Üheksateistkümnendal sajandil toimus paljudes valdkondades tugev reform, sealhulgas keemia. 1869. aastal sõnastatud Mendelejevi perioodiline süsteem viis ühisele arusaamale lihtainete positsiooni sõltuvusest perioodilisustabelis, mis pani paika seose elemendi suhtelise aatommassi, valentsi ja omaduse vahel.
Mendele-eelne keemiaperiood
Mõnevõrra varem, 19. sajandi alguses, tehti korduv alt katseid keemilisi elemente süstematiseerida. Saksa keemik Döbereiner viis läbi esimese tõsise süstematiseerimistöö keemia vallas. Ta tegi kindlaks, et mitmeid omadustelt sarnaseid aineid saab ühendada rühmadesse – triaadidesse.
Saksa teadlase valed ideed
Esitatava Döbereineri kolmkõlaseaduse olemuse määras ära asjaolu, et soovitud aine aatommass on ligi poolele triaaditabeli kahe viimase elemendi aatommasside summast (keskmisest väärtusest).
Samas oli magneesiumi puudumine ühes k altsiumi, strontsiumi ja baariumi alamrühmasvigane.
See lähenemine oli analoogsete ainete kunstliku piiramise tagajärg ainult kolmepoolsetele liitudele. Döbereiner nägi selgelt sarnasust fosfori ja arseeni, vismuti ja antimoni keemilistes parameetrites. Siiski piirdus ta kolmkõlade otsimisega. Seetõttu ei suutnud ta keemiliste elementide õiget klassifikatsiooni välja mõelda.
Döbereineril ei õnnestunud kindlasti olemasolevaid elemente triaadideks jagada, seadus näitas selgelt suhte olemasolu suhtelise aatommassi ja lihtsate keemiliste ainete omaduste vahel.
Keemiliste elementide süstematiseerimise protsess
Kõik järgnevad süstematiseerimiskatsed põhinesid elementide jaotusel sõltuv alt nende aatommassist. Seejärel kasutasid Döbereineri hüpoteesi ka teised keemikud. Tekkisid kolmkõlade, tetraadide ja pentaadide moodustumine (ühinedes kolmest, neljast ja viiest elemendist koosnevateks rühmadeks).
Üheksateistkümnenda sajandi teisel poolel ilmus korraga mitu tööd, mille põhjal Dmitri Ivanovitš Mendelejev viis keemia keemiliste elementide täieliku süstematiseerimiseni. Mendelejevi perioodilise süsteemi erinev struktuur viis lihtsate ainete jaotusmehhanismi revolutsioonilise mõistmiseni ja tõenditeni.
Mendelejevi elementide perioodiline süsteem
Vene keemiakogukonna koosolekul 1869. aasta kevadel luges vene teadlane D. I. Mendelejev ette teadet keemiliste elementide perioodilise seaduse avastamise kohta.
Sama aasta lõpus ilmus esimene teos"Keemia alused" sisaldas esimest perioodilist elementide süsteemi.
Novembris 1870 näitas ta oma kolleegidele lisandit "Elementide loomulik süsteem ja selle kasutamine avastamata elementide omaduste näitamisel". Selles töös kasutas D. I. Mendelejev esmakordselt mõistet "perioodiseadus". Mendelejevi elementide süsteem määras perioodilise seaduse alusel kindlaks avastamata lihtainete olemasolu ja näitas selgelt nende omadusi.
Parandused ja täpsustused
Selle tulemusel viimistleti 1971. aastaks perioodilise seaduse ja Mendelejevi elementide perioodilise süsteemi ning täiendas seda Vene keemik.
Lõppevas artiklis "Keemiliste elementide perioodiline seadus" kehtestas teadlane perioodilise seaduse määratluse, mis näitab, et lihtkehade omadused, ühendite omadused, aga ka nendest moodustatud komplekskehad, määratakse otsese sõltuvuse alusel vastav alt nende aatommassile.
Mõnevõrra hiljem, 1872. aastal, reorganiseeriti Mendelejevi perioodilise süsteemi struktuur klassikaliseks vormiks (lühiajalise jaotuse meetod).
Erinev alt oma eelkäijatest koostas vene keemik täielikult tabeli, tutvustas keemiliste elementide aatommassi regulaarsuse mõistet.
Mendelejevi perioodilise süsteemi elementide omadused ja tuletatud mustrid võimaldasid teadlasel kirjeldada veel avastamata elementide omadusi. Mendelejev tugines asjaolule, et iga aine omadusi saab määrata kahe naaberaine omaduste järgielemendid. Ta nimetas seda "tähereegliks". Selle olemus seisneb selles, et keemiliste elementide tabelis on valitud elemendi omaduste määramiseks vaja liikuda keemiliste elementide tabelis horisontaalselt ja vertikaalselt.
Mendelejevi perioodiline süsteem suudab ennustada…
Elementide perioodilist tabelit ei tunnustanud teadusringkonnad selle täpsusest ja täpsusest hoolimata täielikult. Mõned maailma suured teadlased naeruvääristasid avalikult võimet ennustada avastamata elemendi omadusi. Ja alles 1885. aastal, pärast ennustatud elementide - ekaaliumi, ekabori ja ekasiliconi (gallium, skandium ja germaanium) avastamist, tunnistati Mendelejevi uus klassifikatsioonisüsteem ja perioodiline seadus keemia teoreetiliseks aluseks.
Kahekümnenda sajandi alguses korrigeeriti Mendelejevi perioodilise süsteemi struktuuri korduv alt. Uute teaduslike andmete hankimise käigus jõudsid D. I. Mendelejev ja tema kolleeg W. Ramsay järeldusele, et vaja on võtta kasutusele nullrühm. See sisaldab inertgaase (heelium, neoon, argoon, krüptoon, ksenoon ja radoon).
1911. aastal tegi F. Soddy ettepaneku paigutada tabeli ühte lahtrisse eristamatud keemilised elemendid – isotoobid.
Pika ja vaevarikka töö käigus valmis Mendelejevi keemiliste elementide perioodilisustabeli tabel lõpuks lõplikult ja sai kaasaegse ilme. See koosneb kaheksast rühmast ja seitsmest perioodist. Rühmad on vertikaalsed veerud, perioodid horisontaalsed. Rühmad on jagatud alarühmadeks.
Elemendi asukoht tabelis näitab selle valentsi, puhtaid elektrone ja keemilisi omadusi. Nagu hiljem selgus, avastas D. I. Mendelejev tabeli väljatöötamise käigus elemendi elektronide arvu juhusliku kokkulangevuse selle seerianumbriga.
See asjaolu lihtsustas veelgi arusaamist lihtsate ainete koosmõju ja komplekssete ainete tekke põhimõttest. Ja ka protsess tagurpidi. Saadud aine koguse ja ka keemilise reaktsiooni kulgemiseks vajaliku koguse arvutamine on teoreetiliselt kättesaadavaks saanud.
Mendelejevi avastuse roll kaasaegses teaduses
Mendelejevi süsteem ja tema lähenemine keemiliste elementide järjestamisele määrasid keemia edasise arengu. Tänu keemiliste konstantide seoste ja analüüsi õigele mõistmisele suutis Mendelejev elemente nende omaduste järgi õigesti järjestada ja rühmitada.
Uus elementide tabel võimaldab selgelt ja täpselt arvutada andmeid enne keemilise reaktsiooni algust, ennustada uusi elemente ja nende omadusi.
Vene teadlase avastus avaldas otsest mõju teaduse ja tehnoloogia edasisele arengule. Pole olemas tehnoloogilist valdkonda, mis ei hõlmaks keemiateadmisi. Võib-olla, kui sellist avastust poleks toimunud, oleks meie tsivilisatsioon võtnud teistsuguse arengutee.
