Короткі історичні відомості про спроби класифікації хімічних елементів

Вивчення параграфа допоможе вам:

Розвиток кожної науки розпочинається з накопичення фактів¹,які з часом піддають класифікації — поділу на групи за певними ознаками. Фактами про існування простих речовин заліза, золота, міді, олова, ртуті, свинцю, срібла оперували алхіміки. Навіть придумали витіюваті позначення символів хімічних елементів, з атомів яких ці речовини утворені.

У 1750 р. було відомо 15 хімічних елементів.

Це не так багато, щоб відчувалася гостра потреба в їх класифікації. Та наступні 50 років ознаменувалися відкриттям 20-ти хімічних елементів, тобто їхня кількість більше ніж подвоїлася. На першу половину XIX ст. (1801-1850 рр.) припадає відкриття ще 24-х хімічних елементів. У 1869 р. кількість відомих хімічних елементів досягла 63-х, а різних речовин — сотень тисяч. Погодьтеся, така кількість елементів та сполук потребувала певної класифікації, бо працювати з розрізненою невпорядкованою інформацією ставало дедалі важче, а вивчати хімію (як і будь-яку іншу науку) лише шляхом запам’ятовування — взагалі неможливо.

Перші класифікації будь-чого зазвичай недосконалі. Так, у біології види тварин спочатку класифікували за середовищем їхнього життя. Тому кити спершу були віднесені до риб, а не до ссавців.

Зробимо екскурс в історію хімії й з’ясуємо, до яких класифікацій хімічних елементів вдавалися в різні часи.

ПЕРША КЛАСИФІКАЦІЯ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. Одна з перших класифікацій (1786-1787 рр.) належить французькому вченому Антуану Лавуазье, який поділив відомі на той час елементи на металічні й металоїди (у сучасній хімії — неметалічні) на основі властивостей простих речовин, що утворюються з їхніх атомів. Фактично в основу цієї класифікації був покладений поділ простих речовин за зовнішніми проявами їхніх фізичних властивостей.

Цей поділ існує й дотепер. Хоча добре відомо, що він недосконалий, бо є елементи, які залежно від умов можуть проявляти хімічні властивості і металічних, і неме-талічних елементів. Наприклад, йод належить до немета-лічних елементів, хоча утворена ним проста речовина йод

I₂ має металічний блиск. Типовий не-металічний елемент Карбон утворює просту речовину графіт, яка, подібно до металів, добре проводить електричний струм. І таких прикладів чимало.

ПРИРОДНІ РОДИНИ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. Наступний поділ хімічних елементів полягав в об’єднанні схожих за властивостями елементів та їхніх сполук в одну групу — природну родину. Так було виокремлено родини:

• лужних металічних елементів (Літій, Натрій, Калій, Рубідій, Цезій);

• галогенів (Флуор, Хлор, Бром, Йод, Астат);

• інертних елементів (Гелій, Неон, Аргон, Криптон, Радон).

Про особливості цих речовин ви дізнаєтесь більше в наступних параграфах.

Об’єднання у природні родини було кроком у розвитку класифікації хімічних елементів. Проте недосконалість цієї класифікації полягає в тому, що вона не стосується всіх хімічних елементів і в ній не простежується зв’язок між окремими родинами.

ПОПЕРЕДНИКИ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА

ТРІАДИ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. У 1829 р. німецький хімік Йоганн Деберейнерповідомив про те, що він виділив 5 груп із трьох хімічно схожих елементів у кожній. Такі групи він назвав тріадами. Розглянемо приклади тріад.

Йоганну Деберейнеру вдалося встановити перші закономірності в зміні властивостей елементів. Він зауважив, що якщо розташувати три схожі за хімічними властивостями елементи в порядку зростання їх атомних ваг (так на той час називали атомну масу), то атомна вага другого (середнього) елемента буде дорівнювати середньому арифметичному атомних ваг першого і третього.

ТАБЛИЦЯ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЛОТАРА МЕЙЄРА. Найближче до відкриття закону, що пояснював би властивості всіх хімічних елементів та класифікував їх, підійшов німецький учений JIomap Мейєр,який у 1864 р. розмістив елементи за зростанням атомних мас і розподілив їх на 6 груп за валентністю. Проте вчений не зміг узагальнити одержані на основі спостережень результати та встановити закономірність, що стосується всіх елементів.

Тепер ви усвідомлюєте, наскільки тривалим і складним був пошук універсальної класифікації хімічних елементів.

У розглянутих класифікаціях учені брали за основу поділу хімічних елементів на групи схожість складу та властивостей утворених ними речовин. Цей шлях виявився недосконалим і не дав можливості класифікувати всі хімічні елементи.

Російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв,на відміну від своїх попередників, вирішив шукати закономірності у зміні властивостей елементів. Завдяки цьому вчений у 1869 р. відкрив загальний закон природи — періодичний закон.

І Користуючись періодичною системою як довідковою, випишіть у зошит символи хімічних елементів трьох природних родин — лужних, галогенів та інертних хімічних елементів.

Кожна наука починається з накопичення фактів, які з часом учені піддають класифікації — поділу за певними ознаками на окремі групи.

В основу класифікації хімічних елементів на металічні та неметалічні покладено схожість властивостей їхніх сполук.

На підставі схожості властивостей елементів та їхніх сполук було виділено природні родини лужних металів, галогенів, інертних газів.

У XIX ст. учені Й. Деберейнер, Дж. Ньюлендс, Л. Мейєр доповнили хімію новими класифікаціями хімічних елементів, у яких, проте, не простежувався зв’язок між їх окремими групами.

До відкриття Д. І. Менделєєвим періодичного закону знання про хімічні елементи існували у вигляді фактів, не пов’язаних у єдине ціле.

Пригадайте та назвіть відомі вам класифікації, що існують в інших науках.

За якими ознаками елементи було спочатку поділено на металічні та неметалічні? У чому ви вбачаєте недосконалість цієї класифікації?

За якими ознаками укладені класифікації елементів на тріади, октави?

Про існування яких природних родин ви дізналися? Що стало загальною класифікаційною ознакою для їх виділення?

Випишіть у хронологічному порядку зазначену в параграфі інформацію про кількість відомих у різні роки XVIII-XIX століть хімічних елементів.

Розробіть і самостійно заповніть таблицю «З історії класифікації хімічних елементів».

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Ярошенко