Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 5. Періодичний закон Д.І. Менделєєва

Головний інтерес хімії - у вивченні основних властивостей елементів. Їхня природа нам ще зовсім невідома і ми достеменно знаємо лише дві вимірювані властивості: здатність утворювати відомі форми сполук і властивість, яку називають вагою атома.

Д.І. Менделєєв

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • сформулювати визначення періодичного закону;
  • укотре пересвідчитися у важливості кількісного підходу до вивчення хімічних елементів та їхніх сполук;
  • характеризувати сутність закону як форми вираження наукових знань про природу.

Велике відкриття. Ви вже знаєте про природні групи елементів, такі як галогени, лужні, інертні елементи. З розвитком науки було виявлено й інші групи подібних за властивостями хімічних елементів. Однак численні намагання науковців (пригадайте, яких саме) систематизувати хімічні елементи на єдиній основі виявилися недосконалими.

Честь відкриття періодичного закону належить професору Петербурзького університету Дмитру Івановичу Менделєєву. Рушійним важелем великого відкриття став принцип побудови ним періодичної системи хімічних елементів (рис. 5.1). Науковець узяв за основу систематизації хімічних елементів відносну атомну масу. Він розділив природний ряд хімічних елементів, у якому вони розташовані за збільшенням атомних мас, на кілька фрагментів. Фрагменти ряду розмістив один під одним так, щоб вертикальні стовпчики складалися з елементів, подібних за хімічними властивостями, - членами однієї з природних родин. Кожний такий фрагмент починався лужним елементом. Виявлене повторення однакових ознак хімічних елементів Д.І. Менделєєв назвав періодичністю і на основі цієї закономірності сформулював періодичний закон.

Рис. 5.1. Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва.

Завдання. Зробіть і ви це, використавши наперед підготовлені картки. Які елементи в кожному фрагменті передостанні? Які - завершальні?

Властивості елементів, а тому і властивості утворених ними простих і складних тіл перебувають у періодичній залежності від величин атомних ваг елементів.

Для того щоб у стовпчиках знаходилися хімічні елементи з однаковою валентністю, Д.І. Менделєєву довелося в кількох випадках розташувати елемент з більшою атомною масою перед елементом з дещо меншою атомною масою (знайдіть ці пари елементів у періодичній системі). Оскільки цього виявилося недостатньо, то науковець залишив у таблиці прогалини. Він пояснював це тим, що відповідні хімічні елементи ще не відкрито.

Наприклад, з геніальною далекоглядністю Дмитро Іванович передбачив властивості тоді ще не відкритого хімічного елемента, який назвав ека-Алюмінієм, тобто «подібним до Алюмінію». Відкриття Галію блискуче підтвердило прогнози Д.І. Менделєєва щодо ека-Алюмінію (рис. 5.2) і стало справжнім тріумфом періодичного закону.

Рис. 5.2. Порівняння властивостей ека-Алюмінію, передбачених Д.І. Менделєєвим, і Галію, який згодом відкрив Лекок де Буабодран

Згодом Д.І. Менделєєв на основі періодичного закону виправив неточно визначені відносні атомні маси дев’ятьох і передбачив існування дванадцятьох хімічних елементів.

Закон — форма наукових знань. На конкретних прикладах ви пересвідчилися, яке значення має кількісний підхід до вивчення хімічних елементів, речовин і явищ. Довідались, як дослідники на основі виявлених закономірностей формулюють їхній словесний або математичний вираз - науковий закон. Вияви періодичного закону науковці спостерігали й досліджували на макрорівні. Теоретичне обґрунтування виявлених закономірностей пов’язане з процесами, які відбуваються на рівні мікросвіту. Про це буде в наступних параграфах.

ПРО ГОЛОВНЕ

• Закон - форма наукових знань.

• Періодичність у хімії - повторення хімічних елементів з подібними властивостями в їхньому природному ряду.

• Періодичний закон установлює залежність властивостей хімічних елементів від значень їхніх атомних мас і об’єднує всі хімічні елементи в чітку наочну систему.

Перевірте себе

1. Що поклав Д.І. Менделєєв в основу класифікування хімічних елементів? 2. Що узяв за мету Д.І. Менделєєв, розпочавши роботу з класифікації хімічних елементів? 3. Який ряд хімічних елементів називають природним? 4. Що таке періодичність у царині хімічних елементів? 5. Наведіть формулювання періодичного закону, запропоноване Д.І. Менделєєвим.

Застосуйте свої знання й уміння

  • 1. Поясніть, чому спроби класифікації хімічних елементів, здійснені попередниками Д.І. Менделєєва, були невдалими.
  • 2. Поміркуйте, чому Д.І. Менделєєву довелося в кількох випадках розташувати елемент з більшою атомною масою перед елементом з дещо меншою атомною масою?
  • 3. Чому Д.І. Менделєєв залишив у періодичній системі низку прогалин?
  • 4. Поясніть, чому закон є формою наукових знань.

Творча майстерня

Дізнайтеся, атомні маси яких саме хімічних елементів виправив Д.І. Менделєєв на основі періодичного закону та існування яких хімічних елементів він передбачив. За результатами дослідження підготуйте міні-повідомлення.