Պարբերական օրենքը և Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակը: Մենդելեևի պարբերական օրենքը, հայտնաբերման էությունը և պատմությունը Պարբերական օրենքի պատճառահետևանքային ձևակերպում

Պարբերական օրենք- քիմիայի հիմնարար օրենքը - հայտնաբերվել է 1869 տարին Դ.Ի. Մենդելեևը.Այդ ժամանակ ատոմը դեռ համարվում էր անբաժանելի, և նրա ներքին կառուցվածքի մասին ոչինչ հայտնի չէր։

Ատոմային զանգվածներ(Հետո - ատոմային կշիռներ) և որպես հիմք օգտագործվել են տարրերի քիմիական հատկությունները Պարբերական օրենք D.I. Մենդելեևը.Դ.Ի. Մենդելեևը, այդ ժամանակ հայտնի 63 տարրերը դասավորելով դրանց ատոմային զանգվածների աճի կարգով, ստացավ. քիմիական տարրերի բնական (բնական) շարք,որտեղ նա նշել է քիմիական հատկությունների պարբերական կրկնելիությունը։ Օրինակ՝ տիպիկ ոչ մետաղ ֆտոր Ֆկրկնվում է տարրերով քլոր Cl, բրոմ Br, յոդ I,բնորոշ մետաղի հատկությունները լիթիում Li –տարրերի վրա նատրիումի NaԵվ կալիումի Կև այլն:

Որոշ տարրերի համար D.I. Մենդելեևը չի հայտնաբերել քիմիական անալոգներ (մ ալյումինե ԱլԵվ սիլիկոն Si,օրինակ), հաշվի առնելով, որ այն ժամանակ նման անալոգները դեռ հայտնի չէին: Աղյուսակում դրանք նախատեսված էին դատարկ տարածքներ,Բայց պարբերական կրկնության հիման վրագիտնականը կանխատեսել է դրանց քիմիական հատկությունները): Կանխատեսման համապատասխան տարրերը հայտնաբերելուց հետո Դ.Ի. Մենդելեևն ամբողջությամբ հաստատվել է (ալյումինի անալոգը - գալիում Ga,սիլիցիումի անալոգ - գերմանական Ge).

Պարբերական օրենքը, որը ձևակերպել է Դ.Ի. Մենդելեևը ներկայացված է հետևյալ կերպ՝ պարզ մարմինների հատկությունները, ինչպես նաև տարրերի միացությունների ձևերն ու հատկությունները պարբերաբար կախված են տարրերի ատոմային կշիռներից։

Պարբերական օրենքի ժամանակակից ձևակերպումը Դ.Ի. Մենդելեևը հնչում է այսպես. տարրերի հատկությունները պարբերաբար կախված են սերիական համարից:

Պարբերական օրենք D.I. Մենդելեևը դարձավ գիտնականների ստեղծման հիմքը Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակ. Նա ներկայացված է 7 ժամանակաշրջաններ և 8 խմբերով։

Ժամանակաշրջաններկոչվում են աղյուսակի հորիզոնական շարքեր, որոնք բաժանված են փոքր և մեծի։ 2 տարր (1-ին շրջան) կամ 8 տարր (2-րդ, 3-րդ շրջան) գտնվում են փոքր ժամանակաշրջաններում, իսկ մեծ ժամանակաշրջաններում կա 18 տարր (4-րդ, 5-րդ շրջան) կամ 32 տարր (6-րդ շրջան), 7-րդ շրջանը մնում է անավարտ։ Ամեն շրջան սկսվում է տիպիկ մետաղից-ից ավարտվում է տիպիկ ոչ մետաղական և ազնիվ գազով։

Խմբերումտարրերը կոչվում են ուղղահայաց սյունակներ: Յուրաքանչյուր խումբ ներկայացված է երկու ենթախմբով. հիմնականԵվ կողմը. Ենթախումբը տարրերի մի շարք է, որոնք ամբողջական քիմիական անալոգներ են. հաճախ ենթախմբի տարրերն ունեն խմբի թվին համապատասխան ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը: Օրինակ, ամենաբարձր օքսիդացման վիճակը (+ II) համապատասխանում է ենթախմբի տարրերին բերիլիումԵվ ցինկ(II խմբի հիմնական և երկրորդական ենթախմբերը), և ենթախմբի տարրերը ազոտԵվ վանադիում(V խումբ) համապատասխանում է ամենաբարձր օքսիդացման վիճակին (+ V):

Հիմնական ենթախմբերի տարրերի քիմիական հատկությունները կարող են տարբեր լինել ոչ մետաղականից մինչև մետաղական (V խմբի հիմնական ենթախմբում ազոտը ոչ մետաղ է, իսկ բիսմութը մետաղ է)՝ լայն տիրույթում: Կողային ենթախմբերում տարրերի հատկությունները փոխվում են, բայց ոչ այնքան կտրուկ. օրինակ՝ IV խմբի երկրորդական խմբի տարրերը. ցիրկոնիում, տիտան, հաֆնիում- իրենց հատկություններով շատ նման են (հատկապես ցիրկոնիումԵվ հաֆնիում).

Պարբերական աղյուսակում I խմբում (Li – Fr), II (Mg – Ra)և III (In, Tl)գտնվում են բնորոշ մետաղներ. Ոչ մետաղները գտնվում են VII խմբերում (Ճարպ), VI (Օ–Տե), Վ (N–As), IV (C, Si)և III (Բ).Հիմնական խմբերի որոշ տարրեր ( Be, Al, Ge, Sb, Po), ինչպես նաև կողմնակի խմբերի շատ տարրեր կարող են դրսևորել ինչպես մետաղական, այնպես էլ ոչ մետաղական հատկություններ: Այս երեւույթը կոչվում է ամֆոտերիականություն.

Որոշ հիմնական խմբերի համար օգտագործվում են խմբեր Նոր անուններ՝ VIII (He – Rn) – ազնիվ գազեր, VII (F – At) – հալոգեններ, IV (O – Ro) – քալկոգեններ, II (Ca – Ra) – հողալկալային մետաղներ, ես (Li – Fr) – ալկալիական մետաղներ.

Պարբերական աղյուսակի ձևը, որն առաջարկել է Դ.Ի. Մենդելեևի անունը կարճ ժամանակահատված, կամ դասական. Ժամանակակից քիմիայում ավելի ու ավելի է օգտագործվում մեկ այլ ձև. երկարաժամկետ, որոնցում բոլոր ժամանակաշրջանները՝ փոքր ու մեծ, երկարացվում են երկար շարքերով՝ սկսած ալկալիական մետաղից և վերջացրած ազնիվ գազով։

Պարբերական օրենք D.I. Մենդելեևը և տարրերի պարբերական աղյուսակը Դ.Ի. Մենդելեևը դարձավ ժամանակակից քիմիայի հիմքը։

կայքը, նյութը ամբողջությամբ կամ մասնակի պատճենելիս անհրաժեշտ է հղում աղբյուրին:

Քիմիայի առաջին դասերից դուք օգտագործել եք Դ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակը: Այն հստակ ցույց է տալիս, որ բոլոր քիմիական տարրերը, որոնք կազմում են մեզ շրջապատող աշխարհի նյութերը, փոխկապակցված են և ենթարկվում են ընդհանուր օրենքներին, այսինքն՝ ներկայացնում են մեկ ամբողջություն՝ քիմիական տարրերի համակարգ: Հետևաբար, ժամանակակից գիտության մեջ Դ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակը կոչվում է Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակ:

Ինչու՞ «պարբերականը» պարզ է նաև ձեզ համար, քանի որ ատոմների, քիմիական տարրերի կողմից ձևավորված պարզ և բարդ նյութերի հատկությունների փոփոխությունների ընդհանուր օրինաչափությունները այս համակարգում կրկնվում են որոշակի ընդմիջումներով՝ ժամանակաշրջաններով: Աղյուսակ 1-ում ներկայացված այս օրինաչափություններից մի քանիսն արդեն հայտնի են ձեզ:

Այսպիսով, աշխարհում գոյություն ունեցող բոլոր քիմիական տարրերը բնության մեջ ենթակա են մեկ, օբյեկտիվորեն վավեր Պարբերական օրենքի, որի գրաֆիկական պատկերը Տարրերի պարբերական աղյուսակն է: Այս օրենքը և համակարգը կոչվում են ռուս մեծ քիմիկոս Դ.Ի.Մենդելեևի անունով:

Դ.Ի. Մենդելեևը եկավ Պարբերական օրենքի բացահայտմանը` համեմատելով քիմիական տարրերի հատկությունները և հարաբերական ատոմային զանգվածները: Դա անելու համար Դ.Ի. Մենդելեևը յուրաքանչյուր քիմիական տարրի համար գրեց քարտի վրա՝ տարրի խորհրդանիշը, հարաբերական ատոմային զանգվածի արժեքը (Դ.Ի. Մենդելեևի ժամանակ այս արժեքը կոչվում էր ատոմային քաշ), բանաձևերն ու բնույթը։ բարձրագույն օքսիդ և հիդրօքսիդ: Նա դասավորեց 63 քիմիական տարրեր, որոնք հայտնի էին այդ ժամանակներում, մեկ շղթայի մեջ՝ իրենց հարաբերական ատոմային զանգվածների աճող կարգով (նկ. 1) և վերլուծեց տարրերի այս հավաքածուն՝ փորձելով գտնել որոշակի օրինաչափություններ դրանում։ Ինտենսիվ ստեղծագործական աշխատանքի արդյունքում նա հայտնաբերել է, որ այս շղթայում կան ինտերվալներ՝ ժամանակաշրջաններ, որոնցում տարրերի հատկությունները և նրանց կողմից ձևավորված նյութերը փոխվում են նույն ձևով (նկ. 2)։

Բրինձ. 1.
Տարրերի քարտերը դասավորված են իրենց հարաբերական ատոմային զանգվածների աճող կարգով

Բրինձ. 2.
Տարրերի քարտերը դասավորված են տարրերի և դրանց կողմից ձևավորված նյութերի հատկությունների պարբերական փոփոխությունների հերթականությամբ

Լաբորատոր փորձ թիվ 2
Դ.Ի.Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի կառուցման մոդելավորում

Մոդել Դ.Ի. Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակի կառուցումը: Դա անելու համար պատրաստեք 6 x 10 սմ չափի 20 քարտ 1-ից 20-րդ սերիական համարներով տարրերի համար: Յուրաքանչյուր քարտի վրա նշեք տարրի մասին հետևյալ տեղեկությունները. քիմիական նշան, անվանում, հարաբերական ատոմային զանգված, ավելի բարձր օքսիդի բանաձև, հիդրօքսիդ (փակագծերում նշեք դրանց բնույթը՝ հիմնային, թթվային կամ ամֆոտերային), ցնդող ջրածնի միացության բանաձև (ոչ մետաղներ): Խառնել քարտերը և այնուհետև դասավորել դրանք տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածների մեծացման կարգով: Տեղադրեք նմանատիպ տարրեր 1-ից 18-րդ տեղերում միմյանց տակ՝ ջրածինը լիթիումի վերևում և կալիումը նատրիումի տակ, համապատասխանաբար՝ կալցիումը մագնեզիումի տակ, հելիումը նեոնի տակ։ Ձևակերպեք ձեր նշած օրինաչափությունը օրենքի տեսքով: Ուշադրություն դարձրեք արգոնի և կալիումի հարաբերական ատոմային զանգվածների և դրանց տեղակայման անհամապատասխանությանը տարրերի ընդհանուր հատկությունների առումով: Բացատրեք այս երևույթի պատճառը:

Եկեք ևս մեկ անգամ թվարկենք, օգտագործելով ժամանակակից տերմինները, հատկությունների կանոնավոր փոփոխությունները, որոնք դրսևորվում են ժամանակաշրջաններում.

• մետաղական հատկությունները թուլանում են;
• ոչ մետաղական հատկությունները բարելավվում են.
• բարձրագույն օքսիդներում տարրերի օքսիդացման աստիճանը բարձրանում է +1-ից մինչև +8;
• ցնդող ջրածնային միացություններում տարրերի օքսիդացման աստիճանը բարձրանում է -4-ից մինչև -1;
• Հիմնականից ամֆոտերային օքսիդները փոխարինվում են թթվայիններով.
• ալկալիների հիդրօքսիդները ամֆոտերային հիդրօքսիդների միջոցով փոխարինվում են թթվածին պարունակող թթուներով:

Այս դիտարկումների հիման վրա Դ.Ի. Մենդելեևը 1869 թվականին եզրակացություն արեց. նա ձևակերպեց Պարբերական օրենքը, որը, օգտագործելով ժամանակակից տերմինները, հնչում է այսպես.

Համակարգելով քիմիական տարրերը՝ հիմնվելով դրանց հարաբերական ատոմային զանգվածների վրա, Դ. Ի. Մենդելեևը նույնպես մեծ ուշադրություն է դարձրել տարրերի և դրանց կողմից ձևավորված նյութերի հատկություններին, նմանատիպ հատկություններով տարրերը բաշխելով ուղղահայաց սյուների՝ խմբերի մեջ։ Երբեմն, խախտելով իր նշած օրինաչափությունը, նա ավելի ծանր տարրեր էր դնում ավելի ցածր հարաբերական ատոմային զանգված ունեցող տարրերի դիմաց։ Օրինակ՝ նա իր աղյուսակում նիկելից առաջ գրել է կոբալտ, յոդից առաջ՝ թելուր, իսկ երբ իներտ (ազնիվ) գազեր են հայտնաբերվել, արգոն՝ կալիումից առաջ։ Դ.Ի. Մենդելեևը դասավորության այս կարգը համարեց անհրաժեշտ, քանի որ հակառակ դեպքում այդ տարրերը կկազմեն իրենց հատկություններով տարբեր տարրերի խմբեր: Այսպիսով, մասնավորապես, ալկալիական մետաղի կալիումը կհայտնվի իներտ գազերի խմբի մեջ, իսկ իներտ գազային արգոնը՝ ալկալիական մետաղների խմբին։

Դ.Ի. Մենդելեևը չկարողացավ բացատրել այս բացառությունները ընդհանուր կանոնից, ինչպես նաև տարրերի և դրանց կողմից ձևավորված նյութերի հատկությունների փոփոխության պարբերականության պատճառը: Այնուամենայնիվ, նա կանխատեսեց, որ այդ պատճառը ատոմի բարդ կառուցվածքի մեջ է: Դ.Ի. Մենդելեևի գիտական ​​ինտուիցիան էր, որ թույլ տվեց նրան կառուցել քիմիական տարրերի համակարգ ոչ թե իրենց հարաբերական ատոմային զանգվածների ավելացման կարգով, այլ իրենց ատոմային միջուկների լիցքերի ավելացման կարգով: Այն փաստը, որ տարրերի հատկությունները որոշվում են հենց նրանց ատոմային միջուկների լիցքերով, պերճախոս կերպով ցույց է տալիս իզոտոպների առկայությունը, որոնք դուք հանդիպեցիք անցյալ տարի (հիշեք, թե որոնք են դրանք, բերեք ձեզ հայտնի իզոտոպների օրինակներ):

Ատոմի կառուցվածքի մասին ժամանակակից պատկերացումներին համապատասխան՝ քիմիական տարրերի դասակարգման հիմքը նրանց ատոմային միջուկների լիցքերն են, իսկ Պարբերական օրենքի ժամանակակից ձևակերպումը հետևյալն է.

Տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունների փոփոխության պարբերականությունը բացատրվում է դրանց ատոմների արտաքին էներգիայի մակարդակների կառուցվածքում պարբերական կրկնությամբ։ Դա էներգիայի մակարդակների քանակն է, դրանց վրա տեղակայված էլեկտրոնների ընդհանուր թիվը և արտաքին մակարդակի էլեկտրոնների քանակը, որոնք արտացոլում են Պարբերական համակարգում ընդունված սիմվոլիկան, այսինքն՝ բացահայտում են տարրի սերիական համարի ֆիզիկական նշանակությունը, կետը։ համարը և խմբի համարը (ինչից է այն բաղկացած):

Ատոմի կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս բացատրել ժամանակաշրջաններում և խմբերում տարրերի մետաղական և ոչ մետաղական հատկությունների փոփոխությունների պատճառները։

Հետևաբար, Դ.Ի. Մենդելեևի պարբերական օրենքը և պարբերական համակարգը ամփոփում են տեղեկատվությունը քիմիական տարրերի և դրանց կողմից ձևավորված նյութերի մասին և բացատրում դրանց հատկությունների փոփոխության պարբերականությունը և նույն խմբի տարրերի հատկությունների նմանության պատճառը:

Պարբերական օրենքի և Դ.Ի. Մենդելեևի Պարբերական համակարգի այս երկու կարևորագույն իմաստները լրացվում են ևս մեկով, որը կանխատեսելու, այսինքն կանխատեսելու, հատկությունների նկարագրության և նոր քիմիական տարրերի հայտնաբերման ուղիների մատնանշումն է: Արդեն Պարբերական աղյուսակի ստեղծման փուլում Դ.Ի. Մենդելեևը մի շարք կանխատեսումներ արեց դեռևս անհայտ տարրերի հատկությունների վերաբերյալ և նշեց դրանց հայտնաբերման ուղիները։ Իր ստեղծած աղյուսակում Դ.Ի.Մենդելեևը դատարկ բջիջներ է թողել այս տարրերի համար (նկ. 3):

Բրինձ. 3.
Դ.Ի.Մենդելեևի առաջարկած տարրերի պարբերական աղյուսակը

Պարբերական օրենքի կանխատեսող ուժի վառ օրինակներն էին տարրերի հետագա հայտնագործությունները. 1875 թվականին ֆրանսիացի Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը հայտնաբերեց գալիումը, որը կանխատեսել էր Դ. Ի. Մենդելեևը հինգ տարի առաջ որպես «էկաալյումին» կոչվող տարր (eka - հաջորդը); 1879 թվականին շվեդ Լ. Նիլսոնը հայտնաբերեց «եկաբորը», ըստ Դ. Ի. Մենդելեևի. 1886 թվականին գերմանացի Կ. Վինքլերի կողմից՝ «էկազիլիկոն» ըստ Դ. Ի. Մենդելեևի (որոշեք այս տարրերի ժամանակակից անվանումները Դ. Ի. Մենդելեևի աղյուսակից): Թե որքան ճշգրիտ էր Դ.Ի. Մենդելեևը իր կանխատեսումներում, ցույց են տալիս աղյուսակ 2-ի տվյալները:

աղյուսակ 2
Գերմանիումի կանխատեսված և փորձնականորեն հայտնաբերված հատկությունները

Կանխատեսվել է Դ.Ի. Մենդելեևի կողմից 1871 թ	Հիմնադրվել է Ք.Վինքլերի կողմից 1886թ
Հարաբերական ատոմային զանգվածը մոտ է 72-ին	Հարաբերական ատոմային զանգված 72.6
Մոխրագույն հրակայուն մետաղ	Մոխրագույն հրակայուն մետաղ
Մետաղի խտությունը մոտ 5,5 գ/սմ 3 է	Մետաղի խտությունը 5,35 գ/սմ 3
Օքսիդի բանաձև E0 2	Ge0 2 օքսիդ բանաձեւ
Օքսիդի խտությունը մոտ 4,7 գ/սմ3 է	Օքսիդի խտությունը 4,7 գ/սմ3
Օքսիդը բավականին հեշտությամբ կվերածվի մետաղի	Ջրածնի հոսքում տաքացնելիս Ge0 2 օքսիդը վերածվում է մետաղի
Քլորիդ ES1 4-ը պետք է լինի մոտ 90 °C եռման կետով և մոտ 1,9 գ/սմ3 խտությամբ հեղուկ:	Գերմանիումի (IV) քլորիդ GeCl 4-ը հեղուկ է 83 ° C եռման կետով և 1,887 գ/սմ 3 խտությամբ։

Գիտնականները, ովքեր հայտնաբերել են նոր տարրեր, բարձր են գնահատել ռուս գիտնականի հայտնագործությունը. Դա, իհարկե, ավելին է, քան համարձակ տեսության պարզ հաստատումը. այն նշանավորում է տեսողության քիմիական դաշտի ակնառու ընդլայնումը, հսկա քայլը գիտելիքի ոլորտում» (Կ. Վինկլեր):

Ամերիկացի գիտնականները, ովքեր հայտնաբերեցին թիվ 101 տարրը, նրան տվեցին «մենդելևիում» անունը՝ ի նշան մեծ ռուս քիմիկոս Դմիտրի Մենդելեևի, ով առաջինն էր օգտագործել Տարրերի պարբերական աղյուսակը՝ այն ժամանակ չբացահայտված տարրերի հատկությունները կանխատեսելու համար:

Դուք հանդիպել եք 8-րդ դասարանում և այս տարի կօգտագործեք պարբերական աղյուսակի ձևը, որը կոչվում է կարճ ժամանակահատվածի ձև: Այնուամենայնիվ, մասնագիտացված դասարաններում և բարձրագույն կրթության մեջ հիմնականում օգտագործվում է այլ ձև՝ երկարաժամկետ տարբերակը: Համեմատեք դրանք: Ի՞նչն է նույնը և ինչն է տարբեր Պարբերական աղյուսակի այս երկու ձևերի մեջ:

Նոր բառեր և հասկացություններ

1. Դ.Ի.Մենդելեևի պարբերական օրենքը.
2. Դ.Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակը Պարբերական օրենքի գրաֆիկական ներկայացումն է։
3. Տարրի համարի, ժամանակաշրջանի և խմբի համարի ֆիզիկական նշանակությունը:
4. Տարրերի հատկությունների փոփոխությունների օրինաչափությունները ժամանակաշրջաններում և խմբերում:
5. Դ. Ի. Մենդելեևի «Պարբերական օրենքի և քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի» իմաստը:

Անկախ աշխատանքի առաջադրանքներ

1. Ապացուցեք, որ Դ.Ի. Մենդելեևի պարբերական օրենքը, ինչպես բնության ցանկացած այլ օրենքը, կատարում է բացատրական, ընդհանրացնող և կանխատեսող գործառույթներ: Բերեք օրինակներ, որոնք ցույց են տալիս այլ օրենքների այս գործառույթները, որոնք ձեզ հայտնի են քիմիայի, ֆիզիկայի և կենսաբանության դասընթացներից:
2. Անվանե՛ք քիմիական տարրը, որի ատոմում էլեկտրոնները դասավորված են մակարդակներում՝ ըստ թվերի շարքի՝ 2, 5. Ի՞նչ պարզ նյութ է առաջանում այս տարրը։ Ո՞րն է նրա ջրածնի միացության բանաձևը և ինչպե՞ս է այն կոչվում: Ո՞րն է այս տարրի ամենաբարձր օքսիդի բանաձևը, ո՞րն է նրա բնութագիրը: Գրե՛ք այս օքսիդի հատկությունները բնութագրող ռեակցիայի հավասարումները։
3. Բերիլիումը նախկինում դասակարգվում էր որպես III խմբի տարր, և նրա հարաբերական ատոմային զանգվածը համարվում էր 13,5։ Ինչո՞ւ Դ.Ի. Մենդելեևը տեղափոխեց այն II խումբ և ուղղեց բերիլիումի ատոմային զանգվածը 13,5-ից մինչև 9:
4. Գրե՛ք քիմիական տարրի կողմից ձևավորված պարզ նյութի ռեակցիայի հավասարումները, որի ատոմում էլեկտրոնները բաշխված են էներգիայի մակարդակների միջև՝ ըստ մի շարք թվերի՝ 2, 8, 8, 2 և թիվ 7 և տարրերից առաջացած պարզ նյութերի։ Պարբերական աղյուսակի թիվ 8. Ի՞նչ տեսակի քիմիական կապ կա ռեակցիայի արտադրանքներում: Ի՞նչ բյուրեղային կառուցվածք ունեն սկզբնական պարզ նյութերը և դրանց փոխազդեցության արգասիքները:
5. Մետաղական հատկությունների մեծացման հերթականությամբ դասավորե՛ք հետևյալ տարրերը՝ As, Sb, N, P, Bi. Ստացված շարքը հիմնավորե՛ք՝ հիմնվելով այս տարրերի ատոմների կառուցվածքի վրա:
6. Ոչ մետաղական հատկությունների մեծացման հերթականությամբ դասավորե՛ք հետևյալ տարրերը՝ Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na: Ստացված շարքը հիմնավորե՛ք՝ հիմնվելով այս տարրերի ատոմների կառուցվածքի վրա:
7. Թթվային հատկությունների թուլացման կարգով դասավորե՛ք այն օքսիդները, որոնց բանաձևերն են՝ SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7։ Արդարացնել ստացված շարքը: Գրե՛ք այդ օքսիդներին համապատասխան հիդրօքսիդների բանաձևերը։ Ինչպե՞ս է փոխվում նրանց թթվային բնույթը ձեր առաջարկած սերիալում:
8. Գրե՛ք բորի, բերիլիումի և լիթիումի օքսիդների բանաձևերը և դասավորե՛ք դրանք ըստ հիմնական հատկությունների աճման կարգի։ Գրե՛ք այդ օքսիդներին համապատասխան հիդրօքսիդների բանաձևերը։ Ո՞րն է դրանց քիմիական բնույթը:
9. Ի՞նչ են իզոտոպները: Ինչպե՞ս է իզոտոպների հայտնաբերումը նպաստել Պարբերական օրենքի զարգացմանը:
10. Ինչու են Դ.Ի. Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակում տարրերի ատոմային միջուկների լիցքերը միապաղաղ կերպով փոխվում, այսինքն՝ յուրաքանչյուր հաջորդ տարրի միջուկի լիցքը մեծանում է մեկով՝ նախորդ տարրի ատոմային միջուկի լիցքի համեմատ, և Պարբերաբար փոխվում են տարրերի և դրանց կազմած նյութերի հատկությունները:
11. Տրե՛ք Պարբերական օրենքի երեք ձևակերպումներ, որոնցում քիմիական տարրերի համակարգման համար հիմք են ընդունվում հարաբերական ատոմային զանգվածը, ատոմի միջուկի լիցքը և ատոմի էլեկտրոնային թաղանթում արտաքին էներգիայի մակարդակների կառուցվածքը:

1

Մախով Բ.Ֆ.

«Չեզոք ատոմի թրթռումային մոդելի» հեղինակի մշակման հետ կապված «աշխարհի եթերի» ընդգրկմամբ, որում «ատոմային միջուկի մշտական ​​դրական լիցք» և «Կուլոնյան դաշտ» հասկացությունները դառնում են ավելորդ, Հարց է առաջանում Պարբերական օրենքի նոր ձևակերպման մասին։ Այս ձևակերպումն առաջարկվում է այս հոդվածում, որտեղ դիտարկվում է նաև Պարբերական օրենքի մաթեմատիկական արտահայտության խնդիրը։ Հոդվածում հեղինակն օգտագործում է «Չեզոք ատոմների սիմետրիկ քվանտային պարբերական համակարգի (SQ-PSA)» սեփական տարբերակը, որը համարժեք է Վիբրացիոն մոդելին։

Ավելի ու ավելի շատ են հեռանում մեզանից 1869 թ - Պարբերական օրենքի առաջին ձևակերպման ժամանակը Դ.Ի. Մենդելեևը (PZM) և Տարրերի պարբերական աղյուսակի (PSE-M) մշակումը, որտեղ տարրի ատոմային քաշը, որն այն ժամանակ հասանելի և քիչ թե շատ հասկանալի հատկանիշ էր, ընդունվել է որպես հիմնական դասակարգման չափանիշ: Բայց նույնիսկ ինքը՝ Դմիտրի Իվանովիչը, ասաց, որ «մենք չգիտենք պարբերականության պատճառները»։ Այն ժամանակ հայտնի էր ընդամենը 63 տարր, և դրանց հատկությունների մասին քիչ բան էր հայտնի (հիմնականում քիմիական) և ոչ միշտ ճշգրիտ։

Սակայն տարրերի համակարգվածության խնդիրն արդեն ինքն իրեն հռչակել էր և լուծում էր պահանջում։ Մենդելեևի փայլուն ինտուիցիան թույլ տվեց նրան հաջողությամբ (այն ժամանակվա գիտելիքների մակարդակով) հաղթահարել առաջադրանքը: PZM-ի նրա ձևակերպումը (հոկտեմբեր 1971). «...տարրերի հատկությունները, հետևաբար նրանց ձևավորված պարզ և բարդ մարմինների հատկությունները պարբերաբար կախված են դրանց ատոմային քաշից»:

Դմիտրի Իվանովիչը բոլոր տարրերը դասավորեց մի շարքով (Մենդելեևի շարքը) աճող ատոմային քաշով, որում, սակայն, նա թույլ տվեց նաև շեղումներ հայտնի զույգ տարրերի համար (հիմնված քիմիական հատկությունների վրա), այսինքն. իրականում կախվածություն կա ոչ միայն ատոմային քաշից։

Գիտնականներին պարզ դարձավ, որ PSE-M-ի մի տարրից մյուսին անցնելիս տարրի որոշ բնութագրիչներ աստիճանաբար ավելանում են նույն չափով: Այս արժեքն է Զստացել է սերիական համարը (հիմնականում քիմիկոսների մոտ) կամ ատոմային համարը (ֆիզիկոսների մոտ)։ Պարզվեց, որ ատոմային քաշն ինքնին որոշակիորեն կախված է նրանից Զ. Ուստի որպես հիմնական պատվիրման չափանիշ ընդունվել է Z սերիական համարը, որը համապատասխանաբար ներառվել է ՊԶՄ-ի 2-րդ ձևակերպման մեջ՝ ատոմային քաշի փոխարեն։

Անցավ ժամանակ, և հայտնվեցին համակարգման նոր հնարավորություններ։ Սրանք, առաջին հերթին, առաջընթաց են չեզոք ատոմների գծային օպտիկական սպեկտրների (LOS) և բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման (CHR) ուսումնասիրության մեջ։ Պարզվեց, որ յուրաքանչյուր տարր ունի յուրահատուկ սպեկտր, և դրանց հիման վրա հայտնաբերվել են մի շարք նոր տարրեր։ Սպեկտրները նկարագրելու համար առաջարկվել են քվանտային թվեր, սպեկտրային տերմիններ, Վ. Պաուլիի բացառման սկզբունքը, Գ. Մոզելիի օրենքը և այլն: Ատոմների ուսումնասիրությունը ավարտվեց ատոմի առաջին մոդելների (MOA) ստեղծմամբ, մահից հետո: Դ.Ի. Մենդելեև.

Մոզելիի օրենքը, որը բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման հաճախականությունը կապում էր սերիական համարի հետ Զ, հատկապես մեծ ներդրում է ունեցել գիտության մեջ։ Նա հաստատեց Մենդելեևի շարքի ճիշտությունը և թույլ տվեց նշել մնացած չբացահայտված տարրերի համարները։ Բայց հետո, առաջնորդվելով բարի մտադրություններով, սերիական համար տվեք Զֆիզիկական իմաստով, 19-րդ դարի սկզբի գիտելիքների մակարդակի ֆիզիկոսները (ատոմի առաջին մոդելները) շտապ եզրակացության եկան, որ դա չի կարող լինել այլ բան, քան ատոմային միջուկի մշտական ​​դրական էլեկտրական լիցքը (տարրականների թիվը. էլեկտրական լիցքեր - eZ):

Արդյունքում գիտնականները եկան այն եզրակացության, որ անհրաժեշտ է PZM-ի 2-րդ զտված ձևակերպում, որում տարրի ատոմի միջուկի մշտական ​​դրական էլեկտրական լիցքը ընդունվել է որպես համակարգման հիմնական չափանիշ:

Բայց, ցավոք, քսաներորդ դարի սկզբին ատոմի առաջին մոդելները ներկայացվեցին չափազանց մեխանիկորեն (մոլորակային միջուկային մոդելներ), և ատոմի էլեկտրական չեզոքությունը որպես ամբողջություն ներկայացվեց միջուկի դրական լիցքով և համապատասխան լիցքով: բացասական տարրական մասնիկների թիվը՝ էլեկտրոններ, այսինքն. նաեւ էլեկտրաէներգիայի մասին այն ժամանակվա պարզունակ գիտելիքների մակարդակով։ Արդյունքում կիրառվել է հաստատուն Կուլոնյան էլեկտրական դաշտի հայեցակարգը՝ ներգրավելով միջուկի շուրջ պտտվող էլեկտրոնները և այլն։ Եվ Աստված չանի, որ էլեկտրոնն ընկնի միջուկի վրա:

Էլեկտրոնի ալիքային բնույթի բացահայտում և բազմաթիվ խնդիրներատոմի ընդունված մոդելով հանգեցրեց անցմանը «ատոմի քվանտային մեխանիկական մոդելին»։ Քվանտային մեխանիկա (QME) ողջունվել է որպես 20-րդ դարի ամենամեծ ձեռքբերումը։ Սակայն ժամանակի ընթացքում խանդավառությունը մարեց։ Պատճառը երերուն հիմքն է, որի վրա կառուցված է CME-ը՝ հիմնված Շրյոդինգերի հավասարման վրա, որը « նկարագրում էէլեկտրոնի շարժումը»: Նախ, մոտեցումն ինքնին սխալ է. փոխանակ չեզոք ատոմի հավասարակշռության քվանտային վիճակը որպես ամբողջություն (մակրոմակարդակում, սիներգետիկ լեզվով) դիտարկելու փոխարեն, CME-ն դիտարկում է էլեկտրոնի շարժումը (այսինքն, նրանք աշխատում են. չափազանց մանրամասն միկրո մակարդակ): Պատկերացրեք, որ իդեալական գազի դեպքում, փոխանակ այն դիտարկելու մակրո մակարդակում գազի վիճակի ժամանակային պարամետրերով (ճնշում, ջերմաստիճան, ծավալ), նրանք հանկարծ սկսեցին գրել շարժման հավասարումներ միլիարդներից յուրաքանչյուրի համար։ գազի ատոմների և մոլեկուլների, բարձրաձայն հառաչելով միևնույն ժամանակ առաջադրանքի դժվարության և ժամանակակից համակարգիչների անբավարար հզորության մասին։ Մինչդեռ մակրոմակարդակում ամբողջ պատկերը հեշտությամբ և նրբագեղ կերպով նկարագրվում է գազի վիճակի պարամետրերի միացման հավասարման միջոցով՝ Կլապեյրոն-Մենդելեև հավասարումը: [FES, M, SE, 1984, p.288]

Նման մի բանԲարդության առումով CME-ն մեզ առաջարկում է ի դեմս իր հիմնադիր հայրերի, հատկապես մեծ ատոմային թվերով ատոմների դեպքում: Այնուամենայնիվ, ակադեմիկոս Լև Լանդաուն (1908-68), ինքն էլ CME-ի հիմնասյուներից մեկը, արդեն գրել է. «Մեկից ավելի էլեկտրոն ունեցող ատոմը էլեկտրոնների բարդ համակարգ է, որոնք փոխազդում են միմյանց հետ: Նման համակարգի համար կարելի է, խիստ ասած, դիտարկել միայն համակարգի վիճակները որպես ամբողջություն»։ Նույն միտքը հանդիպում է սպեկտրոսկոպիստ ֆիզիկոս ակադ. ԲՍՍՀ ԳԱ Էլյաշևիչ Մ.Ա. (1908-95):

Այնուամենայնիվ, վերադառնանք Պարբերական օրենքի ձևակերպումների դիտարկմանը։ PZM-ի ժամանակակից (զտված 2-րդ) ձևակերպումը հնչում է այսպես.

«Էլեմենտների հատկությունները պարբերաբար կախված են նրանց ատոմային միջուկների լիցքից»։ Միջուկային լիցք eZ = համակարգի տարրի ատոմային (սովորական) թիվը բազմապատկված տարրական էլեկտրական լիցքով (այսինքն Z-ը թվայինորեն հավասար է տարրական էլեկտրական լիցքերի թվին):

Ինչո՞ւ է անհրաժեշտ ՊԶՄ-ի նոր՝ 3-րդ ձևակերպումը:

1) 2-րդ ձևակերպումից այնքան էլ պարզ չէ, թե ինչ հատկությունների մասին է խոսքը՝ եթե դրանք քիմիական են, ուրեմն ուղղակիորեն կապված չեն տարրերի (չեզոք ատոմների) հետ։ Երբ չեզոք ատոմները փոխազդում են, նրանց EMF փոփոխականները համընկնում են, և արդյունքում նրանք որոշակի գրգռվածություն են գործադրում միմյանց վրա: Քիմիական կապը նկարագրելու համար դուք պետք է լրացուցիչ իմանաք, թե ինչն է զուգակցվում ինչի հետ (նյութի բաղադրությունը և կառուցվածքը) և ինչ հատուկ ֆիզիկական պայմաններում (CFU) և այլն:

2) Հեղինակի կողմից մշակված «Տատանողական մոդելի» համաձայն, չեզոք ատոմի միջուկը չունի ոչ հաստատուն էլեկտրական լիցք, ոչ էլ դրա կողմից ստեղծված հաստատուն Կուլոնյան դաշտ (փոխարենը՝ պուլսացիոն միջուկ, փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտ՝ EMF, կանգնած EMF։ , պարամետրային ռեզոնանս, տատանումների բարձր որակի գործոն, ամրության ատոմ)։ Տե՛ս ՖԻ, 2008, թիվ 3, էջ 25

3) Այսինքն՝ արգումենտի կամ ֆունկցիայի հստակ սահմանում չկա: Չկա նաև որոշակիություն պարբերական կախվածության բնույթի վերաբերյալ: PZM-ն անօգուտ է, առանց միաժամանակ դիտարկելու Պարբերական աղյուսակի աղյուսակը, ուստի դասագրքերում այն ​​հաճախ ընդհանրապես չի հիշատակվում իր գոյություն ունեցող ձևակերպմամբ («արատավոր շրջան»): Պատահական չէ, որ մենք դեռևս չունենք Պարբերական աղյուսակի ամբողջական տեսություն և PZM-ի ամենամաթեմատիկական արտահայտությունը։

4) Այժմ հնարավոր է օգտագործել սկզբունքորեն նոր հնարավորություններ Պարբերական օրենքի ավելի ճիշտ ձևակերպման և դրա մաթեմատիկական արտահայտության ածանցման համար, որը. տալ«Չեզոք ատոմի թրթռումային մոդելը» (միջուկի և դրա շրջակա միջավայրի զուգակցված թրթռումները) և «Չեզոք ատոմների սիմետրիկ քվանտային պարբերական համակարգը (SQ-PSA)», մշակված և հրատարակված հեղինակի կողմից։

5) Համաձայն սիներգետիկ մոտեցման՝ ատոմի հավասարակշռության քվանտային վիճակը որպես ամբողջություն» (մակրոսկոպիկ մոտեցում) կարելի է նկարագրել ժամանակից անկախ մի քանի պարամետրերով։ Հեղինակը ցույց է տալիս, որ դրանք յուրաքանչյուր ատոմին բնորոշ 4 քվանտային թվերի խիստ անհատական ​​հավաքածու են (W. Pauli-ի բացառման սկզբունքը), որը որոշվում է նրա VOC-ից (և ոչ CME-ի հավասարումներից):

Այդպիսինքվանտային թվերի հավաքածուն եզակիորեն որոշում է տարրի (դրա կոորդինատների) գտնվելու վայրը հեղինակի կողմից մշակված SK-PSA-ում:

6) Նման պարամետրերը պետք է համապատասխանեն մի շարք պահանջների.

Համապատասխանում է չեզոք ատոմի ֆիզիկական բնույթին (ըստ «Վիբրացիոն մոդելի»)

Պարզ եղեք

Լինել ամբողջ թիվ (որը բխում է միջուկային ճառագայթման բուն էությունից)

Հեշտ է չափել (չեզոք ատոմի սպեկտրից):

Այսպիսով, յուրաքանչյուր ատոմի համար հայտնի քվանտային թվերի նշանակությունը պետք է հստակեցվի ըստ նրանց ֆիզիկական բնույթի։

7) E. Schrödinger-ի KME հավասարման փոխարեն հեղինակն առաջարկում է օգտագործել քվանտային թվերի միացման հավասարումներ (Մախի հավասարումներ) (հեղինակը գտել է երկու նման հավասարումներ), որոնք PZM-ի մաթեմատիկական արտահայտությունն են՝ համարժեք նոր ձևակերպմանը։ Այս մասին ավելի մանրամասն՝ տպագրության պատրաստվող գրքում։

8) «Չեզոք ատոմի թրթռումային մոդելի» և միջուկի փոփոխական EMF-ի նոր հայեցակարգի լույսի ներքո Պարբերական օրենքի նոր ձևակերպման համար տարրական էլեկտրական լիցքի փոխարեն անհրաժեշտ է մեկ այլ ֆիզիկական մեծություն՝ միասին. Z սերիական համարով, որը բնութագրում է էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության ուժը (փոփոխվում է աստիճանաբար Z-ի աճով) և եզակիորեն որոշվում է չեզոք ատոմների սպեկտրից։ Եվ կա այդպիսի արժեք՝ սա նուրբ կառուցվածքի հաստատունն է (α) [FES-763], որը սովորաբար օգտագործվում է «Պարբերական աղյուսակի վերին սահմանը» որոնելիս։

PZM-ի նոր ձևակերպում կարծես այսպես.

«Չեզոք ատոմների բնութագրերը պարբերաբար կախված են լարվածության մեծությունից (αZ) փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտ (EMF)՝ ստեղծված դրանց միջուկներից»։ Նման հակիրճ ձևակերպման հեղինակը եկել է 2006 թվականի նոյեմբերի 22-ին՝ մի շարք «երկարատև» ձևակերպումներից հետո։

Այն ցույց է տալիս, որ էլեկտրական լիցքի մեծության փոխարեն ( eZ), որը ներառում է տարրական էլեկտրական լիցք, օգտագործվում է լարման արժեքը ( αZ), որը ներառում է α - նուրբ կառուցվածքի հաստատուն, որը «քվանտային էլեկտրադինամիկայի մեջ համարվում է էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության «ուժը» բնութագրող բնական պարամետր» [FES, էջ 763]:

Մենք արդեն խոսել ենք չեզոք ատոմների բնութագրերի մասին (քվանտային թվեր, դրանց ֆիզիկական բնույթը և այլն), բայց դեռ պետք է մի փոքր բացատրել պարբերական կախվածության բնույթը։ Արդեն հիմա կան նախադրյալներ քվանտային թվերի միացման համար հավասարումներ ստանալու համար. (n+ լ)- կանոններ ակադեմիկոս Վ.Մ. Կլեչկովսկին (1900–72) և (n- լ)- կանոն դխն, պրոֆ. Դ.Ն. Տրիֆոնովը, որոնք հեղինակն օգտագործել է SK-PSA-ի կառուցման համար: Նկատի ունենալով EMF փոփոխականը և մշտական ​​EMF-ը, որը տարածվում է (յուրաքանչյուր ատոմի համար որոշակի խորության վրա), կարող ենք ասել, որ այս քվանտային թվերի գումարը ներկայացնում է կանգնած EMF-ի ընդհանուր էներգիան, և տարբերությունը փոփոխության խորությունն է։ տատանումների պարամետր. Այսինքն՝ արդեն կան քվանտային թվերի փաթեթներ, որոնք ներկայացված են SK-PSA-ում (n+ լ)- ժամանակաշրջան (բոլորը զուգակցված են և կազմում են դիադաներ), և (n- լ)- հաջորդական ատոմների խմբեր - SC-PSA-ի հորիզոնական տողեր (մինչև 4 մեկ ժամանակահատվածում Z ≤ 120-ի սահմաններում), որոնք ներկայացնում են հաջորդականություն զ-, դ-, էջ-, ս- տարրեր. Այսինքն՝ մեկ քվանտային էներգիայի մակարդակում կարող են լինել մի քանի քվանտային վիճակներ։ Հետագա հաշվի առնելով կրկնակի կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքի առանձնահատկությունները, հնարավոր է դարձնում քվանտային թվերի միացման հավասարումներ (Մաչովի հավասարումներ):

Օրինակ՝ կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքի ընդհանուր էներգիան E n + լ =Է n +Է լ = հաստատ, որտեղ Ե n և Ե լ - դրա մասերի էլեկտրական և մագնիսական բաղադրիչների էներգիայի միջին արժեքները.

Քվանտային թվերի ֆիզիկական նշանակությունը պարզելու համար մենք կօգտագործենք քվանտային թողարկողի էներգիայի բանաձևը (ընդհանուր ձևով) E = Eo (2k + 1), հետևաբար → = 2k

Կոնկրետ E-ի համար ունենք n + լ=Է o (2 + 1) → = n + լ , այսինքն՝ քվանտային թվերի գումարը (n+ լ) - սա կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքի ընդհանուր էներգիայի ավելացման հարաբերակցությունն է սկզբնական արժեքին, որը ֆիզիկական նշանակություն է տալիս ակադեմիկոս Վ.Մ.-ի վերոհիշյալ առաջին կանոնին. Կլեչկովսկին.

Կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքը պարամետրային ռեզոնանսի նյութական կրող է (հաստատուն ներքին էներգիայի դեպքում էներգիան էլեկտրականից մագնիսական և հետ է փոխանցվում հսկայական հաճախականությամբ): Այս դեպքում էլեկտրամագնիսական ալիքի E ընդհանուր էներգիայի էլեկտրական և մագնիսական բաղադրիչների միջին էներգիայի արժեքների տարբերությունը n - լ = Ե n -Է լ - պարամետրի փոփոխության մեծությունը նույնպես քվանտացված է:

Ե n - լ= E o (2 + 1) → = n - լ , դա վերաբերմունք է ֆիզիկական իմաստ է տալիս Դ.Ն.Տրիֆոնովի իշխանությանը և այստեղից պարզ է դառնում կանոնը n - լ ≥ 1, քանի որ հակառակ դեպքում չկա կայուն էլեկտրամագնիսական ուժ (չպետք է լինի բնորոշ շրջող ալիք n = լ, և դրա հետ կապված էներգիայի կորուստը): Դուք կարող եք ներկայացնել «պարամետրերի փոփոխության հարաբերական մեծության» հասկացությունը : = = λ

Քվանտացված են նաև կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքի ընդհանուր էներգիայի բաղադրիչների միջին արժեքները.

Ե n=Eo(2 n + 1) → = 2n

Ե լ=Eo(2 լ + 1) → = 2լ

այստեղից էլ քվանտային թվերը nԵվ լ ձեռք են բերում նոր ֆիզիկական նշանակություն՝ որպես մշտական ​​էլեկտրամագնիսական ալիքի ընդհանուր էներգիայի էլեկտրական և մագնիսական էներգիաների բաղադրիչների քվանտային թվեր («հիմնական քվանտային թվի» և «ուղեծրային քվանտային թվի» փոխարեն):

Կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքների բարձր և մշտական ​​հաճախականությունն իր արտահայտությունն է գտնում պարբերական ֆունկցիաների միջոցով, մեր դեպքում՝ եռանկյունաչափական ֆունկցիաների հետ կապված։ Կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքների երկակիությունը ֆունկցիայի պարամետրային ճշգրտման մեջ է։ Կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքը որպես ներդաշնակ ալիք կարելի է նկարագրել ձևի սինուսոիդ հավասարումներով y = Ա մեղք (ω տ + φ ),

Հետո n տ = n cos α և լ տ = լ sin α (էլիպսի պարամետրային ճշգրտում):

Այստեղ nԵվ լ - քվանտային թվեր (անչափ ամբողջ թվեր), կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքի էլեկտրական և մագնիսական բաղադրիչների հարաբերական էներգիայի առավելագույն ամպլիտուդի ցուցիչները և n տԵվ լ տ- տատանվող մեծությունների ընթացիկ արժեքները (կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքների բաղադրիչներ) այս պահին, այսինքն. քանակները նույնպես անչափ են։*)

0 ≤ |n տ| ≤n 0 ≤ |լ տ | ≤ լ

Բացատրենք, որ դրանք ճիշտ երկուսն են կախվածություններ- կոսինուս և սինուսոիդ «Հիմնական միջավայր» միջերեսում ճառագայթման սկզբնական պահին առաջինն ունի առավելագույն ամպլիտուդ. n դեպի = n (հակառակ դեպքում ճառագայթում չկա), իսկ ամպլիտուդը տարբեր է. ես դեպի = 0 (այսինքն կա փուլային տեղաշարժ): Սկսելով տարածվել միջուկից՝ կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքի մի բաղադրիչն առաջացնում է մյուսը և հակառակը։ Հեղինակը ցանկանում է զգուշացնել հապճեպ եզրակացությունից, որ ի վեր ես դեպի = 0, ապա կանգուն էլեկտրամագնիսական ալիքի ընդհանուր էներգիայի մագնիսական բաղադրիչը նույնպես զրո է։ Դա այդպես չէ, պարզապես հիշեք քվանտային ներդաշնակ էմիտերի բանաձևը:

Էլիպսի այս հավասարումը + = 1 (կանոնական տեսքով, սովորական ներդաշնակ տատանումների միացման համար) քվանտային թվերի միացման հավասարումներից մեկն է։

Այս միացման հավասարման ֆիզիկական իմաստն ավելի պարզ է դառնում, եթե որոշ փոխակերպումներ կատարվեն: Դա անելու համար մենք կօգտագործենք էլիպսի ներկայացումը որպես հիպոտրոխոիդներ:

Մեր գործի համար; .

Սա 1-ին քվանտային թվերի հարաբերակցության հավասարումն է (Մաչովի հավասարում):

Կամ միանգամայն հստակ .

Կարելի է տեսնել, որ հավասարումն արտացոլում է կանգնած էլեկտրամագնիսական ալիքի ընդհանուր էներգիայի կայունությունը: Այսպիսով, քվանտային թվերի վերը նշված փաթեթները ( n+l) - ժամանակաշրջանի համարը SK-PSA-ում, և ( n - լ)- սահմանում էԺամանակահատվածում ներառված հորիզոնական տողերի տեղակայման հաջորդականությունը իրենց տեղն են գտել կապի հավասարման մեջ, և ինքնին հավասարումը լավ արտացոլում է SC-PSA-ի կառուցվածքը:

Մնացած երկու քվանտային թվերի համար մենք ստացել ենք ևս մեկ՝ 2-րդ կապի հավասարում (ամբողջական հավաքածուից՝ համաձայն Վ. Պաուլիի բացառման սկզբունքի). մ լ Եվմ ս , բայց դրանց մասին չես կարող ասել մի քանի բառով և նույնիսկ «սպին» քվանտային թվի ֆիզիկական իմաստով. մ սՄենք դեռ պետք է դա պարզենք. տես այս մասին:

Սկիզբ (նախնական տարրի հերթական համարը - Զ Մ) յուրաքանչյուր M-dyad-ի (SK-PSA պարբերաշրջանների զույգերը) կարելի է ձեռք բերել հեղինակի կողմից կատարված V.M.-ի բանաձևի նույնական փոխակերպումից: Կլեչկովսկին համարի համար Զ լ տարր, որի վրա այս տվյալներով տարրը հայտնվում է առաջին անգամ իմաստը lmax

Զ Մ = Զ լ -1 = = ,

Հետո ժամըlmax = 0; 1; 2; 3; 4... մենք ունենք Զ Մ= 0; 4; 20; 56; 120..., այսինքն. Սրանք այսպես կոչված քառանիստ թվերն են, որոնք անուղղակիորեն կապված են դիադայի համար նախնական քվանտային էներգիայի որոշակի նվազագույն մակարդակների հետ (բոլոր տարածական մարմինների մեջ քառաեդրոնն ունի ֆիքսված ծավալի նվազագույն մակերեսը):

Հեղինակը մտադիր է ավելի մանրամասն ներկայացնել այս թեմայի և հրապարակման պատրաստվող աշխատություններում քվանտային թվերի միացման նշված երկու հավասարումները։

Հեղինակը չի հավակնում այս աշխատությամբ, բնականաբար, ստեղծել չեզոք ատոմների Պարբերական աղյուսակի և դրա մաթեմատիկական արտահայտության ամբողջական տեսությունը, այլ այն համարում է անհրաժեշտ և կարևոր փուլ այս ճանապարհին, և իր հնարավորությունների սահմաններում կնպաստի. հետագա առաջընթաց.

ՄԱՏԵՆԱԳՐՈՒԹՅՈՒՆ:

1. Կլեչկովսկի Վ.Մ. «Ատոմային էլեկտրոնների բաշխումը և հաջորդական լրացման կանոնը (n+ լ)- խումբ», Մ., Ատոմիզդատ, 1968
2. Կլեչկովսկի Վ.Մ. «Պարբերական աղյուսակի որոշ տեսական խնդիրների մշակում Դ.Ի. Մենդելեև» (զեկուցում X Մենդելեևի կոնգրեսի սիմպոզիումում) Մ., Նաուկա, 1971, էջ 54-67։
3. Տրիֆոնով Դ.Ն. «Structure and borders of the periodic system», M., Atomizdat, 1976, 271 pp.
4. Մախով Բ.Ֆ., գիրք «Էլեմենտների սիմետրիկ քվանտային պարբերական համակարգ» (SK-PSE), Մոսկվա, 1997 - ISBN 5-86700-027-3
5. Մախով Բ.Ֆ., Հոդված «Էլեմենտների սիմետրիկ քվանտային պարբերական համակարգ (չեզոք ատոմներ) - SK-PSA (or New periodization of the Periodic System», RAE ամսագրում «Fundamental Research», 2007, No. 9, էջ 30-36 - ISSN 1812 -7339
6. Մախով Բ.Ֆ., Զեկույց «Զուգակցման դրսևորումը չեզոք ատոմների պարբերական աղյուսակում (SC-PSA)», «V-International»-ի նյութերում։ գիտաժողով «Բինիոլոգիա, համաչափություն և սիներգետիկա բնական գիտություններում», սեպտեմբեր. 2007թ., Տյումեն, Տյումենի նավթի և գազի պետական ​​համալսարան, Բաժին «Ֆիզիկա և քիմիա», էջ 59-65 ISBN 978-5-88465-835-4
7. Մախով Բ.Ֆ., Հոդված «Համաշխարհային հեռարձակում» Դ.Ի. Մենդելեևը և նրա տեղը պարբերական աղյուսակում», RAE ամսագրում «Fundamental Research», 2008, No. 3, p. 25-28
8. Մախով Բ.Ֆ., Հոդված «Մետաղների ֆիզիկական բնույթը ատոմի թրթռումային մոդելի լույսի ներքո», RAE ամսագրում «Fundamental Research», 2008, No. 3, p. 29-37 թթ
9. Landau L.D., Lifshits E.M. "Քվանտային մեխանիկա. Ոչ հարաբերական տեսություն», Մ.: Նաուկա, 1974 (3-րդ խմբ.): էջ 293. և 1989 (4-րդ խմբ.): էջ 302
10. Մախով Բ.Ֆ., «Չեզոք ատոմի մոդելի և ատոմային ֆիզիկայի ճգնաժամից դուրս գալու ուղիների մասին» գիրքը (պատրաստված է հրապարակման):
11. Մախով Բ.Ֆ., «Եռաչափ SK-PSA» գիրք (պատրաստված է հրատարակության):
12. Բրոնշտեյն Ի.Ն., Սեմենդյաև Կ.Ա., Մաթեմատիկայի ձեռնարկ ինժեներների և քոլեջի ուսանողների համար: Մ.: Նաուկա, գլխավոր խմբագիր: FML, 1986 (13-րդ, ճիշտ), էջ 127
13. Հոդված/Article «Նուրբ կառուցվածքի հաստատուն», Ֆիզիկական հանրագիտարանային բառարան - FES, էջ 763

Մատենագիտական ​​հղում

Մախով Բ.Ֆ. ՊԱՐԲԵՐԱԿԱՆ ՕՐԵՆՔ Դ.Ի. ՄԵՆԴԵԼԵԵՎ – ՕՐԵՆՔԻ ՆՈՐ ՁԵՎԱՎՈՐՈՒՄ ԵՎ ՄԱԹԵՄԱՏԻԿԱԿԱՆ ԱՐՏԱՀԱՅՏՈՒՄ // Ժամանակակից բնական գիտության առաջընթաց. – 2008. – No 9. – P. 24-29;
URL՝ http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=10547 (մուտքի ամսաթիվ՝ 02/29/2020): Ձեր ուշադրությանն ենք ներկայացնում «Բնական գիտությունների ակադեմիա» հրատարակչության հրատարակած ամսագրերը.

2.3. Դ.Ի.Մենդելեևի պարբերական օրենքը.

Օրենքը հայտնաբերել և ձևակերպել է Դ.Ի. Մենդելեևը. «Պարզ մարմինների հատկությունները, ինչպես նաև տարրերի միացությունների ձևերն ու հատկությունները պարբերաբար կախված են տարրերի ատոմային կշիռներից»: Օրենքը ստեղծվել է տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունների խորը վերլուծության հիման վրա։ Ֆիզիկայի ակնառու ձեռքբերումները, հիմնականում ատոմային կառուցվածքի տեսության զարգացումը, հնարավորություն տվեցին բացահայտել պարբերական օրենքի ֆիզիկական էությունը. քիմիական տարրերի հատկությունների փոփոխության պարբերականությունը պայմանավորված է լցոնման բնույթի պարբերական փոփոխությամբ։ արտաքին էլեկտրոնային շերտը էլեկտրոններով, քանի որ միջուկի լիցքով որոշված ​​էլեկտրոնների թիվը մեծանում է: Լիցքը հավասար է պարբերական աղյուսակի տարրի ատոմային թվին։ Պարբերական օրենքի ժամանակակից ձևակերպումը. «Տարրերի հատկությունները և դրանց ձևավորված պարզ և բարդ նյութերը պարբերաբար կախված են ատոմային միջուկի լիցքից»: Ստեղծվել է Դ.Ի.Մենդելեևի կողմից 1869-1871թթ. Պարբերական համակարգը տարրերի բնական դասակարգումն է, պարբերական օրենքի մաթեմատիկական արտացոլումը։

Մենդելեևը ոչ միայն առաջինն էր, ով ճշգրիտ ձևակերպեց այս օրենքը և դրա բովանդակությունը ներկայացրեց աղյուսակի տեսքով, որը դարձավ դասական, այլև համակողմանիորեն հիմնավորեց այն, ցույց տվեց նրա հսկայական գիտական ​​նշանակությունը, որպես ուղեցույց դասակարգման սկզբունք և որպես գիտական ​​հզոր գործիք. հետազոտություն.

Պարբերական օրենքի ֆիզիկական իմաստը. Այն բացվել է միայն այն բանից հետո, երբ պարզվել է, որ ատոմի միջուկի լիցքը մեծանում է մեկ քիմիական տարրից հարևան (պարբերական համակարգում) տարրական լիցքի միավորով տեղափոխելիս։ Թվային առումով միջուկի լիցքը հավասար է պարբերական աղյուսակի համապատասխան տարրի ատոմային թվին (ատոմային թվին Z), այսինքն՝ միջուկի պրոտոնների թվին, իր հերթին՝ համապատասխան չեզոքի էլեկտրոնների թվին։ ատոմ. Ատոմների քիմիական հատկությունները որոշվում են նրանց արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքով, որը պարբերաբար փոխվում է միջուկային լիցքի աճով, և, հետևաբար, պարբերական օրենքի հիմքը միջուկի լիցքի փոփոխության գաղափարն է։ ատոմների, և ոչ տարրերի ատոմային զանգվածի։ Պարբերական օրենքի հստակ օրինակը որոշակի ֆիզիկական մեծությունների (իոնացման պոտենցիալներ, ատոմային շառավիղներ, ատոմային ծավալներ) պարբերական փոփոխությունների կորերն են՝ կախված Z-ից: Պարբերական օրենքի ընդհանուր մաթեմատիկական արտահայտություն չկա: Պարբերական օրենքը հսկայական բնագիտական ​​և փիլիսոփայական նշանակություն ունի։ Այն հնարավորություն տվեց դիտարկել բոլոր տարրերը նրանց փոխադարձ կապի մեջ և կանխատեսել անհայտ տարրերի հատկությունները։ Պարբերական օրենքի շնորհիվ բազմաթիվ գիտական ​​որոնումներ (օրինակ՝ նյութի կառուցվածքի ուսումնասիրության ոլորտում՝ քիմիայի, ֆիզիկայի, երկրաքիմիայի, տիեզերքիմիայի, աստղաֆիզիկայի) նպատակային են դարձել։ Պարբերական օրենքը դիալեկտիկայի ընդհանուր օրենքների, մասնավորապես քանակի որակի անցնելու օրենքի հստակ դրսեւորումն է։

Պարբերական օրենքի զարգացման ֆիզիկական փուլն իր հերթին կարելի է բաժանել մի քանի փուլերի.

1. Էլեկտրոնի և ռադիոակտիվության հայտնաբերման հիման վրա ատոմի բաժանելիության հաստատում (1896-1897 թթ.);

2. Ատոմային կառուցվածքի մոդելների մշակում (1911-1913 թթ.);

3. Իզոտոպային համակարգի հայտնաբերում և զարգացում (1913 թ.);

4. Մոզելիի օրենքի բացահայտումը (1913թ.), որը հնարավորություն է տալիս փորձնականորեն որոշել պարբերական աղյուսակում միջուկային լիցքը և տարրի թիվը;

5. Ատոմների էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքի մասին պատկերացումների հիման վրա պարբերական համակարգի տեսության մշակում (1921-1925 թթ.);

6. Պարբերական համակարգի քվանտային տեսության ստեղծում (1926-1932 թթ.):

2.4. Անհայտ տարրերի գոյության կանխատեսում:

Պարբերական օրենքի հայտնաբերման մեջ ամենակարեւորը քիմիական տարրերի գոյության կանխատեսումն է, որոնք դեռ չեն հայտնաբերվել։ Ալյումինի տակ Մենդելեևը տեղ է թողել իր անալոգային «էկա-ալյումինի» համար, բոր B-ի տակ՝ «էկա-բորոն», իսկ Si-ի տակ՝ «էկա-սիլիկոնի»: Ահա թե ինչ է անվանել Մենդելեևը դեռևս չբացահայտված քիմիական տարրերը: Նա նույնիսկ նրանց տվել է Էլ, Էբ և Էս խորհրդանիշները։

«Էկզասիլիկոն» տարրի վերաբերյալ Մենդելեևը գրել է. «Ինձ թվում է, որ անկասկած բացակայող մետաղներից ամենահետաքրքիրը կլինի այն, որը պատկանում է ածխածնի անալոգների IV խմբին, այն է՝ III շարքին։ Դա կլինի մետաղը։ անմիջապես հետևում է սիլիցիումին, և, հետևաբար, եկեք այն անվանենք էկասիլիցիում»: Իրոք, այս դեռևս չհայտնաբերված տարրը պետք է դառնար մի տեսակ «կողպեք», որը կապում է երկու բնորոշ ոչ մետաղների՝ ածխածնի C-ի և սիլիցիումի Si-ի, երկու բնորոշ մետաղների՝ անագ Sn-ի և կապարի Pb-ի հետ:

Այնուհետև նա կանխագուշակեց ևս ութ տարրերի գոյությունը, այդ թվում՝ «դվիտելլուրիում»՝ պոլոնիում (հայտնաբերված 1898 թվականին), «էկայոդ»՝ աստատին (հայտնաբերվել է 1942-1943 թվականներին), «դիմանգան»՝ տեխնեցիում (հայտնաբերվել է 1937 թվականին) , «էկեսիա» - Ֆրանսիա (բացվել է 1939 թ.)

1875 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Պոլ-Էմիլ Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը հայտնաբերեց Մենդելեևի կանխատեսած «էկա-ալյումին» հանքային վուրցիտում՝ ցինկ սուլֆիդ ZnS, և այն անվանեց gallium Ga (Ֆրանսիայի լատիներեն անունը «Gallia») իր հայրենիքը։

Մենդելեևը ճշգրիտ կանխատեսել է էկա-ալյումինի հատկությունները՝ նրա ատոմային զանգվածը, մետաղի խտությունը, El 2 O 3 օքսիդի, ElCl 3 քլորիդի, El 2 (SO 4) 3 սուլֆատի բանաձևը։ Գալիումի հայտնաբերումից հետո այս բանաձևերը սկսեցին գրվել որպես Ga 2 O 3, GaCl 3 և Ga 2 (SO 4) 3։ Մենդելեևը կանխատեսել էր, որ դա շատ դյուրահալ մետաղ է, և, իրոք, գալիումի հալման ջերմաստիճանը հավասար է 29,8 o C-ի: Ձուլվողության առումով գալիումը զիջում է միայն սնդիկ Hg-ին և ցեզիում Cs-ին:

Գալիումի միջին պարունակությունը երկրակեղևում համեմատաբար բարձր է՝ 1,5-10-30% զանգվածով, որը հավասար է կապարի և մոլիբդենի պարունակությանը։ Գալիումը բնորոշ հետքի տարր է: Գալիումի միակ հանքանյութը գալդիտը CuGaS2-ն է, որը շատ հազվադեպ է հանդիպում: Գալիումը սովորական ջերմաստիճաններում կայուն է օդում։ 260°C-ից բարձր, չոր թթվածնի մեջ նկատվում է դանդաղ օքսիդացում (օքսիդ թաղանթը պաշտպանում է մետաղը): Գալիումը դանդաղ է լուծվում ծծմբային և աղաթթուներում, արագ՝ ֆտորաթթուում, իսկ ցրտին կայուն է ազոտական ​​թթուում։ Գալիումը դանդաղ է լուծվում ալկալային տաք լուծույթներում։ Սառը ժամանակ քլորն ու բրոմը փոխազդում են գալիումի հետ, յոդը՝ տաքացնելիս։ Հալած գալիումը 300°C-ից բարձր ջերմաստիճանում փոխազդում է բոլոր կառուցվածքային մետաղների և համաձուլվածքների հետ:Գալիումի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ հեղուկ վիճակի մեծ տիրույթն է (2200°C) և ցածր գոլորշի ճնշումը մինչև 1100-1200°C ջերմաստիճանում: Երկրաքիմիա Գալիում սերտորեն կապված է ալյումինի երկրաքիմիայի հետ, ինչը պայմանավորված է նրանց ֆիզիկաքիմիական հատկությունների նմանությամբ։ Գալիումի հիմնական մասը լիթոսֆերայում պարունակվում է ալյումինի միներալներում։ Գալիումի պարունակությունը բոքսիտում և նեֆելինում տատանվում է 0,002-ից մինչև 0,01%: Գալիումի կոնցենտրացիաների ավելացում նկատվում է նաև սֆալերիտներում (0,01-0,02%), կարծր ածուխներում (գերմանիումի հետ միասին), ինչպես նաև որոշ երկաթի հանքաքարերում։ Գալիումը դեռևս լայնածավալ արդյունաբերական կիրառություն չունի։ Ալյումինի արտադրության մեջ գալիումի ենթամթերքի արտադրության հնարավոր մասշտաբները դեռ զգալիորեն գերազանցում են մետաղի պահանջարկը:

Գալիումի ամենահեռանկարային կիրառումը քիմիական միացությունների տեսքով է, ինչպիսիք են GaAs, GaP, GaSb, որոնք ունեն կիսահաղորդչային հատկություններ: Դրանք կարող են օգտագործվել բարձր ջերմաստիճանի ուղղիչներում և տրանզիստորներում, արևային մարտկոցներում և այլ սարքերում, որտեղ կարող է օգտագործվել արգելափակող շերտի ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը, ինչպես նաև ինֆրակարմիր ճառագայթման ընդունիչներում: Գալիումը կարող է օգտագործվել օպտիկական հայելիներ պատրաստելու համար, որոնք ունեն բարձր ռեֆլեկտիվ: Որպես բժշկության մեջ օգտագործվող ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման լամպերի կաթոդ, առաջարկվել է սնդիկի փոխարեն գալլիումով ալյումինի համաձուլվածք: Առաջարկվում է օգտագործել հեղուկ գալիում և դրա համաձուլվածքներ բարձր ջերմաստիճանի ջերմաչափերի (600-1300 ° C) և ճնշաչափերի արտադրության համար։ Հետաքրքիր է գալիումի և նրա համաձուլվածքների օգտագործումը որպես հեղուկ հովացուցիչ նյութ էներգետիկ միջուկային ռեակտորներում (սա խոչընդոտում է Գալիումի ակտիվ փոխազդեցությունը կառուցվածքային նյութերի հետ աշխատանքային ջերմաստիճաններում. էվտեկտիկ Ga-Zn-Sn համաձուլվածքն ունի ավելի քիչ քայքայիչ ազդեցություն, քան մաքուրը: Գալիում):

1879 թվականին շվեդ քիմիկոս Լարս Նիլսոնը հայտնաբերեց սկանդիումը, որը Մենդելեևի կողմից կանխատեսվել էր որպես էկաբորոն Էբ: Նիլսոնը գրել է. «Կասկած չկա, որ էկաբորոնը հայտնաբերվել է սկանդիումում... Սա հստակորեն հաստատում է ռուս քիմիկոսի նկատառումները, որոնք ոչ միայն թույլ են տվել կանխատեսել սկանդիումի և գալիումի գոյությունը, այլ նաև կանխատեսել դրանց ամենակարևորը։ գույքերը նախապես»։ Սկանդիումը կոչվել է ի պատիվ Նիլսոնի հայրենիքի՝ Սկանդինավիայի, և նա հայտնաբերել է այն բարդ հանքային գադոլինիտում, որն ունի Be 2 (Y, Sc) 2 FeO 2 (SiO 4) 2 բաղադրությունը։ Սկանդիումի միջին պարունակությունը երկրակեղևում (կլարկ) կազմում է 2,2-10-3% զանգվածային պարունակություն։ Սկանդիումի պարունակությունը ապարներում տատանվում է՝ ուլտրահիմնային ապարներում՝ 5-10-4, հիմնական ապարներում՝ 2,4-10-3, միջանկյալ ապարներում՝ 2,5-10-4, գրանիտներում և սիենիտներում՝ 3,10-4; նստվածքային ապարներում (1-1,3).10-4. Սկանդիումը կենտրոնացած է երկրակեղևում՝ մագմատիկ, հիդրոթերմալ և սուպերգենային (մակերևույթի) գործընթացների արդյունքում։ Հայտնի են Սկանդիումի սեփական միներալներից երկուսը` տորտվեյտիտը և ստերետիտը; դրանք չափազանց հազվադեպ են: Սկանդիումը փափուկ մետաղ է, մաքուր վիճակում այն ​​կարելի է հեշտությամբ մշակել՝ կեղծել, գլորել, դրոշմել։ Սկանդիումի օգտագործման շրջանակը շատ սահմանափակ է։ Սկանդիումի օքսիդը օգտագործվում է արագընթաց համակարգիչների հիշողության տարրերի համար ֆերիտներ պատրաստելու համար: Ռադիոակտիվ 46Sc-ն օգտագործվում է նեյտրոնային ակտիվացման վերլուծության և բժշկության մեջ: Սկանդիումի համաձուլվածքները, որոնք ունեն ցածր խտություն և բարձր հալման կետ, խոստումնալից են որպես կառուցվածքային նյութեր հրթիռների և ինքնաթիռների շինարարության մեջ, և սկանդիումի մի շարք միացություններ կարող են կիրառվել ֆոսֆորի, օքսիդի կաթոդների, ապակու և կերամիկայի արտադրության մեջ, քիմիական արդյունաբերությունը (որպես կատալիզատորներ) և այլ ոլորտներ։ 1886 թվականին Ֆրայբուրգի հանքարդյունաբերության ակադեմիայի պրոֆեսոր, գերմանացի քիմիկոս Կլեմենս Վինկլերը, Ag 8 GeS 6 բաղադրությամբ հազվագյուտ հանքային արգիրոդիտը վերլուծելիս, հայտնաբերեց Մենդելեևի կանխատեսած մեկ այլ տարր: Իր հայտնաբերած տարրը Վինկլերը իր հայրենիքի պատվին անվանել է Ge, սակայն ինչ-ինչ պատճառներով դա առաջացրել է որոշ քիմիկոսների սուր առարկություններ։ Նրանք սկսեցին Վինքլերին մեղադրել ազգայնականության մեջ՝ Մենդելեևի կատարած հայտնագործությունը յուրացնելու մեջ, ով տարերքին արդեն տվել էր «ekasilicium» անվանումը և խորհրդանիշը Es. Վինկլերը հուսահատված դիմել է անձամբ Դմիտրի Իվանովիչին՝ խորհուրդ ստանալու համար։ Նա բացատրեց, որ նոր տարրի հայտնաբերողն է, ով պետք է նրան անուն տա: Գերմանիումի ընդհանուր պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 7,10-4% զանգվածով, այսինքն՝ ավելի, քան, օրինակ, անտիմոնը, արծաթը, բիսմութը։ Այնուամենայնիվ, գերմանիումի սեփական հանքանյութերը չափազանց հազվադեպ են: Գրեթե բոլորը սուլֆոսալտեր են՝ գերմանիտ Cu2 (Cu, Fe, Ge, Zn)2 (S, As)4, արգիրոդիտ Ag8GeS6, կոնֆիլդիտ Ag8(Sn, Ce) S6 և այլն: Գերմանիումի հիմնական մասը ցրված է մեծ քանակությամբ երկրակեղևի ապարներում և միներալներում՝ գունավոր մետաղների սուլֆիդային հանքաքարերում, երկաթի հանքաքարերում, որոշ օքսիդային միներալներում (քրոմիտ, մագնետիտ, ռուտիլ և այլն), գրանիտներում, դիաբազներում և բազալտներում։ Բացի այդ, գերմանիան առկա է գրեթե բոլոր սիլիկատներում, ածխի և նավթի որոշ հանքավայրերում: Գերմանիումը ժամանակակից կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի ամենաարժեքավոր նյութերից մեկն է: Այն օգտագործվում է դիոդներ, տրիոդներ, բյուրեղային դետեկտորներ և ուժային ուղղիչներ պատրաստելու համար։ Միաբյուրեղային գերմանիումը օգտագործվում է նաև դոզաչափական գործիքներում և սարքերում, որոնք չափում են մշտական ​​և փոփոխական մագնիսական դաշտերի ուժը։ Գերմանիումի կիրառման կարևոր ոլորտը ինֆրակարմիր տեխնոլոգիան է, մասնավորապես ինֆրակարմիր ճառագայթման դետեկտորների արտադրությունը, որոնք գործում են 8-14 մկմ տարածաշրջանում: Շատ համաձուլվածքներ, որոնք պարունակում են գերմանիում, GeO2-ի վրա հիմնված ապակիներ և գերմանիումի այլ միացություններ, խոստումնալից են գործնական օգտագործման համար:

Մենդելեևը չկարողացավ գուշակել ազնիվ գազերի խմբի գոյությունը, և սկզբում դրանք տեղ չգտան Պարբերական աղյուսակում։

1894 թվականին անգլիացի գիտնականներ Վ. Ռամզեյի և Ջ. Մենդելեևն ի սկզբանե արգոնը համարեց ազոտի ալոտրոպ մոդիֆիկացիա և միայն 1900 թվականին, անփոփոխ փաստերի ճնշման ներքո, համաձայնեց Պարբերական աղյուսակում քիմիական տարրերի «զրոյական» խմբի առկայությանը, որը զբաղված էր արգոնից հետո հայտնաբերված այլ ազնիվ գազերով: Այժմ այս խումբը հայտնի է որպես VIIIA:

1905-ին Մենդելեևը գրում է. «Ակնհայտ է, որ ապագան չի սպառնում պարբերական օրենքին ոչնչացմամբ, այլ միայն վերնաշենքեր և զարգացում է խոստանում, թեև որպես ռուս ուզում էին ջնջել ինձ, հատկապես գերմանացիներին»:

Պարբերական օրենքի հայտնաբերումն արագացրեց քիմիայի զարգացումը և նոր քիմիական տարրերի հայտնաբերումը։

Ճեմարանի քննությունը, որին ծերունի Դերժավինը օրհնեց երիտասարդ Պուշկինին։ Հաշվիչի դերը պատահաբար խաղացել է օրգանական քիմիայի հայտնի մասնագետ ակադեմիկոս Յու.Ֆ.Ֆրիցշեն։ Թեկնածուական թեզ Դ.Ի. Մենդելեևն ավարտել է Գլխավոր մանկավարժական ինստիտուտը 1855 թվականին։ Նրա թեզը՝ «Իզոմորֆիզմը բյուրեղային ձևի և կազմի այլ հարաբերությունների հետ կապված» դարձավ նրա առաջին խոշոր գիտական...

Հիմնականում հեղուկների մազանոթության և մակերևութային լարվածության հարցով և իր հանգստի ժամերն անցկացրեց երիտասարդ ռուս գիտնականների շրջապատում. Ս.Պ. Բոտկինա, Ի.Մ. Սեչենովա, Ի.Ա. Վիշնեգրադսկի, Ա.Պ. Բորոդինը և ուրիշներ։1861 թվականին Մենդելեևը վերադառնում է Սանկտ Պետերբուրգ, որտեղ վերսկսում է օրգանական քիմիայի դասախոսությունները համալսարանում և հրատարակում այդ ժամանակի համար ուշագրավ դասագիրք՝ «Օրգանական քիմիա», ի...

Այստեղ ընթերցողը տեղեկատվություն կգտնի գիտական ​​ոլորտում երբևէ մարդու կողմից հայտնաբերված կարևորագույն օրենքներից մեկի՝ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևի պարբերական օրենքի մասին։ Դուք կծանոթանաք դրա նշանակությանը և ազդեցությանը քիմիայի վրա, կդիտարկվեն պարբերական օրենքի ընդհանուր դրույթները, բնութագրերը և մանրամասները, հայտնագործության պատմությունը և հիմնական դրույթները:

Ինչ է պարբերական օրենքը

Պարբերական օրենքը հիմնարար բնույթի բնական օրենք է, որն առաջին անգամ հայտնաբերվել է Դ.Ի. Մենդելեևի կողմից դեռևս 1869 թվականին, և բացահայտումն ինքնին տեղի է ունեցել որոշ քիմիական տարրերի հատկությունների և այն ժամանակ հայտնի ատոմային զանգվածի արժեքների համեմատության միջոցով:

Մենդելեևը պնդում էր, որ, համաձայն իր օրենքի, պարզ և բարդ մարմինները և տարրերի տարբեր միացությունները կախված են իրենց պարբերական տիպի կախվածությունից և ատոմի քաշից։

Պարբերական օրենքն իր տեսակի մեջ եզակի է, և դա պայմանավորված է նրանով, որ այն չի արտահայտվում մաթեմատիկական հավասարումներով՝ ի տարբերություն բնության և տիեզերքի այլ հիմնարար օրենքների։ Գրաֆիկորեն այն գտնում է իր արտահայտությունը քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում։

Հայտնաբերման պատմություն

Պարբերական օրենքի հայտնաբերումը տեղի է ունեցել 1869 թվականին, սակայն բոլոր հայտնի x-րդ տարրերը համակարգելու փորձերը սկսվել են դրանից շատ առաջ:

Նման համակարգ ստեղծելու առաջին փորձը կատարվել է Ի.Վ. Դեբերեյների կողմից 1829 թվականին: Նա դասակարգեց իրեն հայտնի բոլոր քիմիական տարրերը եռյակների՝ միմյանց հետ կապված երեք բաղադրիչներից բաղկացած ատոմային զանգվածների գումարի կեսի մոտիկությամբ: . Հետևելով Դեբերեյներին, Ա. դը Շանկուրտուայի կողմից փորձ արվեց ստեղծել տարրերի դասակարգման եզակի աղյուսակ, նա իր համակարգը անվանեց «երկրային պարույր», իսկ նրանից հետո Նյուլանդների օկտավան կազմեց Ջոն Նյուլանդսը։ 1864 թվականին, գրեթե միաժամանակ, Ուիլյամ Օլդինգը և Լոթար Մեյերը հրատարակեցին միմյանցից անկախ ստեղծված աղյուսակներ։

Պարբերական օրենքը ներկայացվել է գիտական ​​հանրությանը վերանայման 1869 թվականի մարտի 8-ին, և դա տեղի է ունեցել Ռուսական ընկերության ժողովի ժամանակ։ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը բոլորի առջև հայտարարեց իր հայտնագործության մասին, և նույն թվականին լույս տեսավ Մենդելեևի «Քիմիայի հիմունքները» դասագիրքը, որտեղ առաջին անգամ ցուցադրվեց նրա ստեղծած պարբերական աղյուսակը։ Մեկ տարի անց՝ 1870 թվականին, նա հոդված է գրում և ներկայացնում Ռուսաստանի քիմիական ընկերությանը, որտեղ առաջին անգամ կիրառվել է պարբերական օրենքի հասկացությունը։ 1871 թվականին Մենդելեևը տվել է իր հայեցակարգի սպառիչ նկարագրությունը քիմիական տարրերի պարբերական օրենքի մասին իր հայտնի հոդվածում։

Անգնահատելի ներդրում քիմիայի զարգացման գործում

Պարբերական օրենքի կարևորությունն աներևակայելի մեծ է ողջ աշխարհի գիտական ​​հանրության համար։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ դրա հայտնաբերումը հզոր խթան է հաղորդել ինչպես քիմիայի, այնպես էլ այլ բնական գիտությունների, օրինակ՝ ֆիզիկայի և կենսաբանության զարգացմանը։ Տարրերի և դրանց որակական քիմիական և ֆիզիկական բնութագրերի միջև կապը բաց էր, սա նաև հնարավորություն տվեց հասկանալ բոլոր տարրերի կառուցման էությունը մեկ սկզբունքով և հիմք տվեց քիմիական տարրերի մասին հայեցակարգերի ժամանակակից ձևակերպմանը, գիտելիքների կոնկրետացմանը: բարդ և պարզ կառուցվածք ունեցող նյութերի.

Պարբերական օրենքի կիրառումը հնարավորություն տվեց լուծել քիմիական կանխատեսման խնդիրը և որոշել հայտնի քիմիական տարրերի վարքագծի պատճառը։ Ատոմային ֆիզիկան, ներառյալ միջուկային էներգիան, հնարավոր դարձավ այս նույն օրենքի արդյունքում։ Իր հերթին այս գիտությունները հնարավորություն տվեցին ընդլայնել այս օրենքի էության հորիզոնները և խորացնել դրա ըմբռնումը։

Պարբերական աղյուսակի տարրերի քիմիական հատկությունները

Ըստ էության, քիմիական տարրերը փոխկապակցված են իրենց բնորոշ հատկանիշներով ազատ ատոմի կամ իոնի վիճակում, լուծված կամ հիդրացված, պարզ նյութով և այն ձևով, որը կարող են ձևավորել դրանց բազմաթիվ միացությունները: Այնուամենայնիվ, այս հատկությունները սովորաբար բաղկացած են երկու երևույթից՝ ազատ վիճակում գտնվող ատոմին և պարզ նյութին բնորոշ հատկություններ։ Այս տեսակի հատկությունների շատ տեսակներ կան, բայց ամենակարևորներն են.

1. Ատոմային իոնացումը և դրա էներգիան՝ կախված աղյուսակում տարրի դիրքից, նրա հերթական համարից։
2. Ատոմի և էլեկտրոնի էներգիայի կապը, որը, ինչպես ատոմային իոնացումը, կախված է պարբերական համակարգում տարրի գտնվելու վայրից։
3. Ատոմի էլեկտրոնեգատիվությունը, որը չունի հաստատուն արժեք, բայց կարող է փոխվել՝ կախված տարբեր գործոններից։
4. Ատոմների և իոնների շառավիղներ - այստեղ, որպես կանոն, օգտագործվում են էմպիրիկ տվյալներ, որոնք կապված են շարժման վիճակում գտնվող էլեկտրոնների ալիքային բնույթի հետ։
5. Պարզ նյութերի ատոմացում - տարրի ռեակտիվության հնարավորությունների նկարագրություն:
6. Օքսիդացման վիճակները ֆորմալ բնութագիր են, բայց դրանք հայտնվում են որպես տարրի ամենակարևոր բնութագրիչներից մեկը։
7. Պարզ նյութերի օքսիդացման ներուժը ջրային լուծույթներում նյութի ներուժի, ինչպես նաև ռեդոքս հատկությունների դրսևորման մակարդակի չափումն ու ցուցումն է։

Ներքին և երկրորդական տիպի տարրերի պարբերականությունը

Պարբերական օրենքը ըմբռնում է տալիս բնության մեկ այլ կարևոր բաղադրիչի՝ ներքին և երկրորդական պարբերականության մասին։ Ատոմային հատկությունների ուսումնասիրման վերը նշված ոլորտներն իրականում շատ ավելի բարդ են, քան կարելի է մտածել: Դա պայմանավորված է նրանով, որ աղյուսակի s, p, d տարրերը փոխում են իրենց որակական բնութագրերը՝ կախված ժամանակաշրջանում (ներքին պարբերականություն) և խմբի (երկրորդային պարբերականություն) իրենց դիրքից։ Օրինակ՝ s տարրի առաջին խմբից ութերորդին p-տարր անցնելու ներքին գործընթացը ուղեկցվում է իոնացված ատոմի էներգետիկ գծի կորի վրա գտնվող նվազագույն և առավելագույն կետերով։ Այս երևույթը ցույց է տալիս ատոմի հատկությունների փոփոխությունների պարբերականության ներքին անկայունությունը՝ ըստ ժամանակաշրջանում նրա դիրքի։

Արդյունքներ

Այժմ ընթերցողը հստակ հասկանում և սահմանում է, թե ինչ է իրենից ներկայացնում Մենդելեևի պարբերական օրենքը, գիտակցում է դրա նշանակությունը մարդու և տարբեր գիտությունների զարգացման համար և պատկերացում ունի դրա ժամանակակից դրույթների և դրա հայտնաբերման պատմության մասին: