Периодическая система химических элементов — не все так просто

Периодическая система химических элементов существует в мире независимо от нас. Система химических элементов, существующая в условиях нашей планеты, возникла одновременно с образованием Земли. Она стала доступна для людей благодаря многолетним усилиям ученых многих стран — физиков и химиков. Их исследования увенчались открытием фундаментального закона природы, которому подчиняется вся система химических элементов. Это открытие произошло в 1869 г. и связано с именем нашего гениального соотечественника — Дмитрия Ивановича Менделеева. Ему удалось глубже всех проникнуть в смысл периодического изменения свойств химических элементов и сформулировать периодический закон на уровне знаний своего века:

«Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости (то есть правильно повторяются) от их атомного веса».

Если сравнить эту формулировку с той, которая отражает современный нам уровень развития науки, то сразу же обнаруживается существенная разница. В чем же дело?

Нечто похожее происходит с любым законом. Было бы по крайней мере странно, если с развитием науки не вносились бы коррективы в уже накопленные знания. Современные знания это не какие-то застывшие каноны, а переходное состояние науки «между прошлым и будущим». Высказанное в полной мере относится и к закону Д. И. Менделеева. Сформулированный более века назад в соответствии с уровнем знаний XIX в., этот закон, открыв дорогу в организованный мир химических элементов, и сам в результате развития претерпел уточнения и изменения.

Сегодня уже нет таких понятий, как «простые и сложные» тела. Вместо «атомного веса» введено более точное «относительная атомная масса». Принципиальное же изменение заключается в том, что масса атома, положенная Д. И. Менделеевым в основу периодической зависимости, сама оказалась зависящей от свойств ядра атома. Однако стало это известно лишь через 45 лет после открытия периодического закона — в 1914 г., после того как исследования Э. Резерфорда, Г. Мозли, Н. Бора и других возвели научные знания сначала на ядерную, а затем и на квантовомеханическую ступень.

Поколебали ли новые знания уверенность в справедливости менделеевского закона? Отнюдь нет. Хотя значительно переменилась сама формулировка:

«Свойства химических элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядер и структур электронных оболочек их атомов»

, суть его осталась все той же, и он по-прежнему остается периодическим законом, носящим имя Д. И. Менделеева.

Существует еще одна сторона проблемы периодической системы химических элементов — ее наглядное изображение. Оно в отличие от большинства законов математики, физики и химии несколько необычно. Необходимо, чтобы сюда были включены все известные на сегодняшний день химические элементы и оставлено (в соответствии с принципами, сформулированными Д. И. Менделеевым при открытии периодического закона) место для еще не обнаруженных или не синтезированных элементов. Обычно наглядная запись периодической системы имеет вид прямоугольной таблицы, хотя возможны и другие варианты как на плоскости, так и объемные.

Одна из них в виде спирали предложена Н. П. Агафошиным и приведена в узнавайке будет в следующих статьях. Всего же существует несколько сотен вариантов изображения периодической системы химических элементов. В Советском Союзе общепринятыми считаются три варианта, каждый из которых представляет прямоугольную таблицу. В школьном кабинете химии висит так называемая восьмиклеточная таблица. В ней все элементы, кроме лантаноидов и актиноидов, распределены по восьми группам, а лантаноиды и актиноиды вынесены вниз под основную таблицу. Элементы каждой из групп распределены по двум столбцам, что соответствует делению на главную и побочную подгруппы. Шестнадцатиклеточной таблицей пользуются в высшей школе. Здесь главные и побочные подгруппы выделены каждая в отдельный вертикальный ряд и обозначаются, кроме цифр от I до VIII, еще и буквами А или В, указывающими соответственно, что это главная или побочная подгруппы.

Для научных исследований удобнее всего тридцатидвухклеточная, или, иначе говоря, «длиннопериодный вариант» таблицы периодической системы. Она представляет собой единую прямоугольную таблицу, к^да. включены все без исключения известные элементы. Дляг каких-нибудь специальных целей можно использовать и другие варианты. Так, например, радиально-круговой вариант, предложенный Н. П. Агафошиным, удобен при изучении закономерностей заполнения электронами энергетических ячеек в атомах. Система состоит из более чем ста химических элементов, каждый из которых похож на предыдущий и последующий и в то же время индивидуален и не повторяет в точности свойств даже ближайших соседей. Веегда между ними можно найти различия и в то же время отметить какие-то общие черты.

В наших статьях, которые вскоре опубликуем, рассматривается учение о периодичности в его развитии от момента возникновения до современного состояния. Сейчас нас тупило время ядерного этапа исследований периодичности. Усилия ученых концентрируются на выяснении взаимосвязи свойств элементов и внутреннего строения ядра (а не просто ядерного заряда). На сегодняшний день предложено несколько моделей атомных ядер. Точное определение строения ядра и создание единой его модели станет возможным с появлением в недалеком будущем сверхбыстрых вычислительных машин.

Как бы то ни было, с уверенностью можно сказать одно: стройная и строгая периодическая система станет после этого еще более всеобъемлющей.

менделеев

Навигация

Предыдущая статья: ←

Следующая статья:

Оставить свой комментарий

Пожалуйста, зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Поиск
Поделись интересным!
Рубрики
Яндекс.Метрика

Посетите наши страницы в социальных сетях!

ВКонтакте.      Facebook.      Google Plus.      Twitter.      YouTube.      Одноклассники.      RSS.
Вверх
© 2019    Копирование материалов сайта разрешено только при наличии активной ссылки   //    Войти