в каком году открыли таблицу менделеева
Когда была открыта периодическая система Менделеева: дата и интересные факты
Дмитрий Иванович Менделеев был поистине выдающимся химиком. Его вклад в изучение природы химических элементов значителен и до сих пор высоко оценивается учеными и историками во всем мире. Однако многие люди уверены, что периодическая система Менделеевым была открыта, когда она просто приснилась ему во сне.
На самом же деле она являлась результатом работы не только Дмитрия Ивановича, но и многих других выдающихся ученых-химиков, а история ее создания начинается еще с появления этой науки.
История открытия
Триады Деберейнера
Первая попытка систематизировать элементы была сделана еще в 1829 году немецким химиком Деберейнером. Он объединил некоторые элементы с общими свойствами в группы по три, назвав их триадами. Смысл этого закона заключался в том, что в каждой триаде масса среднего элемента была приблизительно равна среднему арифметическому между массами крайних элементов.
Такое представление было слишком далеко от совершенства, но уже являлось прообразом менделеевской системы. Проблема заключалась в ограничении групп всего тремя элементами, что подошло не для всех из них, даже известных на тот момент. Однако этот закон показал, что имеется какая-то связь между массами элементов и их химическими свойствами.
Спираль де Шанкуртуа
Александр де Шанкуртуа расположил все элементы в один ряд по атомным массам и нанес его на цилиндр по линии под углом 45 градусов, получив таким образом спираль.
При развертывании этого цилиндра оказывалось что на вертикальных линиях, параллельных оси, находились элементы со схожими свойствами. Однако на этой же линии оказывались и совсем отличающиеся химические элементы.
Октавы Ньюлендса
Очередную попытку систематизировать химические элементы по массам и свойствам, еще до того времени, когда была открыта периодическая система Менделеева, сделал ученый из Великобритании Ньюлендс. Он расположил их в порядке увеличения масс и заметил, что свойства повторяются через каждые семь. Такой закономерности он дал название закон октав, проведя аналогию с музыкальной гаммой.
Однако эта зависимость распространялась только на элементы с небольшой атомной массой. В конечном итоге более тяжелые элементы пришлось расположить по несколько в одну ячейку, что было принято скептически.
Таблицы Одлинга и Мейера
В 1864 году увидела свет еще одна таблица, в которой элементы располагались согласно их атомным весам и сходству химических свойств. Однако никакого описания к ней не было. В это же время появилась и другая таблица Мейера. В нее было включено 28 элементов, расположенных согласно их валентности.
В 1870 году вышла еще одна таблица Мейера которая насчитывала 9 вертикальных столбцов. Элементы с похожими свойствами были расположены в горизонтальных рядах, а некоторые ячейки так и остались пустыми. Таблица сопровождалась графиком зависимости объема атома от его веса, который имел пилообразный вид и указывал на периодичность, правда, это произошло уже после того, как Менделеев открыл таблицу химических элементов.
Открытие Менделеевым периодической системы
История создания таблицы Менделеева начинается в 1869 году. Когда химик работал над учебником «Основы химии», он столкнулся со сложностью систематизации материала. В ходе обдумывания этой проблемы он постепенно пришел к выводу, что между атомной массой элементов и их свойствами есть некая закономерность.
Он не первым ее увидел, это был результат кропотливой работы химиков всего мира. Менделеев выписал все элементы на отдельные карточки и расположил их в порядке групп и рядов, что стало итогом многолетней работы.
17 февраля (1 марта) 1869 года рукопись статьи, которая содержала эту таблицу, была сдана в печать. Считается, что это и есть та дата, которая отвечает на вопрос, в каком году Менделеев открыл таблицу. Через несколько дней, 22 марта, профессором Меншуткиным на заседании общества было объявлено о том, что Менделееву удалось открыть общий закон для описания химических элементов. Первый вариант периодической системы имел 19 горизонтальных рядов и 6 вертикальных столбцов.
Открытие Менделеева показало, что рост атомной массы химических элементов приводит к изменению их свойств периодически, то есть повторению через определенное количество элементов. Если ответом на вопрос, в каком году открыта таблица Менделеева, является 1869 год, то сформулировал периодический закон ученый только в 1871-м.
Таким образом, периодическая система, разработанная Менделеевым, позволила не только провести параллели между атомными массами и свойствами известных элементов, но и предсказать свойства тех, которые еще не были открыты.
В дальнейшем, с открытием все новых элементов, система получала все большую популярность и универсальность, но признание она нашла не сразу. Научное сообщество приняло ее в качестве базового закона химии только в 1880 году.
Интересные факты
В те времена не только заниматься химией было не популярно, но и большинство людей считали это занятие сродни колдовству или вовсе преступлением. Поэтому в свое время деятельность Менделеева обросла большим количеством легенд. Одна из них, которая считается наиболее популярной, гласит о том, что периодическая система Менделеевым была открыта, когда ученому она просто приснилась.
Такие случаи в истории не были едиными, такие же слухи ходили относительно многих научных открытий. Но эта гипотеза была опровергнута самим Менделеевым, который указывал на то, что он работал над созданием таблицы несколько десятков лет.
Еще одна не менее популярная история гласит о том, что Менделеев был изобретателем водки. Связано это было с его диссертационной работой, в которой он рассуждал на тему смеси воды и спирта. Современники часто подшучивали над ним на эту тему, а уже следующие поколения были точно уверены – именно Менделеев и является первооткрывателем этого напитка.
Ходили слухи и о том, что Менделеев оборудовал свою лабораторию в дупле дуба. Нередко звучали шутки и относительно любительского хобби ученого – плетения чемоданов. Часто даже звучало прозвище Чемоданных дел мастер.
Переоценить вклад этого великого ученого в историю развития химической науки невозможно. Ему обязаны не только выведением общего закона для всех элементов, существующих в природе, но и дальнейшими исследованиями. Опираясь на данные Менделеева, ученые проводили все больше экспериментов, пытаясь не только найти но и синтезировать недостающие элементы для изучения их свойств.
Как создавалась таблица Менделеева, и какие уроки творческого процесса можно извлечь из этой истории?
Любой, кто ходил в школу, помнит, что одним из обязательных для изучения предметов была химия. Она могла нравиться, а могла и не нравиться – это не важно. И вполне вероятно, что многие знания по этой дисциплине уже забыты и в жизни не применяются. Однако таблицу химических элементов Д. И. Менделеева наверняка помнит каждый. Для многих она так и осталась разноцветной таблицей, где в каждый квадратик вписаны определённые буквы, обозначающие названия химических элементов. Но здесь мы не будем говорить о химии как таковой, и описывать сотни химических реакций и процессов, а расскажем о том, как вообще появилась таблица Менделеева – эта история будет интересна любому творчески мыслящему человеку, да и вообще всем тем, кто охоч до интересной и полезной информации.
Небольшая предыстория
В далёком 1668 году выдающимся ирландским химиком, физиком и богословом Робертом Бойлем была опубликована книга, в которой было развенчано немало мифов об алхимии, и в которой он рассуждал о необходимости поиска неразложимых химических элементов. Учёный также привёл их список, состоящий всего из 15 элементов, но допускал мысль о том, что могут быть ещё элементы. Это стало отправной точкой не только в поиске новых элементов, но и в их систематизации.
Сто лет спустя французским химиком Антуаном Лавуазье был составлен новый перечень, в который входили уже 35 элементов. 23 из них позже были признаны неразложимыми. Но поиск новых элементов продолжался учёными по всему миру. И главную роль в этом процессе сыграл знаменитый русский химик Дмитрий Иванович Менделеев – он впервые выдвинул гипотезу о том, что между атомной массой элементов и их расположением в системе может быть взаимосвязь.
Благодаря кропотливому труду и сопоставлению химических элементов Менделеев смог обнаружить связь между элементами, в которой они могут быть одним целым, а их свойства являются не чем-то само собой разумеющимся, а представляют собой периодически повторяющееся явление. В итоге, в феврале 1869 года Менделеев сформулировал первый периодический закон, а уже в марте его доклад «Соотношение свойств с атомным весом элементов» был представлен на рассмотрение Русского химического общества историком химии Н. А. Меншуткиным. Затем в том же году публикация Менделеева была напечатана в журнале «Zeitschrift fur Chemie» в Германии, а в 1871 году новую обширную публикацию учёного, посвящённую его открытию, опубликовал другой немецкий журнал «Annalen der Chemie».
Создание периодической таблицы
Основная идея к 1869 году уже была сформирована Менделеевым, причём за довольно короткое время, но оформить её в какую-либо упорядоченную систему, наглядно отображающую, что к чему, он долго не мог. В одном из разговоров со своим соратником А. А. Иностранцевым он даже сказал, что в голове у него уже всё сложилось, но вот привести всё к таблице он не может. После этого, согласно данным биографов Менделеева, он приступил к кропотливой работе над своей таблицей, которая продолжалась трое суток без перерывов на сон. Перебирались всевозможные способы организации элементов в таблицу, а работа была осложнена ещё и тем, что в тот период наука знала ещё не обо всех химических элементах. Но, несмотря на это, таблица всё же была создана, а элементы систематизированы.
Легенда о сне Менделеева
Многие слышали историю, что Д. И. Менделееву его таблица приснилась. Эта версия активно распространялась вышеупомянутым соратником Менделеева А. А. Иностранцевым в качестве забавной истории, которой он развлекал своих студентов. Он говорил, что Дмитрий Иванович лёг спать и во сне отчётливо увидел свою таблицу, в которой все химические элементы были расставлены в нужном порядке. После этого студенты даже шутили, что таким же способом была открыта 40° водка. Но реальные предпосылки для истории со сном всё же были: как уже упоминалось, Менделеев работал над таблицей без сна и отдыха, и Иностранцев однажды застал его уставшим и вымотанным. Днём Менделеев решил немного передохнуть, а некоторое время спустя, резко проснулся, сразу же взял листок бумаги и изобразил на нём уже готовую таблицу. Но сам учёный опровергал всю эту историю со сном, говоря: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово». Так что легенда о сне может быть и очень привлекательна, но создание таблицы стало возможным только благодаря упорному труду.
Дальнейшая работа
В период с 1869 по 1871 годы Менделеев развивал идеи периодичности, к которым склонялось научное сообщество. И одним из важных этапов данного процесса стало понимание того, что любой элемент в системе должно располагать, исходя из совокупности его свойств в сравнении со свойствами остальных элементов. Основываясь на этом, а также опираясь на результаты исследований в изменении стеклообразующих оксидов, химику удалось внести поправки в значения атомных масс некоторых элементов, среди которых были уран, индий, бериллий и другие.
Пустые клетки, остававшиеся в таблице, Менделеев, конечно же, хотел скорее заполнить, и в 1870 году предсказал, что в скором времени будут открыты неизвестные науке химические элементы, атомные массы и свойства которых он сумел вычислить. Первыми из них стали галлий (открыт в 1875 году), скандий (открыт в 1879 году) и германий (открыт в 1885 году). Затем прогнозы продолжили реализовываться, и были открыты ещё восемь новых элементов, среди которых: полоний (1898 год), рений (1925 год), технеций (1937 год), франций (1939 год) и астат (1942-1943 годы). Кстати, в 1900 году Д. И. Менделеев и шотландский химик Уильям Рамзай пришли к мнению, что в таблицу должны быть включены и элементы нулевой группы – до 1962 года они назывались инертными, а после – благородными газами.
Организация периодической системы
Химические элементы в таблице Д. И. Менделеева расположены по рядам, в соответствии с возрастанием их массы, а длина рядов подобрана так, чтобы находящиеся в них элементы имели схожие свойства. Например, благородные газы, такие как радон, ксенон, криптон, аргон, неон и гелий с трудом вступают в реакции с другими элементами, а также имеют низкую химическую активность, из-за чего расположены в крайнем правом столбце. А элементы левого столбца (калий, натрий, литий и т.д.) отлично реагируют с прочими элементами, а сами реакции носят взрывной характер. Говоря проще, внутри каждого столбца элементы имеют подобные свойства, варьирующиеся при переходе от одного столбца к другому. Все элементы, вплоть до №92 встречаются в природе, а с №93 начинаются искусственные элементы, которые могут быть созданы лишь в лабораторных условиях.
В своём первоначальном варианте периодическая система понималась только как отражение существующего в природе порядка, и никаких объяснений, почему всё должно обстоять именно так, не было. И лишь когда появилась квантовая механика, истинный смысл порядка элементов в таблице стал понятен.
Уроки творческого процесса
Говоря о том, какие уроки творческого процесса можно извлечь из всей истории создания периодической таблицы Д. И. Менделеева, можно привести в пример идеи английского исследователя в области творческого мышления Грэма Уоллеса и французского учёного Анри Пуанкаре. Приведём их вкратце.
Согласно исследованиям Пуанкаре (1908 год) и Грэма Уоллеса (1926 год), существует четыре основных стадии творческого мышления:
Как мы видим, в процессе создания своей таблицы Менделеев интуитивно следовал именно этим четырём этапам. Насколько это эффективно, можно судить по результатам, т.е. по тому, что таблица была создана. А учитывая, что её создание стало огромным шагом вперёд не только для химической науки, но и для всего человечества, приведённые выше четыре этапа могут быть применимы как к реализации небольших проектов, так и к осуществлению глобальных замыслов. Главное помнить, что ни одно открытие, ни одно решение задачи не могут быть найдены сами по себе, как бы ни хотели мы увидеть их во сне и сколько бы ни спали. Чтобы что-то получилось, не важно, создание это таблицы химических элементов или разработка нового маркетинг-плана, нужно обладать определёнными знаниями и навыками, а также умело использовать свои потенциал и упорно работать.
Мы желаем вам успехов в ваших начинаниях и успешной реализации задуманного!
Таблица Менделеева: история открытия, интересные факты и байки
Открытие таблицы периодических химических элементов стало одной из важных вех в истории развития химии как науки. Первооткрывателем таблицы стал российский ученый Дмитрий Менделеев. Неординарный ученый с широчайшим научным кругозором сумел объединить все представления о природе химических элементов в единую стройную концепцию.
Об истории открытия таблицы периодических элементов, интересных фактах, связанных с открытием новых элементов, и народных байках, которые окружали Менделеева и созданную им таблицу химических элементов, М24.RU расскажет в этой статье.
История открытия таблицы
К середине XIX века было открыто 63 химических элемента, и ученые всего мира не раз предпринимали попытки объединить все существовавшие элементы в единую концепцию. Элементы предлагали разместить в порядке возрастания атомной массы и разбить на группы по сходству химических свойств.
В 1863 году свою теорию предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюленд, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией.
В 1869 году Менделеев опубликовал свою схему периодической таблицы в журнале Русского химического общества и разослал извещение об открытии ведущим ученым мира. В дальнейшем химик не раз дорабатывал и улучшал схему, пока она не приобрела привычный вид.
Байки о Менделееве
Гравюра, на которой изображен Менделеев. Фото: ИТАР-ТАСС
Другая байка приписывает Менделееву открытие водки. В 1865 году великий ученый защитил диссертацию на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою», и это сразу дало повод для новой легенды. Современники химика посмеивались, мол ученый «неплохо творит под действием спирта, соединенного с водой», а следующие поколения уже называли Менделеева первооткрывателем водки.
Посмеивались и над образом жизни ученого, а особенно над тем, что Менделеев оборудовал свою лабораторию в дупле огромного дуба.
Также современники подтрунивали над страстью Менделеева к чемоданам. Ученый в пору своего невольного бездействия в Симферополе вынужден был коротать время за плетением чемоданов. В дальнейшем он самостоятельно мастерил для нужд лаборатории картонные контейнеры. Несмотря на явно «любительский» характер этого увлечения, Менделеева часто называли «чемоданных дел мастером».
Одна из наиболее трагичных и в то же время известных страниц в истории химии и появления новых элементов в таблице Менделеева связана с открытием радия. Новый химический элемент был открыт супругами Марией и Пьером Кюри, которые обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды, более радиоактивны, чем чистый уран.
Поскольку о том, что такое радиоактивность, тогда еще никто не знал, то новому элементу молва быстро приписала целебные свойства и способность излечивать чуть ли не от всех известных науке болезней. Радий включили в состав пищевых продуктов, зубной пасты, кремов для лица. Богачи носили часы, циферблат которых был окрашен краской, содержащей радий. Радиоактивный элемент рекомендовали как средство для улучшения потенции и снятия стресса.
Мария Кюри умерла в 1934 году от лучевой болезни, вызванной долговременным воздействием радия на организм.
Таблица Менделеева не только упорядочила химические элементы в единую стройную систему, но и позволила предсказать многие открытия новых элементов. В то же время некоторые химические «элементы» были признаны несуществующими на основании того, что они не укладывались в концепцию периодического закона. Наиболее известна история с «открытием» новых элементов небулия и корония.
Отметим, что сегодня в московском Центральном доме ученых РАН торжественно присвоят имена двум химическим элементам, открытым учеными из подмосковной Дубны.
Материал создан на основе информации из открытых источников. Подготовил Василий Макагонов @vmakagonov
150 лет назад Дмитрий Менделеев создал свою знаменитую таблицу
Поиски основы естественной классификации и систематизации химических элементов начались задолго до открытия Периодического закона. Трудности, с которыми сталкивались естествоиспытатели, которые первыми работали в этой области, были вызваны недостаточностью экспериментальных данных: в начале XIX века число известных химических элементов было мало, а принятые значения атомных масс многих элементов оказались неверны.
К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно, однако их результаты не привлекали внимания научной общественности.
В 1863 году свою теорию предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюленд, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией.
Российского ученого Дмитрия Менделеева к созданию Периодической системы химических элементов подтолкнула работа над курсом лекций по общей химии.
В процессе работы над ним Менделеев столкнулся с трудностями, связанными с систематизацией и последовательностью изложения материала, описывающего химические элементы. На тот момент ученым уже было известно, что некоторые химические элементы имеют сходные черты, но ни одна из существовавших таблиц не охватывала все известные элементы.
Менделеев нашел связь между отдельными группами и семействами элементов, расположив все элементы в порядке возрастания атомной массы. Часами он раскладывал карточки с названиями элементов и их атомными весами, пока не обнаружил искомую закономерность.
Сам Менделеев об открытии периодического закона писал таким образом: «Заподозрив о существовании взаимосвязи между элементами еще в студенческие годы, я не уставал обдумывать эту проблему со всех сторон, собирал материалы, сравнивал и сопоставлял цифры. Наконец настало время, когда проблема созрела, когда решение, казалось, вот-вот готово было сложиться в голове. Как это всегда бывало в моей жизни, предчувствие близкого разрешения мучившего меня вопроса привело меня в возбужденное состояние. В течение нескольких недель я спал урывками, пытаясь найти тот магический принцип, который сразу привел бы в порядок всю груду накопленного за 15 лет материала.
И вот в одно прекрасное утро, проведя бессонную ночь и отчаявшись найти решение, я, не раздеваясь, прилег на диван в кабинете и заснул. И во сне мне совершенно явственно представилась таблица.
Я тут же проснулся и набросал увиденную во сне таблицу на первом же подвернувшемся под руку клочке бумаги». Эта история позже и легла в основу легенды о том, что таблица Менделееву приснилась. Самому ученому такая интерпретация не нравилась.
«Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово», — говорил он.
13 марта 1869 года Менделеев закончил составление таблицы.
Суть открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химические свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов, свойства начинают повторяться. Так, калий похож на натрий, фтор — на хлор, а золото схоже с серебром и медью.
В 1871 году Менделеев окончательно объединил идеи в периодический закон. Ученый предсказал открытие нескольких новых химических элементов и описал их химические свойства.
Научная достоверность Периодического закона получила подтверждение очень скоро: в 1875-1886 годах были открыты галлий, скандий и германий, для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и с поразительной точностью описал целый ряд физических и химических свойств.
Менделеев совершенствовал таблицу несколько раз, корректируя атомные веса некоторых элементов, оставляя незаполненные клетки для новых, меняя местами группы элементов. Идеи Периодического закона определили структуру «Основ химии» и позволили систематизировать весь накопленный к этому времени материал. Труд переиздавался восемь раз и был переведен на основные европейские языки.
Один из старейших образцов таблицы недавно был найден в Великобритании, в Сент-Эндрюсском университете.
На таблицу, изготовленную в 1885 году, наткнулся во время уборки сотрудник университета, доктор Алан Айткен.
Таблица нашлась на складе университета, она лежала вместе с реактивами, оборудованием и другими лабораторными принадлежностями, скопившимися с переезда факультета химии в 1968 году. Среди вещей Айткену попался сверток плакатов для занятий, среди которых оказалась и таблица с подписями на немецком, которая от старости буквально рассыпалась в руках. Ее восстановление заняло немало времени — поверхность пришлось очистить от грязи и мусора, отделить таблицу от подкладки, на которой та была закреплена, обработать специальными растворами для выравнивания кислотно-щелочного баланса и устранить разрывы с помощью специальной бумаги из бруссонетии бумажной и пасты из пшеничного крахмала.
Теперь таблица будет находиться в специальном хранилище университета, где для нее будут созданы подходящие условия. На самом же факультете останется ее полномасштабная копия.
После этого сотрудники СПбГУ сообщили о новой находке — обнаруженная ими в Большой химической аудитории таблица оказалась на 9 лет старше.
По словам преподавателя СПбГУ Евгения Калинина, таблица представляет собой демонстрационный вариант, изготовленный в 1876 году. Она отличается от современных вариантов. Например, в ней нет VIII группы, в которую входят инертные газы: на момент публикации они еще не были открыты.