Вопросы в начале параграфа, страница 185 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 7. Периодический закон и строение атома. Параграф 53. Распределение электронов по энергетическим уровням. Подумай, ответь, выполни... - страница 185.

Условие.

🔴Какие трудности возникли у Менделеева при составлении периодической системы?

Решение.

Решение 2.

Дмитрий Иванович Менделеев при создании своей периодической системы химических элементов столкнулся с рядом серьезных трудностей, которые требовали не только глубоких знаний, но и научной интуиции и смелости.

1. Неполный список известных элементов
К 1869 году было известно всего 63 химических элемента. Многие элементы еще не были открыты, что создавало «пробелы» в таблице. Менделееву приходилось работать с неполным набором данных, что затрудняло выявление общей закономерности. Он гениально предположил, что эти пустые места соответствуют еще не открытым элементам.

2. Неточности в значениях атомных масс
Атомные массы многих элементов в то время были определены с ошибками. Например, атомную массу бериллия ($\text{Be}$) считали равной 13,5, а не 9,012; урана ($\text{U}$) — 120, а не 238. Основываясь на химических свойствах и предполагаемом месте в таблице, Менделеев исправил атомные массы некоторых элементов (например, бериллия, индия, урана, тория), что было смелым шагом, так как он ставил под сомнение общепринятые экспериментальные данные.

3. Нарушение принципа расположения по возрастанию атомной массы
Основным принципом систематизации был порядок возрастания атомных масс. Однако в нескольких случаях Менделеев был вынужден нарушить этот принцип, чтобы элементы с похожими свойствами оказались в одной группе. Он поставил химические свойства выше строгого следования атомной массе. Яркие примеры таких «инверсий»: аргон ($\text{Ar}$, масса 39,9) стоит перед калием ($\text{K}$, масса 39,1); кобальт ($\text{Co}$, масса 58,9) перед никелем ($\text{Ni}$, масса 58,7); теллур ($\text{Te}$, масса 127,6) перед йодом ($\text{I}$, масса 126,9). Правильность такого подхода была подтверждена позже, с открытием строения атома и понятия «атомный номер».

4. Проблема размещения редкоземельных элементов
Лантаноиды — группа элементов, обладающих очень схожими химическими свойствами. Это делало их классификацию и размещение в основной структуре таблицы чрезвычайно сложной задачей. Менделеев не смог найти для них однозначного места, и эта проблема частично сохраняется и в современных вариантах таблицы, где их обычно выносят в отдельный блок.

5. Необходимость предсказания новых элементов
Самым революционным шагом Менделеева было то, что он не просто оставил пустые клетки в таблице, но и детально предсказал свойства еще не открытых элементов, назвав их «эка-алюминий» (галлий, открыт в 1875 г.), «эка-бор» (скандий, открыт в 1879 г.) и «эка-силиций» (германий, открыт в 1886 г.). Это требовало огромной научной смелости и уверенности в своем законе. Последующее открытие этих элементов и совпадение их свойств с предсказанными стало триумфом периодического закона.

6. Отсутствие теоретического обоснования периодичности
Периодический закон был открыт как эмпирическая закономерность. Физическая причина, лежащая в основе периодичности свойств (электронное строение атомов), была в то время совершенно неизвестна. Менделеев работал, основываясь на наблюдаемых фактах и закономерностях, не имея возможности объяснить их с точки зрения фундаментальной физики, так как понятия об электронах, протонах и атомном ядре появились значительно позже.

Ответ: Основными трудностями, с которыми столкнулся Менделеев, были: неполный список известных на тот момент элементов; неверно определенные атомные массы некоторых из них; необходимость нарушать порядок возрастания атомных масс для сохранения логики химических свойств (например, для пар $Ar-K$, $Co-Ni$, $Te-I$); сложность размещения редкоземельных элементов; а также отсутствие знаний о строении атома, что заставляло его действовать на основе эмпирических данных и научной интуиции, в том числе при предсказании существования и свойств еще не открытых элементов.