Жоспар:
- Периодтық заң және периодтық жүйе
- Периодтық заң және атомның күрделілігі
Қолданылған әдебиеттер тізімі:
Негізгі және қосымша әдебиет
- Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.
- Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.
- Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.
- Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.
- Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.
- Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж
- Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.
Лекция мәтіні:
Д.И. Менделеев элементтер жүйесін жасауда сол уақытқа дейінгі химияның үш табысына сүйенді: олар химиялық элементтер жайындағы түсінік, элементтердің оның сол уақытта белгілі 63 түрі; 1852 жылы ғана химияға енген жаңа түсінік-элементтердің валенттігі; 1860жылы Карлсруэдегі химиктер съезінің қорытындысының бірі- элементтердің атомы және атомдық масса жайындағы түсінік.
Менделеев элементтерді жүйелеуге негіз етіп, элементтің шешуші қасиеті масса деп түсініп, массаның көрсеткіші атомдық массаны алады. Масса-материға тән қасиет. Менделеевтің массаны негізге алуы оның ғылыми ойлау жүйесі материалистік екенін көрсетеді.
Менделеев сол кезде өзіне белгілі 63 элементті, жеке-жеке қағазға олардың таңбасын, атомдық массасын, валентілігін және басқа да басты қасиеттерін көрсете отырып жазып шығады. Бұларды элементтердің атомдық массасы өсу ретімен вертикаль бойына орналастырғанда, белгілі, бірақ бірдей емес интервалдерде, элементтердің қасиеттерінің анық қайталайтындығын байқаған.
Менделеев 1869 жылы ақпанда жүйенің бірінші нұсқасын ірі ғалымдарға таратып, жариялайды, және сол жылы периодтық заңның негізгі тезистерін жазады:
- элементтерді атомдық массасы өсу ретімен орналастырса, қасиеттері периодты түрде қайталайтындығы байқалады;
- атомдық масса элементті сипаттайды;
- бұрын белгісіз жаңа элементтердің ашылуын күту керек;
- элементтің атомдық массасын оның ұқсас элементтері белгілі болса, түзетіп дәлірегін табуға болады;
1870жылы Менделеев «Химия негіздерінің» бірінші басылуында элементтер жүйесінің жаңа нұсқасын береді. Мұнда бірінші нұсқа да кестені 900 бұрған, сонда ондағы вериткаль қатарлар мұнда период болып, параллель горизантальдағы элементтер валентігі бойынша, топ түзеді. Біздің осы уақытта қолданатын кестелеріміз осы екінші нұсқаның негізінде жасалған.
Бұл нұсқаға сүйеніп Менделеев:
- 12 элемент тағы ашылу керек деп болжап, оларға бос орын қалдырады, ол осы күні табылған- скандий, галлий, германий, технеций, рений, гафний, полоний, астат, франций, радий, актиний, протактиний; бұлардан басқа лантаноидтар мен ураннан кейінгі элементтер табылуы мүмкін деген пікір айтқан;
- 10 элементтің атомдық массаларын 1,5-2 есе түзеп өзгертеді, олар берилий, индий, ванадий, торий, уран, лантан, церий және басқа лантаноидтар осылардың валенттіліктерін өзгертеді;
- 10 элементтің атомдық массаларын түзетеді;
- 8 элементті, ол уақытта ұқсас деп жүрген элементтерден басқа элементтермен ұқсастығын тауып солармен бір топқа орналастырады.
- Осындай жұмыстардың ақтығында 1871 жылы Менделеев периодтық заңның анықтамасын береді:
Элементтердің, олардың жай және күрделі қосылыстарының қасиеттері атомдық массаға периодтық тәуелділікте болады.
Периодтық заң және атомның күрделілігі. Периодтық заңда анық көрінген химиялық элементтердің атомдарының арасындағы байланыс, тәуелділік осы атомдардың бәріне ортақ бір негіз бар шығар, осы атомдарда бір текстік болуы мүмкін деген ой туғызады. Олай болса атом өзі неден, қалай құралған деген сұраулар туады.
Элементтердің атомдарының қасиеттері период тсайын қайталайтындығы, ол атомдарының құрылымында да бір ұқсастықтардың қайталайтындығын көрсетеді.
Бірақ бұл периодтық жүйенің нұсқап көрсетіп отырған атом құрлымындағы ортақтықты, тектестікті, ұқсастықты іздеу, басқаша айтқанда, атомның құрылысын зерттеу бірден басталмады. ХІХ ғасырдың аяғына дейін химияда да, физикада да атом материяның бөлініп болған ең кіші бөлігі, одан әрі бөлінбейді деген метафизикалық жалған пікір үстем болған.
Бұл пікірдің бір жақты, қате пікір екенін кейбір дана ғалымдар ерте-ақ түсінді. Мысалы, Москва университетінің профессоры М.Г. Павлов 1819 жылы барлық зат материядан тұрады, материяда электр зарядтары болады, ең кіші бөлшек атом оң және теріс зарядтардан түзілген, элементтердің атомдары планетарлық құрылысты болады деген. Бұл атомның күрделі жүйе екендігі айтылған ең алғашқы пікір еді. Осы жайында А.М. Бутлеров 1886 жылы былай деген: «Атомдар… жаратылысы бойынша бөлінбейді емес, қазіргі біздің қолымызда бар тәсілдермен ғана бөлінбейді… кейін ашылатын жаңа процестерде бөлінуі мүмкін….»
Осы жылдарда Н.А. Морозов атомның күрделі екендігін айтумен қатар оның орталық бөлімі және жеңіл электр бөлшектері болады деген. Морозовтың есебінше, атомның құрылымында массасы бірге, екіге, және төртке тең бөлшектер, олардың оң әрі теріс зарядтары болады. Олар осы кездегі-α-бөлшектер, дейтрон, протон, нейтрон, электрон, позитрондар сияқты. Морозов бұл пікірлерін периодтық жүйеге сүйене отырып айтты.
Орыстың көрнекті химигі Б.Н. Чигерин 1888жылы математикалық есептеулер арқылы атомның құрылымын күн жүйесі сияқты деген қорытындыға келген.
Д.И. Менделеев өзі де былай жазған болатын: «… Периодтылық заңы өте түсінікті болғанымен, оның себебін анықтап түсірудің біз әзір болжауымыз да қиын….
Жорамалдауымызға өте қолайлы, әттең әзір дәлелдеуге мүмкіншілігіміз жоқ… бірақ жай заттардың атомдары-күрделі заттар, олар өзінен де кішірек бөлшектердің қосылуынан түзілген: біз атом бөлінбейді дегенде кәдімгі химиялық жолмен бөлінбейтіндігін ғана айтамыз…»
Ағылшын ғалымы Дж. Томсон 1904 жылы атомның ішіндегі оң заряд бір жерінде емес бар жерінде бірдей орналасқан, ал оларды нейтралдай»тын электрондар осы оң зарядтардың арасында, концентрлі шеңберлер сияқты болып орналасқан; периодтық жүйеде ұқсас элементтердің шеңберлеріндегі электрондардың орналасуы ұқсас деп, периодтылықты түсіндіруге тырысқан.