Д. и. менделеев – ғылым алабы

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:

Кіріспе

Д. И. Менделеев - ғылым алабы.

II. Негізгі бөлім

Периодтық заңның ашылуы.
Атом құрылысы.
Д. И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық

жүйесі. Периодтық жүйенің құрылымы.

Периодтық жүйенің теориялық негізделуі.

Қорытынды

Д. И. Менделеевтің ғылыми ерлігі және периодтық заңның маңызы.

Дмитрий Иванович Менделеев - орыс химигі. Петербург Ғылым Академиясының корреспондент мүшесі (1876) . 1834 ж. 27қаңтарда Ресейдің Тобольск қаласындадүниеге келген. Санкт-Петербург Бас педагогикалық институтын бітірген (1855) . Ғылыми-зерттеу жұмыстарының негізгі бағыты жалпы химия, химиялық технология, физика, экономика, ауыл шаруашылығы, метрология, т. б. салаларға арналған. Ол изомерияқұбылысын зерттеп (1854 - 56), сұйықтықтың тығыздығын анықтайтын құрал - ареометрқұрастырды (1859) . “Органикалық химия” деген алғаш орыс тілінде оқулық шығарды (1861) . Сұйықтардың қайнауының абсолют температурасын (1860), гидраттық теорияны(1865 - 87), жаратылыстың негізгі заңдарының бірі - периодтық заңды ашты (1869) . Сонымен қатар молекуланың массасын табудың Клапейрон - Менделеев теңдеулеріншығарды. Мұнайдың ауыр металдар карбидтерінен түзілу гипотезасын (1877), көмірдіжер астында газға айналдыру идеясын (1880) ұсынды. Менделеев 1907 ж. 20-қаңтарда Санкт-Петербургте қайтыс болды. Менделеевтің құрметіне жасанды жолмен алынған радиоактивті химиялық элемент менделевий аталды.

Ол «Химия негіздері» деп аталатын тамаша оқулық жазды. Бұл оқулық нағыз химия энциклопедиясы еді. Менделеев оны жаңа ашылған жаңалықтармен толықтырып, үнемі жетілдіріп отырды. «Химия негіздерімен» айналыса жүріп, ол химиялық элементтердің атақты периодты системасын да жасады.

Д. И. Менделеев егер элементтерді ең жеңіл - сутегінен бастапең ауыр - уранға дейін олардың атомдық салмағының өсуі реті бойынша орналастырса, сол кезде белгілі болған 63 химиялық элементтің қасиеттері периодты түрде қайталайтындығын ашты. Бұл заңдылық табиғи заңдылықтарды анықтаған және осы жаңалық ашылғанға дейін химиялық элементтер әлемінде болған шатасушылықты ретке келтірген периодты системаға негіз болды.

Өзінің системасына сүйене отырып, Менделеев әлі белгісіз бірнеше элементтердің бар екенін болжады және олардың аса маңызды қасиеттерін сипаттап берді. Ақыр аяғында бұл элементтердің бәрі де ашылды. Сондай-ақ ол химия ғылымындағы ең алғашқы нағыз ғылыми болжам болды.

Адам баласына тән қызмет атаулының Менделеев назар аудармаған саласын табудың өзі қиын.

Ол мұнай кен орындарын, мұнайдың әр алуан құрамын зерттеп көрді. Сірә, ол мұнайдың отын ретінде ғана емес, одан көптеген аса маңызды заттар алудың көзі ретінде де құнды дүние екендігіналғаш тұжырымдаған да болуы керек. Ол жер атмосферасын зерттеді және қорықпастан жалғыз өзөі әуе шарымен көкке ұшты.

Ол Арктиканы игеру ісіне де көңіл бөліп, мұзжарғыш кеменің жобасын жасады. Бірақ бұл мұзжарғыш кемені жасау ісі қолдау таппай қалды.

Ол көп жылдар бойы өлшем мен салмақ бас палатасына директор болып, дәл өлшемдер жөніндегі ғылымның дамуына ықпал жасады.

Менделеев ауыл шаруашылығымен айналысты, сауда ісін зерттеді, түтінсіз дәрі құрамын жасап шығарды, әуеде ұшу ісіне де көңіл аударды . . . Оның Толық шығармалар жинағы қалың-қалың жиырма бес томнан тұрады. Ол дүние жүзінің көптеген елдерінің академиялары мен ғылыми қоғамдарына құрметті мүше болып сайланды.

Бір күні Бобловада (Менделеевтің имениесі) шаруалар Менделеевтен: «Дмитрий Иванович, сенің егінің қалайша осылай бітік болып шықты. Бұл өзі саған біткен талант па, әлде бақыт па, осыны түсіндірші бізге?»- деп сұрайды. Сонда Менделеев оларға күлімсірей қарап: «Әлбетте, талант, бауырларым!» - деп жауап беріпті. Шынында да, ол ешқандай асырып айтпаған еді. Оның әрбір ісі нағыз таланттың, талант болғанда да үздіксіз еңбекпен еселенген толассыз таланттың туындысы болатын. Ол өзін кемеңгер деп атағанды ұнатпайтын. «Қайдағы кемеңгерлік дейсің. Өмір бойы еңбектендім, міне соның нәтижесі», - дейтін өз еңбегі жайында.

Менделеевтің дүние салуы - бүкіл ел қабырғасын қайыстырған ауыр қаза болды. Мыңдаған адам оны ақырғы сапарға аза тұтып шығарып салды. Менделеев Петербургтегі Волково зиратына жерленді. Азалы шеруге қатысушылар өздерімен бірге элементтердің периодты системасының үлкен кестесін алып жүрді. Ол Менделеевтің өзінен кейінгі ғалымдар ұрпағына қалдырған өсиеті сияқты еді.

1860 жылы Карлсуэдегі съезде атом - молекулалық ілім мақұлданғаннан кейін-ақ ғалымдап элементтерді жүйелеумен айналыса бастады. Алғашқы жүйелеу элементтерді металдар мен бейметалдарға бөлуден басталды.

Д. И. Менделеевке дейін элементтерді жүйелеумен И. Деберейнер, Б. Шанкартуа, Д. Ньюлендс, Л. Мейер сияқты ғалымдар айналысқан. Осы ғалымдардың еңбектерін ескере келе, олардың кемшіліктерін толықтыра отырып, Д. И. Менделеев 1869 жылы өзінің «Химиялық элементтердің периодтық заңын» ұсынды. Алғаш рет бұл заңның негізгі қағидалары 1869 жылы 18 ақпанда «Орыс химия қоғамының» отырысында жарияланды:

Элементтерді атомдық салмақтарының өсу ретімен орналастырсақ, олардың қасиеттері периодты қайталанады. Элементтердің қасиеттерін сипаттайтын тұрақты шама - атомдық салмақ; қасиеттеріне сүйеніп элементтердің атомдық салмақтарын түзетуге болады. Жаңа элементтер бар, оларды зерттеу керек. Ол 1871 жылы жасаған кестесінде 12 элементке орын қалдырып, 10

элементтің атомдық салмақтарын түзетті, атомдық салмақтары 44, 64, 72 болатын элементтердің қасиеттерін аса дәлдікаен болжады. Болжаған элементтердің ашылуы мен олардың қасиеттерінің тәжірибе жүзінде алынған мәндерімен сәйкес келуі периодтық заңның дұрыстығының дәлелі болды.

№32 элементтің Д. И. Менделеев 1871 ж. болжаған қасиеттері.

Атомдық массасы - 72;

Сұр, қиын балқитын металл;

Тығыздығы - 5, 5 г/см ³ ;

Оксидінің формуласы - ЭО ₂ ;

Оксидінің тығыздығы - 4, 7 см ³ ;

Хлориді ЭCl ₄ сұйық зат;

Тығыздығы - 1, 94 см ³ ;

Қайнау температурасы - 90 ⁰ С

Германийдің тәжірибе жүзінде анықталған (1866 ж. К. Винклер) қасиеттері.

Атомдық массасы - 72, 6;

Сұр, қиын балқитын металл;

Тығыздығы - 5, 35 г/см ³ ;

Оксидінің формуласы - GeО ₂ ;

Оксидінің тығыздығы - 4, 74 см ³ ;

Хлориді GeCl ₄ сұйық зат;

Тығыздығы - 1, 887 см ³ ;

Қайнау температурасы - 90 ⁰ С

Ол кезде периодтық заң былай оқылды:

Жай заттардың, сондай-ақ олардың қосылыстарының қасиеттері элементтердің атомдық салмақтарына периодты тәуелді.

Периодтық заңның графикалық кескіні - периодтық жүйе.

Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесінің құрылымы

Элементтер 7 периодта 8 топта орналастырылған. Сілтілік металдан басталып бекзат газдармен аяқталатын көлденең қатар период деп аталады. Онда элементтер атомдық массаларының арту ретімен орналастырылған. Алғашқы 1 - 3 период - кіші периодтар, олар бір ғана қатардан тұрады; 4 - 7 периодтар - үлкен периодтар , олар екі қатардан (жұп және тақ) құралған, 7 - период аяқталмаған.

Топтарда қасиеттері ұқсас элементтер біріктіріліп тігінен орналастырылған. Топтар негізгі (А) және қосымша (В) болып екіге бөлінеді: негізгі топшада кіші де, үлкен де периодтардың элементтері болады.

Д. И. Менделеевтің периодтық заңын түсіну үшін элементтердің оксидтерінің және сутекті қосылыстарының формулаларын жазып, қасиеттерін қалай өзгеретіні төмендегі кестеде көрсетілген.

Элементтердің оттекті және сутекті қосылыстары.

Э: Э

Li: Na

Be: Mg

B: Al

C: Si

N: P

O: S

F: Cl

Э: ЭО

Li: Э ₂ О

Be: ЭО

B: Э ₂ О ₃

C: ЭО ₂

N: Э ₂ О ₅

O: ЭО ₃

F: Э ₂ О ₇

Э: В

Li: I

Be: II

B: III

C: IV

N: V

O: VI

F: VII

Э: ЭН

Li: --

Be: --

B: --

C: ЭН ₄

N: ЭН ₃

O: Н ₂ Э

F: НЭ

Э: В

Li:

Be:

C: IV

N: III

O: II

F: I

Жүйенің II, III период элементтерінің оксидтерінде элементтердің валенттіліктері I - VIII-ге дейін артады. Оксидтердің қасиеттері негіздіктен (Na ₂ O, MgO) екідайлылыққа (Al ₂ O ₃ , BeO), одан қышқылдыққа (SiO ₂ , P ₂ O ₅ , SO ₃ , Cl ₂ O ₇ , CO ₂ , N ₂ O ₅ ) біртіндеп ауысады.

Ал сутекті қосылыстарда валенттіліктері IV -тен I -ге дейін кемиді.

(СН ₄ , NH ₃ , H ₂ O, HF) (SiH ₄ , PH ₃ , H ₂ S, HCl)

Элементтердің және олардың қосылыстарының қасиеттері периодты түрде қайталанады. Байқалған заңдылықты түсіндіру үшін периодтық заңды атом құрылысы тұрғысынан қарастыру керек.

Д. И. Менделеев периодтық заңды ашып, химиялық элементтердің периодтық жүйесін жасаған кезде, олардың физикалық мәні түсіндірілмеді.

Д. И. Менделеев атомдық массаларының өсу ретімен орналасқан химиялық элементтер қасиеттерінің периодты өзгеруінің себептерін айқындап бере алмады. Элементтердің қасиеттері не себепті олардың салыстырмалы атомдық массаларына периодты түрде тәуелді болатыны белгісіз еді. Бірақ Д. И. Менделеев элементтердің атом құрылысы айқындалған сайын бұл сұраққа жауап беруге болатынын алдын ала болжады.

XX ғасырда атом құрылысы айқындалып, оның құрылыс теориясы ұсынылды. Ғалымдар атомның ядродан және оның айналасында қозғалып жүретін электрондардан тұратынын анықтады.

1911 жылы ағылшын ғалымы Э. Резерфорд атом құрылысының «планеталық» моделін ұсынды. Бұл модель бойынша атомның ортасында оң зарядталған ядро бар, ал оны электрондар айналып жүреді. Электрон теріс зарядталған ең кіші бөлшек, оның заряды өлшем бірлігі ретінде қабылданған.

Жалпы алғанда атом электробейтарап, яғни зарядсыз бөлшек болып саналады, себебі ядроның оң заряды электрондардың теріс зарядына тең. Мысалы, егер атом ядросының заряды +4 болса, оның айналасында әрқайсысы -1 теріс зарядталған 4 электрон қозғалып жүреді.

Кейіннен химиялықэлемент атомдарының ядро зарядтарының сандық мөлшері сол элементтердің периодтық кестедегі реттік нөмірлеріне тең болатындығы анықталған. Мысалы, сутек элементінің реттік нөмірі 1, оның атомының заряды +1, ядросын сыртынан заряды -1 болатын бір электрон айналып жүреді.

Гелий Не элементінің реттік нөмірі 2, атом ядросының заряды +2-ге тең, оның айналасында жалпы заряды - 2 болатын екі электрон айналып жүреді.

Теллур атомы ядросының оң заряды +52, ал йодтікі I + 53 сондықтан олар периодтық жүйеде 52 және 53 нөмірде орналасқан. Әрине бұл кезде атомдық массаларының өсу реті бұзылады: A _r (Te) = 127, 6 ; A _r (I) =126, 9. Аргонның оң заряды + 18, ал калийдікі + 19, сондықтан калий аргоннан кейін тұр (А _r (Ar) = 39, 9; A _r (K) = 39, 1) .

Атом құрылысы туралы ілімнің одан әрі дамы периодтық заңның физикалық мәнін айқын түсіндіреді. Қазіргі уақытта периодтық заңның тұжырымдамасы былайша оқылады: химиялық элементтер, олар түзетін жай және күрделі заттардың қасиеттері сол элементтердің атом ядроларының зарядтарына периодты түрде тәуелді болады.

Басты фактілер :

Атом ортасында оң зарядталған ядродан және оның қабықшасын құрайтын, орасан зор жылдамдықпен қозғалатын электрондардан тұрадыЭлементар электр заряды е=-1, 6*10-19 Кл. Электронның массасы m =9, 1 * 10-31 кгЯдроның құрамына оң зарядталған бөлшек протон және нейтрон деп аталатын бейтарап бөлшек кіредіЯдродағы нейтрондардың саны протондардың санына теңЯдроның заряды оң және абсолют мәні бойынша атомдағы барлық электрондардың зарядына теңОң ион-кандай да бір өзара эрекеггесу нәтижесінде электрондарынан айрылған атомТеріс ион - қандай да бір өзара әрекеттесу нәтижесінде артық электрондарды қосып алған атомАтомның өлшемі өте кіші 10-10 мАтом ядросының өлшемі (10-14 м ), атомнан он мың есе кіші.

Химиялық элементтер бізді қоршаған әлемді құрайтын заттардың құрамына кіреді және адамдар да сол әлемнің бір бөлігі. Периодтық заңда айтылған химиялық элементтердің өзара байланысы да периодтық кестеде анық көрсетілген. Өзара байланысты бөліктерден құралған тұтас дүние - жүйе деп аталады. Кестеде белгілі орындағы әрбір химиялық элемент химиялық таңбасы арқылы көрсетілген, Ол кестеде элемент туралы біраз мәлімет бар: аталуы, реттік нөмірі, салыстырмалы атомдық массасы. Көлденең қатарларда периодтар, тік бағандарда топтар орналасқандықтан әрбір элемент бір мезгілде белгілі бір периодқа және топқа жатады.

Химиялық элементтердің периодтық жүйесінде 7 период бар, ол 10 тақ және жұп қатарлардан тұрады. 8 тік бағандар топ деп аталады. Кіші периодтар бір ғана қатардан тұрады, олар үлкен периодтар деп аталады.

Топта қасиеттері ұқсас элементтер орналасқан. Топ нөмірі I - VIII дейін рим сандарымен белгіленген. Кейбір ауытқулар болмаса топ нөмірі валенттікке сәйкес келеді.

Әрбір период сілтілік металдардан басталып (I период - сутектен) инертті элементтермен аяқталады. Периодтағы атомдардың электрондық қабаттарының саны бірдей болады.

Кіші периодта ядро зарядының мәні артқан сайын сыртқы қабаттағы электрондар саны өседі. Бұл жоғары валенттіктің өсуіне, металдық қасиеттің бәсеңдеуіне, бейметалдық қасиеттің артуына әкеледі. Сол сияқты сәйкес жоғары оксидтері мен гидроксидтерінің негіздік қасиеттері де екідайлыққа, одан әрі қышқылдыққа ауысады. Үлкен периодтарда бұл құбылыс баяу жүреді бірақ химиялық элементтердің қасиеттерінің өзгеру заңдылығы сақталады.

Үлкен периодтарда сілтілік және сілтілік жер металдарынан кейін электрондық қабаттың толуы басқаша жүреді. 4 - период элементтерінің орналасуы төмендегі кестеде көрсетілген.

Период

Қатар

Топтар

Период:

Қатар:

Топтар: I

III

VII

VIII

Период: 4

Қатар: 4

Топтар:

¹⁹

²⁰

^Ca

²¹

^Sc

²²

^Ti

²⁴

²⁵

^Cr

²⁶

^Mn

^{26 27 28}

^{Fe, Co, Ni}

Период: 5

Қатар:

²⁹

^Cu

Топтар:

³⁰

^Zn

³¹

^Ga

³²

^Ge

³³

^As

³⁴

^Se

³⁵

^Br

³⁶

^Kr

Әр периодтың ішінде элементтің металдық қасиеті солдан оңға әлсірей бастайтындықтан үлкен периодта жоғары жұп санды қатардағы элементтердің металдық қасиеттері, төменгі тақ қатардағы элементтердің қасиеттерінен басым болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.