Hver videnskab har sin egen favorit-års jubilæum. Fysikere er det “Principper” Newton ‘ s bog af 1687, der har indført love om bevægelse og tyngdekraft. Biologer fejre Darwin ‘ s “arternes Oprindelse” (1859) og hans fødselsdag (1809). Astronomerne siger, 1543, fordi det er, når Kopernikus satte Solen i centrum af solsystemet. Med hensyn til den kemi, der er ingen grund til at fejre ikke trump udseendet af den periodiske tabel er elementer, der er oprettet for 150 år siden i Marts, den russiske kemiker Dmitry Ivanovich Mendeleyev.
Det periodiske system er blevet så velkendte, at de studerende på kemi, som regnemaskiner er til revisorer. Den indeholder alle videnskaben i lidt mere end hundredevis af firkanter, der indeholder symboler og tal. Det viser en liste over de elementer, der gør op alle jordiske stoffer er grupperet, således at det var muligt at identificere mønstre i deres egenskaber, definere formålet med kemiske forskning, både i teori og i praksis.
Den periodiske tabel er, uden tvivl, den vigtigste begreb i kemi.
Periodiske tabel lignede en særlig tabel, men han ville have det til at afspejle den dybe videnskabelige sandhed, som han havde opdaget: den periodiske lov. Hans lov åbenbaret en dyb familie relationer mellem kendte kemiske elementer, de udviser tilsvarende ejendomme med jævne mellemrum (eller perioder), hvis vi arrangere dem i den rækkefølge, atomvægt og tilladt Mendeleev til at forudsige eksistensen af elementer, der endnu ikke var blevet opdaget.
“Før offentliggørelsen af denne lov om kemiske elementer, der var kun spredte, tilfældige fakta i Naturen,” sagde Mendeleev. “Loven af hyppighed første tilladt os at se uopdagede elementer i en afstand, der tidligere var utilgængelige for kemiske vision.”
Tabel Mendeleev forudsagde eksistensen af nye elementer. Hun bekræftede derefter kontroversielle tro på virkeligheden af atomer. Hun antydede eksistensen af sub-atomare struktur og forudså, at den matematiske apparat, der ligger bag reglerne om sagen, der i sidste ende har manifesteret sig i quantum teori. Hans bord afsluttet omdannelsen af kemi fra den magiske middelalderlige mystik, alkymi til moderne videnskabelig stringens. Periodiske tabel symboliserer ikke kun de dele af stoffet, hvor mange logiske harmoni og grundlæggende rationelle i videnskaben som helhed.
Hvordan var det periodiske system
Legenden siger, at Mendeleev planlagt og oprettet dit regneark i en enkelt dag: 17 februar 1869 den russiske kalender (for det meste af verden er 1. Marts). Men det er højst sandsynligt en overdrivelse. Mendeleev tanke om at gruppere elementer for år, og andre kemikere flere gange overvejet begrebet forbindelser mellem de enkelte elementer i de foregående årtier.
I virkeligheden, den tyske videnskabsmand Johann Wolfgang Dobereiner bemærket de særlige forhold i den gruppering af elementer i 1817. I disse dage, kemikere er endnu ikke fuldt forstået karakteren af atomer, som er beskrevet af atomteorien John Dalton i 1808. I hans “det nye system af kemiske filosofi,” Dalton forklarede, kemiske reaktioner, under forudsætning af, at hver elementære stof består af et atom af en bestemt type.
Dalton antages, at kemiske reaktioner producere nye stoffer, når de atomer, der er blevet afbrudt, og at den er tilsluttet. Han mente, at ethvert element, der udelukkende består af en type atom, der er forskellige fra andre vægt. Ilt atomer, der vejer otte gange mere end hydrogen atomer. Dalton mente, at atomer af kulstof, der er seks gange tungere end brint. Når elementer er kombineret til at skabe nye stoffer, mængden af reaktanter, der kan beregnes på grundlag af disse atomare vægte.
Dalton var galt med nogle masse i virkeligheden ilt, der er 16 gange tungere end brint og kulstof, der er 12 gange tungere end brint. Men hans teori gjorde ideen om atomer er nyttig, inspirerende en revolution i kemi. Nøjagtig måling af atomare masserne er blevet et stort problem for kemikere i årtier.
Reflektere over disse skalaer, Dobereiner bemærkes, at visse sæt af tre elementer (han kaldte dem treklange), viser en interessant sammenhæng. Brom, for eksempel, havde en atomvægt et sted mellem masserne af klor og jod, og alle disse tre elementer, viste lignende kemiske adfærd. Lithium, natrium og kalium var også en treklang.
Andre kemikere havde bemærket, at forbindelsen mellem atomare vægte og kemiske egenskaber, men kun i 1860-erne af den atomare masse af stål er forholdsvis velbeskrevet og målt, til at udvikle en dybere forståelse. Den engelske kemiker John Newlands bemærket, at indretningen af de kendte elementer for at øge atommasse ført til en gentagelse af de kemiske egenskaber for hver ottende element. Denne model, han kalder “loven om oktaver” i artikel 1865. Men den model af Newlands ikke meget velholdt efter de første to oktaver, der gjorde kritikere bede ham om at arrangere elementer i alfabetisk rækkefølge. Og så indså hurtigt, Mendeleev, egenskaber elementer og atomic masserne var lidt mere kompliceret.
Tilrettelæggelsen af de elementer,
Mendeleev blev født i Tobolsk, Sibirien i 1834 og var det syttende barn af sine forældre. Han levede et lyst liv, forfølger forskellige interesser og kører på vej til fremragende mennesker. Samtidig opnå højere uddannelse på det pædagogiske Institut i St. Petersborg, at han næsten døde af en alvorlig sygdom. Efter sin afgang underviste han i ungdomsuddannelser (det var at modtage en løn på Instituttet), samtidigt med at studere matematik og naturfag for at modtage en kandidatuddannelse.
Derefter arbejdede han som lærer og foredragsholder (og skrev videnskabelige artikler), har endnu ikke modtaget et legat for den avancerede runde af undersøgelser i den bedste kemiske laboratorier i Europa.
At vende tilbage til St. Petersborg, fandt han sig selv uden et job, så jeg skrev for organisk kemi i håb om at vinde en stor pengepræmie. I 1862, det bragte ham Demidov præmie. Han har også arbejdet som redaktør, oversætter og konsulent i forskellige kemiske områder. I 1865 kom han tilbage til sine studier, fik en Ph.d. og blev Professor i St. Petersborg Universitet.
Kort tid derefter, Mendeleev begyndte at undervise i uorganisk kemi. Klar til at lære denne nye (for ham), han var dog utilfreds med tilgængelige lærebøger. Så jeg besluttede mig for at skrive min egen. Organisation, der kræves organisation elementer, derfor spørgsmålet om den bedste placering var konstant på hans sind.
Ved begyndelsen af 1869, Mendeleev gjort tilstrækkelige fremskridt til at forstå, at nogle grupper af disse elementer, der viste en regelmæssig stigning i den atomare masse; de andre elementer med omtrent samme atommasse har lignende egenskaber. Det viste sig, at bestilling af elementer efter deres atomvægt var nøglen til deres klassifikation.
Med hans egne ord Mendeleev, han har struktureret deres tænkning ved at skrive hver af de 63 så kendte elementer på et separat kort. Derefter, gennem en form for spil af kemiske kabale, han fandt et mønster, som jeg var på udkig efter. Positionering kortene i lodrette kolonner med atommasserne fra det lavere til det højere, han er placeret elementer med tilsvarende egenskaber i hver vandret række. Mendeleev periodiske tabel, blev født. Han er skitseret udkast til version 1 Marts, sendte den i print og inkluderet i din lærebog, der snart ville blive offentliggjort. Han har også hurtigt forberedt arbejdet til præsentation til den russiske chemical society.
“De elementer, der er bestilt af størrelsen af deres atomare masse, viser tydelige periodiske egenskaber”, Mendeleev skrev i sit arbejde. “Alle de sammenligninger, jeg har udført, har ført mig til den konklusion, at størrelsen af den atomare vægt bestemmer arten af de elementer, der er.”
I mellemtiden, den tyske kemiker Lothar Meyer var også arbejder på den organisation af elementer. Han har udarbejdet en tabel svarende til Mendeleev, måske endda før Mendeleyev. Men Mendeleev udgivet sin første.
Men langt vigtigere end sejren over Meyer, var, hvordan Mendeleev brugt hans bord for at gøre dristige forudsigelser om uopdagede elementer. I udarbejdelsen af din tabel, Mendeleev bemærket, at nogle kort, der manglede. Han var nødt til at efterlade tomme plads nedenfor de kendte elementer kan være justeret korrekt. I løbet af sin levetid tre tomme pladser blev fyldt med hidtil ukendte elementer: gallium, scandium og germanium.
Mendeleev ikke alene forudsagde eksistensen af disse elementer, men også korrekt beskrevet deres egenskaber i detaljer. Gallium, for eksempel, åbnede i 1875, havde en atommasse af 69,9 og en densitet, der er seks gange større end vand. Mendeleev forudsagt dette element (som han kaldte det akhalubani), kun tæthed og atomvægt 68. Hans forudsigelser for icecreme matcher Tyskland (åbnet i 1886) atommasse (72 forudsagt 72,3 faktisk) og tæthed. Han har også forudsagde korrekt tæthed af germanium forbindelser med ilt og klor.
Den periodiske tabel, var profetisk. Det virkede som om, at i slutningen af dette spil, denne pasian af de elementer, der vil afsløre Universets hemmeligheder. Han Mendeleev var en mester i at bruge deres samme tabel.
Mendeleev succesfulde forudsigelser har tjent ham legendariske status master af kemiske magi. Men i dag, historikere strides om, hvorvidt den konsoliderede opdagelsen af den forventede elementer, hvilket gør det til det periodiske lov. Vedtagelsen af den lov, der kunne være mere at gøre med hans evne til at forklare etableret kemisk binding. I alle tilfælde, intelligent nøjagtigheden af Mendeleev, selvfølgelig, henledte opmærksomheden på, at fordelene ved hans bord.
Af 1890’erne løb kemikere har bredt anerkendt loven som en milepæl inden for kemisk viden. I 1900 år, fremtiden nobelpristager i kemi William Ramsay har kaldt det “den bedste syntese, der nogen sinde har fundet sted i kemi.” Mendeleev gjorde det, han kunne ikke forstå, hvordan.
Matematisk-kort
I mange tilfælde i videnskabs store forudsigelser baseret på nye ligninger har været den rigtige. På en eller anden måde matematik afslører nogle naturlige hemmeligheder, før eksperimenter fandt dem. Et eksempel er antistof, den anden er en udvidelse af Universet. I tilfælde af Mendeleyev, forudsigelse af nye elementer, der opstod uden en form for kreativ matematik. Men i virkeligheden, Mendeleev opdagede den dybe matematiske karakter af kort, fordi tabellen afspejler værdien af kvantemekanikken, den matematiske regler for nuklear arkitektur.
I sin bog, Mendeleev bemærkes, at “interne forskelle i sagen, som atomer”, som kan være ansvarlige for med jævne mellemrum at gentage egenskaber elementer. Men han har ikke levet op til denne tankegang. I virkeligheden, i mange år tænkte han på betydningen af nukleare teori for sin tabel.
Men andre var i stand til at læse den interne besked bordet. I 1888 den tyske kemiker Johannes Wisliceny meddelte, at hyppigheden af egenskaber elementer, arrangeret af masse, angiver, at atomer er sammensat af almindelige grupper af mindre partikler. Således, i en vis forstand, at den periodiske tabel er virkelig forventet (og dokumenteret) komplekse interne struktur af atomer, mens ingen havde den mindste idé om, hvordan de virkelig så ud som atom, eller om han havde nogen indre struktur på alle.
Ved tidspunktet for døden af Mendeleev i 1907, og forskere vidste, at atomer er opdelt i dele: de elektroner, der transporterer negativ elektrisk ladning, plus nogle positivt ladede komponent, hvilket gør atomer er elektrisk neutrale. Nøglen til, hvordan disse dele line up var åbningen i 1911, da den fysiker Ernest Rutherford, der arbejder på Manchester University i England, opdaget atomets kerne. Snart efter Henry Moseley, der arbejdede med Rutherford, viste, at mængden af positive ladning i kernen (antallet af protoner, som det indeholder, eller “atomic number”) definerer den korrekte rækkefølge af de elementer i det periodiske system.
Atomvægt har været nært forbundet med atomnummer Moseley — ganske nøje til bestilling af elementer af masse i et par forskellige steder fra ordrenummer. Mendeleev insisterede på, at masserne var forkert og havde brug for re-måling, og i nogle tilfælde, at han havde ret. Der var nogle uoverensstemmelser, men det atomnummer Moseley er perfekt formet til bordet.
Omkring samme tid, den danske fysiker Niels Bohr indså, at quantum teori angiver placeringen af elektroner omkring kernen, og at de mest fjerne elektroner, der bestemmer de kemiske egenskaber af det element.
En lignende ordning af de ydre elektroner ville være regelmæssigt gentaget, at forklare de mønstre, som i første omgang blev identificeret i det periodiske system. Bohr skabte sin egen version af bordet i 1922, baseret på eksperimentelle målinger af energier elektroner (sammen med lidt hjælp fra den periodiske lov).
Tabel Bor tilføjet elementer, skal du åbne siden 1869, men det var den samme periodiske rækkefølge, skal du åbne ved at Mendeleev. Ikke at have den mindste idé om quantum teori, Mendeleev oprettet en tabel, der viser de nukleare arkitektur, som er dikteret af kvante fysik.
Ny tabel, der Bor hverken var den første eller den sidste version af det oprindelige design elementer. Hundredvis af udgaver af det periodiske system, og er siden blevet udviklet og offentliggjort. Moderne form — vandret design i modsætning til den oprindelige lodret version af Mendeleev blev meget populær efter den Anden verdenskrig, i høj grad gennem arbejdet i Amerikanske kemiker Glenn Seaborg.
Seaborg og hans kolleger har skabt flere nye syntetiske elementer med atom-numre efter uran, den sidste naturlige element i tabellen. Seaborg så, at disse elementer, transuranic (plus tre elementer forud for uran), krævede en ny række i den tabel, der er ikke forventede Mendeleev. Tabel Seaborg tilføjet en linje for de elementer, der under lignende tilstødende sjældne jordarter, der ikke har plads i tabellen.
Bidrag af Seaborg i kemi bragte ham den ære at navngive din egen element — cyborgy nummer 106. Dette er et af mange elementer, som er opkaldt efter berømte videnskabsmænd. Og i denne liste, selvfølgelig er der det element, 101, udendørs Seaborg og hans kolleger i 1955 og er opkaldt mendelevium — til ære for den kemiker, der før alle andre, har fortjent en plads i den periodiske tabel.
Besøg vores kanal for nyheder, hvis du ønsker flere historier som denne.