Mendelejevi perioodiline seadus, avastuse olemus ja ajalugu. Perioodilise seaduse avastamine D.I. Mendelejevi poolt

PERIOODISE SEADUSE AVASTAMINE

Perioodilise seaduse avastas D.I. Mendelejev õpiku “Keemia alused” teksti kallal töötades, kui tal tekkis raskusi faktilise materjali süstematiseerimisel. 1869. aasta veebruari keskpaigaks jõudis teadlane õpiku ülesehitust mõtiskledes järk-järgult järeldusele, et lihtsate ainete omadused ja elementide aatommassid on omavahel seotud teatud mustriga.

Elementide perioodilisuse tabeli avastamine ei toimunud juhuslikult, see oli tohutu töö, pika ja vaevarikka töö tulemus, mille kulutasid Dmitri Ivanovitš ise ning paljud keemikud tema eelkäijate ja kaasaegsete seast. „Kui hakkasin elementide klassifikatsiooni lõplikult vormistama, kirjutasin iga elemendi ja selle ühendid eraldi kaartidele ning seejärel rühmade ja seeriate järjekorda järjestades sain esimese perioodilisuse seaduse visuaalse tabeli. Kuid see oli alles viimane akord, kogu eelneva töö tulemus...” rääkis teadlane. Mendelejev rõhutas, et tema avastus on kahekümneaastase elementidevaheliste seoste üle mõtlemise, igast küljest elementide suhete üle mõtlemise tulemus.

17. veebruaril (1. märtsil) valmis artikli käsikiri, mis sisaldas tabelit pealkirjaga "Elementide süsteemi katse nende aatommasside ja keemiliste sarnasuste põhjal", mis esitati trükikojale koos trükiseadiste ja kuupäevaga. "17. veebruar 1869." Mendelejevi leiust teatas Venemaa Keemia Seltsi toimetaja, professor N. A. Menšutkin seltsi koosolekul 22. veebruaril (6. märtsil) 1869. Mendelejev ise koosolekul ei viibinud, kuna sel ajal Vaba Majanduse Seltsi korraldusel uuris ta Tverskaja juustutehaseid ja Novgorodi kubermangusid.

Süsteemi esimeses versioonis paigutas teadlane elemendid üheksateistkümneks horisontaalseks reaks ja kuueks vertikaalseks veerguks. 17. veebruaril (1. märtsil) ei jõudnud perioodilise seaduse avastamine sugugi lõpule, vaid alles algas. Dmitri Ivanovitš jätkas oma arengut ja süvenemist veel peaaegu kolm aastat. 1870. aastal avaldas Mendelejev ajakirjas “Keemia alused” (“Looduslik elementide süsteem”) süsteemi teise versiooni: analoogelementide horisontaalsed veerud muudeti kaheksaks vertikaalselt paigutatud rühmaks; esimese versiooni kuuest vertikaalsest veerust said perioodid, mis algasid leelismetalliga ja lõppesid halogeeniga. Iga periood jagunes kaheks seeriaks; rühma kuulunud erinevate seeriate elemendid moodustasid alarühmad.

Mendelejevi avastuse olemus seisnes selles, et keemiliste elementide aatommassi suurenemisega ei muutu nende omadused monotoonselt, vaid perioodiliselt. Pärast teatud arvu erinevate omadustega elemente, mis on paigutatud kasvava aatommassiga, hakkavad omadused korduma. Erinevus Mendelejevi ja tema eelkäijate loomingu vahel seisnes selles, et Mendelejevil ei olnud elementide klassifitseerimiseks üks alus, vaid kaks – aatommass ja keemiline sarnasus. Perioodilisuse täielikuks jälgimiseks korrigeeris Mendelejev mõne elemendi aatommassi, paigutas oma süsteemi mitu elementi vastupidiselt tollal aktsepteeritud ideedele nende sarnasuse kohta teistega ja jättis tabelisse tühjad lahtrid, kus elemente veel ei leitud. oleks pidanud paigutama.

1871. aastal sõnastas Mendelejev nende tööde põhjal perioodilise seaduse, mille vormi aja jooksul mõnevõrra täiustati.

Elementide perioodilisustabel avaldas suurt mõju keemia edasisele arengule. See polnud mitte ainult esimene looduslik keemiliste elementide klassifikatsioon, mis näitas, et need moodustavad harmoonilise süsteemi ja on üksteisega tihedas seoses, vaid see oli ka võimas tööriist edasiseks uurimiseks. Sel ajal, kui Mendelejev tema avastatud perioodilise seaduse alusel tabeli koostas, olid paljud elemendid veel teadmata. Mendelejev polnud mitte ainult veendunud, et peab olema veel tundmatuid elemente, mis neid ruume täidavad, vaid ta ennustas ka ette selliste elementide omadusi, lähtudes nende asukohast perioodilisuse tabeli teiste elementide seas. Järgmise 15 aasta jooksul said Mendelejevi ennustused hiilgavalt kinnitust; avastati kõik kolm oodatud elementi (Ga, Sc, Ge), mis oli perioodilise seaduse suurim triumf.

DI. Mendelejev esitas käsikirja "Elementide süsteemi kogemus nende aatommassil ja keemilisel sarnasusel" // Presidendi raamatukogu // Päev ajaloos http://www.prlib.ru/History/Pages/Item.aspx?itemid=1006

VENEMAA KEEMIKU SELTS

Venemaa Keemia Selts on 1868. aastal Peterburi ülikooli juures asutatud teadusorganisatsioon, mis oli Venemaa keemikute vabatahtlik ühendus.

Seltsi loomise vajadusest teatati I Vene Looduseuurijate ja Arstide Kongressil, mis toimus Peterburis detsembri lõpus 1867 - jaanuari alguses 1868. Kongressil tehti teatavaks keemiasektsiooni osalejate otsus. :

«Keemiasektsioon väljendas üksmeelset soovi ühineda Keemiaseltsiks juba väljakujunenud Venemaa keemikute jõudude suhtlemiseks. Sektsioon usub, et sellel seltsil on liikmeid kõigis Venemaa linnades ja selle väljaanne sisaldab kõigi vene keemikute vene keeles avaldatud töid.

Selleks ajaks olid keemiaseltsid juba mitmes asutatud Euroopa riigid: Londoni Keemiaühing (1841), Prantsuse Keemiaühing (1857), Saksa Keemiaühing (1867); American Chemical Society asutati 1876. aastal.

Põhiliselt D.I.Mendelejevi koostatud Vene Keemia Seltsi põhikiri kinnitati Rahvahariduse Ministeeriumis 26. oktoobril 1868 ja seltsi esimene koosolek toimus 6. novembril 1868. Algselt kuulus sinna 35 keemikut aastast 1868. Peterburi, Kaasani, Moskva, Varssavi, Kiievi, Harkovi ja Odessa. Vene Kultuuriseltsi esimeseks presidendiks sai N. N. Zinin ja sekretäriks N. A. Menšutkin. Seltsi liikmed maksid liikmemaksu (10 rubla aastas), uusi liikmeid võeti vastu vaid kolme olemasoleva soovitusel. Esimesel eksisteerimisaastal kasvas RCS 35 liikmelt 60-le ja jätkas sujuvat kasvu ka järgnevatel aastatel (1879. aastal 129, 1889. aastal 237, 1899. aastal 293, 1909. aastal 364, 1917. aastal 565).

1869. aastal oli Venemaa Keemiaühingul oma trükitud organ – Venemaa Keemiaühingu ajakiri (ZHRKhO); Ajakiri ilmus 9 korda aastas (igakuiselt, v.a suvekuud). ZhRKhO toimetaja oli aastatel 1869–1900 N. A. Menshutkin ja aastatel 1901–1930 A. E. Favorsky.

1878. aastal ühines Venemaa Keemia Selts Venemaa Füüsika Seltsiga (asutatud 1872), moodustades Venemaa Füüsikalis-keemiaühingu. Venemaa Föderaalse Keemiaühingu esimesed presidendid olid A. M. Butlerov (aastatel 1878–1882) ja D. I. Mendelejev (1883–1887). Seoses ühinemisega 1879. aastal (alates 11. köitest) nimetati “Vene Keemia Seltsi Ajakiri” ümber “Vene Füüsikalis-Keemia Seltsi ajakirjaks”. Ilmumissagedus oli 10 numbrit aastas; Ajakiri koosnes kahest osast – keemilisest (ZhRKhO) ja füüsikalisest (ZhRFO).

Paljud vene keemia klassikute teosed avaldati esmakordselt ZhRKhO lehtedel. Eriti võib märkida D. I. Mendelejevi tööd perioodilise elementide süsteemi loomise ja arendamise kohta ning A. M. Butlerovi tööd, mis on seotud tema struktuuriteooria väljatöötamisega. orgaanilised ühendid; N. A. Menšutkini, D. P. Konovalovi, N. S. Kurnakovi, L. A. Tšugajevi uurimused anorgaaniliste ja füüsikaline keemia; V. V. Markovnikov, E. E. Vagner, A. M. Zaitsev, S. N. Reformatsky, A. E. Favorsky, N. D. Zelinsky, S. V. Lebedev ja A. E. Arbuzov orgaanilise keemia valdkonnas. Ajavahemikul 1869–1930 avaldati ZhRKhO-s 5067 originaalset keemiauuringut, samuti avaldati teatud keemiaküsimuste kokkuvõtteid ja ülevaateartikleid, enamiku tõlkeid. huvitavaid teoseid välismaistest ajakirjadest.

RFCS-ist sai Mendelejevi üld- ja rakenduskeemia kongresside asutaja; Esimesed kolm kongressi peeti Peterburis 1907., 1911. ja 1922. aastal. 1919. aastal ZHRFKhO väljaandmine peatati ja seda jätkati alles 1924. aastal.

Alkeemikud püüdsid leida ka loodusseadust, mille alusel oleks võimalik keemilisi elemente süstematiseerida. Kuid neil puudus usaldusväärne ja detailne info elementide kohta. 19. sajandi keskpaigaks. teadmised keemiliste elementide kohta muutusid piisavaks ja elementide arv kasvas nii palju, et teaduses tekkis loomulik vajadus neid klassifitseerida. Esimesed katsed klassifitseerida elemente metallideks ja mittemetallideks osutusid edutuks. D.I.Mendelejevi eelkäijad (I.V. Debereiner, J.A. Newlands, L.Yu. Meyer) tegid palju, et valmistuda perioodilise seaduse avastamiseks, kuid ei suutnud tõde mõista. Dmitri Ivanovitš lõi seose elementide massi ja nende omaduste vahel.

Dmitri Ivanovitš sündis Tobolskis. Ta oli pere seitsmeteistkümnes laps. Pärast keskkooli lõpetamist kodulinnas astus Dmitri Ivanovitš Peterburi Pedagoogilisse Peainstituuti, misjärel läks ta kuldmedaliga kaheaastasele välismaa teadusreisile. Pärast naasmist kutsuti ta Peterburi ülikooli. Kui Mendelejev hakkas keemia loenguid pidama, ei leidnud ta midagi, mida võiks õpilastele õppevahendina soovitada. Ja ta otsustas kirjutada uus raamat- "Keemia alused".

Perioodilise seaduse avastamisele eelnes 15 aastat rasket tööd. 1. märtsil 1869 kavatses Dmitri Ivanovitš lahkuda Peterburist äriasjus kubermangudesse.

Perioodiline seadus avastati aatomi tunnuse - suhtelise aatommassi - põhjal .

Mendelejev paigutas keemilised elemendid nende aatommasside kasvavas järjekorras ja märkas, et elementide omadused korduvad teatud aja möödudes - perioodi, mille Dmitri Ivanovitš paigutas perioodid üksteise alla, nii et sarnased elemendid paiknesid üksteise all - samal vertikaalil, nii et perioodilise süsteemi ehitati elemente.

1. märts 1869 Perioodilise seaduse sõnastus D.I. Mendelejev.

Lihtainete omadused, aga ka elementide ühendite vormid ja omadused sõltuvad perioodiliselt elementide aatommassist.

Kahjuks oli perioodilise seaduse pooldajaid alguses väga vähe, isegi vene teadlaste seas. Vastaseid on palju, eriti Saksamaal ja Inglismaal.
Perioodilise seaduse avastamine on hiilgav näide teaduslikust ettenägelikkusest: 1870. aastal ennustas Dmitri Ivanovitš kolme tollal tundmatu elemendi olemasolu, mida ta nimetas ekasiliconiks, ekaaalumiiniumiks ja ekaborooniks. Ta suutis õigesti ennustada uute elementide olulisemad omadused. Ja siis, 5 aastat hiljem, 1875. aastal, leidis prantsuse teadlane P.E. Lecoq de Boisbaudran, kes ei teadnud Dmitri Ivanovitši loomingust midagi, avastas uue metalli, nimetades seda galliumiks. Mitmete omaduste ja avastamismeetodi poolest langes gallium kokku Mendelejevi ennustatud eka-alumiiniumiga. Kuid tema kaal osutus prognoositust väiksemaks. Sellest hoolimata saatis Dmitri Ivanovitš Prantsusmaale kirja, nõudes oma ennustust.
Teadusmaailm oli hämmastunud, et Mendelejevi ennustus omaduste kohta ekaalumiinium osutus nii täpseks. Sellest hetkest alates hakkab keemias kehtima perioodiline seadus.
1879. aastal avastas L. Nilsson Rootsis skandiumi, mis kehastas seda, mida Dmitri Ivanovitš ennustas ekabor .
1886. aastal avastas K. Winkler Saksamaal germaaniumi, mis osutuski ecasilicium .

Kuid Dmitri Ivanovitš Mendelejevi geenius ja tema avastused pole ainult need ennustused!

Perioodilisuse tabeli neljas kohas paigutas D. I. Mendelejev elemendid mitte kasvavas järjekorras aatomi massid:

Veel 19. sajandi lõpus oli D.I. Mendelejev kirjutas, et ilmselt koosneb aatom teistest väiksematest osakestest. Pärast tema surma 1907. aastal tõestati, et aatom koosneb elementaarosakesed. Aatomistruktuuri teooria kinnitas, et Mendelejevil oli õigus, nende elementide ümberpaigutamine mitte kooskõlas aatommasside suurenemisega on igati õigustatud.

Perioodilise seaduse kaasaegne sõnastus.

Keemiliste elementide ja nende ühendite omadused sõltuvad perioodiliselt nende aatomite tuumade laengu suurusest, mis väljendub välise valentselektronkihi struktuuri perioodilises korratavuses.
Ja nüüd, enam kui 130 aastat pärast perioodilise seaduse avastamist, võime naasta meie õppetunni motoks võetud Dmitri Ivanovitši sõnade juurde: "Perioodilise seaduse jaoks ei ähvarda tulevik hävingut, vaid ainult pealisehitist ja arengut lubatakse." Kui palju keemilisi elemente on seni avastatud? Ja see pole kaugeltki piir.

Perioodilise seaduse graafiline esitus on keemiliste elementide perioodiline süsteem. See lühike kokkuvõte kogu elementide ja nende ühendite keemia.

Perioodilise süsteemi omaduste muutused koos aatommasside suurenemisega perioodil (vasakult paremale):

1. Metalliomadused vähenevad

2. Mittemetallilised omadused suurenevad

3. Kõrgemate oksiidide ja hüdroksiidide omadused muutuvad aluselisest amfoteersest happeliseks.

4. Elementide valents kõrgemate oksiidide valemites suureneb alates IenneVII, ja lenduvate vesinikuühendite valemites väheneb alates IV enneI.

Mis aitas avamise ettevalmistamisele kaasa? Alustame Mendelejevi suure avastuse analüüsiga, kuna oleme seda arhiivimaterjalide abil üksikasjalikult ja põhjalikult uurinud aastaid. Kuid kõigepealt on vaja öelda paar sõna tema tausta kohta.

Keemiliste elementide tundmise käigus saab selgelt eristada kolm järjestikust etappi, millest oli juttu sissejuhatuses. Alates iidsetest aegadest kuni 18. sajandi keskpaigani avastas ja uuris inimene elemente eraldi, kui midagi individuaalset. Alates 18. sajandi keskpaigast algas järk-järguline üleminek nende avastamisele ja uurimisele tervete rühmade või perekondade poolt, kuigi üksikud elementide avastamised jätkusid ka hiljem. Nende rühma avastamine ja uurimine põhines asjaolul, et mõnel neist ilmnesid ühised füüsikalised või keemilised omadused, samuti mitmete elementide ühine esinemine looduses.

Nii avastati 18. sajandi teisel poolel seoses pneumaatilise (gaasi)keemia tekkega kerged mittemetallid, mis tavatingimustes on gaasilises olekus. Need olid vesinik, lämmastik, hapnik ja kloor. Samal perioodil avastati koobalt ja nikkel kui looduslikud rauasatelliitid.

Ja juba 19. sajandi esimestel aastatel hakati elemente avastama tervete rühmadena, mille liikmetel olid ühised keemilised omadused. Nii avastati elektrolüüsi abil esimesed leelismetallid - naatrium ja kaalium ning seejärel leelismuldmetallid - kaltsium, strontsium ja baarium. Hiljem, 60ndatel, avastati spektraalanalüüsi abil rasked leelismetallid - rubiidium ja tseesium, aga ka tulevase kolmanda rühma raskemad metallid - indium ja tallium. Need avastused põhinesid lähedusel keemilised omadused avastatavate rühmade liikmed ja seetõttu olid need liikmed omavahel seotud juba avastamisprotsessis.

Sama 19. sajandi alguses avastati plaatina metallide perekond (välja arvatud ruteenium, mis avastati hiljem) kui plaatina looduslikud satelliidid. Kogu 19. sajandi jooksul avastati haruldasi muldmetalle ühe perekonna liikmetena.

On täiesti loomulik, et elementide esimesed klassifikatsioonid põhinesid nende keemiliste omaduste ühistel. Nii jagas A. Lavoisier 18. sajandi lõpul kõik elemendid metallideks ja mittemetallideks. Selle jaotuse juurde jäi 19. sajandi esimesel poolel ka I. Berzelius. Samal ajal hakati tuvastama esimesi looduslikke elementide rühmi ja perekondi. Näiteks I. Debereiner tuvastas niinimetatud "triaadid" (näiteks liitium, naatrium, kaalium - leelismetallide "triaad" jne). "Triaadid" hõlmasid kloori, broomi, joodi või väävlit, seleeni ja telluuri. Samal ajal ilmnesid sellised mustrid, et väärtusi füüsikalised omadused“kolmiku” keskmine liige (selle eri- ja aatommass) osutus äärmuslike liikmete suhtes keskmiseks. Halogeenide (halogeenide) osas oli keskmise elemendi (vedel broom) agregatsiooniseisund äärmuslike elementide – gaasilise kloori ja kristalse joodi – suhtes vahepealne. Hiljem hakkas ühte rühma kuuluvate elementide arv kasvama nelja ja isegi viieni.

Kogu see klassifikatsioon ehitati üles ainult ühe loodusliku rühma elementide sarnasuse arvessevõtmise alusel. Selline lähenemine võimaldas moodustada järjest rohkem sarnaseid rühmi ja paljastada nende sees olevate elementide suhted. See valmistas ette võimaluse hilisemaks kõiki elemente hõlmava üldise süsteemi loomiseks, ühendades juba leitud rühmad üheks tervikuks.

Mis takistas üleminekut üksikult universaalsele? 19. sajandi 60. aastate alguse paiku oli singulaarsuse staadium elementide tundmises praktiliselt ammendatud. Tekkis vajadus liikuda oma teadmistes universaalsuse tasemele. Selline üleminek võib toimuda vastastikuse sidumise kaudu erinevad rühmad elemendid ja nende ühtse ühise süsteemi loomine. Selliseid katseid hakati 60ndatel üha enam ette võtma erinevates Euroopa riikides – Saksamaal, Inglismaal, Prantsusmaal. Mõned neist katsetest sisaldasid juba selgeid vihjeid perioodilise seaduse kohta. See oli näiteks Newlandsi "oktaavide seadus". Kui J. Newlands aga Londoni Keemiaühingu koosolekul oma leiust teatas, esitati talle sarkastiline küsimus: kas autor püüdis elemente järjestades avastada mingit seadust. tähestikuline järjekord nende nimed?

See näitab, kui võõras oli tolleaegsetele keemikutele idee minna kaugemale elemendirühmadest (erilistest) ja otsida võimalusi avastamiseks. tavaõigus, mis hõlmab neid (universaalne). Tegelikult tasa teha ühine süsteem elemendid, oli vaja koondada ja võrrelda mitte ainult sarnaseid elemente, nagu seni rühmades tehti, vaid kõiki elemente üldiselt, sealhulgas neid, mis ei ole üksteisega sarnased. Mõte, et ainult sarnaseid elemente saab kokku viia, on aga keemikute peas kindlalt juurdunud. See idee oli nii sügavalt juurdunud, et keemikud mitte ainult ei seadnud endale ülesandeks liikuda üksikult universaalsele, vaid nad ignoreerisid täielikult ega märganudki esimesi üksikuid katseid selliseks üleminekuks.

Selle tulemusena tekkis tõsine takistus, mis takistas perioodilise seaduse avastamist ja üldise looduslik süsteem kõik sellel põhinevad elemendid. Sellise takistuse olemasolu rõhutas korduvalt ka D. Mendelejev ise. Seega kirjutas ta oma esimese artikli lõpus tehtud suurest avastusest: „Minu artikli eesmärk oleks täielikult saavutatud, kui suudaksin juhtida teadlaste tähelepanu nendele seostele erinevate elementide aatommassi vahel, millele pole minu teada siiani peaaegu üldse tähelepanu pööratud.

Rohkem kui kaks aastat hiljem oma avastuse arengut kokku võttes rõhutas D. Mendelejev taas, et „erinevate elementide vahel ei otsitud isegi täpseid ja lihtsaid seoseid aatommassides, vaid ainult nii saadi teada õige. seos aatommasside muutumise ja elementide muude omaduste vahel."

Kakskümmend aastat pärast avastust meenutas D. Mendelejev oma Faraday lugemikus taas takistust, mis selle avastuse teele sattus. Ta tegi selles küsimuses esimesed arvutused, milles "nähtavad tõelised kalduvused ja väljakutse perioodilisele seaduslikkusele". Ja kui viimane „väideti kindlalt alles 60ndate lõpu poole, siis selle põhjust ... tuleks otsida sellest, et võrreldi ainult omavahel sarnaseid elemente. Küll aga idee võrrelda

rohkem elemente nende aatommassi suuruse poolest... oli üldteadvusele võõras...” Ja seetõttu märgib D. Mendelejev, et J. Newlandsi „oktaaviseadusega” sarnased katsed „ei suutnud köita kellegi tähelepanu”, kuigi neis katsetes „võib näha... lähenemist perioodiline seadus ja isegi selle embrüo."

Need D. Mendelejevi enda tõendid on meie jaoks äärmiselt olulised. Nende sügav tähendus seisneb tõdemuses, et peamiseks takistuseks perioodilise seaduse avastamisel ehk üleminekul universaalsele elementide tundmises seisneb keemikute traditsiooniks saanud harjumus mõelda elementidele konkreetse range raamistik (nende sarnasused rühmade sees). Selline mõtlemisharjumus ei andnud neile võimalust minna konkreetsest kaugemale ja liikuda elementide tundmises universaalse tasandile. Seetõttu viibis üldseaduse avastamine ligi 10 aastat, mil D. Mendelejevi sõnul oli eristaadium juba suures osas ammendatud.

PPB ja selle funktsioon. Sellist takistust, mis on nii psühholoogiline kui ka loogiline (kognitiivne), nimetame kognitiiv-psühholoogiliseks barjääriks (CPB). Selline barjäär on vajalik teadusliku mõtte arendamiseks ja toimib selle vormina, hoides seda piisavalt tagasi pikka aega saavutatud staadiumis (antud juhul partikulaarsuse staadiumis), et see (teaduslik mõte) saaks selle etapi täielikult ammendada ja seeläbi valmistada ette üleminekut järgmisele, kõrgemale universaalsuse tasemele.

Nüüd ei saa me käsitleda sellise barjääri tekkimise mehhanismi ja piirdume vaid osutamisega, et see tekib automaatselt. Kuid pärast seda, kui ta on täitnud oma kognitiivse funktsiooni, jätkab ta tegutsemist ega eemaldata nii automaatselt, vaid on justkui fikseeritud, luustunud ja muutub teadusliku mõtte arenguvormist oma köidikuteks. Sel juhul ei toimu teaduslik avastus iseenesest, lihtsalt ja lihtsalt, vaid teadmiste teel seisva takistuse, PPB, ületamisena.

Praegu seostame öeldut selle analüüsitava ajaloolise ja teadusliku sündmusega ega sea veel ülesandeks välja selgitada, kui sageli sellist olukorda täheldatakse. Samas ei käi me induktiivsete üldistuste rada, mis põhinevad paljude erinevate avastuste kaalumisel, vaid teoreetiline analüüs seni ainult üks avastus, nimelt perioodiline seadus. Edaspidi huvitab meid, millisel konkreetsel meetodil ületas D. Mendelejev barjääri, mis seisis avastamisprotsessi teel, st teel partikulaarsest staadiumist universaalsuse staadiumisse üleminekul. keemiliste elementide tundmine.

D. Mendelejevi PPB ületamine. Perioodilise seaduse avastas D. Mendelejev 17. veebruaril (1. märtsil 1869). (Perioodilise seaduse avastamist kirjeldatakse väga üksikasjalikult B. M. Kedrovi raamatutes “Ühe suure avastuse päev” ja “Suure avastuse mikroanatoomia”. – Toim.) Äsja saadud kirja tagaküljel ta hakkas tegema arvutusi, mis tähistasid avastuse algust. Esimene selline arvutus oli kaaliumkloriidi KS1 valem. Mida see tähendas?

D. Mendelejev kirjutas siis oma “Keemia aluseid”. Ta oli just lõpetanud esimese osa ja alustanud teist. Esimene osa lõppes halogeene (halogeene) käsitlevate peatükkidega, mille hulka kuulus ka kloor (C1), ja teine ​​algas leelismetallide peatükkidega, mis sisaldasid ka kaaliumi (K). Need olid kaks äärmist, keemiliselt diametraalselt vastandlikku elementide rühma. Looduses aga viiakse need kokku näiteks vastavate metallide kloriidsoolade, näiteks lauasoolade moodustumisega.

“Keemia aluseid” luues juhtis D. Mendelejev sellele tähelepanu ja hakkas sellele seletust otsima aatommasside lähedusest. Mõlema elemendi - kaalium ja kloor: K = 39,1, 01 = 34,5. Mõlema aatommassi väärtused olid üksteisega vahetult kõrvuti, nende vahel ei olnud muid vaheväärtusi, teiste elementide aatommassi. Rohkem kui kaks aastat pärast avastamist märgib Dmitri Ivanovitš arenduse tulemusi kokku võttes, et perioodilise seaduse võtmeks oli idee koondada kvalitatiivselt täiesti erinevate elementide kvantitatiivsed omadused (aatommass). muud. Ta kirjutas: „Üleminek C1-lt K-le jne vastab paljudes aspektides ka nendevahelisele sarnasusele, kuigi looduses pole teisi, mis oleksid suurusjärgus nii lähedased. elementide aatom, mis oleksid üksteisest nii erinevad.

Nagu näeme, paljastas D. Mendelejev siin oma esimese salvestise “KS1” varjatud tähenduse, millest avastamisprotsess algas. Tehkem reservatsioon, et me ei tea, mis ajendas teda mõtlema kaaliumi ja kloori lähenemisele nende aatommassi osas. Võib-olla meenus talle sel hetkel, et ta kirjutas kaaliumkloriidist “Keemia aluste” esimese osa lõpus või teise osa alguses. Kuid on võimalik, et mõni muu asjaolu pani ta mõtlema kaaliumi ja kloori aatommassi lähenemisele. Märkme saime jäädvustada ainult D. Mendelejevi sulest ilmunud paberile, aga mitte seda, mis tema peas sellele eelnes. Nagu allpool näeme, teab teaduse ja tehnika ajalugu palju juhtumeid, mil teada pole mitte ainult esimene samm avastuse poole, vaid ka mõte, mis selle autori peas vilksatas.

Olgu lisatud, et nüüd saame täpsemalt lahti seletada, milles seisnes D. Mendelejevi üleminek partikulaarselt universaalsele elementide tundmises. Nende erinevuse põhjal mõistis ta tegelikult nende keemilisi erinevusi ja aatommassi poolest erinevate inimeste lähenemine saavutati nende ühise füüsikalise omaduse - massi - alusel. Seega vastas üleminek konkreetselt universaalsele üleminekule nende käsitlemiselt keemiliselt poolelt käsitlemisele füüsilise poole pealt.

Allpool pöördume sama valiku juurde rohkem kui korra. Seda juhtumit ei saa aga tõlgendada kui üleminekut ainult elementide kvalitatiivsete erinevuste arvestamiselt nende kvantitatiivse sarnasuse arvestamisele. Elementide kvantitatiivseid omadusi võeti arvesse juba eristaadiumis, nagu nägime “kolmkõlade” ja aatomiteooria näitel.

PPB ületamise tulemus. Niisiis sai D. Mendelejevi märgitud barjäär edukalt ületatud ning selle tulemusena ületati elementide tundmine partikulaarsuse tasemest ja tõusis universaalsuse tasemele. Pange tähele, et kuni selle hetkeni ei näinud teadlane ise, mis täpselt oli takistus, mis takistas perioodilise seaduse avastamist. Tema ettevalmistustöös, eriti enne 17. veebruari (1. märtsil) 1869 koostatud kavades “Keemia põhialused”, pole isegi vihjet, et oleks vaja erinevaid elemente kokku viia. Alles pärast seda, kui ta aimas, et kogu probleemi lahendamise võti peitub selles lähenemises, mõistis ta, mis takistuseks avastamise teel on ehk meie keeles, milline barjäär sellel teel seisab.

Esmakordselt PPB-d ületanud, asus D. Mendelejev kohe detailselt läbi viima üleminekut partikulaarselt veel avastatud universaalsele (seadusele). Samas näitas ta, kuidas ehitatavate elementide üldisesse süsteemi tuleks kaasata üks rühm teise järel ehk tuua üksteisele aatommassi poolest erinevad elemendid üksteisele lähemale. Teisisõnu, kogu elementide üldise süsteemi ülesehitamine viidi lõpule üksik(rühmade) järjestikuse universaalsesse (tulevasse perioodilisse süsteemi) kaasamise protsessis.

«Nendes kolmes grupis on asja olemus näha. Haliidide aatomkaal on väiksem kui leelismetallidel ja viimastel on väiksem aatommass kui leelismuldmetallidel.

Nii viis D. Mendelejev elementide tundmises ülemineku partikulaarsest staadiumist universaalsuse staadiumisse oma plaani lõpuni, hõlmates üldsüsteemi mitte ainult kõik tollal juba tuntud elementide rühmad, vaid ka üksikud elemendid, mis seni seisid väljaspool rühmi.

Märgin, et mõned keemikud ja keemiaajaloolased püüdsid asja esitleda nii, nagu oleks Dmitri Ivanovitš oma avastuses lähtunud mitte elementide rühmadest (erilistest), võrdledes neid üksteisega, vaid otse üksikutest elementidest (üksik), moodustades järjestikuse seeria. nende aatommassi suurendamiseks. D. Mendelejevi arvukate märkmete kavandite analüüs lükkab selle versiooni täielikult ümber ja tõestab vaieldamatult, et perioodilise seaduse avastamine toimus selgelt piiritletud ülemineku järjekorras partikulaarselt universaalsele. See kinnitab, et barjäär tekkis siin just kognitiiv-psühholoogilise takistusena, mis ei lasknud keemikute teaduslikul mõttel erilise tasemest kaugemale minna.

Juhime nüüd tähelepanu tõsiasjale, et lõplikus perioodilises elementide süsteemis esitatakse ühtsena mõlemad algpolaarsused - (keemiliste) elementide sarnasus ja erinevus. Seda saab näidata juba ülaltoodud mittetäielikul kolme rühma plaadil. Selles paiknevad keemiliselt sarnased elemendid (st rühmad) horisontaalselt ja keemiliselt erinevad, kuid lähedase aatommassiga (moodustamisperioodid) elemendid vertikaalselt.

Seega võimaldab PPB idee ja selle ületamine mõista D. Mendelejevi tehtud suure avastuse mehhanismi ja kulgu.

Täpsemalt võib seda avastust kujutada kui barjääri ületamist, mis seni jagas elemendid sellistesse vastandlikesse klassidesse nagu metallid ja mittemetallid. Nii ilmus juba esimene Mendelejevi plaat “KSH

tunnistas, et siin ei viida kokku üldiselt mitte erinevad elemendid, vaid kahe vastandliku klassi elemendid – tugev metall tugeva mittemetalliga. Lõplikus laiendatud elementide süsteemis asusid tugevad metallid laua vasakpoolses alumises nurgas ja tugevad mittemetallid ülemises paremas nurgas. Nendevahelises intervallis oli üleminekulist laadi elemente, nii et D. Mendelejevi avastus ületas selles osas ka barjääri, mis takistas ühtse elementide süsteemi kujunemist.

Teise barjääri ületamine. Siiani oleme rääkinud barjäärist, mis seisis teadmise teel üksikust universaalsuseni. Tavapäraselt saab seda teed võrrelda induktiivsega. Kuid pärast seaduse avastamist ja isegi selle avastamise protsessis oli võimalik vastupidine tee - üldisest konkreetse ja individuaalseni, mida saame sama tinglikult võrrelda deduktiivsega. Seega määrati enne perioodilise seaduse avastamist mis tahes elemendi aatommass kui midagi puhtalt individuaalset, eraldiseisva faktina, mida sai kontrollida ainult eksperimentaalselt. Perioodiline seadus võimaldas kontrollida, selgitada ja isegi parandada empiiriliselt saadud aatommassi väärtusi vastavalt kohale, mille antud element peaks kõigi elementide üldises süsteemis hõivama. Näiteks pidas valdav enamus keemikuid, järgides I. Berzeliust, berülliumi alumiiniumi täielikuks analoogiks ja määras sellele aatommassi Be = 14. Kuid sellele aatommassi väärtusele vastava koha ehitatavas süsteemis hõivas kindlalt lämmastik: N = 14. Teine koht oli tühi - magneesiumi rühmas liitiumi (Li=7) ja boori (B=11) vahel. Seejärel korrigeeris D. Mendelejev berülliumoksiidi valemit alumiiniumoksiidist magneesiumiks, mille järgi sai ta Be = = 14 asemel uue aatommassi - Be = 9,4 ehk väärtuse, mis jääb 7 ja I vahele. Seega näitas ta. et universaal (seadus) võimaldab teil tuvastada selle seadusele alluva eraldi elemendi ühe omaduse ja luua ilma uue eksperimentaalse uurimise abita,

Sel puhul kirjutas teadlane ise 20 aastat pärast oma seaduse avastamist: "Elementide aatomite kaalud, enne perioodilist seadust, esindasid puhtalt empiirilisi arve niivõrd, et ... võis olla allutatud kriitikat ainult nende määramismeetodite, mitte ulatuse järgi, st selles valdkonnas tuli kobada, teole alluda, mitte seda omada...”

Võib öelda, et puhas empiirilisus ehk “faktidele allumine” välistas teoreetilistel kaalutlustel põhineva aatommassi väärtuse määramise võimaluse ja nõudis vaid katseteed. Eespool öeldu kohaselt nimetame sellist takistust ka omamoodi barjääriks, mis sundis keemikuid olema faktide orjad, neile kuuletuma, kuid mitte omama. D. Mendelejev ületas oma süsteemi ülesehitamise käigus selle barjääri, näidates, et universaalne (seadus) võib olla tuvastatud fakti õigsuse kriteeriumiks.

Samas näeme antud juhul, et empiirilise teadmise staadiumis mängib selline barjäär positiivset rolli (kuni see etapp on ammendunud), takistades teadusliku mõtte põhjendamatut laienemist väljapoole faktide piire, valdkonda. spekulatiivsetest loodusfilosoofilistest konstruktsioonidest. Kui ühekülgse empiirilise uurimistöö staadium on ammendatud, muutub see barjäär takistuseks teadusliku mõtte edasisele arengule ja see tuleb ületada. Näitame seda allpool teise näitega, mida demonstreeris sama D. Mendelejevi avastus.

Lähemalt üleminekust universaalselt individuaalsele ja erilisele. Räägime võimalusest ennustada ette veel avastamata elemente koos nende omadustega tühjade ruumide põhjal vastloodud perioodilises süsteemis. Juba perioodilise seaduse avastamise päeval ennustas D. Mendelejev kolme sellist veel tundmatut metalli; Nende hulgas on alumiiniumi analoog oletatava aatommassiga?=68. Varsti pärast seda arvutas ta tema avastatud seaduse (universaalse) alusel teoreetiliselt välja selle metalli paljud muud omadused, nimetades seda tavapäraselt eka-alumiiniumiks, sealhulgas selle erikaal, mis on võrdne 5,9–6, selle ühendite lenduvuse (alates mille ta järeldas, et ta avastatakse spektroskoopi abil). Täpselt nii avastas P. Lecoq de Boisbaudran 1875. aastal uue metalli (galliumi).

Siiski leiti, et galliumi erikaal on prognoositust oluliselt väiksem. Seetõttu jõudsin järeldusele, et gallium pole üldsegi eka-alumiinium, nagu seaduse autor ette nägi, vaid mingi täiesti erinev metall. Seetõttu tunnistati Mendelejevi ennustus kinnitamata. Kuid see ei heidutanud D. Mendelejevit. Ta aimas kohe, et galliumi redutseeriti metallilise naatriumi abil, mille erikaal on väga väike, väiksem kui vee oma. Oli lihtne eeldada, et redutseeritud galliumi esimesed portsjonid ei olnud piisavalt puhastatud naatriumilisanditest, mis vähendas katses saadud leitud metalli erikaalu. Kui P. Lecoq de Boisbaudran puhastas Dmitri Ivanovitši näpunäiteid järgides galliumi lisanditest, langes selle uus erikaalu väärtus täpselt kokku ennustatuga ja osutus võrdseks 5,95.

Selgus, et D. Mendelejev nägi oma teoreetilise pilguga uut elementi paremini kui 11. Lecoq de Boisbaudran, kes seda elementi käes hoidis. Nii sai ka siin ületatud barjäär, mis toimib pimeda, kriitilise suhtumisena igasuguste katseandmete suhtes ning perioodilisusseadus toimis katseandmete õigsuse kontrollimise kriteeriumina.

Vahel näib asi olevat selles, et algul lähtus D. Mendelejev oma avastusest induktsiooni (konkreetselt üldisele) ja seejärel deduktsiooni (üldisest konkreetseni) teel. Tegelikult kontrollis ta juba uue seaduse avastamise ajal pidevalt deduktiivsete järelduste kaudu veel ehitamisel oleva elementide üldise süsteemi õigsust, nagu nägime berülliumi ja tulevase eka-alumiiniumi näitel. See tähendab, et D. Mendelejevi induktsioon ja deduktsioon kui loogilised võtted ei olnud üksteisest rebitud, vaid toimisid täielikus harmoonias ja ühtsuses, üksteist orgaaniliselt täiendades.

Võib öelda, et enne D. Mendelejevit tekkis keemikute teadvuses omamoodi barjäär, mis välistas igasuguse uute elementide ootuse ja nende sihipärase otsimise. Tehtud avastus hävitas ka selle barjääri. "Enne perioodilist seadust," kirjutas teadlane, "lihtkehad esindasid vaid fragmentaarseid juhuslikke loodusnähtusi, uusi polnud põhjust oodata ja nende omadustes äsja avastatud oli täiesti ootamatu uudsus. Perioodiline seadus oli esimene, mis võimaldas näha veel avastamata elemente kauguselt, kuhu keemiline nägemine, selle seadusega relvastamata, veel jõudnud ei olnud, ja samal ajal kujutati uusi elemente, mida pole veel avastatud, terve hulgaga. omadustest.”

Nii et suure avastuse ajaloo analüüsi põhjal saame juba teha teatud järeldused ja vastata küsimustele, mille esitasime oma metoodilise sissejuhatuse lõpus:

1. PPB-d on olemas.

2. Need tekivad ja toimivad, vältides enneaegset lahkumist antud arenguastme raamidest, kuni see on end ammendanud (singulaarsuse etapid).

3. Kuna aga see PBP funktsioon on täidetud, muutuvad PBP-d ise teaduse edasise progressi piduriks (üleminekuks universaalsele) ja seetõttu saadakse neist üle, mis on teaduslike avastuste põhiolemus.

Kuid loomulikult mõistame väga hästi, et me ei saa piirduda vaid ühe, isegi suure avastuse analüüsimisega, et kinnitada PPB kui üldist seisukohta. Selleks peame loomulikult arvestama teiste avastustega ja seda üsna suurel hulgal. Seda teeme järgmistes peatükkides ja alustame kaugelt.

Perioodilise seaduse avastamine

“Keemia alused” ilmus eraldi väljaannetena. Esimene neist ilmus 1868. aasta juunis. See oli pühendatud keemia üldistele küsimustele ning käsitles ka vesiniku, hapniku ja lämmastiku omadusi. Edasise töö plaani koostamisel tekkis Mendelejevil oluline küsimus: millises järjekorras materjal paigutada? Teadlane pidas selle probleemi lahendust mitte vähem oluliseks kui teabe esitamist. Ta kirjutas: "Üks faktide kogum, isegi väga ulatuslik faktide kogum, üks nende kogum, isegi mittehuvitav, isegi üldtunnustatud põhimõtete tundmine ei anna veel meetodit teaduse valdamiseks ega taga veel edasist arengut. õnnestumisi ja isegi mitte õigust teaduse nimele selle sõna kõrgeimas tähenduses. Teaduse ülesehitamine ei nõua mitte ainult materjali, vaid ka plaani. Veelgi enam, kuigi plaani pole veel, pole ka võimalust palju teada saada sellest, mida keegi juba teadis, mis on juba kokku pandud. Paljud keemia faktid, mida tema plaanides ei olnud, avastati sageli mitte üks kord, vaid kaks, kolm või enam korda<.>.

Teadaolevate faktide labürindis on ilma plaanita lihtne eksida ja juba teadaoleva plaan tasub mõnikord uurimist, millest murdosa paljude üksikute faktide uurimine ei tasu.

Algul plaanis Mendelejev klassifitseerida elemente valentsi järgi, kuid otsustas seejärel korraldada need vastavalt aatommassi ja omaduste sarnasusele. 1868. aasta lõpus lõpetas ta “Keemia aluste” edasise kava koostamise ja 1869. aasta alguses alustas raamatu teise osaga. Kuid keemiateadmiste süstematiseerimine huvitas teadlast jätkuvalt didaktilisest vaatepunktist ja elementide klassifitseerimine teaduslikust vaatenurgast. Ja sellele probleemile mõtlemine andis lõpuks tulemusi. 17. veebruari hommikul sai Mendelejev kirja kolleegilt professor Hodnevilt. Kirja tagaküljele tegi Dmitri Ivanovitš märkuse, milles võrdles leelis- ja leelismuldmetalle aatommassi järgi.

Kui õige on väide, et Mendelejev leidis unes probleemile lahenduse, pole teada. Kuid ilmselt oli unenäos või tegelikkuses teatav sissenägemise hetk olemas. Muidu on raske seletada, miks teadlane nii tähtsat ideed esimesel kätte sattunud paberilehel edasi arendama hakkas. Läbinägelikkus oli siiski läbinägelikkus, ent Mendelejev viis edasi uurimistööd läbi oma tavapärase metoodilisusega. Kasutades kaarte, mis võtsid lühidalt kokku elementide omadused ja näitasid nende aatomivanust, lõi Mendelejev tabeli versiooni, milles leidsid oma koha peaaegu kõik tol ajal tuntud elemendid. Pärast süsteemi täielikku ümberkirjutamist saatis Mendelejev selle trükikotta pealkirjaga “Elementide süsteemi kogemus nende aatommassi ja keemilise sarnasuse alusel”. Ta saatis "System Experience" koopiad oma kodu- ja välismaistele kolleegidele. Selline nägi see süsteem välja või, kui soovite, esimene perioodiline tabel:

Esmapilgul on sellel laual vähe sarnasust tänapäevase versiooniga. Kuid kui olete seda hoolikamalt uurinud, näete, et see paljastab paljud mustrid, millel tänapäevane elementide süsteem põhineb. Seega on näha, et “Süsteemi kogemuses” on nüüdisaegse tabeli seitse peamist alarühma juba praktiliselt tuvastatud.

Järgmised paar päeva töötas Mendelejev artikliga "Omaduste seos elementide aatommassiga". Selles põhjendas teadlane enda valitud lähenemist: „...lihtkehade omaduste muutumise juures jääb nende vabas olekus midagi konstantseks ja kui element läheb üle ühenditeks, on see miski materiaalne ja moodustab. seda elementi ümbritsevate ühendite omadus. Sellega seoses on tänaseni teada ainult üks arvandmeid ja just see on elemendile iseloomulik aatommass.

Tõepoolest, ajal, mil teadlastel polnud aimugi aatomite struktuurist, oli nende ainus omadus aatomkaal. Mendelejev ei olnud selle väärtuse põhjal elementide süsteemi loomise idee autor. Teised teadlased olid enne teda sarnaseid katseid teinud. Mendelejev ei püüdnud oma eelkäijate saavutusi alahinnata. Kuid samas tõi ta väga õigel kujul välja oma süsteemi progressiivsuse: „Erinevate elementide ja nende ühendite omaduste perioodilise sõltuvuse elementide aatommassist sai kindlaks teha pärast seda, kui see sõltuvus oli sarnaste jaoks tõestatud. elemendid. Mulle tundub, et erinevate elementide võrdlemine on ka kõige olulisem omadus, mille poolest minu süsteem erineb minu eelkäijate süsteemidest. Nagu need viimased, võtsin mõne erandiga vastu samad sarnaste elementide rühmad, kuid samas seadsin endale eesmärgiks uurida mustrit rühmade omavahelistes suhetes. Seda tehes olen jõudnud ülalmainitud üldpõhimõtteni, mis kehtib kõigi elementide kohta.“

Mendelejev väidab, et tema elementide klassifikatsioon on loomulik: "Elementide aatommassi järgi jaotamise meetod ei ole vastuolus elementide loomuliku sarnasusega, vaid vastupidi, osutab sellele otseselt."

Tegelikult ei sõltu elemendi omadused mitte tema aatomite massist, vaid nende struktuurist, mis on loomulikult seotud selle näitajaga. Kuid kuna Mendelejev ei saanud aatomitele muid omadusi, sai ta sellest lähtuda ja see lähenemine oligi

tõesti kõige loomulikum asi, mis võimalik.

Artikli lõpus toob teadlane välja mõned sätted, mis tulenevad tema avastatud perioodilisest seadusest:

"1. Aatommassi järgi paigutatud elemendid esindavad omaduste selget perioodilisust.

2. Keemiliselt sarnastel elementidel on kas sarnased aatommassid (nagu Pt, Ir, Os) või järjepidevalt ja ühtlaselt kasvavad massid (nagu K, Rb, Cs).

3. Elementide või nende rühmade aatommassi järgi võrdlemine vastab nende nn aatomilisusele ja mõningal määral ka keemilise olemuse erinevustele, mis on selgelt nähtav seeriates Li, Be, C, N, O, F ja kordub teistes sarjades.

4. Looduses levinumad lihtkehad on väikese aatommassiga ja kõiki väikese aatommassiga elemente iseloomustavad teravad omadused. Seetõttu on need tüüpilised elemendid. Vesinik kui kõige kergem element on õigustatult valitud kõige tüüpilisemaks.

5. Aatommassi suurus määrab elemendi olemuse, nii nagu osakese suurus määrab keerulise keha omadused.

6. Oodata on veel paljude tundmatute lihtkehade avastamist, näiteks AL ja Si sarnaseid kehasid, mille osakaal on 65–75.

7. Elemendi aatommassi saab mõnikord korrigeerida selle analoogiaid teades. Seega ei tohiks Te osa olla 128, vaid 123–126.

8. Mõned elementide analoogiad ilmnevad kaalu ja aatomi suuruse järgi.

Veebruari lõpus andis Mendelejev artikli käsikirja üle kolleeg N. A. Menšutkinile. Artikkel avaldati ajakirjas Journal of the Russian Chemical Society. Seltsi koosolekul koostas selle kohta aruande autori puudumise tõttu Menšutkin. Mendelejev ise oli komandeeringus. Vaba Majanduse Seltsi juhiste järgi uuris ta mitut juustutehast Tveri kubermangus. Teadlane võttis jätkuvalt oma "kolmandat teenistust", tööstuse arenguga seotud muret, mitte vähem tõsiselt kui oma teadus- ja õppetegevust.

Kuid perioodilise seaduse avastamine ja sellest alates keemiliste elementide süstematiseerimine oli vaid pool võitu. Samuti oli vaja teadusmaailma avastusega kurssi viia ja teadlasi seaduse kehtivuses veenda. 1869. aasta suvel osales Mendelejev teisel loodusuurijate kongressil. Ta tuli välja oma süsteemi uue versiooniga. Selles paigutati sarnaste omadustega elementide rühmad vertikaalselt, nagu tabeli kaasaegses versioonis tavaks. Kõik sel ajal teadaolevad elemendid, välja arvatud seitse, leidsid selles versioonis oma õige koha. Mendelejev jätkas tööd süsteemi täiustamise nimel. 1870. aastaks oli ta leidnud kõigi teadaolevate elementide õiged asukohad.

Aastatel 1870–1871 avaldas teadlane mitmeid artikleid ja esines ettekandeid perioodilise õiguse kohta. Erilise koha Dmitri Ivanovitši teoste hulgas on artiklitel "Keemiliste elementide perioodiline seadus" ja "Elementide loomulik süsteem ja selle rakendamine avastamata elementide omaduste näitamisel". Neist teise kohta kirjutas teadlane hiljem: „See on parim kokkuvõte minu seisukohtadest ja mõtetest elementide perioodilisuse ja originaali kohta, mille järgi hiljem sellest süsteemist nii palju kirjutati. See on minu teadusliku kuulsuse peamine põhjus. Selles töös sõnastati esimest korda lühidalt perioodilisusseadus: "...elementide (ja järelikult ka neist moodustunud lihtkehade) omadused sõltuvad perioodiliselt nende aatommassist." Kaasaegne koostis erineb ainult selle poolest, et see ei arvesta mitte aatommassi, vaid aatomituuma laenguga.

Mendelejev tõi välja, et tema avastatud seadusel võib olla suur tähtsus keemia edasises arengus. Seaduse rakendamise võimaluste hulgas nimetas teadlane elementide süsteemi koostamist, veel avastamata elementide omaduste määramist ja avastamismeetodit, väheuuritud elementide aatommassi määramist ja selle näitaja korrigeerimist. elementide arv, täiendades teavet keemiliste ühendite vormide kohta. Ja kõik need võimalused realiseerusid Mendelejevi eluajal ja paljuski tema enda poolt. Nii korrigeeris ta 1871. aastaks oma perioodilisustabelit kasutades paljude elementide aatommassi. Teadlane selgitas 28 elemendi kaalu, mõned neist radikaalselt. Näiteks näitas ta, et erbiumi aatommass on mitte 56, nagu varem arvati, vaid 170, lantaanil mitte 92, vaid 139 jne. Nagu näeme, arvutati 1869. aastaks paljude elementide aatommassid valesti. Arvestades seda asjaolu ja asjaolu, et paljusid elemente siis üldse ei avastatud, võib vaid imestada teadlase geniaalsuse üle, kes suutis sellele vaatamata leida perioodilise mustri.

Isegi tabeli esimeses versioonis jättis Mendelejev ruumi neljale tundmatule elemendile aatommassiga 45, 68, 70 ja 180. Aastatel 1870–1871 ennustas teadlane nendest kolmest esimesest elemendist keemilisi ja füüsikalisi omadusi ning andis need neile. esialgsed nimetused: ekaboron, ekaaalumiinium ja ekasilicon . Eesliide "eka" tähendab "järgimist". Nende nimedega tahtis Mendelejev öelda, et pakutud elemendid peaksid olema järgmised boori, alumiiniumi ja räni aatomkaaluga analoogid.

1875. aastal avastas prantslane Lecoq de Boisbaudran uue elemendi. Keemik andis selle Prantsusmaa ajaloolise nime järgi galliumiks. Tõeliselt avastatud gallium asendas hüpoteetilise eka-alumiiniumi. 1879. aastal avastas Rootsi keemik Nilsson skandiumi, mis perioodilises süsteemis asendati ekabooriga. Ekasilicon asendati 1886. aastal germaaniumiga, mille avastas sakslane Winkler. Perioodilise seaduse õiglus ja tähtsus on praktikas hiilgavalt kinnitust leidnud. Kuid ei tasu arvata, et alles pärast Mendelejevi ennustatud elementide avastamist sai perioodiline seadus tunnustuse. 1871. aasta kevadel läks teadlane järjekordsele välislähetusele. Selle eesmärk oli soetada uurimistööks vajalikke mineraale. Reisi ajal kohtus Dmitri Ivanovitš paljude Euroopa teadlastega, arutas nendega perioodilist seadust ja tema elementide süsteemi. Mendelejevi järeldused kiitsid heaks paljud välismaised kolleegid. Hiljem tekkis vaidlus prioriteetide üle isegi elementide süsteemi osas. Fakt on see, et juba 1864. aastal lõi Saksa keemik Lothar Meyer tabeli 27 elemendist, paigutades need aatommassi suurendamise järjekorda ja rühmitades need valentsi järgi. Kuid Saksa teadlane ei teinud Mendelejevi perioodilise seadusega sarnaseid teoreetilisi üldistusi. Ja ta lõi kõigi elementide täieliku tabeli 1870. aastal, st pärast "Elementide süsteemi kogemuse" avaldamist. Siiski tuleb märkida, et mõned teadlased ei tunnistanud seaduse õiglust ja paljud ei mõistnud ega tunnistanud selle põhiolemust. Täieliku äratundmiseni kulus kaua aega.