Cтраница 2
Поскольку масса атома в основном сосредоточена в ядре, то формулировка периодического закона Д. И. Менделеева была связана с атомной массой. [16]
Журнале Русского химического общества была опубликована первая работа Менделеева, где он дает формулировку периодического закона. В ней ученый указывал, что элементы, расположенные по величине их атомного веса, представляют явственную периодичность свойств. В 1871 г. в Основах химии Менделеев дает более четкую формулировку периодического закона: Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости... Дальнейшее изучение атомов показало, что периодичность свойств обусловлена периодичностью в изменении строения электронной оболочки при увеличении числа электронов. [17]
Если располагать элементы в порядке возрастания их атомных масс с учетом изменения химических свойств, то от предложенной Д. И. Менделеевым формулировки периодического закона будут заметны некоторые отклонения. Например, по химическим свойствам иод располагается после теллура, хотя атомная масса иода меньше. Аналогичное явление наблюдается при переходе от аргона к калию и от кобальта к никелю. Такие исключения Д. И. Менделееву были известны, но объяснить их он не мог. [18]
Свойства простых веществ, а также формы и свойства химических соединений находятся в периодической зависимости от величин атомных весов химических элементов - такова сущность авторской формулировки периодического закона. [19]
В течение почти двух лет ( 1869 - 1871) продолжалась весьма напряженная деятельность Менделеева, которая привела в конечном счете не только к окончательной и обоснованной формулировке периодического закона, но также и к учету и оценке значения выводов из закона для науки. Результатом проведенных исследований был ряд публикаций Менделеева по периодическому закону за этот период. [20]
Это сопоставление позволило Менделееву установить, что свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от их атомных масс. Это и есть формулировка периодического закона, или закона периодичности, как его называл Менделеев. Оказывается, что и формы соединений находятся в периодической зависимости от атомных масс элементов. [21]
Дальнейшее развитие химии и физики - открытие сложного строения атомов, радиоактивности химических элементов и др. - позволило уточнить этот принцип; на основе изучения строения атома, составных его частей - ядра и электронной оболочки - была дана новая, более совершенная формулировка периодического закона, которая сводится к тому, что изменение физико-химических свойств элементов находится в периодической зависимости от расположения частичек на внешних орбитах атома элементов. [22]
При составлении периодической таблицы Д. И. Менделеев поставил аргон перед калием, кобальт перед никелем, теллур перед иодом, несмотря на то что атомный вес калия меньше, чем аргона, никеля меньше, чем кобальта, и иода меньше, чем теллура, хотя такое положение этих элементов противоречило формулировке периодического закона. [23]
При составлении таблицы Менделеев поставил кобальт перед никелем, теллур - перед йодом вопреки тому, что атомный вес никеля меньше, чем кобальта, и йода - меньше, чем теллура, а позже и аргон перед калием, несмотря на то, что такое положение этих элементов противоречило формулировке периодического закона. [24]
Между атомной массой элементов, зарядом и структурой ядер имеет место глубокая взаимосвязь. Приведенная здесь формулировка периодического закона не противоречит данной Д. И. Менделеевым, а лишь отражает более поздние представления о строении атома. [25]
Важно отметить, что периодический закон был открыт Менделеевым еще задолго до того, как было установлено, что атомы состоят из ядер и электронов. Менделеев положил в основу формулировки периодического закона атомную массу ( по терминологии того времени - атомный вес), но тем не менее в некоторых случаях расположил элементы не в порядке возрастания атомных масс, а в том порядке, который диктовался всей совокупностью их свойств. В настоящее время периодический закон формулируется так: свойства элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ являются периодической функцией от зарядов их ядер. [26]
Слова, взятые за эпиграф к данной главе, представляют собой первый общий вывод из первой статьи Менделеева о периодическом законе. В них заключена основа всей менделеевской формулировки периодического закона. [27]
Применительно к системе химических элементов ( понимая ее как Систему видов атомов) непрерывная ( поступательная) тенденция состоит в закономерном росте суммы протонов и менее закономерном росте общего числа нуклонов в ядре, представляемого ранее как атомный вес. Именно нарушение закономерного роста атомного веса послужило причиной для замены его в менделеевской формулировке Периодического закона на более надежную характеристику атома - число протонов в ядре атома. [28]
Этот принцип в основном правильно выражает реально существующие взаимосвязи между отдельными свойствами как в самом элементе, так и между элементами. Дальнейшее развитие химии и физики, открытие электрона и радиоактивности, достижения других естественных наук позволшш уточнить этот принцип; на основе изучения строения атомов и составных его частей - ядра и электронной оболочки - была дана новая, более совершенная формулировка периодического закона. Эта новая формулировка периодического закона обогащает и дальше развивает менделеевскую систему, но ни в какой мере не отменяет и не отрицает ее основное содержание. [29]
Как видно, во всех отрезках ряда элементов повторяется одна и та же закономерность: резкое изменение свойств при переходе от галогена к щелочному металлу и ослабление основных свойств при переходе к следующему элементу. Можно с уверенностью сказать, что, как бы сложно ни изменялись свойства элементов в промежутках между магнием и хлором, кальцием и бромом, стронцием и иодом, не может быть иного вывода, кроме того, который был сделан Менделеевым: свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от их атомных весов. Это и есть формулировка периодического закона, или закона периодичности, как его называл Менделеев. Мы увидим в дальнейшем, что и формы соединений находятся в периодической зависимости от атомных весов элементов. В связи с этим Менделеев дополняет формулировку закона: свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. [30]