Краткий ответ: периодический закон развивался от простого объединения элементов по сходным свойствам к объяснению периодичности строением атома. Д. И. Менделеев в 1869 г. расположил элементы по возрастанию атомной массы, обнаружил периодическое повторение их свойств и предсказал существование неизвестных элементов. Позже Г. Мозли установил, что правильной основой закона является не атомная масса, а заряд ядра, то есть атомный номер.
Краткий конспект
1. Первые попытки классификации элементов
- А. Лавуазье (1789 г.) разделил известные простые вещества на металлы, неметаллы, газы и «земли».
- И. Дёберейнер (1829 г.) открыл триады — группы из трёх сходных элементов.
Например: Li, Na, K; Ca, Sr, Ba; Cl, Br, I.
Атомная масса среднего элемента была примерно равна среднему значению масс двух крайних элементов. - А. де Шанкуртуа (1862 г.) расположил элементы по спирали, заметив периодическое повторение свойств.
- Дж. Ньюлендс (1864 г.) сформулировал закон октав: свойства элементов повторяются примерно через каждые восемь элементов.
- Л. Мейер показал периодичность изменения атомных объёмов и свойств элементов.
Эти классификации были неполными, потому что не охватывали все элементы и не объясняли причины периодичности.
2. Периодический закон Д. И. Менделеева
В 1869 г. Д. И. Менделеев сформулировал периодический закон:
Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от атомных масс элементов.
Менделеев:
- расположил элементы в порядке возрастания атомных масс;
- объединил сходные элементы в группы и периоды;
- оставил пропуски для ещё не открытых элементов;
- предсказал свойства этих элементов;
- исправил атомные массы некоторых элементов, если они не соответствовали их свойствам.
3. Подтверждение предсказаний Менделеева
Предсказанные элементы были открыты:
- эка-алюминий — галлий в 1875 г.;
- эка-бор — скандий в 1879 г.;
- эка-кремний — германий в 1886 г.
Свойства открытых элементов оказались близкими к предсказанным Менделеевым. Это подтвердило правильность периодического закона.
Позднее были открыты благородные газы. Для них в периодической системе выделили отдельную группу.
4. Современная формулировка закона
В 1913 г. английский учёный Г. Мозли установил, что порядковый номер элемента связан с зарядом его ядра.
Современная формулировка:
Свойства химических элементов и образуемых ими веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядер атомов.
Заряд ядра определяется атомным номером \(Z\), который равен числу протонов в ядре.
5. Почему свойства повторяются
Периодическое повторение свойств объясняется периодическим повторением строения внешних электронных оболочек атомов. Поэтому элементы с похожим строением внешнего электронного слоя обладают сходными химическими свойствами.
Схема развития:
\[ \text{классификация элементов} \rightarrow \text{наблюдение периодичности} \rightarrow \text{закон Менделеева} \rightarrow \text{подтверждение предсказаний} \rightarrow \text{современный закон Мозли} \]
Для ответа на похожее задание запомни:
Дёберейнер — триады; Ньюлендс — октавы; Менделеев — периодический закон и предсказание новых элементов; Мозли — атомный номер и заряд ядра.
