Химиялық элементтердің периодтық жүйесінің ашылу тарихы
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі: Елбасы Н.Ә.Назарбаев мемлекетіміздің бола-шақ
дамуына арналған Қазақстан-2030 бағдарламасында жоғары білімнің
сапалылығына жеке адамның тәрбие сапасы мен мәдениетінің жоғары болуына
ықпал ететін интеграциялық рольге ерекше мән берген болатын.
Республиканың әлеуметтік экономикалық дамуын жеделдетуге қоғам-ның
саяси және рухани өмірі саласындағы міндеттерді қайта жаңартуға бағытталған
идеялық тәрбие жұмыстары мемлекеттің стратегиялық бағ-дарымен анықталады.
Сонымен Бүгінгі таңда қоғамның ұлттық мәдени тұрғыдан кемелденуі жас
ұрпақты өз халқының рухани қазынасымен, ұлттық тәрбиенің озық, өнегелі
дәстүрлерімен тереңірек таныстыру, соның негізінде жеке тұлғаны
қалыптастырып, оның шығармашылық мүмкіндіктерін дамыту көзделеді деген
яғни еліміздің болашағы жас ұрпақтың білімі мен тәрбиесінің деңгейіне
байланысты.
Қазіргі мектеп алдындағы негізгі міндеттің бірі әр жасөспірімнің
қалыптасып дамуында өзі күнделікті өмірден көретін, сезінетін, еститін
заттары мен құбылыстары, оқиғалары үлкен орын алады. Ертеңгі келер күннің
бүгінгіден де нұрлы болуына ықпал етіп адамзат қоғамын алға апаратын
құдыретті күш тек білімге ғана тән. Қай елдің болсын, өсіп өркендеуі
өркениетті дүниеде өзіндік орын алуы, оның ұлттық білім жүйесінің
деңгейіне, даму бағытына тікелей байланысты. Білім берудің негізгі мақсаты
– оның жан-жақты әрі тұтас тұлғаны тәрбиелеудің құралы ретінде оқушылардың
шығармашылық пен ойлау қабілетін дамыту, сөйтіп, өмірдің қай саласында
болмасын, еркін және дәлме-дәл жауаптылық пен ойлау қабілетін сіңіру,
әртүрлі жағдайларда жинақы болуға баулу.
Тақырыптың зерттеліну деңгейі. Педагогикада оқу – тәрбие процесінде
оқушылардың белсенділігін жоғарылатудың жолдары үздіксіз түрде
жүргізілетіндігі көрсетіледі. Оқу үдерісінде оқушылардың өз бетінше және
белсенділік принципі атақты дидакт М.Н.Скаткиннің жұмыстарында ұсыныл-ды.
Кейін ол М.И.Махмутова, Т.И.Шамова, Н.А.Половникова, Д.В.Вилькеева,
И.Я.Лернер зерттеулерінде дамыды. Бірақтан да алдыңғы ғасырдың 80–жылдарына
дейін бұл бағытты зерттеу оқытуды ұйымдас-тырудың бір түрі–тек сабақта ғана
жүргізілді. Сабақтың әр кезеңдерінде оқушыларды белсенділігін арттырудың
тәсілдері қарастырылды. Зерттеушілер оқу процесінде әрбір оқушының
белсенділігін арттыруда оқу әрекетін жекешелендіру мүмкіндіктерін
қарастырды. Басқалары бұл міндетті шешуде оқытудың жаңа технологияларын
қарастырды. Д.И.Менделеевтің периодтық заңының ашылуы және оның негізінде
химиялық элементтердің жүйеленуіне 140 жылдан астам уақыт өтті. Сол кезден
бастап заттар туралы ғылым алға қарай өте тез дамыда және атомның негізіне
терең енді. Адам атомның табиғатын қанша көп білгенімен, Д.И.Менделеевтің
ашулары заттардың дамуы мен эволюция заңдылықтарын білуге бірінші қадам
жасады [1].
Периодық жүйе арқылы табиғатта кездесетін элементтер периодтық заңға
бағынатыны жайлы мағлұмат алуға болады. Тақырыпты оқытудың басты тәрбиелік
мәні –периодтық заң мен химиялық элементтердің период-тық жүйесін түсіну
нәтижесінде химиялық элементтер жайлы білім қоры-тындыланады; түсіндірумен
қатар теориялық білімге алдын-ала болжам жасалады; білімге қойылатын
талаптың тәжірибеде анықталуында даму жолдарының нәтижесі айқындалады [2].
Мектеп химия курсы 5 теориялық концепцияларға негізделген. Олар: атом-
молекулалық ілім;
- периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің период-тық
жүйесі және зат құрылысының теориясы;
- химиялық реакциялардың түзілу және жүру заңдылықтары
- электролиттік диссоция теориясы;
- қазіргі заманның органикалық затттар құрылыс теориясы.
Диплом жұмысының мақсаты:
Периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық жүйесі
және зат құрылысы теориясының орта мектеп курсында орны мен маңызын анықтау
және қазіргі заманға сай әдістемелік нұсқауларды құру.
Диплом жұмысының міндеттері:
- периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің период-тық
жүйесінің ашылу тарихы, құрылуына және дамуына әдістемелік шолу;
- мектеп химия курсында периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық
элементтердің периодтық жүйесінің теориялық концепциясының мақсаты,
орны, маңызы және міндеттері;
- қазіргі замандағы тақырыпқа әдістемелік еңбектерге шолу;
- Периодтық заңның ашылу тарихы сабақты ақпаратты коммуни-кативті
технология негізінде әдістемелік жоспарды жасау;
- ақпараттық технология негізінде бақылау тапсырмаларын жасау.
Зерттеудiң ғылыми әдiстерi: Зерттеу бағыты бойынша ғылыми-әдістемелік,
психологиялық, педагогикалық әдебиеттерді талдау; оқушылар-мен,
мұғалімдермен, мектеп басшыларымен, олардың арасында сауалнамалар жүргізу;
оқу үрдісіне енгізу жолдарын ұсыну.
Зерттеу объектісі: Бейорганикалық химия курсында Д.И.Менделеевтің
периодтық жүйесі.
Зерттеу пәні: Бейорганикалық химия сабақтарында оқушылардың ойлау
қабілетін, логикалық пікірлеу, шығармашылық қабілетін дамыту жолдары.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы:
Орта мектепте бейорганикалық химияны оқыту үрдісінде ұжымдық оқыту
әдісі пайдаланылса, онда оқушылардың білім көрсеткіштері жоғарылап, химия
пәніне деген қызығушылықтары оянып, танымдық белсенділіктері артады және
сабаққа деген ынтасы жақсарады.
Диплом жұмысының құрылымы кіріспеден, екі бөлімнен, қорытындыдан,
пайдаланылған әдебиеттер тізімі мен қосымшадан тұрады.
1. ПЕРИОДТЫҚ ЖҮЙЕ ЖӘНЕ ПЕРИОДТЫҚ ЗАҢ
1.1 Элементтердің Д.И. Менделеевке дейінгі және қазіргі заманғы
классификациясы
Элементтердің периодтық жүйесі бейорганикалық химия саласындағы алуан
түрлі тәжірибелік материалдарды бір жүйеге келтіріп, өзара біріне-бірін
ұштастырып зерттеуге мүмкіншілік береді. Сөз жоқ, химиктің квалифи-кациялық
деңгейі химиялық байланыс табиғатының өзгеруінің жалпы заңды-лықтарын,
химиялық, кристалохимиялық құрылысты, заттардың қасиеттерін, периодтық
жүйенің тәртіптерімен жұптастыра білуімен, шығармашылық тұрғыда қолдана
алатындығымен анықталады.
Периодтық жүйені атомдардың электрондық құрылысының қазіргі уақыттағы
квантты-механикалық көзқарас тұрғысынан зерттеп, талдауға бо-лады. Осындай
қарастыруда элементтердің қасиеттері өзгерісінің тек жалпы заңдылықтары
ғана анықталмай, сонымен қатар, екінші және ішкі, горизон-тальды,
диагональды өзгерістерді түсіндіре алатын нәзік қасиеттерді де анықтауға
болады [3].
Химиялық элементтердің саны көбейген сайын, олар жайындағы білім
көбейіп, оларды бір тәртіпке келтіріп жинақтау керек бола берді.
Элементтердің қасиеттерін салыстырып ерте уақыттан-ақ металл және
бейметалл деп екіге бөлетін. Бұл ірі бөлу химиктерді қанағаттандыра алмады,
сондықтан элементтердің бір қасиетіне сүйеніп, элементтерді ұсағырақ топқа
бөлу қажет болды.
1817 жылы неміс химигі Деберейнер өзіне белгілі элементтердің қасиеті
ұқсастарын үш-үштен тіркестіріп, триада деп ат беріп, оларды
байланыстыратын математикалық заңдылық тапқан:
Li Ca P S Cl
Na Sr As Se Br
K Ba Sb Te I
әрбір триаданың ортаңғы элементінің атомдық массасы шеткілерінің атомдық
массаларының арифметикалық орта санына тең болады:
↓
Ол уақыттағы белгілі элементтердің барлығы мұндай триада түзе алмады.
1863 жылы француз ғалымы Бегье де Шанкуртуа 50 элементтің тізімін,
атомдық массаларына сәйкес, белгілі масштаб бойынша цилиндрдің сыртына винт
(бұранда) сызығының бойымен орналастырған. Сонда ұқсас элемент-тердің көбі
бірінің астына бірі келген[4].
1864 жылы ағылшын ғалымы Ньюлендс, элементтерді атомдық масса-ларының
өсу ретімен орналастырған, сонда әрбір сегізінші элемент бірінші элементтің
қасиетін қайталайтындығын байқаған. Бұл музыкада сегізінші нотаның
қайталайтындығына ұқсас болған соң Ньюлендс оны октава заңы деп атаған.
Бірнеше октаваларды келтірейік:
H Li Be B C N
O
F Na Mg Al Si P
S
Cl K Ca Ti Cr Mn
Fe
Co(Ni) Cu V Zn In As
Se
Ньюлендстің кестесінде қателіктер, қайшылықтар бар. Кей орында екі
элементтен (Со,Nі) тұр, Ti, Cr, V, Mn тағы басқалар өз орындарында емес,
жоқ элементтерге орын қалдырылмаған т.б. Бірақ атомдық масса өскен сайын
химиялық қасиет периодты түрде өзгеретіндігін көрсетуі дұрыс пікір.
Сол 1864жылы неміс ғалымы Лотар Мейер 28 элементтен тұратын кестені
жариялады. Мейердің негізге алғаны элементтердің атомдық масса-лары мен
валенттігі (Кесте 1).
Кесте 1
Мейердің элементтердің атомдық массалары мен валенттігі
4 вал. 3 вал. 2 вал. 1вал. 1 вал. 2 вал.
- - - - Li Be
C N O F Na Mg
Si P S Cl K Ca
- As Te Br Rb Sr
Sn Sb Se I Cs Ba
Rb Bi Bi - Ti -
Л.Мейер бұл элементтердің атомдық массаларының айырымын, да есептеген
атомдық көлемдердің атомдық массаға периодты түрде байланыс-ты екенін де
көрген, бірақ одан ешбір керекті қорытынды шығаруға батылы бармаған.
Л.Мейер де периодтық заңды қолына ұстап отырып, уысынан шығарып алған.
Д.И.Менделеевке дейінгі химиялық элементтерді классифи-кациялаушы лардың
барлығы бір топтағы элементтердің арасындағы кейбір ұқсастықты ғана көрген,
ал топтардың да арасында байланыс барлығын, олар барлығы бүтін жүйе
екендігін көре алмаған. Ең алғаш 1869жылы, одан кейін 1870, 1871жылдары
Д.И.Менделеев периодтық жүйе мен периодтық заңды ашқандығын орыс және шетел
тілдер-інде жариялайды. Бірақ бұған ол кезде шетел ғалымдары көңіл
бөлмеген.
Осыдан біраз жылдар өткенннен кейін Д.И.Менделеев ашылуы керек деп
болжап айтқан элементтерінен Ga, Sc, Ge және инертті газдар ашылып,
периодтық заң үлкен ғылыми табыс екендігін жер жүзі ғалымдары танумен
қабат, кейбір шетелдіктер бұл заңның ашылу приоритетіне қол сұға бас-тайды.
Периодтық заңды ашу приоритетін француздар – Бегье де Шанкур-туаға,
ағылшындар – Ньюлендске, немістер – Л.Мейерге бермек болды. Бірақ жер
жүзілік химиялық әдебиетте бұл заңды ашқан Д.И.Менделеев деп танылды. Шетел
тәжірибелерінің бірі–халықаралық деңгейде қабылданған периодтық кестені
оқыту. Он тоғызыншы ғасырдың басынан бастап элемент-тердің химиялық және
физикалық қасиеттері мәселесімен химик-ғалымдар айналысқан. Элементтердің
химиялық қасиеттері жағынан топтастыру жұм-ыстары Л.Мейер және
Д.И.Менделеев тарапынан 1869жылы басталған[5].
Мектептерде оқытылған Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесі бойынша
қабылданған кестеде элемент топтарының астында сол элементтердің жоғары
оксидті қосылыстарының формулалары (RO,R2О,RО2) көрсетілген, халықаралық
қолданылымдағы кестеде бұл көрсетілмеген. Оның мақсаты элементтер және
олардың қосылыстары жайлы мағлұмат алу үшін период-тық заңның маңызын
түсіну қажеттілігі.
Д.И.Менделеевтің кестесінде қатар мен периодтар бірге көрсетілген. Жұп
қатарға тек қана металдар орналасады. Тақ қатарға металдар мен бірге
бейметалдар да кіреді. Ал халықаралық кестеде периодтың өзі тек қана бір
қатармен көрсетіледі, шатастыруға мүмкіндік берілмейді. Д.И.Менделеевтің
периодтық жүйесі бойынша 7-период 10-қатарда көрсетілген. 4-ші период 4 пен
5-ші қатарда, 5-ші период 6,7-ші қатарда және 6-шы период 8,9-шы қатарда
тұрады. Сонда 4,5,6 периодтар екі қатардан көрсетіліп тұр. Халық-аралық
жүйеде 7-периодтың өзі 7-ші қатар, яғни әр периодқа бір қатардан элементтер
тізілген. Бұл оқушылардың сабақты түсінуіне жеңіл болады. Топтарға келетін
болсақ, Д.И.Менделеевтің периодтық кестесінде 8 топ деп көрсетілен, бірақ
халықаралық жүйеде 8 А және 8 Б топтары боп 16 топтан тұрады [6].
Химиялық элементтердің периодтық жүйесінің ашылу тарихы.
Периодтық жүйенің ашылуы жалпы химия ілімінің дамуымен тығыз
байланысты. Жүйенің қажеттілігі уақыттың қойылатын талаптарымен сәйкес
баяндалады десе де болады. Химиялық элементтерді жіктеу идеялары ауада
жүреді. Бірақ, көптеген ұсынылған ойлар орталық заңдылыққа сәйкес кел-
меді. Сол кездегі белгілі 63 элементті бір жүйеге келтіру және белгісіз эле-
менттерді осы қатарға ретімен орналастырып белгілі заңдылық ашу
Д.И.Менделеевтің үлкен тапқырлығы еді.
Сонымен қатар, ашылған заңның дұрыстығын толық мойындау үшін және
элементтер қатарының атомдық массаларының өзгеруіне сәйкес, сол кездегі
белгісіз элементтердің болуын және олардың ашылуын күтуге аса ғылыми
батылдық пен ерлік қажет болды (1871ж 17 элементтің орнын ауыс-тырды).
Д.И.Менделеев келесі элементтер қатарының бар болуын болжады: экабор
(галлий), экаалюминий (скандий), экакремний (германий), экамар-ганец
(рений) және басқалары. Элементтер туралы мәліметтер жинақталды. Химиялық
элементтерді жіктеуге және оларды қасиеттеріне сәйкес жіктеу арқылы әртүрлі
топтарға бөлу мүмкіншілігі туды [7].
Жай денелердің жүйесін құруда үлкен тарихи–химиялық маңызы бар бірінші
Лавуазьенің кестесі болды (Франция 1789ж) ол өзінің химияның элементарлы
курсы кітабында жай денелер кестесін келтірді. Ондағы барлық белгілі жай
денелер олардың химиялық қасиеттеріне сай, 4 топқа бөлінді. Лавуазье
бойынша жай заттар – ол элементтер, металл еместер мен әлі белгісіз
қышқылдардың радикалдары және жерлер (сілтілік жер метал-дар). Бұл кесте –
сол кездегі белгілі 23 элементтің бірінші жүйесі.
Швед химигі Я. Берцелиус 1808ж Барлық элементтерді 2 топқа бөлді:
металдар, металеместер деп және химияға металлоид деген ұғымды енгізді.
Дальтон химияға атом және атомдық салмақ түсінігін енгіз-геннен кейін,
1815-1816жылдары заттардың атомдық салмағының еселісіне негіз-делген
біріншілік материя туралы Праут гипотезасы пайда болды. Басқа барлық
заттардың құрылуына қажетті біріншілік материя ретінде Праут сутекті атады.
Праут гипотезасы үлкен қызығушылық туғызды және бұл гипотезадан элементтер
жүйесі оңай шыққандай көрінді. Бірақ та көптеген ұсыныстарға және атомдық
салмақтың анықталуына қарамай, біршама атомдық салмақтар сутек арқылы
дәлелденбей қалды.
1814 жылдан бастап элементтердің химиялық қасиеттеріне байланысты
жіктелу жүйесімен Германиядағы алғаш атомистердің бірі Деберейнер
айналысты. Ол 1816ж өзінің триадалық реттік деген алғашқы жүйесін ұсын-ды.
Оның жүйесі 52 элементтен тұрды. Атомдық массаға және химиялық
қасиеттерінің арасындағы байланысқа сүйене отырып, ұқсас элементтерді
триадаға біріктірді (Кесте 2).
Кесте 2
Триадалық реттілік
а Li (7) Ca Cl S Mn
б Na (23) Sr Br Se Cr
в K (39) Ba Ba Te Fe
Ортаңғы элементтің атомдық массасы көрші элементтің атомдық масса-сының
жартысына тең екені есеппен анықталады:
А(б)= A(Na)
Триада ережесіне P мен As, Sb және Bi, Zn мен Cd элементтері ара-
сындағы байланыстылық сәйкес келмейді. P, As, Sb, Bi арасындағы ерекше-
ліктерді де байқауға болмады. Кейінірек элементтердің атомдық салмағының
мөлшерін салыстыруда басқа да әдістер қолданылды. Петтенкоффер 1850ж кейбір
элементтердің атомдық салмағы бір-біріне 8-ге еселі деген ұғымды енгізді.
Элементтердің атомдық массалары және эквиваленті арасындағы сандық ара
қатынасының талдауын 1851ж Дюма және 1857ж Лансен ұсынды. Дюма ұқсас
элементтер тобындағы атомдық салмақты есептеу үшін жай формулаларды ұсынды.
Ленсен 20 триада тізімін құрастырып, көптеген элементтердің атомдық
салмағын анықтады.
Д.И.Менделеев, Дюма мен Ленсеннің салыстыруын жоғары бағалады. Оның
өзінің сөзі бойынша: маған дейінгі элементтердің атомдық салма-ғының
мөлшерін салыстырумен айналысқан барлық ғалымдардың арасында екі ғалымды
Ленсен мен Дюманы атауға міндеттімін. Олардың зерттеулері мені нақты заңды
ашуға әкелді.
Химиялық элементтерді жіктеу үшін триада және тетраданы қолдану
ұмтылыстары басқа да ғалымдармен байланысты: Кремерс (1852), Кук (1854)
және тағы да басқалары.
ХІХғ 60-жылдарында химиялық ұқсас элементтер топтары арасындағы
салыстыру жұмыстары әрі қарай жалғасты.
Егер хронология жағынан қарайтын болса, барлық 63 белгілі элементті
қамтитын жіктеудің алғашқы кестесін 1862ж француз ғалымы Шанкуртуа ұсынды.
Ол барлық элементтерді цилиндрдің бетіне спираль бойынша (Шанкуртуаның
винттік сызығы) 16 бөлімге бөліп атомдық массаларының өсуіне сәйкес
орналастырады(Сурет 1).
Бұл жағдайда химиялық ұқсас элементтер бір-бірінің астына орнала-сады.
Ол атомдық масса мен химиялық қасиеттер байланысын алғаш рет көрсетті.
Бірақ бұл кестенің өзіндік ерекшеліктері де болды, бір сызықтың бойында
қасиеттері әртүрлі элементтер де орналасты (O, S,Ti, Li, Na, K, Mn). Бұл
жіктеу, алғаш рет 1893-1894 жылы жарыққа шықты және жақтаушылары аса көп
болмады. Көп жылдар бойы (1857жылдан 1868ж дейін) Одлингтің химиялық
элементтердің әртүрлі вариантты кестелері жарыққа шықты. Одлинг Деберейнер
принцпін сақтауға тырысып, өзінің кестелерін, түсін-діруге тырыспады, және
ешқандай қорытынды жасамады. 1864жылы неміс химигінің (Лотар Мейер) жұмысы
жарық көрді.
Сурет 1. Шанкуртуаның винттік сызығы
Ол сутек элементтерінің валенттілігіне және олардың атомдық масса-
ларына сәйкес 44 элементті (ол кезде белгілі 62 элементтен) 6 топқа
жіктеді. Мейер өзінің жіктеуі бойынша атомдық салмақтың сандық мөлшерінде
белгілі байланыстықтың болуына күмандануға болмайды, деп жазды. Бірақ та
Мейер заңдылықтың барлық жүйелерін толығырақ және тереңірек анықтай алмады
(Кесте 3).
Кесте 3
Мейердің кестесі
4-атом 3-атом 2-атом 1-атом 1-атом 2-атом
айырмашылығы
Li (7)
16 N (14) O (16) F(19,0) Na (23) Be (9.3)
C(12)
16 P (31) S (32) Cl(35,5) K(39,1) Mg(24)
Si(28)
Se (79) Br(80) Rb(85) Ca(40)
16 As (75)
_
16 Te ... Cs Sr
Sn(176.6) Sb (128.3) (126,8) (133) (87,6)
(120.6)
16
Pb(207) Bi (208) Tl(204) Ba(137)
Ағылшын ғалымы Ньюлендс (1863-1865 жылдары) элементтерді атом-дық
массаларының өсу ретімен орналастырғанда әр 8 элементтен кейін олар-дың
қасиеттері периодтық түрде өзгеретінін айқындады. Ньюлендс бұл заң-дылықты
музыкадағы октава жіктеулігімен салыстырып, октава заңы деп атады (Кесте
4).
Кесте 4
Ньюлендстің октавалары
1.H 8.F 15.Cl 22.Co,Ni 29.Br 36.Pd 43.I 50.Pt,Ir
2.Li 9.Na 16.K 23.Cu 30.Rb 37.Ag 44.Cs 51.Os
3.Be 10.Mg 17.Ca 24.Zn 31.Sr 38.Cd 45.Ba,V 52.Hg
4.B 11.Al 18.Cr 25.Y 32.Ce,La 39.U 46.Ta 53.Ti
5.C 12.Si 19.Ti 26.In 33.Zr 40.Sn 47.W 54.Pb
6.N 13.P 20.Mn 27.As 34.Di,Mo 41.Sb 48.Nb 55.Bi
7.O 14.S 21.Fe 28.Se 35.Rh,Ru 42.Te 49.Au 56.Th
Ньюлендс сол кезеңде табылған атомдық массаларға ешқандай күмән
келтірмей, барлық атомдық массалар дұрыс деп есептеп, өзінің октавалық
қатарын құрды. Бірақ, үшінші қатардан бастап Ньюлендс бір топқа әртүрлі
элементтерді орналастыруға мұқтаж болды. Әрине, Ньюлендстің осы жүйесі
көптеген тәжірибелік деректерге қайшы келді. Сондықтан оның 1866 ж.
Лондонның химилық қоғамында жасалған баяндамасында октавалық жүйе қатты
сынға алынды. Осы жиында профессор Фостер мынадай сұрақ қойды: сіз химиялық
элементтерді алфавиттік ретпен қойғанда басқа жаңа заңдылықтарды
байқамадыңыз ба? Осындай сыннан кейін Ньюлендс өзінің жұмысын жарыққа
шығармады. Бірақ Ньюлендстің ғылыми жұмыстары жоғары бағаланды, 1887жылы
оны ғылыми жұмыстары үшін Деви медалімен марапатталды. Ньюлендс бірінші
болып, химиялық элементтерді атомдық массалары өсу ретімен орналастырғанын
және осы реттікпен химиялық қасиеттерінің арасындағы байланыстылықты
ашқанын атап өту керек. Ньюлендс элементтердің реттік нөмірі деген
түсінікті бірінші болып химияға енгізді.
Д.И. Менделеевке дейін химиялық элементтерді классификациялау тек
тәжірибелік деңгейде ғана жүрді, элементтердің жалпы заңдылықтары ашылмады.
Д.И. Менделеевтің жасаған периодтық жүйенің құрылуы және дамуы.
Д.И. Менделеев бұл мәселені шешуге басқа ғалымдарға қарағанда мүлдем
басқа жолмен келді. Зерттеулерді химиялық элементтер арасында заңдылықты
байланыс және өзара тәуелділік болу керек деген толық сеніммен бастады. Ол
бұрынғы жіктеулерді талдай отырып, олардың негіз-інде – жалпы нұсқа жоқ
екендігін дәлелдеді (Сурет 2).
Сурет 2. Д.И.Менделеевтің қол жазбасы
Д.И.Менделеев барлық химиялық элементтердің ұқсастығы мен айырмашылығын
көрсететін жалпы нұсқаны іздеді .
Кез-келген элементтің массасын дәл өлшеуге болатындықтан және ол
атомның салыстырмалы массасын көрсететіндіктен, Д.И.Менделеев жалпы нұсқа
ретінде элементтердің массаға байланыстылық қасиетін ұсынды. Зат-тың барлық
басқа қасиеттері массасына байланыстылығы анықталды:
Элементтердің қасиеттері (яғни сол элементтердің жай және күрделі
қосылыстары) олардың атомдық салмақтарына периодты түрде тәуелді. Осы
өзінің ашқан периодтық заңның негізінде Д.И.Менделеев бірнеше тұжыр-ымдар
жасады:
a) атомдық масса мөлшерімен орналасқан элементтер периодтылық қасиет
көрсетеді;
б) бөлшектің мөлшері күрделі дененің қасиетін анықтағандай, атомдық
массаның мөлшері элементтің қасиетін анықтайды. Осыдан S және Te; Cl және I
т.б. ұқсастықты да, айырмашылықты да көрсетеді;
в) топ бойынша элементтердің жоғарғы валенттіліктері топ сандарына
сәйкес келеді;
г) бір топта орналасқан жеңіл элементтердің қасиеттері (Li, Na), ауыр
элементтерге қарағанда (Rb, Cs) айқынырақ сезіледі;
д) егер қасиеттері жақын элементтердің (аналогтар) атомдық массалары
белгілі болса, онда берілген элементтің атомдық массасын түзетуге болады.
Мысалы: Д.И.Менделеев бірқатар элементтердің атомдық массаларын өзгертті
(In, La, Y, Er, Ge, Th, U және т.б.)
е) топтас орналасқан элементтердің ұқсастығы өте маңызды, өйткені олар
элементтің орнын анықтауға көмегін тигізеді. Д.И.Менделеев массалық
салмақтарына қарамастан, мына элементтердің орнын ауыстырды: Co (58,93)
және Ni (58,71); Ar (39,95) және К (39,1); Те (127,6) және І (126,9); Os
және Ir; Pt және Au;
ж) барлық сирек кездесетін элементтерді бір ұяға орналастырды.
з) жаңа элементтердің ашылуын болжады: мына элементтерге ұқсас B, Al
және Si экабор (Ga), экаальюминий (Sc) және экакремний (Ge) элемент-терінің
физикалық және химиялық қасиеттерін суреттеп, оларға периодтық жүйеде бос
орындар қалдырды (Кесте 5).
Кесте 5
Д.И.Менделеевтің элементтерді болжауы
1871 жылғы Д.И.Менделеевтің 1886 жылғы Винклердің
Болжауы көрсеткіші
Атомдық салмағы – 72 72.6
Тығыздығы ~5,5 5.85
Тотығы ~ЭО2 GeO2
Тотықтың тығыздығы ~4,7 4.70
Хлоридінің формуласы ЭCl4 – сұйық GeCl4 – сұйық
tқайнау = 90ºC, d=1.9 tқайнау = 83ºC, d=1.887
Д.И.Менделеев периодтық заңның дұрыстығына көз жетсе де, өзінің
болжаған элементтерінің барына сенімді болды. Ол өз ойының дұрыстығын
дәлелдейтін деректерді асыға күтті. Болжаған элементтердің ашылуы және
олардың қасиеттері Д.И.Менделеев берген сипаттамамен дәл келді және
периодтық заңның дұрыстығының айқын белгісі болды.
Лекок Буабордан (Франция) 1875ж галлий элементін (Д.И.Менделеев айтуы
бойынша экабор) ашты. Бір жылдан кейін Нильсен мен Клеве скан-дий элементін
(экаальюминий), ал 1886ж Винклер германий элементін (экакремний) ашты.
Германий мен экакремний элементерінің қасиеттері бір-біріне толық сәйкес
келді.
Периодтық заңды көпшілік мойындағанмен осы заңның ашылуы туралы пікір-
таластар көп болды. Бұл туралы 1906ж Д.И.Менделеев былай деп жазды:
айтылған тұжырым онан шығатын салдарларды тәжірибелік тұрғыдан
дәлелденгенннен кейін ғана заң қабылданады. Периодтық заңның негізін
қалаушы деп. Француздар Ни де Шанкуртуаны, ағылшындар Ньюлендсті, ал
немістер Л. Мейерді ұсынғанымен олар ашылмаған эле-менттердің қасиеттерін
болжауға, элементтердің қабылданған атомдық массаларын өзгертуге батылдары
жетпеді. Олар, мен сияқты басынан бастап периодтық заңды жаңа деп, әртүрлі
деректерді бір жүйеге топтас-тыра алатын табиғат заңы деп санамады. Д.И.
Менделеевтің осы берген бағасына бірдеңе қосу мүмкін емес.
Периодтық заңның негізінде Д.И. Менделеев қазіргі қолданып жүрген
жүйеден ешқандай айырмашылығы жоқ, өзінің химиялық элементтердің жүйесін
құрды. Химиялық элементтердің әрі қарай дамуы, өз бетінше жаңа топ құрған
инертті газдарды Рылей мен Рамзай ашудан бастап(1894), трансуран
элементтерін синтездеуге дейін (1940жылдан қазірге дейін), курчат элементін
105-110 элементтерді алу, табиғаттың негізгі заңы болып табылатын периодтық
заңның дұрыстығын дәлелдейді. Периодтық заң бұған дейін өзара тәуелсіз
болып қарастырылған элементтер арасындағы жан-жақты байланысты толығырақ
және тереңірек түсіндіреді.
Д.И. Менделеевтің көрегендігі сол уақытта атом құрылысы туралы ешқандай
деректердің болмауымен онан әрі арта түседі. Физика заң-дарының ашылуына
байланысты (ХІХ ғасырдың басында) периодтық заң-ның әрі қарай дамуы
басталып, атом құрылысының қазіргі теория-сының дүниеге келуіне әсерін
тигізді.
Д.И. Менделеевтің 1869жылы ашқан периодтық заңы жаратылыстану ғылымының
негізгі заңдарының бірі. Ол Жер планетасында кездесетін барлық элементтерді
бір жүйеге топтастыратын элементтердің бір-біріне байланыстылығын
көрсететін материалдық әлемнің бірлігі болып табылады. Периодтық жүйе
химиялық элементтерді біртекті тұрғыдан анықтап қана қоймайды, сонымен
қатар, жүйедегі орнына байланысты әрбір элементтің қасиеттерін болжауға жол
ашады. Д.И.Менделеев өзінің периодтық заңына сүйене отырып, сол уақытта әлі
белгісіз элементтердің қасиеттерін болжап, жүйенің тиісті жерлерінде бос
орындар қалдырды. Периодтық заң тек ғылыми деректерді түсіндіріп қана
қоймай, жаңа деректерді болжамдайтын, нағыз теориялық жаңалық [8].
Атомдар құрылысының электрондық теориясы дамуы негізінде элементтердің
физика-химиялық қасиеттері атомдардың электрондық құрылысының функциясы
болатындығы анықталды. Периодтық заңның даму барысы үш кезеңге бөлінеді.
Бірінші кезеңде элементтердің қасиет-терін анықтаушы ретінде атомдық масса
алынды, онда Д.И.Менделеевтің заңы былай тұжырымдалады: Элементтердің
қасиеттері, олардың қосы-лыстарының түрі мен қасиеттері элементтердің
атомдық салмағына период-ты түрде тәуелді. Екінші кезеңде атом ядросының
зарядын көрсе-тетін атомық нөмірдің маңыздылығы анықталды. Изотоптар мен
изобара-лардың ашылуы элементтің табиғатын белгілейтін нағыз дерек атомдық
масса емес ядроның заряды болатындығы шешілді. Шындығында, атом-дық массасы
бірдей атомдар – изобаралар әртүрлі элементтерге жатады. Мысалы: ,
, . Атомдық массалары әртүрлі, бірақ ядро зарядтары бірдей
атомдар изотоптар, олар бір элементке жатады. Мысалы: .Осыған
байланысты периодтық заңның тұжырымдамасы жаңадан айтылды: Эле-менттердің
қасиеттері атомдық номерге (ядро зарядына) периодты түрде тәуелді.
Периодтық заңның осы кезеңдегі қарқынды дамуына қарамастан, периодтық
құбылыстың физикалық мәні әлі белгісіз еді. Элементтердің қасиеттері
периодты түрде өзгеретіндігі туралы дерек қана айтылды. Атомдық номердің
монотонды емес, периодтық түрде өзгеруі түсініксіз еді. Тек үшінші кезеңде
ғана атомның электрондық құрылысының квантты-механикалық теориясының дамуы
негізінде периодтық заңның физикалық мәнін ашуға мүмкіншілік туды.
Периодтық тәуелділіктің түп нұсқасы электрондық қатпарлардың шектелік
көлемде орналасатындығында екені анықталды. Паулидің квантты-механикалық
принципінің қабаттасқанының нәтижесінде, энергетикалық деңгейлердің
жоғарылауымен конфигурациясы ұқсас электрондардың период сайын қайталанып
отыратындығында екендігі анықталды (Сурет 3).
Сурет 3. Д.И.Менделеев ғалым және педагог
Димитрий Иванович Менделеев 1834 жылы 27 қаңтар күні Сибирьдің бас
қаласы – Тобольскіде гимназия директоры Иван Павлович Менделеевтің
отбасында он жетінші кенже бала болып дүниеге келді. Дмитрий Ивановичтің
гимназияға дейінгі балалық шағы Аремзянкада өтеді.
Аремзянкадағы еркін өмір көпке созылған жоқ. Дмитрийдің анасы Мария
Дмитреевна Менделеева ұлын гимназияға түсіру үшін Тобольскіге көшіп барды.
Онда оқуға жасы толмаса да, Митяны ағасымен бірге гимназияға жіберді,
Димитрий гимназияда алғашқы жылдары орташа оқыды. Кейде Тобольскіде
желтоқсаншылар Д.И.Менделеевтің үйіне жиналып музы-калық сауық кештерін
өткізетін, жақсы кітаптар оқып, ғылыми жаңалықтар немесе қоғамдық құрылыс
туралы пікір таластарын туғызып, Ресейдің болашағы жайлы әңгіме, қозғайтын.
Митяны мәдениетті адамдардың қалай қылмысты деп есептелетіні қатты
ойландыратын.
Дмитрий Иванович желтоқсаншылармен қарым – қатынаста жүріп, шет
тілдерін үйренуге зейін қойды, бірнеше шет тілдерін неміс, француз тілдерін
жақсы түсінетін дәрежеге жетті.
1847 жылы Митяның әкесі Иван Павлович қайтыс болды. Мария Дмитреевна
баласы гимназияны ойдағыдай бітірген соң Мәскеудегі ағасы Василий
Дмитреевич Корниловтың үйіне көшіп барды. 1850 жылы 17 маусымда Дмитрий
Петербургтегі институтқа мемлекет есебінен оқуға түсті, ал сол жылдың
күзінде анасы дүние салды. Дмитрий анасының 1850 жылы 15 қыркүйекте жазған
хатындағы: Ұлым латынның: өзін - өзі мақтаудан аулақ бол, бос сөзбен
әуестенбе, еңбекте табанды бол, шындықты төзімді-лікпен ізде - деген
өсиетін үнемі есте ұстады [9].
Дмитрий Иванович оқуға түскен алғашқы айлардың өзінде-ақ лекция мен
лабораториялық сабақтарға қызыға кірісетін. Ол жиі-жиі ауырғанына
қарамастан, сабаққа құштарлықпен кірісіп, емтиханға саналы дайындалады.
Бірге оқыған жолдастары оның математикаға, физикаға, биологияға
қызығушылығына сүйсіне қараумен бірге философия факультетінің лекцияларына
уақыт тауып қатысатынына қайран қалысты.
Д.И.Менделеев ғылымның барлық саласына, әсіресе химияға қызығатын. Ол
1854 жылы Изоморфизмнің әртүрлі пішіні мен құбылыстағы қатынасы деген
тақырыпта зерттеу жұмысын жүргізеді, оны студенттер мен профессорларға
әйгілі бола бастады.
Д.И.Менделеев 1855 жылы институт бітіру емтихандарының бәрін беске
тапсырып, алтын медальмен бітірді. Сол жылы Д.И.Менделеев жұмысқа қызу
кірісіп, алғаш физика мен математикадан, екінші жарты жылдықтан бастап
биологиядан сабақ берді. Ол жаратылыстану кабинетін жабдықтау жоспарын
жасап, оны ұйымдастыруға көп еңбек етті, сабақтан бос уақыттарында
Меншікті көлемдер деген емтиханына даярланды. Ол кезде кандидаттық,
магистрлік, докторлық ғылыми дәрежелер болды. Дмитрий Иванович кандидаттық
дисертациясын институтта жүрген кезде қорғаған болатын, 1856 жылы 9
қыркүйекте Петербургте магистрлік дисертациясын қорғады.
1859 жылдың сәуірінде химия ғылымының магистрі, Петербург
университетінің талантты жас ғалымы Д.И.Менделеев ғылымға жетілу үшін
шетелге іс-сапарға жіберіледі. Ол көптеген қалаларын аралап, аты шыққан
ғалымдардың біразымен танысты, олардың зертханаларында болып, өзіне қажетті
зертханалық жабдықтар алды. Парижде бір айдай болды.
Осы кезде Парижде тұратын орыс химигі Н.Н.Бекетов арқылы Дмитрий
Иванович белгілі химик М.Бертломен, ал Парижге келесі жылы (1860ж) кел-
генінде ол француздың атақты ғалымдары Ж.Б.Дюма мен Ш.А.Вюрцамен танысты.
Д.И.Менделевке технологиялық институттың ғылыми советі 1863 жылдың
аяғында профессорлық атақ берді. Ол 1865ж 4 ақпанда зерттеу жұм-ыстарының
нәтижесін қорытып, университеттің ғылыми советінде Спирт су қосылысы
туралы ойлар деген тақырыпта докторлық дисертациясын қорғады.
1867жылдан бастап Д.И.Менделеев жалпы химия кфедрасын басқарады, осы
кезде студенттерге арнап Химия негіздері деген кітабын жазуға кірісті.
Бұл еңбегі 1868-1873 және 1877 жылдары кітап болып басылып шықты.
Д.И.Менделеев химия негіздерінде химиялық элементтердің период-тық жүйесі
мен заңын жүйелеп жазды.
80-жылдың алғашқы кезеңінде екі бірдей балаларының дүниеге келуі
Д.И.Менделеевті үй тіршілігімен көбірек айналысуға мәжбүр етті. Универ-
ситеттегі жұмыстарымен аз айналысып оқта-текте ғана баратын болды. 1883-
1887 жылдардың аралығында Сулы ерітінділердегі сыбағалы салмақ туралы
зерттеулер деген кітапшасын жазып бітіреді де, оны кейін Анам Мария
Дмитревна Менделееваға арнаймын деген эфиграфпен бастырып шығарды.
Химия зертханасы мен кабинеттегі творчестволық істен туындаған ой
негізінде Д.И.Менделеев жаратылыстану мәселелерімен қатар филосо-фиялық
мәселелермен де шұғылданды. 1889жылы Англияда ұйымдас-тырылған Фарадейлік
оқуға, Химиялық элементтердің периодтық заңды-лығы деген тақырыпта
баяндама жасады. Патшалық институтта Ньютон механикасының бір бастамасын
химияға қосымша пайдалануға әрекет деген тақырыпта баяндама жасауға тиісті
еді, бірақ аяқ астынан Дмитрий Ивановичтің ұлы Иван қатты ауырып, тезірек
қайтуға мәжбүр болды.
1896жылы орыстың суретшілер академиясы Дмитрий Ивановичті құрметті
мүшелікке сайлады. 1891жылы оның Химияның негіздері деген еңбегі ағылшын
тілінде, 1895жылы француз тілінде басылып шықты. Ол 1894жылдары Англиядағы
Кембридж және Оксфорд университеттерінің юбелейіне шақырылды. Бұл
университеттер Д.И.Менделеевті құрметті мүшелікке қабылдады. 1905жылғы
революциялық қозғалысқа да Дмитрий Иванович өз кезе-гінде үн қоса білді, 9-
қаңтардағы қанды жексенбі оның сай сүйегін сыр-қыратып кетті. 1906 жылы
Д.И.Менделеев өзінің аса үлкен көлемді еңбегі Ресейді тануға деген
кітабын жазумен айналысты. Ол 1907жылғы 20-қаңтар (2-ақпан) күні сағат 5-
тен 20 минут өткенде мәңгілікке көз жұмды. 1911жылы Петербургте
Д.И.Менделеевке арнап музей ұйымдас-тырылды. 1917жылы Смольныйдың халқы
оның ғылыми еңбектерін, мұра-ларын тонап кетуден қорғап, кітапхана
ұйымдастырды. Қазір көптеген қалалар, заводтар, ғылыми мекемелер, кемелер
бүкілодақтың химия қоғамы Д.И.Менделеевтің атымен аталады, Д.И.Менделеев
оқулары, съездері өткізіліп тұрады. Дмитрий Иванович Менделеевтің еңбектері
ұшан-теңіз – 431 баспа табақ. Оның 40 баспа табағы химияға, 106-сы
физикалық химияға, 99-ы физикаға, 22-сі географияға, 109-ы техника
өнеркәсіп және ауыл-шаруашылық мәселелерге, 19-ы әртүрлі философиялық
толғауларға арнал-ған. 1954 жылы Д.И.Менделеевтің толық академиялық жинағы
26 том болып басылып шықты. әлі де әртүрлі ғылым саласынан айтқан идеялары
мен еңбектері зерттелуде. Д.И.Менделеев–шын мәнінде аса дарынды үлкен энци-
клопедияшы ғалым. Ол өз бағытын былай қорытындылады: Отаныма менің бірінші
қызметім–ғылым, екіншісі –ағарту, оқу, үшіншісі – өнеркәсіп.
1.2 Периодтық заң және химиялық элементтердің периодтық жүйесі
тақырыптың мектеп химия курсындағы орны
Периодтық заң мен элементтердің периодтық жүйесі–бұл тек табиғаттың
маңызды заңдарының бірі ғана емес, бұл сонымен бірге химияны оқытудың
әдістемелік негізі. Бұл бір жағынан, мақсат болса, екінші жағынан – химияны
оқыту құралы.
Периодтық заң негізінде Д.И.Менделеев Химия негіздері оқулығында өз
өрнегін тапқан саптық курсты жасайды.
Қазіргі кезде химияның кез-келген жүйелік курсы өзінің негізінде
периодтық заңға ие. Осыған байланысты химия курсында оның орнын анықтау
ерекше маңызға ие болып отыр. Мұнда периодтық заңның екі функциясын: өзара
байланыс пен белгілі бір тепе-теңдікте болуы тиіс оқыту мақсаты мен құралын
есепке алған маңызды.
Егер периодтық заңды үлкен дәлелділік пен сенімділікке жетуге арналған
оқыту міндеті ретінде қарастырсақ, онда ол фактілердің жеткілікті
мөлшердегі ауқымды санын қамтуы тиіс. Екінші функция есебінің ескі
бағдарламалар үшін тән қателіктерге ұшырауға болады: периодтық заң
қорытынды ретінде курс соңында, ал барлық элементтер мен олардың
қосылыстары – оған дейін оқытылды. Одан кейін оның объективтілігін сенімді
мақұлдау ретінде тек атомдардың құрылыс теориясы ғана қарастырылды.
Бірақ периодтық заңды өте ерте оқыту, оқыту құралы ретінде оның
функцияларын күшейту мақсатында оны курс басына көшіру оқушыларға
формальдық бөлімнен өзге ешнәрсе де бермейді. Олар фактілігін материал
түріндегі жеткілікті базаға ие болмай, Д.И.Менделеев ашылуының мәнін сезіне
алмайды да, периодтық заңды догмалық түрде меңгеріп, бұл оқыту-дың
тәрбиелік және дамытушылық жақтарына зиян келтіреді. Көптеген мұғалімдер
Д.И.Менделеев кестесі оқушылардың көз алдында кабинетте тұрақты түрде
жайдан-жай ілініп тұрса, бұл жағдайды елемеудің маңызы жоқ деп есептейді.
Ондағы заңдылықтарды ашпай, мұғалім химиялық элемент жайлы түсінікті
енізгенннен соң оқушыларға бұл кестеде адамзатқа таныс бүкіл химиялық
элементтердің өрнектелгендігін хабарлайды [10].
Бұл кезде олар ретімен номерленеді. Бұл жайлы VІІ сыныптың
пропедевтикалық курсында да айтылады. Бұл кезде балалар өздеріне таныс
химиялық элементтер символдарын қызығушылықпен іздеуге тырысып, олардың
реттік номерлерін атайды. Кейбір оқушылар бейтаныс элементтер атауларына
көңіл аударып, мұғалім (егер қажет деп тапса) осы атаулардың шығу тегін
түсіндіреді. Тек атомдық массалар негізінде ғана периодтық жүйе алдымен
үйретілу негізіндегі историзм принцпінің бұрыс түсіндірілуімен де келісуге
болмайды. Содан соң атом құрылысы жайлы ұғымдарды келтіріп, қайтадан осы
негізде периодтық жүйеге өтеді. Бұл пәнге қызығушылықты төмендетіп,
материалды дублдеуге уақытты шығындайды.
Көзқарастың тағы бір шекті нүктесі – периодтық заңға дейін атом
құрылысын оқыту. Историзм принцпін мүлдем елемейтін мұндай әрекет те
оқытудың тәрбиелік функциясын жеткіліксіз бағалауға алып келеді. Зат
құрылысы теориясын ұғымды жасау Д.И.Менделеевтің элементтерінің периодтық
жүйесі ғалымдарды периодтық принцпін іздестіруге бағыт-талуының арқасында
мүмкін болып, ғылыми дамуына негіз болды. Д.И.Менделеевтің даналығының ұлы
көрінісі элементтердің атомдық массалары мен заттардың химиялық қасиеттерін
салыстыру негізінде ғана периодтық заңды ашуы болды. Ғалым бұл жүйесінің
алғашқы жүйесін: Элементтердің атомдық массалары мен химиялық ұқсастығына
негізделген олардың жүйесінің тәжірибесі деп атады. Қазіргі кезде химия
бағдарлама-сында ең ыңғайлы нұсқа қабылданған: тақырып шамамен курс
ортасында орналасқан.
Химия бағдарламасында оқытудың білім беру жағына тиесілі білім
талаптары келтірілген. Мұғалім тақырыпты оқытуға кірісе отырып бәрінен
бұрын оқушылардың VІІ сыныпта алған бұрынғы білімдерін өзектендіреді, мұнда
Д.И.Менделеевтің химиялық элементтерінің периодтық жүйесі мен периодтық
заңы тақырыбын қорытынды сипатқа ие.
Д.И.Менделеевтің химиялық элементтерінің периодтық жүйесі мен
периодтық заңы тақырыбының бүкіл мазмұны өзара айқын өрнектелген себеп-
салдарлық байланыстарымен байланысқан тығыз қабыспалы екі ірі ақпараттық
блоктардан құралған: элементтердің атомдық массаларының өсуіне тәуелділікте
химиялық элементтер мен заттардың қасиеттерінің периодтық өзгерістері жайлы
элементер мен элемент атомдарының құры-лысы туралы мәліметтер. Осы блоктар
арасындағы себеп-салдарлық байлан-ыстардың, біріншісінің екіншісіне
тәуелділігінің ашылуы–тақырыпты оқыту-дағы басты білім беру міндеті болып
табылады.
Бағдарламадағы тақырыптар мазмұны құрау негізінде тарихи-логикалық
әрекет қолданылған. Алдымен, Д.И.Менделеев ашқан элементтердің атом-дық
массаларына заттар мен элементтер қасиеттерінің периодтық тәуелділігі
көрсетілсе, кейін элементтер атомдарының құрылысы негізінде олардың
себептері анықталады. Бұндай әрекет, біріншіден, оқушылардың ізденіс
әрекеттерін ұйымдастыру үшін жағдай жасап, оқу процесін активтендірсе,
екіншіден, Д.И.Менделеевтің ғылыми ерлігінің мәнін аша отырып, тәрбиелік
аспектісінің күшеюіне жол ашады.
Мектеп бағдарламасында тақырыптарды былайша құрастыру қабыл-даған.
Алдымен оқушылар периодтылық құбылысын түсіну үшін қажетті, әрі жеткілікті
тіректік бөлімдерді: металдар мен металл еместер жайлы бөлімді қорытуды,
галогендер (металл еместер), сілтілік металдармен инертті элементтер
мысалында ұқсас элемент топтары мен амфотерлілік жайлы түсінікті алады.
Келесі саты – элементтердің атомдық массаларының өсуі бойынша бір қатарға
орналасқан олардың қасиеттерінің периодты қайталауы мен менделеевтік
түрлендірудегі периодтық заңның тұжырымдамасын талдау. Ары қарай – атом
құрылысын оқыту мен периодтылық құбылысымен игерілген бөлім байланысын
анықтау. Кейін алдыңғы екі сатыда алынған периодтық заң құрылысын оқыту
материалындағы бөлімнің терең синтезі, элементтер мен олардың
қосылыстарының қасиеттерін болжау үшін оны пайдалану дағдысын қалыптастыру.
Тақырып Д.И.Менделеевтің шығарма-шылық әрекетін оқытудағы дүниетанымдық
сипаты қорытумен аяқталады. Соңғы саты тәрбиелік маңызға ие болып, әлемнің
біртұтас жаратылыстық – ғылыми көрінісінің қалыптасуына жол ашады.
Периодтық заңға қатынаста бұл жекелеген элементтердің қасиеттері жайлы
фактілердің жинақталуын, олардың арасындағы қасиеттер ұқсас-тығын анықтау
мен олардың топтарға бірігуін, сонымен бірге табиғи топтар-ды салыстыру мен
олардың арасындағы байланыстарды анықтау кезіндегі ортақсипатқа ие, кеңінен
қорыта тұжырымдамасын білдіреді. Д.И.Менделеев периодтық заңды ашуға дәл
осылай жүрді. Ол алдымен таныс элементтер арасынан алты топты бөліп алды:
Сілтілік металдардың, галогендермен инертті элементтердің табиғи
топтарының өте қысқаша сипаттамасы ерекшеліктері сатысын қамтама-сыз ету
үшін қамтылған.
Кейбір әдіскерлер бұл мағлұматтар жеткіліксіз, қысқаша сипаттамаға
элементтердің басқа да топтары енгізілуі тиіс деп есептейді.
Сонда периодтық заңды оқытудың мәселелік әрекетін оңай жүзеге асыруға
болады.
Салыстырмалы атомдық массаларының өсуі бойынша бір қатарға элементтерді
орналастырған соң оларды ретімен номерлеп, реттік номер-дің физикалық мәнін
ашады. Содан соң салыстырмалы атомдық масса-ларының өсу заңдылықтарының
бұзылу себептері жайлы мәселені шешу нәтижесінде изотоптар қарастырылды.
Тек осыдан кейінгі ғана периодтық заңды графика-лық өрнектеу ретінде
периодтық жүйе құрылысына өтеді. Металдарды бұлай орналастыру методикалық
тұрғыдан негізделген.
Осыдан соң периодтық жүйеде кескінделген барлық заңдылықтар тек атомдар
құрылысы теориясы негізінде ғана оқытылады. Дегенмен, мұның тек атомішілік
құрылымдарды қарастыруға ғана кіріктірілмеуін қадағалау қажет. Жай заттар
мен элементтер қосылыстарының қасиеттеріне көңіл аударып, химиялық
элемент пен жай зат түсініктерін айқын түрде ажыр-атып алу керек.
Периодтық заң жүйені пайдалана отырып, оқушылар элементтер мен жай заттар
қасиеттерін салыстыруды үйреніп, жоғары оксидтер мен гидроксидтердің
формулаларын құруды, тіпті периодтық жүйе негізінде гипотетикалық
реакциялар теңдеуін құруды үйренулері тиіс.
Едәуір берік дағдыны қалыптастыру үшін оқушылар өзіндік жұмыстар
процесінде, соның ішінде бағдарламалық құралдармен жаттығулар орын-дайды.
Периодтық заңды едәуір терең, әрі берік ұғыну үшін сан-алуан таным-дық
тапсырмалары, негізінен болжау сипатындағы тапсырмалар шешеді.
Тақырыпты үйренген соң мектеп курсының әрбір сұрағын периодтық заңмен
байланыстырып, таным құралы ретінде периодтылық жайлы ілімді пайдалану
қажеттілігін тудырады, ғылымның ілгермелі қозғалысына бай-ланысты периодтық
жүйе шекарасының кеңеюін, оның дамуы ең жаңа шека-раларын көрсетеді.
Тақырыптың тәрбиелік аспектісі:
Химияны үйрене отырып, оқушылар ғылым мен өндіріс дамуы үшін Д.И.
Менделеевтің элементтерінің периодтық жүйесі мен периодтық заңның мәнін
түсінуі тиіс; химиялық элементтер мен заттардың материалдық бірлік,
элементтер атомдарының құрылысындағы сапалық, ілімі қарама-қайшы-лықтарға
сандық өзгерістердің өту идеясын, заттардың химиялық айналу-лары үшін осы
қарама–қайшылықтардың мәнін түсінулері керек. Бұл талаптар бұл үшін бай
материал ұсынушы Д.И.Менделеевтің периодтық заңын оқыту кезінде оқушыларда
диалектикалық-материалистік дүние-танымның қалыптасу қажеттілігімен
анықтады. Д.И.Менделеев шығарма-шылық әрекетін оқыту негізінде оқушыларда
ғалым еңбегіне құрметтілік, патриоттылық пен ұлттық асқақтықтың сезімі
қалыптасуы қажет.
Д.И.Менделеевтің ғылыми шығармашылық ерекшеліктерінің бірі зерт-телуші
заттардың сан-алуан қасиеттерінің арасындағы тәуелділіктерді іздес-тіруге
оның ойының тынымсыз ұшталысы болды.
Тақырыптың тәрбиелік функциясын жүзеге асыру үшін мұғалімнің
замандастарының Д.И.Менделеев жайлы философиясы мен еске түсіру
әдебиеттерін қолданғаны пайдалы. Үш жылғы жағдайды суреттеген
К.Я.Паршеновтың пікірін айтып өтуге болады: Д.И.Менделеев замандас-тары
периодтық заңның ашылу фактісі мен оның авторының ғылыми ойының
революциялық әдісіне таң қалды.
Д.И.Менделеевтің өзінің жүйе ерекшеліктерін қалай бағалағандығын білу
оқушыларға қызықты болады:Өзгеше элементтерлі салыстыру менің жүйемнің өз
замандастарымның жүйелерінен ерекше бөлігі болды. Периодтық заңның–бұл
табиғаттың объективті заңы, ал периодтық жүйе-нің тұрғызылуы ол ашылған
зерттеу әдісі болып табылатындығын ерекше атап өткен жөн.
Осылайша бастапқы – бұл заңның өзі, ал периодтық жүйе–тек оның
графикалық өрнегі ғана. Бұл методикалық тұрғыдан дұрыс. Егер басында
Д.И.Менделеев өз жұмысын элементтер жүйесінің тәжірибесі деп атаса,
кейін табиғаттың жаңа заңының ашылуы жасағанын сезінген соң, Химия
негіздерінде оны Периодтық заңдылық деп атады. Оқушыларға, мысалы, Al
және Si элементтеріне ұқсас әлі көптеген бейтаныс қарапайым дене-лердің
ашылуын күтуге болатындығы жайлы Д.И.Менделеевтің бекем сенімділігі жайлы
да әңгімелеу керек.
Д.И.Менделеев мұрасын оқытуды сыныптан тыс сабақ жалғастыруға болады.
Тақырыптың дамытушылық аспектісі:
Тақырып мазмұнының өзі, оның дидактикалық шешімі оқушылар санасындағы
маңызды химиялық түсініктердің дамуына жол ашады. Дегенмен тақырып
әдістемелік түрде оқушылардың ойлау белсенділігі оны үйрету кезінде
әлсіремейтіндей етіп берілуі тиіс. Бұл үшін, аталып өтілген тарихи әрекет
пен эмоциялық әсер етуден өзге мәселелік жағдай жүйесін пайдалана отырып,
мәселелік әрекетті кеңінен пайдалану керек.
Жаңа технология әдістері.
Қазіргі таңда жалпы мұғалімдердің алдында тұрған негізгі міндет –
ұлттық менталитеті жоғары, сана-сезімі дамыған, өзіндік көзқарасы бар жеке
тұлғаны қалыптастыру. Осы бағытта орта мектепте берілетін ғылымның
теориялық және әдістемелік негіздерінің, яғни сабақ түрлері мен оның
сапасын арттыру жөнінде түрлі жұмыстар жүргізілуде. Соның негізінде жалпы
жаратылыстану пәндерінің ішінде химия ғылымы орта мектептегі оқытылатын
негізгі пән болып табылады.
Технология –грекше шеберлік деген ұғымды білдіреді. Осыған сәйкес
педагогикалық технологияға әдіскер-ғалымдар мынадай анықтамалар бер-ген:
Педагогикалық технология – оқытудың арнайы формаларын, әдістері мен
тәсілдерін айқындайтын педагогика-психологиялық нұсқауларының жиынтығы,
педагогикалық процесті ұйымдастырудың әдістемелік аспабы (Б.Т.Лихачев),
Оқу процесін іске асырудың мазмұндық техникасы, прак-тика жүзінде іске
асырылатын белгілі бір педагогикалық жүйенің жобасы (В.П.Беспалько т.б.).
Жоғарыдағы анықтамаларға сүйенсек, жаңа технология дегеніміз педа-
гогикалық шеберлікті жетілдірудің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Тақырыптың өзектілігі: Елбасы Н.Ә.Назарбаев мемлекетіміздің бола-шақ
дамуына арналған Қазақстан-2030 бағдарламасында жоғары білімнің
сапалылығына жеке адамның тәрбие сапасы мен мәдениетінің жоғары болуына
ықпал ететін интеграциялық рольге ерекше мән берген болатын.
Республиканың әлеуметтік экономикалық дамуын жеделдетуге қоғам-ның
саяси және рухани өмірі саласындағы міндеттерді қайта жаңартуға бағытталған
идеялық тәрбие жұмыстары мемлекеттің стратегиялық бағ-дарымен анықталады.
Сонымен Бүгінгі таңда қоғамның ұлттық мәдени тұрғыдан кемелденуі жас
ұрпақты өз халқының рухани қазынасымен, ұлттық тәрбиенің озық, өнегелі
дәстүрлерімен тереңірек таныстыру, соның негізінде жеке тұлғаны
қалыптастырып, оның шығармашылық мүмкіндіктерін дамыту көзделеді деген
яғни еліміздің болашағы жас ұрпақтың білімі мен тәрбиесінің деңгейіне
байланысты.
Қазіргі мектеп алдындағы негізгі міндеттің бірі әр жасөспірімнің
қалыптасып дамуында өзі күнделікті өмірден көретін, сезінетін, еститін
заттары мен құбылыстары, оқиғалары үлкен орын алады. Ертеңгі келер күннің
бүгінгіден де нұрлы болуына ықпал етіп адамзат қоғамын алға апаратын
құдыретті күш тек білімге ғана тән. Қай елдің болсын, өсіп өркендеуі
өркениетті дүниеде өзіндік орын алуы, оның ұлттық білім жүйесінің
деңгейіне, даму бағытына тікелей байланысты. Білім берудің негізгі мақсаты
– оның жан-жақты әрі тұтас тұлғаны тәрбиелеудің құралы ретінде оқушылардың
шығармашылық пен ойлау қабілетін дамыту, сөйтіп, өмірдің қай саласында
болмасын, еркін және дәлме-дәл жауаптылық пен ойлау қабілетін сіңіру,
әртүрлі жағдайларда жинақы болуға баулу.
Тақырыптың зерттеліну деңгейі. Педагогикада оқу – тәрбие процесінде
оқушылардың белсенділігін жоғарылатудың жолдары үздіксіз түрде
жүргізілетіндігі көрсетіледі. Оқу үдерісінде оқушылардың өз бетінше және
белсенділік принципі атақты дидакт М.Н.Скаткиннің жұмыстарында ұсыныл-ды.
Кейін ол М.И.Махмутова, Т.И.Шамова, Н.А.Половникова, Д.В.Вилькеева,
И.Я.Лернер зерттеулерінде дамыды. Бірақтан да алдыңғы ғасырдың 80–жылдарына
дейін бұл бағытты зерттеу оқытуды ұйымдас-тырудың бір түрі–тек сабақта ғана
жүргізілді. Сабақтың әр кезеңдерінде оқушыларды белсенділігін арттырудың
тәсілдері қарастырылды. Зерттеушілер оқу процесінде әрбір оқушының
белсенділігін арттыруда оқу әрекетін жекешелендіру мүмкіндіктерін
қарастырды. Басқалары бұл міндетті шешуде оқытудың жаңа технологияларын
қарастырды. Д.И.Менделеевтің периодтық заңының ашылуы және оның негізінде
химиялық элементтердің жүйеленуіне 140 жылдан астам уақыт өтті. Сол кезден
бастап заттар туралы ғылым алға қарай өте тез дамыда және атомның негізіне
терең енді. Адам атомның табиғатын қанша көп білгенімен, Д.И.Менделеевтің
ашулары заттардың дамуы мен эволюция заңдылықтарын білуге бірінші қадам
жасады [1].
Периодық жүйе арқылы табиғатта кездесетін элементтер периодтық заңға
бағынатыны жайлы мағлұмат алуға болады. Тақырыпты оқытудың басты тәрбиелік
мәні –периодтық заң мен химиялық элементтердің период-тық жүйесін түсіну
нәтижесінде химиялық элементтер жайлы білім қоры-тындыланады; түсіндірумен
қатар теориялық білімге алдын-ала болжам жасалады; білімге қойылатын
талаптың тәжірибеде анықталуында даму жолдарының нәтижесі айқындалады [2].
Мектеп химия курсы 5 теориялық концепцияларға негізделген. Олар: атом-
молекулалық ілім;
- периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің период-тық
жүйесі және зат құрылысының теориясы;
- химиялық реакциялардың түзілу және жүру заңдылықтары
- электролиттік диссоция теориясы;
- қазіргі заманның органикалық затттар құрылыс теориясы.
Диплом жұмысының мақсаты:
Периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық жүйесі
және зат құрылысы теориясының орта мектеп курсында орны мен маңызын анықтау
және қазіргі заманға сай әдістемелік нұсқауларды құру.
Диплом жұмысының міндеттері:
- периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің период-тық
жүйесінің ашылу тарихы, құрылуына және дамуына әдістемелік шолу;
- мектеп химия курсында периодтық заң, Д.И.Менделеевтің химиялық
элементтердің периодтық жүйесінің теориялық концепциясының мақсаты,
орны, маңызы және міндеттері;
- қазіргі замандағы тақырыпқа әдістемелік еңбектерге шолу;
- Периодтық заңның ашылу тарихы сабақты ақпаратты коммуни-кативті
технология негізінде әдістемелік жоспарды жасау;
- ақпараттық технология негізінде бақылау тапсырмаларын жасау.
Зерттеудiң ғылыми әдiстерi: Зерттеу бағыты бойынша ғылыми-әдістемелік,
психологиялық, педагогикалық әдебиеттерді талдау; оқушылар-мен,
мұғалімдермен, мектеп басшыларымен, олардың арасында сауалнамалар жүргізу;
оқу үрдісіне енгізу жолдарын ұсыну.
Зерттеу объектісі: Бейорганикалық химия курсында Д.И.Менделеевтің
периодтық жүйесі.
Зерттеу пәні: Бейорганикалық химия сабақтарында оқушылардың ойлау
қабілетін, логикалық пікірлеу, шығармашылық қабілетін дамыту жолдары.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы:
Орта мектепте бейорганикалық химияны оқыту үрдісінде ұжымдық оқыту
әдісі пайдаланылса, онда оқушылардың білім көрсеткіштері жоғарылап, химия
пәніне деген қызығушылықтары оянып, танымдық белсенділіктері артады және
сабаққа деген ынтасы жақсарады.
Диплом жұмысының құрылымы кіріспеден, екі бөлімнен, қорытындыдан,
пайдаланылған әдебиеттер тізімі мен қосымшадан тұрады.
1. ПЕРИОДТЫҚ ЖҮЙЕ ЖӘНЕ ПЕРИОДТЫҚ ЗАҢ
1.1 Элементтердің Д.И. Менделеевке дейінгі және қазіргі заманғы
классификациясы
Элементтердің периодтық жүйесі бейорганикалық химия саласындағы алуан
түрлі тәжірибелік материалдарды бір жүйеге келтіріп, өзара біріне-бірін
ұштастырып зерттеуге мүмкіншілік береді. Сөз жоқ, химиктің квалифи-кациялық
деңгейі химиялық байланыс табиғатының өзгеруінің жалпы заңды-лықтарын,
химиялық, кристалохимиялық құрылысты, заттардың қасиеттерін, периодтық
жүйенің тәртіптерімен жұптастыра білуімен, шығармашылық тұрғыда қолдана
алатындығымен анықталады.
Периодтық жүйені атомдардың электрондық құрылысының қазіргі уақыттағы
квантты-механикалық көзқарас тұрғысынан зерттеп, талдауға бо-лады. Осындай
қарастыруда элементтердің қасиеттері өзгерісінің тек жалпы заңдылықтары
ғана анықталмай, сонымен қатар, екінші және ішкі, горизон-тальды,
диагональды өзгерістерді түсіндіре алатын нәзік қасиеттерді де анықтауға
болады [3].
Химиялық элементтердің саны көбейген сайын, олар жайындағы білім
көбейіп, оларды бір тәртіпке келтіріп жинақтау керек бола берді.
Элементтердің қасиеттерін салыстырып ерте уақыттан-ақ металл және
бейметалл деп екіге бөлетін. Бұл ірі бөлу химиктерді қанағаттандыра алмады,
сондықтан элементтердің бір қасиетіне сүйеніп, элементтерді ұсағырақ топқа
бөлу қажет болды.
1817 жылы неміс химигі Деберейнер өзіне белгілі элементтердің қасиеті
ұқсастарын үш-үштен тіркестіріп, триада деп ат беріп, оларды
байланыстыратын математикалық заңдылық тапқан:
Li Ca P S Cl
Na Sr As Se Br
K Ba Sb Te I
әрбір триаданың ортаңғы элементінің атомдық массасы шеткілерінің атомдық
массаларының арифметикалық орта санына тең болады:
↓
Ол уақыттағы белгілі элементтердің барлығы мұндай триада түзе алмады.
1863 жылы француз ғалымы Бегье де Шанкуртуа 50 элементтің тізімін,
атомдық массаларына сәйкес, белгілі масштаб бойынша цилиндрдің сыртына винт
(бұранда) сызығының бойымен орналастырған. Сонда ұқсас элемент-тердің көбі
бірінің астына бірі келген[4].
1864 жылы ағылшын ғалымы Ньюлендс, элементтерді атомдық масса-ларының
өсу ретімен орналастырған, сонда әрбір сегізінші элемент бірінші элементтің
қасиетін қайталайтындығын байқаған. Бұл музыкада сегізінші нотаның
қайталайтындығына ұқсас болған соң Ньюлендс оны октава заңы деп атаған.
Бірнеше октаваларды келтірейік:
H Li Be B C N
O
F Na Mg Al Si P
S
Cl K Ca Ti Cr Mn
Fe
Co(Ni) Cu V Zn In As
Se
Ньюлендстің кестесінде қателіктер, қайшылықтар бар. Кей орында екі
элементтен (Со,Nі) тұр, Ti, Cr, V, Mn тағы басқалар өз орындарында емес,
жоқ элементтерге орын қалдырылмаған т.б. Бірақ атомдық масса өскен сайын
химиялық қасиет периодты түрде өзгеретіндігін көрсетуі дұрыс пікір.
Сол 1864жылы неміс ғалымы Лотар Мейер 28 элементтен тұратын кестені
жариялады. Мейердің негізге алғаны элементтердің атомдық масса-лары мен
валенттігі (Кесте 1).
Кесте 1
Мейердің элементтердің атомдық массалары мен валенттігі
4 вал. 3 вал. 2 вал. 1вал. 1 вал. 2 вал.
- - - - Li Be
C N O F Na Mg
Si P S Cl K Ca
- As Te Br Rb Sr
Sn Sb Se I Cs Ba
Rb Bi Bi - Ti -
Л.Мейер бұл элементтердің атомдық массаларының айырымын, да есептеген
атомдық көлемдердің атомдық массаға периодты түрде байланыс-ты екенін де
көрген, бірақ одан ешбір керекті қорытынды шығаруға батылы бармаған.
Л.Мейер де периодтық заңды қолына ұстап отырып, уысынан шығарып алған.
Д.И.Менделеевке дейінгі химиялық элементтерді классифи-кациялаушы лардың
барлығы бір топтағы элементтердің арасындағы кейбір ұқсастықты ғана көрген,
ал топтардың да арасында байланыс барлығын, олар барлығы бүтін жүйе
екендігін көре алмаған. Ең алғаш 1869жылы, одан кейін 1870, 1871жылдары
Д.И.Менделеев периодтық жүйе мен периодтық заңды ашқандығын орыс және шетел
тілдер-інде жариялайды. Бірақ бұған ол кезде шетел ғалымдары көңіл
бөлмеген.
Осыдан біраз жылдар өткенннен кейін Д.И.Менделеев ашылуы керек деп
болжап айтқан элементтерінен Ga, Sc, Ge және инертті газдар ашылып,
периодтық заң үлкен ғылыми табыс екендігін жер жүзі ғалымдары танумен
қабат, кейбір шетелдіктер бұл заңның ашылу приоритетіне қол сұға бас-тайды.
Периодтық заңды ашу приоритетін француздар – Бегье де Шанкур-туаға,
ағылшындар – Ньюлендске, немістер – Л.Мейерге бермек болды. Бірақ жер
жүзілік химиялық әдебиетте бұл заңды ашқан Д.И.Менделеев деп танылды. Шетел
тәжірибелерінің бірі–халықаралық деңгейде қабылданған периодтық кестені
оқыту. Он тоғызыншы ғасырдың басынан бастап элемент-тердің химиялық және
физикалық қасиеттері мәселесімен химик-ғалымдар айналысқан. Элементтердің
химиялық қасиеттері жағынан топтастыру жұм-ыстары Л.Мейер және
Д.И.Менделеев тарапынан 1869жылы басталған[5].
Мектептерде оқытылған Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесі бойынша
қабылданған кестеде элемент топтарының астында сол элементтердің жоғары
оксидті қосылыстарының формулалары (RO,R2О,RО2) көрсетілген, халықаралық
қолданылымдағы кестеде бұл көрсетілмеген. Оның мақсаты элементтер және
олардың қосылыстары жайлы мағлұмат алу үшін период-тық заңның маңызын
түсіну қажеттілігі.
Д.И.Менделеевтің кестесінде қатар мен периодтар бірге көрсетілген. Жұп
қатарға тек қана металдар орналасады. Тақ қатарға металдар мен бірге
бейметалдар да кіреді. Ал халықаралық кестеде периодтың өзі тек қана бір
қатармен көрсетіледі, шатастыруға мүмкіндік берілмейді. Д.И.Менделеевтің
периодтық жүйесі бойынша 7-период 10-қатарда көрсетілген. 4-ші период 4 пен
5-ші қатарда, 5-ші период 6,7-ші қатарда және 6-шы период 8,9-шы қатарда
тұрады. Сонда 4,5,6 периодтар екі қатардан көрсетіліп тұр. Халық-аралық
жүйеде 7-периодтың өзі 7-ші қатар, яғни әр периодқа бір қатардан элементтер
тізілген. Бұл оқушылардың сабақты түсінуіне жеңіл болады. Топтарға келетін
болсақ, Д.И.Менделеевтің периодтық кестесінде 8 топ деп көрсетілен, бірақ
халықаралық жүйеде 8 А және 8 Б топтары боп 16 топтан тұрады [6].
Химиялық элементтердің периодтық жүйесінің ашылу тарихы.
Периодтық жүйенің ашылуы жалпы химия ілімінің дамуымен тығыз
байланысты. Жүйенің қажеттілігі уақыттың қойылатын талаптарымен сәйкес
баяндалады десе де болады. Химиялық элементтерді жіктеу идеялары ауада
жүреді. Бірақ, көптеген ұсынылған ойлар орталық заңдылыққа сәйкес кел-
меді. Сол кездегі белгілі 63 элементті бір жүйеге келтіру және белгісіз эле-
менттерді осы қатарға ретімен орналастырып белгілі заңдылық ашу
Д.И.Менделеевтің үлкен тапқырлығы еді.
Сонымен қатар, ашылған заңның дұрыстығын толық мойындау үшін және
элементтер қатарының атомдық массаларының өзгеруіне сәйкес, сол кездегі
белгісіз элементтердің болуын және олардың ашылуын күтуге аса ғылыми
батылдық пен ерлік қажет болды (1871ж 17 элементтің орнын ауыс-тырды).
Д.И.Менделеев келесі элементтер қатарының бар болуын болжады: экабор
(галлий), экаалюминий (скандий), экакремний (германий), экамар-ганец
(рений) және басқалары. Элементтер туралы мәліметтер жинақталды. Химиялық
элементтерді жіктеуге және оларды қасиеттеріне сәйкес жіктеу арқылы әртүрлі
топтарға бөлу мүмкіншілігі туды [7].
Жай денелердің жүйесін құруда үлкен тарихи–химиялық маңызы бар бірінші
Лавуазьенің кестесі болды (Франция 1789ж) ол өзінің химияның элементарлы
курсы кітабында жай денелер кестесін келтірді. Ондағы барлық белгілі жай
денелер олардың химиялық қасиеттеріне сай, 4 топқа бөлінді. Лавуазье
бойынша жай заттар – ол элементтер, металл еместер мен әлі белгісіз
қышқылдардың радикалдары және жерлер (сілтілік жер метал-дар). Бұл кесте –
сол кездегі белгілі 23 элементтің бірінші жүйесі.
Швед химигі Я. Берцелиус 1808ж Барлық элементтерді 2 топқа бөлді:
металдар, металеместер деп және химияға металлоид деген ұғымды енгізді.
Дальтон химияға атом және атомдық салмақ түсінігін енгіз-геннен кейін,
1815-1816жылдары заттардың атомдық салмағының еселісіне негіз-делген
біріншілік материя туралы Праут гипотезасы пайда болды. Басқа барлық
заттардың құрылуына қажетті біріншілік материя ретінде Праут сутекті атады.
Праут гипотезасы үлкен қызығушылық туғызды және бұл гипотезадан элементтер
жүйесі оңай шыққандай көрінді. Бірақ та көптеген ұсыныстарға және атомдық
салмақтың анықталуына қарамай, біршама атомдық салмақтар сутек арқылы
дәлелденбей қалды.
1814 жылдан бастап элементтердің химиялық қасиеттеріне байланысты
жіктелу жүйесімен Германиядағы алғаш атомистердің бірі Деберейнер
айналысты. Ол 1816ж өзінің триадалық реттік деген алғашқы жүйесін ұсын-ды.
Оның жүйесі 52 элементтен тұрды. Атомдық массаға және химиялық
қасиеттерінің арасындағы байланысқа сүйене отырып, ұқсас элементтерді
триадаға біріктірді (Кесте 2).
Кесте 2
Триадалық реттілік
а Li (7) Ca Cl S Mn
б Na (23) Sr Br Se Cr
в K (39) Ba Ba Te Fe
Ортаңғы элементтің атомдық массасы көрші элементтің атомдық масса-сының
жартысына тең екені есеппен анықталады:
А(б)= A(Na)
Триада ережесіне P мен As, Sb және Bi, Zn мен Cd элементтері ара-
сындағы байланыстылық сәйкес келмейді. P, As, Sb, Bi арасындағы ерекше-
ліктерді де байқауға болмады. Кейінірек элементтердің атомдық салмағының
мөлшерін салыстыруда басқа да әдістер қолданылды. Петтенкоффер 1850ж кейбір
элементтердің атомдық салмағы бір-біріне 8-ге еселі деген ұғымды енгізді.
Элементтердің атомдық массалары және эквиваленті арасындағы сандық ара
қатынасының талдауын 1851ж Дюма және 1857ж Лансен ұсынды. Дюма ұқсас
элементтер тобындағы атомдық салмақты есептеу үшін жай формулаларды ұсынды.
Ленсен 20 триада тізімін құрастырып, көптеген элементтердің атомдық
салмағын анықтады.
Д.И.Менделеев, Дюма мен Ленсеннің салыстыруын жоғары бағалады. Оның
өзінің сөзі бойынша: маған дейінгі элементтердің атомдық салма-ғының
мөлшерін салыстырумен айналысқан барлық ғалымдардың арасында екі ғалымды
Ленсен мен Дюманы атауға міндеттімін. Олардың зерттеулері мені нақты заңды
ашуға әкелді.
Химиялық элементтерді жіктеу үшін триада және тетраданы қолдану
ұмтылыстары басқа да ғалымдармен байланысты: Кремерс (1852), Кук (1854)
және тағы да басқалары.
ХІХғ 60-жылдарында химиялық ұқсас элементтер топтары арасындағы
салыстыру жұмыстары әрі қарай жалғасты.
Егер хронология жағынан қарайтын болса, барлық 63 белгілі элементті
қамтитын жіктеудің алғашқы кестесін 1862ж француз ғалымы Шанкуртуа ұсынды.
Ол барлық элементтерді цилиндрдің бетіне спираль бойынша (Шанкуртуаның
винттік сызығы) 16 бөлімге бөліп атомдық массаларының өсуіне сәйкес
орналастырады(Сурет 1).
Бұл жағдайда химиялық ұқсас элементтер бір-бірінің астына орнала-сады.
Ол атомдық масса мен химиялық қасиеттер байланысын алғаш рет көрсетті.
Бірақ бұл кестенің өзіндік ерекшеліктері де болды, бір сызықтың бойында
қасиеттері әртүрлі элементтер де орналасты (O, S,Ti, Li, Na, K, Mn). Бұл
жіктеу, алғаш рет 1893-1894 жылы жарыққа шықты және жақтаушылары аса көп
болмады. Көп жылдар бойы (1857жылдан 1868ж дейін) Одлингтің химиялық
элементтердің әртүрлі вариантты кестелері жарыққа шықты. Одлинг Деберейнер
принцпін сақтауға тырысып, өзінің кестелерін, түсін-діруге тырыспады, және
ешқандай қорытынды жасамады. 1864жылы неміс химигінің (Лотар Мейер) жұмысы
жарық көрді.
Сурет 1. Шанкуртуаның винттік сызығы
Ол сутек элементтерінің валенттілігіне және олардың атомдық масса-
ларына сәйкес 44 элементті (ол кезде белгілі 62 элементтен) 6 топқа
жіктеді. Мейер өзінің жіктеуі бойынша атомдық салмақтың сандық мөлшерінде
белгілі байланыстықтың болуына күмандануға болмайды, деп жазды. Бірақ та
Мейер заңдылықтың барлық жүйелерін толығырақ және тереңірек анықтай алмады
(Кесте 3).
Кесте 3
Мейердің кестесі
4-атом 3-атом 2-атом 1-атом 1-атом 2-атом
айырмашылығы
Li (7)
16 N (14) O (16) F(19,0) Na (23) Be (9.3)
C(12)
16 P (31) S (32) Cl(35,5) K(39,1) Mg(24)
Si(28)
Se (79) Br(80) Rb(85) Ca(40)
16 As (75)
_
16 Te ... Cs Sr
Sn(176.6) Sb (128.3) (126,8) (133) (87,6)
(120.6)
16
Pb(207) Bi (208) Tl(204) Ba(137)
Ағылшын ғалымы Ньюлендс (1863-1865 жылдары) элементтерді атом-дық
массаларының өсу ретімен орналастырғанда әр 8 элементтен кейін олар-дың
қасиеттері периодтық түрде өзгеретінін айқындады. Ньюлендс бұл заң-дылықты
музыкадағы октава жіктеулігімен салыстырып, октава заңы деп атады (Кесте
4).
Кесте 4
Ньюлендстің октавалары
1.H 8.F 15.Cl 22.Co,Ni 29.Br 36.Pd 43.I 50.Pt,Ir
2.Li 9.Na 16.K 23.Cu 30.Rb 37.Ag 44.Cs 51.Os
3.Be 10.Mg 17.Ca 24.Zn 31.Sr 38.Cd 45.Ba,V 52.Hg
4.B 11.Al 18.Cr 25.Y 32.Ce,La 39.U 46.Ta 53.Ti
5.C 12.Si 19.Ti 26.In 33.Zr 40.Sn 47.W 54.Pb
6.N 13.P 20.Mn 27.As 34.Di,Mo 41.Sb 48.Nb 55.Bi
7.O 14.S 21.Fe 28.Se 35.Rh,Ru 42.Te 49.Au 56.Th
Ньюлендс сол кезеңде табылған атомдық массаларға ешқандай күмән
келтірмей, барлық атомдық массалар дұрыс деп есептеп, өзінің октавалық
қатарын құрды. Бірақ, үшінші қатардан бастап Ньюлендс бір топқа әртүрлі
элементтерді орналастыруға мұқтаж болды. Әрине, Ньюлендстің осы жүйесі
көптеген тәжірибелік деректерге қайшы келді. Сондықтан оның 1866 ж.
Лондонның химилық қоғамында жасалған баяндамасында октавалық жүйе қатты
сынға алынды. Осы жиында профессор Фостер мынадай сұрақ қойды: сіз химиялық
элементтерді алфавиттік ретпен қойғанда басқа жаңа заңдылықтарды
байқамадыңыз ба? Осындай сыннан кейін Ньюлендс өзінің жұмысын жарыққа
шығармады. Бірақ Ньюлендстің ғылыми жұмыстары жоғары бағаланды, 1887жылы
оны ғылыми жұмыстары үшін Деви медалімен марапатталды. Ньюлендс бірінші
болып, химиялық элементтерді атомдық массалары өсу ретімен орналастырғанын
және осы реттікпен химиялық қасиеттерінің арасындағы байланыстылықты
ашқанын атап өту керек. Ньюлендс элементтердің реттік нөмірі деген
түсінікті бірінші болып химияға енгізді.
Д.И. Менделеевке дейін химиялық элементтерді классификациялау тек
тәжірибелік деңгейде ғана жүрді, элементтердің жалпы заңдылықтары ашылмады.
Д.И. Менделеевтің жасаған периодтық жүйенің құрылуы және дамуы.
Д.И. Менделеев бұл мәселені шешуге басқа ғалымдарға қарағанда мүлдем
басқа жолмен келді. Зерттеулерді химиялық элементтер арасында заңдылықты
байланыс және өзара тәуелділік болу керек деген толық сеніммен бастады. Ол
бұрынғы жіктеулерді талдай отырып, олардың негіз-інде – жалпы нұсқа жоқ
екендігін дәлелдеді (Сурет 2).
Сурет 2. Д.И.Менделеевтің қол жазбасы
Д.И.Менделеев барлық химиялық элементтердің ұқсастығы мен айырмашылығын
көрсететін жалпы нұсқаны іздеді .
Кез-келген элементтің массасын дәл өлшеуге болатындықтан және ол
атомның салыстырмалы массасын көрсететіндіктен, Д.И.Менделеев жалпы нұсқа
ретінде элементтердің массаға байланыстылық қасиетін ұсынды. Зат-тың барлық
басқа қасиеттері массасына байланыстылығы анықталды:
Элементтердің қасиеттері (яғни сол элементтердің жай және күрделі
қосылыстары) олардың атомдық салмақтарына периодты түрде тәуелді. Осы
өзінің ашқан периодтық заңның негізінде Д.И.Менделеев бірнеше тұжыр-ымдар
жасады:
a) атомдық масса мөлшерімен орналасқан элементтер периодтылық қасиет
көрсетеді;
б) бөлшектің мөлшері күрделі дененің қасиетін анықтағандай, атомдық
массаның мөлшері элементтің қасиетін анықтайды. Осыдан S және Te; Cl және I
т.б. ұқсастықты да, айырмашылықты да көрсетеді;
в) топ бойынша элементтердің жоғарғы валенттіліктері топ сандарына
сәйкес келеді;
г) бір топта орналасқан жеңіл элементтердің қасиеттері (Li, Na), ауыр
элементтерге қарағанда (Rb, Cs) айқынырақ сезіледі;
д) егер қасиеттері жақын элементтердің (аналогтар) атомдық массалары
белгілі болса, онда берілген элементтің атомдық массасын түзетуге болады.
Мысалы: Д.И.Менделеев бірқатар элементтердің атомдық массаларын өзгертті
(In, La, Y, Er, Ge, Th, U және т.б.)
е) топтас орналасқан элементтердің ұқсастығы өте маңызды, өйткені олар
элементтің орнын анықтауға көмегін тигізеді. Д.И.Менделеев массалық
салмақтарына қарамастан, мына элементтердің орнын ауыстырды: Co (58,93)
және Ni (58,71); Ar (39,95) және К (39,1); Те (127,6) және І (126,9); Os
және Ir; Pt және Au;
ж) барлық сирек кездесетін элементтерді бір ұяға орналастырды.
з) жаңа элементтердің ашылуын болжады: мына элементтерге ұқсас B, Al
және Si экабор (Ga), экаальюминий (Sc) және экакремний (Ge) элемент-терінің
физикалық және химиялық қасиеттерін суреттеп, оларға периодтық жүйеде бос
орындар қалдырды (Кесте 5).
Кесте 5
Д.И.Менделеевтің элементтерді болжауы
1871 жылғы Д.И.Менделеевтің 1886 жылғы Винклердің
Болжауы көрсеткіші
Атомдық салмағы – 72 72.6
Тығыздығы ~5,5 5.85
Тотығы ~ЭО2 GeO2
Тотықтың тығыздығы ~4,7 4.70
Хлоридінің формуласы ЭCl4 – сұйық GeCl4 – сұйық
tқайнау = 90ºC, d=1.9 tқайнау = 83ºC, d=1.887
Д.И.Менделеев периодтық заңның дұрыстығына көз жетсе де, өзінің
болжаған элементтерінің барына сенімді болды. Ол өз ойының дұрыстығын
дәлелдейтін деректерді асыға күтті. Болжаған элементтердің ашылуы және
олардың қасиеттері Д.И.Менделеев берген сипаттамамен дәл келді және
периодтық заңның дұрыстығының айқын белгісі болды.
Лекок Буабордан (Франция) 1875ж галлий элементін (Д.И.Менделеев айтуы
бойынша экабор) ашты. Бір жылдан кейін Нильсен мен Клеве скан-дий элементін
(экаальюминий), ал 1886ж Винклер германий элементін (экакремний) ашты.
Германий мен экакремний элементерінің қасиеттері бір-біріне толық сәйкес
келді.
Периодтық заңды көпшілік мойындағанмен осы заңның ашылуы туралы пікір-
таластар көп болды. Бұл туралы 1906ж Д.И.Менделеев былай деп жазды:
айтылған тұжырым онан шығатын салдарларды тәжірибелік тұрғыдан
дәлелденгенннен кейін ғана заң қабылданады. Периодтық заңның негізін
қалаушы деп. Француздар Ни де Шанкуртуаны, ағылшындар Ньюлендсті, ал
немістер Л. Мейерді ұсынғанымен олар ашылмаған эле-менттердің қасиеттерін
болжауға, элементтердің қабылданған атомдық массаларын өзгертуге батылдары
жетпеді. Олар, мен сияқты басынан бастап периодтық заңды жаңа деп, әртүрлі
деректерді бір жүйеге топтас-тыра алатын табиғат заңы деп санамады. Д.И.
Менделеевтің осы берген бағасына бірдеңе қосу мүмкін емес.
Периодтық заңның негізінде Д.И. Менделеев қазіргі қолданып жүрген
жүйеден ешқандай айырмашылығы жоқ, өзінің химиялық элементтердің жүйесін
құрды. Химиялық элементтердің әрі қарай дамуы, өз бетінше жаңа топ құрған
инертті газдарды Рылей мен Рамзай ашудан бастап(1894), трансуран
элементтерін синтездеуге дейін (1940жылдан қазірге дейін), курчат элементін
105-110 элементтерді алу, табиғаттың негізгі заңы болып табылатын периодтық
заңның дұрыстығын дәлелдейді. Периодтық заң бұған дейін өзара тәуелсіз
болып қарастырылған элементтер арасындағы жан-жақты байланысты толығырақ
және тереңірек түсіндіреді.
Д.И. Менделеевтің көрегендігі сол уақытта атом құрылысы туралы ешқандай
деректердің болмауымен онан әрі арта түседі. Физика заң-дарының ашылуына
байланысты (ХІХ ғасырдың басында) периодтық заң-ның әрі қарай дамуы
басталып, атом құрылысының қазіргі теория-сының дүниеге келуіне әсерін
тигізді.
Д.И. Менделеевтің 1869жылы ашқан периодтық заңы жаратылыстану ғылымының
негізгі заңдарының бірі. Ол Жер планетасында кездесетін барлық элементтерді
бір жүйеге топтастыратын элементтердің бір-біріне байланыстылығын
көрсететін материалдық әлемнің бірлігі болып табылады. Периодтық жүйе
химиялық элементтерді біртекті тұрғыдан анықтап қана қоймайды, сонымен
қатар, жүйедегі орнына байланысты әрбір элементтің қасиеттерін болжауға жол
ашады. Д.И.Менделеев өзінің периодтық заңына сүйене отырып, сол уақытта әлі
белгісіз элементтердің қасиеттерін болжап, жүйенің тиісті жерлерінде бос
орындар қалдырды. Периодтық заң тек ғылыми деректерді түсіндіріп қана
қоймай, жаңа деректерді болжамдайтын, нағыз теориялық жаңалық [8].
Атомдар құрылысының электрондық теориясы дамуы негізінде элементтердің
физика-химиялық қасиеттері атомдардың электрондық құрылысының функциясы
болатындығы анықталды. Периодтық заңның даму барысы үш кезеңге бөлінеді.
Бірінші кезеңде элементтердің қасиет-терін анықтаушы ретінде атомдық масса
алынды, онда Д.И.Менделеевтің заңы былай тұжырымдалады: Элементтердің
қасиеттері, олардың қосы-лыстарының түрі мен қасиеттері элементтердің
атомдық салмағына период-ты түрде тәуелді. Екінші кезеңде атом ядросының
зарядын көрсе-тетін атомық нөмірдің маңыздылығы анықталды. Изотоптар мен
изобара-лардың ашылуы элементтің табиғатын белгілейтін нағыз дерек атомдық
масса емес ядроның заряды болатындығы шешілді. Шындығында, атом-дық массасы
бірдей атомдар – изобаралар әртүрлі элементтерге жатады. Мысалы: ,
, . Атомдық массалары әртүрлі, бірақ ядро зарядтары бірдей
атомдар изотоптар, олар бір элементке жатады. Мысалы: .Осыған
байланысты периодтық заңның тұжырымдамасы жаңадан айтылды: Эле-менттердің
қасиеттері атомдық номерге (ядро зарядына) периодты түрде тәуелді.
Периодтық заңның осы кезеңдегі қарқынды дамуына қарамастан, периодтық
құбылыстың физикалық мәні әлі белгісіз еді. Элементтердің қасиеттері
периодты түрде өзгеретіндігі туралы дерек қана айтылды. Атомдық номердің
монотонды емес, периодтық түрде өзгеруі түсініксіз еді. Тек үшінші кезеңде
ғана атомның электрондық құрылысының квантты-механикалық теориясының дамуы
негізінде периодтық заңның физикалық мәнін ашуға мүмкіншілік туды.
Периодтық тәуелділіктің түп нұсқасы электрондық қатпарлардың шектелік
көлемде орналасатындығында екені анықталды. Паулидің квантты-механикалық
принципінің қабаттасқанының нәтижесінде, энергетикалық деңгейлердің
жоғарылауымен конфигурациясы ұқсас электрондардың период сайын қайталанып
отыратындығында екендігі анықталды (Сурет 3).
Сурет 3. Д.И.Менделеев ғалым және педагог
Димитрий Иванович Менделеев 1834 жылы 27 қаңтар күні Сибирьдің бас
қаласы – Тобольскіде гимназия директоры Иван Павлович Менделеевтің
отбасында он жетінші кенже бала болып дүниеге келді. Дмитрий Ивановичтің
гимназияға дейінгі балалық шағы Аремзянкада өтеді.
Аремзянкадағы еркін өмір көпке созылған жоқ. Дмитрийдің анасы Мария
Дмитреевна Менделеева ұлын гимназияға түсіру үшін Тобольскіге көшіп барды.
Онда оқуға жасы толмаса да, Митяны ағасымен бірге гимназияға жіберді,
Димитрий гимназияда алғашқы жылдары орташа оқыды. Кейде Тобольскіде
желтоқсаншылар Д.И.Менделеевтің үйіне жиналып музы-калық сауық кештерін
өткізетін, жақсы кітаптар оқып, ғылыми жаңалықтар немесе қоғамдық құрылыс
туралы пікір таластарын туғызып, Ресейдің болашағы жайлы әңгіме, қозғайтын.
Митяны мәдениетті адамдардың қалай қылмысты деп есептелетіні қатты
ойландыратын.
Дмитрий Иванович желтоқсаншылармен қарым – қатынаста жүріп, шет
тілдерін үйренуге зейін қойды, бірнеше шет тілдерін неміс, француз тілдерін
жақсы түсінетін дәрежеге жетті.
1847 жылы Митяның әкесі Иван Павлович қайтыс болды. Мария Дмитреевна
баласы гимназияны ойдағыдай бітірген соң Мәскеудегі ағасы Василий
Дмитреевич Корниловтың үйіне көшіп барды. 1850 жылы 17 маусымда Дмитрий
Петербургтегі институтқа мемлекет есебінен оқуға түсті, ал сол жылдың
күзінде анасы дүние салды. Дмитрий анасының 1850 жылы 15 қыркүйекте жазған
хатындағы: Ұлым латынның: өзін - өзі мақтаудан аулақ бол, бос сөзбен
әуестенбе, еңбекте табанды бол, шындықты төзімді-лікпен ізде - деген
өсиетін үнемі есте ұстады [9].
Дмитрий Иванович оқуға түскен алғашқы айлардың өзінде-ақ лекция мен
лабораториялық сабақтарға қызыға кірісетін. Ол жиі-жиі ауырғанына
қарамастан, сабаққа құштарлықпен кірісіп, емтиханға саналы дайындалады.
Бірге оқыған жолдастары оның математикаға, физикаға, биологияға
қызығушылығына сүйсіне қараумен бірге философия факультетінің лекцияларына
уақыт тауып қатысатынына қайран қалысты.
Д.И.Менделеев ғылымның барлық саласына, әсіресе химияға қызығатын. Ол
1854 жылы Изоморфизмнің әртүрлі пішіні мен құбылыстағы қатынасы деген
тақырыпта зерттеу жұмысын жүргізеді, оны студенттер мен профессорларға
әйгілі бола бастады.
Д.И.Менделеев 1855 жылы институт бітіру емтихандарының бәрін беске
тапсырып, алтын медальмен бітірді. Сол жылы Д.И.Менделеев жұмысқа қызу
кірісіп, алғаш физика мен математикадан, екінші жарты жылдықтан бастап
биологиядан сабақ берді. Ол жаратылыстану кабинетін жабдықтау жоспарын
жасап, оны ұйымдастыруға көп еңбек етті, сабақтан бос уақыттарында
Меншікті көлемдер деген емтиханына даярланды. Ол кезде кандидаттық,
магистрлік, докторлық ғылыми дәрежелер болды. Дмитрий Иванович кандидаттық
дисертациясын институтта жүрген кезде қорғаған болатын, 1856 жылы 9
қыркүйекте Петербургте магистрлік дисертациясын қорғады.
1859 жылдың сәуірінде химия ғылымының магистрі, Петербург
университетінің талантты жас ғалымы Д.И.Менделеев ғылымға жетілу үшін
шетелге іс-сапарға жіберіледі. Ол көптеген қалаларын аралап, аты шыққан
ғалымдардың біразымен танысты, олардың зертханаларында болып, өзіне қажетті
зертханалық жабдықтар алды. Парижде бір айдай болды.
Осы кезде Парижде тұратын орыс химигі Н.Н.Бекетов арқылы Дмитрий
Иванович белгілі химик М.Бертломен, ал Парижге келесі жылы (1860ж) кел-
генінде ол француздың атақты ғалымдары Ж.Б.Дюма мен Ш.А.Вюрцамен танысты.
Д.И.Менделевке технологиялық институттың ғылыми советі 1863 жылдың
аяғында профессорлық атақ берді. Ол 1865ж 4 ақпанда зерттеу жұм-ыстарының
нәтижесін қорытып, университеттің ғылыми советінде Спирт су қосылысы
туралы ойлар деген тақырыпта докторлық дисертациясын қорғады.
1867жылдан бастап Д.И.Менделеев жалпы химия кфедрасын басқарады, осы
кезде студенттерге арнап Химия негіздері деген кітабын жазуға кірісті.
Бұл еңбегі 1868-1873 және 1877 жылдары кітап болып басылып шықты.
Д.И.Менделеев химия негіздерінде химиялық элементтердің период-тық жүйесі
мен заңын жүйелеп жазды.
80-жылдың алғашқы кезеңінде екі бірдей балаларының дүниеге келуі
Д.И.Менделеевті үй тіршілігімен көбірек айналысуға мәжбүр етті. Универ-
ситеттегі жұмыстарымен аз айналысып оқта-текте ғана баратын болды. 1883-
1887 жылдардың аралығында Сулы ерітінділердегі сыбағалы салмақ туралы
зерттеулер деген кітапшасын жазып бітіреді де, оны кейін Анам Мария
Дмитревна Менделееваға арнаймын деген эфиграфпен бастырып шығарды.
Химия зертханасы мен кабинеттегі творчестволық істен туындаған ой
негізінде Д.И.Менделеев жаратылыстану мәселелерімен қатар филосо-фиялық
мәселелермен де шұғылданды. 1889жылы Англияда ұйымдас-тырылған Фарадейлік
оқуға, Химиялық элементтердің периодтық заңды-лығы деген тақырыпта
баяндама жасады. Патшалық институтта Ньютон механикасының бір бастамасын
химияға қосымша пайдалануға әрекет деген тақырыпта баяндама жасауға тиісті
еді, бірақ аяқ астынан Дмитрий Ивановичтің ұлы Иван қатты ауырып, тезірек
қайтуға мәжбүр болды.
1896жылы орыстың суретшілер академиясы Дмитрий Ивановичті құрметті
мүшелікке сайлады. 1891жылы оның Химияның негіздері деген еңбегі ағылшын
тілінде, 1895жылы француз тілінде басылып шықты. Ол 1894жылдары Англиядағы
Кембридж және Оксфорд университеттерінің юбелейіне шақырылды. Бұл
университеттер Д.И.Менделеевті құрметті мүшелікке қабылдады. 1905жылғы
революциялық қозғалысқа да Дмитрий Иванович өз кезе-гінде үн қоса білді, 9-
қаңтардағы қанды жексенбі оның сай сүйегін сыр-қыратып кетті. 1906 жылы
Д.И.Менделеев өзінің аса үлкен көлемді еңбегі Ресейді тануға деген
кітабын жазумен айналысты. Ол 1907жылғы 20-қаңтар (2-ақпан) күні сағат 5-
тен 20 минут өткенде мәңгілікке көз жұмды. 1911жылы Петербургте
Д.И.Менделеевке арнап музей ұйымдас-тырылды. 1917жылы Смольныйдың халқы
оның ғылыми еңбектерін, мұра-ларын тонап кетуден қорғап, кітапхана
ұйымдастырды. Қазір көптеген қалалар, заводтар, ғылыми мекемелер, кемелер
бүкілодақтың химия қоғамы Д.И.Менделеевтің атымен аталады, Д.И.Менделеев
оқулары, съездері өткізіліп тұрады. Дмитрий Иванович Менделеевтің еңбектері
ұшан-теңіз – 431 баспа табақ. Оның 40 баспа табағы химияға, 106-сы
физикалық химияға, 99-ы физикаға, 22-сі географияға, 109-ы техника
өнеркәсіп және ауыл-шаруашылық мәселелерге, 19-ы әртүрлі философиялық
толғауларға арнал-ған. 1954 жылы Д.И.Менделеевтің толық академиялық жинағы
26 том болып басылып шықты. әлі де әртүрлі ғылым саласынан айтқан идеялары
мен еңбектері зерттелуде. Д.И.Менделеев–шын мәнінде аса дарынды үлкен энци-
клопедияшы ғалым. Ол өз бағытын былай қорытындылады: Отаныма менің бірінші
қызметім–ғылым, екіншісі –ағарту, оқу, үшіншісі – өнеркәсіп.
1.2 Периодтық заң және химиялық элементтердің периодтық жүйесі
тақырыптың мектеп химия курсындағы орны
Периодтық заң мен элементтердің периодтық жүйесі–бұл тек табиғаттың
маңызды заңдарының бірі ғана емес, бұл сонымен бірге химияны оқытудың
әдістемелік негізі. Бұл бір жағынан, мақсат болса, екінші жағынан – химияны
оқыту құралы.
Периодтық заң негізінде Д.И.Менделеев Химия негіздері оқулығында өз
өрнегін тапқан саптық курсты жасайды.
Қазіргі кезде химияның кез-келген жүйелік курсы өзінің негізінде
периодтық заңға ие. Осыған байланысты химия курсында оның орнын анықтау
ерекше маңызға ие болып отыр. Мұнда периодтық заңның екі функциясын: өзара
байланыс пен белгілі бір тепе-теңдікте болуы тиіс оқыту мақсаты мен құралын
есепке алған маңызды.
Егер периодтық заңды үлкен дәлелділік пен сенімділікке жетуге арналған
оқыту міндеті ретінде қарастырсақ, онда ол фактілердің жеткілікті
мөлшердегі ауқымды санын қамтуы тиіс. Екінші функция есебінің ескі
бағдарламалар үшін тән қателіктерге ұшырауға болады: периодтық заң
қорытынды ретінде курс соңында, ал барлық элементтер мен олардың
қосылыстары – оған дейін оқытылды. Одан кейін оның объективтілігін сенімді
мақұлдау ретінде тек атомдардың құрылыс теориясы ғана қарастырылды.
Бірақ периодтық заңды өте ерте оқыту, оқыту құралы ретінде оның
функцияларын күшейту мақсатында оны курс басына көшіру оқушыларға
формальдық бөлімнен өзге ешнәрсе де бермейді. Олар фактілігін материал
түріндегі жеткілікті базаға ие болмай, Д.И.Менделеев ашылуының мәнін сезіне
алмайды да, периодтық заңды догмалық түрде меңгеріп, бұл оқыту-дың
тәрбиелік және дамытушылық жақтарына зиян келтіреді. Көптеген мұғалімдер
Д.И.Менделеев кестесі оқушылардың көз алдында кабинетте тұрақты түрде
жайдан-жай ілініп тұрса, бұл жағдайды елемеудің маңызы жоқ деп есептейді.
Ондағы заңдылықтарды ашпай, мұғалім химиялық элемент жайлы түсінікті
енізгенннен соң оқушыларға бұл кестеде адамзатқа таныс бүкіл химиялық
элементтердің өрнектелгендігін хабарлайды [10].
Бұл кезде олар ретімен номерленеді. Бұл жайлы VІІ сыныптың
пропедевтикалық курсында да айтылады. Бұл кезде балалар өздеріне таныс
химиялық элементтер символдарын қызығушылықпен іздеуге тырысып, олардың
реттік номерлерін атайды. Кейбір оқушылар бейтаныс элементтер атауларына
көңіл аударып, мұғалім (егер қажет деп тапса) осы атаулардың шығу тегін
түсіндіреді. Тек атомдық массалар негізінде ғана периодтық жүйе алдымен
үйретілу негізіндегі историзм принцпінің бұрыс түсіндірілуімен де келісуге
болмайды. Содан соң атом құрылысы жайлы ұғымдарды келтіріп, қайтадан осы
негізде периодтық жүйеге өтеді. Бұл пәнге қызығушылықты төмендетіп,
материалды дублдеуге уақытты шығындайды.
Көзқарастың тағы бір шекті нүктесі – периодтық заңға дейін атом
құрылысын оқыту. Историзм принцпін мүлдем елемейтін мұндай әрекет те
оқытудың тәрбиелік функциясын жеткіліксіз бағалауға алып келеді. Зат
құрылысы теориясын ұғымды жасау Д.И.Менделеевтің элементтерінің периодтық
жүйесі ғалымдарды периодтық принцпін іздестіруге бағыт-талуының арқасында
мүмкін болып, ғылыми дамуына негіз болды. Д.И.Менделеевтің даналығының ұлы
көрінісі элементтердің атомдық массалары мен заттардың химиялық қасиеттерін
салыстыру негізінде ғана периодтық заңды ашуы болды. Ғалым бұл жүйесінің
алғашқы жүйесін: Элементтердің атомдық массалары мен химиялық ұқсастығына
негізделген олардың жүйесінің тәжірибесі деп атады. Қазіргі кезде химия
бағдарлама-сында ең ыңғайлы нұсқа қабылданған: тақырып шамамен курс
ортасында орналасқан.
Химия бағдарламасында оқытудың білім беру жағына тиесілі білім
талаптары келтірілген. Мұғалім тақырыпты оқытуға кірісе отырып бәрінен
бұрын оқушылардың VІІ сыныпта алған бұрынғы білімдерін өзектендіреді, мұнда
Д.И.Менделеевтің химиялық элементтерінің периодтық жүйесі мен периодтық
заңы тақырыбын қорытынды сипатқа ие.
Д.И.Менделеевтің химиялық элементтерінің периодтық жүйесі мен
периодтық заңы тақырыбының бүкіл мазмұны өзара айқын өрнектелген себеп-
салдарлық байланыстарымен байланысқан тығыз қабыспалы екі ірі ақпараттық
блоктардан құралған: элементтердің атомдық массаларының өсуіне тәуелділікте
химиялық элементтер мен заттардың қасиеттерінің периодтық өзгерістері жайлы
элементер мен элемент атомдарының құры-лысы туралы мәліметтер. Осы блоктар
арасындағы себеп-салдарлық байлан-ыстардың, біріншісінің екіншісіне
тәуелділігінің ашылуы–тақырыпты оқыту-дағы басты білім беру міндеті болып
табылады.
Бағдарламадағы тақырыптар мазмұны құрау негізінде тарихи-логикалық
әрекет қолданылған. Алдымен, Д.И.Менделеев ашқан элементтердің атом-дық
массаларына заттар мен элементтер қасиеттерінің периодтық тәуелділігі
көрсетілсе, кейін элементтер атомдарының құрылысы негізінде олардың
себептері анықталады. Бұндай әрекет, біріншіден, оқушылардың ізденіс
әрекеттерін ұйымдастыру үшін жағдай жасап, оқу процесін активтендірсе,
екіншіден, Д.И.Менделеевтің ғылыми ерлігінің мәнін аша отырып, тәрбиелік
аспектісінің күшеюіне жол ашады.
Мектеп бағдарламасында тақырыптарды былайша құрастыру қабыл-даған.
Алдымен оқушылар периодтылық құбылысын түсіну үшін қажетті, әрі жеткілікті
тіректік бөлімдерді: металдар мен металл еместер жайлы бөлімді қорытуды,
галогендер (металл еместер), сілтілік металдармен инертті элементтер
мысалында ұқсас элемент топтары мен амфотерлілік жайлы түсінікті алады.
Келесі саты – элементтердің атомдық массаларының өсуі бойынша бір қатарға
орналасқан олардың қасиеттерінің периодты қайталауы мен менделеевтік
түрлендірудегі периодтық заңның тұжырымдамасын талдау. Ары қарай – атом
құрылысын оқыту мен периодтылық құбылысымен игерілген бөлім байланысын
анықтау. Кейін алдыңғы екі сатыда алынған периодтық заң құрылысын оқыту
материалындағы бөлімнің терең синтезі, элементтер мен олардың
қосылыстарының қасиеттерін болжау үшін оны пайдалану дағдысын қалыптастыру.
Тақырып Д.И.Менделеевтің шығарма-шылық әрекетін оқытудағы дүниетанымдық
сипаты қорытумен аяқталады. Соңғы саты тәрбиелік маңызға ие болып, әлемнің
біртұтас жаратылыстық – ғылыми көрінісінің қалыптасуына жол ашады.
Периодтық заңға қатынаста бұл жекелеген элементтердің қасиеттері жайлы
фактілердің жинақталуын, олардың арасындағы қасиеттер ұқсас-тығын анықтау
мен олардың топтарға бірігуін, сонымен бірге табиғи топтар-ды салыстыру мен
олардың арасындағы байланыстарды анықтау кезіндегі ортақсипатқа ие, кеңінен
қорыта тұжырымдамасын білдіреді. Д.И.Менделеев периодтық заңды ашуға дәл
осылай жүрді. Ол алдымен таныс элементтер арасынан алты топты бөліп алды:
Сілтілік металдардың, галогендермен инертті элементтердің табиғи
топтарының өте қысқаша сипаттамасы ерекшеліктері сатысын қамтама-сыз ету
үшін қамтылған.
Кейбір әдіскерлер бұл мағлұматтар жеткіліксіз, қысқаша сипаттамаға
элементтердің басқа да топтары енгізілуі тиіс деп есептейді.
Сонда периодтық заңды оқытудың мәселелік әрекетін оңай жүзеге асыруға
болады.
Салыстырмалы атомдық массаларының өсуі бойынша бір қатарға элементтерді
орналастырған соң оларды ретімен номерлеп, реттік номер-дің физикалық мәнін
ашады. Содан соң салыстырмалы атомдық масса-ларының өсу заңдылықтарының
бұзылу себептері жайлы мәселені шешу нәтижесінде изотоптар қарастырылды.
Тек осыдан кейінгі ғана периодтық заңды графика-лық өрнектеу ретінде
периодтық жүйе құрылысына өтеді. Металдарды бұлай орналастыру методикалық
тұрғыдан негізделген.
Осыдан соң периодтық жүйеде кескінделген барлық заңдылықтар тек атомдар
құрылысы теориясы негізінде ғана оқытылады. Дегенмен, мұның тек атомішілік
құрылымдарды қарастыруға ғана кіріктірілмеуін қадағалау қажет. Жай заттар
мен элементтер қосылыстарының қасиеттеріне көңіл аударып, химиялық
элемент пен жай зат түсініктерін айқын түрде ажыр-атып алу керек.
Периодтық заң жүйені пайдалана отырып, оқушылар элементтер мен жай заттар
қасиеттерін салыстыруды үйреніп, жоғары оксидтер мен гидроксидтердің
формулаларын құруды, тіпті периодтық жүйе негізінде гипотетикалық
реакциялар теңдеуін құруды үйренулері тиіс.
Едәуір берік дағдыны қалыптастыру үшін оқушылар өзіндік жұмыстар
процесінде, соның ішінде бағдарламалық құралдармен жаттығулар орын-дайды.
Периодтық заңды едәуір терең, әрі берік ұғыну үшін сан-алуан таным-дық
тапсырмалары, негізінен болжау сипатындағы тапсырмалар шешеді.
Тақырыпты үйренген соң мектеп курсының әрбір сұрағын периодтық заңмен
байланыстырып, таным құралы ретінде периодтылық жайлы ілімді пайдалану
қажеттілігін тудырады, ғылымның ілгермелі қозғалысына бай-ланысты периодтық
жүйе шекарасының кеңеюін, оның дамуы ең жаңа шека-раларын көрсетеді.
Тақырыптың тәрбиелік аспектісі:
Химияны үйрене отырып, оқушылар ғылым мен өндіріс дамуы үшін Д.И.
Менделеевтің элементтерінің периодтық жүйесі мен периодтық заңның мәнін
түсінуі тиіс; химиялық элементтер мен заттардың материалдық бірлік,
элементтер атомдарының құрылысындағы сапалық, ілімі қарама-қайшы-лықтарға
сандық өзгерістердің өту идеясын, заттардың химиялық айналу-лары үшін осы
қарама–қайшылықтардың мәнін түсінулері керек. Бұл талаптар бұл үшін бай
материал ұсынушы Д.И.Менделеевтің периодтық заңын оқыту кезінде оқушыларда
диалектикалық-материалистік дүние-танымның қалыптасу қажеттілігімен
анықтады. Д.И.Менделеев шығарма-шылық әрекетін оқыту негізінде оқушыларда
ғалым еңбегіне құрметтілік, патриоттылық пен ұлттық асқақтықтың сезімі
қалыптасуы қажет.
Д.И.Менделеевтің ғылыми шығармашылық ерекшеліктерінің бірі зерт-телуші
заттардың сан-алуан қасиеттерінің арасындағы тәуелділіктерді іздес-тіруге
оның ойының тынымсыз ұшталысы болды.
Тақырыптың тәрбиелік функциясын жүзеге асыру үшін мұғалімнің
замандастарының Д.И.Менделеев жайлы философиясы мен еске түсіру
әдебиеттерін қолданғаны пайдалы. Үш жылғы жағдайды суреттеген
К.Я.Паршеновтың пікірін айтып өтуге болады: Д.И.Менделеев замандас-тары
периодтық заңның ашылу фактісі мен оның авторының ғылыми ойының
революциялық әдісіне таң қалды.
Д.И.Менделеевтің өзінің жүйе ерекшеліктерін қалай бағалағандығын білу
оқушыларға қызықты болады:Өзгеше элементтерлі салыстыру менің жүйемнің өз
замандастарымның жүйелерінен ерекше бөлігі болды. Периодтық заңның–бұл
табиғаттың объективті заңы, ал периодтық жүйе-нің тұрғызылуы ол ашылған
зерттеу әдісі болып табылатындығын ерекше атап өткен жөн.
Осылайша бастапқы – бұл заңның өзі, ал периодтық жүйе–тек оның
графикалық өрнегі ғана. Бұл методикалық тұрғыдан дұрыс. Егер басында
Д.И.Менделеев өз жұмысын элементтер жүйесінің тәжірибесі деп атаса,
кейін табиғаттың жаңа заңының ашылуы жасағанын сезінген соң, Химия
негіздерінде оны Периодтық заңдылық деп атады. Оқушыларға, мысалы, Al
және Si элементтеріне ұқсас әлі көптеген бейтаныс қарапайым дене-лердің
ашылуын күтуге болатындығы жайлы Д.И.Менделеевтің бекем сенімділігі жайлы
да әңгімелеу керек.
Д.И.Менделеев мұрасын оқытуды сыныптан тыс сабақ жалғастыруға болады.
Тақырыптың дамытушылық аспектісі:
Тақырып мазмұнының өзі, оның дидактикалық шешімі оқушылар санасындағы
маңызды химиялық түсініктердің дамуына жол ашады. Дегенмен тақырып
әдістемелік түрде оқушылардың ойлау белсенділігі оны үйрету кезінде
әлсіремейтіндей етіп берілуі тиіс. Бұл үшін, аталып өтілген тарихи әрекет
пен эмоциялық әсер етуден өзге мәселелік жағдай жүйесін пайдалана отырып,
мәселелік әрекетті кеңінен пайдалану керек.
Жаңа технология әдістері.
Қазіргі таңда жалпы мұғалімдердің алдында тұрған негізгі міндет –
ұлттық менталитеті жоғары, сана-сезімі дамыған, өзіндік көзқарасы бар жеке
тұлғаны қалыптастыру. Осы бағытта орта мектепте берілетін ғылымның
теориялық және әдістемелік негіздерінің, яғни сабақ түрлері мен оның
сапасын арттыру жөнінде түрлі жұмыстар жүргізілуде. Соның негізінде жалпы
жаратылыстану пәндерінің ішінде химия ғылымы орта мектептегі оқытылатын
негізгі пән болып табылады.
Технология –грекше шеберлік деген ұғымды білдіреді. Осыған сәйкес
педагогикалық технологияға әдіскер-ғалымдар мынадай анықтамалар бер-ген:
Педагогикалық технология – оқытудың арнайы формаларын, әдістері мен
тәсілдерін айқындайтын педагогика-психологиялық нұсқауларының жиынтығы,
педагогикалық процесті ұйымдастырудың әдістемелік аспабы (Б.Т.Лихачев),
Оқу процесін іске асырудың мазмұндық техникасы, прак-тика жүзінде іске
асырылатын белгілі бір педагогикалық жүйенің жобасы (В.П.Беспалько т.б.).
Жоғарыдағы анықтамаларға сүйенсек, жаңа технология дегеніміз педа-
гогикалық шеберлікті жетілдірудің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz