חוק תקופתי. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

גילויים מדעיים חשובים ביותר
ספרייה חינם / מדריך / התגליות המדעיות החשובות ביותר

חוק תקופתי. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

התגליות המדעיות החשובות ביותר

בהיסטוריה של התפתחות המדע, ידועות תגליות מרכזיות רבות. אבל מעטים מהם ניתנים להשוואה למה שעשה מנדלייב, הכימאי הגדול בעולם. למרות שחלפו שנים רבות מאז גילוי החוק שלו, איש אינו יכול לומר מתי יובן במלואו כל תוכנו של "שולחן מנדלייב" המפורסם.

לפי עצמו דמיטרי איבנוביץ' מנדלייב, גילוי החוק התקופתי הוקל על ידי הצטברות "עד סוף שנות ה-60 של מידע חדש שכזה על יסודות נדירים שפתחו את יחסיהם הרב-תכליתיים בינם לבין יסודות אחרים". אפשר למנות מספר נתונים נוספים שהשלימו את הרעיונות לגבי הדמיון של יסודות ותכונותיהם: חקר האיזומורפיזם, הכנסת מושג הערכיות, פיתוח שיטות חדשות לקביעת מסות אטומיות, הדיון בהשערת פרוט. וכו' אכן, כבר בשנות החמישים והשישים, יותר מתריסר ניסיונות ראויים לציון למצוא מערכת של יסודות.

יותר ויותר, בחלק מהעבודות, מופיעות מחשבות על הצורך לסווג יסודות כימיים. לכן, בעבודתו של א' ברנפלד מצוין כי חשיבות רבה לחקר יסודות נדירים: "... הם ממלאים יותר ויותר את הפערים בין ... גופי הטבע הידועים ומסייעים ליצור רצף מתמשך. סדרה של גופים אלה שבהם לכל יסוד יהיה מקומו הספציפי."

מעניינת במיוחד בהקשר זה היא עבודת הגמר של נ' אלישבסקי (1865), שכתב: "לאחרונה, עם שפע עצום של חומרים בכימיה, פורץ יותר ויותר הרצון לעשות שיטתיות ולקבץ את העובדות שעובדו. הכימאים המודרניים מגיעים למסקנה שאלמנטים כימיים רבים שונים מאוד בתכונות הפיזיקליות החיצוניות שלהם, בתפקודיהם הכימיים הם מאוד דומים, אפילו זהים זה לזה. ושוב: "אם... קבוצות טבעיות יוקמו בכימיה אי-אורגנית לכל הגופים הבלתי ניתנים לחלוקה כימית, הפזורים עד כה, אזי לימוד התגובות הללו יקל במידה הגבוהה ביותר, ובמקביל ניתן יהיה להסיק את המסקנות הללו, לקבוע חוקים כאלה שעד כה היו נחלתה של הכימיה האורגנית בלבד.

נ' אלישבסקי עצמו השווה כמה מאפיינים על סמך מיקומם של יסודות בקבוצות הטבעיות שלהם.

אבל אם רמת הידע של העידן קבעה באופן אובייקטיבי את האפשרות לפתרון מדעי לבעיה, אזי זה היה תלוי ברמת הידע של המדען ובהשקפת עולמו להפוך אפשרות זו למציאות. זה לא מקרי שמנדלייב הצליח לעשות זאת.

דמיטרי מנדלייב (1834–1907) נולד בטובולסק במשפחתם של איבן פבלוביץ' מנדלייב, מנהל הגימנסיה והנאמן של בתי הספר הציבוריים במחוז טובולסק, ומריה דמיטרייבנה מנדליבה לבית קורנילייבה. הוא גדל על ידי אמו, שכן אביו של הכימאי העתידי התעוור זמן קצר לאחר לידת בנו.

בסתיו 1841 נכנסה מיטיה לגימנסיה של טובולסק. הוא התקבל לכיתה א' בתנאי שישהה שם שנתיים עד גיל שמונה.

חוסר המזל רדף את משפחת מנדלייב. בסתיו 1847 נפטר אביו, ושלושה חודשים לאחר מכן אחותו אפולינריה. באביב 1849 סיימה מיטיה את בית הספר התיכון, ומריה דמיטרייבנה, לאחר שמכרה את רכושה, נסעה תחילה למוסקבה עם ילדיה, ולאחר מכן לסנט פטרבורג. היא רצתה שבנה הצעיר יילך לאוניברסיטה.

רק לבקשת אמו, ב-9 באוגוסט 1850, דמיטרי נרשם כסטודנט במכון הפדגוגי הראשי בסנט פטרבורג בפקולטה לפיזיקה ומתמטיקה.

העבודה המדעית הראשונה של מנדלייב "ניתוח כימי של אורתיט מפינלנד" פורסמה ב-1854, בשנה הבאה בה סיים את המכון. במאי 1855 העניקה המועצה האקדמית למנדלייב את התואר "מורה בכיר" והעניקה לו מדליית זהב. הרופאים המליצו לו לשנות את האקלים הלא בריא של פטרבורג ולעבור דרומה.

באודסה מונה מנדלייב למורה למתמטיקה, פיסיקה ומדעי הטבע בגימנסיה בליציאום רישלייה. הוא הקדיש זמן רב לעבודה על עבודת המאסטר שלו, שבה שקל את בעיית ה"כרכים הספציפיים" מנקודת המבט של התיאוריה היוניטרית של ג'רארד, ודחה לחלוטין את התיאוריה הדואליסטית של ברזליוס. עבודה זו הראתה את יכולתו המדהימה של מנדלייב להכליל ואת הידע הרחב שלו בכימיה.

בסתיו, מנדלייב הגן בצורה מבריקה על התזה שלו, נשא בהצלחה את הרצאת המבוא "המבנה של תרכובות סיליקט", ובתחילת 1857 הפך לעוזר פרופסור באוניברסיטת סנט פטרבורג.

ב-1859 נשלח לחו"ל. מנדלייב שהה שנתיים בגרמניה, שם ארגן את המעבדה שלו. בסוף פברואר 1861 הגיע מנדלייב לסנט פטרבורג. מציאת עבודה בהוראה באמצע שנת הלימודים הייתה בלתי אפשרית. והוא מחליט לכתוב ספר לימוד של כימיה אורגנית. ספר הלימוד, שראה אור בקרוב, כמו גם התרגום של "טכנולוגיה כימית" של וגנר, הביאו למנדלייב תהילה רבה.

ב-1 בינואר 1864 מונה מנדלייב לתפקיד עוזר פרופסור לכימיה אורגנית באוניברסיטת סנט פטרבורג. במקביל לתפקיד זה, קיבל מנדלייב פרופסורה במכון הטכנולוגי של סנט פטרבורג. כעת היו פחות דאגות לגבי התמיכה החומרית של המשפחה, ומנדלייב החל לעבוד על עבודת הדוקטורט שלו.

ההגנה על התזה התקיימה ב-31 בינואר 1865. חודשיים לאחר מכן, מנדלייב מונה לפרופסור יוצא דופן במחלקה לכימיה טכנית באוניברסיטת סנט פטרסבורג, ובדצמבר לפרופסור מן השורה.

באותה תקופה, היה צורך דחוף ליצור ספר לימוד חדש על כימיה אנאורגנית, שישקף את רמת ההתפתחות הנוכחית של מדע הכימיה. הרעיון הזה כבש את מנדלייב. במקביל החל לאסוף חומר למהדורה השנייה של ספר הלימוד, שאמורה הייתה לכלול תיאור של היסודות הכימיים.

מנדלייב למד בקפידה את תיאור התכונות של יסודות ותרכובותיהם. אבל באיזה סדר הם צריכים להתבצע? לא הייתה מערכת לסידור האלמנטים. ואז המדען הכין כרטיסי קרטון. בכל קלף הוא הזין את שם היסוד, משקלו האטומי, נוסחאות תרכובות ותכונות בסיסיות. בהדרגה התמלא הסל בכרטיסים ובהם מידע על כל האלמנטים הידועים באותה תקופה. ובכל זאת, במשך זמן רב לא קרה כלום. הם אומרים שהמדען ראה את הטבלה המחזורית של היסודות בחלום, נותר רק לרשום אותה ולבסס אותה.

אבל, כמובן, התגלית נעשתה על ידו לא במקרה, שכן פעילותו שילבה באופן אורגני תיאוריה ופרקטיקה, ידע על הצד הפיזי של התופעה, אינטואיציה מתמטית והבנה פילוסופית. בנוסף, הצליח מנדלייב להתייחס באופן ביקורתי לעבודות קודמיו ובני דורו. מבלי להרבות במידע, הוא, כביכול, העביר את הנתונים שכבר התקבלו דרך פריזמה של מושג שעדיין לא התגבש במלואו וכמו פסל, ניתק כל מיותר.

בהדרגה הבין מנדלייב שעם שינוי במשקל האטומי משתנות גם תכונות היסודות. פברואר 1869 התקרב לסיומו. כמה ימים לאחר מכן הושלם כתב היד של המאמר המכיל את טבלת האלמנטים והוגש לפרסום.

1 במרץ 1869 ד.י. מנדלייב שלח לבית הדפוס עלון, עליו נכתב "חווית מערכת - יסודות המבוססים על משקלם האטומי והדמיון הכימי שלהם". שבועיים לאחר מכן, הוא הגיש לאגודת הכימיה הרוסית מאמר "קשר של תכונות עם משקל אטומי של יסודות". הדיווח על גילוי מנדלייב נעשה על ידי עורך כתב העת של החברה הרוסית לכימיה, פרופסור N.A. מנשוטקין בישיבת החברה ב-6 במרץ 1869. מנדלייב עצמו לא נכח בפגישה, שכן באותה עת, בהוראת החברה הכלכלית החופשית, הוא בדק את מפעלי הגבינות של מחוזות טבר ונובגורוד.

מאז היום שבו ראה מנדלייב את הביטוי של חוק הטבע מאחורי השורות הפשוטות של סמלים של יסודות כימיים, בעיות אחרות נמוגו ברקע. הוא נטש את העבודה על ספר הלימוד "יסודות הכימיה", ולא עסק במחקר. חלוקת האלמנטים בטבלה נראתה לו לא מושלמת. לדעתו, משקלים אטומיים במקרים רבים לא נקבעו במדויק, ולכן חלק מהיסודות לא נפלו למקומות התואמים את תכונותיהם. בהסתמך על החוק המחזורי, שינה מנדלייב את המשקלים האטומיים של יסודות אלה והעמיד אותם בשורה אחת עם יסודות דומים בתכונותיהם.

במאמר שפורסם בגרמנית ב"דברי הימים" שפרסם ליביג, נתן מנדלייב מקום גדול למדור "תחולת החוק התקופתי לקביעת תכונותיהם של יסודות שטרם נתגלו". הוא חזה ותיאר בפירוט את תכונותיהם של שלושה יסודות שעדיין לא ידועים למדע - אקה-בורון, אקה-אלומיניום ואקה-סיליקון.

נראה היה שעבור מנדלייב הוכרעה שאלת החוק התקופתי. אבל יום אחד בסתיו 1875, כשמנדלייב עיין בדוחות של האקדמיה למדעים של פריז, עיניו נפלו על המסר של לקוק דה בויסבאודרן על גילוי יסוד חדש, שאותו כינה גליום. עם זאת, החוקר הצרפתי ציין את המשקל הסגולי של גליום - 4,7, ולפי חישוביו של מנדלייב, אקה-אלומיניום התברר כ-5,9. מנדלייב החליט לכתוב למדען, והצביע על כך שלפי תכונות הגליום שהתגלה על ידו, זהו לא יותר מאשר אקה-אלומיניום שנחזה ב-1869.

ואכן, קביעות מדויקות יותר של המשקל הסגולי של גליום נתנו ערך של 5,94. גילוי הגליום גרם לסנסציה אמיתית בקרב מדענים. שמותיהם של מנדלייב ולקוק דה בויסבאודרן נודעו מיד לכל העולם. מעודדים מההצלחה הראשונה, החלו מדענים לחפש אלמנטים אחרים, שטרם התגלו, שנחזה על ידי מנדלייב. בעשרות מעבדות באירופה החלה העבודה לרתוח, מאות מדענים חלמו על תגליות יוצאות דופן.

וההצלחה לא איחרה לבוא. בשנת 1879 גילה פרופסור לאר פרדריק נילסון, שעבד באוניברסיטת אופסלה (שבדיה), אלמנט חדש התואם במלואו לאקה-בורון שתואר על ידי מנדלייב. הוא קרא לזה סקנדיום. ההוכחה החוזרת ונשנית לתחזיותיו של מנדלייב גרמה לניצחון של ממש. עד מהרה החלו להגיע דיווחים על בחירתו של מנדלייב כחבר כבוד באוניברסיטאות ובאקדמיות שונות באירופה.

אישור מצוין לחוק מנדלייב היה קבוצת הגזים האינרטיים שגילה רמזי, שאפשרה לכלול במערכת את קבוצת ה"אפס" - הגבול בין מתכות אלקליות למטלואידים.

מנדלייב עצמו כתב על "מחזקי" החוק: "בזמן שכתבתי בשנת 1871 מאמר על החלת החוק התקופתי לקביעת תכונותיהם של יסודות שעדיין לא נתגלו, לא חשבתי שאחיה כדי להצדיק את התוצאה הזו של החוק התקופתי, אבל המציאות ענתה אחרת. תיארתי שלושה יסודות: אקה-בורון, אקה-אלומיניום ואקה-סיליקיום, ופחות מ-20 שנה חלפו מאז שכבר הייתה לי השמחה הגדולה ביותר לראות את שלושת התגלו וקיבלו את שמותיהם. את שלוש המדינות שבהן נמצאו מינרלים נדירים המכילים אותם ושם התגלתה גילוים: גליום, סקנדיום וגרמניום ל. דה בויסבאודרן, נילסון ווינקלר, שגילו אותם, אני, מצדי, מחשיב את המחזקים האמיתיים של החוק התקופתי. בלעדיהם, הוא לא היה מוכר באותה מידה כמו שזה קרה עכשיו באותה מידה שאני רואה ברמזי המאשר את תוקפו של החוק המחזורי... "היום ברור שבגילוי של מנדלייב שלושה קווי התפתחות של כימיה התמזגו יחדיו: החיפוש אחר שיטתיות של אובייקטים שונים של כימיה (מאטומים ועד גבישים) ביחסיהם - המושג "יסוד כימי" איחד אותם; חקר האינדיבידואליות של יסודות, במיוחד יסודות נדירים שבהם השתמשו אז לעתים רחוקות, מה שאפשר לחשוף את המושג של יסוד-אנלוגיה; חקר הקשר של תכונות עם הרכב ומבנה של תרכובות, מה שהוביל להיווצרות דוקטרינה הוליסטית של מחזוריות.

מחבר: סאמין ד.ק.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף התגליות המדעיות החשובות ביותר:

▪ חוק אורסטד

▪ ירחים של צדק

▪ התיאוריה הכרומוזומלית של תורשה

ראה מאמרים אחרים סעיף התגליות המדעיות החשובות ביותר.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

הסכנה של אנרגיה מתחדשת 18.06.2014

פיליפ מולר, מחבר הספר 'ביטחון אנרגיה בבריטניה: מיתוסים ומציאות', מזהיר את בריטניה מפני הסכנות שבהימורים על אנרגיה מתחדשת. זה יכול להוביל לאי יציבות באספקת האנרגיה, מאמין המדען.

יותר ויותר קיימת דעה שאנרגיה מתחדשת יכולה להפוך לבסיס להבטחת עצמאות אנרגטית. עם זאת, המחבר בטוח שהגידול בחלקם של מקורות האנרגיה המתחדשים במתחם האנרגיה טומן בחובו איום. אנרגיית השמש והרוח תלויה בגחמות מזג האוויר. עם הגידול בהיקף הייצור על ידי מקורות חלופיים ברשת החשמל המשותפת, גוברת גם התלות של כל הצרכנים בגורמים אקראיים.

כדוגמה מביא מולר את גרמניה, שעברה כמעט לחלוטין לאנרגיה מתחדשת, שם היה מעונן וללא רוח במשך יותר משבוע. יותר מ-23000 טורבינות רוח עמדו במקום, מיליון מערכות פוטו-וולטאיות ייצרו חשמל בכמות מינימלית. כתוצאה מכך, מלאכת אספקת החשמל כמעט לכל הארץ בוצעה על ידי תחנות כוח מסורתיות.

מולר אומר כי לא התקווה למקורות אנרגיה לא יציבים, אלא שווקי אנרגיה חופשיים פתוחים היא המפתח לביטחון האנרגיה בבריטניה. אם הממלכה תלך בדרכה של גרמניה, זה יהווה סיכון גדול ויערער את רשת האנרגיה האמינה עדיין.

עוד חדשות מעניינות:

▪ איך לזהות חלום של מישהו אחר

▪ שלם עם חיוך

▪ בריאות הנפש של קוסמים

▪ אבקה המטהרת מים מ-Escherichia coli

▪ עבודה בישיבה מחזקת את היכולות המנטליות

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של אתר חידות למבוגרים וילדים. בחירת מאמרים

▪ מאמר תקני בטיחות קרינה. יסודות חיים בטוחים

▪ מאמר כיצד תדירות הגילוח קשורה לבריאותו של גבר? תשובה מפורטת

▪ מאמר קולזה מצוי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מד טכומטר מובנה במיקרו-בקר PIC16C84. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר טרנזיסטורי אפקט שדה מסדרת KP723. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר