Տասնիններորդ դարի ընթացքում շատ ոլորտներ ենթարկվեցին ուժեղ բարեփոխումների, ներառյալ քիմիան: Մենդելեևի պարբերական համակարգը, որը ձևակերպվել է 1869 թվականին, հանգեցրեց պարբերական համակարգում պարզ նյութերի դիրքի կախվածության ընդհանուր ըմբռնմանը, որը հաստատեց հարաբերական ատոմային զանգվածի, վալենտության և տարրի հատկության միջև:
Քիմիայի նախամենդելյան շրջան
Որոշ ավելի վաղ՝ տասնիններորդ դարի սկզբին, քիմիական տարրերը համակարգելու կրկնակի փորձեր են արվել։ Գերմանացի քիմիկոս Դյոբերայները քիմիայի բնագավառում իրականացրել է համակարգման առաջին լուրջ աշխատանքը։ Նա որոշեց, որ հատկություններով մի շարք նմանատիպ նյութեր կարելի է միավորել խմբերի` եռյակների:
Գերմանացի գիտնականի կեղծ գաղափարները
Ներկայացված Դյոբերեյների եռյակի օրենքի էությունը որոշվեց նրանով, որ ցանկալի նյութի ատոմային զանգվածը մոտ է եռյակի աղյուսակի վերջին երկու տարրերի ատոմային զանգվածների գումարի (միջին արժեքի) կեսին:
Սակայն մագնեզիումի բացակայությունը կալցիումի, ստրոնցիումի և բարիումի մեկ ենթախմբում եղել է.սխալ:
Այս մոտեցումը հետևանք էր անալոգային նյութերի արհեստական սահմանափակման միայն եռակողմ միությունների: Դյոբերեյները հստակ տեսավ ֆոսֆորի և մկնդեղի, բիսմուտի և անտիմոնի քիմիական պարամետրերի նմանությունը։ Այնուամենայնիվ, նա սահմանափակվեց եռյակների փնտրտուքով։ Արդյունքում նա չկարողացավ գտնել քիմիական տարրերի ճիշտ դասակարգում։
Դեբերեյները, անշուշտ, չկարողացավ բաժանել գոյություն ունեցող տարրերը եռյակների, օրենքը հստակ ցույց էր տալիս հարաբերական ատոմային զանգվածի և պարզ քիմիական նյութերի հատկությունների միջև կապի առկայությունը:
Քիմիական տարրերի համակարգման գործընթացը
Համակարգավորման բոլոր հետագա փորձերը հիմնված էին տարրերի բաշխման վրա՝ կախված դրանց ատոմային զանգվածից: Հետագայում Դյոբերեյների վարկածն օգտագործվեց այլ քիմիկոսների կողմից։ Առաջացել է եռյակների, քառյակների և հնգյակների ձևավորումը (միավորվելով երեք, չորս և հինգ տարրերից բաղկացած խմբերի):
Տասնիններորդ դարի երկրորդ կեսին միաժամանակ հայտնվեցին մի քանի աշխատություններ, որոնց հիման վրա Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը քիմիան առաջնորդեց քիմիական տարրերի ամբողջական համակարգմանը։ Մենդելեևի պարբերական համակարգի տարբեր կառուցվածքը հանգեցրեց պարզ նյութերի բաշխման մեխանիզմի հեղափոխական ըմբռնմանը և ապացույցներին:
Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգ
1869 թվականի գարնանը ռուսական քիմիական համայնքի ժողովում ռուս գիտնական Դ. Ի. Մենդելեևի կողմից կարդացվեց ծանուցում քիմիական տարրերի պարբերական օրենքի հայտնաբերման մասին։
Նույն տարվա վերջում լույս է տեսել առաջին աշխատանքը«Քիմիայի հիմունքները», այն ներառում էր տարրերի առաջին պարբերական համակարգը։
1870 թվականի նոյեմբերին նա իր գործընկերներին ցույց տվեց հավելումը «Տարրերի բնական համակարգը և դրա օգտագործումը չբացահայտված տարրերի որակները ցույց տալու համար»: Այս աշխատության մեջ Դ. Ի. Մենդելեևն առաջին անգամ օգտագործեց «պարբերական օրենք» տերմինը։ Մենդելեևի տարրերի համակարգը պարբերական օրենքի հիման վրա որոշել է չբացահայտված պարզ նյութերի գոյության հնարավորությունը և հստակ նշել դրանց հատկությունները։
Ուղղումներ և պարզաբանումներ
Արդյունքում մինչև 1971 թվականը ռուս քիմիկոսը վերջնական տեսքի բերեց և լրացրեց Մենդելեևի պարբերական օրենքը և տարրերի պարբերական համակարգը:
«Քիմիական տարրերի պարբերական օրենքը» եզրափակիչ հոդվածում գիտնականը սահմանեց պարբերական օրենքի սահմանումը, որը ցույց է տալիս, որ պարզ մարմինների բնութագրերը, միացությունների հատկությունները, ինչպես նաև նրանց կողմից առաջացած բարդ մարմինները., որոշվում են ուղղակի կախվածությամբ՝ ըստ իրենց ատոմային քաշի։
Մի քիչ ավելի ուշ՝ 1872 թվականին, Մենդելեևի պարբերական համակարգի կառուցվածքը վերակազմավորվեց դասական ձևի (կարճ ժամանակաշրջանի բաշխման մեթոդ):
Ի տարբերություն իր նախորդների, ռուս քիմիկոսն ամբողջությամբ կազմել է աղյուսակ, ներմուծել քիմիական տարրերի ատոմային քաշի կանոնավորության հայեցակարգը։
Մենդելեևի պարբերական համակարգի տարրերի բնութագրերը և ստացված օրինաչափությունները թույլ են տվել գիտնականին նկարագրել դեռևս չհայտնաբերված տարրերի հատկությունները: Մենդելեևը հիմնվել է այն փաստի վրա, որ յուրաքանչյուր նյութի հատկությունները կարող են որոշվել ըստ երկու հարևանների բնութագրերիտարրեր. Նա սա անվանեց «աստղային» կանոն։ Դրա էությունն այն է, որ քիմիական տարրերի աղյուսակում ընտրված տարրի հատկությունները որոշելու համար անհրաժեշտ է նավարկել քիմիական տարրերի աղյուսակում հորիզոնական և ուղղահայաց:
Մենդելեևի պարբերական համակարգը կարող է կանխատեսել…
Էլեմենտների պարբերական աղյուսակը, չնայած իր ճշգրտությանը և հավատարմությանը, լիովին ճանաչված չէր գիտական հանրության կողմից: Աշխարհի որոշ մեծ գիտնականներ բացահայտ ծաղրում էին չբացահայտված տարրի հատկությունները կանխատեսելու կարողությունը: Եվ միայն 1885 թվականին, կանխատեսված տարրերի՝ էկաալյումինի, էկաբորի և էկասիլիկոնի (գալիում, սկանդիում և գերմանիում) հայտնաբերումից հետո Մենդելեևի նոր դասակարգման համակարգը և պարբերական օրենքը ճանաչվեցին որպես քիմիայի տեսական հիմք։
Քսաներորդ դարի սկզբին Մենդելեևի պարբերական համակարգի կառուցվածքը բազմիցս ուղղվել է։ Նոր գիտական տվյալներ ստանալու գործընթացում Դ. Ի. Մենդելեևը և նրա գործընկեր Վ. Ռամզեյը եկել են այն եզրակացության, որ անհրաժեշտ է ներմուծել զրոյական խումբ։ Այն ներառում է իներտ գազեր (հելիում, նեոն, արգոն, կրիպտոն, քսենոն և ռադոն):
1911 թվականին Ֆ. Սոդին առաջարկեց աղյուսակի մեկ բջիջում տեղադրել չտարբերվող քիմիական տարրեր՝ իզոտոպներ:
Երկար ու տքնաջան աշխատանքի ընթացքում վերջապես վերջնական տեսքի բերվեց Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակը և ստացավ ժամանակակից տեսք։ Այն բաղկացած է ութ խմբից և յոթ շրջանից։ Խմբերը ուղղահայաց սյունակներ են, կետերը՝ հորիզոնական: Խմբերը բաժանված են ենթախմբերի։
Աղյուսակում տարրի դիրքը ցույց է տալիս նրա վալենտությունը, մաքուր էլեկտրոնները և քիմիական հատկությունները: Ինչպես պարզվեց ավելի ուշ, աղյուսակը մշակելիս Դ. Ի. Մենդելեևը հայտնաբերել է տարրի էլեկտրոնների թվի պատահական համընկնումը նրա սերիական համարի հետ։
Այս փաստն էլ ավելի պարզեցրեց պարզ նյութերի փոխազդեցության և բարդ նյութերի առաջացման սկզբունքի ըմբռնումը։ Եվ նաև գործընթացը հակառակ ուղղությամբ: Ստացված նյութի քանակի, ինչպես նաև քիմիական ռեակցիայի առաջացման համար անհրաժեշտ քանակի հաշվարկը տեսականորեն հասանելի է դարձել։
Մենդելեևի հայտնագործության դերը ժամանակակից գիտության մեջ
Մենդելեևի համակարգը և նրա մոտեցումը քիմիական տարրերի դասավորությանը կանխորոշեցին քիմիայի հետագա զարգացումը։ Քիմիական հաստատունների փոխհարաբերությունների ճիշտ ըմբռնման և վերլուծության շնորհիվ Մենդելեևը կարողացավ ճիշտ դասավորել և խմբավորել տարրերն ըստ դրանց հատկությունների։
Էլեմենտների նոր աղյուսակը հնարավորություն է տալիս հստակ և ճշգրիտ հաշվարկել տվյալները մինչև քիմիական ռեակցիայի մեկնարկը, կանխատեսել նոր տարրերը և դրանց հատկությունները:
Ռուս գիտնականի հայտնագործությունն անմիջական ազդեցություն ունեցավ գիտության և տեխնիկայի զարգացման հետագա ընթացքի վրա։ Չկա տեխնոլոգիական ոլորտ, որը չներառի քիմիայի գիտելիքները։ Միգուցե, եթե նման հայտնագործություն տեղի չունենար, ապա մեր քաղաքակրթությունը զարգացման այլ ճանապարհով կգնար։
