Периодический закон в свете учения о строении атома

В 1869 г. тридцатипятилетний профессор Санкт-Петербургского университета Д. И. Менделеев открыл закон периодического изменения свойств химических элементов – основополагающий закон природы вообще и фундамент всей химии элементов в частности – и создал Периодическую систему химических элементов (рис. 2).

Окончательная формулировка периодического закона была дана Менделеевым в июле 1871 г. Она гласила: "Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов".

Открытие периодического закона было сделано в то время, когда атом считался неде­лимой частицей, и было известно только 63 химических элемента. Спустя 40 лет, когда началась разгадка тайны строения атомов, путеводной нитью в этих работах служила Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, так как ока­залось, что элементы в ней размещены в соответствии с электронным строе­нием их атомов, а заряд ядра атома (выраженный в единицах заряда протона) численно равен порядковому номеру соответствующего элемента в Периодической системе (закон Мозли*, 1913 г.). И это при том, что во времена Д.И. Менделеева химические элементы не нумеровались.

Таким образом, был установлен физический смысл порядкового номера химического элементав Периоди­ческой системе, который выражает заряд ядра и количество электронов в электронейтральном атоме.

 

С современных позиций периодические изменения свойств атомов элементов обусловлены периодическим повторением с определённой закономерностью сходных электронных конфигураций их атомов. И поэтому современная формулировка периодического закона Д.И. Менделеева такова: "Свойства химических элементов, а также свойства образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атом­ов и определяются периодически повторяющимися электронными конфигурациями атомов.

Периодическая система химических элемен­тов, представленная Д. И. Менделеевым в виде таблицы, – это наглядное отражение открытого им периодического закона.

При изучении химии используются три формы периодической системы, химических элементов которые получили наибольшее распространение: ко­роткая (8 клеточная*, рис. 4), полудлинная (18 клеточная, рис. 5), длиннопериодная (32 клеточная, рис. 6), и лестничная (рис. 3).

 

 

Рис. 3. Лестничная форма Периодической

системы химических элементов Д.И. Менделеева (по Н. Бору**)

 

 

Рис. 5. Полудлинная форма Периодической системы Д.И. Менделеева (18 клеточная)

 

 

Рис. 6. Длиннопериодная форма Периодической системы Д.И. Менделеева (32 клеточная)

 

Иногда меня спрашивают, как можно быть уверенным, что где-то во Вселенной не существует большего числа элементов, чем в периодической системе. Пытаясь ответить на этот вопрос, я говорю, что он подобен вопросу – откуда известно, что где-нибудь во Вселенной не существует ещё одного целого числа между 4 и 5? К сожалению, кое-кому кажется, что это тоже разумный вопрос.

Джордж Уальд (1964 г)