рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Периодический закон. Есть ли граница системы элементов Менделеева

Работа сделанна в 2002 году

Периодический закон. Есть ли граница системы элементов Менделеева - Реферат, раздел Биология, - 2002 год - Эволюция представлений о строении атома. Есть ли предел системе элементов Менделеева? Периодический Закон. Есть Ли Граница Системы Элементов Менделеева. В 1869 Г. ...

Периодический закон. Есть ли граница системы элементов Менделеева. В 1869 г. уже было известно 63 химических элемента. В этом же году Д.И.Менделеев открыл фундаментальный закон распределения элементов в систему, которую он назвал периодической системой химических элементов. До этого на протяжении более ста лет в научном мире господствовала картина мира, которую вполне выразил 1808 году своим трудом Новая система химической философии Джон Дальтон.

Уже было известно, что водород, кислород, сера и другие вещества простые тела состоят из атомов одного сорта, а вода, аммиак, углекислый газ и др. сложные, созданы комбинацией атомов разных веществ. Это вполне подтверждалось опытами того времени. Химические реакции, по Дальтону, заключаются в том, что атомы вступают друг с другом в разные комбинации, образуя сложные атомы молекулы, затем эти молекулы распадаются, образуются новые молекулы и т. д подобно тому как танцоры, переходя от одного танца к другому образуют новые комбинации.

Но сами атомы при этом остаются неизменными и вечными меняется только их распределение. Каждая частица воды, говорит Дальтон в своей Химической философии, в точности похожа на любую другую частицу воды каждая частица водорода в точности похожа на любую другую частицу водорода и т. д. Химическое разложение и химическое соединение означают лишь то, что атомы удаляются друг от друга или же снова сцепляются вместе.

Но химик не способен уничтожить материю или создать ее вновь. Пытаться создать или уничтожить хотя бы один атом водорода так же безнадежно, как пытаться прибавить еще одну планету к Солнечной системе или уничтожить какую-нибудь из существующих планет. Все, что мы можем сделать, это разъединить атомы, соединившиеся или сцепившиеся друг с другом, или же соединить те атомы, которые сейчас находятся на большом расстоянии друг от друга.

Химическая философия, изложенная в этих строках Дальтона, действительно стала философией целого ряда поколений химиков и физиков. Невозможность создания хотя бы одного нового атома данного химического элемента, невозможность превращения одних атомов в другие все это было необходимым выводом из всего огромного опытного материала, на котором основывалась научная химия. В этом пункте Дальтон не совсем сходился с Бойлем, который в 1661 году писал, что хотя атомы остаются неизменными при всех химических явлениях, но тем не менее когда-нибудь будет найден некий сильный и тонкий агент, с помощью которого удастся разбить атомы на более мелкие части и превратить одни атомы в другие.

Эта мысль Бойля казалась Дальтону чистой фантазией ни один химический факт не указывал на то, что атомы возможно разбивать на части и превращать друг в друга. В 1816 грду неожиданно нашелся один сторонник Бойля, пытавшийся подтвердить ее фактами.

Это был Уильям Праут, который напечатал в журнале Философские анналы статью, где обращал особенное внимание на тот факт, что все атомные массы, которые определил Дальтон, выражаются целыми числами. Это очень замечательный факт, говорил Праут, ведь если бы атомы всех химических элементов были первичными, основными частицами, подлинными кирпичами мироздания, неразложимыми на частя и нисколько не связанными друг с другом, то какая могла бы быть причина того, что атом азота ровно в пять раз превосходит по массе атом водорода, а атом кислорода ровно в семь раз Мнение Праута вот какое атом азота, который, по Дальтону, ровно в пять раз превосходит по массе атом водорода, это и есть пять атомов водорода, очень тесно сцепленных друг с другом атом кислорода это семь атомов водорода, тесно сцепленных друг с другом атом ртути это 167 тесно прижавшихся друг к другу водородных атомов и т. д. Выходит, что все на свете состоит в конечном счете из водорода.

А чем же объяснить, что все-таки в химических опытах никак не удается, например, разложить кислород на водород Очень просто, отвечает Праут, все дело в том, что когда семь атомов водорода сцепляются, чтобы образовать атом кислорода, то они сцепляются гораздо теснее, чем тогда, когда, например, атом водорода и атом кислорода сцепляются, чтобы образовать молекулу воды. Поэтому-то в химических опытах и удается разложить молекулу воды на атом водорода и атом кислорода, но ни как не удается разложить атом кислорода на семь атомов водорода.

Статья Праута была очень убедительна, многие поверили в то, что водород есть действительно первичное вещество, из которого состоит все на свете.

Одна только была беда те химические анализы, основываясь на которых Дальтон вычислил свои атомные массы, были очень уж неточны. Если провести анализы тщательнее и вычислить атомные массы точнее, то окажутся ли они по-прежнему целыми числами За грандиозную работу точного определения атомных масс взялся знаменитый шведский химик Йене Якоб Берцелиус.

Берцелиусу, больше чем кому-нибудь другому, химия обязана тем, что она стала точной наукой. В течение своей жизни Берцелиус проанализировал больше двух тысяч различных химических соединений, и результаты его анализов отличаются от самых точных теперешних результатов не больше чем на 1 2. Берцелиус стремился определить состав молекулы так, чтобы удовлетворительно объяснить возможно большее число химических фактов. Таким образом Берцелиус обнаружил, например, что молекула воды состоит не из двух атомов, а из трех одного кислородного и двух водородных, что молекула аммиака состоит из четырех атомов одного азотного и трех водородных, и т. д. Все это привело к тому, что хотя работы Берцелиуса и дали блестящее подтверждение основных идей Дальтона, но полученные Дальтоном конкретные цифры атомные массы оказались сплошь неверны.

Таким образом, гипотеза Праута, которая была основана на том, что атомные массы элементов точные целые числа в то время не подтвердилась.

Таблица химических элементов, их символов и атомных масс Название и символАт. масса Название и символАт. масса1Водород Н1,00837Рубидий Rb85,4682Гелий Не4,00338Стронций Sr87,623Литий Li6,94139Иттрий Y88,9064Бериллий Be9,01240Цирконий Zr91,225Бор В10,81141Ниобий Nb92,9066Углерод С12,01142Молибден Мо95,947Дзот N14,00743Технеций Те98,9068Кислород 015,999444Рутений Ru101,079Фтор F18,99845Родий Rh102,90510Неон Ne20,17946Палладий Pd106,411 12Натрий Na Магний Mg22,990 24,30547 48Серебро Ag Кадмий Cd107,868 112,4013Алюминий AI26,98149Индий In114,8214Кремний Si28,08650Олово Sn118,6915Фосфор Р30,97451Сурьма Sb121,7516Сера S32,0652Теллур Те127,6017Хлор С135,45353Йод I126,90518Аргон Аг39,94854Ксенон Хе131,3019Калий К39,09855Цезий Cs132,90520Кальций Са40,0856Барий Ва137,3321Скандий Sc44,95657Лантан La138,90622Титан Ti47,9058Церий Се140,1223Ванадий V50,94159Празеодим Рг140,90824Хром Сг51,99660Неодим Nd144,2425Марганец Мп54,93861Прометий Рш14626Железо Fe55,84762Самарий Sm150,427Кобальт Со58,93363Европий Ей151,9628Никель Ni58,7064Гадолиний Gd157,2529Медь Си63,54665Тербий ТЬ158,92530Цинк Zn65,3866Диспрозий Dy162,5031Галлий Ga69,7267Гольмий Но164,93032Германий Ge72,5968Эрбий Ег167,2633Мышьяк As74,92269Туллий Тш168,93434Солен Se78,9670Иттербий Yb173,0435Бром Вг79,90471Лютеций Lu174,9736Криптон Кг83,8072Гафний Hf178,49 Заметим все же, что очень многие атомные массы, особенно в начале таблицы, весьма близки к целым числам, иногда в точности им равны, например, у фтора и углерода, а иногда отличаются от них меньше чем на 0,01, например, у водорода, гелия, азота, натрия и т. д. Это странное обстоятельство заставляет как будто отнестись с некоторым вниманием к гипотезе Праута, так как трудно себе представить, чтобы это могло быть результатом чистого случая, но тем не менее такие атомные массы, как у магния или хлора, не говоря уже о многочисленных элементах с большими атомными массами, все-таки принуждают отбросить предположение о том, что все атомы состоят из атомов водорода.

Поэтому в XIX столетии совершенно укрепилось и распространилось представление о том, что все тела в мире состоят из этих нескольких десятков сортов атомов которые являются совершенно независимыми друг от друга основными элементами мироздания.

Атомы вечны и неразрушимы и не могут превращаться друг в друга.

И все же, несмотря на все это, среди физиков и химиков продолжало жить смутное убеждение в том что между атомами различных химических элементов имеются какие-то связи, что эти атомы образуют какую-то естественную систему.

В 1786 году немец Н. Г. Марне напечатал книгу, озаглавленную О числе элементов. В этой книге мистической и странной, он выражает свое глубокое убеждение в том, что от мельчайшей пылинки солнечного луча до святейшего серафима можно воздвигнуть целую лестницу творений и что атомы химических элементов тоже являются ступенями этой лестницы.

Эта идея Марне не могла привести ни к каким последствиям, пока химические элементы не были в достаточной мере выделены и изучены.

Но после того, как Каннипцаро опубликовал в 1858 году свою таблицу атомных масс, стремление к естественной классификации химических элементов должно было принести свои плоды. В 1863 году англичанин Дж. А. Ньюлендс, воспользовавшись атомными массами Канниццаро, нашел, что если расположить элементы в порядке возрастания их атомных масс, то такой список элементов естественно разлагается на октавы, т. е. на строчки по семь элементов в каждой, где каждый элемент обладает большим сходством с одинаковым по номеру элементом предыдущей и последующей октав. Приведем первые три октавы Ньюлендса Н, Li, Be, В, С, N, О F, Na, Mg, Al, Si, P, S С1, К, Са, Сг, Ti, Mn, Fe. Аналогия проявляется в том, что все элементы, стоящие на втором месте в своей октаве литий, натрий, калий, являются так называемыми щелочными металлами, образующими соединения по одному и тому же типу, например дающими соли LiCI, NaCl, KC1 элементы, стоящие на третьем месте в октаве бериллий, магний, кальций, являются так называемыми щелочноземельными металлами, дающими тоже похожие друг на друга, но уже иного типа соединения, например соли BeCl,MgCl, CaCl. Фтор весьма похож по своей химической природе на стоящий под ним хлор, азот обнаруживает некоторые аналогии с фосфором, кислород с серой и т. д. Заметим, впрочем, что все получается так хорошо и убедительно лишь в первых октавах Ньюлендса в дальнейших октавах было гораздо больше путаницы, и в некоторых случаях для ее устранения Ньюлендс позволил себе отступить от принятого им плана и располагать элементы не совсем в порядке возрастания атомной массы.

Через несколько лет после этой попытки Ньюлендса она была повторена двумя другими учеными, работавшими над вопросом естественной классификации элементов совершенно независимо друг or друга.

Одним из них был Юлиус Мейер, другим Дмитрий Иванович Менделеев, профессор университета в Санкт-Петербурге.

И Мейер, и Менделеев сообразили, что могут существовать и элементы, еще не открытые химиками, а поэтому, если этого требует классификация, можно оставлять в таблице пропуски, соответствующие еще не открытым элементам.

Кроме того, они сочли схему Ньюлендса с ее одинаковыми строчками чрезмерно узкой и допустили, что строчки периоды могут становиться длиннее к концу таблицы. Уже в четвертой строке таблицы классификация потребовала оставления пустых мест. На этих пустых местах должны находиться какие-то еще не открытые элементы.

Три таких элемента Менделеев заочно точно описал и позже они были открыты. Также нет ничего невозможного в существовании в природе элементов с атомной массой, большей урана. В наши дни такие трансурановые элементы были получены искусственно. Вполне можно утверждать, что предела таблицы не существует и получение или нахождение других трансурановых элементов это дело будущего. Таково, в общих чертах, учение об атомах химических элементов, созданное Дальтоном и определившее все дальнейшее развитие химии в XIX столетии с помощью которого в итоге был расшифрован периодический закон.

Испускание а-частицы приводит к смещению радиоэлемента на два места влево в периодической системе в направлении уменьшения массы. Но прохождение радиоактивных рядов через периодическую систему не прямолинейное, а зигзагообразное, так что превращающийся радиоэлемент часто возвращается назад на то же место, которое занимал ранее в периодической системе его материнский продукт.

Когда это происходит, то оказывается, что материнский радиоэлемент и его последующий продукт распада изотоп занимающий то же с, мое место в периодической системе имеют одинаковые химические свойства, несмотря на различие в их атомных массах.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Эволюция представлений о строении атома. Есть ли предел системе элементов Менделеева?

Идея первичной материи праматерии ионийцев была очень привлекательной и неоднократно в той или иной форме возрождалась в физике. Пытливое мышление древних греков построило концепцию элементов, из которых… Таким образом, все разнообразие вещей, по Эмпедоклу, обусловлено сочетанием четырех различных элементов, а причиной…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Периодический закон. Есть ли граница системы элементов Менделеева

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Атомистика в послеаристотелевскую эпоху
Атомистика в послеаристотелевскую эпоху. Войны Александра Македонского изменили лицо древнего мира и привели в соприкосновение греческую и восточную цивилизации. Из этого контакта возник сплав куль

Дальнейшее развитие атомистики XIX в
Дальнейшее развитие атомистики XIX в. Всеобъемлемость принципов термодинамики, открытых и разработанных к этому времени и, в частности, второго начала, заставляла физиков-теоретиков искать причины

Интерпретация периодического закона
Интерпретация периодического закона. В 1911 г. был сформулирован закон радиоактивных смещений периодический закон, который в его законченной формулировке оказался чрезвычайно простым и не допускающ

Модели atоma до бора
Модели atоma до бора. Но вернемся к последовательному изложению развития представлений о строении атома. Развитие исследований радиоактивного излучения, с одной стороны, и квантовой теории с другой

Открытие атомного ядра
Открытие атомного ядра. Уподобление атома планетной системе делалось еще в самом начале XX в. Но эту модель было трудно совместить с законами электродинамики, и она была оставлена, уступив место мо

Atom бора
Atom бора. Бор, как и Томсон до него, ищет такое расположение электронов в атоме, которое объяснило бы его физические и химические свойства. Бор уже знает о модели Резерфорда и берет ее за о

Трудности теории бора
Трудности теории бора. Теория Бора с самого начала вызывала многие вопросы, остававшиеся без ответа. Эти вопросы были поставлены Резерфордом еще при обсуждении рукописи его первой статьи. Ка

Идеи де Бройля
Идеи де Бройля. В 1923 г. в докладах Парижской Академии наук были опубликованы три статьи французского физика Луи де Бройля Волны и кванты, Кванты света, дифракция и интерференция. Кванты, кинетиче

Открытие спина
Открытие спина. В 1925 г. в физику было введено новое фундаментальное понятие спина. Это понятие было введено Уленбеком и Гаудсмитом, работавшими летом 1925 г. у Эренфеста в Лейдене. К этому времен

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги