Д.И.Менделеевтің периодтық заңы

Д.И.Менделеевтің периодтық заңы

     Х1Х ғасырдың  екінші жартысында алпыстан астам химиялық элементтер ашылып, олардың қасиеттері және ол элементтердің қосылыстарының қасиеттері зерттелді. Осындай толып жатқан материалдарды бір жүйеге келтіру қажет болды. Элементтерді жүйеге келтіру мәселесін орыстың ұлы ғалымы Д. И. Менделеев (1834—1907 ж.) шешті. Ол 1869 жылы периодтық заңды ашып, 1871 жылы анықтамасын берді және сол заңның негізінде элементтердің периодтық жүйесін жасады. Элементтерді жүйеге келтірудің негізі етіп олардың атомдық массаларын алды. Д. И. Менделеев сол кезде белгілі химиялық элементтерді атомдык массаларынын, өсу ретімен бір қатарға орналастырып, олардың касиеттері белгілі бір элементтердің санынан кейін қайтадан қанталап отыратынын байқадым. Элементтердің қасиеттерінің өзгеруін және периодты түрде өзгеруін литийден кальцийге дейінгі элементтер қатарынан көруге болады. Элементтің астына атомдық массасы мен жоғары оксидінің формуласы жазылған

Li Be - В С N О F Na Mg Al Si P 7 9' 11 12 14 16 19 23 24 27 28 3!

BeO B2O3 CO, NaO5-------Na2O MgO Al2Oa SiO2 P2O5

S Cl К Са... 32 35,5 39 40 SO3 СЬО7-КаО СаО...

Периодтық жүйені жасауда Д. И. Менделеев элементтерді атомдық массаларын негізге алумен қатар, олардың касиеттері де ескеріп отырды. Кейбір жағдайларда кестедегі элементтерді атомдық массалары өсу ретімен орналасу тәртібі бұзылғаны байқалады. Мысалы, теллурдың атомдық массасы иодтан ауыр болса да, оны иодтан бұрын, қасиеттері ұқсас элементтермен бірге, алтыншы топқа орлаластырған. Д.И. Менделеев болжаған үш элемент онын тірі кезінде 1875 жылы француз Лекок де Буабодран № 31 элемент галлийді, 1979 жылы швед Нильсон № 21 элемент скандиді, 1886 жылы неміс Винклер № 32 элемент германийді ашты. Д. И. Менделеев болжаған жаңа элементтердің ашылуы және олардың қасиеттерінің тәжәрибе нәтижелерімен сәйкес келуі периодтық заңды бүкіл дүние жүзі ғалымдарының тауына әкелді. Д.И.Менделеев периодтық заң ары қарай жаңа мәліметтермен толықтырылуы және дамуға тиіс деп түсінді.

                                           Д. И. Менделеевтің злементтер периодтық жүйесі

Элементтердің периодтық жүйесі Д. И. Менделеевтің периодтық заңының графикалық көрінісі.

Үлкен периодтар жұп және тақ қатарлардан тұрады Бұл периодта элементтер қасиеттері өзгеруінің периодтылығы екі рет байқалады. Жұп қатарда бірінші периодтық өзгеру, ал тақ қатарда екінші периодтық өзгеру болады. Мысалы, IV периодтың жұп қатарында калийден маргапецке дейін элементтердің валенттілігі бірден жетіге дейін өседі де, үш элемент — темір, кобальт, никелден кейінгі мыстан бромға дейін валенттік қайтадан бірден жетіге дейін өседі. Осындай периодтық өзгеру басқа үлкен периодта да (5, 6) байқалады.

Д. И. Менделеев периодтық жүйесінде вертикаль бағытта орналасқан элементтердің сегіз тобы бар. Ton дегеніміз — оттекті қосылыстарындағы жоғары валенттіктері бірдей элементтердің жинағы. Топтың нөмірі — сол топты түзіп тұрған элементтердің оттекті қосылыстарындағы ең жоғары валенттілігін көрсетеді. Бұл ережеге бірнеше элементтер бағынбайды. Мысалы, фтор VII топта тұр, бірақ ол жеті валентті болмайды. Химиялық қосылыстарда фтор бір валентті. Мыс, күміс, алтын бірінші топта тұр, бірақ олардың ең жоғары валенттілігі 3-ке дейін болады. VIII топтағы элементтерден валенттігі 8 болатын тек осмий мен рутений.

Өздерінің қасиеттері жөнінен негізгі топша элементтерінің қосымша топша элементерінен елеулі айырмашылықтар бар. Мысалы, VII топта негізгі топшаға металеместер — фтор, хлор, хром иод, астат, қосымша топшаға металдар — марганец, технеций рений жатады. Сол сияқты бірінші топтың негізгі топшасына сілтілік актив металдар — литий, натрий, калий, рубидий, цезий, ал қосымша топшасына химиялық активтігі өте темен болатын —мыс, күміс, алтын металдары жатады.

Негізгі топшаларда жоғарыдан төмен қарай металл еместік қасиет кеміп, металдық қасиет артады. Негізгі және қосымша топшаларды бір-бірінен айыру үшін біреуін солға қарай, екіншісін оңға қарай ығыстыра орналастырған. Сонымен топшаларға өзара өте ұқсас элементтер кіреді.

ІV, V, VI, VII топтардағы негізгі топшалардың элементтерінің көпшілігі сутекпен қосылыстар түзеді. Элементтердің сутекті қосылыстарының жалпы формулаларын валенттіліктерінін кему ретімен ЭН4, ЭНз, ЭН2 ЭН түрінде көрсетуге болады.

Периодтық заңның маңызы

Д. И. Менделеевтің периодтық заңы химия ғылымдарын дамуына зор ықпалын тигізді. Периодтық заң барлық элементтерді бір жүйеге келтірді. Жеке алынған бір элементтің қасиеттерін кестедегі оны қоршаған басқа элементтердің қасиеттері арқылы анықтауға мүмкіндік туды.

Периодтық заңды пайдаланып химияда алдын ала ғылыми болжамдар жасауға жол ашылды. Жаңа элементтердің қасиеттері мен олардың қосылыстарының қасиеттерін болжап айтуға мүмкін болды.

Д. И. Менделеевтің периодтық заңының негізінде кестедегі бос орындар жаңадан ашылған элементтермен толтырылды және ураннан кейінгі элементтер ашылды. Бұл заңды пайдалана отырып жаңадан ашылатын элементтердің қасиеттерін болжауға болады. Мысалы, егер №118 элементті синтездеу іске асса, ол инертті элементке жатады.

Мысалы, бериллий үш валентті деп, ал оның атомдық массасы 13,5 тең деп есептелген. Бірақ периодтық жүйеде берилли үшін бос орын тек магнийдің жоғары жағында болған. Олай болса, кестедегі тұрған орнына байланысты бериллийдің валенттілігі 2, ал атомдық массасы 9 болуға тиіс.

Д. И. Менделеевтің периодтық заңы атом құрылысы туралы ілімнің дамуына зор әсер етті, ал атом құрылысы теориясы периодтық заңының физикалық мәнін терең түсінуге жағдай жасады.

Атом құрылысы теориясының дамуы нәтижесінде ураннан кейінгі элементтерді синтездеу мүмкін болды және атом энергиясын ашып оны халық шаруашылығында пайдалану іске асырылды.

Периодтык заң химиямен байланысты басқа да ғылымдардың дамуына аса үлкен әсерін тигізді