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LE PRINCIPALI SCOPERTE SCIENTIFICHE
Legge periodica. Storia ed essenza della scoperta scientifica
Elenco / Le scoperte scientifiche più importanti Nella storia dello sviluppo della scienza, sono note molte importanti scoperte. Ma pochi di loro possono essere paragonati a ciò che ha fatto Mendeleev, il più grande chimico del mondo. Sebbene siano passati molti anni dalla scoperta della sua legge, nessuno può dire quando l'intero contenuto della famosa "tavola di Mendeleev" sarà pienamente compreso. Nelle parole di Dmitri Ivanovic Mendeleev, la scoperta della legge periodica è stata facilitata dall'accumulo "entro la fine degli anni '60 di tali nuove informazioni su elementi rari che hanno aperto le loro relazioni multiformi tra loro e gli altri elementi". Si possono elencare una serie di altri dati che hanno integrato l'idea della somiglianza degli elementi e delle loro proprietà: lo studio dell'isomorfismo, l'introduzione del concetto di valenza, lo sviluppo di nuovi metodi per determinare le masse atomiche, la discussione del Ipotesi di Prout, ecc. Infatti, già negli anni Cinquanta e Sessanta, più di una dozzina di tentativi degni di nota per trovare un sistema di elementi. Sempre più spesso, in alcune opere, compaiono pensieri sulla necessità di classificare gli elementi chimici. Quindi, nell'opera di A. Berenfeld si indica che lo studio degli elementi rari è di grande importanza: "... riempiono sempre di più le lacune tra i noti ... corpi della natura e aiutano a fare un continuo serie di questi corpi in cui ogni elemento avrebbe il suo posto specifico". Particolarmente interessante a questo proposito è la dissertazione di N. Alyshevsky (1865), che ha scritto: "Recentemente, con un'enorme abbondanza di materiali in chimica, il desiderio di sistematizzare e raggruppare i fatti ha elaborato sempre più sfondamenti. I chimici moderni hanno giungiamo alla conclusione che molti elementi chimici sono molto diversi nelle loro proprietà fisiche esterne, nelle loro funzioni chimiche sono molto simili, addirittura identici tra loro. E ancora: "Se... nella chimica inorganica si stabiliscono gruppi naturali per tutti i corpi, ancora sparsi, chimicamente indivisibili, allora lo studio di queste reazioni sarà facilitato al massimo grado, e allo stesso tempo sarà possibile trarre quelle conclusioni, stabilire tali leggi che prima sono state il dominio della sola chimica organica. Lo stesso N. Alyshevsky ha confrontato alcune proprietà in base alla posizione degli elementi nei loro gruppi naturali. Ma se il livello di conoscenza dell'epoca determinava oggettivamente la possibilità di una soluzione scientifica al problema, allora dipendeva dal livello di conoscenza dello scienziato e dalla sua visione del mondo trasformare questa possibilità in realtà. Non è un caso che Mendeleev sia riuscito a farlo. Dmitry Mendeleev (1834-1907) è nato a Tobolsk nella famiglia del direttore della palestra e amministratore delle scuole pubbliche nella provincia di Tobolsk, Ivan Pavlovich Mendeleev e Maria Dmitrievna Mendeleeva, nata Kornilieva. È stato allevato dalla madre, poiché il padre del futuro farmacista è diventato cieco poco dopo la nascita di suo figlio. Nell'autunno del 1841, Mitya entrò nella palestra di Tobolsk. Fu ammesso in prima classe a condizione che vi rimanesse per due anni fino all'età di otto anni. La sfortuna ha perseguitato la famiglia Mendeleev. Nell'autunno del 1847 morì il padre e, tre mesi dopo, la sorella Apollinaria. Nella primavera del 1849, Mitya si diplomò in palestra e Marya Dmitrievna, dopo aver venduto la sua proprietà, andò prima a Mosca con i suoi figli e poi a San Pietroburgo. Voleva che il figlio più giovane andasse all'università. Solo su richiesta di sua madre, il 9 agosto 1850, Dmitry fu iscritto come studente presso l'Istituto Pedagogico Principale di San Pietroburgo presso la Facoltà di Fisica e Matematica. Il primo lavoro scientifico di Mendeleev "Analisi chimica dell'ortite dalla Finlandia" fu pubblicato nel 1854, l'anno successivo si laureò all'istituto. Nel maggio 1855, il Consiglio accademico assegnò a Mendeleev il titolo di "Insegnante senior" e gli conferì una medaglia d'oro. I medici gli consigliarono di cambiare il clima malsano di Pietroburgo e di trasferirsi a sud. A Odessa, Mendeleev fu nominato insegnante di matematica, fisica e scienze naturali presso la palestra del Richelieu Lyceum. Dedicò molto tempo al lavoro sulla tesi di laurea, in cui considerava il problema dei "volumi specifici" dal punto di vista della teoria unitaria di Gerard, rifiutando completamente la teoria dualistica di Berzelius. Questo lavoro ha mostrato la straordinaria capacità di generalizzazione di Mendeleev e la sua vasta conoscenza della chimica. In autunno, Mendeleev difese brillantemente la sua tesi, tenne con successo la conferenza introduttiva "La struttura dei composti di silicato" e all'inizio del 1857 divenne Privatdozent all'Università di San Pietroburgo. Nel 1859 fu mandato all'estero. Mendeleev trascorse due anni in Germania, dove organizzò il proprio laboratorio. Alla fine di febbraio 1861, Mendeleev arrivò a San Pietroburgo. Trovare un lavoro come insegnante a metà anno scolastico era impossibile. E decide di scrivere un libro di testo di chimica organica. Il libro di testo, che fu presto pubblicato, così come la traduzione della "Tecnologia chimica" di Wagner, portarono Mendeleev a grande fama. Il 1 ° gennaio 1864, Mendeleev fu nominato assistente universitario di chimica organica presso l'Università di San Pietroburgo. Contemporaneamente a questa posizione, Mendeleev ha ricevuto una cattedra presso l'Istituto di tecnologia di San Pietroburgo. Ora c'erano meno preoccupazioni per il supporto materiale della famiglia e Mendeleev iniziò a lavorare alla sua tesi di dottorato. La difesa della tesi ebbe luogo il 31 gennaio 1865. Due mesi dopo, Mendeleev è stato nominato professore straordinario presso il Dipartimento di chimica tecnica dell'Università di San Pietroburgo e, a dicembre, professore ordinario. A quel tempo, era urgente creare un nuovo libro di testo sulla chimica inorganica, che riflettesse l'attuale livello di sviluppo della scienza chimica. Questa idea catturò Mendeleev. Allo stesso tempo, iniziò a raccogliere materiale per la seconda edizione del libro di testo, che doveva includere una descrizione degli elementi chimici. Mendeleev ha studiato attentamente la descrizione delle proprietà degli elementi e dei loro composti. Ma in che ordine devono essere eseguiti? Non esisteva un sistema per la disposizione degli elementi. Quindi lo scienziato ha realizzato delle carte di cartone. Su ogni carta ha inserito il nome dell'elemento, il suo peso atomico, le formule dei composti e le proprietà di base. A poco a poco, il cestino è stato riempito di carte contenenti informazioni su tutti gli elementi conosciuti a quel tempo. Eppure, per molto tempo, non è successo nulla. Dicono che lo scienziato abbia visto la tavola periodica degli elementi in un sogno, non restava che scriverla e motivarla. Ma, ovviamente, la scoperta non è stata da lui fatta a caso, poiché le sue attività combinavano organicamente teoria e pratica, conoscenza del lato fisico del fenomeno, intuizione matematica e comprensione filosofica. Inoltre, Mendeleev è stato in grado di trattare in modo critico il lavoro dei suoi predecessori e contemporanei. Senza sovrasaturarsi di informazioni, ha, per così dire, passato i dati già ricevuti attraverso il prisma di un concetto che non era ancora stato completamente formato e, come uno scultore, ha tagliato tutto il superfluo. A poco a poco, Mendeleev si rese conto che con un cambiamento nel peso atomico cambiano anche le proprietà degli elementi. Febbraio 1869 stava volgendo al termine. Pochi giorni dopo, il manoscritto dell'articolo contenente la tavola degli elementi veniva completato e sottoposto alla pubblicazione. 1 marzo 1869 D.I. Mendeleev ha inviato un volantino alla tipografia, su cui è stata scritta la sua "Esperienza di un sistema - elementi basati sul loro peso atomico e somiglianza chimica". Due settimane dopo, ha presentato alla Russian Chemical Society l'articolo "Relazione delle proprietà con il peso atomico degli elementi". Il rapporto sulla scoperta di Mendeleev è stato redatto dall'editore del Journal of the Russian Chemical Society, il professor N.A. Menshutkin a una riunione della società il 6 marzo 1869. Lo stesso Mendeleev non era presente all'incontro, poiché in quel momento, su indicazione della Free Economic Society, esaminò i caseifici delle province di Tver e Novgorod. Dal giorno in cui Mendeleev ha visto la manifestazione della legge della natura dietro le semplici file di simboli di elementi chimici, altri problemi sono svaniti sullo sfondo. Ha abbandonato il lavoro sul libro di testo "Fondamenti di chimica" e non si è impegnato nella ricerca. La distribuzione degli elementi nella tavola gli sembrava imperfetta. A suo avviso, i pesi atomici in molti casi non sono stati determinati con precisione e quindi alcuni elementi non sono caduti in luoghi corrispondenti alle loro proprietà. Prendendo come base la legge periodica, Mendeleev modificò i pesi atomici di questi elementi e li mise alla pari con elementi simili nelle proprietà. In un articolo pubblicato in tedesco negli "Annali" pubblicati da Liebig, Mendeleev ha dato ampio spazio alla sezione "Applicazione della legge periodica per determinare le proprietà di elementi non ancora scoperti". Ha predetto e descritto in dettaglio le proprietà di tre elementi ancora sconosciuti alla scienza: eka-boro, eka-alluminio ed eka-silicio. Sembrava che per Mendeleev la questione della legge periodica fosse risolta. Ma un giorno dell'autunno del 1875, mentre Mendeleev stava esaminando i rapporti dell'Accademia delle scienze di Parigi, i suoi occhi caddero sul messaggio di Lecoq de Boisbaudran sulla scoperta di un nuovo elemento, che chiamò gallio. Tuttavia, il ricercatore francese ha indicato il peso specifico del gallio - 4,7 e, secondo i calcoli di Mendeleev, l'eka-alluminio si è rivelato 5,9. Mendeleev decise di scrivere allo scienziato, sottolineando che, a giudicare dalle proprietà del gallio da lui scoperte, questo non è altro che eka-alluminio previsto nel 1869. E, infatti, determinazioni più accurate del peso specifico del gallio hanno dato un valore di 5,94. La scoperta del gallio ha fatto scalpore tra gli scienziati. I nomi di Mendeleev e Lecoq de Boisbaudran divennero subito noti al mondo intero. Incoraggiati dal primo successo, gli scienziati iniziarono a cercare altri elementi, non ancora scoperti, previsti da Mendeleev. In dozzine di laboratori in Europa, il lavoro ha iniziato a bollire, centinaia di scienziati hanno sognato scoperte straordinarie. E il successo non si è fatto attendere. Nel 1879, il professor Lare Frederik Nilson, che lavorò all'Università di Uppsala (Svezia), scoprì un nuovo elemento che corrisponde pienamente all'eka-boro descritto da Mendeleev. Lo chiamò scandio. La prova ripetuta delle previsioni di Mendeleev ha causato un vero trionfo. Presto iniziarono ad arrivare notizie sull'elezione di Mendeleev a membro onorario di varie università e accademie europee. Un'ottima conferma della legge di Mendeleev è stata il gruppo di gas inerti scoperto da Ramsay, che ha permesso di includere nel sistema il gruppo "zero" - il confine tra metalli alcalini e metalloidi. Lo stesso Mendeleev scrisse sui “rafforzatori” della legge: “Mentre scrivevo nel 1871 un articolo sull'applicazione della legge periodica alla determinazione delle proprietà di elementi ancora da scoprire, non pensavo che sarei vissuto abbastanza per giustificare questa conseguenza di la legge periodica, ma la realtà ha risposto diversamente, ho descritto tre elementi: eka-boro, eka-alluminio ed eka-silicio, e sono passati meno di 20 anni da quando ho già avuto la gioia più grande di vederli tutti e tre scoperti e ricevere i loro nomi da quei tre paesi dove sono stati trovati minerali rari che li contengono e dove è stata fatta la loro scoperta: gallio, scandio e germanio L. de Boisbaudran, Nilsson e Winkler, che li hanno scoperti, io, da parte mia, considero i veri rafforzatori della legge periodica. Senza di loro non sarebbe riconosciuto nella stessa misura in cui è accaduto ora nella stessa misura in cui considero Ramsay l'affermato della validità della legge periodica ... "Oggi è chiaro che nella scoperta di Mendeleev tre linee di sviluppo della chimica fusi insieme: la ricerca di una sistematica di vari oggetti della chimica (dagli atomi ai cristalli) nella loro relazione - il concetto di "elemento chimico" li univa; lo studio dell'individualità degli elementi, in particolare degli elementi rari e poi raramente utilizzati, che ha permesso di svelare il concetto di elemento-analogia; lo studio della relazione delle proprietà con la composizione e la struttura dei composti, che ha portato alla formazione di una dottrina olistica della periodicità. Autore: Samin D.K.
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