Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 2. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА И СТРОЕНИЕ АТОМОВ

§ 2.11 Значения периодического закона и теории строения атомов

Периодический закон Д. И. Менделеева имеет исключительно важное значение. Он основал современную химию, сделал ее единой, целостной наукой. Элементы начали рассматривать во взаимосвязи, зависимости от того, какое место они занимают в периодической системе. Как отметил М. Д. Зелинский, периодический закон стал “открытием взаимной связи всех атомов в вселенной”.

Химия перестала быть описательной наукой. С открытием периодического закона в ней стало возможным научное предвидение. Появилась возможность предсказывать и описывать новые элементы и их соединения. Блестящий пример этого - предсказания Д. И. Менделеевым существования еще не открытых в его время элементов, из которых для трех - Ga, Sc и Ge - он дал точное описание свойств.

На основе закона Д. И. Менделеева было заполнено все пустые ячейки его системы от элемента с Z = 1 до Z = 92, а также открыто трансурановые элементы. И сегодня этот закон является ориентиром для открытия или искусственного создания новых химических элементов. Так, руководствуясь периодическим законом, можно утверждать, что если будет синтезирован элемент Z = 114, то это будет аналог свинца (екаплюмбум), если будет синтезирован элемент с Z = 118, то он будет благородным газом (екарадон).

Российский ученый Н.А. Морозов в 80-х годах XIX века предсказал существование благородных газов, которые затем открыто. В периодической системе они завершают периоды и составляют главную подгруппу VIII группы.

“До периодического закона, - писал Д. И. Менделеев, - элементы были отдельными случайными явлениями природы; не было повода ждать каких-либо новых, а заново найдены были полной неожиданной новинкой. Периодическая законность первой дала возможность видеть не открытые еще элементы в такой дали, до которой невооруженный этой закономерностью зрение до тех пор не достигал”¹ .

¹ Менделеев Д. Ы. Периодический закон химических злементов. - Л.: Госхимтехиздат, 1934. - С. 79.

Периодический закон стал основой для исправления атомных масс элементов. В 20 элементов Д. И. Менделеевым были исправлены атомные массы, после чего эти элементы заняли свои места в периодической системе. Большое общенаучное и философское значение периодического закона и системы заключается в том, что он подтвердил самые общие законы развития природы (единства и борьбы противоположностей, перехода количественных изменений в качественные, отрицание отрицания).

На основе периодического закона и периодической системы Д.И. Менделеева быстро развивалось учение о строении атома. Оно раскрыло физический смысл периодического закона и объяснил расположение элементов в периодической системе. Правильность учения о строении атома всегда проверялась периодическим законом. Вот еще один пример. В 1921 p. Н. Бор доказал, что элемент с Z = 72, существование которого предусматривал Д. И. Менделеев в 1870 p., должен иметь строение атома, аналогичную строению атома циркония (Zr - 2.8.18.10.2, a Hf - 2.8.18.32.10.2), а поэтому искать его следует среди минералов циркония. Следуя этого совета, в 1922 г. венгерский химик Д. Хевеші и голландский физик Д. Костер в норвежской циркониевой руде открыли элемент с Z = 72 и назвали его гафнием (от латинского названия г. Копенгагена - места открытия элемента). Это был огромный триумф теории строения атома: на основе строения атома завбачено место нахождения элемента в природе.

Учение о строении атома способствовало открытию атомной энергии и использованию ее для нужд человека. Можно без преувеличения сказать, что периодический закон является первоисточником всех открытий химии и физики XX в. Он сыграл выдающуюся роль в развитии других, смежных с химией естественных наук.

Периодический закон и периодическая система лежат в основе решения современных задач химической науки и промышленности. С учетом периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева проводятся работы по добыванию новых полимерных и полупроводниковых материалов, жаропрочных сплавов, веществ с заданными свойствами, с использование ядерной энергии, исследуются недра Земли, Вселенная...

Большое педагогическое значение периодической системы - она является научной основой преподавания химии в средней и высшей школе.