Попытки систематизации химических элементов до Д.И. Менделеева, их значение и недостатки

Содержание :

1.Введение

2. Основная часть:

А) Триады Дёберейнера

Б) Спираль де Шанкуртуа

В) Октавы Ньюлендса

Г) Таблицы Одлинга и Мейера

3. Заключение

4. Список использованной  литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

 Введение.

        Поиски основы естественной классификации химических элементов и их систематизации начались задолго до открытия Периодического закона.        За первую половину XIX века химики открыли 25 новых химических элементов. В течение короткого времени были выделены платиновые металлы, получены в чистом виде щелочные и щелочноземельные металлы. К середине XIX века число известных элементов приблизилось к шестидесяти. Многие химики пытались найти связь между химическими свойствами и атомным весом давно известных и вновь открытых элементов. Это были Иоганн Дёберейнер, Александр Шанкуртуа, Джон Ньюлендс, Уильям Олдинг, Лотар Мейер и другие. Трудности, с которыми сталкивались учёные, которые первыми работали в этой области, были вызваны недостаточностью экспериментальных данных: в начале XIX века число известных химических элементов было ещё слишком мало, а принятые значения атомных масс многих элементов неточны.

Триады  Дёберейнера 

В 1817 году немецкий химик Иоганн Вольфганг Дёберейнер предпринял первую значимую попытку систематизации элементов. Он заметил, что некоторые сходные по своим свойствам элементы можно объединить по три в группы, которые он назвал триадами. Он объединил химические элементы в группы на основе относительной атомной массы.. При этом выяснилось, что относительная атомная масса и величины этих элементов находятся в арифметической прогрессии и для каждого второго элемента Ar можно найти как среднее арифметическое двух крайних элементов, делённое на 2.

Несмотря на то, что триады Деберейнера в какой-то мере являются прообразами менделеевских  групп, эти представления в целом  ещё слишком несовершенны. Отсутствие магния в едином семействе кальция, стронция и бария или кислорода  в семействе серы, селена и теллура  является результатом искусственного ограничения совокупностей сходных  элементов лишь тройственными союзами. Очень показательна в этом смысле неудача Деберейнера выделить триаду из четырех близких по своим свойствам  элементов: P, As, Sb, Bi. Дёберейнер отчётливо видел глубокие аналогии в химических свойствах фосфора и мышьяка, сурьмы и висмута, но, заранее ограничив себя поисками триад, он не смог найти верного решения

Хотя разбить  все известные элементы на триады Дёберейнеру, естественно, не удалось, закон триад явно указывал на наличие  взаимосвязи между атомной массой и свойствами элементов и их соединений. Все дальнейшие попытки систематизации основывались на размещении элементов в соответствии с их атомными массами.

Спираль де Шанкуртуа

 Александр Бегуйе де Шанкуртуа в 1862 предложил систематизацию химических элементов, основанную на закономерном изменении атомных масс — т. н. «земную спираль»  или «цилиндр Бегуйе». Шанкуртуа располагал все известные в то время химические элементы в единой последовательности возрастания их атомных масс и полученный ряд наносил на поверхность цилиндра по линии, исходящей из его основания под углом 45° к плоскости основания .При развертывании поверхности цилиндра оказывалось, что на вертикальных линиях, параллельных оси цилиндра, находились химические элементы со сходными свойствами. Так, на одну вертикаль попадали литий, натрий, калий; бериллий, магний, кальций; кислород, сера, селен, теллур и т. д. Недостатком спирали де Шанкуртуа было то обстоятельство, что на одной линии с близкими по своей химической природе элементами оказывались при этом и элементы совсем иного химического поведения. В группу щелочных металлов попадал марганец, в группу кислорода и серы — ничего общего с ними не имеющий титан.            

        Систематизация Шанкуртуа явилась существенным шагом вперёд по сравнению с существовавшими тогда системами, однако его работа поначалу осталась практически незамеченной; интерес к ней возник только после открытия Д. И. Менделеевым периодического закона. Претензии Шанкуртуа на приоритет открытия закона трудно считать обоснованными, однако нельзя не признать, что Шанкуртуа был одним из первых учёных, отметивших периодичность свойств элементов; его винтовой график действительно фиксирует закономерные отношения между атомными массами элементов.

Октавы  Ньюлендса

В 1865 году английский учёный Джон Ньюлендс сделал попытку сопоставить химические свойства элементов с их атомными массами. Располагая элементы в порядке возрастания их атомной массы, начиная с водорода, обнаружил у них повторяемость химических свойств, подобную повторяемости нот в музыкальных  октавах.

Он писал, что  в такой последовательности повторяются  свойства элементов, эквивалентные веса которых отличаются на 7 единиц, или на значение, кратное 7, т. е. как будто бы восьмой по порядку элемент повторяет свойства первого, как в музыке восьмая нота повторяет первую. В его таблице в горизонтальных рядах располагались сходные элементы, однако в том же ряду часто оказывались и элементы совершенно отличные по свойствам.

По общему мнению, попытка Ньюлендса явилась шагом  в правильном направлении. Тем не менее, к его классификации можно  предъявить три следующие серьёзные  претензии:

1. В ней не  было места новым ещё не  открытым элементам.

2. Система Ньюлендса  не позволяла научно определять  атомные массы, прогнозировать  свойства элементов.

3. И, наконец,  некоторые элементы представлялись  неудачно помещенными: Si и Ti, P и  Mn, S и Fe.

Однако заслуга  английского ученого в том, что  он впервые уловил явление периодичности  изменения свойств химических элементов.

Таблицы Одлинга и Мейера

В 1864 году Уильям Одлинг опубликовал таблицу, в которой элементы были размещены согласно их атомным весам и сходству химических свойств, не сопроводив её, однако, какими-либо комментариями.

В том же 1864 году появилась первая таблица немецкого химика Лотара Мейера; в неё были включены 28 элементов, размещённые в шесть столбцов согласно их валентностям^. Мейер намеренно ограничил число элементов в таблице, чтобы подчеркнуть закономерное изменение атомной массы в рядах сходных элементов. Однако её недостаток: расположение остальных элементов: B, Al, Cu, Ag и др. оставалось неясным , а структура таблицы была неопределенной .

    

Заключение.

Общее число  попыток классификации элементов  до Д.И.Менделеева, считая варианты упомянутых таблиц, достигает пятидесяти. В  них принимали участие ученые разных стран. Некоторым из них удалось  подойти к предчувствию периодического закона, даже вступить на порог открытия его.

И все же им не удалось довести свои попытки  до конца. Их работы не были приняты  учеными в качестве естественной классификации, так как все попытки  сводились к объединению известных  элементов в небольшие группы, установлению свойств между ними. Но не поднимались до обобщения, когда  установленная закономерность естественного  изменения свойств элементов  способна не только отражать и объяснять  известные факты, но и предвидеть ещё не познанные, предсказывать  их закономерность. На эту ступень  научного подвига смог подняться  только гений Д.И.Менделеев.

Дёберейнер, Ньюлендс, Шанкуртуа, Мейер – двигались по одной и той же дороге научного исследования. Все они по очереди подходили к лежавшему на пути науки драгоценному, но не обработанному камню. Каждый из них держал его в руках и каждый чувствовал, что камень этот не прост. Но один лишь гениальный Д.И.Менделеев оказался настолько проницательным, что не отбросил его в сторону, а смело принялся шлифовать и отрабатывать до тех пор, пока в руках у него не засияло во всём блеске величайшая ценность – ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ – фундаментальный закон природы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список использованной литературы:

1) Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2004.

2) Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 2003

3) Корольков  Д. В. Основы неорганической  химии. – М.: Просвещение, 1982 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Казахский Национальный Университет имени  Аль-Фараби

Факультет химии и химической технологии 
 

РЕФЕРАТ

на тему:

«Попытки  систематизации химических элементов  до

 Д.И.  Менделеева, их значение и недостатки»