Менделеев считал. Почему дмитрий менделеев не получил нобелевскую премию

Д.И. Менделеев о народном образовании

Он постоянно проводил мысль, что школа - это громадная сила, определяющая судьбы народов и государств, считал, что без расширения народного просвещения невозможно и само развитие России.

В статьях и речах о состоянии и развитии образования в России Д. И. Менделеев высказывал следующие принципиальные соображения: народное образование есть долг государства перед низшими классами. Между тем, в стране нет даже элементарной общеобразовательной подготовки большинства детского населения, особенно в деревнях. Должен быть разработан общегосударственный план развития сети школ и надо иметь особый денежный фонд для реализации этого плана; основополагающими принципами организации народного образования являются его всеобщность, обязательность и бесплатность.

Менделеев был стихийным материалистом, революционером в науке, боролся со схоластикой, метафизикой, невежеством и называл себя реалистом. Дмитрий Иванович считал, что в основу образования надо положить «жизненный реализм» вместо классицизма, был поборником расширения курса естественных наук за счет древних языков. По его мнению, основу общего образования должны составлять русский язык, математика и естествознание. Д. И. Менделеев доказывал, что учить надо не для личных, а для общественных целей. Он постоянно повторял: «Посев научный взойдет для жатвы народной».

Еще в 1871 году Д. И. Менделеев писал, что учебные заведения могут приносить наибольшую пользу только при условии непрерывности обучения: «Под этим я подразумеваю возможность для талантливых учеников низших училищ беспрепятственного перехода в высшие заведения». Им сформулированы два принципа непрерывности в обучении и воспитании: во-первых, самостоятельность и стабильность содержания образования на каждом этапе; во-вторых, тесная взаимосвязь начального, среднего и высшего образования.

Д. И. Менделеев настаивал на введении обязательного начального обучения и государственного финансирования образования. Мог ли он предположить, что в наши дни будет обязательным среднее образование.

Д. И. Менделеев считал, что образование должно быть доступным для всех сословий.

Д.И. Менделеев о средней общеобразовательной школе

Д.И. Менделеев полагал, что главная задача среднего образования - это развитие личности учеников, сознательного отношения к окружающему, трудолюбия, наблюдательности, способности к обсуждению важных вопросов. Он был сторонником строго продуманного плана обучения в средней школе и требовал определенной системы занятий, постоянного расписания.

Ученый добивался изгнания из средней школы всех проявлений формализма, зубрежки, мертвых языков (латыни и греческого), включения в программу жизненно необходимых предметов. Менделеев считал, что преподавание должно быть основано на изучении окружающей действительности путем опыта, наблюдения, анализа и обобщения, т. е. он ратовал за активизацию процесса обучения. Д. И. Менделеев подчеркивал, что рассуждения без опытной проверки всегда приводят к самообману и иллюзиям, к расхождению слова и дела, к карьеристскому эгоизму, который государству вовсе не нужен и массу людей доводит до мечтательности и бездеятельности, а порой и до разочарования и отчаяния.

Интересно отношение Дмитрия Ивановича к экзаменам в средней школе. В статье «Экзамены» он писал «… устные, массовые экзамены при обучении следует уничтожить, а на вступительные следует смотреть только, как на неизбежную необходимость, определяемую отношением спроса к предложению».

«…экзамены, особенно устные, всегда более или менее - лотерея…пора с этим покончить»

Особенно возмущала Менделеева оценка работы учителей по результатам экзаменов их учащихся. Он подчеркивал, что проверка учителей, конечно необходима, но ее, прежде всего, следует проводить при выборе учителей. Проверять учителей надо не на экзаменах, а во время преподавания.

Д. И. Менделеев, высоко оценивая труд учителя, предъявлял к нему самые серьезные требования. Он считал, что кандидату на должность учителя необходимо иметь основательные знания по методике преподавания химии, предлагал учредить в каждом университете кафедру педагогике. Теперь в каждом учебном заведении имеется методическая комиссия по химии. «Истинное дело учителя, - писал Менделеев, - делается исключительно нервами … одними сухими рассуждениями - даже при полной добросовестности - ничего не поделаешь в обучении, доброго слова не оставишь, нужна работа нервов…»

Дмитрий Иванович называл учителей светильниками и просветителями, настаивал, чтобы они следили за наукой, непосредственно занимались ею,

т. к. только тот учитель может плодотворно влиять на своих учеников, пополнять их знания, который сам силен в науке.

Особенно подчеркивал Д. И. Менделеев воспитательную роль учителя, что он должен знать каждого ученика, его способности, наклонности и характер, чтобы всесторонне развить имеющиеся задатки. В личной жизни учитель должен быть примером для учащихся. Доверие к учителю составляет основу всякого образования.

Менделеев Дмитрий Иванович – русский ученый, гениальный химик, физик, исследователь в области метрологии, гидродинамики, геологии, глубокий знаток промышленности, приборостроитель, экономист, воздухоплаватель, педагог, общественный деятель и оригинальный мыслитель.

Детство и юность

Великий ученый родился в 1834 году, 8 февраля, в Тобольске. Отец Иван Павлович был директором окружных училищ и Тобольской гимназии, происходил из рода священника Павла Максимовича Соколова, русского по национальности.

Фамилию Иван поменял в детстве, будучи учащимся Тверской семинарии. Предположительно, это было сделано в честь его крестного отца, помещика Менделеева. Позднее неоднократно затрагивался вопрос о национальной принадлежности фамилии ученого. По одним сведениям, она свидетельствовала о еврейских корнях, по другим – о немецких. Сам Дмитрий Менделеев рассказывал о том, что фамилию присвоил Ивану его педагог из семинарии. Юноша произвел удачный обмен и тем прославился среди однокашников. По двум словам – «мену делать» – Иван Павлович был вписан в учебную ведомость.

Мать Мария Дмитриевна (в девичестве Корнильева) занималась воспитанием детей и домашним хозяйством, имела репутацию интеллигентной и умной женщины. Дмитрий был в семье самым младшим, последним из четырнадцати детей (по другой информации – последним из семнадцати детей). В 10-летнем возрасте мальчик лишился отца, который ослеп и вскоре умер.

Во время учебы в гимназии способностей Дмитрий не проявил, сложнее всего ему давалась латынь. Любовь к науке прививала мать, она же участвовала в формировании его характера. Мария Дмитриевна увезла сына учиться в Петербург.

В 1850 году в Петербурге юноша поступает в Главный пединститут на отделение естественных наук физмата. Его преподавателями были профессора Э. Х. Ленц, А. А. Воскресенский и Н. В. Остроградский.

Во время учебы в институте (1850-1855 годы) Менделеев демонстрирует незаурядные способности. Будучи студентом, он публикует статью «Об изоморфизме» и ряд химических анализов.

Наука

В 1855-м Дмитрий получает диплом с золотой медалью и направление в Симферополь. Здесь он работает старшим учителем гимназии. С началом Крымской войны Менделеев перебирается в Одессу и получает должность преподавателя в лицее.

В 1856-м он снова в Петербурге. Учится в университете, защищает диссертацию, преподает химию. Осенью защищает еще одну диссертацию и назначается приват-доцентом университета.

В 1859-м Менделеева отправляют в командировку в Германию. Работает в университете Гейдельберга, обустраивает лабораторию, исследует капиллярные жидкости. Здесь им были написаны статьи «О температуре абсолютного кипения» и «О расширении жидкостей», открыто явление «критическая температура».

В 1861-м ученый возвращается в Петербург. Создает учебник «Органическая химия», за что удостаивается Демидовской премии. В 1864-м он уже профессор, а спустя два года возглавляет кафедру, преподает и работает над «Основами химии».

В 1869-м представляет периодическую систему элементов, совершенствованию которой посвятил всю жизнь. В таблице Менделеев представил атомную массу девяти элементов, позднее добавил в свод группу благородных газов и оставил место для элементов, которые еще предстояло открыть. В 90-е годы Дмитрий Менделеев внес свой вклад в открытие явления радиоактивности. Периодический закон включал в себя доказательства связи свойств элементов и их атомного объема. Теперь рядом с каждой таблицей химических элементов находится фото первооткрывателя.

В 1865–1887 годах разрабатывает гидратную теорию растворов. В 1872-м начинает изучать упругость газов, спустя два года выводит уравнение идеального газа. Среди достижений Менделеева этого периода – создание схемы дробной перегонки нефтепродуктов, применение цистерн и трубопровода. При содействии Дмитрия Ивановича сжигание черного золота в топках полностью прекратилось. Фраза ученого «Сжигать нефть - все равно, что топить печку ассигнациями» стала афоризмом.

Еще одной сферой деятельности ученого стали географические исследования. В 1875 году Дмитрий Иванович побывал на Парижском международном географическом конгрессе, где представил на суд свое изобретение – дифференциальный барометр-высотомер. В 1887 году ученый участвовал в путешествии на аэростате в верхние слои атмосферы для наблюдения полного солнечного затмения.

В 1890-м ссора с высокопоставленным чиновником стала причиной ухода Менделеева из университета. В 1892-м химик изобретает методику получения бездымного пороха. Одновременно с этим его назначают хранителем Депо образцовых мер и весов. Здесь он возобновляет прототипы фунта и аршина, занимается вычислениями по сравнению русских и английских эталонов мер.

По инициативе Менделеева в 1899 году факультативно вводится метрическая система мер. В 1905, 1906 и 1907 годах ученого выдвигают кандидатом на Нобелевскую премию. В 1906-м году Нобелевским комитетом премия присуждается Менделееву, но Королевская академия наук Швеции это решение не подтвердила.

Менделеев, являющийся автором более чем полутора тысяч трудов, имел огромный научный авторитет в мире. За свои заслуги ученый был удостоен многочисленных научных званий, российских и зарубежных наград, был почетным членом ряда научных обществ на родине и за границей.

Личная жизнь

В юности с Дмитрием случился неприятный случай. Ухаживания за девушкой Соней, с которой тот был знаком с детства, закончились помолвкой. Но изнеженная красавица к венцу так и не пошла. Накануне свадьбы, когда подготовка уже шла полным ходом, выходить замуж Сонечка отказалась. Девушка посчитала, что нет смысла что-то менять, если жизнь и так хороша.

Дмитрий болезненно переживал разрыв с невестой, но жизнь шла своим чередом. От тяжких дум его отвлекла поездка за границу, чтение лекций и верные друзья. Возобновив отношения с Феозвой Никитичной Лещевой, с которой был знаком ранее, стал с ней встречаться. Девушка была старше Дмитрия на 6 лет, но выглядела молодо, поэтому разница в возрасте была незаметной.

В 1862-м они стали мужем и женой. Первая дочь Маша родилась в 1863 году, но прожила только несколько месяцев. В 1865-м родился сын Володя, спустя три года – дочь Оля. К детям Дмитрий Иванович был привязан, но времени им уделял мало, так как жизнь была посвящена научной деятельности. В браке, заключенном по принципу «стерпится-слюбится», он не был счастлив.

В 1877-м Дмитрий знакомится с Анной Ивановной Поповой, которая стала для него человеком, способным в трудную минуту поддержать умным словом. Девушка оказалась творчески одаренным человеком: училась в консерватории игре на фортепиано, позже в Академии художеств.

Дмитрий Иванович устраивал у себя молодежные «пятницы», где и познакомился с Анной. «Пятницы» трансформировались в литературно-художественные «среды», завсегдатаями которых были талантливые художники и профессора. Среди них были , Николай Вагнер, Николай Бекетов и другие.

Женитьба Дмитрия и Анны состоялась в 1881 году. Вскоре у них родилась дочь Люба, сын Иван появился в 1883-м, близнецы Василий и Мария – в 1886-м. Во втором браке личная жизнь ученого сложилась счастливо. Позднее зятем Дмитрия Ивановича стал поэт , женившись на дочери ученого Любови.

Смерть

В начале 1907 года в Палате мер и весов проходила встреча Дмитрия Менделеева и нового министра промышленности Дмитрия Философова. После обхода палаты ученый заболел простудой, которая вызвала воспаление легких. Но даже будучи сильно больным, Дмитрий продолжал работу над рукописью «К познанию России», последними написанными им словами в которой стала фраза:

«В заключение считаю необходимым, хоть в самых общих чертах, высказать…».

Смерть наступила в пять часов утра 2 февраля по причине паралича сердца. Могила Дмитрия Менделеева находится на Волковом кладбище Санкт-Петербурга.

Память Дмитрия Менделеева увековечена рядом монументов, документальных фильмов, книгой «Дмитрий Менделеев. Автор великого закона».

• С именем Дмитрия Менделеева связано множество интересных фактов биографии. Помимо деятельности ученого, Дмитрий Иванович занимался промышленной разведкой. В 70-е годы в США начался расцвет нефтяной промышленности, появились технологии, которые удешевили производство нефтепродуктов. Российские производители стали терпеть убытки на международном рынке из-за неспособности конкурировать по цене.
• В 1876 году по ходатайству министерства финансов России и «Русского технического общества», сотрудничавшего с военным ведомством, Менделеев отправился за океан на выставку технических новинок. На месте химик изучил новаторские принципы изготовления керосина и других нефтепродуктов. А по заказанным отчетам железнодорожных служб Европы Дмитрий Иванович попытался расшифровать метод изготовления бездымного пороха, что ему и удалось.

• У Менделеева было хобби – изготавливать чемоданы. Ученый шил себе одежду.
• Ученому приписывают изобретение водки и самогонного аппарата. Но на самом деле Дмитрий Иванович в теме докторской диссертации «Рассуждение о соединении спирта с водою» изучил вопрос уменьшения объема смешиваемых жидкостей. В работе ученого не было и слова о водке. А стандарт в 40° был установлен в царской России еще в 1843 году.
• Придумал герметические отсеки для пассажиров и пилотов.
• Существует легенда, что открытие периодической системы Менделеева произошло во сне, но это миф, созданный самим ученым.
• Сам скручивал папиросы, используя дорогой табак. Говорил, что никогда не бросит курить.

Открытия

• Создал управляемый аэростат, который стал неоценимым вкладом в воздухоплавание.
• Разработал периодическую таблицу химических элементов, ставшую графическим выражением закона, установленного Менделеевым в ходе работы над «Основами химии».
• Создал пикнометр – прибор, способный определять плотность жидкости.
• Открыл критическую температуру кипения жидкостей.
• Создал уравнение состояния идеального газа, устанавливающее зависимость между абсолютной температурой идеального газа, давлением и молярным объемом.
• Открыл Главную палату мер и весов – центральное учреждение Министерства финансов, заведовавшее поверочной частью Российской империи, подчинявшееся отделу торговли.

(1834-1907) - великий русский химик, создатель периодической системы химических элементов. Много сделал для развития промышленности в России, впервые выдвинул идею подземной газификации каменного угля, впоследствии высоко оценённую Лениным. Революционер в науке, Менделеев боролся за связь теории с практикой, за применение науки к потребностям промышленного развития России. Как. философ Менделеев считал себя «реалистом». «Реализм» Менделеева - это в основном материализм, сочетающийся со стихийной диалектикой. «...Ныне без самобытного движения немыслима ни одна малейшая доля вещества... движение стало понятием, неразрывно связанным с понятием материи...» (Менделеев). Менделеев боролся против спиритизма и (см.). 19 февраля 1869 г. Менделеев открыл периодический закон химических элементов, составивший основу его периодической системы.

Этот закон гласит, что свойства простых тел а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. Устанавливая связь между качественной и количественной характеристикой элементов, между химизмом них атомным весом, Менделеев развил химическую атомистику (см.) и фактически применил к химическим элементам закон о переходе количественных изменений в качественные. Располагая элементы в порядке возрастания атомных весов, Менделеев заметил, что через определённое число элементов свойства повторяются. Поэтому сходные элементы Менделеев поместил один под другим. В системе Менделеева раскрывается всеобщая закономерная связь между всеми элементами и их взаимообусловленность. В таблице элементов, составленной Менделеевым, оказались пустые места; заполнить их должны были не открытые ещё элементы.

Менделеев теоретически вычислил важнейшие свойства последних, выводя их как средние из свойств соседних элементов. Предсказанные Менделеевым элементы были открыты Лекок де-Буабодраном (1875), Нильсоном (1880), Випклером (1886) и названы галлием, скандием и германием. Их свойства почти в точности совпали с предсказанными Менделеевым: так, атомный вес германия равен 72,6, а предполагался равным 72. Менделеев, применив бессознательно диалектический закон о переходе количественных изменений в качественные, совершил научный подвиг.
Доказав на практике достоверность человеческих знаний о законах объективного мира, Менделеев нанёс сокрушительный удар но агностицизму; вместе с тем раскрытие объективной закономерности химических элементов способствовало изгнанию случайности из химии. Без периодического закона, пишет Менделеев, открытие новых элементов «...было делом одного наблюдения... И от-того-то только слепой случай и особая прозорливость и наблюдательность вели к открытию новых элементов...

Закон периодичности открывает в этом последнем.отношении новый путь...». Приоритет Менделеева в открытии периодического закона необоснованно оспаривался рядом иностранных химиков. Защищая роль русской науки в этом великом открытии, Менделеев показал, что все эти химики выступили позднее. Например, Л. Мейер, претендовавший на это открытие, вообще не считал периодический закон объективным законом природы и не рисковал исходя из него делать теоретические предсказания и выводы; к тому же, будучи механистом, Л.Мейеручитывал лишь внешнюю, чисто количественную сторону взаимоотношений между элементами, игнорируя их качественную сторону, следовательно, самую суть периодического закона.

В области физики Менделееву принадлежит открытие «критической температуры», устраняющее прежний метафизический разрыв между жидкостями и газами, и внесение поправок в закон Бойля- Мариотта, показывающих относительный характер этого закона. Эти открытия Менделеева были оценены Энгельсом в его труде «Анти-Дюринг».

В XX в. развитие взглядов на строение материи, прежде всего теория электронного строения атомов, опиралось полностью на периодическую систему Менделеева. Если перенумеровать последовательно элементы, расположенные но системе Менделеева, то порядковый номер каждого элемента будет равен положительному заряду ядра его атома; химические же свойства зависят преимущественно от группировки электронов вокруг ядра. При увеличении заряда ядра на единицу и соответственном увеличении числа электронов в оболочке атома типы электронных группировок повторяются, обусловливая периодичность в изменении свойств атомов. Поэтому в новейшей формулировке закон Менделеева гласит, что свойства элементов находятся в периодической зависимости от порядкового номера или заряда ядра атома. Масса атома тесно связана с зарядом ядра; поэтому Менделеев и смог открыть свой закон, пользуясь атомными весами. Система Менделеева отражает не только связи, но и реальные процессы превращения химических элементов и их соединений.

Ядерные реакции и радиоактивный распад атомов выражаются как сдвиги (с места на место) в системе Менделеева («закон сдвига»). Деление ядер тяжёлых элементов (урана и др.) также происходит в соответствии с периодическим законом Менделеева; этот закон помогает в настоящее время овладевать способами использования атомной энергии. Эволюция, вещества на звёздах и распределение химических соединений в процессе развития Земли выражено системой Менделеева. Закон Менделеева, являясь, таким образом, законом развития вещества в области неорганической природы, играет огромную роль в обосновании диалектико-материалистического взгляда на природу. Менделеев по праву считается основателем современного учения о веществе, об атомах и элементах. Главное произведение Менделеева - «Основы химии».

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева на основе представлений о строении атома.

1. формулировка периодического закона

Д. И. Менделеева в свете теории строения атома.

Открытие периодического закона и разработка периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым явились вершиной развития химии в XIX веке. Обширная сумма знаний о свойствах 63 элементов, известных к тому времени, была приведена в стройный порядок.

Д. И. Менделеев считал, что основной характеристикой элементов являются их атомные веса, и в 1869 г. впервые сформулировал периодический закон.

Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.

Весь ряд элементов, расположенных в порядке возрастания атомных масс, Менделеев разбил на периоды, внутри которых свойства элементов изменяются последовательно, разместив периоды так, чтобы выделить сходные элементы.

Однако, несмотря на огромную значимость такого вывода, периодический закон и система Менделеева представляли лишь гениальное обобщение фактов, а их физический смысл долгое время оставался непонятным. Лишь в результате развития физики XX века - открытия электрона, радиоактивности, разработки теории строения атома - молодой, талантливый английский физик Г. Мозле установил, что величина зарядов ядер атомов последовательно возрастает от элемента к элементу на единицу. Этим открытием Мозле подтвердил гениальную догадку Менделеева, который втрех местах периодической таблицы отошел от возрастающей последовательности атомных весов.

Так, при ее составлении Менделеев поставил 27 Со перед 28 Ni, 52 Ti перед 5 J, 18 Аг перед 19 К, несмотря на то, что это противоречило формулировке периодического закона, то есть расположению элементов в порядке увеличения их атомных весов.

Согласно закону Мозле заряды ядер данных элементов соответствовали положению их в таблице.

В связи с открытием закона Мозле современная формулировка периодического закона следующая:

свойство элементов, а так же формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.

Связь периодического закона и периодической системы со строением атомов.

Итак, главной характеристикой атома является не атомная масса, а величина положительного заряда ядра. Это более общая точная характеристика атома, а значит, и элемента. От величины положительного заряда ядра атома зависят все свойства Элемента и его положение в периодической системе. Таким образом, порядковый номер химического элемента численно совпадает с зарядом ядра его атома. Периодическая система элементов является графическим изображением периодического закона и отражает строение атомов элементов.

Теория строения атома объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительного заряда атомных ядер от 1-до 110 приводит к периодическому повторению у атомов элементов строения внешнего энергетического уровня. А поскольку от числа электронов на внешнем уровне в основном зависят свойства элементов; то и они периодически повторяются. В этом физический смысл периодического закона.

В качестве примера рассмотрим изменение свойств у первых и последних элементов периодов. Каждый период в периодической системе начинается элементами атомы, которых на внешнем уровне имеют один s-электрон (незавершенные внешние уровни) и потому проявляют сходные свойства - легко отдают валентные электроны, что обуславливает их металлический характер. Это щелочные металлы - Li, Na, К, Rb, Cs.

Заканчивается период элементами, атомы которых на внешнем уровне содержат 2 (s 2) электрона (в первом периоде) или 8 (s 1 p 6) электронов (во всех последующих), то есть имеют завершенный внешний уровень. Это благородные газы Не, Ne, Ar, Kr, Xe, имеющие инертные свойства.

Именно вследствие сходства строения внешнего энергетического уровня похожи их физические и химические свойства.

В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева­ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом. В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева­ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом.

В свете учения о строении атома становится понятным разделение всех элементов на семь периодов, сделанное Д. И. Менделеевым. Номер периода соответствует числу энергетических уровней атома, то есть положение элементов в периодической системе обусловлено строением их атомов. В зависимости от того, какой подуровень заполняется электронами, все элементы делят на четыре типа.

1. s-элементы. Заполняется s-подуровень внешнего уровня (s 1 - s 2). Сюда относятся первые два элемента каждого периода.

2. р-элементы. Заполняется р-подуровень внешнего уровня (р 1 -- p 6)- Сюда относятся последние шесть элементов каждого периода, начиная со второго.

3. d-элементы. Заполняется d-подуровень последнего уровня (d1 - d 10), а на последнем (внешнем) уровне остается 1 или 2 электрона. К ним относятся элементы вставных декад (10) больших периодов, начиная с 4-го, расположенные между s- и p-элементами (их также называют переходными элементами).

4. f-элементы. Заполняется f-подуровень глубинного (треть его снаружи) уровня (f 1 -f 14), а строение внешнего электронного уровня остается неизменным. Это лантаноиды и актиноиды, находящиеся в шестом и седьмом периодах.

Таким образом, число элементов в периодах (2-8-18-32) соответствует максимально возможному числу электронов на соответствующих энергетических уровнях: на первом - два, на втором - восемь, на третьем - восемнадцать, а на четвертом - тридцать два электрона. Деление групп на подгруппы (главную и побочную) основано на различии в заполнении электронами энергетических уровней. Главную подгруппу составляют s - и p-элементы, а побочную подгруппу - d-элементы. В каждой группе объединены элементы, атомы которых имеют сходное строение внешнего энергетического уровня. При этом атомы элементов главных подгрупп содержат на внешних (последних) уровнях число электронов, равное номеру группы. Это так называемые - валентные электроны.

У элементов побочных подгрупп валентными являются электроны не только внешних, но и предпоследних (вто­рых снаружи) уровней, в чем и состоит основное различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп.

Отсюда следует, что номер группы, как правило, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей. В этом заключается физический смысл номера группы.

С позиций теории строения атома легко объясняется возрастание металлических свойств элементов в каждой группе с ростом заряда ядра атома. Сравнивая, например, распределение электронов по уровням в атомах 9 F (1s 2 2s 2 2р 5) и 53J (1s 2 2s 2 2р 6 3s 2 Зр 6 3d 10 4s 2 4р 6 4 d 10 5s 2 5p 5) можно отметить, что у них по 7 электронов на внешнем уровне, что указывает на сходство свойств. Однако внешние электроны в атоме йода находятся дальше от ядра и поэтому слабее удерживаются. По этой причине атомы йода могут отдавать электроны или, иными словами, проявлять металлические свойства, что нехарактерно для фтора.

Итак, строение атомов обуславливает две закономерности:

а) изменение свойств элементов по горизонтали - в периоде слева направо ослабляются металлические и усиливаются неметаллические свойства;

б) изменение свойств элементов по вертикали - в группе с ростом порядкового номера усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические.

Таким образом: по мере возрастания заряда ядра атомов химических элементов периодически изменяется строение их электронных оболочек, что является причиной периодического изменения их свойств.

3. Структура периодической Системы Д. И. Менделеева.

Периодическая система Д. И. Менделеева подразделяется на семь периодов – горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера, и восемь групп – последовательностей элементов обладающих однотипной электронной конфигурацией атомов и сходными химическими свойствами.

Первые три периода называются малыми, остальные – большими. Первый период включает два элемента, второй и третий периоды – по восемь, четвёртый и пятый – по восемнадцать, шестой – тридцать два, седьмой (незавершённый) – двадцать один элемент.

Каждый период (исключая первый) начинается щелочным металлом и заканчивается благородным газом.

Элементы 2 и 3 периодов называются типическими.

Малые периоды состоят из одного ряда, большие – из двух рядов: чётного (верхнего) и нечётного (нижнего). В чётных рядах больших периодов расположены металлы, и свойства элементов слева направо изменяются слабо. В нечётных рядах больших периодов свойства элементов изменяются слева направо, как у элементов 2 и 3 периодов.

В периодической системе для каждого элемента указывается его символ и порядковый номер, название элемента и его относительная атомная масса. Координатами положения элемента в системе является номер периода и номер группы.

Элементы с порядковыми номерами 58-71, именуемыми лантаноидами, и элементы с номерами 90-103 - актиноиды – помещаются отдельно внизу таблицы.

Группы элементов, обозначаемые римскими цифрами, делятся на главные и побочные подгруппы. Главные подгруппы содержат 5 элементов (или более). В побочные подгруппы входят элементы периодов, начиная с четвёртого.

Химические свойства элементов обуславливаются строением их атома, а точнее строением электронной оболочки атомов. Сопоставление строения электронных оболочек с положением элементов в периодической системе позволяет установить ряд важных закономерностей:

1. Номер периода равен общему числу энергетических уровней, заполняемых электронами, у атомов данного элемента.

2. В малых периодах и нечётных рядах больших периодов с ростом положительного заряда ядер возрастает число электронов на внешнем энергетическом уровне. С этим связано ослабление металлических и усиление неметаллических свойств элементов слева направо.

Номер группы, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей (валентных электронов).

В подгруппах с ростом положительного заряда ядер атомов элементов усиливаются их металлические и ослабляются неметаллические свойства.

Еще из раздела Химия:

• Реферат: Ионные реакции в растворах. Солевой эффект (в ТАК)
• Реферат: Самоорганизация ион-проводящих структур при протекании электрохимических процессов на фазовых переходах, включающих серосодержащие компоненты

«Твой папа вот какой: он давно ВСЁ знает, что бывает на свете. Во всё проник. Не укрывается от него ничего. Его знание самое полное. Оно происходит от гениальности, у простых людей такого не бывает»,

«Из всех признаков, отличающих гениальность и её проявление, два, кажется, являются наиболее показательными: это, во-первых, способность охватывать и объединять широкие области знания и, во-вторых, способность к резким скачкам мысли, к неожиданному сближению фактов и понятий, которые для обыкновенного смертного кажутся далеко стоящими друг от друга и ничем не связанными... Эти черты мы как раз и находим у Менделеева»,

Совершенно разные люди, поэт и учёный-химик, пожалуй, наиболее чутко уловили суть духовного облика Дмитрия Ивановича Менделеева. «Во всё проник...». Не было в России XIX в. мыслителя, хотя бы близко к нему стоящего по размаху деятельности. Не было естествоиспытателя, получившего столь же широчайшее признание научного мира Европы и Америки. Не было учёного, чей авторитет в деловых и правительственных кругах оказался бы столь же высок.

Очерчивая круг его интересов, Чугаев называл химию, физику, гидродинамику, метеорологию. Упоминал химическую технологию и «другие, сопредельные с химией и физикой, дисциплины». Считал Менделеева «оригинальным мыслителем в области учения о народном хозяйстве... который видел и понимал задачи и будущность России лучше представителей нашей официальной власти». Для Менделеева такая масштабность интересов была органичной. По поводу разносторонности своих исследований он однажды заметил: «всё находится в генетической связи».

«Всего более четыре предмета составили моё имя: периодический закон, исследование упругости газов, понимание растворов как ассоциаций и „Основы химии"».

«Основы химии», только при его жизни вышедшие в свет восемью изданиями (первое в 1868-1871 гг., восьмое в 1906 г.), были не столько учебником, сколько своеобразной энциклопедией химических знаний, непрестанно пополнявшейся и совершенствовавшейся на протяжении почти четырёх десятилетий. И по сей день «Основы химии» представляют ценнейший документ для историков науки.

Гидратная теория растворов, разработанная Менделеевым в 1887 г., сыграла роль в формировании классических представлении о растворах. Однако эта роль не стала сколь либо значительной.

В 70-80-х гг. отчётливо проявляется «физическая составляющая» творчества Менделеева. С полным основанием его можно отнести к крупнейшим русским физикам второй половины XIX в. Почти двести работ он публикует в этот период; две трети из них посвящены исследованиям упругости газов, проблемам метеорологии, измерениям температуры верхних слоёв атмосферы. Он устанавливает зависимость изменения атмосферного давления с высотой; разрабатывает оригинальную конструкцию барометра.

Главное достижение Менделеева-физика - вывод обобщённого уравнения состояния идеального газа (1874 г.). Оно было впервые предложено в 1834 г. французским физиком и инженером Бенуа Полем Эмилем Клапейроном (1799-1864). Менделеев ввёл в уравнение универсальную газовую постоянную R. В результате оно приобрело современный вид:

В 1892 г. учёный становится управляющим Депо образцовых гирь и весов (позднее - Главная палата мер и весов) и фактически прекращает экспериментальные исследования по химии. Он активно выступает за введение метрической системы в России. Уделяет большое внимание изготовлению и сверке эталонов массы и длины. Словом, подводит прочный фундамент под отечественную метрологию. Повышение точности взвешивания становится для Менделеева важнейшей исследовательской проблемой. Он вносит оригинальные усовершенствования в конструкцию весов. Эта в практическом смысле весьма важная работа, образно говоря, представляла лишь «надводную часть айсберга».

Точности измерений Менделеев придавал такое значение потому, что исподволь искал пути к выяснению причин всемирного тяготения и природы массы. В своих статьях он не раз поднимал эти проблемы. Замечал, например: «Без понятий о массах, действующих друг на друга - химия была бы лишь описательным (историческим) знанием. Но что такое есть масса или количество вещества - по самому своему существу - того, сколько я понимаю, не знают ещё вовсе». И развивал мысль: «От массы вещества находятся в прямой зависимости тяготение, притяжение на близких расстояниях и много иных явлений. Нельзя же думать, что химические силы не зависят от массы. Зависимость оказывается потому, что свойства простых и сложных тел определяются массами атомов, их образующих». Эти слова он написал незадолго до кончины. Но ещё в 1889 г. утверждал: «Немудрено, что, не зная ничего ни о причинах тяготения и масс, ни о природе элементов, мы не понимаем причины периодического закона».

В дневниковой записи Менделеев поставил периодический закон на первое место. И заявлял там же: «По видимости периодическому закону - будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает...». В XX столетии эти надежды учёного многократно оправдывались. Вся глубина периодического закона и периодической системы выявилась особенно отчётливо, когда они получили строгое физическое объяснение.

Менделеев считал химию наукой о химических элементах, и это определение имеет «права гражданства». Но пока элементы являли собой хаотическое множество, а не были должным образом упорядочены, сведены в стройную систему, химия не могла приобрести той целостности, какую она приобрела благодаря менделеевскому учению о периодичности.