Периодический закон


Периодический закон — фундаментальный закон природы, открытый Д. И. Менделеевым в 1869 году при сопоставлении свойств известных в то время химических элементов и величин их атомных масс.

После открытия периодического закона Д. И. Менделеев два года совершенствовал его формулировку и окончательно оформил её в следующем виде (1871):

Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса[1].

С развитием атомной физики и квантовой химии Периодический закон получил строгое теоретическое обоснование. Благодаря классическим работам Й. Ридберга (1897), А. Ван-ден-Брука (1913), Г. Мозли (1913) был раскрыт физический смысл порядкового (атомного) номера элемента. Позднее была создана квантово-механическая модель периодического изменения электронного строения атомов химических элементов по мере возрастания зарядов их ядер (Н. Бор, В. Паули, Э. Шрёдингер, В. Гейзенберг и др.). В настоящее время Периодический закон Д. И. Менделеева имеет следующую формулировку:

Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений, находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов

Особенность Периодического закона среди других фундаментальных законов заключается в том, что он не имеет выражения в виде математического уравнения. Периодический закон универсален для Вселенной: как образно заметил известный русский химик Н. Д. Зелинский, Периодический закон явился «открытием взаимной связи всех атомов в мироздании». Графическим (табличным) выражением закона является разработанная Менделеевым периодическая система химических элементов. Всего предложено несколько сотен[2] вариантов изображения периодической системы (аналитических кривых, таблиц, геометрических фигур и т. п.).


Памятник на территории Словацкого технологического университета (Братислава), посвящённый Д. И. Менделееву
Таблица Дальтона (1806)
Таблица Ньюлендса (1866)
Закон октав Ньюлендса
Портрет Д. И. Менделеева (1861)
Д. И. Менделеев. Рукопись «Опыта системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». 17 февраля 1869 года (1 марта 1869 года)
Версия периодической системы Менделеева 1891 года. В ней нет благородных газов
Порядок открытия химических элементов. Красные — известны с древности, оранжевые — известны во времена Лавуазье (1789), жёлтый — во времена Менделеева (1869), зелёный — к публикации Деминга (1923), синий — к таблице Сиборга (1945), серый — к 2000 году, фиолетовый — к 2012 году
Зависимость сродства к электрону атома от атомного номера элемента (экзоэффект указан со знаком минус, эндоэффект со знаком плюс)
Рис. 3. Шкала электроотрицательности по Полингу
Рис. 5. Схема строения последних уровней бериллия, 9.32 эВ (слева) и бора, 8,29 эВ (справа)
Рис. 6. Схема строения последних уровней азота, 14,53 эВ (слева) и кислорода, 13,62 эВ (справа)
Рис. 8. Вторичнопериодическая зависимость первой энергии ионизации атомов от атомного номера