Страница защищена ожидающими изменениями
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Текущая форма периодической таблицы. По состоянию на 2021 год известно 118 элементов.

Периодическая таблица представляет собой расположение химических элементов , структурирован по их атомному номеру , электронной конфигурации и повторяющейся химические свойства . В основной форме элементы представлены в порядке возрастания атомного номера в последовательности считывания. Затем строки и столбцы создаются путем начала новых строк и расстановки пустых ячеек, чтобы строки ( периоды ) и столбцы ( группы ) отображали элементы с повторяющимися свойствами (так называемая периодичность). Например, все элементы в группе (столбце) 18 представляют собой благородные газы , практически не вступающие в химическую реакцию.

История периодической таблицы отражает более два столетия роста в понимании физических и химических свойств элементов, с крупными взносов Антуан-Лоран де Лавуазье , Дёберейнер , Ньюлендс , Юлиус Лотар Мейер , Дмитрий Менделеев , Гленн Т. Сиборг и другие. [1] [2]

Ранняя история [ править ]

Дополнительная информация: Классический элемент

Ряд физических элементов (таких как платина , ртуть , олово и цинк ) был известен с древности , так как они найдены в своей естественной форме и относительно просто добыть примитивными инструментами. [3] Около 330 г. до н. Э. Греческий философ Аристотель предположил, что все состоит из смеси одного или нескольких корней , идея, которая первоначально была предложена сицилийским философом Эмпедоклом . Четыре корней, которые впоследствии были переименованы в качестве элементов от Платона , были землями ,вода , воздух и огонь . Подобные представления об этих четырех элементах существовали и в других древних традициях, например в индийской философии .

Первая категоризация [ править ]

Хенниг Брэнд , как показано в «Алхимике, открывающем фосфор»

История периодической таблицы Менделеева - это также история открытия химических элементов . Первый человек в истории , чтобы открыть новый элемент был Хенниг Бранда , банкрот немецким купцом. Бранд попытался найти философский камень - мифический объект, который должен был превращать недорогие неблагородные металлы в золото. В 1669 году (или позже) его эксперименты с дистиллированной человеческой мочой привели к образованию светящегося белого вещества, которое он назвал «холодным огнем» ( kaltes Feuer ). [4] Он держал свое открытие в секрете до 1680 года, когда ирландский химик Роберт Бойлзаново открыл фосфор и опубликовал свои открытия. Открытие фосфора помогло поднять вопрос о том, что означает для вещества быть элементом.

В 1661 году Бойль определил элемент как «те примитивные и простые Тела, из которых, как говорят, состоят смешанные тела, и в которые они в конечном итоге разделены». [5]

В 1789 году французский химик Антуан Лавуазье написал Traité Élémentaire de Chimie ( Элементарный трактат химии ), который считается первым современным учебником по химии . Лавуазье определил элемент как вещество, мельчайшие единицы которого не могут быть разбиты на более простое вещество. [6] Книга Лавуазье содержала список «простых веществ», которые, по мнению Лавуазье, нельзя было разбить дальше, включая кислород , азот , водород , фосфор , ртуть , цинк и серу., которые легли в основу современного списка элементов. В список Лавуазье также входили « легкие » и « калорийные », которые в то время считались материальными веществами. Он разделил эти вещества на металлы и неметаллы. Хотя многие ведущие химики отказывались верить новым открытиям Лавуазье, « Элементарный трактат» был написан достаточно хорошо, чтобы убедить молодое поколение. Однако описания Лавуазье своих элементов не полны, поскольку он классифицировал их только как металлы и неметаллы.

Дальтон (1806 г.): перечисление известных элементов по атомному весу

В 1808–1810 годах британский натурфилософ Джон Дальтон опубликовал метод, с помощью которого можно получить предварительные атомные веса для элементов, известных в его время, на основе стехиометрических измерений и разумных выводов. Атомная теория Дальтона была принята многими химиками в 1810-1820-х годах.

В 1815 году британский врач и химик Уильям Праут заметил, что атомный вес, по-видимому, кратен весу водорода. [7] [8]

В 1817 году немецкий физик Иоганн Вольфганг Доберейнер начал формулировать одну из самых ранних попыток классификации элементов. [9] В 1829 году он обнаружил, что может формировать некоторые элементы в группы по три, причем члены каждой группы имеют связанные свойства. Он назвал эти группы триадами . [10]

Определение закона Триады: «Химически аналогичные элементы, расположенные в порядке возрастания их атомных весов, образовали хорошо обозначенные группы из трех, называемых Триадами, в которых атомный вес среднего элемента, как было обнаружено, обычно был средним арифметическим атомного веса другого элемента. два элемента в триаде.

  1. хлор , бром и йод
  2. кальций , стронций и барий
  3. сера , селен и теллур
  4. литий , натрий и калий

В 1860 году пересмотренный список элементов и атомных масс был представлен на конференции в Карлсруэ . Это помогло стимулировать создание более обширных систем. Первая такая система появилась за два года. [11]

Комплексные формализации [ править ]

Свойства элементов и, следовательно, свойства легких и тяжелых тел, образованных из них, находятся в периодической зависимости от их атомного веса.

-  Русский химик Дмитрий Менделеев, впервые сформулировавший периодический закон в своей статье 1871 года «Периодическая закономерность химических элементов» [12]

Французский геолог Александр-Эмиль Бегуйе де Шанкуртуа заметил, что элементы, упорядоченные по их атомному весу, через равные промежутки времени проявляли схожие свойства. В 1862 году он разработал трехмерную диаграмму, названную «теллурической спиралью», в честь элемента теллура , который упал около центра его диаграммы. [13] [14] С элементами, расположенными по спирали на цилиндре в порядке возрастания атомного веса, де Шанкуртуа увидел, что элементы с аналогичными свойствами выстроены вертикально. В исходной статье Шанкуртуа в Comptes rendus de l'Académie des Sciences не было диаграммы и использовались геологические, а не химические термины. В 1863 году он расширил свою работу, включив диаграмму и добавивионы и соединения . [15]

Следующая попытка была предпринята в 1864 году. Британский химик Джон Ньюлендс представил классификацию 62 известных элементов. Ньюлендс заметил повторяющиеся тенденции в физических свойствах элементов с повторяющимися интервалами, кратными восьми в порядке массового числа; [16] на основании этого наблюдения он классифицировал эти элементы на восемь групп. Каждая группа показала подобный прогресс; Ньюлендс сравнил эти прогрессии с прогрессией нот в музыкальной гамме. [14] [17] [18] [19] Таблица Ньюлендса не оставляла пробелов для возможных будущих элементов, а в некоторых случаях содержала два элемента в одной позиции в одной октаве. Стол Ньюлендса высмеивал некоторые из его современников. ВХимическое общество отказалось опубликовать его работу. Президент Общества Уильям Одлинг защищал решение Общества, говоря, что такие «теоретические» темы могут быть спорными; [20] внутри Общества возникла еще более резкая оппозиция, предполагающая, что элементы можно было так же хорошо перечислить в алфавитном порядке. [11] Позже в том же году Одлинг предложил свой собственный стол [21], но не получил признания после своей роли в противостоянии столу Ньюлендса. [20]

Немецкий химик Лотар Мейер также отметил последовательности схожих химических и физических свойств, повторяющиеся через определенные промежутки времени. По его словам, если бы атомные веса были нанесены в виде ординат (т. Е. По вертикали), а атомные объемы в виде абсцисс (т. Е. По горизонтали) - кривая получала серию максимумов и минимумов - наиболее электроположительные элементы появлялись бы на пиках кривой в порядок их атомных весов. В 1864 году вышла его книга; он содержал раннюю версию периодической таблицы, содержащей 28 элементов, и классифицировал элементы на шесть семейств по их валентности.- впервые элементы сгруппированы по их валентности. До тех пор работы по организации элементов по атомному весу тормозились из-за неточных измерений атомного веса. [22]В 1868 году он переработал свою таблицу, но эта редакция была опубликована в виде черновика только после его смерти. В статье, датированной декабрем 1869 года и появившейся в начале 1870 года, Мейер опубликовал новую периодическую таблицу из 55 элементов, в которой ряд периодов завершается элементом группы щелочноземельных металлов. Документ также включал линейную диаграмму относительных атомных объемов, которая проиллюстрировала периодические отношения физических характеристик элементов и которая помогла Мейеру решить, где элементы должны находиться в его периодической таблице. К этому времени он уже видел публикацию первой таблицы Менделеева, но его работа, похоже, была в значительной степени независимой. [3]

В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев расположил 63 элемента, увеличивая атомный вес в нескольких столбцах, отмечая повторяющиеся химические свойства в них. Иногда говорят, что он раскладывал «химический пасьянс» в длительных поездках на поезде [23], используя карты с символами и атомным весом известных элементов. [ необходима цитата ] Другая возможность состоит в том, что он был частично вдохновлен периодичностью санскритского алфавита, на который ему указал его друг и лингвист Отто фон Бетлингк . [24]Менделеев использовал наблюдаемые тенденции, чтобы предположить, что атомные веса некоторых элементов были неправильными, и соответственно изменил их расположение: например, он решил, что в его работе нет места трехвалентному бериллию с атомным весом 14, и сократил оба атомный вес и валентность бериллия на треть, что позволяет предположить, что это двухвалентный элемент с атомной массой 9,4. Менделеев широко распространял печатные листы таблицы среди химиков в России и за рубежом. [25] [26] [27] Менделеев утверждал в 1869 году, что существует семь типов высших оксидов. [28] [a] Менделеев продолжал улучшать свой порядок; в 1870 году он приобрел табличную форму, и каждому столбцу был присвоен свой высший оксид [29].а в 1871 году он развил его и сформулировал то, что он назвал «законом периодичности». [12] Некоторые изменения также произошли в новых редакциях, при этом некоторые элементы изменили положение.

  • Различные попытки построения всеобъемлющей формализации

  • Периодическая таблица Мейера, опубликованная в "Die modernen Theorien der Chemie", 1864 г. [22]

  • Закон октав Ньюлендса, 1866 г.

  • Первая попытка Менделеева системы элементов , 1869 г.

  • Природная система стихий Менделеева , 1870 г.

  • Таблица Менделеева, 1871 г.

Приоритетный спор и признание [ править ]

Этот человек справедливо считается создателем конкретной научной идеи, который воспринимает не только ее философский, но и реальный аспект, и который понимает это, чтобы проиллюстрировать вопрос, чтобы каждый мог убедиться в ее истинности. Только тогда идея, как и материя, становится нерушимой.

-  Менделеев в своей статье 1881 года в британском журнале Chemical News в переписке с Мейером о приоритете изобретения таблицы Менделеева [30]

Предсказания Менделеева и неспособность включить редкоземельные металлы [ править ]

Прогнозы Менделеева [31] [b]
Имя
Атомный вес Менделеева		Современный атомный
вес		Современное название
(год открытия)
Эфир0,17--
Корониум0,4--
Эка-бор4444,6Скандий
Эка-церий54--
Эка-алюминий6869,2Галлий
Эка-силикон7272,0Германий
Эка-марганец10099Технеций (1925)
Эка-молибден140--
Эка-ниобий146--
Эка-кадмий155--
Эка-йод170--
Тримарганец190186Рений (1925)
Эка-цезий175--
Дви-теллур212210Полоний (1898 г.)
Дви-цезий220223Франций (1937)
Эка-тантал235231Протактиний (1917)

Даже когда Менделеев исправлял положения некоторых элементов, он думал, что некоторые отношения, которые он мог найти в своей великой схеме периодичности, не могут быть найдены, потому что некоторые элементы все еще не были обнаружены, и поэтому он полагал, что эти элементы, которые все еще не были обнаружены, будут иметь свойства, которые могут быть выведено из ожидаемых отношений с другими элементами. В 1870 г. он впервые попытался охарактеризовать еще неоткрытых элементов, и он дал подробные предсказания для трех элементов, которые он назвал эка-бор , эка-алюминий и эка-кремний , [33] , а также более кратко отметить , несколько других ожидания. [34] Было предложено, чтобы префиксы eka ,dvi и tri , санскрит для одного, двух и трех соответственно, являются данью Панини и другим древним санскритским грамматикам за изобретение периодического алфавита. [24] В 1871 году Менделеев еще больше расширил свои прогнозы.

По сравнению с остальной частью работы, в списке Менделеева 1869 года не указаны семь известных на тот момент элементов: индий , торий и пять редкоземельных металлов - иттрий , церий , лантан , эрбий и дидимий (последние два были позже обнаружены как смеси из разных элементов); игнорирование этого позволило бы ему восстановить логику увеличения атомного веса. Эти элементы (которые в то время считались двухвалентными) озадачили Менделеева тем, что они не демонстрировали постепенного увеличения валентности, несмотря на их, казалось бы, соответствующие атомные веса. [35] Менделеев сгруппировал их вместе, думая о них как о серии определенного типа. [c]В начале 1870 года он решил, что веса этих элементов должны быть неправильными и что редкоземельные металлы должны быть трехвалентными (что соответственно увеличивает их вес вдвое). Он измерил теплоемкость индия, урана и церия, чтобы продемонстрировать увеличение их расчетной валентности (что вскоре было подтверждено прусским химиком Робертом Бунзеном ). [36] Менделеев рассмотрел изменение, оценивая каждый элемент в отдельном месте в своей системе элементов, вместо того, чтобы рассматривать их как ряд.

Менделеев заметил, что существует значительная разница в атомной массе между церием и танталом, между которыми нет никаких элементов; он считал, что между ними существует ряд еще неоткрытых элементов, которые будут проявлять свойства, аналогичные тем элементам, которые должны были быть обнаружены выше и ниже них: например, эка-молибден будет вести себя как более тяжелый гомолог молибдена и более легкий гомолог вольфрама (название, под которым Менделеев знал вольфрам ). [37] Этот ряд начнется с трехвалентного лантана, четырехвалентного церия и пятивалентного дидимия. Однако высшая валентность дидимия не была установлена, и Менделеев попытался сделать это сам. [38]Не добившись успеха в этом, он отказался от своих попыток включить редкоземельные металлы в конце 1871 года и приступил к своей великой идее светоносного эфира . Его идею продолжил австро-венгерский химик Богуслав Браунер , который стремился найти место в периодической таблице для редкоземельных металлов; [39] Менделеев позже называл его «одним из истинных консолидаторов периодического закона». [d]

В дополнение к предсказаниям скандия, галлия и германия, которые были быстро реализованы, таблица Менделеева 1871 года оставила гораздо больше мест для неоткрытых элементов, хотя он не дал подробных предсказаний их свойств. Всего он предсказал восемнадцать элементов, хотя только половина соответствовала элементам, которые были позже обнаружены. [41]

Приоритет открытия [ править ]

Ни одно из предложений не было принято сразу, и многие современные химики сочли его слишком абстрактным, чтобы иметь какое-либо значение. Из тех химиков, которые предложили свою категоризацию, Менделеев выделялся тем, что стремился поддержать свою работу и продвигать свое видение периодичности. [ необходима цитата ] Напротив, Мейер не очень активно продвигал свою работу, а Ньюлендс не предпринял ни единой попытки получить признание за рубежом. [ необходима цитата ]

И Менделеев, и Мейер создали свои таблицы для своих педагогических нужд; Разница между их таблицами хорошо объясняется тем фактом, что два химика стремились использовать формализованную систему для решения разных задач. [42] Менделеев намеревался помочь в составлении своего учебника « Основы химии» , тогда как Мейер был больше озабочен изложением теорий. [42] Прогнозы Менделеева возникли за пределами педагогической сферы в области журнальной науки [43], в то время как Мейер не делал никаких прогнозов и прямо указал в своей таблице и в своем учебнике, в котором они содержались, « Современные теории», не следует использовать для прогнозирования, чтобы убедить его учеников не делать слишком много чисто теоретически построенных прогнозов. [44]

Менделеев и Мейер различались темпераментом, по крайней мере, когда дело касалось продвижения их произведений. Смелость предсказаний Менделеева была отмечена некоторыми современными химиками, какими бы скептическими они ни были. [45] Мейер сослался на «смелость» Менделеева в издании « Современных теорий» , тогда как Менделеев высмеял нерешительность Мейера в предсказаниях в издании « Основ химии» . [45]

Распознавание таблицы Менделеева [ править ]

В конце концов, периодическая таблица была оценена за ее описательную силу и за окончательную систематизацию взаимосвязей между элементами [46], хотя такая оценка не была универсальной. [47] В 1881 году Менделеев и Мейер поспорили через обмен статьями в британском журнале Chemical News по поводу приоритета таблицы Менделеева, который включал статью Менделеева, статью Мейера, статью с критикой понятия периодичности и многое другое. [48] В 1882 году Королевское общество в Лондоне наградило медалью Дэви.Менделееву и Мейеру за их работу по классификации элементов; хотя к тому времени были обнаружены два из предсказанных Менделеевым элементов, предсказания Менделеева вообще не упоминались в обосновании премии.

Эка-алюминий Менделеева был открыт в 1875 году и стал известен как галлий ; эка-бор и эка-кремний были открыты в 1879 и 1886 годах соответственно и получили названия скандий и германий . [14] Менделеев смог даже скорректировать некоторые начальные измерения с помощью своих предсказаний, включая первое предсказание галлия, которое довольно близко соответствовало экаалюмию, но имело другую плотность. Менделеев посоветовал первооткрывателю, французскому химику Полю-Эмилю Лекоку де Буабодрану., чтобы снова измерить плотность; де Буабодран изначально был настроен скептически (не в последнюю очередь потому, что думал, что Менделеев пытается получить от него должное), но в конце концов признал правильность предсказания. Менделеев связался со всеми тремя первооткрывателями; все трое отметили близкое сходство обнаруженных ими элементов с предсказаниями Менделеева, причем последний из них, немецкий химик Клеменс Винклер , признал, что это предположение было впервые сделано не Менделеевым или им самим после переписки с ним, а другим человеком, немецким химиком. Иероним Теодор Рихтер . [e]Некоторые современные химики не были убеждены в этих открытиях, отметив несходство между новыми элементами и предсказаниями или заявив, что те сходства, которые действительно существовали, были случайными. [47] Однако успех предсказаний Менделеева помог распространить информацию о его периодической таблице. [50] Позднее химики использовали успех этих предсказаний Менделеева, чтобы оправдать свою таблицу. [11]

К 1890 году его таблица Менделеева была повсеместно признана частью фундаментальных химических знаний. [51] Помимо правильных предсказаний Менделеева, этому, возможно, способствовал ряд аспектов. Одна из них могла заключаться в правильном размещении многих элементов, атомные веса которых, как считалось, имели неправильные значения, но позже были исправлены. [50] Дебаты о положении редкоземельных металлов также помогли спровоцировать дискуссию о столе. [50] [f] В 1889 году Менделеев отметил на лекции Фарадея в Королевском институте в Лондоне, что он не ожидал, что проживет достаточно долго, «чтобы сообщить об их открытии Химическому обществу Великобритании как подтверждение точности и общности. периодического закона ".[52]

Инертные газы и эфир [ править ]

Великая ценность обобщения Ньюленда, Менделеефа и Лотара Мейера, известного как периодическое расположение элементов, общепризнано. Но следует допустить, что изучение этого устройства доставляет удовольствие; ибо, хотя свойства элементов, несомненно, качественно различаются и, действительно, показывают приблизительные количественные отношения к их положению в периодической таблице, все же есть необъяснимые отклонения от регулярности, которые вселяют надежды на открытие еще более далеко идущего обобщение. Каким может быть это обобщение, еще предстоит угадать; но то, что он должен лежать в основе того, что известно, и давать ключ к объяснению нарушений, не подлежит сомнению.

-  Британские химики Уильям Рамзи и Моррис Траверс в 1900 году обсуждают свои исследования новых инертных газов [53]

Инертные газы [ править ]

Британский химик Генри Кавендиш , открывший водород в 1766 году, обнаружил, что воздух состоит из большего количества газов, чем азот и кислород . [54] Он записал эти находки в 1784 и 1785 годах; среди них он обнаружил еще не идентифицированный газ, менее активный, чем азот. Гелий был впервые обнаружен в 1868 году; отчет был основан на новой методике спектроскопии, и некоторые спектральные линии, испускаемые Солнцем, не совпадали с линиями любого из известных элементов. Менделеева это открытие не убедило, поскольку вариация умеренного климата приводила к изменению интенсивности спектральных линий и их местоположению в спектре; [55]этого мнения придерживались некоторые другие ученые того времени. Другие полагали, что спектральные линии могут принадлежать элементу, который произошел на Солнце, но не на Земле; некоторые считали, что его еще не нашли на Земле. [ необходима цитата ]

В 1894 году британский химик Уильям Рамзи и британский физик лорд Рэлей выделили аргон из воздуха и определили, что это новый элемент. Однако аргон не вступал в какие-либо химические реакции и был - что весьма необычно для газа - одноатомным; [g] он не укладывается в периодический закон и, таким образом, ставит под сомнение само его понятие. Не все ученые сразу приняли это сообщение; Первоначальный ответ Менделеева на это заключался в том, что аргон был трехатомной формой азота, а не отдельным элементом. [57]Хотя идея о возможности существования группы между галогенами и щелочными металлами существовала (некоторые ученые полагали, что несколько значений атомной массы между галогенами и щелочными металлами отсутствовали, тем более что места в этой половине группы VIII оставались вакантными), [58] аргон нелегко сопоставить положение между хлором и калием, потому что его атомный вес превышает атомный вес хлора и калия. [59] Таким образом, были использованы другие объяснения; например, Рамзи предположил, что аргон может быть смесью разных газов. [59] Некоторое время Рамзи считал, что аргон может быть смесью трех газов с одинаковым атомным весом; эта триада напоминала бы триаду железа, кобальта и никеля и аналогичным образом относилась к группе VIII.[60] Уверенный, что более короткие периоды содержат на концах триады газов, Рамзи предположил в 1898 г. существование газа между гелием и аргоном с атомным весом 20; после его открытия позже в том же году (он был назван неоновым ) Рамзи продолжал интерпретировать его как член горизонтальной триады в конце того периода. [61]

В 1896 году Рамзи проверил отчет американского химика Уильяма Фрэнсиса Хиллебранда , который обнаружил пар инертного газа в образце уранинита . Желая доказать, что это азот, Рамзи проанализировал другой урановый минерал, клевеит , и обнаружил новый элемент, который назвал криптоном. Это открытие было исправлено британским химиком Уильямом Круксом , который сопоставил его спектр со спектром солнечного гелия. [62] После этого открытия Рамзи, используя фракционную дистилляцию для разделения воздуха, в 1898 году открыл еще несколько таких газов: метаргон, криптон , неон и ксенон.; детальный спектроскопический анализ первого из них показал, что он был загрязнен примесью углерода на основе аргона. [ необходима цитата ] Рамзи изначально скептически относился к существованию газов тяжелее аргона, и открытие криптона и ксенона стало для него неожиданностью; однако Рамзи принял собственное открытие, и пять недавно открытых инертных газов (теперь благородных газов ) были помещены в одну колонку в периодической таблице. [63] Хотя таблица Менделеева предсказывала несколько неоткрытых элементов, она не предсказывала существование таких инертных газов, и Менделеев первоначально отверг и эти открытия. [64] [ч]

Изменения в таблице Менделеева [ править ]

Хотя последовательность атомных весов предполагала, что инертные газы должны располагаться между галогенами и щелочными металлами, а предложения о включении их в группу VIII поступали еще в 1895 году [66], такое размещение противоречило одному из основных соображений Менделеева, а именно: высшие оксиды. Инертные газы не образуют никаких оксидов и вообще никаких других соединений, и поэтому их размещение в группе, где элементы должны образовывать тетраоксиды, рассматривалось как просто вспомогательное, а не естественное; Менделеев сомневался в включении этих элементов в группу VIII. [66]Более поздние разработки, особенно британские ученые, были сосредоточены на соответствии инертных газов галогенам слева и щелочным металлам справа. В 1898 году, когда окончательно были известны только гелий, аргон и криптон, Крукс предложил поместить эти элементы в одну колонку между водородной группой и фторной группой. [67] В 1900 году в Прусской академии наук Рамзи и Менделеев обсуждали новые инертные газы и их положение в периодической таблице; Рамзи предложил поместить эти элементы в новую группу между галогенами и щелочными металлами, с чем согласился Менделеев. [50]Рамзи опубликовал статью после бесед с Менделеевым; таблицы в нем показывают галогены слева от инертных газов и щелочных металлов справа. [68] За две недели до этого обсуждения бельгийский ботаник Лео Эррера предложил Королевской академии наук, литературы и изящных искусств Бельгии поместить эти элементы в новую группу 0 . В 1902 году Менделеев написал, что эти элементы следует поместить в новую группу 0; он сказал, что эта идея согласуется с тем, что ему предложил Рамзи, и сослался на Эрреру как на первого человека, который предложил эту идею. [69] Сам Менделеев добавил эти элементы в таблицу как группу 0 в 1902 году, не нарушив основной концепции периодической таблицы. [69] [70]

В 1905 году швейцарский химик Альфред Вернер определил мертвую зону таблицы Менделеева. Он определил, что редкоземельные элементы ( лантаноиды ), 13 из которых были известны, находятся внутри этого промежутка. Хотя Менделеев знал о лантане , церии и эрбии , они ранее не учитывались в таблице, поскольку их общее количество и точный порядок не были известны; Менделеев все еще не мог уместить их в своей таблице к 1901 году. [64] Это было отчасти следствием их сходного химического состава и неточного определения их атомных масс. В сочетании с отсутствием известной группы подобных элементов это затрудняло размещение лантаноидов в периодической таблице. [71]Это открытие привело к реструктуризации таблицы и первому появлению формы из 32 столбцов . [72]

Эфир [ править ]

К 1904 году таблица Менделеева изменила порядок нескольких элементов и включила благородные газы вместе с большинством других недавно открытых элементов. У него все еще была мертвая зона, а над водородом и гелием был добавлен нулевой ряд, чтобы включить короний и эфир , которые в то время считались элементами. [72] Хотя эксперимент Майкельсона-Морли в 1887 году поставил под сомнение возможность использования светоносного эфира как среды, заполняющей пространство, физики установили ограничения на его свойства. [73]Менделеев считал, что это очень легкий газ с атомным весом на несколько порядков меньше, чем у водорода. Он также предположил, что он будет редко взаимодействовать с другими элементами, подобно благородным газам его нулевой группы, а вместо этого проникает в вещества со скоростью 2250 километров (1400 миль) в секунду. [я]

Менделеева не устраивало непонимание природы этой периодичности; это было бы возможно только с пониманием состава атома. Однако Менделеев твердо верил, что будущее только развит эту идею, а не бросит ей вызов, и подтвердил свою веру в письменной форме в 1902 году [74].

  • Ранние разработки таблицы Менделеева

  • Основная таблица Менделеева, опубликованная австралийским химиком Дэвидом Ормом Массоном в 1895 году.

  • Фрагмент таблицы Менделеева, опубликованной Рамзи в 1896 году.

  • Фрагмент таблицы Менделеева, опубликованной Рамзи в 1900 году.

  • Периодическая таблица, опубликованная Эррерой в 1900 году.

  • Таблица Менделеева 1904 года. Он включает благородные газы в группу 0 и имеет два зарезервированных промежутка для корония и эфира .

  • Таблица Вернера 1905 г., состоящая из 32 столбцов. В этой таблице оставалось место для многих неизвестных тогда элементов, а позиции некоторых элементов были пересмотрены после достижений в атомной теории.

Атомная теория и изотопы [ править ]

Радиоактивность и изотопы [ править ]

Фотосъемка характеристических линий рентгеновского излучения элементов с атомным номером от 20 до 29

В 1900 году были известны четыре радиоактивных элемента: радий , актиний , торий и уран . Эти радиоактивные элементы (называемые «радиоэлементами») были соответственно помещены в нижнюю часть периодической таблицы, поскольку, как было известно, они имели больший атомный вес, чем стабильные элементы, хотя их точный порядок не был известен. Исследователи полагали, что радиоактивных элементов еще предстоит обнаружить, и в течение следующего десятилетия цепочки распада тория и урана были тщательно изучены. Было обнаружено много новых радиоактивных веществ, в том числе благородный газ радон , и исследованы их химические свойства. [14]К 1912 году в цепях распада тория и урана было обнаружено почти 50 различных радиоактивных веществ. Американский химик Бертрам Болтвуд предложил несколько цепочек распада, связывающих эти радиоэлементы между ураном и свинцом. В то время считалось, что это новые химические элементы, существенно увеличивающие количество известных «элементов» и приводящие к предположениям, что их открытия подорвут концепцию периодической таблицы. [41] Например, между свинцом и ураном не хватило места для этих открытий, даже если предположить, что некоторые открытия были дубликатами или неправильными идентификациями. Также считалось, что радиоактивный распад нарушает один из центральных принципов периодической таблицы Менделеева, а именно, что химические элементы не могут подвергатьсятрансмутации и всегда имели уникальную идентичность. [14]

Фредерик Содди и Казимеж Фаянс в 1913 году обнаружили, что, хотя эти вещества испускали разное излучение [75], многие из этих веществ были идентичны по своим химическим характеристикам, поэтому занимали одно и то же место в периодической таблице. [76] [77] Они стали известны как изотопы от греческого isos topos («то же место»). [14] [78] Австрийский химик Фридрих Панет процитировал разницу между «реальными элементами» (элементами) и «простыми веществами» (изотопами), а также определил, что существование различных изотопов не имеет значения для определения химических свойств. [41]

После открытия британским физиком Чарльзом Гловером Баркла характерных рентгеновских лучей, испускаемых металлами в 1906 году, британский физик Генри Мозли рассмотрел возможную корреляцию между рентгеновским излучением и физическими свойствами элементов. Мозли вместе с Чарльзом Гальтоном Дарвином , Нильсом Бором и Джорджем де Хевеши предположили, что ядерный заряд ( Z ) или масса атома могут быть математически связаны с физическими свойствами. [79] Значение этих атомных свойств было определено в эксперименте Гейгера-Марсдена , в котором были обнаружены атомное ядро ​​и его заряд.[80]

Модель Резерфорда и атомный номер [ править ]

В 1913 году голландский физик-любитель Антониус ван ден Брук был первым, кто предположил, что атомный номер (ядерный заряд) определяет размещение элементов в периодической таблице. Он правильно определил атомные номера всех элементов до атомного номера 50 ( олово ), хотя допустил несколько ошибок с более тяжелыми элементами. Однако у Ван ден Брука не было никакого метода экспериментальной проверки атомных номеров элементов; таким образом, они все еще считались следствием атомной массы, которая использовалась при упорядочивании элементов. [79]

Мозли был полон решимости проверить гипотезу Ван ден Брука. [79] После года исследования линий фраунгофера различных элементов он обнаружил связь между длиной волны рентгеновского излучения элемента и его атомным номером. [81] Таким образом, Мозли получил первые точные измерения атомных чисел и определил абсолютную последовательность элементов, что позволило ему реструктурировать периодическую таблицу. Исследование Мозли немедленно устранило несоответствия между атомной массой и химическими свойствами, где секвенирование строго по атомной массе привело бы к группам с несовместимыми химическими свойствами. Например, его измерения длин волн рентгеновского излучения позволили ему правильно разместить аргон (Z  = 18) перед калием ( Z  = 19), кобальтом ( Z  = 27) перед никелем ( Z  = 28), а также теллуром ( Z  = 52) перед йодом ( Z  = 53) в соответствии с периодическими тенденциями . Определение атомных номеров также прояснило порядок химически подобных редкоземельных элементов; он также использовался для подтверждения того, что заявленное Жоржем Урбэном открытие нового редкоземельного элемента ( целция ) было недействительным, что принесло Мозли признание за эту технику. [79]

Шведский физик Карл Зигбан продолжил работу Мозли для элементов тяжелее золота ( Z  = 79) и обнаружил, что самый тяжелый известный элемент в то время, уран , имел атомный номер 92. При определении наибольшего идентифицированного атомного номера пробелы в последовательности атомных номеров были окончательно определены, если атомный номер не имел известного соответствующего элемента; пробелы произошли под атомными номерами 43, 61, 72, 75, 85 и 87. [79]

Электронная оболочка и квантовая механика [ править ]

В 1914 году шведский физик Йоханнес Ридберг заметил, что атомные номера благородных газов равны удвоенным суммам квадратов простых чисел: 2 = 2 · 1 2 , 10 = 2 (1 2 + 2 2 ), 18 = 2 (1 2 + 2 2 + 2 2 ), 36 = 2 (1 2 + 2 2 + 2 2 + 3 2 ), 54 = 2 (1 2 + 2 2 + 2 2 + 3 2 + 3 2 ), 86 = 2 ( 1 2 + 2 2 + 2 2 + 3 2 + 3 2 + 42 ). Это открытие было принято как объяснение фиксированной продолжительности периодов и привело к перемещению благородных газов с левого края таблицы, в группе 0, вправо, в группе VIII. [69] Нежелание благородных газов вступать в химические реакции было объяснено указанием стабильности замкнутых электронных конфигураций благородных газов; из этого понятия возникло правило октетов . [69] Среди известных работ, которые установили важность периодичности восьми, были теория валентных связей , опубликованная в 1916 году американским химиком Гилбертом Н. Льюисом [82] и октетная теория химической связи, опубликованная в 1919 году американским химиком Ирвингом. Ленгмюра .[83] [84]

В 1910-х и 1920-х годах новаторские исследования в области квантовой механики привели к новым достижениям в теории атома и небольшим изменениям в периодической таблице. Модель Бора была разработана в это время и отстаивала идею электронных конфигураций , определяющих химические свойства. Бор предположил, что элементы в одной и той же группе ведут себя одинаково, потому что у них похожие электронные конфигурации, и что благородные газы заполняют валентные оболочки; [85] это составляет основу современного правила октетов . Этим исследованием тогда руководил австрийский физик Вольфганг Паули.чтобы исследовать длину периодов в периодической таблице в 1924 году. Менделеев утверждал, что существует фиксированная периодичность, равная восьми, и ожидал математической корреляции между атомным номером и химическими свойствами; [86] Паули продемонстрировал, что это не так. Вместо этого был разработан принцип исключения Паули . Это утверждает, что никакие электроны не могут сосуществовать в одном и том же квантовом состоянии, и показывает, в сочетании с эмпирическими наблюдениями, существование четырех квантовых чисел и следствие порядка заполнения оболочки. [85] Это определяет порядок, в котором заполняются электронные оболочки , и объясняет периодичность периодической таблицы.

Британскому химику Чарльзу Бери приписывают первое использование термина переходный металл в 1921 году для обозначения элементов между элементами основной группы групп II и III. Он объяснил химические свойства переходных элементов как следствие заполнения внутренней подоболочки, а не валентной оболочки. Это предположение, основанное на работе американского химика Гилберта Н. Льюиса , предполагало появление подоболочки d в периоде 4 и подоболочки f в периоде 6, удлиняя периоды с 8 до 18, а затем с 18 до 32 элементов, тем самым объясняя положение лантаноидов в периодической таблице. [87]

Протон и нейтрон [ править ]

Открытие протона и нейтрона показало, что атом делим; это сделало определение химического элемента Лавуазье устаревшим. Сегодня химический элемент определяется как разновидность атомов с постоянным числом протонов [88], и теперь известно, что это число в точности соответствует порядковому номеру элемента. Открытие также объяснило механизм нескольких типов радиоактивного распада, таких как альфа-распад .

В конце концов было предложено, что протоны и нейтроны состоят из еще более мелких частиц, называемых кварками ; их открытие объяснило превращение нейтронов в протоны при бета-распаде .

Более поздние расширения и конец периодической таблицы [ править ]

Мы уже чувствуем, что приблизились к тому моменту, когда этот [периодический] закон начнет меняться, причем быстро.

-  российский физик Юрий Оганесян , соавтор нескольких сверхтяжелых элементов , в 2019 г. [89]

Актиниды [ править ]

Еще в 1913 году исследования электронной структуры Бора побудили таких физиков, как Ридберг, экстраполировать свойства неоткрытых элементов тяжелее урана. Многие согласились с тем, что следующий за радоном благородный газ, скорее всего, будет иметь атомный номер 118, из которого следует, что ряды переходов в седьмом периоде должны напоминать ряды в шестом . Хотя считалось, что эти переходные серии будут включать серию, аналогичную редкоземельным элементам, характеризующуюся заполнением оболочки 5f, неизвестно, где эта серия начинается. Прогнозы варьировались от атомного номера 90 (торий) до 99, многие из которых предполагали начало за пределами известных элементов (с атомным номером 93 или выше). Элементы из актиниявместо этого считалось, что уран является частью четвертой серии переходных металлов из-за их высокой степени окисления ; соответственно, они были помещены в группы с 3 по 6. [90]

В 1940 году нептуний и плутоний были первыми открытыми трансурановыми элементами ; они располагались последовательно под рением и осмием соответственно. Однако предварительные исследования их химии показали большее сходство с ураном, чем с более легкими переходными металлами, что поставило под сомнение их размещение в периодической таблице. [91] Во время исследования Манхэттенского проекта в 1943 году американский химик Гленн Т. Сиборг столкнулся с неожиданными трудностями при выделении элементов америций и кюрий., поскольку они считались частью четвертой серии переходных металлов. Сиборг задался вопросом, принадлежат ли эти элементы к другой серии, что могло бы объяснить, почему их химические свойства, в частности нестабильность более высоких степеней окисления , отличаются от предсказаний. [91] В 1945 году, вопреки советам коллег, он предложил существенное изменение в таблице Менделеева: серию актинидов . [90] [92]

Сиборг актиниды концепция тяжелой электронной структуры элемента предложил, чтобы актиноиды образуют внутренний переход серия аналогичны редкоземельных серию из лантаноидов элементов, они будут включать в себя вторую строку блока f-(серия 5f), в котором сформированные лантанидах серия 4f. Это облегчило химическую идентификацию америция и кюрия [92], а дальнейшие эксперименты подтвердили гипотезу Сиборга; Спектроскопическое исследование в Лос-Аламосской национальной лаборатории группой во главе с американским физиком Эдвином Макмилланом показало, что орбитали 5f, а не 6d орбитали, действительно наполнялись. Однако эти исследования не смогли однозначно определить первый элемент с 5f-электронами и, следовательно, первый элемент в ряду актинидов; [91] его также называли серией «торид» или «уранид», пока позже не было обнаружено, что серия началась с актиния. [90] [93]

В свете этих наблюдений и очевидного объяснения химии трансурановых элементов, и несмотря на опасения среди его коллег, что это была радикальная идея, которая может испортить его репутацию, Сиборг, тем не менее, представил ее в Chemical & Engineering News, и она получила широкое признание; Таким образом, новая таблица Менделеева поместила актиниды ниже лантаноидов. [92] После принятия концепция актинидов оказалась ключевой в основе открытий более тяжелых элементов, таких как берклий в 1949 году. [94] Она также подтвердила экспериментальные результаты в отношении тенденции к +3 степени окисления в элементах за пределами америция - a тенденция, наблюдаемая в аналогичном ряду 4f. [90]

Релятивистские эффекты и расширения после периода 7 [ править ]

Последующие разработки Сиборга концепции актинидов теоретизировали ряд сверхтяжелых элементов в ряду трансактинидов, включающем элементы от 104 до 121, и суперактинидном ряду элементов от 122 до 153. [91] Он предложил расширенную периодическую таблицу с дополнительным периодом в 50 элементов. (таким образом достигнув элемента 168); этот восьмой период был получен из экстраполяции принципа Ауфбау и поместил элементы с 121 по 138 в g-блок, в котором должна была быть заполнена новая подоболочка g. [95] Модель Сиборга, однако, не учитывала релятивистские эффекты.в результате высокого атомного номера и орбитальной скорости электронов. Буркхард Фрике в 1971 году [96] и Пекка Пюйкко в 2010 году [97] использовали компьютерное моделирование для расчета положений элементов до Z  = 172 и обнаружили, что положения нескольких элементов отличаются от тех, которые предсказал Сиборг. Хотя модели от Pyykkö и Fricke обычно помещают элемент 172 как следующий благородный газ, нет четкого консенсуса относительно электронных конфигураций элементов за пределами 120и таким образом их размещение в расширенной периодической таблице. Сейчас считается, что из-за релятивистских эффектов такое расширение будет содержать элементы, которые нарушают периодичность в известных элементах, тем самым создавая еще одно препятствие для будущих конструкций периодической таблицы. [97]

Открытие теннессина в 2010 году заполнило последний оставшийся пробел в седьмом периоде. Таким образом, любые вновь обнаруженные элементы будут помещены в восьмой период.

Несмотря на завершение седьмого периода, экспериментальная химия некоторых трансактинидов оказалась несовместимой с периодическим законом. В 1990-х Кен Червински из Калифорнийского университета в Беркли наблюдал сходство между резерфордием и плутонием, дубнием и протактинием, а не явным продолжением периодичности в группах 4 и 5. Более поздние эксперименты с коперницием и флеровием дали противоречивые результаты, некоторые из них которые предполагают, что эти элементы ведут себя больше как благородный газ радон , чем ртуть и свинец, их соответствующие родственные соединения.. Таким образом, химия многих сверхтяжелых элементов еще не была хорошо изучена, и остается неясным, можно ли использовать периодический закон для экстраполяции свойств неоткрытых элементов. [2] [98]

Эффекты оболочки, остров стабильности и поиск конца таблицы Менделеева [ править ]


Популяризация [ править ]

Таблица Менделеева - самый мощный маркетинговый ход химии.

-  Британский химик и научный коммуникатор Мартин Полякофф в 2019 г. [99]

См. Также [ править ]

  • Альтернативные периодические таблицы
  • История химии
  • Периодические системы малых молекул
  • Гипотеза Праута
  • Тайна материи: поиск элементов (фильм PBS)
  • Хронология открытий химических элементов

Примечания [ править ]

  1. ^ Это были R 2 O, R 2 O 2 , R 2 O 3 , R 2 O 4 , R 2 O 5 , R 2 O 6 и R 2 O 7 . Позже список был дополнен R 2 O 8 .
  2. ^ Скерри отмечает, что эта таблица «не включает такие элементы, как астат и актиний, которые он [Менделеев] успешно предсказал, но не назвал. Также она не включает предсказания, которые были представлены просто черточками в периодических системах Менделеева. Среди некоторых других неудач, В таблицу не включен элемент инертного газа между барием и танталом, который можно было бы назвать экаксеноном, хотя Менделеев не называл его таковым ». [32]
  3. ^ Он отметил сходство, несмотря на последовательные атомные веса; он назвал такие последовательности первичными группами (в отличие от обычных вторичных групп, подобных галогенам или щелочным металлам). Другие примеры первичных групп включали набор из родия, рутения и палладия, а также набор из иридия, осмия и платины.
  4. ^ Менделеев назвал Браунера таким образом после того, как Браунер измерил атомный вес теллура и получил значение 125. Менделеев думал, что из-за свойств теллура и йода последний должен быть более тяжелым, в то время как современные данные указывают на иное (теллур была оценена значением 128, а йода 127). Однако более поздние измерения, проведенные самим Браунером, показали правильность первоначального измерения; Менделеев сомневался в этом всю оставшуюся жизнь. [40]
  5. ↑ Примечательно, что Менделеев не сразу определил германий как эка-кремний.. Винклер пояснил: «Настоящий случай, однако, довольно ясно показывает, насколько обманчивым может быть использование аналогий, потому что тетрадная ценность германия тем временем стала неопровержимым фактом, и не может быть никаких сомнений в том, что новый элемент - не что иное, как» eka-silicium », предсказанный Менделеевым пятнадцать лет назад. Это отождествление происходит из краткой и все еще очень несовершенной характеристики германия, которую я дал вначале и впервые решительно произнесенной В. фон Рихтером. Почти в то же время Менделеев, заслуженный создатель периодической системы заметил, что хотя некоторые свойства германия, о которых я упомянул, напоминают свойства эка-кремния, наблюдаемая текучесть элемента указывает на возможность размещения его в другом месте периодической системы.Лотар Мейер с самого начала объявил германий эка-кремнием, добавив, что согласно кривой атомного объема, полученной им, вопреки предположению Менделеева, он должен быть легко плавким и, вероятно, также легко испаряющимся. В то время германий еще не был представлен в нормальном состоянии; Тем более примечательно, что, как будет показано ниже, состояние Лотара Мейера в какой-то степени действительно сбылось ».действительно сбылось ".действительно сбылось ".[49]
  6. ^ Таблицы Мейера, напротив, вовсе не пытались включить эти элементы. [ необходима цитата ]
  7. ↑ Единственным другим одноатомным газом, известным в то время, была испаренная ртуть. [56]
  8. ^ Менделеев действительно считал, что некоторые значения атомной массы могут отсутствовать в наборе известных значений. Однако Менделеев не мог сделать предсказание группы инертных газов в манере, аналогичной той, в которой он делал свои предсказания относительно реактивных элементов и их химических свойств. [65]
  9. ^ Понятие эфира было опровергнуто немецким физиком Альбертом Эйнштейном в 1905 году в его специальной теории относительности ; Идея о том, что эфира не существует, была принята в научном сообществе довольно быстро.

Ссылки [ править ]

  1. ^ IUPAC статья о периодической таблице архивация 2008-02-13 в Wayback Machine
  2. ^ a b Робертс, Шивон (27 августа 2019 г.). «Пришло время перевернуть таблицу Менделеева? - Знаковая диаграмма элементов служит химии на протяжении 150 лет. Но это не единственный вариант, и ученые раздвигают его границы» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 27 августа 2019 .
  3. ^ a b Scerri, ER (2006). Периодическая таблица: история и значение ; Нью-Йорк, Нью-Йорк; Издательство Оксфордского университета.
  4. ^ Недели, Мэри (1956). Открытие элементов (6-е изд.). Истон, Пенсильвания, США: журнал химического образования. п. 122.
  5. ^ Бойл, Роберт (1661). Скептический химик . Лондон, Англия: Дж. Крук. п. 16.
  6. ^ Лавуазье с Робертом Керром, пер. (1790) Элементы химии . Эдинбург, Шотландия: Уильям Крич. С п. xxiv: «Поэтому я лишь добавлю по этому поводу, что если под термином элементы мы подразумеваем те простые и неделимые атомы, из которых состоит материя, то весьма вероятно, что мы вообще ничего о них не знаем; но если мы применяем термин элементы или принципы телЧтобы выразить нашу идею о последней точке, которую способен достичь анализ, мы должны признать в качестве элементов все субстанции, в которые мы способны любыми способами преобразовывать тела путем разложения. Это не значит, что мы вправе утверждать, что эти вещества, которые мы считаем простыми, не могут состоять из двух или даже большего числа принципов; но, поскольку эти принципы не могут быть разделены, или, скорее, поскольку мы до сих пор не открыли способов их разделения, они действуют по отношению к нам как к простым субстанциям, и мы никогда не должны предполагать их составные части, пока эксперимент и наблюдение не подтвердят, что они таковы. . "
  7. ^ Прут, Уильям (ноябрь 1815 г.). «О связи между удельным весом тел в газообразном состоянии и массой их атомов» . Анналы философии . 6 : 321–330.
  8. ^ Прут, Уильям (февраль 1816). «Исправление ошибки в эссе о связи между удельным весом тел в их газообразном состоянии и массами их атомов» . Анналы философии . 7 : 111–113.
  9. ^ Вурцер, Фердинанд (1817). «Auszug eines Briefes vom Hofrath Wurzer, Prof. der Chemie zu Marburg» [Выдержка из письма судебного советника Вюрцера, профессора химии в Марбурге]. Annalen der Physik (на немецком языке). 56 (7): 331–334. Bibcode : 1817AnP .... 56..331. . DOI : 10.1002 / andp.18170560709 . Здесь Доберейнер обнаружил, что свойства стронция были промежуточными по сравнению со свойствами кальция и бария.
  10. ^ Döbereiner, JW (1829). "Versuch zu einer Gruppirung der elementaren Stoffe nach ihrer Analogie" [Попытка сгруппировать элементарные вещества по их аналогиям]. Annalen der Physik und Chemie . 2-я серия (на немецком языке). 15 (2): 301–307. Bibcode : 1829AnP .... 91..301D . DOI : 10.1002 / andp.18290910217 .Английский перевод этой статьи см .: Иоганн Вольфганг Доберейнер: «Попытка сгруппировать элементарные вещества по их аналогиям» (Lemoyne College (Сиракузы, Нью-Йорк, США))
  11. ^ a b c «Развитие таблицы Менделеева» . www.rsc.org . Проверено 12 июля 2019 .
  12. ^ а б Менделеев 1871 , с. 111.
  13. ^ Béguyer де Шанкуртуа (1862). «Tableau du classement naturel des corps simples, dit vis tellurique» [Таблица естественной классификации элементов, называемая «теллурической спиралью»]. Comptes rendus de l'Académie des Sciences (на французском языке). 55 : 600–601.
  14. ^ a b c d e f Лей, Вилли (октябрь 1966 г.). «Отложенное открытие» . Довожу до вашего сведения. Научная фантастика Галактики . С. 116–127.
  15. ^ Шанкуртуа, Alexandre-Émile Béguyer де (1863). Vis tellurique. Classement des corps simples ou radicaux, obtenu au moyen d'un système de classification hélicoïdal et numérique (на французском языке). Париж, Франция: Малле-Башелье. 21 страница.
  16. ^ Ньюлендс, химия Обзор , ноябрь 2003, стр. 15-16. [ требуется полная ссылка ]
  17. ^ См .:
    • Ньюлендс, Джон А. Р. (7 февраля 1863 г.). «Об отношениях между эквивалентами» . Химические новости . 7 : 70–72.
    • Ньюлендс, Джон А. Р. (30 июля 1864 г.). «Отношения между эквивалентами» . Химические новости . 10 : 59–60.
    • Ньюлендс, Джон А. Р. (20 августа 1864 г.). «Об отношениях между эквивалентами» . Химические новости . 10 : 94–95.
    • Ньюлендс, Джон А. Р. (18 августа 1865 г.). «О законе октав» . Химические новости . 12 : 83.
    • (Редакция) (9 марта 1866 г.). «Труды обществ: химическое общество: четверг, 1 марта» . Химические новости . 13 : 113–114.
    • Ньюлендс, Джон AR (1884). Об открытии периодического закона и соотношении атомных весов . E. & FN Spon: Лондон, Англия.
  18. ^ в письме, опубликованном в Chemistry News в феврале 1863 г., согласно базе данных известных имен
  19. ^ "Бессистемное предзнаменование: JAR Newlands" . web.lemoyne.edu . Проверено 13 июля 2019 .
  20. ^ a b Шавив, Гиора (2012). Синтез элементов . Берлин, Германия: Springer-Verlag. п. 38. ISBN 9783642283857.С п. 38: «Причина [отклонения статьи Ньюлендса, которую] дал Одлинг, тогдашний президент Химического общества, заключалась в том, что они приняли правило не публиковать теоретические статьи, и это на довольно удивительном основании, что такие статьи приводят к соответствие спорного характера «.
  21. ^ См .:
    • Одлинг, Уильям (июнь 1857 г.). «О естественных группировках элементов. Часть 1» . Философский журнал . 4-я серия. 13 (88): 423–440. DOI : 10.1080 / 14786445708642323 .
    • Одлинг, Уильям (1857). «О естественных группировках элементов. Часть 2» . Философский журнал . 4-я серия. 13 (89): 480–497. DOI : 10.1080 / 14786445708642334 .
    • Одлинг, Уильям (1864). «О гексатомности железа и алюминия» . Философский журнал . 4-я серия. 27 (180): 115–119. DOI : 10.1080 / 14786446408643634 .
    • Одлинг, Уильям (1864). «О пропорциональном количестве элементов» . Ежеквартальный научный журнал . 1 : 642–648.
  22. ^ а б Мейер, Юлий Лотар; «Современная теория» (1864); таблица на странице 137 .
  23. ^ Physical Science , Holt Rinehart & Winston (январь 2004 г.), страница 302 ISBN 0-03-073168-2 
  24. ^ а б Гош, Абхик; Кипарский, Пол (2019). «Грамматика стихий» . Американский ученый . 107 (6): 350. DOI : 10,1511 / 2019.107.6.350 . ISSN 0003-0996 . 
  25. ↑ Менделеев, Дмитрий (1869). "Versuche eines Systems der Elemente nach ihren Atomgewichten und chemischen Functionen" [Система элементов в соответствии с их атомным весом и химическими функциями]. Journal für Praktische Chemie . 106 : 251.
  26. ^ Менделеев, Д. (1869). "Соотношение свойств с атомным весом элементов" [Отношение свойств элементов к их атомному весу]. Журнал Русского Химического общества (Журнал Русского химического общества ). 1 : 60–77.
  27. ↑ Менделеев, Дмитрий (1869). "Ueber die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente" [О соотношении свойств элементов к их атомному весу]. Zeitschrift für Chemie . 12 : 405–406.
  28. ↑ Петров 1981 , с. 65.
  29. ↑ Менделеев 1870 , с. 76.
  30. ^ Scerri 2019 , стр. 147.
  31. ^ Scerri 2019 , стр. 142.
  32. ^ Scerri 2019 , стр. 143.
  33. Перейти ↑ Mendeleev 1870 , pp. 90–98.
  34. ↑ Менделеев 1870 , стр. 98–101.
  35. ^ Тиссен и Биннеманс 2015 , стр. 159.
  36. ^ Thyssen & Binnemans 2015 , стр. 174-175.
  37. ^ Cheisson, T .; Шелтер, EJ (2019). «Редкоземельные элементы: проклятие Менделеева, современные чудеса». Наука . 363 (6426): 489–493. Bibcode : 2019Sci ... 363..489C . DOI : 10.1126 / science.aau7628 . PMID 30705185 . S2CID 59564667 .  
  38. ^ Тиссен и Биннеманс 2015 , стр. 177.
  39. ^ Thyssen & Binnemans 2015 , стр. 179-181.
  40. ^ Шерри 2019 , стр. 130-131.
  41. ^ a b c Scerri, ER (2008). «Прошлое и будущее таблицы Менделеева» . Американский ученый . 96 (1): 52–58. DOI : 10.1511 / 2008.69.52 .
  42. ^ а б Гордин 2012 , стр. 75–76.
  43. ^ Гордин 2012 , стр. 76.
  44. Перейти ↑ Gordin 2012 , pp. 71–74.
  45. ^ а б Гордин 2012 , стр. 75.
  46. ^ Шерри, Эрик Р. (1998). «Эволюция периодической системы». Scientific American . 279 (3): 78–83. Bibcode : 1998SciAm.279c..78S . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0998-78 . ISSN 0036-8733 . JSTOR 26057945 .  
  47. ^ a b Scerri 2019 , стр. 170–172.
  48. ^ Шерри 2019 , стр. 147-149.
  49. Перейти ↑ Winkler, C. (1887). "Mittheilungen über das Germanium" . Journal für Praktische Chemie (на немецком языке). 36 (1): 182–183. DOI : 10.1002 / prac.18870360119 .
  50. ^ а б в г Scerri 2019 , стр. 156.
  51. ^ Scerri 2019 , стр. 157.
  52. ^ Rouvray, R. "Дмитрий Менделеев" . Новый ученый . Проверено 19 апреля 2020 .
  53. ^ Рамзи, В .; Трэверс, М. (1901). «Аргон и его спутники» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического или физического характера . 197 (287–299): 47–89. Bibcode : 1901RSPTA.197 ... 47R . DOI : 10,1098 / rsta.1901.0014 . ISSN 0264-3952 . 
  54. ^ Wisniak, J. (2007). «Состав воздуха: открытие аргона» . Educación Química . 18 (1): 69–84. DOI : 10.22201 / fq.18708404e.2007.1.65979 .
  55. ^ Assovskaya, А.С. (1984). "Первый век гелия" [Первый век гелия]. Гелий на Земле и во Вселенной [ Гелий на Земле и во Вселенной ] (на русском языке ). Ленинград: Недра.
  56. ^ Scerri 2019 , стр. 151.
  57. ^ Ленте, Габор (2019). «Где ошибался Менделеев: предсказал элементы, которые так и не были обнаружены». ChemTexts . 5 (3): 17. DOI : 10.1007 / s40828-019-0092-5 . ISSN 2199-3793 . S2CID 201644634 .  
  58. ↑ Петров 1981 , стр. 38-44.
  59. ^ а б Петров 1981 , стр. 58-59.
  60. ↑ Петров, 1981 , с. 59-61.
  61. ↑ Петров 1981 , с. 54-55.
  62. Перейти ↑ Sears, WM, Jr. (2015). Гелий: исчезающий элемент . Springer. С. 50–52. ISBN 978-3-319-15123-6.
  63. ↑ Петров, 1981 , с. 63-64.
  64. ^ a b Стюарт, PJ (2007). «Столетие Дмитрия Менделеева: Таблицы и спирали, благородные газы и Нобелевские премии». Основы химии . 9 (3): 235–245. DOI : 10.1007 / s10698-007-9038-х . S2CID 97131841 . 
  65. ↑ Петров 1981 , с. 40.
  66. ^ а б Петров 1981 , стр. 64-65.
  67. Перейти ↑ Crookes, W. (1898). «О положении гелия, аргона и криптона в схеме элементов». Труды Лондонского королевского общества . 63 (389–400): 408–411. DOI : 10,1098 / rspl.1898.0052 . ISSN 0370-1662 . S2CID 94778359 .  
  68. ↑ Петров, 1981 , с. 64-66.
  69. ^ Б с д Трифонов Д.Н. «Сорок лет химии благородных газов» [Сорок лет благородного газа химии] (на русском). Московский Государственный Университет . Проверено 12 апреля 2020 .
  70. Перейти ↑ Mendeleev, D. (1903). Попытка химического понимания мирового эфира . Санкт-Петербург.
    Английский перевод появился как Mendeléeff, D. (1904). Каменский Г. (переводчик) (ред.). Попытка химического представления об эфире . Longmans, Green & Co.
  71. ^ Коттон, С. (2006). «Введение в лантаноиды». Химия лантаноидов и актинидов . John Wiley & Sons, Ltd., стр. 1–7. ISBN 978-0-470-01005-1.
  72. ^ a b Стюарт, П. Джей (2019). «Прогнозы Менделеева: успехи и неудачи». Основы химии . 21 (1): 3–9. DOI : 10.1007 / s10698-018-9312-0 . S2CID 104132201 . 
  73. ^ Майкельсон, Альберт А .; Морли, Эдвард В. (1887). «Об относительном движении Земли и светоносного эфира»  . Американский журнал науки . 34 (203): 333–345. Bibcode : 1887AmJS ... 34..333M . DOI : 10.2475 / ajs.s3-34.203.333 . S2CID 124333204 . 
  74. ^ Трифонов, Д.Н. "Д.И. Менделеев. Нетрадиционный взгляд (II)" [Д.И. Менделеев. Нетрадиционный взгляд (II)]. Московский Государственный Университет . Проверено 12 апреля 2020 .
  75. ^ Thoennessen, М. (2016). Открытие изотопов: полное собрание . Springer. п. 5. DOI : 10.1007 / 978-3-319-31763-2 . ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN  2016935977 .
  76. ^ Содди, Фредерик (1913). «Радиоактивность» . Годовые отчеты об успехах химии . 10 : 262–288. DOI : 10.1039 / ar9131000262 .
  77. ↑ Содди, Фредерик (28 февраля 1913 г.). «Радиоэлементы и периодический закон» . Химические новости . 107 (2779): 97–99.
  78. ^ Содди впервые использовал слово «изотоп» в: Содди, Фредерик (4 декабря 1913 г.). «Внутриатомный заряд» . Природа . 92 (2301): 399–400. Bibcode : 1913Natur..92..399S . DOI : 10.1038 / 092399c0 . S2CID 3965303 . См. Стр. 400.
  79. ^ a b c d e Маршалл, Дж. Л.; Маршалл, В.Р. (2010). «Повторное открытие элементов: Мозли и атомные числа» (PDF) . Шестиугольник . Vol. 101 нет. 3. Альфа Хи Сигма . С. 42–47. S2CID 94398490 .  
  80. ^ Резерфорд, Эрнест; Нуттал, Джон Митчелл (1913). «Рассеяние α-частиц газами» . Философский журнал . Series 6. 26 (154): 702–712. DOI : 10.1080 / 14786441308635014 .
  81. ^ Мозли, HGJ (1914). «Высокочастотные спектры элементов» . Философский журнал . 6-я серия. 27 : 703–713. DOI : 10.1080 / 14786440408635141 .
  82. ^ Льюис, Гилберт Н. (1916). «Атом и молекула» . Журнал Американского химического общества . 38 (4): 762–785. DOI : 10.1021 / ja02261a002 .
  83. ^ Ленгмюр, Ирвинг (1919). «Строение атомов и октетная теория валентности» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 5 (7): 252–259. Bibcode : 1919PNAS .... 5..252L . DOI : 10.1073 / pnas.5.7.252 . PMC 1091587 . PMID 16576386 .  
  84. ^ Ленгмюр, Ирвинг (1919). «Расположение электронов в атомах и молекулах» . Журнал Американского химического общества . 41 (6): 868–934. DOI : 10.1021 / ja02227a002 .
  85. ^ a b Scerri, ER (1998). «Эволюция периодической системы» (PDF) . Scientific American . 279 (3): 78–83. Bibcode : 1998SciAm.279c..78S . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0998-78 .
  86. ^ Hettema, H .; Койперс, TAF (1998). «Периодическая таблица Менделеева - ее формализация, статус и отношение к теории атома» . Erkenntnis . 28 (3): 387–408. DOI : 10.1007 / BF00184902 (неактивный 2021-01-14).CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  87. ^ Дженсен, Уильям Б. (2003). «Место цинка, кадмия и ртути в Периодической таблице» (PDF) . Журнал химического образования . 80 (8): 952–961. Bibcode : 2003JChEd..80..952J . DOI : 10.1021 / ed080p952 .
  88. ^ Химия (ИЮПАК), Международный союз теоретических и прикладных наук. «ИЮПАК - химический элемент (C01022)» . goldbook.iupac.org . Проверено 7 января 2021 .
  89. ^ Оганесян, Ю. (2019). "Мы приблизились к границам применимости периодического закона" [Мы приблизились к границам периодического закона]. Элементы (Интервью). Беседовал Сидоров, Е. . Проверено 23 апреля 2020 .
  90. ^ а б в г Сиборг Г. (1994). «Происхождение концепции актинида» (PDF) . Лантаноиды / Актиниды: Химия . Справочник по физике и химии редких земель. 18 (1-е изд.). ISBN  9780444536648. LBL-31179.
  91. ^ а б в г Кларк, DL (2009). Открытие плутония реорганизовало Периодическую таблицу и способствовало открытию новых элементов (PDF) (Отчет). Лос-Аламосская национальная лаборатория.
  92. ^ a b c Кларк, DL; Хобарт, DE (2000). «Размышления о наследии легенды: Гленн Т. Сиборг, 1912–1999» (PDF) . Лос-Аламосская наука . 26 : 56–61.
  93. Перейти ↑ Hoffman, DC (1996). Трансурановые элементы: от нептуния и плутония до элемента 112 (PDF) . Институт перспективных исследований НАТО "Актиниды и окружающая среда". Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса.
  94. ^ Trabesinger, A. (2017). «Мирный берклиум». Химия природы . 9 (9): 924. Bibcode : 2017NatCh ... 9..924T . DOI : 10.1038 / nchem.2845 . PMID 28837169 . 
  95. ^ Хоффман, округ Колумбия; Ghiorso, A .; Сиборг, GT (2000). Трансурановые люди: внутренняя история . Imperial College Press. С. 435–436. ISBN 978-1-86094-087-3.
  96. ^ Фрике, B .; Greiner, W .; Вабер, JT (1971). «Продолжение таблицы Менделеева до Z = 172. Химия сверхтяжелых элементов». Теоретика Chimica Acta . 21 (3): 235–260. DOI : 10.1007 / BF01172015 . S2CID 117157377 . 
  97. ^ а б Pyykkö, Pekka (2011). «Предлагаемая периодическая таблица до Z≤ 172, основанная на расчетах Дирака – Фока для атомов и ионов». Физическая химия Химическая физика . 13 (1): 161–8. Bibcode : 2011PCCP ... 13..161P . DOI : 10.1039 / c0cp01575j . PMID 20967377 . 
  98. ^ Шерри, E. (2013). «Трещины в таблице Менделеева». Scientific American . Vol. 308 нет. 6. С. 68–73. ISSN 0036-8733 . 
  99. ^ Полякофф, М. (2019). «Мартин Полякофф о Международном году Периодической таблицы химических элементов » [Мартин Полякофф рассказал о Международном году Периодической таблицы химических элементов]. Наука 0+ (Интервью). Беседовал Резников, K . Проверено 9 августа 2020 .

Библиография [ править ]

  • Гордин, доктор медицины (2012). "Учебное пособие по спору о приоритете: Д. И. Менделеев, Лотар Мейер и периодическая система". In Biagioli, M .; Рискин, Дж. (Ред.). Вовлеченная природа . Пэлгрейв Макмиллан. С. 59–82. DOI : 10.1057 / 9780230338029_4 . ISBN 978-1-349-28717-8.
  • Менделеев, Д.И. (1958). Кедров К.М. (ред.). Периодический закон [ Периодический закон ]. Академия наук СССР .
    • Менделеев, Д.И. (1870). Естественная система элементов и ее применение к указанию свойств неоткрытых элементов [ Природная система элементов и ее применение для индикации свойств неизвестных элементов ]. С. 102–176.. Переиздано из Д.И. Менделеева (1871 г.). «Естественная система элементовъ и примѣненіе её къ указанію свойствъ неоткрытыхъ элементовъ» [Природная система элементовъ и примѣненіе её къ указанію свойствъ неоткрытыхъ элементовъ ». Журнал Российского физико-химического общества . 3 (2): 25–56. Архивировано из оригинала на 2014-03-17.
    • Менделеев, Д.И. (1871). Периодическая законность химических элементов [ Периодическая закономерность химических элементов ]. С. 102–176.. Переиздано из Mendelejeff, D. (1871). "Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente" [Периодическая регулярность химических элементов]. Annalen der Chemie und Pharmacie (на немецком языке): 133–229.
    • Менделеев, Д.И. (1902). Попытка химического понимания мирового эфира [ Попытка химического понимания мирового эфира ]. С. 470–517.. Переиздано из Д. Менделеева (1905). Попытка химический пониманий міровый эѳир [ Попытка химического понимания мирового эфира ] (на русском языке ). Типографская литография М.П. Фроловой. С. 5–40.
  • Скерри, ER (2019). Периодическая таблица: история и значение . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-091436-3.
  • Thyssen, P .; Биннеманс, К. (2015). Scerri, E .; Макинтайр, Л. (ред.). "Менделеев и кризис редкоземельных элементов" (PDF) . Философия химии . Бостонские исследования в области философии и истории науки. Springer Нидерланды. 306 : 155–182. DOI : 10.1007 / 978-94-017-9364-3_11 . ISBN 978-94-017-9363-6.
  • Трифонов Д.И., изд. (1981). Учение о периодичности: история и современность [ Учение о периодичности: история и современность ]. Наука .
    • Петров, Л.П. (1981). Прогнозирование и размещение инертных элементов в периодической системе [ Прогнозирование и размещение инертных элементов в периодической системе ] (на русском).

Внешние ссылки [ править ]

  • Разработка периодической таблицы (часть коллекции страниц, посвященных периодической таблице и элементам) Королевским химическим обществом
  • Веб-страница доктора Эрика Шерри , содержащая интервью, лекции и статьи по различным аспектам периодической системы, включая историю периодической таблицы.
  • Интернет-база данных периодических таблиц - большая коллекция периодических таблиц и формулировок периодических систем.
  • История периодической таблицы элементов Менделеева как визуализация данных на Stack Exchange