Перевести страницуМини-чатОпрос |
Просмотров: 667
17.01.2012
Будущая таблица Менделеева Два новых элемента, 114-й и 116-й, включены в периодическую таблицу Менделеева, сообщает Forbes. Их открытие наконец утвердил Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC). Тем временем ячейки таблицы под элементы номер 113 и 115 пока остаются свободными. Российские ученые давно открыли эти элементы, но их выявление еще не было подтверждено из-за нехватки доказательств. 114-й и 116-й элементы открыли российские ученые из Объединенного Института ядерных исследований (ОИЯИ), расположенного в подмосковном городе Дубна, и их американские коллеги из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (штат Калифорния), в результате экспериментов, проведенных в 2004 и 2006 годах. Оба эти элемента весьма нестабильны и перед распадом просуществовали менее секунды. Элемент под номером 114 был впервые синтезирован в декабре 1998 года путем бомбардировки ядрами кальция-48 мишени из плутония-244, а 116-й элемент - в июле 2000 года путем бомбардировки ядрами кальция-48 мишени из кюрия-248. Теперь ученым предстоит подобрать этим элементам имена, которые тоже должен будет одобрить IUPAC. Директор ОИЯИ академик Юрий Оганесян отметил, что сейчас ученые из Дубны ждут обращения со стороны комиссии по номенклатуре IUPAC, которая должна запросить у них предложения по названию новых элементов. При этом он отказался сообщить, какими могут быть предложения российских физиков. "Пусть сначала обратятся", - сказал академик. Вместе с тем он не исключил, что один из элементов может быть назван в честь советского физика Георгия Флерова, возглавлявшего в ОИЯИ работы по синтезу новых химических элементов. Заместитель директора ОИЯИ Михаил Иткис в марте сообщил журналистам, что российские физики хотели бы 114-й элемент назвать в честь Георгия Флерова - флеровий, а второй - московий: в честь Московской области. Кстати, московием российские ученые предлагали назвать и элемент № 118, открытый ими позднее. На Земле химические элементы тяжелее урана, имеющего порядковый номер 92 в таблице Менделеева, не встречаются, так как являются радиоактивными, и их ядра уже распались за более чем четыре миллиарда лет земной истории. Все элементы тяжелее урана синтезируются в специальных реакторах и в ускорителях при столкновении ядер других элементов. С середины прошлого века физики-ядерщики всего мира ищут так называемый "остров стабильности" сверхтяжелых элементов. Ядра всех сверхтяжелых элементов очень неустойчивы и распадаются на более мелкие ядра и частицы за считаные доли секунды. Однако в 1950-60-х годах физики разработали теорию, согласно которой ядра некоторых сверхтяжелых элементов могут иметь особую конфигурацию, позволяющую им существовать минуты, часы, дни и месяцы. Некоторые ученые убеждены, что сверхтяжелые элементы могут быть стабильны даже в течение миллионов лет.
Просмотров: 801
16.01.2012
Периодическая система элементов Менделеева. План: 1. Открытие закона 2. Структура таблицы 3. Формулировка закона 4. Значение закона I. Предпосылки открытия периодического закона. Попытки классификации химических элементов. Периодический закон был открыт (сформулирован) в 1869 году Д.И. Менделеевым. К тому времени было уже известно более 60-ти химических элементов. По мере открытия новых элементов подтверждалась мысль о том, что многообразие ок- ружающего мира обусловлено различными качественными и количественными сочетаниями химических элементов. Впол- не закономерными были попытки исследователей выявить вза- имосвязь между химическими элементами как с качественной, так и с количественной стороны. По мере накопления фактов об элементах возникла необхо- димость в их классификации. Вначале ученые пытались все хи- мические элементы разделить на две группы – металлы и неме- таллы (А.Лавуазье, Й.Я. Берцелиус). При изучении важнейших классов неорганических соединений выяснилось, что типич- ные металлы отличаются от типичных неметаллов не только по физическим, но и по химическим свойствам. Типичные ме- таллы, как например кальций Ca, образуют основные оксиды, которым соответствуют основания: 2Ca + O2 → 2CaO металл основной оксид (кальций) (оксид кальция) CaO + H2O → Ca(OH)2 основной оксид основание Неметаллы, например сера S, образуют кислотные оксиды, которым соответствуют кислоты: 2S + 3O2 → 2SO3 неметалл (сера) — кислотный оксид (оксид серы) SO3 + H2O → H2SO4 кислотный оксид — кислота (серная) Металлы, как правило, реагируют с кислотами, замещая в них атомы водорода H, с образованием солей. Для неметаллов реакция с кислотами нехарактерна. Позже выяснилось, что классификация химических эле- ментов на металлы и неметаллы является неполной. Так как, существуют химические элементы, которые проявляют двойс- твенную природу. Оксиды и гидроксиды этих элементов спо- собны реагировать и с кислотами и со щелочами (такие оксиды и гидроксиды называются амфотерными) В 1817 году немецкий химик И.В. Деберейнер на основе сходс- тва некоторых элементов расположил их отдельными триадами (Li, Na, K и Ca, Sr, Ba). При этом он впервые обнаружил, что атом- ная масса среднего элемента равна среднеарифметической сумме атомных масс крайних. Эта работа была одной из первых по сис- тематизации элементов в зависимости от атомной массы, при- знанной основной количественной характеристикой элемента. Предшественники Д.И. Менделеева обнаружили группы элементов, сходных по химическим свойствам, причем разни- ца между атомными массами родственных элементов в группе равна некоторой постоянной величине. Однако эти авторы не пошли дальше установления частных закономерностей внутри групп. В одних случаях различные естественные группы сопоставлялись чисто эмпирически, в рамках единой таблицы, а в других делались попытки поиска конкретных закономерностей. Работы предшественников подготовили почву для откры- тия Д.И. Менделеева. II . Открытие периодического закона Д .И . Менделеевым, составление системы . Как и предшественники, Д.И. Менделеев в качестве основ- ной характеристики, однозначно определяющей химический элемент, выбрал атомную массу. Однако, Д.И. Менделеев искал закономерности в изменении атомных масс не только химичес- ки сходных элементов внутри одной естественной группы, но и между несходными элементами. Сопоставив крайне противо- положные в химическом отношении, но близкие по величине атомной массы элементы таких групп, как щелочные металлы и галогены, и написав первые под вторыми, Д.И. Менделеев рас- положил под и над ними другие группы сходных элементов в порядке изменения их атомных масс. Оказалось, что элементы этих естественных групп образуют общий закономерный ряд, причем химические свойства элементов периодически повто- ряются. При этом обнаружилось, что распределение элементов по величине их атомной массы не только не противоречит их сходству, а наоборот, прямо на него указывает. 1 марта (18 февраля по старому стилю) 1869 года Д.И. Менде- леев разослал химикам набросок периодической системы хи- мических элементов под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Эта дата считается датой построения периодической системы эле- ментов. При изучении свойств химических элементов Д.И. Менделе- ев уделял особое внимание характеру изменения этих свойств у элементов аналогов и сходных соединений, которые вели к количественной оценке изучаемых явлений. К таким свойствам относились атомная масса, кристалличес- кая форма, плотность, атомный объем и форма соединений. Первый вариант системы элементов позволил Д.И.Менделееву сделать основные выводы из нее: 1) свойства элементов, расположенных в соответствии с ве- личиной атомной массы, изменяются периодически; 2) величина атомной массы определяет характер элемента; 3) элементы с малыми атомными массами типические, они наиболее распространены в природе, свойства их выражены резко; 4) можно ожидать открытия еще многих неизвестных про- стых тел (элементов); 5) можно иногда уточнять атомные массы элементов, на ос- нове их аналогов; 6) по величине массы атомов могут быть найдены аналоги элементов. На основании этих выводов и сформулирован закон.
Просмотров: 4677
16.01.2012
Первые попытки систематизации элементов Одной из важнейших проблем теоретической химии XIX века после разрешения проблемы атомных весов оставалась систематизация химических элементов, число которых постоянно росло. Со времён античности и средних веков были известны 14 элементов (хотя собственно элементами их стали считать лишь в конце XVIII века). В XVIII веке к ним добавилось 20 новых элементов; к 1860 году число известных элементов возросло до шестидесяти. Проблема упорядочения элементов и отыскания закономерности в изменении их свойств становилась всё более актуальной. Создание периодической системы химических элементов стало результатом многолетней работы многих химиков. Первую попытку систематизации элементов предпринял немецкий химик Иоганн Вольфганг Дёберейнер, сформулировавший в 1829 г. закон триад. Дёберейнер обратил внимание на то, что в рядах сходных по свойствам элементов наблюдается закономерное изменение атомной массы. В выделенных Дёберейнером триадах элементов атомный вес среднего элемента триады примерно равен полусумме атомных весов двух крайних элементов:
Хотя разбить все известные элементы на триады Дёберейнеру, естественно, не удалось, тем не менее, закон триад явно указывал на наличие взаимосвязи между атомной массой и свойствами элементов и их соединений.
Необходимым этапом систематизации элементов стала их химическая классификация, важнейший вклад в которую внёс немецкий химик Леопольд Гмелин. В 1843 г. Гмелин опубликовал таблицу химически сходных элементов, расставленных по группам в порядке возрастания "соединительных масс". Вне групп элементов, вверху таблицы, Гмелин поместил три "базисных" элемента – кислород, азот и водород. Под ними были расставлены триады, а также тетрады и пентады (группы из четырех и пяти элементов), причём под кислородом расположены группы металлоидов (по терминологии Берцелиуса), т.е. электроотрицательных элементов; электроположительные и электроотрицательные свойства групп элементов плавно изменялись сверху вниз. Следующим шагом на пути к открытию периодического закона стали т.н. дифференциальные системы, направленные на выявление общих закономерностей в изменении атомного веса элементов. В 1850 г. немецкий врач Макс фон Петтенкофер попытался найти у элементов соотношения, подобные тем, что обнаруживаются в гомологических рядах, т.е. в рядах соединений, отличающихся друг от друга группой CH2. Он указал, что атомные веса некоторых элементов отличаются друг от друга на величину, кратную восьми. На этом основании Петтенкофер высказал предположение, что элементы, возможно, являются сложными образованиями каких-то субэлементарных частиц. На следующий год подобные соображения высказал и французский химик-органик Жан Батист Андрэ Дюма. Различные варианты дифференциальных систем предложили немецкий химик Эрнст Ленсен (1857), американец Джосайя Парсонс Кук (1857), английские химики Уильям Одлинг (1858) и Джон Холл Глэдстон (1859). В 1859 г. эту идею детально разработал немецкий учёный Адольф Штреккер. Дальнейшим развитием дифференциальных систем стали периодические классификации 1860-х годов. Александр Эмиль Бегуйе де Шанкуртуа в 1862 г. предложил винтовой график элементов, расположенных в порядке возрастания атомных весов – т. н. "земная спираль" (vis tellurique). Шанкуртуа нанёс на боковую поверхность цилиндра, размеченную на 16 частей, линию под углом 45°, на которой поместил точки, соответствующие элементам. Таким образом, элементы, атомные веса которых отличались на 16, или на число, кратное 16, располагались на одной вертикальной линии. При этом точки, отвечающие сходным по свойствам элементам, часто оказываются на одной прямой. Винтовой график Шанкуртуа фиксировал закономерные отношения между атомными массами элементов, однако данная система не могла быть признана удовлетворительной. Джон Александр Рейна Ньюлендс в 1864 г. опубликовал таблицу элементов, отражающую предложенный им закон октав. Ньюлендс показал, что в ряду элементов, размещённых в порядке возрастания атомных весов, свойства восьмого элемента сходны со свойствами первого. Такая зависимость действительно имеет место для лёгких элементов, однако Ньюлендс пытается придать ей всеобщий характер. В таблице Ньюлендса сходные элементы располагались в горизонтальных рядах; однако, в одном и том же ряду часто оказывались и элементы совершенно непохожие. Кроме того, в некоторых ячейках Ньюлендс вынужден был разместить по два элемента; наконец, таблица Ньюлендса не содержит свободных мест. Вследствие присущих системе Ньюлендса недостатков современники отнеслись к закону октав весьма скептически.
Просмотров: 1615
16.01.2012
Предыстория таблицы Менделеева Вопросы о том, из каких элементов состоит мир, конечно или бесконечно
их число, задавали еще в глубокой древности. Так, древнегреческий
философ Фалес Милетский
полагал, что первоисточником всей материи является вода (вода произвела
все живые вещи, из воды выходит все). Анаксимен первоначалом всех
веществ считал воздух. От уплотнения воздуха происходят облака, из них
идет вода, а из воды все остальное. От разряжении воздуха возникает
огонь. Философ Гераклит Эфесский,
основатель античной диалектики, первопричину всех вещей видел в огне
(... Мир, единый... был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно
воспламеняющимся и закономерно угасающим...). Философ Ксенофан
первоматерией считал землю — из нее все возникает, в нее все
возвращается. История «сна Менделеева» Свои соображения о периодической системе элементов Д.И. Менделеев
долго не мог представить в виде ясного обобщения, строгой и наглядной
системы. О завершающей творческий процесс интуиции Менделеева профессор
А.А. Иностранцев сообщил следующее. Однажды, уже будучи секретарем
физико-математического факультета, Иностранцев зашел проведать
Менделеева. Д.И. Менделеев заговорил о том, что впоследствии воплотилось
в периодическую систему элементов, но в ту минуту закон и таблица еще
не были сформированы. «Все в голове сложилось, — с горечью прибавил
Менделеев, — а выразить таблицей не могу». После этого Менделеев три дня
и три ночи, не ложась спать, проработал у конторки, пробуя
скомбинировать результаты своей мысленной конструкции в таблицу, но
попытки оказались неудачными. Наконец, крайне утомленный Менделеев лег
спать и тотчас заснул. Позже он говорил: «Вижу во сне таблицу, где
элементы расставлены, как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке
бумаги, — только в одном месте впоследствии оказалась нужной поправка».
«Возможно, — добавил профессор Иностранцев, — что этот клочок бумаги
сохранился и до настоящего времени. Менделеев нередко пользовался для
заметок неиспользованными полулистиками почтовой бумаги от полученных им
записок». Известно, что Д.И. Менделеев принадлежал к ярко выраженному
типу зрительного воображения. Его «визуализация» была исключительной
силы. Этот рассказ породил различные мифы и упрощенные представления.
|
ЧасыТоп пользователей
ОнлайнОнлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
|