Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Открытие Периодического закона Д. И. Менделеева. Основные сведения о строении атома

Строение вещества

21.04.2024
2318
0

Открытие периодического закона Д. И. Менделеева

 

План урока

  • История открытия периодического закона
  • Формулировка периодического закона
  • Современная формулировка ПЗ

Цели урока

  • познакомиться с историей открытия периодического закона 
    Д. И. Менделеевым
  • раскрыть сущность и значение периодического закона

История открытия периодического закона

Генеральной ассамблеей ООН 2019 год был объявлен Международным годом периодической таблицы химических элементов в честь периодического закона, открытого известным русским учёным Д. И. Менделеевым в 1869 году.

 

А что известно вам о периодическом законе и Периодической системе химических элементов?

Д. И. Менделеев (1834–1907)

 

Периодический закон и Периодическая система химических элементов являются основой современной химии. Они относятся к таким научным законам, которые реально существуют в природе и никогда не потеряют своего значения. Эти закономерности были открыты не на пустом месте, они были подготовлены ходом истории развития химии, но потребовалась гениальность научного предвидения Д. И. Менделеева, чтобы эти закономерности были озвучены. Ещё алхимики пытались найти закон природы, на основе которого можно было бы систематизировать химические элементы. Но им недоставало надёжных и подробных сведений об элементах.

К середине XIX в. знаний о химических элементах стало достаточно, а число элементов возросло настолько, что в науке возникла естественная потребность в их классификации. Первые попытки классификации элементов на металлы и неметаллы оказались несостоятельными.


Предшественники Д. И. Менделеева (И. В. Деберейнер, Дж. А. Ньюлендс
Л. Ю. Мейер) многое сделали для подготовки открытия периодического закона, но не смогли постичь истину.

 

На самом деле открытию периодического закона предшествовало 15 лет напряжённой работы. Ко времени открытия Периодического закона было известно 63 химических элемента, существовало около 50 различных классификаций. Большинство ученых сравнивали между собой только сходные по свойствам элементы, поэтому не смогли открыть закон. Менделеев же сравнивал между собой все, в том числе и несходные элементы.

 

За основу классификации он взял относительную атомную массу и свойства химических элементов.

 

Как же Менделеев пришёл к своему открытию? Он выписал на карточки все известные сведения об открытых и изученных в то время химических элементах и их соединениях. 

 

Расположил их в порядке возрастания их относительных атомных масс и всесторонне проанализировал всю эту совокупность, пытаясь найти в ней определённые закономерности.

 

В результате напряжённого творческого труда он обнаружил в этой цепочке отрезки, в которых свойства химических элементов и образованных ими веществ изменялись сходным образом — периодически — периодами .

 

Заметив это, Дмитрий Иванович расположил карточки с элементами друг под другом. 

 

На первой карточке были написаны название и атомный вес водорода. Вторую карточку с литием он поместил под ней. На третье место, рядом с литием он положил карточку, на которой было написано Be, 9, хотя в то время большинство химиков считали 14.

 

И вот что получилось у Менделеева:

Итак, в вертикальных рядах оказались сходные по свойствам элементы — семейства щелочных металлов и галогенов. При таком расположении совершенно чётко проявилась периодичность свойств элементов. В двух первых коротких периодах  менделеевской таблицы правильно чередуются элементы по их атомному весу.

 

Рис. 1. Таблица химических элементов Д. И. Менделеева

Формулировка периодического закона

На основании своих наблюдений 1 марта 1869 года Д. И. Менделеев сделал вывод: сформулировал периодический закон.


Периодический закон — свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.


Но в периодической системе есть исключение из этого правила. Сравнивая не только относительные атомные массы, но и свойства, Д. И. Менделеев сделал 3 перестановки:

 

Co  Ni,     Te  I,      Ar  K.

 

Он не мог объяснить эти исключения из общего правила, но предвидел, что причина кроется в сложном строении атома (в то время о внутреннем строении атома ничего ещё не было известно).

 

Д. И. Менделеев писал: «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются».

Рис. 2. Д. И. Менделеев за работой

Открытие периодического закона — это блестящий образец научного предвидения: в 1870 г. Дмитрий Иванович предсказал существование трёх ещё неизвестных тогда элементов, которые назвал экасилицием, экаалюминием и экабором. Он сумел правильно предсказать и важнейшие свойства новых элементов (например: экабор /ЕЬ и предсказывает его свойства, ат. вес 44; оксид ЕЬ203, гидроксид ЕЬ(ОН)3).

 

Вокруг периодического закона вскоре же после его открытия развернулась острая длительная борьба, больно отражавшаяся на душевном состоянии Менделеева.

 

Сторонников у него сначала было очень мало, даже среди русских химиков. Противников же — много, особенно в Германии и Англии. Это были химики, мыслившие эмпирически и не признававшие роли теоретического мышления. К ним относились Бунзен в Германии, Зинин в России, Нильсон и Петересон в Швеции.

 

Первый учебник по неорганической химии на основе периодического закона написал в Петербурге В. Ю. Рихтер (1874) и этим помог признанию самого закона. Но решающее значение имели открытия трёх предсказанных Менделеевым элементов. В 1875 г. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о работах Менделеева, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду свойств и по способу открытия (спектральным путём) галлий совпадал с экаалюминием Менделеева. Но его удельный вес оказался сначала меньше предсказанного. Несмотря на это, Менделеев послал во Францию «Заметку по поводу открытия галлия», настаивая на своём предсказании.

 

Это был первый триумф периодического закона, вызвавший большой интерес к трудам Менделеева и его предсказаниям. Учёный мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминия оказалось таким точным. С этого момента периодический закон начинает утверждаться в химии, переходя из гипотезы в строго доказанную истину.

 

В 1879 г. Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился предсказанный Менделеевым экабор.

 

В 1886 г. в Германии Винклер открыл германий. Свойства германия с удивительной точностью совпали с предсказанными Менделеевым для экасилиция.

Современная формулировка ПЗ

Первая  формулировка закона сохраняла свою силу на протяжении 40 лет, но периодический закон оставался лишь констатацией фактов и не имел физического обоснования. В 1910 году была разработана планетарная модель строения атома и объяснено его сложное строение. Были установлены различные характеристики в строении атома.

 

Именно строение атома объясняет причину изменения свойств элементов.

 

Следовательно, можно сделать вывод: дать ещё одну причинно-следственную формулировку периодического закона. От чего зависят свойства химических элементов и их соединений?


Современная формулировка закона : свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от строения внешних электронных слоев атомов химических элементов.


Контрольные вопросы

  1. По какому критерию классифицировал химические элементы            Д. И. Менделеев?
  2. Как звучит современная формулировка периодического закона     Д. И. Менделеева?


 

Предыдущий урок
Ковалентная полярная и неполярная химическая связь
Строение вещества
Следующий урок
Металлическая химическая связь
Строение вещества
Поделиться:
  • Потребление

    Обществознание

  • Питание и пищеварение. Органы пищеварительной системы. Пищеварение в ротовой полости

    Биология

  • Образование

    Обществознание

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке