Развитие периодического закона

Химический этап развития периодического закона начался с открытия предсказанных элементов.

В 1875 г. французский химик Поль Эмиль Франсуа Лекок де Буабодран (1838-1912) открывает новый элемент, который был назван галлием. Менделеев сразу же указывает, что галлий пред­ставляет собой экаалюминий. Дальнейшие исследования полнос­тью подтверждают это, причём оказалось, что Менделеев предска­зал плотность галлия точнее, чем Лекок де Буабодран эксперимен­тально определил её.

В 1879 г. шведский химик Ларс Фредерик Нильсон (1840-1899) опубликовал сообщение об открытии скандия. Свойства скандия в точности соответствовали свойствам менделеевского экабора.

В 1886 г. немецкий химик Клеменс Александр Винклер (1833-1904) открывает германий. Исследование свойств германия пока­зало, что он идентичен с экасилицием Менделеева.

Полное подтверждение предсказаний Менделеева означало тор­жество периодического закона. С середины 1880-х гг. учение о периодичности было окончательно признано в качестве одной из основ теоретической химии.

Тем не менее, в периодической системе оставались некоторые проблемы. Предстояло определиться с местом в периодической системе для двух групп элементов – инертных газов, имеющих нуле­вую валентность, и тринадцати редкоземельных элементов(РЗЭ). Нельзя не упомянуть о том, что открытие большого числа элементов во второй половине XIX в. было в значительной мере обусловлено появлением спектрального анализа, метода, который предложили в конце 1850-х гг. немецкие учёные Густав Роберт Кирхгоф (1824-1887) и Роберт Вильгельм Бунзен (1811-1899). В 1900-1902 гг. Д.И. Менделеев, Уильям Рамзай (1852-1916), - первооткрыватель инертных газов, и Богуслав Браунер (1855-1935), известный сво­ими работами по уточнению атомных весов элементов, проводят модернизацию периодической системы. Менделеев и Рам­зай приходят к выводу о необходимости образования в системе нулевой группы элементов, в которую вошли инертные газы. Ну­левая группа прекрасно вписалась в периодическую систему; инер­тные газы явились элементами, переходными между галогенами и ще­лочными металлами. Браунер предложил решение проблемы раз­мещения в таблице редкоземельных элементов. По его мнению, РЗЭ составляют особую группу периодической системы: ″Подобно тому, как в Солнечной системе целая группа астероидов занимает по­лосу на месте пути, по которому должна бы двигаться одна пла­нета, так точно целая группа элементов редких земель могла бы занять в системе одно место, на котором в другом случае стоит один элемент... Таким образом, все эти элементы, очень подобные один другому, стали бы на том месте в IV группе восьмо­го ряда, которое до сих пор занимал церий... Элементы редких земель создали бы особую интерпериодическую группу, аналогич­ную до некоторой степени восьмой группе, поместившись в сере­дине остальных групп периодической системы...″ Шестой период системы, таким образом, должен быть длиннее, чем четвёртый и пятый, которые в свою очередь длиннее, чем второй и третий пе­риоды. В коротком варианте периодической системы Браунер пред­ложил поместить все РЗЭ в одну клетку четвёртой группы.

Модернизация периодической системы в начале XX в. завер­шила химический этап её развития. Химия в принципе не могла объяснить причину периодичности свойств элементов и их соеди­нений. Дальнейшее развитие периодического закона в XX в. связано с блестящими успехами физики, приведшими к революцион­ным изменениям в естествознании.

Физический этап развития периодического закона можно в свою очередь разделить на несколько стадий:

1.Установление делимости атома на основании открытия элек­трона и радиоактивности (1896-1897).

2.Разработка моделей строения атома (1911-1913).

3.Открытие и разработка системы изотопов (1913).

4.Открытие закона Мозли (1913), показывающего зависимость между длинами волн рентгеновского излучения и порядковым номером элемента, позволяющего экспериментально определять заряд ядра и номер элемента в периодической системе.

5.Разработка формальной теории периодической системы на основании представлений о строении электронных оболочек атомов (1921-1923).

6.Создание квантовой теории периодической системы (1926-1932).