История открытия химических элементов

Содержание

 

 

Введение .................................................................................

Таблица динамики открытия химических элементов………… 

История открытия химических элементов………………………….. 

Приобретение  названий химических элементов……………….. 

Гистограмма динамики открытия химических элементов…. 

Открытие  химического элемента Рутений………………………….. 

Список литературы………………………………………………………………. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

За период с древних времен и по сегодняшний  день открыто 118 химических элементов. Из этого числа 94 элемента обнаружены в природе.

 Другие же 24 – были получены в результате ядерных реакций. Первые 112 и 117 элементы имеют постоянные названия, а остальные – временные. На сегодняшний день нет элементов, которые могут быть открыты таким путем, т.к. после 100 номера элементы открыты путем  синтезирования, такие элементы либо сразу распадаются, либо через некоторое время их невозможно сохранить.

Ниже рассмотрим историю открытия химических элементов, ознакомимся с динамикой открытий этих элементов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамика открытия химических элементов.

 

 

Промежуток времени	Открытые элементы и их число  (…)	Общее число элементов к концу  периода
Элементы древности        (до 1450г.)	Cu, Ag, Au, Hg, C, S, Fe    (7)	7
Время развития алхимии (1450- 1750)	Zn, Sn , Pb, P, As, Sb, Bi, Pt, Co  (9)	16
1751-1775	N2, H2,O2, Mn, Ni, F, Ba, Cl   (8)	24
1776-1800	Te, Cr, Mo, W, U, Be, Sr, Ti, Zr, Y (10)	34
1801-1825	Li, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Se, Nb, Rh, Pd, Cd, I, Ce, Ta, Os,  Ir  (18)	52
1826-1850	V, Th, Br, Tb, La, Ru    (7)	59
1851-1875	Rb, In, Cs, Tl, Ga    (5)	64
1876-1900	Ne, He, Ar, Sc, Ge, Kr, Xe, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Tm, Tb, Po, Rn, Ra, Ac  (19)	83
1901-1925	Eu, Lu, Pa, Hf, Re    (5)	88
1926-1950	At, Np, Fr, Pu, Am, Cm, Bk, Cf  (8)	96
1951-1975	Fm, Es, Md, Lr, Rf, Db , Ku, Ns              (8)	104

 

 

 

 

 

 

 

 

История открытия химических элементов.

В книге  историка химии Н .Ф. Фигуровского «Очерк общей истории химии». Приведены основные периоды открытия 63 химических элементов с древнейших времен до 1869 г. - года установления Дмитрием Ивановичем Менделеевым (1834-1907) Периодического закона.

 

Древнейший период (от V тысячелетия до н.э. и до 1450 г. н.э.).

К этому продолжительному периоду относится с7 металлов древности - золото, серебро, медь, свинец, олово, железо и ртуть. Кроме в древности были известны- сера и углерод, которые встречались в природе в свободном состоянии.

 

 

1450 – 1750гг. – время  развития алхимии.

В это время  развивалась наука алхимия от которой была основана наука химия. Главная цель алхимиков - поиски философского камня, способного превращать неблагородные металлы в золото и серебро. Философский камень должен был, кроме того, обеспечивать вечную молодость, излечивать все болезни и т.д.

1751г. - начало научной осознанной деятельности химиков. Разработка аналитических операций с мерой и весом, начало записи химических реакций.

 

1776 – 1800гг.

В этот период с помощью качественного и  весового количественного анализов был открыт ряд элементов,: магний, кальций (установление различия извести  и магнезии), марганец, барий (барит), молибден, вольфрам, теллур, уран (окисел), цирконий (земля), стронций (земля), титан (окисел), хром, бериллий (окисел), иттрий (земля), тантал (земля), церий (земля), фтор (плавиковая кислота), палладий, родий, осмий и иридий.

В этот период была составлена первая в истории  химии "Таблица простых тел" ,  составленная А.Лавуазье в 1787 г. Все простые вещества были разделены на четыре группы:

I. Простые  вещества, представленные во всех  трех царствах природы, которые  можно рассматривать как элементы  тел: 1) свет, 2) теплород, 3) кислород, 4) азот, 5) водород. 

II. Простые  неметаллические вещества, окисляющиеся  и дающие кислоты: 1) сурьма, 2) фосфор, 3) уголь, 4) радикал муриевой кислоты, 5) радикал плавиковой кислоты, 6) радикал борной кислоты.

III. Простые металлические вещества, окисляемые и дающие кислоты: 1) сурьма, 2) серебро, 3) мышьяк, 4) висмут, 5) кобальт, 6) медь, 7) олово, 8) железо, 9) марганец, 10) ртуть, 11) молибден, 12) никель, 13) золото, 14) платина, 15) свинец, 16) вольфрам, 17) цинк. IV. Простые вещества, солеобразующие и землистые: 1) известь (известковая земля), 2) магнезия (основание сульфата магния), 3) барит (тяжелая земля), 4) глинозем (глина, квасцовая земля), 5) кремнезем (кремнистая земля)".

Эта таблица  легла в основу химической номенклатуры, разработанной Лавуазье. Д.Дальтон ввел в науку важнейшую количественную характеристику атомов химических элементов - относительный вес атомов или атомный вес.

 

1801-1825гг.

 В это время в результате усовершенствования методов количественного анализа и разработки систематического хода качественного анализа были открыты бор, литий, кадмий, селен, кремний, бром, алюминий, иод, торий, ванадий, лантан (земля), эрбий (земля), тербий (земля), рутений, ниобий.

В 1815-1816 гг. английский химик У.Праут (1785-1850) опубликовал в "Анналах философии" две анонимные статьи, в которых была высказана и обоснована идея, что атомные веса всех химических элементов являются целочисленными (т.е. кратными атомному весу водорода, который принимался тогда равным единице). В 1829 г. немецкий химик И.Деберейнер (1780-1849) сопоставлял атомные веса у сходных химических элементов: Литий, Кальций, Хлор, Сера, Марганец, Натрий, Стронций,Бром, Селен, Хром,Калий, Барий, Иод,Теллур, Железо и заметил, что атомный вес среднего элемента равен полусумме атомных весов крайних элементов. Поиски новых триад привели Л.Гмелина (1788-1853) - автора всемирно известного справочного руководства по химии - к установлению многочисленных групп сходных элементов и к созданию их своеобразной классификации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1851-1875гг.

 

Спектральный  анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др.

В зависимости  от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального  анализа. Атомный и молекулярный спектральные анализы позволяют  определять элементный и молекулярный состав вещества, соответственно. В  эмиссионном и абсорбционном  методах состав определяется по спектрам испускания и поглощения.

Масс-спектрометрический анализ осуществляется по спектрам масс атомарных или молекулярных ионов  и позволяет определять изотопный  состав объекта.

Тёмные линии  на спектральных полосках были замечены давно, но первое серьёзное исследование этих линий было предпринято только в 1814 году Йозефом Фраунгофером. В  его честь эффект получил название «Фраунгоферовы линии». Фраунгофер установил  стабильность положения линий, составил их таблицу (всего он насчитал 574 линии), присвоил каждой буквенно-цифровой код. Не менее важным стало его заключение, что линии не связаны ни с оптическим материалом, ни с земной атмосферой, но являются природной характеристикой  солнечного света. Аналогичные линии  он обнаружил у искусственных  источников света, а также в спектрах Венеры и Сириуса.

Вскоре выяснялось, что одна из самых отчётливых линий  всегда появляется в присутствии  натрия.

В 1859 году Г. Кирхгоф и Р. Бунзен после серии экспериментов заключили: каждый химический элемент имеет свой неповторимый линейчатый спектр, и по спектру небесных светил можно сделать выводы о составе их вещества. С этого момента в науке появился спектральный анализ, мощный метод дистанционного определения химического состава.

Для проверки метода в 1868 году Парижская академия наук организовала экспедицию в Индию, где предстояло полное солнечное затмение. Там учёные обнаружили: все тёмные линии в момент затмения, когда спектр излучения сменил спектр поглощения солнечной короны, стали, как и было предсказано, яркими на тёмном фоне.

Природа каждой из линий, их связь с химическими  элементами выяснялись постепенно. В 1860 году Кирхгоф и Бунзен при помощи спектрального анализа открыли  цезий, а в 1861 году — рубидий. А  гелий был открыт на Солнце на 27 лет  ранее, чем на Земле (1868 и 1895 годы соответственно).

В 60-х гг. XIX века ученые перешли к сопоставлению между собой уже самих групп химически сходных элементов. Так, профессор Парижской горной школы А.Шанкуртуа (1820-1886) расположил все химические элементы на поверхности цилиндра в порядке возрастания их атомных весов так, чтобы получилась "винтовая линия". При таком расположении сходные элементы часто попадали на одну и ту же вертикальную линию.

В 1865 г. английским химиком Д.Ньюлендсом (1838-1898) была опубликована таблица, которая включала в себя 62 химических элемента. Элементы были расположены и пронумерованы в порядке возрастания атомных весов.

Ньюлендс использовал нумерацию, чтобы подчеркнуть, что через каждые семь элементов свойства химических элементов повторяются. При обсуждении в Лондонском химическом обществе в 1866 г. новой статьи Ньюлендса (ее к публикации не рекомендовали) профессор Дж.Фостер с сарказмом спросил: "Не пробовали ли Вы расположить элементы в алфавитном порядке их названий и не заметили ли при таком расположении каких-либо новых закономерностей?"

В 1868 г. английский химик У.Олдинг (1829-1921) предложил таблицу, которая, по мнению автора, демонстрировала закономерную взаимосвязь между всеми элементами.

В 1864 г. немецкий профессор Л.Майер (1830-1895) составил таблицу из 44 химических элементов (из 63 известных).

Оценивая  этот период, Д.И.Менделеев писал "Нет  ни одного сколько-нибудь общего закона природы, который бы основался сразу, всегда его утверждению предшествует много предчувствий, а признание  закона наступает не тогда, когда  он вполне осознан во всем его значении, а лишь по утверждении его следствий  опытами, которые естествоиспытатели должны признавать высшею инстанциею своих соображений и мнений".

В 1868 г. Д.И.Менделеев начал работать над курсом "Основы химии". Для наиболее логичного расположения материала необходимо было как-то расклассифицировать 63 химических элемента. Первый вариат Периодической системы химических элементов был предложен Д.И.Менделеевым в марте 1869 г.

 

 

1876 – 1900гг.

В 1879 г. появилось сообщение шведского химика Л.Нильсона (1840-1899) об открытии им нового химического элемента - скандия. Л.Нильсон отнес скандий к редкоземельным элементам. П.Т.Клеве указал Л.Нильсону на то, что соли скандия бесцветны, его окись нерастворима в щелочах и что скандий представляет собой предсказанный Д.И.Менделеевым экабор. Сравним их свойства.

Анализируя  новый минерал в феврале 1886 г. немецкий профессор К.Винклер (1838-1904) открыл новый элемент и считал его аналогом сурьмы и мышьяка. Возникла дискуссия. К.Винклер согласился, что открытый им элемент - это предсказанный Д.И.Менделеевым экасилиций. К.Винклер назвал этот элемент германием.

 

Итак, ученые-химики трижды подтвердили существование  предсказанных Менделеевым химических элементов. Более того, именно предсказанные  Менделеевым свойства этих элементов  и их положение в Периодической  системе позволили исправить  ошибки, которые невольно допускали  экспериментаторы. Дальнейшее развитие химии происходило на прочной  основе Периодического закона, который  в 80-х годах XIX в. был признан всеми  учеными как один из важнейших  законов природы. Таким образом, важнейшей характеристикой любого химического элемента является его  место в Периодической системе  Д.И.Менделеева.

 

1876 – 1900гг.

Методы спектрального  анализа и исследование радиоактивности  позволили открыть: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Nd, Sm, Pr, Gd, Py, Ho, Tm, Yb, Po, Ra, Th, Sc, Ac.

 

1901 – 1925гг.

Последние природные  эл-ты: Hf, Re. Эти элементы не только редкоземельные, но и рассеянные. Встречаются только в виде редких изоморфных примесей. Так же были синтезированы элементы Pa, Eu, Lu.

1926 – 1975гг.

Ядерный синтез химических  элементов:  At, Np, Pu, Cm, Am, Bk, Cf, Fr.  Они не образуют собственных минералов.

1951 – 1975гг.

Элементы, которые  существовали на Земле, но израсходовались  в результате Ra-распада в ранние периоды развития планеты (Fm, Es, Md, Lr, Rf, Db).

 

1976 – 2000гг.

Открыты элементы от №106 по №111. Это Sg, Bh, Ms, Mt, Ds, Rg.

 

2000-2013гг. 

Открыты элементы с №112 по №117, последним утвержденным элементом является элемент №117. – 2013гг. Это Cn, Uut, Fl, Uup, Lv, Uus.

 

 

 

Название химических элементов приобретались:

- по свойствам;

- по имени  героев, богов и т.п.;

- в честь  страны, географический подход;

- из камней;

- в честь  ученых;

- по цвету;

- числительные  названия, потом приобретают названия.

 

 

 

 

 

 

 

Гистограмма  динамики открытия химических элементов