Россия - страна с богатой историей. Многие знатные личности-первооткрыватели прославили своими достижениями большую державу. Одними из таковых являются великие русские химики.
Химией сегодня называют одну из наук естествознания, которая изучает внутренние составы и строение материй, разложения и изменений веществ, закономерность образований новых частиц и их изменений.
Русские химики, прославившие страну
Если говорить об истории химической науки, то нельзя не вспомнить величайших людей, определенно заслуживающих всеобщего внимания. Список известных личностей возглавляют великие русские химики:
- Михаил Васильевич Ломоносов.
- Дмитрий Иванович Менделеев.
- Александр Михайлович Бутлеров.
- Сергей Васильевич Лебедев.
- Владимир Васильевич Марковников.
- Николай Николаевич Семёнов.
- Игорь Васильевич Курчатов.
- Николай Николаевич Зинин.
- Александр Николаевич Несмиянов.
И многие другие.
Ломоносов Михаил Васильевич
Русские ученые химики не смогли бы работать в условиях отсутствия работ Ломоносова. Михаил Васильевич был родом из деревни Мишанинская (Санкт-Петербург). Родился будущий ученый в ноябре 1711 года. Ломоносов - химик-основатель, давший химии верное определение, ученый-естествоиспытатель с большой буквы, мировой физик и знаменитый энциклопедист.
Научные работы Михаила Васильевича Ломоносова в середине 17-го века были близки к современной программе химико-физических исследований. Ученый вывел теорию молекулярно-кинетического тепла, которая во многом превосходила тогдашние представления о структуре материи. Ломоносов сформулировал много фундаментальных законов, среди которых был закон о термодинамике. Ученый основал науку о стекле. Михаил Васильевич первым открыл тот факт, что у планеты Венеры есть атмосфера. Он стал профессором химии в 1745 году, через три года, после того как получил аналоничное звание в физической науке.
Дмитрий Иванович Менделеев
Выдающийся химик и физик, русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев родился в конце февраля 1834 года в городе Тобольске. Первый русский химик был семнадцатым ребенком в семействе Ивана Павловича Менделеева - директора училищ и гимназий Тобольского края. До сих пор сохранилась метрическая книга с записью о рождении Дмитрия Менделеева, где на старинной странице значатся имена ученого и его родителей.
Менделеева называли самым гениальным химиком 19-го столетия, и это было верное определение. Дмитрий Иванович - автор важных открытий в химии, метеорологии, метрологии, физике. Менделеев занимался исследованиями изоморфизма. В 1860 году ученый открыл критическую температуру (кипения) для всех видов жидкостей.
В 1861 году ученый издал книгу “Органическая химия”. Он исследовал газы и выводил правильные формулы. Менделеев сконструировал пикнометр. Великий химик стал автором многих работ по метрологии. Он занимался исследованиями угля, нефти, разработал системы для орошения землеугодий.
Именно Менделеев открыл одну из главных природных аксиом - периодический закон химических элементов. Им мы пользуемся и теперь. Он дал характеристики всем химическим элементам, теоретически определив их свойства, состав, размеры и вес.
Александр Михайлович Бутлеров
Родился А. М. Бутлеров в сентябре 1828 года в городе Чистополе (Казанская губерния). В 1844 году стал студентом Казанского университета, факультета естественных наук, по окончании которого был оставлен там для получения профессорского звания. Бутлеров интересовался химией и создал теорию химического строения органических веществ. Основатель школы “Русских химиков”.
Марковников Владимир Васильевич
В список “русские химики” без сомнений входит еще один известный ученый. Владимир Васильевич Марковников, уроженец Нижегородской губернии, появился на свет 25 декабря 1837 года. Ученый-химик в области органических соединений и автор теории строения нефти и химического строения материи в общем. Его труды сыграли важную роль в развитии науки. Марковников заложил принципы органической химии. Он проводил много исследований на молекулярном уровне, устанавливая определенные закономерности. Впоследствии эти правила получили названия в честь их автора.
В конце 60-х годов 18-го века Владимир Васильевич защитил диссертацию о взаимном воздействии атомов в химических соединениях. Вскоре после этого ученый синтезировал все изомеры глутаровой кислоты, а потом - циклобутандикарбоновой кислоты. Марковников открыл нафтены (класс органических соединений) в 1883 году.
За свои открытия был награжден золотой медалью в Париже.
Сергей Васильевич Лебедев
С. В. Лебедев родился в ноябре 1902 года в Нижнем Новгороде. Образование будущий ученый-химик получил в Варшавской гимназии. В 1895 году поступил на физико-математический факультет Петербургского университета.
В начале 20-х годов 19-го века советом народного хозяйства был объявлен международный конкурс на выработку синтетического каучука. Предлагалось не только найти альтернативный способ его изготовления, но и предоставить результат работы - 2 кг готового синтетического материала. Сырье для производственного процесса также должно было быть дешевым. Каучук требовалось получить высокого качества, не хуже натурального, но дешевле последнего.
Стоит ли говорить, что Лебедев принял участие в конкурсе, в котором стал победителем? Он разработал специальный химический состав каучука, доступного и дешевого для всех, завоевав себе звание великого ученого.
Николай Николаевич Семёнов
Николай Семенов родился в 1896 году в г. Саратове в семье Елены и Николая Семеновых. В 1913 году Николай поступил в Петербургский университет на физико-математическую кафедру, где под наставлением известного российского физика Иоффе Абрама стал лучшим студентом на потоке.
Николай Николаевич Семенов занимался изучением электрических полей. Он проводил исследования по прохождению электротока через газы, на основе чего была разработана теория теплового пробоя диэлектрика. Позже он выдвинул теорию о тепловом взрыве и горении газовых смесей. Согласно данному правилу, тепло, выделяемое при химической реакции, при соблюдении некоторых условий может привести к взрыву.
Николай Николаевич Зинин
25 августа 1812 года в городе Шуши (Нагорный Карабах) родился Николай Зинин, будущий химик-органик. Николай Николаевич закончил физико-математический факультет в Петербургском университете. Стал первым президентом в русском химическом обществе. которая была подорвана 12 августа 1953 г. После этого последовала разработка термоядерной взрывчатки РДС-202, мощность которой составила 52 000 кт.
Курчатов являлся одним из основоположников применения в мирных целях ядерной энергии.
Известные русские химики тогда и сейчас
Современная химия не стоит на месте. Ученые со всего мира трудятся над новыми открытиями ежедневно. Но не стоит забывать, что важные основы этой науки были заложены еще в 17-19-м веках. Выдающиеся русские химики стали важными звеньями в последующей цепочке развития химических наук. Не все современники используют в своих исследованиях, к примеру, закономерности Марковникова. Но давно открытой таблицей Менделеева, принципами органической химии, условиями критической температуры жидкостей и прочим мы пользуемся до сих пор. Русские химики прошлых лет оставили важный след в мировой истории, и этот факт неоспорим.
Александр Михайлович - великий русский химик и ученый-пчеловод. Он являлся основателем теории органического строения химических веществ, общественным деятелем и даже ректором Императорского Казанского Университета!
Ученый родился в Казанской губернии, городе Чистополе в семье дворянина и офицера в отставке. Изначально он обучался в частном пансионе Топорина, затем он отучился в Казанской гимназии №1, и, в конце концов, закончил в 1849 году Казанский университет.
Его биография говорит, что еще с самого детства, обучаясь в пансионе, он оживленно интересовался химией. Вместе с друзьями они ставили разнообразные эксперименты, то пытались сделать бенгальские огни, то порох. В результате одного из таких опытов произошел сильный взрыв, за этим последовало трехдневное наказание. Маленького Сашу заставляли носить на шее табличку с надписью «Великий химик», прогнозы воспитателей сбылись. После окончания Казанского университета Бутлеров А. М. остался там же и стал преподавать химию. На этом он не остановился в своей научной деятельности.
Научная деятельность и достижения
За время своей преподавательской деятельности Александр Михайлович Бутлеров завел знакомства и очень много работал с самыми известными химиками тех времен. Около 6 месяцев он прожил в Париже, участвуя в заседаниях Парижского общества химиков и расширяя границы своей научной деятельности. В том же Париже он и начал свои первые практические эксперименты. Им был открыт совершенно новый способ получения йодистого метилена, он тщательно исследовал множество его производных. Им же впервые был синтезирован уротропин и полимер формальдегида, обработав который известковой водой имеет свойство переходить в сахаристое вещество. Это первый известный человечеству полный синтез сахаристых веществ, если верить биографии ученого.
Вклад в химию
Впервые Александр Михайлович высказал свои теории химического строения в 1861 году. Высказал свои воззрения он в докладе в Шпейере, он назывался «О химическом строении вещества». Это положило начало классической теории химического строения органических веществ.
Большое значение имели экспериментальные исследования самого ученого, а также его последователей. Переоценить вклад бутлеровской школы в развитие науки просто невозможно.
Вклад в пчеловодство
Бутлеров Александр Михайлович носил гордое звание «апостола» рационального пчеловодства в России. С первым своим докладом на эту тему под названием «Два заблуждения» он выступил в 1870 году, дальнейшая его научная деятельность и огромный труд получил золотую медаль и переиздавался 10 раз. Он носил название «Пчела, её жизнь и главные правила толкового пчеловодства».
Он значительно старался расширить границы знаний о пчелах для всех слоев населения. Предложил ввести пчеловодство в число предметов для семинарий, а также предложил бесплатную рассылку книг по солдатским школам и семинариям.
Также он создал собственную теорию ведения и развития пчеловодства. Многие говорят, что именно с Бутлерова Александра Михайловича пчеловодство в России получило новый виток развития. Это стало делом всей жизни великого ученого, его призванием и достижением. Он изготовил себе стеклянный ящик, в котором держал пчел. Он с ним не расставался в своих многочисленных поездках, а основная пасека находилась в его имении - Бутлеровке.
Личная жизнь
После того как Бутлеров А. М. защитил диссертацию магистра, он женился на Надежде Михайловне Глумилиной, которая была сестрой его товарища по университету, а также племянницей русского писателя С.Т. Аксакова. Согласно его биографии, он прожил с ней больше 30 лет, а затем умер на ее руках. У четы было два сына. С ним связано множество интересных фактов, которые дошли и до наших дней.
- У Александра Михайловича был оригинальный шкафчик для пчел с прозрачными стенками. Когда обстоятельства вынуждали его покинуть имение и пасеку - он брал его с собой, чтоб все время наблюдать за жизнью пчел.
- Под конец своей жизни он начал увлекаться спиритизмом.
- Он живо интересовался вопросами разведения чая на Кавказе. Посещал с этой целью Сухуми и Батуми.
- Он вывел новый сорт роз.
- Очень увлекался охотой.
- Помогал лечить людей и животных, набравшись навыков от отца.
Это был невероятно одаренный и увлекательный человек. Его заслуги увековечены в его трудах, во многих городах нашей страны ему установлены памятники (см. фото), а книги с его биографией до сих пор можно найти на полках библиотек.
Видео
» всегда было и ныне остаётся основной категорией химии, так как оно выражает главный объект химической науки. Химия определилась как наука и выделилась в самостоятельную отрасль естествознания только после чёткого установления этого важнейшего понятия, в разработке которого следует специально подчеркнуть роль отца русской науки М. В. Ломоносова. После внедрения в химию научного понятия об элементе, открытие и изолирование новых элементов считалось высшим достижением химиков, к которому стремились многие выдающиеся умы. Вероятность такого открытия со временем уменьшалась и в наше время почти сведена к нулю. Имена лиц, открывших новые химические элементы, навсегда вписываются в историю развития науки. Среди таких учёных представителям России принадлежит почётное место.
Хронологические периоды открытия химических элементов
В истории открытия химических элементов можно отметить два больших периода. В первый, доменделеевский, период открытие элементов происходило эмпирически, без общей идеи, чисто аналитическим путём. Этот период занял наибольший отрезок времени и длился вплоть до последней четверти XIX в., до открытия естественной системы химических элементов. Второй, послеменделеевский, период был тесно связан с периодической системой. Вначале это вылилось в проверку самого периодического закона, предсказаний Менделеева о существовании ещё некоторых элементов. Этот этап заключает и главный триумф периодической системы - открытие Ga, Sc и Ge. Следующий этап связан с электронной интерпретацией системы Менделеева. Закономерности электронного наслоения атомов дали возможность правильно предсказать открытие, например, гафния. Последний этап, длящийся и поныне, состоит в углублении знаний атомов. Здесь речь идёт не столько о поисках естественных химических элементов, сколько об искусственных синтезах их путём осуществления ядерных реакций.
Максимальное количество открытых элементов (две трети общего числа) приходится на первый аналитический период поисков химиков. С именами русских учёных мы встречаемся уже и в доменделеевское время.
Для всех стран эпоха зарождения самостоятельных научных направлений означает начало новой эры в развитии культуры этой страны. Имя русского учёного, сделавшего выдающийся вклад в химию новых элементов, К. К. Клауса, связано именно с эпохой зарождения русских химических школ. Клаус (1796-1864) родился и проработал всю жизнь в России. Он сделал своё выдающееся открытие в период, когда химия была, «собирающей наукой». Открытие нового элемента Клаус смог осуществить благодаря своим исключительным способностям к аналитическим исследованиям. Это открытие настолько поучительно, что некоторые детали его можно напомнить, тем более, что чрезвычайно досадна недостаточная популярность некоторых русских химиков, к которым относится и Клаус.
Карл Карлович Клаус был современником и другом основоположников русских химических школ - Н. Н. Зинина (1812-1880) и А. А. Воскресенского (1809 -1880). Наиболее плодотворная деятельность Клауса относится к периоду, когда он в течение 15 лет возглавлял кафедру химии Казанского университета. Преемником и любимым учеником Клауса был А. М. Бутлеров.
К началу тонких аналитических исследований Клауса было известно пять платиновых металлов, выделенных преимущественно английскими учёными: платина , палладий, родий, осмий и иридий. В обстановке, когда всё считалось исследованным, появление сообщения об открытии ещё одного платинового элемента, вдобавок из «глухой России», не могло быть принято иначе, как с недоверием.
Русские исследователи начали заниматься платиновыми элементами давно. За границу просочились сведения о том, что в Сибири имеются россыпи платины. Иностранцы - путешественники неоднократно обращали внимание на золотоносные пески Урала. С другой стороны, русские учёные интересовались платиновыми металлами импортного происхождения. Первая публикация о группе платинидов принадлежит харьковскому проф. Ф. Гизе. Известный учёный, почётный член Петербургской и ряда других академий А. Мусин-Пушкин был одним из пионеров исследования русской платины. Ему же принадлежит авторство приготовления новой соли платинохлористоводородной кислоты. Наиболее убедительный химический анализ загадочного сибирского белого нержавеющего металла был произведён В. В. Любарским. Всё это подготовило почву для начала промышленного освоения русской платины. В 1824 г. открылся платиновый рудник. Добыча «белого золота» стала быстро возрастать и в 1829 г. дошла до 45 пудов. К этому времени П. Г. Соболевский открыл способ приготовления ковкой платины (Волластон сделал аналогичное открытие через два года), что дало возможность в 1828 г. начать чеканку платиновых монет и медалей на Петербургском монетном дворе.
Русское платиновое сырьё исследовалось и с целью нахождения в нём новых химических начал. Дважды ошибочно объявлялось об открытии новых элементов (Варвинским и Озанном). Г. В. Озанн даже дал названия трём, якобы им открытым, элементам: плюраниум, рутениум и полониум, но затем снова повторил свои исследования и отказался от ошибочного мнения. Интересно, что два из трёх названий Озанна оказались живучими и были присвоены позже открытым элементам (Ро и Ru).
Клаус начал заниматься платинидами в Казани в 1841 г. и уже в 1844 г. имел возможность письменно доложить Петербургской АН об открытии нового элемента, названного им в честь его родины «рутением» (Ruthenia - древнее название России). Ряд последующих исследований Клауса был посвящён дальнейшей разработке вопроса и получал освещение в русских академических и некоторых зарубежных изданиях. Всего платинидам Клаус посвятил 8 печатных трудов.
Открытие нового элемента наделало много шума. Вначале к нему отнеслись так же скептически, как и к многочисленным неподтверждённым заявлениям этого рода. Ведь платиновыми элементами занимались в течение 40 лет после открытия пятого из них - осмия - крупнейшие химики мира, а тут неизвестный казанский исследователь Клаус осмеливался утверждать, что он открыл новый элемент! Проба рутения была послана в Швецию Берцелиусу. Вскоре был получен ответ, что это не новый элемент, а «проба нечистого иридия». Как будто все обстоятельства складывались не в пользу учёного. Но Клаус был выдающимся химиком-аналитиком и считал, что он не мог так грубо ошибиться. Дополнительными исследованиями Клаус доказал, что был прав именно он, а не Берцелиус , и то, что он назвал рутением, действительно представляет нечто новое среди элементов. Вскоре Берцелиус вынужден был признаться в своей ошибке. За своё открытие Клаус был удостоен Демидовской премии в 1000 рублей золотом. В лаборатории университета тщательно хранятся оригинальные препараты рутения, его соединений, другие платиновые производные, приготовленные самим Клаусом.
Открытие рутения было сделано Клаусом в лаборатории Казанского университета. По оборудованию она не уступала лучшим зарубежным лабораториям. Несомненно, такая обстановка способствовала тому, что этот университет стал колыбелью русских химических школ с мировой славой. Клаусу по праву принадлежит яркая страница в истории химии. Он оказал большое содействие возвеличению своей родины. Факт открытия нового химического элемента Клаусом ещё раз доказывает, что и в прошлом развития русской химической мысли есть великие достижения, в которых проявляется превосходство русских учёных над иностранцами.
Наиболее важный в методологическом отношении период в открытии новых элементов начинается с Менделеева. Именно Дмитрию Ивановичу принадлежит направляющая научная идея в систематических поисках ещё не открытых химических начал. Поразительных результатов в своей многогранной деятельности Менделеев достиг именно в этой области. Гениальное мастерство теоретического обобщения и научной прозорливости, проявленные русским учёным в деле систематизации накопленного в течение веков химиками всех стран фактического материала, открытие важнейшего закона, которому подчиняется вещество, и предсказания на основании анализа и развития периодического закона достойны удивления.
Иногда можно встретить ошибочное мнение, что Менделеев на основании своих периодической системы и таблицы предсказал существование только трёх новых ещё не открытых элементов (речь идёт о галлии, скандии и германии). Этой ошибкой чаще всего грешат учебники, но её можно встретить и в работах авторов, незнакомых с трудами Менделеева в оригинале. Такая постановка вопроса является недооценкой Менделеева и не соответствует действительности.
На самом деле Менделеев определённо предсказал существование 11 неизвестных в то время элементов, оставил для них пустые клетки в таблице, с различной подробностью описал их свойства, наметил вероятные места их нахождения и пути их поисков (методы открытия). Кроме этих элементов, Дмитрий Иванович считал вероятным открытие ещё ряда редкоземельных, допускал существование заурановых элементов. Менделеев настолько глубоко верил в правильность открытого им закона, что решительно исправлял ряд констант многих элементов (до 20!) и требовал проверки своих теоретических выводов опытным путём. Как известно, «поправки» Менделеева были блестяще подтверждены.
Первые выводы о существовании периодической закономерности Менделеев подготовил работая над «Основами химии». Отпечатанная в виде наброска периодическая система была разослана многим химикам в 1869 г.
Эти выводы послужили основными исходными положениями, которые с исключительной плодотворностью Менделеев развивал в течение нескольких последующих лет. Он исправлял константы многих элементов и сделал полностью оправдавшиеся и далеко идущие предсказания. Выдающимся образцом стихийного применения методологии материалистической диалектики к учению о системе элементов является большая работа Менделеева, опубликованная им в 1871 г., «Естественная система элементов и применение её к указанию свойств не открытых элементов». Именно в этой работе Д. И. подробно говорит о предлагаемых им исправлениях констант ряда элементов, описывает свойства ещё никем не наблюдённых простых тел, пишет о вероятных открытиях новых редкоземельных и трансурановых элементов и т. п.
Первое сообщение Менделеева об открытом им фундаментальном законе естественной системы химических элементов было принято безразлично как в России, так и за рубежом. А когда Д. И. стал развивать свои идеи и на основании их предлагать исправления опытных данных в ряде элементов, и тем более предсказывать существование ещё не открытых, то некоторые видные европейские учёные перестали скрывать свой скепсис. В этом отношении показательно высказывание немца Лотара Мейера (одно время претендовавшего на приоритет в открытии периодического закона), который по поводу предсказаний Менделеева воскликнул: «Это уже слишком!». Но по мере подтверждения научных предвидений Менделеева безразличие и скепсис стали сменяться восхищением и изумлением.
Дело началось с поправок констант хорошо известных элементов. Исправления касались атомных весов, ошибочно определённых в связи с неточным установлением эквивалента или валентности. Так, например, у ближайших аналогов платины в то время атомные веса считались возрастающими от Pt к Os, Менделеев же, согласно своей системе, требовал диаметрально противоположного возрастания от Os к Ir и Pt. Урану приписывалась валентность, равная трём; отсюда по эквиваленту вычислялся атомный вес, равный 120. Менделеев же по свойствам увидел, что для урана наиболее естественным оказывается место под вольфрамом в 6 группе. Стало быть, максимальная валентность U по кислороду должна быть равной 6, а прежний атомный вес следует удвоить и принять равным 240. Аналогичные исправления были предложены и для некоторых других элементов. Все эти поправки вскоре подтвердились (за исключением теллура и кобальта). При исправлениях атомного веса бериллия в основу брались точные данные об эквиваленте его, определённом в 1842 г. русским учёным Авдеевым. До оригинальных экспериментов Авдеева бериллий (или глициний, как его называли) не был в должной мере изучен. В результате для Be был определён атомный вес, практически совпавший с современной величиной 9.02.
Величайший триумф Менделеева начался тогда, когда стали открывать предсказанные им новые элементы. Д. И. при жизни трижды (в 1875, 1879 и 1886 гг.) испытал счастье быть свидетелем претворения своих гениальных пророчеств. Интересно; что после опытного обнаружения предсказанных элементов были случаи, когда авторы этих открытий вначале ошибались в определении некоторых констант для обнаруженных простых тел, но потом исправляли свои ошибки, согласно указаниям Менделеева. Так случилось с удельным весом галлия и атомным весом скандия. Детали в подтверждении предсказаний Д. И. о Ga, Sc и Ge широко известны.
Ещё три элемента, предсказанных Менделеевым, были открыты в конце XIX в. Это элементы, занявшие 88, 89 и 91 клетки. А четвёртый элемент, также предсказанный Менделеевым вместе с этими тремя, был получен в результате альфа-распада актиния в виде бета-радиоактивного изотопа щелочного металла 87 с периодом полураспада в 21 минуту. Наблюдала его впервые в 1939 г. Маргарита Перей и назвала его францием Fr. О четырёх указанных элементах Менделеев писал ещё в 1871 г. Достойно удивления и то, что Менделеев в той же работе считал вероятным существование ещё заурановых элементов. Он считал уран элементом не последним, а только близким к концу периодической системы. При этом Менделеев всегда отмечал, и эта мысль оправдалась, что тяжёлых элементов типа урана, если они и существуют, должно быть немного: «… если в недрах земли и встречаются ещё некоторые неизвестные тяжёлые металлы, то можно думать, что их число и количество будут незначительны».
Достаточно определённо Менделеев высказался о вероятном существовании большой группы сходных элементов, ныне именуемых лантанидами, «редкоземельными элементами». В 70-х годах XIX в. из них знали только о Се, Er и Tb, причём они назывались вместе с иттрием «церитовыми металлами». Предложенная Д. И. поправка для атомного веса церия с изумительной точностью оправдалась: «… ныне ещё с большим, чем прежде, правом можно утверждать, что прежний атомный вес церия должен быть заменён новым: Се = 140, предугадываемым по закону периодичности». Об ожидаемых новых представителях редкоземельных элементов Д. И. писал: «Обращу внимание на тот разительный факт, что в системе элементов ныне не достаёт как раз 17 элементов, имеющих атомный вес от 138 до 182.
Это явление едва ли случайно, потому что как между элементами с меньшим атомным весом, так и между элементами с большим атомным весом нам известны уже многие члены. В это пространство, однако, может быть, будут помещены некоторые церитовые металлы, потому, что придав обыкновенной их окиси состав R2O3 или RO2, мы получим для их атома вес от 140 до 180, если известные ныне определения их эквивалентов достаточно точны». Такая научная прозорливость Менделеева в первые годы создания его гениальной системы (1871), когда его новаторские идеи принимались химической общественностью всего мира с большой сдержанностью или даже враждебно, не может не приводить в изумление.
Менделееву принято приписывать непонимание вопросов сложности атомов, происхождения и превращения элементов и смежных проблем. Авторы, пишущие об этой стороне деятельности Д. И. объясняют консерватизм в мировоззрении учёного ограниченностью его механического взгляда на эволюцию материи. Тем не менее, при внимательном изучении работ Менделеева можно встретить высказывания учёного, в которых определённо говорится о сложности атомов, об «ультиматах», происхождении и возможности превращения элементов, о допустимости существования «дефекта массы» (выражаясь современным языком), о связи законов сохранения массы и энергии и т. п. Рассматривая закон сохранения массы и энергии в обоюдной связи, Менделеев предвосхитил известное соотношение, с одной стороны, избегал упрощённого механистического понимания эволюции элементов в духе Проута, а с другой стороны, отклонением атомных весов элементов от целых чисел пытался выразить энергетический запас различных видов атомов. Здесь можно узреть и зачатки учения об эффекте упаковки и дефекте массы. В другом месте Д. И. ещё более определённо склоняется к мысли о сложности атомов, предвосхищая современное представление об элементарных частицах. Однако в старости он возражал против зарождавшегося электронного учения, не считая ею достаточно обоснованным экспериментальным материалом, возражал также против теории электролитической диссоциации, выдвинул и защищал свою механическую теорию эфира и т. п. Конечно, Менделеев не мог пройти мимо идеи о сложности атома, поскольку периодическая система ясно ставила вопрос не только о строении, но и об эволюции вещества. Стихийная диалектика Менделеева дала ему возможность в общем правильно наметить дальнейшее развитие заложенного им систематического учения об элементах и атомах.
Остановимся на том значении, которое, приписывал Менделеев массе атома, и на внесённых современными представлениями коррективах в этот вопрос. В многочисленных формулировках и комментариях своего закона Д. И. подчёркивал, что атомный вес или масса атома является наиболее фундаментальной характеристикой элементов, что подавляющее большинство других свойств является функцией атомного веса. В этом свете в классической периодической системе наиболее непонятно и досадно выглядели аномалии в нарастании атомных весов в нескольких местах таблицы: аргон Ar (39.944) — калий К(39.096) — кобальт Со (58.94) — никель Ni (58.69) и железо Fe (127.6) — йод J (126.92); позже сюда добавилось четвёртое нарушение самого принципа расположения элементов в порядке увеличения атомного веса: Th (232.12) — Ра (231). Вопрос как будто прояснился после открытия Г. Мозли (1913) и установления понятия заряда ядра и порядкового номера Z. Но теперь было оттеснено значение массы атома, и стали считать, что только Z принадлежит решающее значение в характеристике элементов. Дальнейшее развитие физики и химии показало, что роль массы атома не так второстепенна, как стали думать. Выяснилось, что большое значение имеют понятия «среднего атомного веса» и «практического атомного веса». В то время как практический атомный вес показывает в четырёх местах периодической системы аномалии, среднее арифметическое из масс изотопов элемента нарастает совершенно закономерно, параллельно Z, и никаких ненормальностей не показывает.
Выдвинутая в 1932 г. Д. Д. Иваненко теория строения ядер атомов из нейтронов и протонов, при последующем развитии привела к убеждению, что в процессе эволюции и превращения элементов масса ядра играет не менее существенную роль, чем его заряд, что изменение электрических свойств элемента (заряда ядра и электронной структуры) тесно связано с изменением массы атома.
Таким образом, диалектическое развитие учения об атоме привело исследователей к мысли, что Менделеев и в этом вопросе был не так неправ, как это казалось вначале.
Большой вклад в науку сделали русские химики и в изучении разновидностей элементов - изотопов. Вероятность существования изотопов предсказывал ещё в 1879 г. величайший химик-мыслитель Александр Михайлович Бутлеров, являющийся наряду с Ломоносовым и Менделеевым гордостью русской передовой науки. Как известно, Бутлеров создал научную систему органической химии, но он также высказал ряд ценнейших идей и в области общей неорганической химии.
Георгий Николаевич Антонов
Хотелось бы воскресить в памяти химиков ещё одно имя русского учёного, который внёс очень ценный вклад в изучение изотопов в связи со своими фундаментальными исследованиями по радиоактивности в дореволюционной России. Речь идёт о Георгии Николаевиче Антонове, который пять лет (1910- 1914) подробно изучал радиоактивный распад самого радия и урана, некоторое время, сотрудничая с Э. Резерфордом в Манчестере. Правила сдвига при альфа и бета-распаде в значительной степени выводились с использованием тонких экспериментальных данных Антонова. В 1911 -1913 гг. Антонов опубликовал очень важные работы, в которых сообщалось об открытии им нового радиоактивного элемента урана-игрек. Когда радиоактивные элементы были размещены в последнем десятом ряде периодической системы, UY Антонова, как элемент, имеющий заряд ядра 90, попал в одну клетку с торием. Сводку своих ценных экспериментальных исследований Антонов дал в своей диссертации на учёную степень магистра химии. Позже Антонов переключился на изучение поверхностных явлений.
Таким образом, при изучении одной из основных проблем химической науки - вопроса о выявлении элементарных начал - русские химики, благодаря выдающимся аналитическим работам К. Клауса, непревзойдённым обобщениям и гениальным предвидениям Д. Менделеева и тонким радиохимическим исследованиям Г. Антонова, ещё в дореволюционной России выдвинулись на самое передовое место в мировой науке. Особенно велики заслуги бессмертного Менделеева, который учение об элементах превратил в подлинную научную систему и, благодаря своей диалектико-материалистической методологии, смог исправить ошибки своих предшественников, предсказать большое количество новых химических начал и правильно предначертать дальнейшее развитие учения об элементах.
Введение
Дмитрий Иванович Менделеев: вклад в развитие химии
Русский гений химии
1 Открытие Периодического закона
2 Значение Периодического закона для химии и естествознания
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Дмитрий Иванович Менделеев - русский химик, открывший периодический закон химических элементов, педагог и общественный деятель, один из величайших ученых земной цивилизации. Согласно опросам авторитетных зарубежных специалистов, самым замечательным ученым XIX века был признан Д.И. Менделеев. Слава его всемирна.
Когда мы говорим о Менделееве то, прежде всего, думаем об открытом им Периодическом законе химических элементов, одном из основополагающих устоев естествознания, и созданной на его основе Периодической системе элементов.
Было ли это гениальным озарением или, что, видимо, точнее, реальным завершением долгой мыслительной работы не суть важно, но именно фундаментальный Периодический закон лег в основу современного учения о строении вещества.
И этим все сказано. Существует химия до Менделеева и современная химия. Так же как существует додарвиновская биология и современная наука о живом веществе.
Но, думая и говоря о гении Менделеева, конечно, невозможно остановиться только на этом его великом открытии, хотя его одного было бы более чем достаточно, чтобы имя ученого обрело бессмертие. Но у Менделеева были и «Толковый тариф», и классические «Основы химии», и «Органическая химия». Данная тема была актуальна в свое время, актуальной остается и сегодня.
Цель работы: изучить вклад Д.И. Менделеева в развитие химии.
В соответствии с целью решим следующие задачи:
дадим краткую биографию Д.И. Менделеева;
рассмотрим основные труды в области химии;
охарактеризуем главное его открытие:
Периодический закон химических элементов.
Работа состоит их введения, глав основной части,
заключения и списка литературы.
менделеев периодический закон химия
1. Дмитрий Иванович Менделеев: вклад в развитие
химии
Дмитрий Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в Тобольске в семье директора гимназии и попечителя народных училищ Тобольской губернии Ивана Павловича Менделеева и Марии Дмитриевны Менделеевой, урождённой Корнильевой. Воспитывала его мать, поскольку отец будущего химика ослеп вскоре после рождения своего сына. Очень много внимания она уделяла младшему сыну, в котором смогла разглядеть его необыкновенные способности.
Осенью 1841 года Митя поступил в Тобольскую гимназию. Он был принят в первый класс с условием, что останется там два года, пока ему не исполнится восемь лет. Однако учился Менделеев неважно. Не все предметы ему были по душе. Охотно он занимался только математикой и физикой. Отвращение к классической школе осталось у него на всю жизнь.
Благоприятную почву для развития своих способностей Менделеев нашел только в Главном педагогическом институте в Петербурге. Здесь он встретил выдающихся учителей, умевших заронить в души своих слушателей глубокий интерес к науке. Самая обстановка института, при всей строгости режима закрытого учебного заведения, благодаря малому числу студентов, крайне заботливому к ним отношению и тесной связи их с профессорами давала широкую возможность для развития индивидуальных склонностей.
Как уже было отмечено, высшее образование он получил в Петербурге в Главном педагогическом институте, на физико-математическом факультете, где математику преподавал Остроградский, физику - Ленц, педагогику - Вышнеградский, впоследствии министр финансов России, химию - Воскресенский, «дедушка русских химиков». Его учениками были также Бекетов, Соколов, Меншуткин и многие другие ученые.
Студенческие исследования Менделеева относились к аналитической химии. Воскресенский и профессор минералогии Куторга предложили Менделееву разработать метод анализа минералов ортита и пироксена, доставляемых из Финляндии. Результаты своей работы он изложил в статье «Химический анализ ортита из Финляндии», опубликованной в 1854 году. Это был первый научный труд Менделеева, на следующий год заканчивающего институт.
Впоследствии он фактически не занимался химическим анализом, но всегда рассматривал его как весьма важный инструмент для уточнения различных результатов исследований. Между тем именно анализы ортита и пироксена стали стимулом к выбору темы его дипломной работы (диссертации): «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу». Она начиналась такими словами: «Законы минералогии, как и других естественных наук, относятся к трем категориям, определяющим предметы видимого мира, - к форме, содержанию и свойствам. Законы форм подчиняются кристаллографии, законы свойств и содержания управляются законами физики и химии».
Понятие изоморфизма играло здесь существенную роль. Это явление уже несколько десятилетий изучалось западноевропейскими учеными. В России же Менделеев по существу был первым в данной области. Составленный им подробный обзор фактических данных и наблюдений и сформулированные на его основе выводы сделали бы честь любому ученому, специально занимавшемуся проблемами изоморфизма.
Как вспоминал Менделеев впоследствии, «составление этой диссертации вовлекло меня в изучение более всего химических отношений. Этим она определила многое». Позже он назовет исследование изоморфизма одной из «предтеч», способствовавших открытию Периодического закона.
В мае 1855 года Учёный совет присудил Менделееву титул «Старший учитель» и наградил золотой медалью.
В педагогическом институте режим больше походил на казарменные порядки. Даже отлучиться в город студенты могли лишь на непродолжительное время, получив разрешение. Менделееву пришлось догонять своих сокурсников и самостоятельно изучать материал, который его коллеги прошли в первый год. Такая нагрузка сказалась на его здоровье. Врачи рекомендовали ему сменить нездоровый петербургский климат и уехать на юг.
В Одессе Менделеева назначили преподавателем математики, физики и естественных наук в гимназию при Ришельевском лицее. Много времени он отдавал работе над магистерской диссертацией, в которой рассматривал проблему «удельных объёмов» с точки зрения унитарной теории Жерара, полностью отбросив дуалистическую теорию Берцелиуса. Эта работа показала удивительную способность Менделеева к обобщению и его широкие познания в химии. Осенью Менделеев блестяще защитил диссертацию, с успехом прочёл вступительную лекцию «Строение силикатных соединений».
Через год в Петербургском университете он получил звание магистра химии и стал Доцентом. Дмитрий начал читать курс лекций по органической химии. Его талант преподавателя и ученого получил высокую оценку руководства, и в 1859 году его послали в двухгодичную научную командировку в Германию. Если многие другие его соотечественники-химики направлялись за рубеж в основном «для совершенствования образования», не имея собственных программ исследований, то Менделеев имел четко разработанную программу.
Он поехал в Гейдельберг, куда привлекали его имена Бунзена, Кирхгофа и Коппа, и там работал в организованной им самим лаборатории, преимущественно исследуя явления капиллярности и поверхностного натяжения жидкостей. И добился неплохих результатов, сделал значительное экспериментальное открытие: установил существование «температуры абсолютного кипения» (критической температуры), при достижении которой в определенных условиях жидкость мгновенно превращается в пар. Это имело практическое значение для сжижения газов.
В гейдельбергской лаборатории Менделеев работал, прежде всего, как экспериментатор-физик, а не химик. В конце своего пребывания в Гейдельберге Менделеев записал: «Главный предмет моих занятий есть физическая химия. Еще Ньютон был убежден, что причина химических реакций лежит в простом молекулярном притяжении, обусловливающем сцепление и подобном явлениям механики.
Блеск чисто химических открытий сделал современную химию совершенно специальною наукою, оторвав ее от физики и механики, но, несомненно, должно настать время, когда химическое сродство будет рассматриваться как механическое явление... Я выбрал своею специальностью те вопросы, решение которых может приблизить это время». Этот рукописный документ сохранился в архиве Менделеева, в нем он, по существу, высказал свои «заветные мысли» относительно направлений познания глубинной сущности химических явлений.
В 1861 г. Менделеев возвращается в Санкт-Петербург, где возобновляет чтение лекций по органической химии в университете и публикует работы, целиком посвященные органической химии. Одна из них, сугубо теоретическая, называется «Опыт теории пределов органических соединений». В ней он развивает оригинальные представления о предельных их формах в отдельных гомологических рядах.
Приступив к чтению курса в Петербургском университете, Менделеев, не найдя ни одного пособия, которое он мог рекомендовать студентам, в 1861 году Менделеев издает учебное пособие - «Органическую химию», удостоенную Санкт-Петербургской академией наук Демидовской премии.
«Блестящие лекции Д.И. Менделеева в Петербургском университете, - вспоминал В.И. Вернадский, - остаются незабываемыми... Химический элемент являлся в них не абстрактным, выделенным из космоса объектом, а представлялся облаченным плотью и кровью, составной неотделимой частью единого целого - планеты в космосе... Сколько в это время рождалось мыслей и заключений, нередко шедших совсем не туда, куда вела логическая мысль лектора, действовавшего на нас всей своей личностью и своим ярким, красочным обликом». Не случайно, Вернадский стал одним из основоположников новой науки геохимии и разработал геохимическое учение о биосфере, области жизни.
Таким образом, Менделеев оказывается одним из первых теоретиков в области органической химии в России.
В 1864-м Менделеева избрали профессором химии Технологического института. А в следующем году он защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» на степень доктора химии. Еще через два года он уже возглавил кафедру неорганической химии университета, которую и занимал в течение 23 лет. Здесь Дмитрий Иванович приступает к написанию своего великого труда - «Основы химии».
Вот какую оценку дал этому труду А.Ле Шателье: «Все учебники химии второй половины XIX века построены по одному образцу, но заслуживает быт отмеченной лишь единственная попытка действительно отойти от классических традиций - это попытка Менделеева; его руководство по химии задумано по совершенно особому плану». По богатству и смелости научной мысли, оригинальности освещения материала, влиянию на развитие и преподавание химии этот учебник не имел равного в мировой химическое литературе.
Эта фундаментальная работа, получившая название «Основы химии», выходила в течение нескольких лет отдельными выпусками. Первый выпуск, содержащий введение, рассмотрение общих вопросов химии, описание свойств водорода, кислорода и азота, был закончен сравнительно быстро - он появился уже летом 1868 г.
Но, работая над вторым выпуском, Менделеев столкнулся с большими затруднениями, связанными с систематизацией и последовательностью изложения материала, описывающего химические элементы. Менделеев тщательно изучил описание свойств элементов и их соединений. Но в каком порядке их проводить? Никакой системы расположения элементов не существовало. Размышление над этим вопросом вплотную подвело Менделеева к главному открытию его жизни, которое было названо Периодическая система Менделеева.
Идеи Периодического закона, окончательно сформировавшиеся во время работы над учебником, определили структуру «Основ химии» (последний выпуск курса с приложенной к нему Периодической таблицей вышел в 1871 г.) и придали этому труду поразительную стройность и фундаментальность.
Весь накопленный к этому времени огромный фактический материал по самым разным отраслям химии был впервые изложен здесь в виде стройной научной системы. «Основы химии» выдержали восемь изданий и были переведены на основные европейские языки.
Работая над изданием «Основ», Менделеев активно занимался исследованиями в области неорганической химии. В частности, он хотел найти предсказанные им элементы в природных минералах, а также внести ясность в проблему «Редких земель», чрезвычайно сходных по свойствам и плохо «укладывавшимися» в таблицу. Однако подобные исследования вряд ли были по силам одному ученому. Менделеев не мог зря тратить время, и в конце 1871 г. он обращается к совершенно новой тематике - исследованию газов.
Особенностью творческого метода Менделеева было полное «погружение» в интересующую его тему, когда в течение некоторого времени работа велась непрерывно, нередко почти круглосуточно. В результате внушительные по объему научные труды создавались им в поразительно короткие сроки.
Морское и военное министерства поручают Менделееву (1891 г.) разработку вопроса о бездымном порохе, и он блестящим образом выполняет эту задачу. Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, притом универсальным и легко приспособляемым ко всякому огнестрельному оружию.
Еще в 1859 г. 25-летний ученый публикует в «Вестнике промышленности» статью «О происхождении и уничтожении дыма». Менделеев рассчитывает теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания топлива, анализирует состав топлива различных сортов, процесс горения. Особо подчеркивает вредное влияние содержащихся в углях серы и азота.
В 1903 году Менделеев выходит его статья: «Попытка химического понимания мирового эфира», в которой он высказывает предположение, что эфир - особый химический элемент с весьма малым атомным весом, относящийся к нулевой группе периодической системы.
Кроме того, Менделеев много занимался исследованиями нефти и вплотную подошёл к открытию её сложного состава, разработал новую технологию переработки нефти. Занимался химизацией сельского хозяйства, создал прибор (пикнометр) для определения плотности жидкости.
2. Русский гений химии
1 Открытие Периодического закона
Открытие Менделеевым периодического закона датируется 17 февраля (1 марта) 1869 года, когда он составил таблицу, озаглавленную «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве».
Вначале сама система, внесенные исправления и прогнозы Менделеева были встречены сдержанно, русские химики не поняли, о каком великом открытии идёт речь. Только после открытия предсказанных элементов (галлий, германий, скандий) периодический закон стал получать признание. Зато значение таблицы осознал сам Дмитрий Иванович. С того дня, когда за простыми рядами символов химических элементов Менделеев увидел проявление закона природы, другие вопросы отошли на задний план. Распределение элементов в таблице казалось ему несовершенным. По его мнению, атомные веса во многих случаях были определены неточно и поэтому некоторые элементы не попадали на места, соответствующие их свойствам. Взяв за основу периодический закон, Менделеев изменил атомные веса этих элементов и поставил их в один ряд со сходными по свойствам элементами.
Дмитрий Иванович Менделеев составил несколько вариантов периодической системы и на ее основе исправил атомные веса некоторых известных элементов. Менделеев высказал предположение о существовании целого ряда неизвестных на тот момент элементов. Его идеи подтвердились, о чем имеются документально зафиксированные свидетельства. Великий ученый смог безошибочно предсказать химические свойства галлия, скандия и германия.
Первый вариант Периодической таблицы элементов был опубликован Д.И. Менделеевым задолго до того, как было изучено строение атома. В это время Менделеев преподавал химию в Петербургском университете. Готовясь к лекциям, собирая материал для своего учебника «Основы химии», Д.И. Менделеев раздумывал над тем, как систематизировать материал таким образом, чтобы сведения о химических свойствах элементов не выглядели набором разрозненных фактов.
Сначала Дмитрий Иванович Менделеев хотел сгруппировать все описываемые им элементы по валентностям, но потом выбрал другой метод и объединил их в отдельные группы, исходя из сходства свойств и атомного веса.
Менделеев, будучи химиком, за основу своей системы взял химические свойства элементов, решив расположить химически похожие элементы друг под другом, при этом соблюдая принцип возрастания атомных весов. Ничего не вышло! Тогда ученый просто взял и произвольно изменил атомные веса нескольких элементов (например, он присвоил урану атомный вес 240 вместо принятого 60, т. е. увеличил в четыре раза!), переставил местами кобальт и никель, теллур и йод, поставил три пустые карточки, предсказав существование трех неизвестных элементов. Опубликовав в 1869 г. первый вариант своей таблицы, он открыл закон, что «свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса».
Ориентиром в этой работе Д.И. Менделееву послужили атомные массы (атомные веса) элементов. После Всемирного конгресса химиков в 1860 году, в работе которого участвовал и Д.И. Менделеев, проблема правильного определения атомных весов была постоянно в центре внимания многих ведущих химиков мира. Располагая элементы в порядке возрастания их атомных весов, Д.И. Менделеев обнаружил фундаментальный закон природы, который теперь известен как Периодический закон:
«Свойства элементов периодически изменяются в соответствии с их атомным весом».
Приведенная формулировка нисколько не противоречит современной, в которой понятие «атомный вес» заменено понятием «заряд ядра».
Несмотря на всю огромную значимость такого открытия, периодический закон и система Менделеева представляли лишь гениальное эмпирическое обобщение фактов, а их физический смысл долгое время оставался непонятным. Причина этого заключалась в том, что в XIX в. совершенно отсутствовали какие-либо представления о сложности строения атома. Сегодня мы знаем, что атомная масса сосредоточена в основном в ядре атома. Ядро состоит из протонов и нейтронов. С увеличением числа протонов, определяющих заряд ядра, растет и число нейтронов в ядрах, а значит и масса атомов элементов. Данные о строении ядра и о распределении электронов в атомах позволяют рассмотреть периодический закон и периодическую систему элементов с фундаментальных физических позиций. На базе современных представлений периодический закон формулируется так:
«Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома (порядкового номера)».
Это было самое главное в открытии Менделеева, позволявшее связать воедино все казавшиеся до этого разрозненными группы элементов. Неожиданные сбои в этом периодическом ряду Менделеев совершенно правильно объяснил тем, что науке известны еще не все химические элементы.
В своей таблице он оставил незаполненные клеточки, однако предсказал атомный вес и химические свойства предполагаемых элементов. Он также поправил ряд неточно определенных атомных масс элементов, и дальнейшие исследования полностью подтвердили его правоту.
Пока не проставлены атомные номера, будущие группы элементов расположены горизонтально (а будущие периоды - вертикально), еще не открыты инертные газы, встречаются незнакомые символы элементов, многие атомные массы заметно отличаются от современных.
Однако нам важно видеть, что уже в первый вариант Периодической таблицы Д.И. Менделеев включал больше элементов, чем их было открыто на тот момент! Он оставил свободными 4 клеточки своей таблицы для еще неизвестных элементов и даже смог правильно оценить их атомный вес. Атомные единицы массы (а.е.м.) тогда еще не были приняты и атомные веса элементов измеряли в «паях», близких по значению к массе атома водорода.
Рисунок 1 - Первый вариант Периодической
таблицы, опубликованный в 1869 году
На рисунок 1 мы видим предсказанные Д.И. Менделеевым и действительно открытые впоследствии элементы. Во всех предыдущих попытках определить взаимосвязь между элементами другие исследователи стремились создать законченную картину, в которой не было места еще не открытым элементам. Наоборот, Д.И. Менделеев считал важнейшей частью своей Периодической таблицы те ее клеточки, которые оставались пока пустыми (знаки вопроса на рис.1). Это давало возможность предсказать существование еще неизвестных элементов.
Уже в 1869 г. Менделеев поместил галогены и щелочные металлы не в центре таблицы, как раньше, а по ее краям (как это делается теперь). В следующие годы Менделеев исправил атомные веса одиннадцати элементов и изменил местоположение двадцати. В итоге в 1871 г. появилась статья «Периодическая законность для химических элементов», в которой периодическая таблица приняла вполне современный вид.
Достойно восхищения, что свое открытие Д.И. Менделеев сделал в то время, когда атомные веса многих элементов были определены весьма приблизительно, а самих элементов было известно всего 63 - то есть чуть больше половины известных нам сегодня.
Глубокое знание химических свойств различных
элементов позволило Менделееву не только указать на еще не открытые элементы,
но и предсказать их свойства! Посмотрите, как точно предсказал Д.И. Менделеев
свойства элемента, названного им «эка-силицием» (на рис.1 это элемент
германий). Спустя 16 лет предсказание Д.И. Менделеева блестяще подтвердилось.
Таблица 1 - Сопоставление свойств, предсказанных Д.И. Менделеевым для еще не открытого элемента «эка-силиция» со свойствами элемента германия (Ge)
В современной Периодической таблице германий занимает место «эка-силиция». Точно так же при жизни Д.И. Менделеева блестяще подтвердились свойства «эка-алюминия» (элемент галлий Ga) и «эка-бора» (элемент скандий Sc).
После этого ученым всего мира стало ясно, что Периодическая таблица Д.И. Менделеева не просто систематизирует элементы, а является графическим выражением фундаментального закона природы - Периодического закона.
До конца жизни он продолжал развивать и совершенствовать учение о периодичности. Открытия в 1890-х явления радиоактивности и благородных газов поставили периодическую систему перед серьезными трудностями. Проблема размещения в таблице гелия, аргона и их аналогов успешно разрешилась лишь в 1900 г.: они были помещены в самостоятельную нулевую группу. Дальнейшие открытия помогли связать со структурой системы обилие радиоэлементов.
Сам Менделеев считал главным изъяном
Периодического закона и периодической системы отсутствие их строгого
физического объяснения. Оно было невозможно, пока не была разработана модель
атома. Однако он твердо верил, что «по видимости, периодическому закону будущее
не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает» (запись в
дневнике от 10 июля 1905 г.), и XX столетие дало множество подтверждений этой
уверенности Менделеева.
2 Значение Периодического закона для химии и
естествознания
Периодическая система Д.И. Менделеева стала важнейшей вехой в развитии атомно-молекулярного учения. Благодаря ей сложилось современное понятие о химическом элементе, были уточнены представления о простых веществах и соединениях.
Этот закон обладал предсказательной силой. Он позволил вести целенаправленный поиск новых, еще не открытых элементов. Атомные веса многих элементов, определенные до этого недостаточно точно, подверглись проверке и уточнению именно потому, что их ошибочные значения вступали в противоречие с Периодическим законом.
Прогнозирующая роль периодической системы, показанная Менделеевым, в XX веке проявилась в оценке химических свойств трансурановых элементов.
Принципиальная новизна Периодического закона, открытого и сформулированного Д.И. Менделеевым, заключалась в следующем:
Устанавливалась связь между НЕСХОДНЫМИ по своим свойствам элементами. Эта связь заключается в том, что свойства элементов плавно и примерно одинаково изменяются с возрастанием их атомного веса, а затем эти изменения ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОВТОРЯЮТСЯ.
В тех случаях, когда создавалось впечатление, что в последовательности изменения свойств элементов не хватает какого-нибудь звена, в Периодической таблице предусматривались ПРОБЕЛЫ, которые надо было заполнить еще не открытыми элементами. Мало того, Периодический закон позволял ПРЕДСКАЗЫВАТЬ свойства этих элементов.
С момента появления Периодического закона химия перестала быть описательной наукой. Как образно заметил известный русский химик Н.Д. Зелинский, Периодический закон явился «открытием взаимной связи всех атомов в мироздании».
Дальнейшие открытия в химии и физике многократно подтвердили фундаментальный смысл Периодического закона. Были открыты инертные газы, которые великолепно вписались в Периодическую систему - особенно наглядно это показывает длинная форма таблицы. Порядковый номер элемента оказался равным заряду ядра атома этого элемента. Многие неизвестные ранее элементы были открыты благодаря целенаправленному поиску именно тех свойств, которые предсказывались по Периодической таблице.
Периодическая система Менделеева явилась своего рода путеводной картой при изучении неорганической химии и исследовательской работе в этой области.
Появление периодической системы открыло новую, подлинно научную эру в истории химии и ряде смежных наук - взамен разрозненных сведений об элементах и соединениях появилась стройная система, на основе которой стало возможным обобщать, делать выводы, предвидеть.
В истории развития науки известно много крупных открытий. Но немногие из них можно сопоставить с тем, что сделал Менделеев. Периодический закон химических элементов стал естественнонаучной основой учения о веществе, о его строении и эволюции в природе.
Американские ученые (Г. Сиборг и др.), синтезировавшие в 1955 году элемент № 101, дали ему название Менделевий «… в знак признания приоритета великого русского химика, который первым использовал периодическую систему элементов. Для предсказания химических свойств тогда еще не открытых элементов». Этот принцип был ключом при открытии почти всех трансурановых элементов.
В 1964 году имя Менделеева занесено на Доску Почета науки Бриджпортского университета (США) в число имен величайших ученых мира.
Заключение
Дмитрий Иванович Менделеев - один из крупнейших химиков мира, родился в 1834 году в Тобольске и был семнадцатым ребенком в семье.
В гимназии охотно занимался только математикой и физикой. Благоприятную почву для развития своих способностей Менделеев нашел в Главном Педагогическом институте, который закончил с золотой медалью. 23 лет от роду он делается доцентом Петербургского университета, где читает сначала теоретическую, потом органическую химию. В 1864 г. Менделеев избран профессором Петербургского технологического института. В 1865 г. он защитил диссертацию «О соединениях спирта с водой» на степень доктора химии, а в 1867 г. получил в университете кафедру неорганической (общей) химии, которую и занимал в течение 23 лет.
Научная деятельность его обширна и многогранна. Среди печатных работ ученого - фундаментальные труды по химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, сельскому хозяйству, экономике: общее число книг, брошюр, статей и заметок, напечатанных Менделеевым, превышает 400.
При таком широком размахе мысли и разносторонней деятельности Менделеева все, что выходило из-под его пера, было в то же время глубоко продумано и тщательно проработано. Целые поколения русских химиков могут считаться его учениками, изучавших химию по его «Основам химии».
Главный его труд - периодический закон
Менделеева. По мере открытия новых химических элементов всё острее ощущалась
необходимость их систематизации. В 1869 Д.И. Менделеев обнаружил их взаимную
связь: он создал периодическую систему элементов и открыл лежащий в её основе
закон. Это открытие явилось теоретическим синтезом всего предшествующего
развития химии. В дальнейшем периодический закон лег в основу развития химии и
всего учения о веществе. Таким образом, Д.И. Менделеев - уникальная,
многогранная, самобытная личность, сочетающая в себе огромные природные
дарования, оригинальное мышление, титаническое трудолюбие, результатом которых
явились его многочисленные труды.
всегда выделялись среди других, ведь многие наиболее важные открытия принадлежат именно им. На уроках химии ученикам рассказывают о самых выдающихся ученых в этой области. Но знания об открытиях наших соотечественников должны быть особенно яркими. Именно русские химикисоставили наиболее важную таблицу для науки, проанализировали минерал обсидиан, стали основоположниками термохимии, стали авторами множества научных работ, которые помогли продвинуться другим ученым в изучении химии.
Герман Иванович Гесс
Герман Иванович Гесс - это еще один знаменитый российский химик. Герман родился в Женеве, но после обучения в университете его выслали в Иркутск, где он работал врачом. В это же время ученый писал статьи, который отправлял в журналы, специализирующиеся на темы химии и физики. Спустя некоторое время Герман Гесс обучал химии знаменитого
Герман Иванович Гесс и термохимия
Главным в карьере Германа Ивановича стало то, что он сделал множество открытий в области термохимии, что сделало его одним из ее основоположников. Он открыл важный закон, который называется законом Гесса. Спустя некоторое время он узнал состав четырех минералов. Помимо этих открытий, он исследовал минералы (занимался геохимией). В честь русского ученого даже назвали минерал, который был впервые исследован именно им - гессит. Герман Гесс и по сей день считается знаменитым и почитаемым химиком.
Евгений Тимофеевич Денисов
Евгений Тимофеевич Денисов является выдающимся русским физиком и химиком, однако, про него известно крайне мало. Евгений родился в городе Калуга, выучился в Московском государственном университете на химическом факультете по специальности физической химии. Затем продолжил свой путь в научной деятельности. Евгений Денисов имеет несколько печатных трудов, которые стали весьма авторитетными. Также у него есть цикл работ на тему циклических механизмов и несколько моделей, построенных им. Ученый является академиком в Академии творчества, а также в Международной академии наук. Евгений Денисов - это человек, который всю свою жизнь посвятил химии и физике, а также обучал молодое поколение этим наукам.
Михаил Дегтев
Михаил Дегтев выучился в Пермском университете на химическом факультете. Через несколько лет он защитил диссертацию и закончил аспирантуру. Он продолжил свою деятельность в Пермском университете, где возглавил научно-исследовательский сектор. За несколько лет ученый провел множество исследований в университете, а затем стал руководителем на кафедре аналитической химии.
Михаил Дегтев сегодня
Несмотря на то, что ученому уже 69 лет, он до сих пор трудится в Пермском университете, где пишет научные труды, проводит исследования и обучает химии молодое поколение. Сегодня ученый руководит двумя научными направлениями в университете, а также работами и исследованиями аспирантов и докторантов.
Владимир Васильевич Марковников
Трудно недооценить вклад этого знаменитого русского ученого в такую науку, как химия. Владимир Марковников родился в первой половине 19 века в дворянской семье. Уже в десятилетнем возрасте Владимир Васильевич начал проходить обучение в Нижегородском дворянском институте, где окончил гимназические классы. После этого он прошел обучение в Казанском университете, где его учителем был профессор Бутлеров, известный российский химик. Именно в эти годы Владимир Васильевич Марковников открыл в себе интерес к химии. После окончания Казанского университета Владимир стал лаборантом и усердно работал, мечтая получить профессорское звание.
Владимир Марковников изучал изомерию и уже через несколько лет успешно защитил свой научный труд на тему изомерии органических соединений. В этой диссертации уже профессор Марковников доказал, что такая изомерия существует. После этого он был послан на работу в Европу, где работал с самыми известными зарубежными учеными.
Кроме изомерии, Владимир Васильевич изучал и химический Несколько лет он проработал в Московском университете, где обучал молодое поколение химии и до самой старости читал свои лекции студентам на физико-математическом отделении.
Помимо этого, Владимир Васильевич Марковников еще и выпустил книгу, которую назвал "Ломоносовским сборником". В ней представлены практически все знаменитые и выдающиеся русские химики, а также поведано об истории развития химии в России.