Как сделать менделеева
Обновлено: 03.07.2024
Хотите познать себя и почувствовать, как работает ваш организм? Учите химию и ее основу — периодическую систему Менделеева. Чтобы запомнить главный химический закон, существует множество разных способов. Мы расскажем о них, а вы решите, как выучить таблицу Менделеева быстро и легко.
Раскрашиваем элементы
На бумаге чертим таблицу и в каждую графу наклеиваем прямоугольные заготовки с написанными химическими элементами. Раскрашиваем прямоугольники с помощью цветных карандашей. Познавательную игру-раскраску особенно оценят юные художники, которые любят рисовать.
Вырезаем карточки
Из картона вырезаем карточки одинакового размера. На каждой пишем по одному химическому элементу периодической системы. Такие заготовки удобно брать в дорогу или использовать в ситуациях, когда надо скоротать время. Главное — регулярно рассматривать карточки. Тогда названия элементов запомнятся надолго.
На принтере четыре раза распечатываем таблицу Менделеева. По две для каждого игрока. На первой таблице рисуем собственные корабли. На второй — точками обозначаем свой флот и подбитые субмарины соперника. Стреляя, называем не букву и цифру, а соответствующий химический элемент.. В форме игры будет даже интересно овладевать знаниями — понять, как быстро выучить таблицу Менделеева по химии.
Развиваем фантазию
Нашему мозгу нравится связывать незнакомые вещи со знакомыми, поэтому запоминаем периодическую систему с помощью интересных историй. Каких именно? Подскажет ваша фантазия. Важно, чтобы в придуманных сюжетах присутствовало движение и слова сочетались с названием элементов.
Вписываем последовательно
На картоне или бумаге чертим таблицу. Помещаем ее на видное место, например, под стекло стола или вешаем на стену. По мере запоминания химических элементов вписываем их в сделанную заготовку. Когда мы пишем, задействуется особая зона мозга. Это помогает не только лучше соображать и концентрироваться, но и запоминать информацию. Становится понятно, как учить таблицу Менделеева по химии.
Учим по шаблону
Рассмотрим таблицу — она поделена на части. Пробуем запоминать элементы по цветам. Можно это делать по тяжести элементов, по столбцам или по строкам. Главное — выбрать удобный для себя шаблон.
Помните, как правильно учить таблицу Менделеева:
Эти нехитрые правила приблизят вас к намеченной цели — запоминанию более сотни химических элементов. Правда, на это придется потратить время. Даже самые современные методики вряд ли помогут ответить на вопрос: как выучить таблицу Менделеева за 5 минут.
Резюме
Наш мозг — самое эффективное и сложное вычислительное устройство. Есть шанс наполнить его полезной информацией — выучить главный химический закон, придуманный человечеством. Чтобы процесс шел веселее, придумываем себе поощрительный приз, например долгожданный поход в театр или на концерт. Когда у нас есть стимул, мы быстрее справляемся с трудностями.
(Цветок Менделеева, Источник)
Вениамин Каверин, Два капитана
В приведенной цитате Вениамин Каверин мастерски показал недостатки комплексного метода обучения, однако в некоторых (может быть, довольно редких) случаях элементы этого метода бывают оправданы. Один из таких случаев — это Периодическая таблица Д.И.Менделеева на уроках школьной информатики. Задача программной автоматизации типовых действий с таблицей Менделеева наглядна для школьников, начавших изучать химию, и разбивается на многие типовые химические задачи. В то же время в рамках информатики эта задача позволяет в простой форме продемонстрировать способ управляющих карт, который можно отнести к графическому программированию, понимаемому в широком смысле слова как программирование с помощью графических элементов.
(13 апреля 2019 сделаны дополнения:
Дополнение 3: Химическая викторина
Дополнение 4: Интеграция нескольких задач в одной программе
8 апреля 2019 сделаны дополнения:
Дополнение 1: как работает химический калькулятор
Дополнение 2: примеры задач для фильтров)
Начнем с базовой задачи. В простейшем случае на экране в форме-окне должна отображаться Периодическая таблица, где в каждой клетке будет химическое обозначение элемента: H — водород, He — гелий и т.д. Если курсор мыши указывает на клетку, то в специальном поле на нашей форме отображается обозначение элемента и его номер. Если пользователь при этом нажмет ЛКМ, то в другом поле формы будет указаны обозначение и номер этого выбранного элемента.
Задачу можно решать на любом универсальном ЯП. Мы возмем простой старый Delpi-7, понятный почти всем. Но прежде чем программировать на ЯП, нарисуем две картинки, например, в Фотошопе. Во-первых, нарисуем Периодическую таблицу в том виде, как мы хотим ее видеть в программе. Сохраним результат в графическом файле table01.bmp.
Для второго рисунка используем первый. Будем последовательно заливать очищенные от всякой графики клетки таблицы уникальными цветами в цветовой модели RGB. R и G всегда будут 0, а B=1 для водорода, 2 для гелия и т. д. Этот рисунок и будет нашей управляющей картой, которую мы сохраним в файл под именем table2.bmp.
Первый этап графического программирования в Фотошопе закончен. Перейдем к графическому программированию GUI в IDE Delpi-7. Для этого открываем новый проект, где на главную форму помещаем кнопку вызова диалога (tableDlg), в котором будет проходить работа с таблицей. Далее работаем с формой tableDlg.
Помещаем на форму компонент класса TImage. Получаем Image1. Отметим, что в общем случае для больших проектов автоматически сгенерированные имена вида ImageN, где N может достигать нескольких десятков и более — не лучший стиль программирования, и следует давать более осмысленные имена. Но в нашем маленьком проекте, где N не будет превосходить 2, можно оставить как сгенерировалось.
В свойство Image1.Picture загружаем файл table01.bmp. Создаем Image2 и загружаем туда нашу управляющую карту table2.bmp. При этом компонент делаем маленьким и невидимым пользователю, как показано в левом нижнем углу формы. Добавляем дополнительные элементы контроля, назначения которых очевидно. Второй этап графического программирования GUI в IDE Delpi-7 закончен.
Переходим к третьему этапу — написанию кода в IDE Delpi-7. Модуль состоит всего из пяти обработчиков событий: создание формы (FormCreate), движения курсора по Image1 (Image1MouseMove), нажатие ЛКМ на клетку (Image1Click) и выхода из диалога с помощью кнопок OK (OKBtnClick) или Cancel (CancelBtnClick). Заголовки этих обработчиков генерируются стандартным образом с помощью IDE.
В нашей версии мы взяли таблицу размером 104 элемента (константа size). Очевидным образом этот размер может быть увеличен. Обозначения элементов (химические символы) записываются в массив TableSymbols. Однако по соображениям компактности исходного кода представляется целесообразным записать последовательность этих обозначений в виде строковых констант PeriodicTableStr1,…, PeriodicTableStr4, чтобы при событии создания формы программа сама раскидала эти обозначения по элементам массива. Каждое обозначение элемента состоит из одной или двух латинских букв, причем первая буква прописная, а вторая (если есть) строчная. Это несложное правило реализуется при загрузке массива. Таким образом, последовательность обозначений удается записать сжатым образом без пробелов. Разбивка последовательности на четыре части (константы PeriodicTableStr1,…, PeriodicTableStr4) обусловлена соображением удобства чтения исходного кода, т.к. слишком длинная строка может не уместиться целиком на экране.
При событии передвижения курсора мыши по Image1 обработчик Image1MouseMove этого события определяет значение синей компоненты цвета пиксела управляющей карты Image2 для текущих координат курсора. По построению Image2 это значение равно номеру элемента, если курсор находится внутри клетки; нулю, если на границе, и 255 в других случаях. Остальные действия, производимые программой, тривиальны и не требуют пояснений.
В дополнение к отмеченным выше стилистическим приемам программирования стоит отметить стиль комментариев. Строго говоря, рассмотренный код настолько маленький и простой, что комментарии выглядят не особо нужными. Однако они были добавлены в том числе и по методическим соображениям — короткий код позволяет сделать нагляднее некоторые общие выводы. В представленном коде декларирован один класс (TtableDlg). Методы этого класса можно поменять местами и это никак не отразится на функционировании программы, но может сказаться на ее удобочитаемости. Например, представим последовательность:
Может, и не очень заметно, но читать и разбираться станет чуточку сложнее. Если методов не пять, а в десятки раз больше и в секции implementation у них совершенно другой порядок следования, чем в описаниях классов, то хаос будет только возрастать. Поэтому, хотя строго доказать трудно и может быть даже невозможно, но можно надеяться, что наведение дополнительного порядка улучшит читаемость кода. Этому дополнительному порядку способствует логическая группировка нескольких методов, выполняющих близкие задачи. Каждой группе стоит дать заголовок, например:
Эти заголовки стоит скопировать в начало модуля и оформить как оглавление. В некоторых случаях достаточно длинных модулей такие оглавления предоставляют дополнительные возможности навигации. Аналогично в длинном теле одного метода, процедуры или функции стоит, во-первых, отметить конец этого тела:
а, во-вторых, в развлетвленных операторах с программными скобками begin – end отметить оператор, к которому относится закрывающая скобка:
Это означало, что закрывающая программная скобка на строке E5 соответствует открывающей скобке на строке B5.
Но локальная база данных — это не предел. Программа естественным образом подключается к Интернету. При выборе элемента срабатывает ссылка, и в окне web-браузера раскрывается статья Википедии про данный элемент. Википедия, как известно, не является авторитетным источником. Можно задать ссылки на авторитетные источники, например, химическую энциклопедию, БСЭ, реферативные журналы, заказать запросы в поисковиках на данный элемент и т.д. Т.о. ученики смогут выполнять простые, но содержательные задания по темам СУБД и Интернет.
Кроме запросов по отдельному элементу, можно сделать функционал, который будет отмечать, например, разными цветами клетки в таблице, соответствующие определенным критериям. Например, металлы и неметаллы. Или клетки, которые сливает в водоемы местный химзавод.
Можно также реализовать функции записной книжки-органайзера. Например, выделить в таблице элементы, которые входят в экзамен. Потом выделять элементы, изученные/повторенные учеником при подготовке к экзамену.
А вот, например, одна из типовых задач школьной химии:
Дано 10 г мела. Сколько соляной кислоты надо взять, чтобы растворить весь этот мел?
Чтобы решить эту задачу, надо, записав хим. реакцию и расставив в ней коэффициенты, посчитать молекулярные веса карбоната кальция и хлористого водорода, потом составить и решить пропорцию. Посчитать и решить сможет калькулятор на основе нашей базовой программы. Правда, еще нужно будет учесть, что кислоту надо взять с разумным избытком и в разумной концентрации, но это уже химия, а не информатика.
Разберем работу калькулятора на примере приведенной выше задачи мела и “солянки”. Начнем с реакции:
Отсюда видим, что нам будут нужны атомные веса следующих элементов: кальция (Ca), углерода (С), кислорода (O), водорода (H) и хлора (Cl). В простейшем случае можем записать эти веса в одномерный массив, определенный как
где индекс массива соответствует номеру элемента. Еще на свободное место формы tableDlg помещаем два поля. В первом поле первоначально написано: “Первый реагент дано”, во втором — “Второй реагент найти х”. Обозначим поля reagent1, reagent2 соответственно. Другие дополнения в программу будут ясны из следующего примера работы калькулятора.
Набираем на клавиатуре компьютера: 10 г. Надпись в поле reagent1 меняется: “Первый реагент дано 10 г”. Теперь вводим формулу этого реагента, а калькулятор будет считать и показывать его молекулярный вес по мере ввода.
Нажимаем ЛКМ на клетку таблицы с символом Ca. Надпись в поле reagent1 меняется: “Первый реагент Ca 40.078 дано 10 г”.
Нажимаем ЛКМ на клетку таблицы с символом C. Надпись в поле reagent1 меняется: “Первый реагент CaC 52.089 дано 10 г”. Т.е. калькулятор сложил атомные веса кальция и углерода.
Нажимаем ЛКМ на клетку таблицы с символом O. Надпись в поле reagent1 меняется: “Первый реагент CaCO 68.088 дано 10 г”. Калькулятор добавил к сумме атомный вес кислорода.
Нажимаем ЛКМ на клетку таблицы с символом O. Надпись в поле reagent1 меняется: “Первый реагент CaCO2 84.087 дано 10 г”. Калькулятор еще раз добавил к сумме атомный вес кислорода.
Нажимаем ЛКМ на клетку таблицы с символом O. Надпись в поле reagent1 меняется: “Первый реагент CaCO3 100.086 дано 10 г”. Калькулятор снова добавил к сумме атомный вес кислорода.
Нажимаем Enter на клавиатуре компьютера. Ввод первого реагента закончен и переключается на поле reagent2. Отметим, что в этом примере мы приводим минимальную версию. При желании можно легко организовать множители атомов одного типа, чтобы, например, не нажимать по семь раз подряд на клетку кислорода при вводе формулы хромпика (K2Cr2O7).
Нажимаем ЛКМ на клетку таблицы с символом H. Надпись в поле reagent2 меняется: “Второй реагент H 1.008 найти х”.
Нажимаем ЛКМ на клетку таблицы с символом Cl. Надпись в поле reagent2 меняется: “Второй реагент HCl 36.458 найти х”. Калькулятор сложил атомные веса водорода и хлора. В приведенном выше уравнении реакции перед хлористым водородом стоит коэффициент 2. Поэтому нажимаем ЛКМ на поле reagent2. Молекулярный вес удваивается (при двойном нажатии утраивается и т.д.). Надпись в поле reagent2 меняется: “Второй реагент 2HCl 72.916 найти х”.
Нажимаем Enter на клавиатуре компьютера. Ввод второго реагента закончен, и калькулятор находит x из пропорции
Что и требовалось найти.
Примечание 1. Смысл полученной пропорции: для растворения 100.086 Da мела нужно 72.916 Da кислоты, а для растворения 10 г мела нужно х кислоты.
Примечание 2. Сборники похожих задач:
Примечание 3. Для упрощения задачи можно в начальной версии упростить ввод формулы и просто дописывать символ элемента в конец строки формулы. Тогда формула карбоната кальция будет иметь вид:
CaCOOO
Но такая запись вряд ли понравится учителю химии. Правильную запись сделать нетрудно — для этого нужно добавить массив:
где индекс – номер химического элемента, а значение по этому индексу – количество атомов (первоначально все элементы массива обнуляются). Следует учитывать порядок записи атомов в формуле, принятый в химии. Например, O3CaC тоже мало кому понравится. Переложим ответственность на пользователя. Делаем массив:
куда записываем номер химического элемента по индексу появления его в формуле. Добавление атома currNo в формулу:
Запись формулы в строку:
Примечание 4. Имеет смысл обеспечить возможность альтернативного ввода формулы реагента с клавиатуры. В этом случае нужно будет реализовать простой синтаксический анализатор.
Стоит отметить, что:
Сегодня существуют несколько сотен вариантов таблицы, при этом учёные предлагают всё новые варианты. (Википедия)
Ученики могут проявить смекалку и в этом направлении, реализуя какой-нибудь из уже предложенных вариантов или попробовать сделать свой оригинальный. Может показаться, что это наименее полезное для уроков информатики направление. Однако в реализованной в этой статье форме Периодической таблицы некоторые ученики могут не разглядеть особых преимуществ управляющих карт перед альтернативным решением с помощью стандартных кнопок TButton. Спиральная форма таблицы (где клетки разной формы) нагляднее продемонстрирует преимущества предлагаемого здесь решения.
(Альтернативная система элементов Теодора Бенфея, Источник)
Добавим также, что о ряде существующих на данный момент компьютерных программ для Таблицы Менделеева рассказано в недавно опубликованной на Хабре статье.
С помощью фильтров можно решать, например, такие задачи:
1) Выделить в таблице все элементы, известные в средние века.
2) Выделить все элементы, известные к моменту открытия Периодического закона.
3) Выделить семь элементов, которые алхимики считали металлами.
4) Выделить все элементы, которые находятся в газообразном состоянии при нормальных условиях (н.у.).
5) Выделить все элементы, которые находятся в жидком состоянии при н.у.
6) Выделить все элементы, которые находятся в твердом состоянии при н.у.
7) Выделить все элементы, которые могут долгое время находиться на воздухе без заметных изменений при н.у.
8) Выделить все металлы, которые растворяются в соляной кислоте.
9) Выделить все металлы, которые растворяются в серной кислоте при н.у.
10) Выделить все металлы, которые растворяются в серной кислоте при нагревании.
11) Выделить все металлы, которые растворяются в азотной кислоте.
12) Выделить все металлы, которые бурно реагируют с водой при н.у.
13) Выделить все металлы.
14) Выделить элементы, широко распространенные в природе.
15) Выделить элементы, которые встречаются в природе в свободном состоянии.
16) Выделить элементы, играющие важнейшую роль в организме человека и животных.
17) Выделить элементы, которые широко используются в быту (в свободном виде или в соединениях).
18) Выделить элементы, работы с которыми наиболее опасны и требуют специальных мер и средств защиты.
19) Выделить элементы, которые в свободном виде или в виде соединений представляют наибольшую угрозу для экологии.
20) Выделить драгоценные металлы.
21) Выделить элементы, стоящие дороже драгоценных металлов.
1) Имеет смысл обеспечить работу нескольких фильтров. Например, если включить фильтр на решение задачи 1(все элементы, известные в средние века) и 20 (драгоценные металлы), то будут выделены (например, цветом) клетки с драгоценными металлами, известными в средние века (не будет выделен, например, палладий, открытый в 1803 г.).
2) Имеет смысл обеспечить работу нескольких фильтров в таком режиме, чтобы каждый фильтр выделял клетки своим цветом, но не удалял полностью выделение другого фильтра (часть клетки одним цветом, часть другим). Тогда в случае предыдущего примера будут видны элементы пересечения множеств открытых в средние века и драгоценных металлов, а также элементы, принадлежащие только первому и только второму множествам. Т.е. драгоценные металлы, неизвестные в средние века, и элементы, известные в средние века, но не являющиеся драгоценными металлами.
3) Имеет смысл после применения фильтра обеспечить возможность других работ с полученными результатами. Например, выделив элементы, известные в средние века, пользователь нажимает ЛКМ на выделенный элемент и попадает в статью Википедии про этот элемент.
4) Имеет смысл обеспечить возможность пользователю снимать выделение нажатием ЛКМ на выделенную клетку таблицы. Например, чтобы убрать уже просмотренные элементы.
5) Имеет смысл обеспечить сохранение списка выделенных клеток в файле и загрузку такого файла с автоматическим выделением клеток. Это даст пользователю возможность сделать перерыв в работе.
В отличие от таблицы умножения, школьников не заставляют учить наизусть таблицу Менделеева, но те, кто интересуется химией, по мере ее изучения как-то само собой запоминают почти всю таблицу. Это обеспечивается пониманием сути Периодического закона: почему, например, инертные газы занимают крайний правый столбец, а соседний столбец занимают галогены. Вспомнить правильный порядок в ряду тех же галогенов помогает знание их химических свойств. Таким образом, если ученик помнит наизусть большую часть Периодической таблицы, то это свидетельствует о его хорошем знании химии. Поэтому имеют смысл соревнования в форме викторины на проверку такого необязательного, но желательного знания.
Выше мы рассмотрели ряд возможных задач: справочник по химическим элементам, химический калькулятор, химическая викторина. Каждую из этих задач могут решать разные группы учеников (один или несколько человек). После того как все справятся со своими заданиями, имеет смысл поставить задачу объединения всех решений в одну программу (избегая дублирования кода), где выбор инструмента должен осуществляться из меню главной формы.
Мы использовали статичную наперед заданную управляющую карту, однако есть много важных задач, где могут использоваться динамические управляющие карты, изменяющиеся в ходе работы программы. Примером может быть редактор графов, в котором пользователь с помощью мыши указывает в окне положения вершин и рисует ребра между ними. Чтобы удалить вершину или ребро, пользователь должен указать на нее. Но если на вершину, обозначенную кружком, указать достаточно просто, то на ребро, прорисованное тонкой линией, указать будет сложнее. Здесь поможет управляющая карта, где вершины и ребра занимают окрестности более широкие, чем на видимом рисунке.
С затронутым методом комплексного обучения связан интересный побочный вопрос: может ли данный метод быть полезен при обучении ИИ?
Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в Тобольске. В январе 1865 года он защитил докторскую диссертацию и был утвержден профессором кафедры технической химии Петербургского университета.
Принято считать, что свою периодическую таблицу Менделеев увидел во сне, и ему оставалось лишь записать ее и обосновать. Конечно же, это такой же миф, как и пресловутое яблоко Ньютона. Сам Менделеев, кстати, этого сновидения не отрицал, однако рассказывал, что увидел свою таблицу после того, как не спал несколько ночей подряд, пытаясь изложить на бумаге уже сформировавшиеся в его мозгу представления.
В конечном итоге, Менделеев составил несколько вариантов периодической системы и на ее основе исправил атомные веса некоторых известных элементов.
Так на свет появилась фундаментальная схема, которой до сих пор пользуются как школьники, так и ученые во всем мире.
ЮЛИУС ЛОТАР МЕЙЕР
Этот человек родился 19 августа 1830 года в семье врача в маленьком городке Фарель, что в провинции Ольденбург. После школы по примеру своего отца Мейер стал изучать медицину и в 1854 году окончил Вюрцбургский университет, получив степень доктора медицины. Затем он изучал естественные науки в Гейдельбергском и Кёнигсбергском университетах, а также в университете Бреслау. В 1858 году он стал доктором наук. С 1866 года он работал профессором университета в Эбесвальде, в 1868–1876 гг. был профессор в университете Карлсруэ, а с 1876 года – в Тюбингенском университете. В 1888 году Мейер стал член-корреспондентом Берлинской академии наук.
Работая в Гейдельберге, Мейер поддерживал научные контакты с химиками-органиками Августом Кекуле и Фридрихом Бейльштейном, и это привело Мейера к решению серьезно заняться химией.
ТАБЛИЦА МЕЙЕРА 1864 ГОДА
Это не совсем так. На самом деле, Менделеев не был первым человеком, который построил научную классификацию элементов. Юлиус Лотар Мейер на основании данных об атомных весах предложил таблицу, показывающую соотношение атомных весов для нескольких характерных групп элементов, намного раньше – в 1864 году.
В таблице Мейера было 28 элементов, размещенных в шесть столбцов согласно их валентностям. Немецкий ученый намеренно ограничил число элементов в таблице, чтобы подчеркнуть закономерное изменение атомной массы в рядах сходных элементов.
Специалисты совершенно справедливо считают эту таблицу Мейера сокращенной, ибо в ней ученый отобразил только те 28 элементов, в свойствах которых он был уверен. Всего 28 элементов, а это – меньше половины известных в то время. Расположение остальных элементов оставалось неясным, и что делать с ними, Мейер не знал.
ТАБЛИЦА МЕЙЕРА 1870 ГОДА
ТАБЛИЦА МЕЙЕРА И ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА: ЗА КЕМ ПРИОРИТЕТ?
Как уже говорилось, Д.И. Менделеев составил и опубликовал свою знаменитую таблицу в феврале-марте 1869 года. Точнее, это был некий отдаленный прототип ныне всем известной периодической системы элементов. Он выстроил символы известных ему 63 элементов в прообраз периодической таблицы элементов вертикальной формы, а потом эту свою таблицу он корректировал и совершенствовал всю жизнь.
Мейер опубликовал свою редакцию периодической таблицы химических элементов в 1864 году, то есть на пять лет раньше Менделеева.
Получается, что Мейер был все еще очень далек даже от понимания истинного смысла периодической системы. Менделеев же открывал элементы и предсказывал их свойства, опираясь на пустые клетки в созданной им таблице.
На самом деле, Мейер был очень осторожен в оглашении своих научных суждений. И поначалу он избегал публиковать свои прогнозы свойств еще неоткрытых элементов. И именно отсутствие у Мейера успешных научных прогнозов свойств еще неоткрытых элементов некоторые ученые расценили как намного меньшую научную достоверность его периодической таблицы по сравнению с таблицей Менделеева.
ГЛАВНОЕ - ОТКРЫТИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ
Дмитрий Иванович Менделеев умер 20 января (2 февраля) 1907 года. Юлиус Лотар Мейер умер намного раньше – в апреле 1895 года.
Юлиус Лотар Мейер
Интересно отметить, что на сегодняшний день официально известно уже 118 химических элементов, из них 94 было обнаружено в природе, а остальные получены искусственно, и это уже исключительно ядерная физика.
Химические элементы делятся на металлы и неметаллы, причем к металлам относятся 85% из них. 99% земной коры по массе составляют лишь восемь химических элементов: кислород, калий, натрий, магний, кальций, железо, алюминий, кремний. Водород и гелий – элементы, преобладающие в космосе. В живых организмах наиболее распространенные элементы – это азот, водород, кислород, углерод.
Джон Ньюлендс
Что же касается Мейера, то он в свое время опубликовал кривую изменения атомных объемов элементов. Она действительно отражала одно из свойств периодического закона, и этим Мейер существенно содействовал систематизации элементов. Но все дело в том, что сам Мейер не смог разглядеть общей закономерности природы – периодичности. Менделеев же совершенно правильно предположил, что свойствами элементов управляет периодический закон, и алгоритм этого периодического закона был реализован им в графической форме в виде его периодической таблицы элементов.
А ВЕДЬ БЫЛ ЕЩЕ И ДЖОН НЬЮЛЕНДС
ТАК КТО ЖЕ ВСЕ-ТАКИ?
Открытие таблицы периодических химических элементов стало одной из важных вех в истории развития химии как науки. Первооткрывателем таблицы стал российский ученый Дмитрий Менделеев. Неординарный ученый с широчайшим научным кругозором сумел объединить все представления о природе химических элементов в единую стройную концепцию.
История открытия таблицы
К середине XIX века было открыто 63 химических элемента, и ученые всего мира не раз предпринимали попытки объединить все существовавшие элементы в единую концепцию. Элементы предлагали разместить в порядке возрастания атомной массы и разбить на группы по сходству химических свойств.
В 1863 году свою теорию предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюленд, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией.
В 1869 году Менделеев опубликовал свою схему периодической таблицы в журнале Русского химического общества и разослал извещение об открытии ведущим ученым мира. В дальнейшем химик не раз дорабатывал и улучшал схему, пока она не приобрела привычный вид.
Суть открытия Менделеева в том, что с ростом атомной массы химические свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов, свойства начинают повторяться. Так, калий похож на натрий, фтор - на хлор, а золото схоже с серебром и медью.
В 1871 году Менделеев окончательно объединил идеи в периодический закон. Ученые предсказал открытие нескольких новых химических элементов и описал их химические свойства. В дальнейшем расчеты химика полностью подтвердились - галлий, скандий и германий полностью соответствовали тем свойствам, которые им приписал Менделеев.
Байки о Менделееве
Гравюра, на которой изображен Менделеев. Фото: ИТАР-ТАСС
Об известном ученом и его открытиях ходило немало баек. Люди в то время слабо представляли себе химию и считали, что занятия химией - это что-то вроде поедания супа из младенцев и воровства в промышленных масштабах. Поэтому деятельность Менделеева быстро обросла массой слухов и легенд.
Одна из легенд гласит, что Менделеев открыл таблицу химических элементов во сне. Случай не единственный, точно также говорил о своем открытии Август Кекуле, которому приснилась формула бензольного кольца. Однако Менделеев только смеялся над критиками. "Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы говорите: сидел и вдруг . готово!", - как-то сказал ученый о своем открытии.
Другая байка приписывает Менделееву открытие водки. В 1865 году великий ученый защитил диссертацию на тему "Рассуждение о соединении спирта с водою", и это сразу дало повод для новой легенды. Современники химика посмеивались, мол ученый "неплохо творит под действием спирта, соединенного с водой", а следующие поколения уже называли Менделеева первооткрывателем водки.
Посмеивались и над образом жизни ученого, а особенно над тем, что Менделеев оборудовал свою лабораторию в дупле огромного дуба.
Также современники подтрунивали над страстью Менделеева к чемоданам. Ученый в пору своего невольного бездействия в Симферополе вынужден был коротать время за плетением чемоданов. В дальнейшем он самостоятельно мастерил для нужд лаборатории картонные контейнеры. Несмотря на явно "любительский" характер этого увлечения, Менделеева часто называли "чемоданных дел мастером".
Одна из наиболее трагичных и в то же время известных страниц в истории химии и появления новых элементов в таблице Менделеева связана с открытием радия. Новый химический элемент был открыт супругами Марией и Пьером Кюри, которые обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды, более радиоактивны, чем чистый уран.
Поскольку о том, что такое радиоактивность, тогда еще никто не знал, то новому элементу молва быстро приписала целебные свойства и способность излечивать чуть ли не от всех известных науке болезней. Радий включили в состав пищевых продуктов, зубной пасты, кремов для лица. Богачи носили часы, циферблат которых был окрашен краской, содержащей радий. Радиоактивный элемент рекомендовали как средство для улучшения потенции и снятия стресса.
Подобное "производство" продолжалось целых двадцать лет - до 30-х годов двадцатого века, когда ученые открыли истинные свойства радиоактивности и выяснили насколько губительно влияние радиации на человеческий организм.
Мария Кюри умерла в 1934 году от лучевой болезни, вызванной долговременным воздействием радия на организм.
Небулий и короний
Таблица Менделеева не только упорядочила химические элементы в единую стройную систему, но и позволила предсказать многие открытия новых элементов. В то же время некоторые химические "элементы" были признаны несуществующими на основании того, что они не укладывались в концепцию периодического закона. Наиболее известна история с "открытием" новых элементов небулия и корония.
При исследовании солнечной атмосферы астрономы обнаружили спектральные линии, которые им не удалось отождествить ни с одним из известных на земле химических элементов. Ученые предположили, что эти линии принадлежат новому элементу, который получил название короний (потому что линии были обнаружены при исследовании "короны" Солнца - внешнего слоя атмосферы звезды).
Спустя несколько лет астрономы сделали еще одно открытие, изучая спектры газовых туманностей. Обнаруженные линии, которые снова не удалось отождествить ни с чем земным, приписали другому химическому элементу - небулию.
Открытия подверглись критике, поскольку в периодической таблице Менделеева уже не оставалось места для элементов, обладающих свойствами небулия и корония. После проверки обнаружилось, что небулий является обычным земным кислородом, а короний - сильно ионизированное железо.
Отметим, что сегодня в московском Центральном доме ученых РАН торжественно присвоят имена двум химическим элементам, открытым учеными из подмосковной Дубны.
Материал создан на основе информации из открытых источников. Подготовил Василий Макагонов @vmakagonov
Читайте также: