💡 вопрос, страница 44 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы по тексту. §6. История создания Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Глава 1. От атома до вещества - страница 44.

Как Менделеев смог открыть Периодический закон, не зная строения атома? Что ему помогло?

Открытие Дмитрием Ивановичем Менделеевым Периодического закона в 1869 году является одним из величайших достижений в истории химии. Оно было сделано в эпоху, когда о сложном строении атома, существовании протонов, нейтронов и электронов еще ничего не было известно. Успех Менделеева был основан не на знании внутренней структуры материи, а на глубоком анализе и обобщении огромного количества экспериментальных данных, накопленных к тому времени. Ему помогли несколько ключевых факторов.

1. Опора на фундаментальное свойство — атомную массу

К середине XIX века было известно 63 химических элемента. Главной количественной характеристикой каждого элемента, которую можно было измерить, была его атомная масса (в то время ее называли «атомным весом»). Менделеев принял атомную массу за основное свойство, по которому следует систематизировать элементы. Он расположил все известные ему элементы в порядке возрастания их атомных масс.

2. Систематический анализ химических свойств

Менделеев не просто расположил элементы по массе. Он тщательно проанализировал и сопоставил их химические свойства и свойства образуемых ими соединений. Ключевыми для анализа стали:

• Валентность. Он обратил внимание на высшую валентность элементов в их кислородных соединениях (оксидах) и валентность в летучих водородных соединениях (для неметаллов).
• Формы соединений. Он увидел, что формы высших оксидов периодически повторяются: от $R_2O$ (для щелочных металлов) до $R_2O_7$ (для галогенов). Аналогично повторялись и формы летучих водородных соединений: от $RH_4$ (для элементов IV группы) до $RH$ (для галогенов).
• Физические и химические свойства простых веществ и их соединений. Он учитывал плотность, температуру кипения и плавления, металлические и неметаллические свойства, кислотно-основный характер оксидов и гидроксидов.

Для наглядности Менделеев изготовил карточки на каждый элемент, где указал его атомную массу и важнейшие свойства. Раскладывая эти карточки, он искал закономерности, что и привело его к открытию.

3. Гениальное предвидение и научная смелость

Сила системы Менделеева заключалась не только в классификации известных элементов, но и в её предсказательной способности. Это проявилось в следующем:

• Оставленные пустые клетки. Обнаружив, что в ряду возрастания атомных масс некоторые элементы с похожими свойствами находятся слишком далеко друг от друга, Менделеев предположил, что между ними должны существовать еще не открытые элементы. Он смело оставил для них пустые места в своей таблице.
• Предсказание свойств новых элементов. Менделеев не просто оставил пустые клетки, но и с поразительной точностью предсказал свойства «ожидаемых» элементов, назвав их «экаалюминий», «экабор» и «экасилиций». Позже, когда были открыты галлий (1875 г.), скандий (1879 г.) и германий (1886 г.), их свойства практически полностью совпали с предсказанными. Это стало триумфом Периодического закона.
• Исправление атомных масс. Уверенность в своей правоте позволила Менделееву исправить принятые в то время атомные массы некоторых элементов. Например, для бериллия ($Be$) была принята масса 13,5, что помещало его между азотом и углеродом, нарушая логику свойств. Менделеев настоял, что его масса должна быть около 9, а валентность — II, а не III. Дальнейшие исследования подтвердили его правоту. Также он поменял местами теллур ($Te$, масса 128) и иод ($I$, масса 127), поставив иод после теллура, так как по химическим свойствам иод был аналогом брома, а теллур — селена. Это показало, что химические свойства являются более определяющими, чем строгое следование атомной массе.

Ответ:

Менделеев смог открыть Периодический закон, не зная строения атома, благодаря своему гениальному обобщению и систематизации известных на тот момент фактов о химических элементах. Ему помогли:

1. Выбор атомной массы в качестве основной характеристики для упорядочивания элементов.
2. Глубокий сравнительный анализ химических свойств элементов и их соединений (особенно валентности, форм оксидов и гидридов).
3. Обнаружение периодической повторяемости этих свойств при расположении элементов в ряд по возрастанию атомных масс.
4. Научная смелость и интуиция, которые позволили ему оставить в таблице пустые места для еще не открытых элементов, точно предсказать их свойства и исправить неверные атомные массы уже известных элементов.