В чем заключалось практическое значение открытия менделеева кратко

Обновлено: 05.07.2024

В чём заключалось практическое значение открытия Д. И. Менделеева?

Ответ

Периодическая таблица элементов (так называемая таблица Менделеева) на момент открытия помогла лучше систематизировать химические элементы.

Впоследствии же, она позволила прогнозировать свойства ещё не открытых элементов. А в ХХ веке целый ряд элементов был искусственно синтезирован, причём в полученном продукте был только малый процент нужных атомов – их вычленяли исходя из свойств, определённых по таблице Менделеева.

Дмитрий Менделеев

Не все открытия Менделеева так известны, как его периодическая таблица элементов, и не все они так же значительны. Однако, Дмитрий Иванович не был бы одним из величайших учёных в истории человечества, если бы его вклад в науку ограничился бы одной лишь этой таблицей. Всю жизнь он трудился на благо человечества, не покладая рук, и навсегда вписал в историю своё имя.

Открытия и изобретения Д. И. Менделеева

Периодический закон

Периодическая таблица элементов – самое знаменитое открытие Дмитрия Менделеева, ей пользуется весь мир

Именно он лёг в основу периодической таблицы элементов, самого известного открытия Менделеева. Широко распространён миф о том, что таблица якобы привиделась учёному во сне, причём этот миф зародился ещё при его жизни. Сам Дмитрий Иванович его с негодованием отвергал, и даже обижался, когда его спрашивали, правда ли это. Его до глубины души возмущало то, что плод многолетней работы, по мнению окружающих, мог достаться ему так легко. Над своей таблицей он действительно работал годами, и даже оставил в ней места для элементов, которые на тот момент ещё не были открыты. Позднее другие учёные действительно их получили – Менделеев был прав, он вычислил даже атомный вес элементов, о существовании которых лишь догадывался.

25 интересных фактов о Татарстане

Внешняя политика Хрущёва. Плюсы и минусы, итоги кратко.

Бездымный порох

По сравнению с обыкновенным порохом бездымный обладает рядом преимуществ – он лучше сгорает и меньше пачкает ствол. В ту эпоху в Российской империи технологии производства бездымного пороха были неизвестны, и его приходилось втридорога закупать за рубежом. Одним из важнейших открытий Менделеева стала именно эта технология, причём он раскрыл её секрет очень оригинальным образом. Дмитрий Иванович просто изучил таможенные накладные стран, занимавшихся производством бездымного пороха, и установил список веществ, из которых его изготавливают, а об остальном он попросту догадался благодаря своим знаниям. Конечно, не всё было так просто, ему потребовалось множество экспериментов, чтобы добиться желаемого, но в конце концов результат был достигнут. Пороходелием Дмитрий Менделеев был изобретён на протяжении нескольких лет, и посвятил этой теме 68 научных работ.

Метеорологические исследования

Воздушный шар, на котором совершил свой исторический полёт Дмитрий Менделеев

Дмитрий Иванович всегда говорил, что учёный-естествоиспытатель должен не только заниматься сухой теорией, но и самолично подавать пример, иначе грош ему цена. Подтверждая собственные слова, он поднялся в небо на воздушном шаре экспериментальной конструкции, который тогда ещё был диковинкой, и в ходе этого полёта провёл множество замеров температуры воздуха на различной высоте, придя к выводам о зависимости температуры от высоты над уровнем моря. Это открытие Менделеева в дальнейшем легко в основу множества трудов по метеорологии, а сам отважный учёный преодолел на наполненном водородом воздушном шаре несколько сотен километров, прямо в воздухе устранив неисправность выпускного клапана, и совершил благополучную посадку в Московской области.

Критическая температура

Универсальная газовая постоянная

Уравнение Менделеева – Клапейрона, или уравнение идеального газа

Изучению газов и их свойств Дмитрий Иванович посвятил много лет и немало научных работ. Основным и важнейшим их итогом стало открытие Менделеевым универсальной газовой постоянной, которая является неотъемлемой частью уравнения идеального газа, известного каждому физику и химику. Это уравнение состояние ныне известно, как уравнение Менделеева – Клапейрона, так как оба этих учёных открыли его одновременно. В научном мире это довольно распространённая практика, когда одно открытие называют именами сразу нескольких человек. Что интересно, Бенуа Клапейрон, второй учёный, также являлся членом Петербургской Академии наук, хотя жил и работал он в Париже.

Пикнометр

Научный прибор пикнометр, одно из изобретений Менделеева

Это прибор, который применяется для измерения плотности газообразных, жидких и твёрдых веществ, а заодно и одно из незаслуженно забытых, но важных изобретений Менделеева. Современные пикнометры основаны именно на изобретённом им приборе, просто благодаря новым технологиям они стали надёжнее и точнее, при этом принцип их работы не изменился. Историки утверждают также, что прототип пикнометра был изобретён ещё в XI веке арабским учёным Абу аль-Бируни, но об этом стало известно только в наше время. О существовании изобретения аль-Бируни в XIX веке никто даже не догадывался, так как оно к тому моменту было уже давно и прочно забыто. Сейчас он, кстати, очень высоко почитается, особенно на территории современного Узбекистана, где он некогда родился. Его имя носят улицы во множестве городов этой страны.

На протяжении истории развития химической науки сделано немало открытий, однако немногие из них можно сопоставить с достижениями русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева. Со времени открытия периодического закона прошло достаточно времени, однако даже сегодня никто не может однозначно утверждать, что все содержание таблицы элементов осознано до конца.

Д. И. Менделеев среди профессоров, преподавателей и студентов физикоматематического факультета Санкт-Петербургского университета

Открытие периодического закона

По легенде, которая более похожа на правду,

периодическую таблицу элементов, которая позволила превратить весь собранный материал в стройную базу данных, Менделеев увидел во сне.

Ему приснилось, в каком порядке необходимо расположить имеющиеся у него карточки согласно фундаментальному закону природы. На тот момент ученый был весьма близок к открытию таблицы, ведь он годами пытался систематизировать данные, так что рано или поздно это должно было случиться. Мозг химика и днем, и ночью работал в одном направлении. Поэтому озарение скорее закономерно, чем случайно. С того дня, когда за простыми рядами символов химических элементов Менделеев увидел проявление закона природы, его уже не занимали другие вопросы: все отошло на задний план.

Д. И. Менделеев также создавал приборы, которые использовал в своих исследованиях. Вот только некоторые из них: пикнометр для определения плотности жидких веществ, весы для взвешивания твердых и газообразных веществ, дифференциальный барометр

1 марта 1869 года, закончив рукопись учебника, в котором находилась таблица элементов, Менделеев сдал его в печать и сразу же уехал в командировку. Этот день считается датой открытия периодического закона химических элементов. Однако именно тогда ученый лишь завершил разработку таблицы, которая на самом деле была прообразом той периодической системы, о которой мы знаем со школьной скамьи.

Об открытии закона сообщил друг Менделеева профессор химии Меншуткин. Это произошло 6 марта 1869 года на заседании Русского химического общества. Интересен тот факт, что русские химики вначале даже не поняли, о чем идет речь и какое великое достижение имеется в виду. Однако для дальнейшего развития таблицы и закона было достаточно того, что значение этого открытия осознал сам Дмитрий Иванович.

Окончательная доработка периодической таблицы

Руководствуясь законом периодичности и химико-физическими свойствами соединений, Менделеев изменил атомные массы этих элементов и поставил их в один ряд с теми, у которых были сходные свойства.

Так, вначале он поместил карточку с бериллием, атомная масса которого считалась равной 14, рядом с алюминием (атомная масса 27,4). В то время бериллий считали аналогом алюминия. Но, сопоставив химические свойства, переместил бериллий ближе к магнию. Можно сказать, что ученый таким образом высказал сомнение в общепринятом значении атомной массы бериллия. Он изменил ее на 9,4. А формулу оксида бериллия по аналогии с оксидом магния переделал из Be2O3 в BeO. Следует заметить, что такое значение атомной массы бериллия было подтверждено только спустя десять лет. Так же смело Менделеев действовал и в остальных подобных случаях. Например, приписал урану атомную массу 240, вследствие чего элемент оказался последним в системе. Далее четко сформулировал понятия о группах элементов, малых и больших периодах.

Пустые места в таблице Менделеева не смущали: он с легкостью оставлял их, считая, что эти элементы еще не открыты и неизвестны науке.

Так, с учетом свойств соседствующих с пустотами в таблице элементов и их соединений талантливый химик предсказал и подробно описал три неизвестных элемента, назвав их именами аналогов — эка-бор (будущий элемент скандий), эка-алюминий (известный затем как галлий) и эка-силиций (получивший название германий).

Доработкой таблицы занимался не только сам ее создатель. К ней приложили руку многие видные химики всех передовых стран. Варианты периодической системы отличались друг от друга порой разительно, однако всегда во главе угла стоял открытый Менделеевым закон периодического изменения свойств элементов.

Так, химик поместил элемент водород в первую группу (сверху слева), некоторые ученые вообще не предоставляли водороду места в системе, другие рассматривали его как легкий аналог галогенов (хлора, брома или йода), третьи размещали водород в середине первого периода, подразумевая, что этот элемент как бы принадлежит ко всем группам элементов. К слову, такая неоднозначная ситуация сохранилась и до сих пор.

Закон и периодическая система даже сегодня продолжают свое развитие, которое порой отражается на ее внешнем виде, но не меняет при этом ее сути

Последним элементом в этом варианте таблицы был уран с атомной массой 240. Менделеев не спешил предсказывать существование элементов тяжелее урана. Он считал, что если они и есть в природе, то их совсем немного.

Так, в таблице после урана идут пять пустых мест, которые соответствуют трансурановым элементам с их вероятными атомными массами. Кроме этого, в таблице присутствуют и другие элементы, которые еще предстояло открыть: два аналога марганца с атомными массами 100 и 190 — будущие технеций и рений, аналоги цезия, бария, лантана и тантала — франций, радий, актиний и протактиний, аналоги теллура и йода — полоний и астат.

благородные, или инертные, газы. Их Менделеев предсказать не смог, более того, они стали целым испытанием для периодического закона и таблицы.

Дело в том, что от данных элементов не удавалось получить каких-либо соединений, они просто не вступали в химическое взаимодействие с другими веществами. Доходило до того, что некоторые ученые отказывались признавать их элементами. Однако в итоге была выдвинута идея так называемой нулевой группы, что позволило включить данные элементы в таблицу. Кроме них в таблицу попал еще радий — это говорит о том, что Менделеев окончательно признал явление радиоактивности и радиоактивных элементов.

Открытие предсказанных элементов

Интересна история открытия элементов, существование которых предрекал Менделеев исходя из периодической таблицы. По сути, относительно скорое их обнаружение и полное совпадение предсказанных свойств с реальными стало дополнительной причиной признания периодического закона, дальнейшего развития таблицы и поиска новых элементов. А началось все, как водится, с подачи Дмитрия Ивановича.

Открытие галлия — первое подтверждение закономерности, выведенной Менделеевым.

Ученый получил новый элемент в очень небольшом количестве (меньше 100 мг), и полностью изучить его физические и химические свойства не представлялось возможным. Поэтому неудивительно, что первоначально атомная масса была определена неверно: французский исследователь указал цифру 4,7. По вычислениям Менделеева, у эка-алюминия он должен быть 5,9. Дмитрий Иванович написал французскому ученому о том, что, судя по свойствам открытого элемента, это не что иное, как предсказанный им в 1869- м эка-алюминий. После более точных исследований удельный вес галлия действительно получился 5,94!

Открытие галлия вызвало настоящую сенсацию в научной среде. Фамилии Менделеева и Лекока де Буабодрана в одночасье стали известны буквально всему миру. Ученые всех передовых стран воодушевились возможными успехами, что дало мощный старт дальнейшему поиску остальных предсказанных элементов. Десятки лабораторий Европы подключились к этой работе, не говоря уже о сотнях химиков, жаждущих необыкновенных открытий и славы.

При таком подходе успехи не заставили себя ждать. Уже в 1879 году профессор химии Ларс Фредерик Нильсон из шведского города Упсала открыл новый элемент, полностью соответствующий эка-бору. Он занимался изучением минералов, содержащих редкоземельные металлы, и стремился выделить из них соединения редкоземельных элементов в чистом виде, а затем определить физико-химические свойства и место в периодической системе.

В результате Нильсон открыл неизвестное соединение, которое сначала принял за оксид существующего элемента. После более подробных исследований было доказано, что это новый элемент.

Профессор Нильсон назвал его скандием в честь родины Скандинавии. На то, что открытый элемент очень похож на предсказанный Менделеевым эка-бор, указал другой шведский ученый — Пер Теодор Клеве, который обратил внимание, что многие свойства нового элемента, в частности формула оксида, бесцветность солей и нерастворимость оксида в щелочах, очень похожи на предсказанные свойства эка-бора. После этого скандий занял в периодической системе именно то место, на которое указывал русский химик.

новый элемент есть эка-силиций, существование которого предсказал Менделеев. Винклер предложил назвать его нептунием, намекая на то, что история открытия очень сходна с обнаружением планеты Нептун.

Однако из-за того, что такое имя было дано ранее другому, ложно открытому элементу, Винклер придумал новое — германий — в честь родины. Но данное название вызвало неоднозначную реакцию у многих ученых. Конец спорам положил Менделеев, который к тому времени обладал неоспоримым авторитетом. В своем письме к Винклеру он решительно поддержал название германий.

Авторитет Менделеева был настолько велик, что после его смерти имя ученого было присвоено Русскому химическому обществу (сейчас оно называется Российским химическим обществом им. Д. И. Менделеева). Кроме этого, АН СССР с 1962 года вручает золотую медаль им. Д. И. Менделеева отечественным ученым за выдающиеся научные работы в области химической науки и технологии.

Действующий вулкан в южной части острова Кунашир Большой Курильской гряды также назван в честь великого химика

Краткая биография

В развитии химии и других взаимосвязанных с ней наук отводится огромное значение периодическому закону и открытию периодической системы. На протяжении многих столетий ученые всего мира пытались найти и объяснить существующую закономерность и упорядочить элементы. Однако только в XIX веке великий ученый Дмитрий Менделеев сумел точно описать свойства химических элементов и на основании этого составить таблицу.

История открытия

Многие ученые считают, что именно с открытием периодического закона начался современный этап развития химии и физики. Все известные химические элементы рассматривались в зависимости от того, на каком месте они расположены в периодической системе Менделеева. Наука перестала быть строго описательной и стала предсказательной, появилась возможность прогнозировать и предвидеть. Доказательством тому стало открытие предсказанных Д. Менделеевым скандия, галлия, германия и некоторых других элементов. Это способствовало основательному признанию периодического закона всем научным миром.

На момент составления таблицы далеко не все элементы уже были известны. Поэтому ученый намеренно пропускал незаполненные клетки. Пытаясь предсказать существование и открытие элементов, ученый назвал их предположительно экабор (в соответствии с тем, что свойства были схожи с бором), а также экасилиций и экаалюминий. Научное предположение химика подтвердилось уже в течение следующих 15 лет:

галлий был открыт французским ученым Лекоком де-Буабодраном;
скандий обнаружил и исследовал шведский химик Нельсон;
германий представлен миру науки в докладе немецкого специалиста Винклера.

Появление этих элементов стало настоящим триумфом и подтверждением правильности суждений Менделеева. К середине XIX столетия было известно всего 63 наименования, а попытку расположить их в соответствии с атомной массой предпринимал сначала Александр Эмиль Шанкуртуа в 1862 году, затем в 1866-м Джон Александр Ньюлендс, но выводимые ими закономерности не находили научного подтверждения и не имели научной силы.

1869 год стал датой официального открытия периодического закона Менделеева. Впервые таблица была опубликована в популярном журнале Русского химического сообщества. Впоследствии ученые согласились с выводами химика, и опубликованная система стала общепризнанной во всем мире.

Работа ученого длилась более 20 лет. За это время Менделеев писал на карточках свойства известных элементов, неоднократно переставляя их и меняя порядок расположения, составлял конспекты и доклады. Основой упорядочивания стал атомный вес и химическое сходство, позволившие создать единую систему и открыть периодический закон.

Практический смысл

Формулировка периодического закона стала великим открытием для всего мира. Несмотря на все предпосылки и попытки других ученых опровергнуть исследования Менделеева, доказательства оправдали многолетний труд великого химика.

В науке периодический закон и ПСХЭ выполняют важные функции:

систематизируют и обобщают всю информацию об элементах, веществах и соединениях в единое целое;
обосновывают виды периодичности при изменении химических свойств и образовании сложных или простых веществ;
позволяют прогнозировать появление неоткрытых элементов, охарактеризовать их предположительные свойства;
создают базу для определения принципа строения электронных оболочек и атомного ядра.

Ученые всего мира единогласно признали огромное и важное значение периодического закона Менделеева и его периодической системы.

В наше время используется современная, отличающаяся от первоначальной, формулировка: свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов, выражающейся в периодической повторяемости структуры внешней валентной электронной оболочки.

Величайшее достижение русского химика заключается не только в упорядочивании известных в природе элементов, но и в краткой характеристике, которая зашифрована в клетке с каждым названием. Например, заряд ядра обозначает число, соответствующее порядковому номеру. По мере увеличения заряда ядра растет и количество электронов, соответственно, изменяются и свойства. Согласно теории ученого, номер периода отображает количество электронных оболочек.

В познании элементов и их свойств особое значение в периодической системе Менделеева получил водород. В таблице ему отведено две клетки — в 1-й и 7-й группах, в соответствии с количеством электронов на внешнем уровне и одним недостающим электроном для завершения галогенного внешнего уровня.

В XX столетии работа над дальнейшим созданием и дополнением таблицы продолжается. Современная химия решает вопросы не только науки, но и промышленности, фармацевтики и других сфер деятельности человека. На основании имеющихся сведений разрабатывается получение новейших полимеров и полупроводников, жаростойких сплавов и веществ с заданными изначально свойствами.

История открытия

галлий был открыт французским ученым Лекоком де-Буабодраном;
скандий обнаружил и исследовал шведский химик Нельсон;
германий представлен миру науки в докладе немецкого специалиста Винклера.

Практический смысл

В науке периодический закон и ПСХЭ выполняют важные функции:

систематизируют и обобщают всю информацию об элементах, веществах и соединениях в единое целое;
обосновывают виды периодичности при изменении химических свойств и образовании сложных или простых веществ;
позволяют прогнозировать появление неоткрытых элементов, охарактеризовать их предположительные свойства;
создают базу для определения принципа строения электронных оболочек и атомного ядра.

Ученые всего мира единогласно признали огромное и важное значение периодического закона Менделеева и его периодической системы.

В познании элементов и их свойств особое значение в периодической системе Менделеева получил водород. В таблице ему отведено две клетки — в 1-й и 7-й группах, в соответствии с количеством электронов на внешнем уровне и одним недостающим электроном для завершения галогенного внешнего уровня.

Читайте также: