3.Периодическая система д.И.Менделеева.

В марте 1869 г. русский химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) представил Русскому химическому обществу периодический закон химических элементов, изложенный в нескольких основных положениях:

1.  Элементы, расположенные по возрастанию их атомного веса, представляют явственную периодичность свойств;

2.  Сходные по свойствам элементы имеют или близкие атомные веса (Os, Ir, Pt), или последовательно и однообразно увеличивающиеся (K, Rb, Cs);

3.  Сопоставление элементов или их групп по величине атомного веса отвечает их т.н. валентности;

4.  Элементы с малыми атомными весами имеют наиболее резко выраженные свойства, поэтому они являются типическими элементами;

5.  Величина атомного веса элемента может быть иногда исправлена, если знать аналоги данного элемента;

6.  Следует ожидать открытия ещё многих неизвестных элементов, например, сходных с Al или Si, с паем (атомной массой) 65-75.

В том же 1869 г. выходит первое издание учебника "Основы химии", в котором приведена первая периодическая таблица Менделеева.

В конце 1870 г. Менделеев докладывает РХО статью "Естественная система элементов и применение её к указанию свойств неоткрытых элементов", в котором предсказывает свойства неоткрытых ещё элементов – аналогов бора, алюминия и кремния (соответственно экабор, экаалюминий и экасилиций).

В 1871 г. Менделеев в итоговой статье "Периодическая законность химических элементов" даёт формулировку Периодического закона: "Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от атомного веса.

В развитии периодического закона принято выделять два этапа – химический и физический.

4.Развитие Периодического закона.

Химический период развития периодического закона начался с открытия предсказанных элементов. 

В 1875 г. французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран (1838-1912) открывает новый элемент, который был назван галлием. Менделеев сразу же указывает, что галлий представляет собой экаалюминий.

В 1879 г. шведский химик Ларс Фредерик Нильсон (1840-1899) опубликовал сообщение об открытии скандия. Свойства скандия в точности соответствовали свойствам менделеевского экабора.

В 1886 г. немецкий химик Клеменс Александр Винклер (1833-1904) открывает германий. Исследование свойств германия показало, что он идентичен с экасилицием Менделеева.

Тем не менее, в периодическом законе оставались некоторые проблемы. Предстояло определиться с местом в периодической таблице для двух групп элементов – инертных газов, имеющих нулевую валентность, и тринадцати редкоземельных элементов. Менделеев и Рамзай приходят к выводу о необходимости образования в таблице нулевой группы элементов, в которую вошли инертные газы. Нулевая группа прекрасно вписалась в периодическую таблицу; инертный газ явился элементом, переходным между галогенами и щелочными металлами.

Нашлось решение и для группы редкоземельных элементов. Браунер предложил решение проблемы размещения в таблице редкоземельных элементов. По его мнению, РЗЭ составляют особую группу периодической системы: шестой период таблицы должен быть длиннее, чем четвёртый и пятый, которые в свою очередь длиннее, чем второй и третий периоды. В коротком варианте периодической таблицы Браунер предложил поместить все РЗЭ в одну клетку четвёртой группы.

Физический этап развития периодического закона можно в свою очередь разделить на несколько стадий:

1.  Установление делимости атома на основании открытия электрона и радиоактивности (1896-1897);

2.  Разработка моделей строения атома (1911-1913);

3.  Открытие и разработка системы изотопов (1913);

4.  Открытие закона Мозли (1913), позволяющего экспериментально определять заряд ядра и номер элемента в периодической системе;

5.  Разработка теории периодической системы на основании представлений о строении электронных оболочек атомов (1921-1925);

6.  Создание квантовой теории периодической системы (1926-1932).

Решение вопроса о физическом этапе развития периодического закона будет дано позже в лекции по истории химии 20 века.