ประกอบแต่ละรายการที่ไม่รวมอยู่ในกลุ่ม

ขั้นตอนชี้ขาดในการค้นพบกฎเป็นระยะคือ D.I. พยายามเปรียบเทียบน้ำหนักอะตอมของกลุ่ม แตกต่างกันองค์ประกอบ เริ่มแรก D.I. ตั้งใจที่จะสร้างระบบของเขาบนพื้นฐานของหลักการของอะตอมมิก (ความจุ) ขององค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม จากนั้นเขาก็มุ่งสู่หลักการกระจายตัวโดยพิจารณาจากมวลอะตอมของธาตุต่างๆ อย่างไรก็ตาม หลักการของอะตอมมิกซิตีไม่ได้ถูกละทิ้งไป แต่จะถูกนำมาใช้ร่วมกับหลักการใหม่ ดังนั้น Mendeleev จึงสร้างกลุ่มของเขาไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีทั่วไปขององค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความจุที่เหมือนกันด้วย และเมื่อรวบรวมช่วงเวลาในอนาคตของตาราง เขาสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของความจุจาก 1 เป็น 4 เมื่อย้ายจาก Li ไปที่ C และอีกครั้งเป็น 1 เมื่อย้ายไปที่ F

เมื่อรวบรวมตารางองค์ประกอบที่ไม่สมบูรณ์ด้านล่างสำหรับ D.I. เห็นได้ชัดว่ามีเพียงงานแรกซึ่งห่างไกลจากงานที่ยากที่สุดเท่านั้นที่ได้รับการแก้ไข - วางองค์ประกอบที่ศึกษาอย่างเป็นธรรมแล้วไว้ในส่วนกลางของตารางในอนาคต ส่วนที่ซับซ้อนและยากที่สุดของงานคือการจัดวางองค์ประกอบต่างๆ บนขอบของระบบที่เกิดขึ้นใหม่

อันเป็นผลมาจากการวาดภาพร่างของตารางองค์ประกอบที่ไม่สมบูรณ์สองตารางบนกระดาษแผ่นแยกกันเผยให้เห็นความไม่สมบูรณ์ของวิธีการที่ใช้ในการพัฒนาตารางองค์ประกอบที่สมบูรณ์ซึ่งควรจะครอบคลุมองค์ประกอบทั้งหมดถูกเปิดเผย หากตำแหน่งขององค์ประกอบหนึ่งหรืออีกองค์ประกอบหนึ่งไม่ชัดเจน องค์ประกอบนี้จะต้องถูกย้ายมากกว่าหนึ่งครั้งจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง จากนั้นตารางจะเต็มไปด้วยการลบและการแก้ไขซึ่งจะทำให้ไม่สามารถนำทางได้อย่างรวดเร็วเมื่อวางองค์ประกอบใหม่ จำเป็นต้องหาวิธีที่ยืดหยุ่นและเคลื่อนที่ได้มากขึ้น ซึ่งจะทำให้เราเห็นภาพของการกระจายตัวขององค์ประกอบได้ตลอดเวลา ราวกับว่าอยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ ไม่ถูกบดบังด้วยการถ่ายโอน การแก้ไข และการลบครั้งก่อน ดี. ฉันพบเทคนิคนี้ในการ์ดที่มีองค์ประกอบเขียนอยู่ การ์ดดังกล่าวสามารถจัดเรียงใหม่ได้อย่างง่ายดายโดยให้ภาพรวมของการกระจายองค์ประกอบที่เกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาคุณในขณะนั้น ในเวลาเดียวกัน คุณสามารถตรวจสอบการ์ดขององค์ประกอบเหล่านั้นที่ยังไม่ได้รวมอยู่ในตารางได้ตลอดเวลา นี่คือวิธีที่เทคนิคเกิดขึ้นที่ A.E. Fersman เรียกมันว่า "เล่นไพ่คนเดียว" ได้เหมาะเจาะมาก

ไพ่ D.I. ทั้งหมด 63 ใบ แบ่งออกเป็นสี่ประเภทตามความชุกและความรู้ หมวดที่ 1 ประกอบด้วยองค์ประกอบ 14 อย่างที่แพร่หลายและเป็นวัสดุหลักของส่วนที่มองเห็นได้: Al, C, Ca, Cl, Fe, H, K, Mg, N, Na, O, P, S, Si เนื่องจากความแพร่หลาย องค์ประกอบเหล่านี้จึงควรอยู่ในกลุ่มที่ได้รับการวิจัยอย่างดี หมวดที่ 2 ได้แก่ ธาตุ (21) ที่พบในรูปแบบอิสระหรือในรูปของสารประกอบแม้ว่าจะไม่มีการกระจายทุกที่หรือพบในปริมาณน้อยก็ตาม: Ag, As, Au, B, Ba, Bi, Br, Co, Cr , Cu , F, Hg, I, Mn, Ni, Pb, Pt, Sb, Sn, Sr, Zn องค์ประกอบเหล่านี้ควรอยู่ในกลุ่มที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดี หมวดที่ 3 รวม 18 องค์ประกอบที่หายากแต่ได้รับการศึกษามาอย่างดี: Be, Ce, Cd, Cs, In, Ir, Li, Mo, Os, Pd, Rb, Se, Te, Tl, Ur, Wo, Y. B 4 หมวดที่ 1 รวม 10 องค์ประกอบที่หายากและมีการศึกษาน้อย: Di, Er, La, Nb, Rh, Ru, Ta, Th, Va, Zr ต่อมา D.I. สามารถทำการเรียงสับเปลี่ยนรายการระหว่างสามหมวดหมู่แรกและหมวดหมู่สุดท้ายได้ เมื่อไพ่ครบทั้ง 63 องค์ประกอบแล้ว D.I. โดยที่ยังไม่ได้หันไปพึ่ง "เคมีโซลิแทร์" เขาได้กำหนดขั้นตอนในการรวมองค์ประกอบแต่ละประเภทไว้ในระบบที่กำลังจะมาถึง แต่เนื่องจากตอนนี้องค์ประกอบทั้งหมดถูกแสดงบนไพ่ จึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าการแบ่งไพ่ออกเป็นหมวดหมู่ต่าง ๆ ได้ถูกแสดงโดยการแบ่งไพ่ออกเป็นหลาย ๆ กอง ก่อนอื่นควรรวมองค์ประกอบที่ได้รับการศึกษามากที่สุดไว้ในตารางและองค์ประกอบที่มีการเชื่อมโยงกันอย่างไม่ต้องสงสัยในขั้นตอนก่อนหน้าของการค้นพบกฎเป็นระยะ เมื่อพิจารณาลำดับองค์ประกอบต่างๆ ที่รวมอยู่ในตาราง สัญญาณของความอุดมสมบูรณ์ไม่มีนัยสำคัญ ในขณะที่น้ำหนักอะตอมมีความสำคัญอย่างยิ่ง ขั้นแรก ให้ป้อนองค์ประกอบที่เบากว่าลงในตาราง จากนั้นจึงป้อนองค์ประกอบที่หนักกว่า กองแรกเป็นองค์ประกอบที่ได้รับการศึกษามากที่สุด สองกองถัดไปเป็นองค์ประกอบที่มีการศึกษาน้อย ในจำนวนนี้อย่างที่สองคือ "แสง" ส่วนที่สามคือองค์ประกอบ "หนัก" ประการที่สี่ – องค์ประกอบที่มีการศึกษาต่ำ เมื่อแบ่งไพ่ขององค์ประกอบทั้งหมดออกเป็นกองแล้ว D.I. สิ่งนี้กำหนดลำดับทั่วไปสำหรับการรวบรวมตารางองค์ประกอบ

เมื่อถึงเวลาเล่นเกมโซลิแทร์ การค้นพบกฎเป็นระยะได้เข้าสู่ช่วงชี้ขาดแล้ว บทบาทชี้ขาดของน้ำหนักอะตอมในการเปรียบเทียบกลุ่มขององค์ประกอบที่ไม่เหมือนกันได้รับการชี้แจงอย่างสมบูรณ์แล้ว ศูนย์กลางของระบบองค์ประกอบในอนาคตได้ถูกสร้างขึ้นที่แกนกลางของมัน "มีเพียง" สิ่งเดียวเท่านั้นที่ยังคงอยู่: เพื่อพิสูจน์ลักษณะสากลของหลักการซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในการใช้งานกับส่วนกลางของตาราง แต่ "เท่านั้น" นี้ประกอบขึ้นเป็นความยากลำบากหลักที่ยังคงผ่านไม่ได้ในการสร้างระบบองค์ประกอบเป็นระยะ

เมื่อสร้างตารางองค์ประกอบเสร็จแล้ว D.I. ยังคงใช้เทคนิคเดียวกันในการเปรียบเทียบกลุ่มขององค์ประกอบที่แตกต่างกันด้วยความช่วยเหลือซึ่งเขาเริ่มสร้างตารางนี้ในรายการแรกที่เขียนในจดหมายของ Khodnev และในแท็บเล็ตทั้งสองที่ไม่สมบูรณ์ ดังนั้นด้วยการนำเสนอการ์ดองค์ประกอบตามข้อมูลที่มีอยู่จึงค้นพบกฎเป็นระยะ

เมื่อมีการค้นพบกฎเป็นระยะและรวบรวมระบบองค์ประกอบในเวอร์ชันแรกก็ยังคงต้องจัดรูปแบบผลลัพธ์ที่สำเร็จให้เป็นระเบียบเรียบร้อยในรูปแบบของตารางเปล่าตามที่นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ สามารถทำความคุ้นเคยกับการค้นพบของ D.I. เมื่อเขียนตารางใหม่ D.I. ทำการเปลี่ยนแปลงดังต่อไปนี้: องค์ประกอบในนั้นไม่ได้จัดเรียงตามลำดับจากมากไปน้อย แต่เรียงตามลำดับน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้นเช่น องค์ประกอบที่หนักกว่านั้นถูกลงนามภายใต้องค์ประกอบที่เบากว่าและในสถานที่ที่มีช่องว่างและสถานที่ที่เป็นไปได้ที่จะรับองค์ประกอบที่ไม่รู้จัก D.I. ใส่เครื่องหมายคำถามและคาดคะเนน้ำหนักอะตอม

หลังจากส่งต้นฉบับของ "ประสบการณ์ของระบบองค์ประกอบ" ไปยังโรงพิมพ์เพื่อเรียงพิมพ์แล้ว D.I. ฉันไม่สามารถออกจากเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเพื่อไปโรงงานผลิตชีสได้จนกว่าหลักฐานจะมาถึง การรับสมัครต้องใช้เวลา และนั่นคือเวลาของ D.I. ใช้เพื่อสรุปและประมวลผลการค้นพบที่เขาทำในรูปแบบของบทความ โดยระบุสิ่งที่มีอยู่ใน "ประสบการณ์ของระบบองค์ประกอบ" เมื่อเขียนบทความนี้ D.I. ได้รวบรวมระบบองค์ประกอบต่างๆ มากมายตามน้ำหนักอะตอมของมันแล้ว เขาตั้งชื่อบทความของเขาว่า "ความสัมพันธ์ของคุณสมบัติกับน้ำหนักอะตอมของธาตุ"

ในบทความของเขา D.I. เขียนว่า: “ด้วยความเชื่อมั่นจากตารางก่อนหน้านี้ว่าน้ำหนักอะตอมของธาตุต่างๆ สามารถทำหน้าที่เป็นตัวสนับสนุนระบบของมันได้ ข้าพเจ้าจึงจัดองค์ประกอบต่างๆ ตามลำดับอย่างต่อเนื่องตามขนาดของน้ำหนักอะตอม และสังเกตเห็นทันทีว่ามีการแตกหักใน ชุดขององค์ประกอบจึงวางไว้” จากการวิเคราะห์ข้อความนี้และข้อความอื่นๆ ของ D.I. เราสามารถสรุปได้ว่า D.I. ขั้นแรกรวบรวม "ประสบการณ์ของระบบธาตุ" ของเขา (โดยการเปรียบเทียบกลุ่มของธาตุ) จากนั้นจึงเชื่อว่าน้ำหนักอะตอมอาจเป็นพื้นฐานของระบบธาตุได้ หลังจากนี้ D.I. เริ่มศึกษารูปแบบที่เขาค้นพบเพิ่มเติม และเริ่มการศึกษาเพิ่มเติมโดยจัดเรียงองค์ประกอบทั้งหมดเป็นชุดต่อเนื่องกันโดยเรียงลำดับน้ำหนักอะตอมเพิ่มขึ้น สิ่งนี้หักล้างความคิดเห็นของนักเคมีบางคนที่ว่าในตอนแรก D.I. รวบรวมชุดองค์ประกอบทั่วไปตามน้ำหนักอะตอมและหลังจากนั้นเขาก็สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติเป็นระยะ จากนั้นเขาก็แบ่งชุดทั่วไปออกเป็นระยะและรวบรวม “ประสบการณ์ของระบบองค์ประกอบ” จากส่วนเหล่านี้ เนื้อหาทั้งหมดของบทความบ่งชี้อย่างไม่ต้องสงสัยว่าในบทความนี้ D.I. สะท้อน สรุป และสรุปเส้นทางที่เขาใช้เมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2412 เมื่อสร้างตารางธาตุ

4. หลังจากวันแห่งการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2412 หลังจากจบบทความเรื่อง "ความสัมพันธ์ของคุณสมบัติกับน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบ" D.I. ไปที่โรงงานอาร์เทลชีส ก่อนออกเดินทางในวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2412 เขาได้ส่งแผ่นพิมพ์ที่มี "ประสบการณ์ของระบบองค์ประกอบ" ให้กับนักเคมีหลายคน เมื่อวันที่ 6 มีนาคม มีการรายงานเกี่ยวกับระบบองค์ประกอบในการประชุมของสมาคมเคมีแห่งรัสเซีย

เนื่องจากไม่มี D.I. ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กรายงานการค้นพบนี้จัดทำโดยศาสตราจารย์ N.A. เมนชัตกิน. ในเรื่องนี้ตำนานต่างๆเกี่ยวกับปัญหานี้เกิดขึ้นในภายหลัง ตำนานที่แพร่หลายที่สุดคือเกี่ยวกับความเจ็บป่วยในจินตนาการของ D.I. ซึ่งเผยแพร่โดย B.N. Menshutkin (บุตรชายของ N.A. Menshutkin) และเอ็ม.เอ็น. Mladentsev ให้คำอธิบายที่น่าเหลือเชื่ออย่างยิ่ง: “ข้อความแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2412 ในการประชุมของสมาคมเคมี ศ. บน. Menshutkin เนื่องจากเห็นได้ชัดว่า D.I. เองก็กังวลและไม่กล้าพูดออกมาแม้ว่าเขาจะเห็นความสำคัญที่ยิ่งใหญ่ของการค้นพบนี้ก็ตาม” ตำนานทั้งหมดนี้ไม่มีทางเป็นจริงเลย เหตุผลในการกล่าวสุนทรพจน์ของ Menshutkin แทนที่จะเป็น Mendeleev นั้นแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

5. การสมัคร D.I. วิธีความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของ Mendeleev

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่มีขนาดเท่ากับการค้นพบกฎเป็นระยะไม่สามารถทำได้สำเร็จในช่วงเวลาอันสั้นเช่นนี้ หากผู้เขียนยังไม่เชี่ยวชาญวิธีการรับรู้ทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง ซึ่งเป็นวิธีการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอย่างสมบูรณ์แบบ

1) วิธีการปีนเขา

วิธีการขึ้นนั้นสอดคล้องกับการเคลื่อนตัวของความรู้จากความรู้ที่ได้รับทันที เริ่มต้น ไปจนถึงสิ่งที่เปิดเผยทางอ้อมเท่านั้น ด้วยความช่วยเหลือของการคิดเชิงนามธรรม ดังนั้น วิธีการขึ้นสู่สวรรค์ในรูปแบบทั่วไปที่สุดจึงเป็นการแสดงออกถึงความจริงที่ว่าการพัฒนาความคิดในหลักสูตรความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เช่นเดียวกับการพัฒนาใดๆ ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างโกลาหล แต่ในทิศทางที่แน่นอนตามลำดับอย่างเคร่งครัด ดี.ไอ.เอง เขียนว่า “ความรู้และการครอบครองวัตถุโดยสมบูรณ์ประกอบด้วยสามระดับ: 1) การสังเกต การระบุข้อเท็จจริง ฉันเห็น แต่ไม่รู้ว่าจะทำอย่างไร ทำไม ฯลฯ มันสอดคล้องกับคำอธิบายการศึกษาของ ข้อเท็จจริง. 2) ความสัมพันธ์ของข้อเท็จจริงกับสิ่งอื่นเป็นกฎหมาย การวัดสอดคล้องกับสิ่งนี้ 3) ทฤษฎีคือการเชื่อมโยงภายในกับโลกทัศน์เชิงบูรณาการ... เริ่มต้นด้วยสมมติฐาน จบลงด้วยการค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ทางทฤษฎี ข้อสรุปจากจุดเดียว ซึ่งสอดคล้องกับการทำนายปรากฏการณ์ด้วยความแม่นยำสัมบูรณ์ การค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ๆ”

ดังนั้นจึงชัดเจนว่าตรงกันข้ามกับความคิดเห็นที่มีอยู่ในวรรณกรรมของเรา D.I. ไม่ใช่ผู้สนับสนุนวิธีอุปนัยเท่านั้น การปฐมนิเทศด้วยความเข้าใจที่ถูกต้อง D.I. ไม่คัดค้านการหักเงิน แต่จริงๆ แล้วถือว่าเป็นความสามัคคีด้วย

ด้วยวิธีการรับรู้นี้ การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นจาก "เซลล์" ที่ง่ายที่สุดดังที่ D.I. ไปสู่กฎหมายทั่วไปมากขึ้น “เซลล์” ดังกล่าวถือเป็นการพิจารณาในส่วนที่ 1 ของ “ความรู้พื้นฐานทางเคมี” ของเกลือแกง NaCl เราสามารถพูดได้ว่าเมื่อเลือก NaCl เป็นสารตั้งต้นเมื่อนำเสนอส่วนที่เป็นระบบของเคมี D.I. ฉันเลือกสิ่งที่เรียบง่าย ธรรมดา พบหลายครั้งในการปฏิบัติของมนุษย์ นี่คือสิ่งที่ "เซลล์" ของวิทยาศาสตร์ควรจะเป็น ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นการนำเสนอของวิทยาศาสตร์นี้ ความจริงก็คือในสารประกอบนี้ตัวแทนขององค์ประกอบทางเคมีทั้งสองที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดและตรงกันข้ามขั้ว - Na และ Cl - ได้รับมาแล้วในการเชื่อมต่อตามธรรมชาติ (เคมี) เริ่มต้นจากอัตราส่วนขององค์ประกอบทั้งสองนี้มีอยู่ในธรรมชาติ , ดี.ไอ. ฉันค้นพบกุญแจสำคัญในการพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ของฉันทันที นี่คือจุดที่จำเป็นต้องเปรียบเทียบองค์ประกอบทั้งสองกลุ่มที่มีความคล้ายกันมากที่สุด ได้แก่ ฮาโลเจนและโลหะอัลคาไล

ควรสังเกตด้วยว่าตลอดการค้นพบ D.I. ปฏิบัติตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด - ย้ายจากสิ่งที่รู้ไปสู่สิ่งที่ไม่รู้ และจากสิ่งที่รู้มากขึ้นไปสู่สิ่งที่รู้น้อย

กฎหมายทางวิทยาศาสตร์ทุกข้อได้รับการสถาปนาขึ้นโดยเป็นผลจากลักษณะทั่วไป ดังนั้น การพิจารณาวิธีขึ้นจึงนำไปสู่การพิจารณาวิธีอื่นที่เกี่ยวข้องกันโดยตรง ซึ่งสามารถเรียกว่าวิธีทั่วไปได้

2) วิธีการวางนัยทั่วไป การเปลี่ยนจากเฉพาะไปสู่สากล

เส้นทางสู่ความรู้เกี่ยวกับกฎแห่งธรรมชาติทั้งในอดีตและโดยธรรมชาติต้องผ่านขั้นตอนที่แยกจากกัน โดยทั่วไปสามารถแยกแยะได้สามขั้นตอนดังกล่าว:

ก) จุดเริ่มต้นคือการรวบรวมหรือการสะสมของบุคคล ข้อเท็จจริงส่วนบุคคลที่เกี่ยวข้องกับช่วงของปรากฏการณ์ที่กำลังศึกษา โดยการลงทะเบียนข้อเท็จจริงแต่ละข้อ เราจะแสดงผลลัพธ์ของเราในแบบฟอร์ม ความเป็นเอกเทศ .

b) เนื่องจากข้อเท็จจริงส่วนบุคคลมีการสะสม เพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างความสับสนวุ่นวายของข้อมูลอย่างแยกไม่ออก เราจึงจัดกลุ่มหรือจำแนกเนื้อหาที่รวบรวมไว้ เรารวมทุกอย่างที่คล้ายกันไว้เป็นกลุ่มพิเศษกลุ่มเดียว โดยแยกออกจากหมวดหมู่หรือกลุ่มพิเศษที่เท่าเทียมกัน ดังนั้นเราจึงแสดงผลลัพธ์ที่ทำได้ในขณะนี้ในรูปแบบ ลักษณะเฉพาะ .

c) การแบ่งข้อเท็จจริงที่ทราบออกเป็นกลุ่มพิเศษที่แยกจากกันตามคุณสมบัติพิเศษและโดยคำนึงถึงความคล้ายคลึงกันซึ่งตรงข้ามกับความแตกต่างนั้นอยู่บนพื้นฐานของการจำแนกประเภทที่ประดิษฐ์ขึ้นหรือเป็นทางการ การจำแนกประเภทตามธรรมชาติ ประการแรกสันนิษฐานว่าเป็นการค้นพบลักษณะทั่วไปหรือพื้นฐานทั่วไปที่เป็นรากฐานของปรากฏการณ์ที่กำหนดทั้งหมดและรวมกลุ่มที่ต่างกันทั้งหมดเข้าด้วยกัน ด้วยเหตุนี้ ระดับของความพิเศษจึงตามมาด้วยความรู้ระดับสูงสุดที่กฎแห่งธรรมชาติถูกเปิดเผยเสมอ ด้วยการค้นพบกฎแห่งธรรมชาติ เราแสดงผลลัพธ์ที่สำเร็จออกมาในรูปแบบ ความเป็นสากล .

ดังนั้น เส้นทางสู่ความรู้เกี่ยวกับกฎหมายจึงเป็นเส้นทางการเคลื่อนที่ของความคิดทางวิทยาศาสตร์จากภาวะเอกฐาน (คุณสมบัติขององค์ประกอบแต่ละธาตุ) ไปสู่ภาวะเอกฐาน (กลุ่มขององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน) และจากภาวะเอกฐานไปสู่ความเป็นสากล (กฎธาตุ)

การพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ตั้งแต่รายบุคคลไปจนถึงความรู้ทั่วไปนั้น สามารถจำแนกลักษณะได้โดยพิจารณาจากการเชื่อมโยงต่างๆ ในสายโซ่ทั่วไปของการเคลื่อนไปข้างหน้าของความคิดทางวิทยาศาสตร์มีความสัมพันธ์เชิงตรรกะต่อกันอย่างไร หากนำองค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันทั้งหมดมารวมกันแล้วเราสามารถพิจารณาการแบ่งองค์ประกอบออกเป็นกลุ่มต่าง ๆ ที่แยกจากกันโดยการแบ่งองค์ประกอบทั้งหมดออกเป็นส่วน ๆ ในกรณีนี้ การเปลี่ยนจากกลุ่มเดี่ยวๆ ที่แยกออกไปเป็นระบบทั่วไปจะทำหน้าที่เป็นการเปลี่ยนจากการวิเคราะห์เป็นการสังเคราะห์ ในทางตรงกันข้าม การแยกหรือแยกกลุ่มองค์ประกอบแต่ละกลุ่มออกจากระบบทั่วไปจะหมายถึงการเคลื่อนไหวย้อนกลับจากวิธีสังเคราะห์ไปสู่การวิเคราะห์ ที่จริงแล้ว ขั้นตอนทั้งหมดของการแบ่งองค์ประกอบออกเป็นกลุ่มตามธรรมชาตินั้นเป็นขั้นตอนของการวิเคราะห์ หากพิจารณาโดยสัมพันธ์กับจำนวนทั้งสิ้นขององค์ประกอบทางเคมี แต่ในขณะเดียวกันถ้าเราคำนึงถึงองค์ประกอบแต่ละอย่างมันก็ทำหน้าที่เป็นการเตรียมการเปลี่ยนไปสู่การสังเคราะห์ผ่านการรวมองค์ประกอบออกเป็นหน่วยใหม่บางหน่วย - กลุ่มซึ่งเหมือนกับอิฐสำหรับก่อสร้างก็จะเป็นไปได้ เพื่อสร้างระบบบูรณาการที่ครอบคลุมองค์ประกอบทั้งหมดเหล่านั้น ดำเนินการสังเคราะห์ทางทฤษฎี ในระหว่างการค้นพบกฎเป็นระยะและการสร้างระบบองค์ประกอบความสัมพันธ์ระหว่างการสังเคราะห์และการวิเคราะห์ในกระบวนการรับรู้ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจน - ฟังก์ชั่นการเตรียมการวิเคราะห์และฟังก์ชั่นสุดท้ายของการสังเคราะห์

3) วิธีเปรียบเทียบ

สาระสำคัญของวิธีการที่ D.I. เรียกว่าการเปรียบเทียบประกอบด้วยองค์ประกอบที่ถือว่าไม่ได้แยกจากกันไม่ใช่โดยตัวมันเอง แต่อยู่ในความสัมพันธ์ทั่วไปและในความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ในขั้นตอนแรกของการใช้งานวิธีการเปรียบเทียบนั้นให้ประโยชน์อย่างมากเนื่องจากทำให้ไม่เพียง แต่จะเปรียบเทียบกลุ่มองค์ประกอบต่าง ๆ ระหว่างกันเท่านั้น แต่ยังช่วยตรวจสอบความถูกต้องของการเปรียบเทียบด้วยและในเรื่องนี้ ว่ากลุ่มต่างๆ ถูกประกอบขึ้นอย่างถูกต้องเพียงใด

การเปรียบเทียบน้ำหนักอะตอมเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการพัฒนาและการประยุกต์ใช้วิธีการเปรียบเทียบ ซึ่งนำไปสู่การกำหนดกฎเป็นระยะโดยตรง โดยอาศัยการยอมรับว่า "ขนาดของน้ำหนักอะตอมเป็นตัวกำหนดลักษณะขององค์ประกอบ.. ”.

การพัฒนา D.I. วิธีการเปรียบเทียบในการศึกษาองค์ประกอบส่งผลให้เมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2412 ในงานเฉพาะ: สร้างระบบทั่วไปและค้นหาสถานที่ตามธรรมชาติสำหรับแต่ละกลุ่มและด้วยเหตุนี้สำหรับแต่ละองค์ประกอบแต่ละส่วน

ในอีกด้านหนึ่ง กฎเป็นระยะถูกค้นพบโดยใช้วิธีการเปรียบเทียบ และในอีกด้านหนึ่ง การค้นพบนี้เป็นแรงจูงใจอันทรงพลังสำหรับการปรับปรุงวิธีการนี้ต่อไป

บทสรุป

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของ Mendeleev เป็นระยะ

ซึ่งแตกต่างจากรุ่นก่อนของเขา Mendeleev ไม่เพียง แต่รวบรวมตารางและชี้ให้เห็นการมีอยู่ของรูปแบบที่ไม่ต้องสงสัยในค่าตัวเลขของน้ำหนักอะตอม แต่ยังตัดสินใจเรียกรูปแบบเหล่านี้ว่าเป็นกฎทั่วไปของธรรมชาติ บนสมมติฐานที่ว่ามวลอะตอมจะกำหนดคุณสมบัติของธาตุไว้ล่วงหน้า เขามีเสรีภาพในการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักอะตอมที่ยอมรับของธาตุบางชนิด และอธิบายรายละเอียดของคุณสมบัติของธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ

ดิ. Mendeleev ต่อสู้เป็นเวลาหลายปีเพื่อให้ได้รับการยอมรับถึงกฎหมายเป็นระยะ ความคิดของเขาได้รับการยอมรับหลังจากค้นพบองค์ประกอบที่ Mendeleev ทำนายไว้แล้วเท่านั้น: แกลเลียม (P. Lecoq de Boisbaudran, 1875), scandium (L. Nielsen, 1879) และเจอร์เมเนียม (K. Winkler 1886) - ตามลำดับ eka-aluminum, eca-boron และอีคาซิลิคอน ตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 1880 กฎธาตุได้รับการยอมรับอย่างชัดเจนว่าเป็นหนึ่งในรากฐานทางทฤษฎีของเคมี

แม้ว่าการจำแนกประเภทของ Mendeleev มีข้อได้เปรียบที่สำคัญซึ่งมีส่วนช่วยในการเผยแพร่และพัฒนาอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นเกณฑ์ชี้นำสำหรับการวิจัยในสาขาเคมีอนินทรีย์ แต่ก็ไม่ได้มีข้อบกพร่องทั้งหมด ข้อเสียเปรียบประการแรกของตารางคือไฮโดรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบโมโนวาเลนต์ถูกวางไว้ที่จุดเริ่มต้นของกลุ่ม I การจัดวางธาตุทองแดง เงิน และทองในกลุ่ม I ร่วมกับโลหะอัลคาไล และในกลุ่ม VIII ร่วมกับโลหะของกลุ่มเหล็กและกลุ่มแพลทินัมนั้นไม่สอดคล้องกันอย่างชัดเจน ความผิดปกติอื่น ๆ พบได้ในกลุ่ม VI, VII และ VIII

เพื่อให้ระบบคาบได้รับพลังการทำนายที่ดียิ่งขึ้นและปรับปรุง งานด้านเคมีอนินทรีย์ที่ดำเนินการในทศวรรษสุดท้ายของศตวรรษที่ 19 จึงมีความสำคัญ แรงผลักดันในการแก้ไขการจำแนกประเภทคือการวิจัยแร่หายาก ซึ่งนำไปสู่การแยกองค์ประกอบหลายอย่างที่ไม่เข้าข่ายวิธีการจำแนกประเภทตามปกติ และการค้นพบก๊าซมีตระกูลโดยแรมซีย์และเรย์ลีห์

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ตารางธาตุได้รับการแก้ไขซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อให้สอดคล้องกับข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด ดิ. Mendeleev และ U. Ramsay ได้ข้อสรุปว่าจำเป็นต้องสร้างกลุ่มองค์ประกอบที่เป็นศูนย์ในตารางซึ่งรวมถึงก๊าซเฉื่อยด้วย ก๊าซเฉื่อยจึงเป็นองค์ประกอบเปลี่ยนผ่านระหว่างฮาโลเจนและโลหะอัลคาไล บี. เบราเนอร์พบวิธีแก้ปัญหาในการวางธาตุหายากไว้ในตาราง โดยเสนอในปี 1902 ให้วางธาตุหายากทั้งหมดไว้ในเซลล์เดียว ในตารางเวอร์ชันยาวที่เขาเสนอ ช่วงที่หกของตารางยาวกว่าช่วงที่สี่และห้า ซึ่งยาวกว่าช่วงที่สองและสามตามลำดับ

การพัฒนาต่อไปของกฎธาตุนั้นเกี่ยวข้องกับความสำเร็จของฟิสิกส์: การสร้างการแบ่งตัวของอะตอมตามการค้นพบอิเล็กตรอนและกัมมันตภาพรังสีในที่สุดทำให้สามารถเข้าใจสาเหตุของความเป็นระยะของคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและ เพื่อสร้างทฤษฎีตารางธาตุ

แรงผลักดันอันทรงพลังสำหรับการวิจัยใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติภายในของธาตุนั้นได้รับจากการค้นพบในปี พ.ศ. 2441 โดยคูรีของเรเดียมและปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนที่เรียกว่ากัมมันตภาพรังสี

สำหรับวิชาเคมี ปัญหาร้ายแรงคือต้องระบุผลิตภัณฑ์จากการสลายกัมมันตภาพรังสีจำนวนมากที่มีมวลอะตอมใกล้เคียงกัน แต่มีครึ่งชีวิตต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในตารางธาตุ T. Svedberg พิสูจน์ในปี 1909 ว่าตะกั่วและนีออนซึ่งได้มาจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีและมีมวลอะตอมที่แตกต่างกันจากองค์ประกอบ "ธรรมดา" นั้นมีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมือนกันโดยสิ้นเชิง ในปี พ.ศ. 2454 เอฟ. ซอดดีเสนอให้วางธาตุที่ไม่สามารถแยกแยะได้ทางเคมีซึ่งมีมวลอะตอมต่างกัน (ไอโซโทป) ไว้ในเซลล์หนึ่งของตาราง

ในปี 1913 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ G. Moseley ได้กำหนดว่ารากของความถี่ลักษณะเฉพาะของการแผ่รังสีเอกซ์ขององค์ประกอบ (n) นั้นเป็นเส้นตรงขึ้นอยู่กับค่าจำนวนเต็ม - เลขอะตอม (Z) ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนขององค์ประกอบ ในตารางธาตุ:

โดยที่ A และ b เป็นค่าคงที่

กฎของโมสลีย์ทำให้สามารถทดลองกำหนดตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางธาตุได้ เลขอะตอมซึ่งตามที่นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ A. Van Den Broek แนะนำในปี 1911 เกิดขึ้นพร้อมกับประจุบวกของนิวเคลียสของอะตอม กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกองค์ประกอบทางเคมี ในปี 1920 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เจ. แชดวิค ได้ทำการทดลองยืนยันสมมติฐานของแวน เดน บรูค; ดังนั้นความหมายทางกายภาพของเลขลำดับขององค์ประกอบในระบบธาตุจึงถูกเปิดเผย กฎเป็นระยะได้รับสูตรสมัยใหม่: “คุณสมบัติของสารเชิงเดี่ยวตลอดจนรูปแบบและคุณสมบัติของสารประกอบของธาตุนั้นขึ้นอยู่กับประจุของนิวเคลียสของอะตอมของธาตุเป็นระยะ ๆ”

ในปี พ.ศ. 2464-2466 โดยใช้แบบจำลองอะตอมของบอร์-ซอมเมอร์เฟลด์ ซึ่งเป็นการประนีประนอมระหว่างแนวคิดคลาสสิกและแนวคิดควอนตัม เอ็น. บอร์ได้วางรากฐานของทฤษฎีอย่างเป็นทางการของตารางธาตุ สาเหตุของคุณสมบัติขององค์ประกอบตามระยะเวลาดังที่ Bohr แสดงให้เห็นคือการทำซ้ำโครงสร้างของระดับอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกของอะตอมเป็นระยะ

รายชื่อแหล่งที่มาที่ใช้

1. เคโดรฟ บี.เอ็ม. วันแห่งการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ครั้งหนึ่ง – อ.: บทบรรณาธิการ URSS, 2544. – 640 หน้า

2. อัคเมตอฟ เอ็น.เอส. ประเด็นปัญหาปัจจุบันในรายวิชาเคมีอนินทรีย์ – อ.: การศึกษา, 2534. – 224 น.

3. โคโรลคอฟ ดี.วี. พื้นฐานของเคมีอนินทรีย์ – อ.: การศึกษา, 2525. – 271 น.

4. จั่ว ม. ประวัติศาสตร์เคมี. – อ.: มีร์, 1975. – 480 น.

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการค้นพบกฎเป็นระยะและการสร้างระบบธาตุของ D.I

ความพยายามที่จะจำแนกองค์ประกอบทางเคมีก่อน D.I

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบกฎเป็นระยะ ขั้นตอนหลักในการพัฒนาหลักคำสอนเรื่องช่วงเวลา

การบรรยายครั้งที่ 7

1. ความพยายามที่จะจำแนกองค์ประกอบทางเคมีก่อน D.I. Mendeleev

2. ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการค้นพบกฎเป็นระยะและการสร้างระบบธาตุโดย D.I.

3. การค้นพบกฎเป็นระยะและระบบธาตุโดย D.I.Mendeleev

4. ชัยชนะของกฎหมายเป็นระยะ

เมื่อจำนวนองค์ประกอบทางเคมีที่ค้นพบเพิ่มขึ้น การจำแนกประเภทและการจัดระบบจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ความพยายามครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 18 โดย A. Lavoisier โดยระบุ 4 คลาส: ก๊าซและของเหลว (แสงและความร้อน) โลหะ อโลหะ "ดิน" (ซึ่งกลายเป็นออกไซด์) การจำแนกประเภทนี้เป็นการวางรากฐานสำหรับความพยายามอื่นๆ มากมาย

ในปี ค.ศ. 1817 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน I. Dobereiner ได้จัดองค์ประกอบที่รู้จักทั้งหมดออกเป็นสามกลุ่มแยกกัน: 1) Li, Na, K; 2)Ca, ซีเนียร์, บา; 3) P, As, Sb; 4) ส, เซ, เต; 5) Cl, Br, J; และเผยรูปแบบที่น่าสนใจ คือ มวลของอะตอมของธาตุที่อยู่ตรงกลางมีค่าเท่ากับค่าเฉลี่ยเลขคณิตของมวลของธาตุที่อยู่ชั้นนอกสุด เช่น ArNa = (Ar Li + Ar K)/2 = (6, 94 + 39.1 )/2 = 23.

รูปแบบนี้อยู่ในความคิดของนักเคมีหลายคน และในปี 1857 Lenseen ได้จัดองค์ประกอบ 60 ชนิดที่รู้จักในสมัยนั้นออกเป็น 20 ไตรแอด นักวิทยาศาสตร์หลายคนเข้าใจว่าองค์ประกอบต่างๆ นั้นเชื่อมโยงกันด้วยความสัมพันธ์ภายในบางอย่างที่ยังไม่ชัดเจน แต่สาเหตุของรูปแบบเปิดนั้นไม่ได้ถูกระบุ

นอกจากตารางที่มีการจัดเรียงองค์ประกอบในแนวนอนและแนวตั้งแล้ว ยังมีการเสนอตารางอื่นๆ อีกด้วย ตัวอย่างเช่น นักเคมีชาวฝรั่งเศส Chancourtois ได้จัดเรียงองค์ประกอบ 50 ชนิดตามแนวเส้นเกลียวบนพื้นผิวของทรงกระบอก โดยวางองค์ประกอบเหล่านั้นไว้บนเส้นตามน้ำหนักอะตอม เพราะ เนื่องจากระบบสิ้นสุดด้วยเทลลูเรียม ระบบนี้จึงถูกเรียกว่า "สกรูเทลลูเรียม" องค์ประกอบที่คล้ายกันหลายอย่างบนกระบอกสูบอยู่ใต้แนวตั้งซึ่งกันและกัน โครงสร้างนี้แสดงแนวคิดของการพัฒนาวิภาษวิธีของสสารได้อย่างถูกต้องชัดเจน

เป็นที่น่าสนใจว่าจาก "สกรู" ของเขาการเปรียบเทียบระหว่างไฮโดรเจนและฮาโลเจนซึ่งเพิ่งกลายเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปเกิดขึ้นเป็นครั้งแรก

ความสามารถในการทำซ้ำเป็นระยะที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตไม่ได้เกิดขึ้นที่ส่วนล่างของกระบอกสูบ ซึ่งไม่พบการเปรียบเทียบในแนวตั้ง

ในปี พ.ศ. 2407-2408 มีตารางใหม่สองตารางปรากฏขึ้น: นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ J. Newlands และนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน L. Meyer

นิวแลนด์เริ่มต้นจากแนวคิดเชิงอุดมคติเกี่ยวกับความกลมกลืนสากลในธรรมชาติ ซึ่งควรมีอยู่ในองค์ประกอบทางเคมีด้วย

เขาจัดเรียงธาตุ 62 ธาตุที่รู้จักในเวลานั้นโดยเรียงลำดับจากน้อยไปหามากและสังเกตว่าในชุดที่กำหนด บ่อยครั้งทุกๆ ธาตุที่ 8 ดูเหมือนจะทำซ้ำคุณสมบัติของแต่ละธาตุ ตามอัตภาพถือว่าเป็นธาตุแรก

H, Li, Be, B ฯลฯ ; Na - องค์ประกอบที่เก้าทำซ้ำคุณสมบัติของตัวที่สอง - Li, Ca - ตัวที่ 17 ทำซ้ำคุณสมบัติของตัวที่ 10 - Mg เป็นต้น

เขามี 8 คอลัมน์แนวตั้ง - อ็อกเทฟ องค์ประกอบที่คล้ายกันจะอยู่บนเส้นแนวนอน เขาเรียกรูปแบบที่เปิดเผยนี้ว่า "กฎแห่งอ็อกเทฟ" ในเวลาเดียวกันมีการละเมิดความสามัคคีมากมายในตาราง Newlands: ไม่มีความคล้ายคลึงกันระหว่าง Cl และ Pt, S, Fe และ Au

ถึงกระนั้นข้อดีของนิวแลนด์ก็ไม่ต้องสงสัยเลย: เขาเป็นคนแรกที่สังเกตเห็นความสามารถในการทำซ้ำของคุณสมบัติในองค์ประกอบที่ 8 และดึงความสนใจไปที่ตัวเลขนี้

ตารางของโลธาร์ เมเยอร์ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันของธาตุตามความจุไฮโดรเจน

มาถึงตอนนี้ แนวคิดเรื่องวาเลนซีถูกนำมาใช้ในวิชาเคมี ด้วยการแนะนำแนวคิดนี้ ความคล้ายคลึงกันทางเคมีได้รับการแสดงออกเชิงปริมาณ ตัวอย่างเช่น B และ Si มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน แต่ความจุต่างกัน (B – 3, Si – 4) ตารางมี 6 คอลัมน์แนวตั้งพร้อม 44 องค์ประกอบ เมเยอร์ตั้งข้อสังเกตว่าความแตกต่างระหว่างมวลอะตอมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบข้างเคียงในแต่ละคอลัมน์จะแตกต่างกันโดยตัวเลขที่เพิ่มขึ้นเป็นประจำ ได้แก่ 16, 16, 45, 45, 90 นอกจากนี้เขายังตั้งข้อสังเกตด้วยว่าความแตกต่างระหว่าง Ar (Si) และ Ar (Sn) นั้นผิดปกติ เยี่ยมมาก (90 แทนที่จะเป็น 45) ขณะเดียวกันก็ไม่ได้สรุปแต่อย่างใด แต่ข้อสรุปดังกล่าวอาจเป็นข้อสรุปเกี่ยวกับการมีอยู่ของธาตุที่ยังไม่ทราบในขณะนั้น

เมเยอร์ใกล้กับการค้นพบกฎมากกว่าใครๆ (เขาค้นพบการพึ่งพาปริมาตรอะตอมของธาตุเป็นระยะ) แต่ไม่กล้าสรุปอย่างกล้าหาญ

อย่างไรก็ตาม จำนวนความพยายามในการจำแนกองค์ประกอบก่อน D.I. Mendeleev อยู่ที่ประมาณ 50 นักวิทยาศาสตร์จากประเทศต่างๆ ได้จำแนกองค์ประกอบทางเคมี และบางส่วนก็จวนจะค้นพบกฎเป็นระยะ พวกเขามองหาความคล้ายคลึงกันระหว่างองค์ประกอบที่คล้ายกันอย่างชัดเจน แต่ไม่ได้เป็นเช่นนั้น อนุญาตให้มีความคล้ายคลึงกันระหว่าง Na และ Cl เช่น แทร็ก.ë ไม่อนุญาตให้มีความคิดที่ว่าองค์ประกอบทั้งหมดเป็นขั้นตอนของการพัฒนาเรื่องเดียว ดังนั้น พวกเขาจึงไม่สามารถค้นพบกฎแห่งธรรมชาติสากลและค้นพบระบบองค์ประกอบที่เป็นหนึ่งเดียวได้

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ 19 มีการเปิดเผยข้อกำหนดเบื้องต้นต่อไปนี้สำหรับการค้นพบกฎหมายเป็นระยะ:

o มวลอะตอมของธาตุต่างๆ ได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว ใกล้เคียงกับมวลอะตอมสมัยใหม่ (ดาลตัน, เบอร์เซลิอุส, เร็กโน, คันนิซซาโร) ในปี พ.ศ. 2401 คันนิซซาโรได้ใช้วิธีการกำหนดความหนาแน่นของก๊าซเพื่อกำหนดมวลโมเลกุล ทำให้เกิดระบบใหม่เกี่ยวกับมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุบางชนิด ตารางยังไม่สมบูรณ์ แต่มวลอะตอมมีความถูกต้องแม่นยำ โดยมีข้อยกเว้นบางประการ

o มีการสร้าง "กลุ่มธรรมชาติ" ขององค์ประกอบที่คล้ายกัน (Dobereiner, Pettenkofer, Dumas, Lenseen, Strecker, Odling, Newlands, Meyer)

o หลักคำสอนเรื่องความจุขององค์ประกอบทางเคมีได้รับการพัฒนา (Frankland, Kekule, Cooper)

o พบความคล้ายคลึงกันของรูปแบบผลึกขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ (Hayuy, Mitscherlich, Berzelius, Rose, Rammelsberg)

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการค้นพบกฎเป็นระยะและการสร้างระบบธาตุของ D.I. Mendeleev - แนวคิดและประเภท การจำแนกประเภทและคุณสมบัติของหมวดหมู่ "ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการค้นพบกฎหมายเป็นระยะและการสร้างระบบธาตุของ D.I. Mendeleev" 2017, 2018

D.I. Mendeleev เริ่มศึกษาระบบองค์ประกอบทางเคมีในช่วงเริ่มต้นของกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของเขา ในปี พ.ศ. 2498-2499 เขาได้ตีพิมพ์ผลงาน 2 ชิ้นเกี่ยวกับการศึกษาไอโซมอร์ฟิซึมและปริมาตรจำเพาะ และสร้างความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะและคุณสมบัติเหล่านี้ นอกจากนี้เขายังศึกษาผลงานของรุ่นก่อน ๆ อย่างรอบคอบโดยนำพวกเขาไปวิเคราะห์เชิงวิพากษ์จัดระบบและสรุปภาพรวม ในสมุดบันทึกของเขา เขาเขียนว่า “วิทยาศาสตร์ประกอบด้วยการค้นหานายพล องค์ประกอบต่างๆ มีบางอย่างที่เหมือนกัน...แต่พวกมันรับรู้ได้มากเกินไปในฐานะปัจเจกบุคคล...การเชื่อมโยงปัจเจกบุคคลเหล่านี้เข้ากับแนวคิดร่วมกันคือเป้าหมายของระบบธรรมชาติของฉัน”

D.I. Mendeleev เริ่มทำงานเกี่ยวกับการสร้างระบบองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับงานการสอนของเขาและการจัดทำตำราเรียนชื่อดังของเขาเรื่อง "ความรู้พื้นฐานทางเคมี" ด้วยเหตุนี้ เป้าหมายเริ่มแรกที่เขาตั้งไว้สำหรับตัวเองคือด้านการศึกษาและการสอน

ขณะทำงานเรื่อง “เคมีพื้นฐาน” เขาตัดสินใจเปรียบเทียบฮาโลเจนกับโลหะอัลคาไล และได้ข้อสรุปว่าองค์ประกอบเหล่านี้ซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีต่างกันมาก มีมวลอะตอมใกล้เคียงกัน จึงสามารถนำมารวมกันในระบบองค์ประกอบได้ : :

อาร์ (F) – 19 อาร์ (Cl) – 35.5 อาร์ (Br) - 80

อาร์ (นา) – 23 อาร์ (K) – 39 อาร์ (Rb) – 85.4

การเปรียบเทียบนี้เป็นพื้นฐานของตารางองค์ประกอบซึ่ง D.I. Mendeleev รวบรวมจาก 64 องค์ประกอบ

การเปรียบเทียบกลุ่มธาตุต่างๆ ตามมวลอะตอม นำไปสู่การค้นพบกฎในรูปแบบของ "ประสบการณ์ของระบบองค์ประกอบ" ซึ่งเผยให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการพึ่งพาเป็นระยะๆ ของคุณสมบัติของธาตุกับมวลอะตอม

เมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2412 D.I. Mendeleev ได้ส่ง "ประสบการณ์ของระบบธาตุตามน้ำหนักอะตอมและความคล้ายคลึงกันทางเคมี"

เมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2412 ในการประชุมของสมาคมเคมีแห่งรัสเซีย Menshutkin ในนามของ D.I. Mendeleev ได้ทำรายงานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติและมวลอะตอมของธาตุ เนื้อหาหลักมีดังนี้:

1. องค์ประกอบที่จัดเรียงตามมวลอะตอมแสดงถึงคุณสมบัติที่มีคาบชัดเจน

2. องค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกันอาจมีมวลอะตอมใกล้เคียงกัน (แพลตตินัม อิริเดียม ออสเมียม) หรือเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ (โพแทสเซียม รูบิเดียม ซีเซียม)

3. การเปรียบเทียบองค์ประกอบหรือกลุ่มตามมวลอะตอมสอดคล้องกับสิ่งที่เรียกว่าเวเลนซ์

4. ธาตุทั่วไปในธรรมชาติมีมวลอะตอมต่ำ และธาตุทั้งหมดที่มีมวลอะตอมต่ำจะมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติ

5. ปริมาณมวลอะตอมเป็นตัวกำหนดลักษณะของธาตุ

6. เราต้องรอการค้นพบธาตุที่ไม่รู้จักอีกมากมาย เช่น คล้ายกับอะลูมิเนียมและซิลิกอน โดยมีมวลอะตอม 65-75

7. บางครั้งมวลอะตอมขององค์ประกอบสามารถแก้ไขได้หากคุณทราบความคล้ายคลึงขององค์ประกอบนี้

8. อะนาล็อกบางตัวถูกค้นพบโดยอาศัยมวลของอะตอม

ข้อสรุปหลักจากข้อกำหนดเหล่านี้คือคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีขององค์ประกอบจะขึ้นอยู่กับมวลอะตอมเป็นระยะๆ

ในอีกสองปีข้างหน้า Mendeleev รวบรวมตารางปริมาตรอะตอมขององค์ประกอบซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะเช่นกัน ต่อมาเขาเชื่อว่าความจุสูงสุดขององค์ประกอบก็เป็นฟังก์ชันคาบเช่นกัน

การค้นพบเหล่านี้ทำให้สามารถย้ายจาก "ประสบการณ์ของระบบธาตุ" ไปเป็น "ระบบธาตุตามธรรมชาติ"

ในปี พ.ศ. 2414 D. I. Mendeleev เขียนบทความเรื่อง "กฎธาตุขององค์ประกอบทางเคมี" ซึ่งเขาอธิบายทิศทางของการพัฒนาหลักคำสอนเรื่องช่วงเวลา:

1. สาระสำคัญของกฎแห่งช่วงเวลา

2. การประยุกต์กฎหมายกับอนุกรมวิธานขององค์ประกอบ

3. การประยุกต์กฎหมายในการกำหนดมวลอะตอมของธาตุที่มีการศึกษาน้อย

4. การใช้กฎหมายกำหนดคุณสมบัติของธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ

5. การประยุกต์กฎหมายเพื่อแก้ไขมวลอะตอมของธาตุ

6. การบังคับใช้กฎหมายเพื่อเสริมข้อมูลสูตรสารประกอบเคมี

เป็นครั้งแรกที่มีการกำหนดกฎหมายเป็นระยะอย่างชัดเจน

30.09.2015

มีการค้นพบมากมายในประวัติศาสตร์โลก ต้องขอบคุณวิทยาศาสตร์ที่ก้าวไปสู่การพัฒนาระดับใหม่ ทำให้เกิดการปฏิวัติความรู้อีกครั้ง ความสำเร็จในการปฏิวัติเหล่านี้เปลี่ยนทัศนคติต่อการแก้ปัญหาที่ได้รับมอบหมายทั้งหมดหรือบางส่วนและยังบังคับให้มีการเปิดเผยมุมมองทางวิทยาศาสตร์อย่างกว้างขวางมากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้น

วันที่เริ่มใช้กฎหมายเป็นระยะถือเป็นปี พ.ศ. 2439 ในกฎหมายของเขา D.I. เมนเดเลเยฟบังคับให้เรามองการจัดเรียงองค์ประกอบในระบบแตกต่างออกไป โดยพิสูจน์ว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบ รูปแบบ คุณสมบัติของสารประกอบขององค์ประกอบเหล่านี้ คุณสมบัติของสสารที่ก่อตัว ไม่ว่าจะเป็นแบบง่ายหรือซับซ้อน ขึ้นอยู่กับ มวลอะตอม เกือบจะในทันทีที่เขาตีพิมพ์หนังสือเล่มแรกของเขา “ความรู้พื้นฐานทางเคมี” ซึ่งรวมถึงตารางธาตุด้วย

มีข้อกำหนดเบื้องต้นมากมายสำหรับกฎหมาย มันไม่ได้เกิดขึ้นจากที่ไหนเลย มีงานมากมายจากนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้น การพัฒนาทางเคมีในยามเช้าของศตวรรษที่ 19 ทำให้เกิดความยากลำบากมากมาย เนื่องจากยังไม่มีการค้นพบองค์ประกอบบางอย่าง และมวลอะตอมของสารที่ทราบอยู่แล้วนั้นไม่ถูกต้อง ทศวรรษแรกของศตวรรษนี้โดดเด่นด้วยการค้นพบกฎพื้นฐานของเคมี ซึ่งรวมถึงกฎของสัดส่วนและปริมาตร กฎ Dulong และ Petit และอื่นๆ

การค้นพบเหล่านี้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาการศึกษาทดลองต่างๆ แต่ถึงกระนั้นความขัดแย้งระหว่างคำสอนส่วนใหญ่ทำให้เกิดความสับสนในคำจำกัดความของน้ำหนักอะตอมเนื่องจากน้ำเช่นในเวลานั้นมี 4 สูตรแทน เพื่อแก้ไขข้อพิพาทจึงมีการตัดสินใจที่จะเรียกประชุมสภาคองเกรสซึ่งมีการเชิญนักเคมีชื่อดัง เกิดขึ้นในปี 1860 โดย Canizzaro อ่านรายงานเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถสร้างเอกภาพในแนวคิดเรื่องอะตอม โมเลกุล และสิ่งที่เทียบเท่าได้

ตารางสารเชิงเดี่ยวซึ่ง Lavoisier เสนอย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2330 ประกอบด้วยองค์ประกอบเพียง 35 ชนิดและเมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่ 19 มีจำนวน 63 แล้ว นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติขององค์ประกอบเพื่อที่จะเพิ่มเติม คำนวณน้ำหนักอะตอมอย่างถูกต้อง นักเคมีโดเบไรเนอร์ผู้พัฒนากฎสามกลุ่มประสบความสำเร็จอย่างมากในทิศทางนี้ เจ.บี. ดูมาส์ และเอ็ม.ไอ. เพตเทเนโคเฟอร์ค้นพบอนุกรมความคล้ายคลึงกันได้สำเร็จ และยังแสดงสมมติฐานเกี่ยวกับความถูกต้องของความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักอะตอมด้วย

ในขณะที่บางคนกำลังคำนวณน้ำหนักของอะตอม บางคนก็พยายามจัดระบบคาบ นักเคมี Odling เสนอตารางองค์ประกอบ 57 องค์ประกอบที่แบ่งออกเป็น 17 กลุ่ม จากนั้นนักเคมี de Chancourt พยายามพรรณนาทุกสิ่งในสูตรทางเรขาคณิต นอกจากระบบสกรูแล้ว โต๊ะของนิวแลนด์ก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ในหมู่นักวิจัยก็เป็นที่น่าสังเกตว่าเมเยอร์ซึ่งในปี พ.ศ. 2407 ได้ตีพิมพ์หนังสือที่มีตารางประกอบด้วย 44 องค์ประกอบ หลังจาก D.I. Mendeleev ตีพิมพ์กฎและระบบเป็นระยะของเขา Maillet นักเคมีได้อ้างสิทธิ์ในลำดับความสำคัญของเขาในการค้นพบมาเป็นเวลานาน

ข้อกำหนดเบื้องต้นทั้งหมดนี้ก่อให้เกิดพื้นฐานของการค้นพบ Mendeleev เองก็สองสามทศวรรษหลังจากการค้นพบของเขากล่าวว่าเขาคิดเกี่ยวกับระบบนี้มาเกือบ 20 ปีแล้ว ข้อสรุปหลักและบทบัญญัติของกฎหมายทั้งหมดจัดทำขึ้นโดยเขาในงานของเขาภายในสิ้นปี พ.ศ. 2414 เขายอมรับว่าค่าตัวเลขของมวลอะตอมอยู่ในรูปแบบที่แน่นอนและคุณสมบัติขององค์ประกอบเป็นเพียงข้อมูลระดับกลางที่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่อยู่ใกล้เคียงสององค์ประกอบด้านบนและด้านล่างและพร้อมกันในสององค์ประกอบของช่วงเวลาทางด้านขวาและซ้าย

ต่อมา D.I. Mendeleev ต้องพิสูจน์การค้นพบของเขามานานกว่าหนึ่งปี การจดจำเกิดขึ้นในเวลาต่อมามากเท่านั้น เมื่อค้นพบเจอร์เมเนียม สแกนเดียม และแกลเลียมได้สำเร็จ เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่ากฎนี้เป็นหนึ่งในกฎหลักของธรรมชาติ เมื่อเวลาผ่านไป ต้นศตวรรษที่ 20 ตารางธาตุมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย เกิดกลุ่มศูนย์ที่มีก๊าซเฉื่อย และโลหะธาตุหายากอยู่ในเซลล์เดียว

การค้นพบกฎหมายเป็นระยะ [วิดีโอ]

การก่อตั้งทฤษฎีอะตอม - โมเลกุลในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 19 - 19 นั้นมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของจำนวนองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จัก ในทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 19 เพียงแห่งเดียว มีการค้นพบองค์ประกอบใหม่ 14 องค์ประกอบ เจ้าของสถิติในหมู่ผู้ค้นพบคือนักเคมีชาวอังกฤษ Humphry Davy ซึ่งในหนึ่งปีโดยใช้อิเล็กโทรไลซิสได้รับสารง่าย ๆ ใหม่ 6 ชนิด (โซเดียม, โพแทสเซียม, แมกนีเซียม, แคลเซียม, แบเรียม, สตรอนเซียม) และในปี ค.ศ. 1830 จำนวนองค์ประกอบที่รู้จักมีถึง 55 องค์ประกอบ

การมีอยู่ขององค์ประกอบจำนวนหนึ่ง มีคุณสมบัติต่างกัน นักเคมีที่งุนงง และจำเป็นต้องมีการเรียงลำดับและการจัดระบบองค์ประกอบ นักวิทยาศาสตร์หลายคนค้นหารูปแบบในรายการองค์ประกอบและมีความก้าวหน้าบางประการ เราสามารถเน้นงานที่สำคัญที่สุดสามงานที่ท้าทายลำดับความสำคัญของการค้นพบกฎหมายเป็นระยะโดย D.I. เมนเดเลเยฟ.

Mendeleev ได้กำหนดกฎเป็นระยะในรูปแบบของหลักการพื้นฐานดังต่อไปนี้:

• 1. องค์ประกอบที่จัดเรียงตามน้ำหนักอะตอมแสดงถึงคุณสมบัติที่มีคาบชัดเจน
• 2. เราควรคาดหวังว่าจะมีการค้นพบวัตถุธรรมดาๆ ที่ไม่มีใครรู้จักอีกมากมาย เช่น ธาตุที่คล้ายกับอัลและซีที่มีน้ำหนักอะตอม 65 - 75
• 3. บางครั้งน้ำหนักอะตอมของธาตุสามารถแก้ไขได้ด้วยการรู้ความคล้ายคลึงกัน

การเปรียบเทียบบางอย่างเปิดเผยตามขนาดของน้ำหนักอะตอม ตำแหน่งแรกเป็นที่รู้จักก่อนที่ Mendeleev แต่เขาเป็นคนที่ทำให้มันมีลักษณะของกฎสากลทำนายการดำรงอยู่ขององค์ประกอบที่ยังไม่ได้ค้นพบบนพื้นฐานของมันเปลี่ยนน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบจำนวนหนึ่งและจัดเรียงบางส่วน องค์ประกอบในตารางตรงกันข้ามกับน้ำหนักอะตอม แต่เป็นไปตามคุณสมบัติครบถ้วน (โดยหลักคือเวเลนซ์) บทบัญญัติที่เหลือถูกค้นพบโดย Mendeleev เท่านั้นและเป็นผลสืบเนื่องเชิงตรรกะของกฎหมายเป็นระยะ ความถูกต้องของผลที่ตามมาเหล่านี้ได้รับการยืนยันจากการทดลองหลายครั้งในช่วงสองทศวรรษข้างหน้า และทำให้สามารถพูดถึงกฎเป็นระยะว่าเป็นกฎธรรมชาติที่เข้มงวด

ด้วยการใช้ข้อกำหนดเหล่านี้ Mendeleev ได้รวบรวมตารางธาตุเวอร์ชันของเขาเอง ร่างแรกของตารางองค์ประกอบปรากฏเมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ (1 มีนาคม รูปแบบใหม่) พ.ศ. 2412

และในวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2412 ศาสตราจารย์ Menshutkin ได้ประกาศอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับการค้นพบของ Mendeleev ในการประชุมของ Russian Chemical Society

คำสารภาพต่อไปนี้ถูกใส่เข้าไปในปากของนักวิทยาศาสตร์: ฉันเห็นโต๊ะในความฝันที่จัดองค์ประกอบทั้งหมดตามต้องการ ฉันตื่นขึ้นมาแล้วเขียนมันลงบนกระดาษทันที - มีเพียงที่เดียวเท่านั้นที่การแก้ไขในภายหลังกลายเป็นสิ่งจำเป็น” ทุกอย่างเรียบง่ายในตำนาน! นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้เวลามากกว่า 30 ปีในการพัฒนาและแก้ไข

กระบวนการค้นพบกฎเป็นระยะนั้นเป็นการให้ความรู้และ Mendeleev เองก็พูดถึงเรื่องนี้ในลักษณะนี้:“ แนวคิดนี้เกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจว่าจะต้องมีความเชื่อมโยงระหว่างมวลและคุณสมบัติทางเคมี

และเนื่องจากมวลของสารแม้ว่าจะไม่สัมบูรณ์ แต่เป็นเพียงความสัมพันธ์เท่านั้นในที่สุดจะแสดงออกมาในรูปของน้ำหนักอะตอม จึงจำเป็นต้องมองหาความสอดคล้องเชิงฟังก์ชันระหว่างคุณสมบัติแต่ละส่วนขององค์ประกอบกับน้ำหนักอะตอมของพวกมัน คุณไม่สามารถมองหาสิ่งใดได้เลย แม้แต่เห็ดหรือสิ่งเสพติดบางชนิด ยกเว้นโดยการมองและพยายาม

ดังนั้นฉันจึงเริ่มเลือกโดยเขียนองค์ประกอบไพ่แยกกันโดยมีน้ำหนักอะตอมและคุณสมบัติพื้นฐาน องค์ประกอบที่คล้ายกันและน้ำหนักอะตอมที่คล้ายกัน ซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปอย่างรวดเร็วว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบนั้นขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอมเป็นระยะ ๆ และสงสัยในความคลุมเครือหลายประการ ฉันไม่สงสัยเลยสักนาทีถึงข้อสรุปทั่วไปเนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดอุบัติเหตุ”

ในตารางธาตุแรกสุด ธาตุทั้งหมดจนถึงแคลเซียมจะเหมือนกับในตารางสมัยใหม่ ยกเว้นก๊าซมีตระกูล สิ่งนี้สามารถเห็นได้จากส่วนหนึ่งของหน้าจากบทความของ D.I. Mendeleev ซึ่งมีตารางธาตุ

ตามหลักการของการเพิ่มน้ำหนักอะตอม องค์ประกอบถัดไปรองจากแคลเซียมควรเป็นวาเนเดียม โครเมียม และไทเทเนียม แต่เมนเดเลเยฟใส่เครื่องหมายคำถามหลังแคลเซียม จากนั้นใส่ไทเทเนียม โดยเปลี่ยนน้ำหนักอะตอมจาก 52 เป็น 50

องค์ประกอบที่ไม่รู้จักซึ่งระบุด้วยเครื่องหมายคำถาม ได้รับการกำหนดน้ำหนักอะตอม A = 45 ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตระหว่างน้ำหนักอะตอมของแคลเซียมและไทเทเนียม จากนั้น ระหว่างสังกะสีกับสารหนู เมนเดเลเยฟก็เหลือที่ว่างไว้สำหรับธาตุสองชนิดที่ยังไม่ได้ถูกค้นพบ นอกจากนี้เขายังวางเทลลูเรียมไว้หน้าไอโอดีน แม้ว่าอย่างหลังจะมีน้ำหนักอะตอมต่ำกว่าก็ตาม ด้วยการจัดเรียงองค์ประกอบนี้ แถวแนวนอนทั้งหมดในตารางมีเพียงองค์ประกอบที่คล้ายกัน และระยะเวลาของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบก็ชัดเจน ในอีกสองปีข้างหน้า Mendeleev ได้ปรับปรุงระบบองค์ประกอบอย่างมีนัยสำคัญ ในปี พ.ศ. 2414 หนังสือเรียน "ความรู้พื้นฐานทางเคมี" ของ Dmitry Ivanovich ฉบับพิมพ์ครั้งแรกได้รับการตีพิมพ์ซึ่งนำเสนอระบบคาบในรูปแบบที่ทันสมัยเกือบ

ในตารางมีการสร้างองค์ประกอบ 8 กลุ่มหมายเลขกลุ่มระบุความจุสูงสุดขององค์ประกอบของซีรีส์เหล่านั้นที่รวมอยู่ในกลุ่มเหล่านี้และช่วงเวลาจะใกล้เคียงกับสมัยใหม่มากขึ้นโดยแบ่งออกเป็น 12 ซีรีส์ ตอนนี้แต่ละช่วงเริ่มต้นด้วยโลหะอัลคาไลที่ใช้งานอยู่และจบลงด้วยฮาโลเจนที่ไม่ใช่โลหะทั่วไป ระบบเวอร์ชันที่สองทำให้ Mendeleev สามารถทำนายการมีอยู่ขององค์ประกอบที่ไม่ใช่ 4 แต่เป็น 12 และท้าทายโลกวิทยาศาสตร์ด้วยความน่าทึ่ง ความแม่นยำเขาได้อธิบายคุณสมบัติของธาตุที่ไม่รู้จักสามธาตุ ซึ่งเขาเรียกว่าเอกาบอร์ (เอก้า ในภาษาสันสกฤต แปลว่า "สิ่งเดียวกัน") เอก้าอะลูมิเนียม และเอก้าซิลิคอน (กอลเป็นชื่อโรมันโบราณของฝรั่งเศส) นักวิทยาศาสตร์สามารถแยกองค์ประกอบนี้ออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์และศึกษาคุณสมบัติของมันได้ และเมนเดเลเยฟเห็นว่าคุณสมบัติของแกลเลียมใกล้เคียงกับคุณสมบัติของเอคา-อลูมิเนียมซึ่งเขาคาดการณ์ไว้ จึงบอกกับ Lecoq de Boisbaudran ว่าเขาวัดความหนาแน่นของแกลเลียมไม่ถูกต้อง ซึ่งควรจะเท่ากับ 5.9-6.0 g/cm3 แทนที่จะเป็น 4.7 กรัม /cm3. อันที่จริง การวัดอย่างระมัดระวังมากขึ้นทำให้ได้ค่าที่ถูกต้องที่ 5.904 g/cm3 การรับรู้ขั้นสุดท้ายของกฎหมายเป็นระยะของ D.I. Mendeleev ประสบความสำเร็จหลังปี พ.ศ. 2429 เมื่อนักเคมีชาวเยอรมัน K. Winkler ซึ่งวิเคราะห์แร่เงินได้รับองค์ประกอบที่เขาเรียกว่าเจอร์เมเนียม มันกลายเป็นอีคาซิลิกอน

กฎธาตุและระบบธาตุ

กฎธาตุเป็นกฎเคมีที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่ง เมนเดเลเยฟเชื่อว่าลักษณะสำคัญของธาตุคือมวลอะตอม ดังนั้นเขาจึงจัดองค์ประกอบทั้งหมดไว้ในแถวเดียวเพื่อเพิ่มมวลอะตอม

หากเราพิจารณาองค์ประกอบจำนวนหนึ่งตั้งแต่ Li ถึง F เราจะเห็นว่าคุณสมบัติโลหะขององค์ประกอบนั้นอ่อนลง และคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น คุณสมบัติขององค์ประกอบในชุดจาก Na ถึง Cl เปลี่ยนแปลงในทำนองเดียวกัน เครื่องหมาย K ถัดไป เช่น Li และ Na เป็นโลหะทั่วไป

ความจุสูงสุดของธาตุจะเพิ่มขึ้นจาก I y Li เป็น V y N (ออกซิเจนและฟลูออรีนมีความจุคงที่ II และ I ตามลำดับ) และจาก I y Na ถึง VII y Cl องค์ประกอบถัดไป K เช่น Li และ Na มีวาเลนซ์เป็น I ในชุดของออกไซด์ตั้งแต่ Li2O ถึง N2O5 และไฮดรอกไซด์จาก LiOH ถึง HNO3 คุณสมบัติพื้นฐานจะอ่อนลง และคุณสมบัติที่เป็นกรดจะเพิ่มขึ้น คุณสมบัติของออกไซด์เปลี่ยนแปลงในทำนองเดียวกันในชุดจาก Na2O และ NaOH เป็น Cl2O7 และ HClO4 โพแทสเซียมออกไซด์ K2O เช่นลิเธียมและโซเดียมออกไซด์ Li2O และ Na2O เป็นออกไซด์พื้นฐาน และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH เช่นลิเธียมและโซเดียมไฮดรอกไซด์ LiOH และ NaOH เป็นเบสทั่วไป

รูปแบบและคุณสมบัติของอโลหะเปลี่ยนแปลงจาก CH4 เป็น HF และจาก SiH4 เป็น HCl ในทำนองเดียวกัน

ลักษณะของคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารประกอบซึ่งสังเกตได้จากการเพิ่มขึ้นของมวลอะตอมขององค์ประกอบนี้เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดเปลี่ยนแปลงเป็นระยะตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น

การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะนี้เรียกว่าการพึ่งพาเป็นระยะของคุณสมบัติของธาตุและสารประกอบของมวลอะตอม

ดังนั้น ดี.ไอ. Mendeleev ได้กำหนดกฎที่เขาค้นพบดังนี้:

· คุณสมบัติของธาตุ ตลอดจนรูปแบบและคุณสมบัติของสารประกอบของธาตุนั้น ขึ้นอยู่กับมวลอะตอมของธาตุเป็นระยะๆ

เมนเดเลเยฟจัดคาบของธาตุต่างๆ ให้อยู่ต่ำกว่าอีกคาบหนึ่ง และเป็นผลให้สามารถรวบรวมตารางธาตุได้

เขากล่าวว่าตารางองค์ประกอบไม่เพียงเป็นผลจากงานของเขาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความพยายามของนักเคมีหลายคนด้วย ซึ่งเขาสังเกตเห็นเป็นพิเศษว่า "ผู้เสริมสร้างกฎธาตุ" ผู้ค้นพบองค์ประกอบที่เขาทำนายไว้

การสร้างโต๊ะสมัยใหม่ต้องใช้เวลาหลายปีในการทำงานหนักโดยนักเคมีและนักฟิสิกส์หลายพันคน หาก Mendeleev ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน โดยดูที่ตารางองค์ประกอบสมัยใหม่ เขาสามารถท่องคำพูดของนักเคมีชาวอังกฤษ J. W. Mellor ผู้เขียนสารานุกรมคลาสสิก 16 เล่มเกี่ยวกับเคมีอนินทรีย์และเชิงทฤษฎีได้ หลังจากทำงานเสร็จในปี 1937 หลังจากทำงานมา 15 ปี เขาเขียนด้วยความขอบคุณในหน้าชื่อเรื่อง: “อุทิศให้กับเอกชนของกองทัพนักเคมีจำนวนมหาศาล ชื่อของพวกเขาถูกลืม ผลงานของพวกเขายังคงอยู่...

ระบบคาบคือการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่าง ๆ ขององค์ประกอบบนประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบนี้เป็นการแสดงออกทางภาพของกฎหมายเป็นระยะ ณ เดือนตุลาคม พ.ศ. 2552 มีการทราบองค์ประกอบทางเคมี 117 รายการ (โดยมีหมายเลขลำดับตั้งแต่ 1 ถึง 116 และ 118) โดยพบ 94 รายการในธรรมชาติ (บางส่วนเป็นเพียงปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น) ส่วนที่เหลือ23 ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ - นี่คือกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของอะตอมที่เกิดขึ้นระหว่างการมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคมูลฐานรังสีแกมมาและซึ่งกันและกันซึ่งมักจะนำไปสู่การปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล องค์ประกอบ 112 รายการแรกมีชื่อถาวร ส่วนที่เหลือมีชื่อชั่วคราว

การค้นพบธาตุ 112 (ธาตุที่หนักที่สุดอย่างเป็นทางการ) ได้รับการยอมรับจากสหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์นานาชาติ

ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดของธาตุนี้มีครึ่งชีวิต 34 วินาที เมื่อต้นเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2552 มีชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า อูนเบียม ซึ่งถูกสังเคราะห์ครั้งแรกในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2539 ที่เครื่องเร่งไอออนหนักที่สถาบันไอออนหนักในดาร์มสตัดท์ ผู้ค้นพบมีเวลาหกเดือนในการเสนอชื่ออย่างเป็นทางการใหม่เพื่อเพิ่มลงในตาราง (พวกเขาได้เสนอชื่อ Wickhausius, Helmholtzius, Venusius, Frischius, Strassmannius และ Heisenbergius แล้ว) ปัจจุบัน ทราบองค์ประกอบ transuranic ที่มีหมายเลข 113-116 และ 118 ซึ่งได้รับจากสถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ใน Dubna แต่ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการ ที่พบบ่อยกว่ารูปแบบอื่นคือตารางธาตุมี 3 รูปแบบ ได้แก่ “สั้น” (คาบสั้น) “ยาว” (คาบยาว) และ “ยาวพิเศษ” ในเวอร์ชัน "ยาวมาก" แต่ละช่วงจะมีหนึ่งบรรทัดพอดี ในเวอร์ชัน "ยาว" แลนทาไนด์ (ตระกูลขององค์ประกอบทางเคมี 14 ธาตุที่มีหมายเลขซีเรียล 58-71 ซึ่งอยู่ในช่วง VI ของระบบ) และแอกติไนด์ (ตระกูลขององค์ประกอบทางเคมีกัมมันตรังสีที่ประกอบด้วยแอกทิเนียมและ 14 ที่คล้ายกันใน คุณสมบัติทางเคมี) จะถูกลบออกจากตารางทั่วไป ทำให้มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ในรูปแบบการบันทึก "สั้น" นอกจากนี้ช่วงที่สี่และช่วงต่อ ๆ ไปจะมี 2 บรรทัดในแต่ละบรรทัด สัญลักษณ์ขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักและรองนั้นสัมพันธ์กับขอบที่แตกต่างกันของเซลล์ รูปแบบสั้นของตารางซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบแปดกลุ่ม ถูกยกเลิกอย่างเป็นทางการโดย IUPAC ในปี 1989 แม้จะมีคำแนะนำให้ใช้แบบฟอร์มแบบยาว แต่แบบฟอร์มแบบสั้นยังคงมีอยู่ในหนังสืออ้างอิงและคู่มือของรัสเซียจำนวนมากหลังจากเวลานี้ จากวรรณคดีต่างประเทศสมัยใหม่ ไม่รวมแบบสั้นโดยสิ้นเชิง และใช้แบบยาวแทน นักวิจัยบางคนเชื่อมโยงสถานการณ์นี้ เหนือสิ่งอื่นใด กับความกะทัดรัดที่มีเหตุผลที่ชัดเจนของตารางแบบสั้น เช่นเดียวกับการคิดเหมารวมและการไม่รับรู้ข้อมูลสมัยใหม่ (ระหว่างประเทศ)

ในปี พ.ศ. 2512 ธีโอดอร์ ซีบอร์ก ได้เสนอตารางธาตุเพิ่มเติม นีลส์ บอร์ พัฒนาตารางธาตุในรูปแบบบันได (ปิรามิด)

มีวิธีอื่นๆ อีกมากมายที่ไม่ค่อยมีใครใช้หรือไม่ได้ใช้เลย แต่เป็นวิธีการดั้งเดิมในการแสดงกฎเป็นระยะแบบกราฟิก วันนี้มีโต๊ะหลายร้อยรุ่นและนักวิทยาศาสตร์เสนอทางเลือกใหม่ ๆ อยู่ตลอดเวลา

กฎหมายเป็นระยะและเหตุผล

กฎหมายเป็นระยะทำให้สามารถจัดระบบและสรุปข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จำนวนมหาศาลในวิชาเคมีได้ หน้าที่ของกฎหมายนี้มักเรียกว่าเชิงบูรณาการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในการจัดโครงสร้างของสื่อทางวิทยาศาสตร์และการศึกษาในวิชาเคมี

นักวิชาการ A.E. Fersman กล่าวว่าระบบได้รวมเคมีทั้งหมดไว้ในการเชื่อมโยงเชิงพื้นที่ ลำดับเวลา พันธุกรรม และพลังงานเพียงจุดเดียว

บทบาทเชิงบูรณาการของกฎธาตุก็แสดงให้เห็นเช่นกันในความจริงที่ว่าข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับองค์ประกอบซึ่งคาดว่าจะอยู่นอกกฎทั่วไปนั้นได้รับการตรวจสอบและชี้แจงโดยทั้งผู้เขียนเองและผู้ติดตามของเขา

สิ่งนี้เกิดขึ้นกับลักษณะของเบริลเลียม ก่อนงานของ Mendeleev มันถูกพิจารณาว่าเป็นอะลูมิเนียมแบบไตรวาเลนต์เนื่องจากสิ่งที่เรียกว่าความคล้ายคลึงกันในแนวทแยง ดังนั้นในช่วงที่สองจึงมีองค์ประกอบไตรวาเลนต์สององค์ประกอบและไม่มีองค์ประกอบไดวาเลนต์เดียว ในขั้นตอนนี้เองที่ Mendeleev สงสัยว่ามีข้อผิดพลาดในการวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติของเบริลเลียม เขาพบผลงานของนักเคมีชาวรัสเซีย Avdeev ซึ่งอ้างว่าเบริลเลียมมีความแตกต่างกันและมีน้ำหนักอะตอมเท่ากับ 9 งานของ Avdeev ยังคงไม่มีใครสังเกตเห็นจากโลกวิทยาศาสตร์ ผู้เขียนเสียชีวิตตั้งแต่เนิ่นๆ เห็นได้ชัดว่าได้รับพิษจากสารประกอบเบริลเลียมที่เป็นพิษอย่างยิ่ง ผลการวิจัยของ Avdeev ได้รับการจัดตั้งขึ้นในสาขาวิทยาศาสตร์ด้วยกฎหมายเป็นระยะ

การเปลี่ยนแปลงและการปรับแต่งค่าของทั้งน้ำหนักอะตอมและเวเลนซ์ดังกล่าวจัดทำโดย Mendeleev สำหรับองค์ประกอบเพิ่มเติมอีกเก้าองค์ประกอบ (In, V, Th, U, La, Ce และ lanthanides อื่น ๆ อีกสามชนิด)

สำหรับธาตุอีก 10 ธาตุ มีการแก้ไขเฉพาะน้ำหนักอะตอมเท่านั้น และการชี้แจงทั้งหมดนี้ได้รับการยืนยันในเชิงทดลองในเวลาต่อมา

ฟังก์ชั่นการพยากรณ์โรค (ทำนาย) ของกฎธาตุได้รับการยืนยันที่โดดเด่นที่สุดในการค้นพบองค์ประกอบที่ไม่รู้จักซึ่งมีหมายเลขซีเรียล 21, 31 และ 32

การดำรงอยู่ของพวกมันถูกทำนายครั้งแรกโดยสัญชาตญาณ แต่ด้วยการก่อตัวของระบบ Mendeleev จึงสามารถคำนวณคุณสมบัติของพวกมันได้อย่างแม่นยำในระดับสูง เรื่องราวที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับการค้นพบสแกนเดียม แกลเลียม และเจอร์เมเนียมคือชัยชนะของการค้นพบของเมนเดเลเยฟ เขาทำนายทั้งหมดตามกฎธรรมชาติสากลที่เขาค้นพบเอง

โดยรวมแล้ว Mendeleev ทำนายธาตุทั้ง 12 ประการตั้งแต่แรกเริ่ม Mendeleev ชี้ให้เห็นว่ากฎหมายอธิบายคุณสมบัติไม่เพียงแต่ขององค์ประกอบทางเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารประกอบหลายชนิดด้วย เพื่อยืนยันสิ่งนี้ ก็เพียงพอที่จะยกตัวอย่างต่อไปนี้ ตั้งแต่ปี 1929 เมื่อนักวิชาการ P. L. Kapitsa ค้นพบค่าการนำไฟฟ้าที่ไม่ใช่โลหะของเจอร์เมเนียมเป็นครั้งแรก การพัฒนาการศึกษาเซมิคอนดักเตอร์ก็เริ่มขึ้นในทุกประเทศทั่วโลก

เห็นได้ชัดว่าองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติดังกล่าวครอบครองกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่ 4

เมื่อเวลาผ่านไป ความเข้าใจเกิดขึ้นว่าคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ควรถูกครอบครองโดยสารประกอบของธาตุที่อยู่ในคาบที่ห่างจากกลุ่มนี้เท่ากัน (เช่น ด้วยสูตรทั่วไป เช่น AzB)

สิ่งนี้ทำให้การค้นหาเซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญในทางปฏิบัติใหม่ ๆ กลายเป็นเป้าหมายและคาดเดาได้ในทันที อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่เกือบทั้งหมดมีพื้นฐานมาจากการเชื่อมต่อดังกล่าว

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการคาดการณ์ภายในตารางธาตุนั้นเกิดขึ้นแม้ว่าจะได้รับการยอมรับโดยทั่วไปแล้วก็ตาม ในปี พ.ศ. 2456

โมสลีย์ค้นพบว่าความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ซึ่งได้รับจากแอนติแคโทดที่ทำจากองค์ประกอบต่างกัน จะเปลี่ยนแปลงไปตามธรรมชาติขึ้นอยู่กับเลขอะตอมที่กำหนดตามปกติให้กับองค์ประกอบในตารางธาตุ การทดลองยืนยันว่าหมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบมีความหมายทางกายภาพโดยตรง

ต่อมามีหมายเลขลำดับที่เกี่ยวข้องกับค่าของประจุบวกของนิวเคลียส แต่กฎของโมสลีย์ทำให้สามารถยืนยันจำนวนองค์ประกอบในช่วงเวลาได้ทันทีและในขณะเดียวกันก็ทำนายตำแหน่งของฮาฟเนียม (หมายเลข 72) และรีเนียม (หมายเลข 75) ที่ยังไม่ได้ถูกค้นพบในเวลานั้น

มีการถกเถียงกันมานานแล้ว: เพื่อจัดสรรก๊าซเฉื่อยให้อยู่ในกลุ่มองค์ประกอบศูนย์อิสระหรือพิจารณาว่าพวกมันเป็นกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VIII

จากตำแหน่งของธาตุต่างๆ ในตารางธาตุ นักเคมีเชิงทฤษฎีที่นำโดย Linus Pauling ได้สงสัยมานานแล้วถึงความเฉื่อยทางเคมีของก๊าซมีตระกูลโดยสมบูรณ์ โดยชี้โดยตรงไปยังความเสถียรที่เป็นไปได้ของฟลูออไรด์และออกไซด์ของพวกมัน

แต่ในปี 1962 นักเคมีชาวอเมริกัน Neil Bartlett เป็นคนแรกที่ทำปฏิกิริยาของแพลตตินัมเฮกซาฟลูออไรด์กับออกซิเจนภายใต้สภาวะธรรมดาที่สุด โดยได้รับซีนอน hexafluoroplatinate XePtF^ ตามด้วยสารประกอบก๊าซอื่น ๆ ซึ่งปัจจุบันเรียกว่ามีเกียรติมากกว่าที่จะเฉื่อย .