Jdi na obsah Jdi na menu
 


Dimitrij Ivanovič Mendelejev

9. 11. 2008

ZDROJ:http://www.tabulka.yw.sk/clanky/historia_periodickej_tabulky.pdf

 

Dimitrij Ivanovič Mendelejev a 

periodická tabuľka chemických prvkov

 

Lucia Rédliová

Zuzana Ondrejmišková

Pavol Helmeš

Filip Bíňovský

 

Obrazek

Dimitrij Ivanovič Mendelejev

 

            Dmitrij Ivanovič Mendelejev, jeden z najslávnejších chemikov sveta sa narodil 27. januára 1834 v Toboľsku ako posledný zo sedemnástich detí. Bol synom riaditeľa gymnázia. V tom istom roku jeho otec oslepol, a preto všetky starosti s rodinou znášala obetavá matka Mária Dmitrijevna. V roku 1841 bol ako sedemročný prijatý na toboľské gymnázium, v ktorom v roku 1849 maturoval. V rokoch 1850 až 1855 študoval na Hlavnom pedagogickom inštitúte v Petrohrade.

Mendelejev rád spomína na chvíle prežité v tomto ústave. Tu sa prvý raz stretol s vynikajúcimi vedcami a pedagógmi, ktorí mali veľký vplyv na rozvoj jeho talentu. Záujem a veľkú lásku k chémii v ňom vzbudil profesor chémie A. A. Voskresenskij.
            Mendelejev študoval s veľkým zanietením, hoci často chorľavel. Jeho túžba po vedomostiach, po objavovaní nového bola obdivuhodná. Nevynechal ani jednu príležitosť na získanie nových vedomostí, ktoré rozširovali jeho vedný obzor, najmä v chémii a fyzike. Riadil sa heslom: „Kto chce byť dobrým chemikom, musí byť predovšetkým dobrým fyzikom.“ Vždy sa usiloval logicky uvažovať a získané poznatky dávať do súvislostí a vzťahov, ako mu to vštepovali jeho učitelia na inštitúte.

            Štúdiá ukončil dizertačnou prácou o imorfizme zlúčenín, ktorá vytvorila základ pre jeho objav periodického zákona.

            Dva roky pôsobil ako učiteľ na gymnáziu v Simferopole a neskôr v Odese. Tu sa zaoberal problémom chemickej afinity, t.j. schopnosti prvkov navzájom sa zlučovať. Po krátkom pôsobení na petrohradskej univerzite vo funkcii docenta odchádza na študijný pobyt do zahraničia.

            Dva roky pôsobil ako učiteľ na gymnáziu v Simferopole a neskôr v Odese. Tu sa zaoberal problémom chemickej afinity, t.j. schopnosti prvkov navzájom sa zlučovať. Po krátkom pôsobení na petrohradskej univerzite vo funkcii docenta odchádza na študijný pobyt do zahraničia.

            Po návrate zo zahraničia v roku 1861 prednášal na petrohradskej univerzite organickú chémiu. Jeho vedecká činnosť na univerzite bola veľmi rozsiahla a rozmanitá. Skúmal možnosti ťažby ropy v Baku. Neskôr sa natrvalo usadil v Technologickom inštitúte v Petrohrade ako profesor anorganickej chémie.

            Rok 1869 bol pre D. I. Mendelejeva aj pre chémiu veľmi významný. Dňa 6. marca predniesol za chorého Mendelejeva jeho asistent Menšutkin referát na tému: „Pokus o vytvorenie sústavy prvkov založenej na ich atómovej hmotnosti a chemickej podobnosti“. Týmto referátom Mendelejev zverejnil svoj veľký objav periodického zákona. Podľa jeho predpovedí už v roku 1875 bol objavený prvok gálium. Bolo to prvé uznanie Mendelejevovej geniality. Medzi jeho najvýznamnejšie diela patrí učebnica „Základy chémie“.

            Popri svojej bohatej pedagogickej a vedeckej práci sa Mendelejev venoval aj riešeniu technologických a ekonomických problémov.

            Veľkosť a genialitu Mendelejeva ocenili už za jeho života mnohé univerzity a vedecké spoločnosti udelením čestných doktorátov a uznaní. V roku 1955 bol v USA jadrovou reakciou objavený nový chemický prvok v poradí 101., ktorý na počesť Mendelejeva nazvali Mendelejevium.

            D. I. Mendelejev zomrel po silnom nachladení ako 73-ročný 20. januára 1907 počas ešte stále plodného života.

   Na čele smútočného sprievodu s Mendelejevovou rakvou, ktorý smeroval na

Volkovov cintorín v Petrohrade niesli tabuľku chemických prvkov, symbol jeho nesmrteľnosti.

 

 

            História periodickej tabuľky

 

          Periodický zákon je založený na princípe opakovania vlastností prvkov po istých periódach. Tento zákon formuloval Dimitrij Ivanovič Mendelejev

6. marca 1869. Tento deň prezentoval Mendelejev svoju tabuľku pred Ruskou chemickou spoločnosťou s názvom Súvislosť medzi vlastnosťami atómových hmotností prvkov.

          Jeho tabuľka bola publikovaná v jednom neznámom ruskom časopise, onedlho však vyšla aj v nemeckých novinách Zeitschrift für Chemie v roku 1869.

Bolo v nich uvedené:

  Prvky ak sú zoradené podľa ich atómových čísel, vytvárajú istú periodicitu vlastností.

  Prvky, ktoré majú podobné chemické vlastnosti, majú malé rozdielne hodnoty atómových čísel (napríklad Pt, Ir, Os) alebo sa zvyšujú pravidelne (napríklad K, Rb, Cs).

  Zoradenie prvkov, alebo skupín prvkov podľa ich atómových čísel, zodpovedá ich valencii, a tiež ich rozmeru k ich chemickým vlastnostiam (Li, Be, Ba, C, N, O, Sn).

  Prvky ktoré sú značne rozptýlené majú malé protónové číslo.

  Veľkosť atómovej hmotnosti ovplyvňuje charakter prvku, tak ako veľkosť molekuly

ovplyvňuje charakter zlúčeniny.

  Musíme očakávať objavenie mnohých dosiaľ neznámych prvkov, prvkov podobných hliníku alebo kremíku, ktorých atómová hmotnosť bude medzi 65 a 75.   

  Atómová hmotnosť môže byť upravená znalosťami špecifického prvku a tým predpovedať nové prvky. Tak napríklad atómové číslo telúra musí byť niekde medzi 123 a 126.

  Zaručené typické vlastnosti prvkov môžu predpovedať ich atómovú hmotnosť.

 

 

Čo bolo do roku 1869?

          Do roku 1809 bolo objavených dohromady 47 prvkov. Ako počet prvkov

rástol, vedci začali skúmať ich chemické vlastnosti a začali ich klasifikovať. Za prvú vedeckú prácu je považované dielo Traité Élémentaire de Chimie (Štúdia prvkov) od francúzskeho, okrem iného, chemika menom Antoine Laurent Lavoisier. Toto jeho dielo obsahovala zoznam prvkov a substancií ktoré sa nedali rozložiť, vrátane kyslíka, dusíka, fosforu, ortute, zinku a síry. Takisto sformuloval základný moderný zoznam prvkov. Jeho zoznam obsahoval aj svetlo a teplo, ktoré sa pokladali za hmotné substancie.

           Prvý vedec, ktorý upozornil na periodicitu prvkov bol francúzsky geológ Alexandre-Émile Beguyer de Chancourtois. Vymyslel a zostavil prvú tabuľku prvkov, ktorú nazval telluric helix. Prvky boli v tejto tabuľke /v skutočnosti to bol graf v tvare špirály/ usporiadané podľa ich atómového čísla a tabuľka obsahovala niekoľko iónov, zlúčenín a prímesí. Aj keď vo svojej dobe bola jeho dielu venovaná minimálna

pozornosť, možno teraz z odstupom času povedať o veľkom prínose. Z jeho grafu sa dalo vyčítať, že prvky s podobnými vlastnosťami boli pod sebou. Jeho dielo bolo publikované v roku 1862.

          V roku 1863 John Newlands klasifikoval 56 dovtedy objavených prvkov do 11 skupín, ktoré boli založené na podobných fyzikálnych vlastnostiach. Ďalej zoskupil známe prvky do tabuľky podľa ich atómových hmotností. Zistil niekoľko opakujúcich sa zákonitostí. Tieto zákonitosti boli také, že keď zmenil zoznam prvkov na sedem skupín, prvý prvok každej skupiny zo skupiny bol podobný prvku z druhej, a tak isto to bolo aj s druhým prvkom v skupine a tak ďalej.

          Analogicky s tónovou stupnicou so siedmimi notami, ktoré formovali oktávu, pomenoval svoj objav ako Law of Octaves.

          Newlands taktiež zaznamenal to, že kremík a cín sformovali časť triády, ktoré predurčili tretí neznámy prvok, ktorého atómová hmotnosť mala byť 73, Mendelejevom, o šesť rokov predpokladaný germánium - nenechal však pre tento prvok miesto v tabuľke.

          V roku 1864 publikoval Lothar Meyer prácu, v ktorej prezentoval iba 28 prvkov, ktoré klasifikoval nie podľa atómových hmotností ale podľa valencie. Meyer nikdy nepredpokladal objavenie nových prvkov ani neupravoval atómové hmotnosti dosiaľ známych prvkov. Iba niekoľko mesiacov potom ako Mendelejev publikovaval svoju periodickú tabuľku všetkých známych prvkov (a niekoľko predpokladaných, a niektoré korekcie atómových hmotností), Meyer publikoval podobnú tabuľku.

          Vlastnú periodickú tabuľku prvkov zverejnil aj William Odlling, anglický chemik, ktorá bola veľmi podobná Mendelejevovej.

 

 

Vývin Mendelejevovej tabuľky prvkov:

          V roku 1913 objavil Henry Mosley vzťah medzi Röntgenovými lúčmi a atómovými číslami. Mosley tiež ukázal na chyby v Mendelejevovej tabuľke pri atómových číslach 43 a 61, ktoré sú dnes známe ako rádioaktívne a v prírode sa nevyskytujú. Nasledovaním po stopách Dimitrija Ivanoviča Mendelejeva, Henry Mosley taktiež predpovedal niekoľko prvkov.

          V roku 1969 navrhol Glenn T. Seaborg, americký jadrový fyzik, rozšírenú periodickú tabuľku. Je to logické rozšírenie princípov základnej periodickej tabuľky, aby zahrnula aj zatiaľ neobjavené chemické prvky. Všetky neobjavené chemické prvky sú pomenované podľa Medzinárodnej únie čistej a aplikovanej chémie (IUPAC).

 

Chemická periodicita a s tým súvisiace veci:

          Periodický zákon má svoju fyzikálnu podstatu v periodicky pravidelných zmenách elektrónovej konfigurácie so stúpajúcim protónovým číslom. Týka sa to predovšetkým elektrónov vo valenčnej vrstve. Chemická periodicita je hlavným pojmom pri štúdiu anorganickej chémie a periodickej tabuľke sa nevyrovná žiadne iné zovšeobecnenie. Keď sledujeme postupnú výstavbu elektrónových obalov atómov jednotlivých prvkov, zoradených v smere ich rastúcich atómových čísel (prirodzený rad kovov), zistíme, že jestvujú skupiny prvkov, pri ktorých vonkajšie elektrónové vrstvy atómov majú analogickú štruktúru. Súčasne pozorujeme, že prvky týchto skupín sa vyznačujú nápadne podobnými chemickými vlastnosťami. Asi 25 rokov po pôvodnej práci Mendelejeva o chemickej periodicite objavil J. J. Thompson elektrón.

Pri výklade periodického zákona používame tieto pojmy:

  primárna periodicita, ktorá popisuje fyzikálne a chemické vlastnosti vzhľadom na elektrónovú konfiguráciu

  sekundárna periodicita, ktorá je analógiou niektorých vlastností neprechodných prvkov.

  diagonálna podobnosť, ktorá je analógiou vlastností pri prvkoch susedných skupín

umiestnených diagonálne.

  lantanojdová kontrakcia, ktorá vyjadruje postupné zmenšovanie atómových iónových polomerov lantanoidov s rastúcim protónovým číslom. Príčinou je vstup elektrónov do orbitálov (n-2)f.

  inertný elektrónový pár, ktorý vyjadruje osobitnú stabilitu elektrónovej konfigurácie 6 s 2 a jeho neochota zapájať sa do chemickej väzby.

  relativistické efekty, ktoré vyjadrujú dodatočnú stabilizáciu orbitálov ns a np ktorá prvý raz kulminuje pri Pt, Au, Hg a potom pre curojdy.

 

        

          Na obrázku je Mendelejevova periodická tabuľka chemických prvkov z roku 1869.Súčasné znenie periodického zákona je: Vlastnosti chemických prvkov a ich zlúčenín sú v periodickej závislosti od protónového čísla ich atómov.

Rozumieme pod tým to, že fyzikálne a chemické vlastnosti prvkov závisia od štruktúry ich atómov a zákonite sa menia so zmenou ich protónového čísla. Niektoré typické vlastnosti prvkov sa po určitom počte prvkov v rade za sebou (po istých periódach) opakujú.

 

 

Periodická tabuľka prvkov: - Graf a obrázok - Rok objavu chemických prvkov