Periyodik tablonun tarihi - History of the periodic table

Periyodik tablonun mevcut şekli

Periyodik tabloda bir düzenlemedir kimyasal elementlerin kendi yapılandırılmış, atom numarası , elektron konfigürasyonuna ve tekrarlanan kimyasal özellikleri . Temel formda, elementler artan atom numarasına göre okuma sırasına göre sunulur. Daha sonra, sıralar ve sütunlar çok sıra (yani, boş hücreler, yeni satır başlangıç ve sokulmasıyla oluşturulur süreleri ) ve sütunlar ( grupları ), tekrarlanan özellikleri (denilen periyodiklik) ile elemanları göstermektedir. Örneğin, grup (sütun) 18'deki tüm elementler, kimyasal reaksiyonu zor olan soy gazlardır .

Periyodik tablonun tarihçesi tarafından yapılan önemli katkıları olan öğelerinin, kimyasal ve fiziksel özelliklerinin anlaşılmasına büyüme üzerinde iki yüzyıllar yansıtır Antoine-Laurent de Lavoisier , Johann Wolfgang Döbereiner , John Newlands , Julius Lothar Meyer , Dmitri Mendeleev , Glenn T. Seaborg ve diğerleri.

Erken tarih

Bir dizi fiziksel element ( karbon , kükürt , demir , bakır , gümüş , kalay , altın , cıva ve kurşun ) antik çağlardan beri bilinmektedir , çünkü bunlar doğal formlarında bulunurlar ve ilkel aletlerle madenciliği nispeten kolaydır. MÖ 330 civarında, Yunan filozof Aristoteles , her şeyin bir veya daha fazla kökün karışımından oluştuğunu öne sürdü; bu, başlangıçta Sicilyalı filozof Empedokles tarafından önerilen bir fikirdi . Daha sonra olarak yeniden dört kökler, elemanlar tarafından Plato idi Toprak , su , hava ve ateş . Bu dört unsurla ilgili benzer fikirler, Hint felsefesi gibi diğer eski geleneklerde de mevcuttu .

Simya çağında birkaç ekstra element biliniyordu ( çinko , arsenik , antimon ve bizmut ).

İlk kategorizasyonlar

Hennig Markası , The Alchemist Discovering Phosphorus'ta gösterildiği gibi

Periyodik tablonun tarihi aynı zamanda kimyasal elementlerin keşfinin de tarihidir . Kayıtlı tarihte yeni bir unsuru keşfeden ilk kişi , iflas etmiş bir Alman tüccar olan Hennig Brand'di . Brand , ucuz adi metalleri altına dönüştürmesi beklenen efsanevi bir nesne olan filozof taşını keşfetmeye çalıştı . 1669 (veya üstü) ile yaptığı deneyler damıtılmış insan idrar o "soğuk yangın" (denilen bir parlak beyaz bir madde üretimi ile sonuçlanmıştır kaltes Feuer ). Anglo-İrlandalı kimyager Robert Boyle'un fosforu yeniden keşfedip bulgularını yayınladığı 1680 yılına kadar keşfini gizli tuttu . Fosforun keşfi, bir maddenin element olmasının ne anlama geldiği sorusunu gündeme getirmeye yardımcı oldu.

1661'de Boyle, bir elementi "karma olanların oluştuğu söylenen ve nihayetinde çözüldüğü ilkel ve basit cisimler" olarak tanımladı.

1789 yılında Fransız kimyager Antoine Lavoisier yazdı Traité élémentaire de Chimie ( Kimya İlköğretim Risalesi ilk modern olarak kabul edilir), ders kitabı hakkında kimyası . Lavoisier, elementi, en küçük birimleri daha basit bir maddeye bölünemeyen bir madde olarak tanımladı. Lavoisier'in kitabı , modern elementler listesinin temelini oluşturan oksijen , nitrojen , hidrojen , fosfor , cıva , çinko ve kükürt içeren Lavoisier'in daha fazla parçalanamayacağına inandığı "basit maddelerin" bir listesini içeriyordu . Lavoisier'in listesi , o zamanlar maddi maddeler olduğuna inanılan ' hafif ' ve ' kalori'yi de içeriyordu . Bu maddeleri metaller ve ametaller olarak sınıflandırmıştır. Birçok önde gelen kimyager Lavoisier'in yeni ifşaatlarına inanmayı reddetse de, Temel İnceleme genç nesli ikna edecek kadar iyi yazılmıştı. Bununla birlikte, Lavoisier'in elementlerinin tanımları, onları yalnızca metaller ve metal olmayanlar olarak sınıflandırdığı için tamlıktan yoksundur.

Dalton (1806): bilinen elementleri atom ağırlığına göre listeleme

1808–10'da İngiliz doğa filozofu John Dalton , zamanında bilinen elementler için stokiyometrik ölçümlerden ve makul çıkarımlardan geçici atom ağırlıklarına ulaşmak için bir yöntem yayınladı . Dalton'un atom teorisi 1810'larda ve 1820'lerde birçok kimyager tarafından benimsendi.

1815'te İngiliz doktor ve kimyager William Prout , atom ağırlıklarının hidrojeninkinin katları gibi göründüğünü fark etti.

1817'de Alman fizikçi Johann Wolfgang Döbereiner , elementleri sınıflandırmaya yönelik ilk girişimlerden birini formüle etmeye başladı. 1829'da, elementlerden bazılarını, her grubun üyeleri ilgili özelliklere sahip olacak şekilde üçlü gruplar halinde oluşturabildiğini keşfetti. Bu gruplara üçlüler adını verdi .

Triad yasasının tanımı: - "Atomik ağırlıklarına göre artan sıraya göre düzenlenmiş kimyasal olarak benzer elementler, ortadaki elementin atom ağırlığının genellikle diğerinin atom ağırlığının aritmetik ortalaması olduğu bulunan Triad adı verilen iyi işaretlenmiş üç grup oluşturdu. üçlünün iki öğesi.

1. klor , brom ve iyot
2. kalsiyum , stronsiyum ve baryum
3. kükürt , selenyum ve tellür
4. lityum , sodyum ve potasyum

1860 yılında, Karlsruhe'deki bir konferansta gözden geçirilmiş bir elementler ve atom kütleleri listesi sunuldu . Daha kapsamlı sistemlerin oluşturulmasına yardımcı oldu. Bu tür ilk sistem iki yıl içinde ortaya çıktı.

Kapsamlı formalizasyonlar

Elementlerin özellikleri ve dolayısıyla oluşturdukları hafif ve ağır cisimlerin özellikleri, atom ağırlıklarına periyodik olarak bağımlıdır.

-  Rus kimyager Dmitri Mendeleev, 1871 tarihli "Kimyasal elementlerin periyodik düzenliliği" makalesinde ilk kez periyodik yasayı formüle etti.

Fransız jeolog Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois , elementlerin atom ağırlıklarına göre sıralandığında düzenli aralıklarla benzer özellikler sergilediklerini fark etti. 1862'de, diyagramının merkezine yakın düşen tellür elementinden sonra "tellürik sarmal" adlı üç boyutlu bir grafik tasarladı . De Chancourtois, artan atom ağırlığı sırasına göre bir silindir üzerinde spiral şeklinde düzenlenmiş elementlerle, benzer özelliklere sahip elementlerin dikey olarak sıralandığını gördü. Chancourtois'in Comptes rendus de l'Académie des Sciences'daki orijinal makalesi bir çizelge içermiyordu ve kimyasal terimlerden ziyade jeolojik terimler kullanıyordu. 1863'te, bir çizelge ekleyerek ve iyonlar ve bileşikler ekleyerek çalışmalarını genişletti .

Bir sonraki girişim 1864'te yapıldı. İngiliz kimyager John Newlands , bilinen 62 elementin bir sınıflandırmasını sundu. Newlands, elementlerin fiziksel özelliklerinde, kütle numarası sırasına göre sekizin katlarının yinelenen aralıklarında yinelenen eğilimleri fark etti; bu gözleme dayanarak, bu elementlerin sekiz grupta bir sınıflandırmasını yaptı. Her grup benzer bir ilerleme gösterdi; Newlands, bu ilerlemeleri, notaların bir müzik gamı ​​içindeki ilerleyişine benzetmiştir. Newlands'ın tablosu gelecekteki olası öğeler için boşluk bırakmadı ve bazı durumlarda aynı oktavda aynı konumda iki öğeye sahipti. Newlands'ın masası, bazı çağdaşları tarafından alay konusu oldu. Kimya Derneği işini yayınlamayı reddetti. Derneğin başkanı William Odling , bu tür 'teorik' konuların tartışmalı olabileceğini söyleyerek Derneğin kararını savundu; Topluluğun içinden daha da sert bir muhalefet vardı, bu da unsurların alfabetik olarak sıralanabileceğini düşündürdü. O yılın ilerleyen saatlerinde, Odling kendi masasını önerdi, ancak Newlands'ın masasına karşı çıkmasındaki rolünün ardından tanınmayı başaramadı.

Alman kimyager Lothar Meyer , periyodik aralıklarla tekrarlanan benzer kimyasal ve fiziksel özelliklerin dizilerini de kaydetti. Ona göre, eğer atom ağırlıkları koordinatlar olarak (yani dikey olarak) ve atom hacimleri apsisler olarak (yani yatay olarak) çizilseydi -eğri bir dizi maksimum ve minimum elde etti- en elektropozitif elementler eğrinin tepelerinde görünecektir. atom ağırlıklarının sırası. 1864'te bir kitabı yayınlandı; 28 element içeren periyodik tablonun erken bir versiyonunu içeriyordu ve elementleri değerliklerine göre altı aileye sınıflandırıyordu - ilk kez elementler değerliklerine göre gruplandırılmıştı. O zamana kadar elementleri atom ağırlığına göre organize etme çalışmaları, atom ağırlıklarının yanlış ölçümleri nedeniyle engellenmişti. 1868'de tablosunu revize etti, ancak bu revizyon ancak ölümünden sonra taslak olarak yayınlandı. Aralık 1869 tarihli ve 1870'in başlarında yayınlanan bir makalede Meyer, periyotların toprak alkali metal grubunun bir elementi tarafından sona erdiği 55 elementlik yeni bir periyodik tablo yayınladı. Kağıt ayrıca, elementlerin fiziksel özelliklerinin periyodik ilişkilerini gösteren ve Meyer'in elementlerin periyodik tablosunda nerede görünmesi gerektiğine karar vermesine yardımcı olan, bağıl atom hacimlerinin bir çizgi grafiğini içeriyordu. Bu zamana kadar Mendeleev'in ilk periyodik tablosunun yayınını zaten görmüştü, ancak çalışmaları büyük ölçüde bağımsızmış gibi görünüyor.

1869'da Rus kimyager Dmitri Mendeleev , atom ağırlığını birkaç sütunda artırarak 63 elementi düzenledi ve bunlar arasında tekrar eden kimyasal özelliklere dikkat çekti. Bazen uzun tren yolculuklarında bilinen elementlerin atom ağırlıklarını ve sembollerini içeren kartları kullanarak "kimyasal solitaire" oynadığı söylenir. Bir başka olasılık da, kısmen , arkadaşı ve dilbilimci Otto von Böhtlingk tarafından kendisine işaret edilen Sanskrit alfabesinin periyodikliğinden ilham almış olmasıdır . Mendeleev, gördüğü eğilimleri bazı elementlerin atom ağırlıklarının yanlış olduğunu önermek için kullandı ve buna göre yerleşimlerini değiştirdi: örneğin, çalışmasında atom ağırlığı 14 olan üç değerli bir berilyum için yer olmadığını düşündü ve her ikisini de kesti. berilyumun atom ağırlığını ve değerliliğini üçte bir oranında, atom ağırlığı 9.4 olan iki değerlikli bir element olduğunu düşündürür. Mendeleev, tablonun basılı geniş sayfalarını Rusya'daki ve yurtdışındaki çeşitli kimyagerlere yaygın olarak dağıttı. Mendeleev, 1869'da yedi tür en yüksek oksit olduğunu savundu. Mendeleev sıralamasını iyileştirmeye devam etti; 1870'de tablo şeklinde bir şekil kazandı ve her sütuna kendi en yüksek oksidi verildi ve 1871'de onu daha da geliştirdi ve "periyodiklik yasası" olarak adlandırdığı şeyi formüle etti. Yeni revizyonlarla bazı değişiklikler de meydana geldi, bazı unsurlar pozisyon değiştirdi.

• Kapsamlı bir resmileştirme oluşturmak için çeşitli girişimler
• 

  Meyer'in periyodik tablosu, "Die modernen Theorien der Chemie"de yayınlandı, 1864

• 

  Newlands'ın oktav yasası, 1866

• 

  Mendeleyev'in ilk elementler sistemi denemesi , 1869

• 

  Mendeleev'in Elementlerin Doğal Sistemi , 1870

• 

  Mendeleyev'in periyodik tablosu, 1871

Öncelikli anlaşmazlık ve tanıma

Bu kişi, haklı olarak, belirli bir bilimsel fikrin yaratıcısı olarak kabul edilir; o, onun sadece felsefi yönünü değil, gerçek yönünü de algılar ve konuyu açıklamak için böyle anlar ve böylece herkes onun doğruluğuna ikna olabilir. O zaman yalnızca fikir, madde gibi yok edilemez hale gelir.

-  Mendeleev, 1881 tarihli İngiliz dergisi Chemical News'deki makalesinde , periyodik tablo icadının önceliği konusunda Meyer ile yazışma tartışmasında

Mendeleev'in tahminleri ve nadir toprak metallerini dahil edememesi

Mendeleyev bazı elementlerin konumlarını düzeltirken bile, büyük periyodiklik şemasında bulabildiği bazı ilişkilerin, bazı elementlerin henüz keşfedilmemiş olması nedeniyle bulunamayacağını düşündü ve bu nedenle, hala keşfedilmemiş olan bu elementlerin, bu elementlerin, bazı elementlerin özelliklerini taşıyabileceğine inandı. diğer unsurlarla beklenen ilişkilerden çıkarılabilir. 1870'de ilk olarak henüz keşfedilmemiş elementleri karakterize etmeye çalıştı ve eka-boron , eka-alüminyum ve eka-silisyum olarak adlandırdığı üç element için ayrıntılı tahminler verdi ve daha kısaca birkaç beklenti daha kaydetti. Sırasıyla bir, iki ve üç için Sanskritçe eka , dvi ve tri öneklerinin , periyodik bir alfabe icat etmeleri nedeniyle Pāṇini'ye ve diğer antik Sanskritçe dilbilgisi uzmanlarına bir övgü olduğu öne sürülmüştür . 1871'de Mendeleev tahminlerini daha da genişletti.

Mendeleev'in 1869 listesi, çalışmanın geri kalanıyla karşılaştırıldığında, o zamanlar bilinen yedi elementi yanlış yerleştiriyor: indiyum , toryum ve beş nadir toprak metali - itriyum , seryum , lantan , erbiyum ve didimyum (son ikisi daha sonra bir element olarak bulundu). iki farklı elementin karışımı); Bunları görmezden gelmek, artan atom ağırlığı mantığını geri kazanmasına izin verecekti. Bu elementler (hepsinin o sırada iki değerli olduğu düşünülüyordu), görünüşte önemli atom ağırlıklarına rağmen değerliklerinde kademeli bir artış göstermemeleri nedeniyle Mendeleev'i şaşırttı. Mendeleyev onları belirli bir dizi türü olarak düşünerek bir araya topladı. 1870'in başlarında, bu elementlerin ağırlıklarının yanlış olması gerektiğine ve nadir toprak metallerinin üç değerli olması gerektiğine karar verdi (bu da ağırlıklarını yarı yarıya artırır). Hesaplanan değerlik artışlarını göstermek için indiyum, uranyum ve seryumun ısı kapasitesini ölçtü (ki bu kısa süre sonra Prusyalı kimyager Robert Bunsen tarafından doğrulandı ). Mendeleev, her bir öğeyi bir dizi olarak ele almaya devam etmek yerine, kendi elementler sistemindeki bireysel bir yere göre değerlendirerek değişimi düşündü.

Mendeleev, aralarında hiçbir element bulunmayan seryum ve tantal arasında atom kütlesinde önemli bir fark olduğunu fark etti ; Onun düşüncesi, aralarında, üstlerinde ve altlarında bulunan elementlere benzer özellikler gösterecek olan henüz keşfedilmemiş bir dizi elementin olduğuydu: örneğin, bir eka-molibden molibdenin daha ağır bir homologu gibi davranacaktı ve daha hafif bir wolfram homologu (Mendeleev'in tungsteni bildiği isim ). Bu sıra, üç değerlikli bir lantan, dört değerlikli seryum ve beş değerlikli didimyum ile başlayacaktı. Bununla birlikte, didymium için daha yüksek değerlik kurulmamıştı ve Mendeleev bunu kendisi yapmaya çalıştı. Bunda başarılı olamadığı için, 1871 sonlarında nadir toprak metallerini birleştirme girişimlerinden vazgeçti ve parlak eter fikrine girişti . Onun fikri, nadir toprak metalleri için periyodik tabloda bir yer bulmaya çalışan Avusturyalı-Macar kimyager Bohuslav Brauner tarafından sürdürüldü ; Mendeleyev daha sonra ondan "periyodik yasanın gerçek konsolidatörlerinden biri" olarak bahsetti.

Hızlı bir şekilde gerçekleşen skandiyum, galyum ve germanyum tahminlerine ek olarak, Mendeleev'in 1871 tablosu, özellikleri hakkında ayrıntılı tahminler vermese de, keşfedilmemiş elementler için çok daha fazla alan bıraktı. Toplamda, on sekiz element öngördü, ancak yalnızca yarısı daha sonra keşfedilen elementlere karşılık geldi.

keşif önceliği

Önerilerin hiçbiri hemen kabul edilmedi ve birçok çağdaş kimyacı, anlamlı bir değere sahip olamayacak kadar soyut buldu. Kategorizasyonlarını öneren kimyagerlerden Mendeleev, çalışmalarını desteklemeye ve periyodiklik vizyonunu desteklemeye çalışırken göze çarpıyordu. Buna karşılık, Meyer çalışmalarını çok aktif bir şekilde tanıtmadı ve Newlands yurtdışında tanınmak için tek bir girişimde bulunmadı.

Hem Mendeleev hem de Meyer pedagojik ihtiyaçları için kendi tablolarını oluşturdular; tabloları arasındaki fark, iki kimyagerin farklı problemleri çözmek için resmi bir sistem kullanmaya çalıştığı gerçeğiyle iyi açıklanabilir. Mendeleev'in amacı, kimyanın Temelleri adlı ders kitabının oluşturulmasına yardımcı olmaktı , oysa Meyer daha çok teorilerin sunumuyla ilgileniyordu. Mendeleev'in tahminleri, dergi bilimi alanında pedagojik kapsamın dışında ortaya çıktı, Meyer ise hiçbir tahminde bulunmadı ve tablosunu ve içerdiği ders kitabını açıkça belirtti, Modern Teoriler , noktayı yapmak için tahmin için kullanılmamalıdır. öğrencilerine çok fazla tamamen teorik olarak oluşturulmuş projeksiyon yapmamalarını söyledi.

Mendeleev ve Meyer, en azından kendi çalışmalarının tanıtımına gelince, mizaç bakımından farklıydı. Mendeleev'in tahminlerinin cesurluğu, bazı çağdaş kimyagerler tarafından, ne kadar şüpheci olsalar da, not edildi. Meyer, Modern Teoriler'in bir baskısında Mendeleev'in "cesurluğuna" atıfta bulunurken Mendeleev, Foundations of Chemistry'nin bir baskısında Meyer'in tahminde bulunma konusundaki kararsızlığıyla alay etti .

Mendeleev'in tablosunun tanınması

Sonunda, periyodik tablo, tanımlayıcı gücü ve nihayetinde elementler arasındaki ilişkiyi sistematik hale getirmesi nedeniyle takdir edildi, ancak böyle bir takdir evrensel değildi. 1881'de Mendeleev ve Meyer, İngiliz dergisi Chemical News'de , Mendeleev'den bir makale, Meyer'den bir makale, periyodiklik kavramının eleştirisinden bir makale ve daha pek çok makaleyi içeren periyodik tablonun önceliği üzerinde bir makale alışverişi yoluyla bir tartışmaya girdiler. 1882'de Londra'daki Royal Society , elementleri sınıflandırma çalışmaları nedeniyle hem Mendeleev'e hem de Meyer'e Davy Madalyası verdi; Mendeleev'in tahmin edilen unsurlarından ikisi o zamana kadar keşfedilmiş olmasına rağmen, Mendeleev'in tahminlerinden ödül gerekçesinde hiç bahsedilmedi.

Mendeleev'in eka-alüminyumu 1875'te keşfedildi ve galyum olarak tanındı ; eka-bor ve eka-silisyum sırasıyla 1879 ve 1886'da keşfedildi ve skandiyum ve germanyum olarak adlandırıldı . Mendeleev, eka-alüminyumu oldukça yakından eşleştiren ancak farklı bir yoğunluğa sahip olan galyumun ilk tahmini de dahil olmak üzere, tahminleriyle bazı ilk ölçümleri bile düzeltebildi . Mendeleev, kaşifi Fransız kimyager Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran'a yoğunluğu tekrar ölçmesini tavsiye etti; de Boisbaudran başlangıçta şüpheciydi (en azından Mendeleev'in ondan kredi almaya çalıştığını düşündüğü için) ama sonunda tahminin doğruluğunu kabul etti. Mendeleev, üç kaşifin hepsiyle temasa geçti; Üçü de keşfedilen elementlerin Mendeleev'in tahminleriyle yakın benzerliğine dikkat çekti, sonuncusu Alman kimyager Clemens Winkler , bu önerinin ilk olarak Mendeleev veya onunla yazışmadan sonra kendisi tarafından değil, farklı bir kişi, Alman kimyager tarafından yapıldığını kabul etti. Hieronymous Theodor Richter . Bazı çağdaş kimyagerler, yeni elementler ve tahminler arasındaki farklılıklara dikkat çekerek veya var olan benzerliklerin tesadüfi olduğunu iddia ederek bu keşiflere ikna olmadılar. Ancak Mendeleev'in tahminlerinin başarısı, periyodik tablosu hakkındaki sözlerin yayılmasına yardımcı oldu. Daha sonraki kimyagerler, bu Mendeleev'in tahminlerinin başarılarını, tablosunu haklı çıkarmak için kullandılar.

1890'a gelindiğinde, periyodik tablosu evrensel olarak temel kimyasal bilginin bir parçası olarak kabul edilmişti. Mendeleev'in yaptığı doğru tahminlerin dışında, buna birçok yön katkıda bulunmuş olabilir. Bunlardan biri, atom ağırlıklarının yanlış değerlere sahip olduğu düşünülen ancak daha sonra düzeltilen birçok elementin doğru yerleşimi olabilir. Nadir toprak metallerinin konumu hakkındaki tartışma, masa hakkındaki tartışmayı da teşvik etti. 1889'da Mendeleev, Londra'daki Kraliyet Enstitüsüne verdiği Faraday Konferansı'nda, "keşiflerinden Büyük Britanya Kimya Derneği'ne periyodik yasanın kesinliği ve genelliğinin bir teyidi olarak bahsetmek için" yeterince uzun yaşamayı beklemediğini belirtti.

İnert gazlar ve eter

Elementlerin periyodik düzenlenmesi olarak bilinen Newland, Mendeleef ve Lothar Meyer'in genellemelerinin büyük değeri evrensel olarak kabul edilmektedir. Ama bu düzenlemenin incelenmesi, kabul edilmelidir ki, biraz cezbedici bir zevktir; Çünkü elementlerin özellikleri şüphesiz niteliksel olarak farklılık gösterse ve aslında periyodik tablodaki konumlarıyla yaklaşık nicel ilişkiler gösterse de, yine de daha geniş kapsamlı bir keşif umudunu besleyen düzenlilikten açıklanamaz sapmalar vardır. genelleme. Bu genellemenin ne olabileceği henüz keşfedilmedi; ancak bilinenlerin altında yer alması ve usulsüzlüklerin açıklanması için bir ipucu vermesi gerektiği tartışılamaz.

-  İngiliz kimyagerler William Ramsay ve Morris Travers , 1900'de yeni inert gazlarla ilgili araştırmalarını tartışıyorlar

soy gazlar

1766'da hidrojeni keşfeden İngiliz kimyager Henry Cavendish , havanın nitrojen ve oksijenden daha fazla gazdan oluştuğunu keşfetti . Bu bulguları 1784 ve 1785'te kaydetti; aralarında, nitrojenden daha az reaktif olan, o zamanlar tanımlanamayan bir gaz buldu. Helyum ilk olarak 1868'de rapor edildi; Rapor, yeni spektroskopi tekniğine dayanıyordu ve Güneş tarafından yayılan bazı tayf çizgileri, bilinen elementlerin hiçbiriyle eşleşmedi. Mendeleev bu bulguya ikna olmadı, çünkü ılıman varyans, spektral çizgilerin yoğunluğunun ve spektrumdaki konumlarının değişmesine yol açtı; bu görüş, zamanın diğer bazı bilim adamları tarafından yapıldı. Diğerleri, tayf çizgilerinin Güneş'te meydana gelen bir elemente ait olabileceğine, ancak Dünya'ya ait olmadığına inanıyordu; Bazıları henüz Dünya'da bulunmadığına inanıyordu.

1894'te İngiliz kimyager William Ramsay ve İngiliz fizikçi Lord Rayleigh , havadan argon izole ettiler ve bunun yeni bir element olduğunu belirlediler. Ancak Argon, herhangi bir kimyasal reaksiyona girmedi ve bir gaz için son derece alışılmadık bir şekilde tek atomluydu; periyodik yasaya uymadı ve bu nedenle onun kavramına meydan okudu. Tüm bilim adamları bu raporu hemen kabul etmediler; Mendeleev'in buna orijinal yanıtı, argonun kendi başına bir elementten ziyade triatomik bir nitrojen formu olduğuydu. Halojenler ve alkali metaller arasında bir grup olma olasılığı varken (bazı bilim adamları, özellikle VIII. argon, atom ağırlığı hem klorin hem de potasyumunkini aştığından, klor ve potasyum arasındaki konuma kolayca uymuyordu. Bu nedenle, başka açıklamalar kullanıldı; örneğin Ramsay, argonun farklı gazların bir karışımı olabileceğini varsaydı. Bir süre için Ramsay, argonun benzer atom ağırlıklarına sahip üç gazın bir karışımı olabileceğine inanıyordu; bu üçlü demir, kobalt ve nikel üçlüsüne benzeyecek ve benzer şekilde grup VIII'e yerleştirilecektir. Daha kısa periyotların uçlarında üçlü gaz içerdiğinden emin olan Ramsay, 1898'de helyum ve argon arasında atom ağırlığı 20 olan bir gazın varlığını öne sürdü; o yıl sonra keşfinden sonra ( neon olarak adlandırıldı ), Ramsay o dönemin sonunda onu yatay bir üçlünün üyesi olarak yorumlamaya devam etti.

1896'da Ramsay , bir uraninit örneğinden reaktif olmayan bir gaz buharı bulan Amerikalı kimyager William Francis Hillebrand'ın bir raporunu test etti . Bunun nitrojen olduğunu kanıtlamak isteyen Ramsay, farklı bir uranyum minerali olan kleveit'i analiz etti ve kripton adını verdiği yeni bir element buldu. Bu bulgu, spektrumunu Güneş'in helyumununkiyle eşleştiren İngiliz kimyager William Crookes tarafından düzeltildi . Bu keşfin ardından, Ramsay, havayı ayırmak için fraksiyonel damıtma kullanarak , 1898'de bu tür birkaç gaz daha keşfetti: metargon, kripton , neon ve ksenon ; Bunlardan ilkinin ayrıntılı spektroskopik analizi, karbon bazlı bir safsızlıkla kirlenmiş argon olduğunu gösterdi. Ramsay başlangıçta argondan daha ağır gazların varlığı konusunda şüpheciydi ve kripton ve ksenonun keşfi ona sürpriz oldu; ancak Ramsay kendi keşfini kabul etti ve yeni keşfedilen beş soy gaz (artık soy gazlar ) periyodik tabloda tek bir sütuna yerleştirildi. Mendeleev'in tablosu keşfedilmemiş birkaç elementi öngörmesine rağmen, bu tür inert gazların varlığını öngörmedi ve Mendeleev başlangıçta bu bulguları da reddetti.

Periyodik tablodaki değişiklikler

Atom ağırlıkları dizisi, asal gazların halojenler ve alkali metaller arasına yerleştirilmesi gerektiğini ve 1895'ten itibaren onları VIII. . Asal gazlar herhangi bir oksit oluşturmadı ve başka hiçbir bileşik oluşturmadı ve bu nedenle, elementlerin tetraoksitler oluşturması gereken bir gruba yerleştirilmesi doğal değil, yalnızca yardımcı olarak görülüyordu; Mendeleev, bu unsurların VIII. gruba dahil edildiğinden şüphe etti. Daha sonraki gelişmeler, özellikle İngiliz bilim adamları tarafından, sollarında halojenler ve sağlarında alkali metallerle inert gazların yazışmalarına odaklandı. 1898'de, yalnızca helyum, argon ve kriptonun kesin olarak bilindiği zaman, Crookes bu elementlerin hidrojen grubu ile flor grubu arasında tek bir sütuna yerleştirilmesini önerdi. 1900'de Prusya Bilimler Akademisi'nde Ramsay ve Mendeleev yeni inert gazları ve bunların periyodik tablodaki yerlerini tartıştılar; Ramsay, bu elementlerin, Mendeleev'in kabul ettiği halojenler ve alkali metaller arasında yeni bir gruba konulmasını önerdi. Ramsay, Mendeleev ile yaptığı tartışmaların ardından bir makale yayınladı; içindeki tablolarda solda halojenler, inert gazlar ve alkali metaller sağda yer alıyordu. Bu tartışmadan iki hafta önce, Belçikalı botanikçi Léo Errera , bu unsurları Belçika Kraliyet Bilim, Edebiyat ve Güzel Sanatlar Akademisi'ne yeni bir 0 grubuna koymayı önerdi . 1902'de Mendeleev, bu öğelerin yeni bir 0 grubuna yerleştirilmesi gerektiğini yazdı; bu fikrin Ramsay'in kendisine önerdiğiyle tutarlı olduğunu söyledi ve bu fikri ilk öneren kişi olarak Errera'ya atıfta bulundu. Mendeleyev, periyodik tablonun temel kavramını bozmadan, bu elementleri 1902'de tabloya 0 grubu olarak ekledi.

1905'te İsviçreli kimyager Alfred Werner , Mendeleev'in masasının ölü bölgesini çözdü. 13'ü bilinen nadir toprak elementlerinin ( lantanitler ) bu boşlukta yattığını belirledi . Mendeleev lantan , seryum ve erbiyumu bilmesine rağmen , toplam sayıları ve kesin sırası bilinmediği için daha önce tabloda açıklanmıyordu; Mendeleev onları 1901'e kadar hala tablosuna sığdıramadı. Bu, kısmen benzer kimyalarının ve atomik kütlelerinin kesin olmayan belirlenmesinin bir sonucuydu. Bilinen bir benzer element grubunun eksikliği ile birleştiğinde, bu, lantanitlerin periyodik tabloya yerleştirilmesini zorlaştırdı. Bu keşif, tablonun yeniden yapılandırılmasına ve 32 sütunlu formun ilk kez ortaya çıkmasına yol açtı .

Eter

1904'te Mendeleev'in tablosu birkaç elementi yeniden düzenledi ve yeni keşfedilen diğer elementlerin çoğuyla birlikte soy gazları içeriyordu. Hâlâ ölü bölge vardı ve o zamanlar yaygın olarak element olduğuna inanılan koronyum ve eter dahil olmak üzere hidrojen ve helyumun üzerine bir sıfır satırı eklendi . Her ne kadar Michelson-Morley deneyi , bir olasılığı 1887'den döküm şüphe ışıklı eter , bir boşluk doldurucu ortamı olarak, özellikleri için ayar kısıtlamaları fizikçiler. Mendeleev, atom ağırlığı hidrojenden birkaç kat daha küçük olan çok hafif bir gaz olduğuna inanıyordu. Ayrıca, sıfır grubunun soy gazlarına benzer şekilde diğer elementlerle nadiren etkileşime gireceğini ve bunun yerine maddelere saniyede 2.250 kilometre (1.400 mi) hızla nüfuz edeceğini öne sürdü.

Mendeleyev, bu periyodikliğin doğasının anlaşılmamasından memnun değildi; bu da ancak atomun bileşiminin anlaşılmasıyla mümkün olabilirdi. Bununla birlikte Mendeleev, geleceğin kavramı sorgulamak yerine yalnızca geliştireceğine kesin olarak inanıyordu ve 1902'de yazıya olan inancını yeniden doğruladı.

• Mendeleev'in tablosunun ilk gelişmeleri
• 

  Avustralyalı kimyager David Orme Masson tarafından 1895'te yayınlanan periyodik tablonun ana tablosu

• 

  1896'da Ramsay tarafından yayınlanan bir periyodik tablonun parçası

• 

  1900 yılında Ramsay tarafından yayınlanan bir periyodik tablonun parçası

• 

  1900 yılında Errera tarafından yayınlanan periyodik tablo

• 

  Mendeleyev'in 1904 tablosu. 0 grubundaki soy gazları içerir ve koronyum ve eter için ayrılmış iki boşluğa sahiptir .

• 

  Werner'ın 32 sütunlu 1905 tablosu. Bu tablo, o zamanlar bilinmeyen birçok element için boşluk bıraktı ve atom teorisindeki ilerlemelerin ardından birkaç elementin konumları revize edildi.

Atom teorisi ve izotoplar

Radyoaktivite ve izotoplar

Atom numarası 20 ile 29 arasında olan elementlerin karakteristik X-ışını emisyon çizgilerinin fotoğrafik kaydı . (Henry Moseley'in çalışmalarından).

1900'de dört radyoaktif element biliniyordu: radyum , aktinyum , toryum ve uranyum . Bu radyoaktif elementler ("radyo elementler" olarak adlandırılır), kesin sıraları bilinmemekle birlikte, kararlı elementlerden daha büyük atom ağırlıklarına sahip oldukları bilindiği için periyodik tablonun altına yerleştirildi. Araştırmacılar, henüz keşfedilmemiş daha fazla radyoaktif element olduğuna inanıyorlardı ve önümüzdeki on yıl boyunca toryum ve uranyumun bozunma zincirleri kapsamlı bir şekilde araştırıldı. Asil gaz radon da dahil olmak üzere birçok yeni radyoaktif madde bulundu ve kimyasal özellikleri araştırıldı. 1912'de toryum ve uranyum bozunma zincirlerinde neredeyse 50 farklı radyoaktif madde bulundu. Amerikalı kimyager Bertram Boltwood, bu radyo elementleri uranyum ve kurşun arasında birbirine bağlayan birkaç bozunma zinciri önerdi. Bunların o zamanlar yeni kimyasal elementler olduğu, bilinen "elementlerin" sayısını önemli ölçüde arttırdığı ve keşiflerinin periyodik tablo kavramını baltalayacağı yönünde spekülasyonlara yol açtığı düşünülüyordu. Örneğin, bazı keşiflerin kopya veya yanlış tanımlamalar olduğu varsayıldığında bile, bu keşifleri barındırmak için kurşun ve uranyum arasında yeterli yer yoktu. Ayrıca radyoaktif bozunmanın periyodik tablonun temel ilkelerinden birini ihlal ettiğine, yani kimyasal elementlerin dönüşüme uğramadığına ve her zaman benzersiz kimliklere sahip olduğuna inanılıyordu .

Frederick Soddy ve Kazimierz Fajans , 1913'te bu maddelerin farklı radyasyon yaymasına rağmen, bu maddelerin birçoğunun kimyasal özelliklerinde aynı olduğunu, dolayısıyla periyodik tablodaki aynı yeri paylaştıklarını buldular. Yunan isos toposundan ("aynı yer") izotoplar olarak bilinir hale geldiler . Avusturyalı kimyager Friedrich Paneth , "gerçek elementler" (elementler) ve "basit maddeler" (izotoplar) arasındaki bir farkı gösterdi ve ayrıca farklı izotopların varlığının kimyasal özellikleri belirlemede çoğunlukla alakasız olduğunu belirledi.

İngiliz fizikçi Charles Glover Barkla'nın 1906'da metallerden yayılan karakteristik X-ışınlarını keşfetmesinin ardından , İngiliz fizikçi Henry Moseley , x-ışını emisyonları ile elementlerin fiziksel özellikleri arasında olası bir ilişki olduğunu düşündü. Moseley, Charles Galton Darwin , Niels Bohr ve George de Hevesy ile birlikte nükleer yükün ( Z ) veya atom kütlesinin matematiksel olarak fiziksel özelliklerle ilişkili olabileceğini öne sürdü . Bu atomik özelliklerin önemi , atom çekirdeğinin ve yükünün keşfedildiği Geiger-Marsden deneyinde belirlendi .

Rutherford modeli ve atom numarası

1913'te amatör Hollandalı fizikçi Antonius van den Broek , atom numarasının (nükleer yük) elementlerin periyodik tablodaki yerleşimini belirlediğini öne süren ilk kişi oldu . Atom numarası 50'ye ( kalay ) kadar tüm elementlerin atom numarasını doğru bir şekilde belirledi , ancak daha ağır elementlerle birkaç hata yaptı. Ancak Van den Broek, elementlerin atom numaralarını deneysel olarak doğrulamak için herhangi bir yönteme sahip değildi; bu nedenle, hala elementleri sıralamada kullanımda kalan atom ağırlığının bir sonucu olduklarına inanılıyordu.

Moseley, Van den Broek'in hipotezini test etmeye kararlıydı. Çeşitli elementlerin Fraunhofer çizgilerini bir yıl boyunca inceledikten sonra , bir elementin X-ışını dalga boyu ile atom numarası arasında bir ilişki buldu . Bununla Moseley, atom numaralarının ilk doğru ölçümlerini elde etti ve elementlere mutlak bir sıra belirleyerek periyodik tabloyu yeniden yapılandırmasına izin verdi. Moseley'in araştırması, atom ağırlığı ve kimyasal özellikler arasındaki tutarsızlıkları hemen çözdü; burada, kesinlikle atom ağırlığına göre sıralama, tutarsız kimyasal özelliklere sahip gruplarla sonuçlanacaktı. Örneğin, X-ışını dalga boyları ölçümleri onun argonu ( Z  = 18) potasyumdan ( Z  = 19), kobaltı ( Z  = 27) nikelden ( Z  = 28) ve tellürden ( Z  = önce) doğru bir şekilde yerleştirmesini sağladı. 52) iyottan önce ( Z  = 53), periyodik eğilimler doğrultusunda . Atom numaralarının belirlenmesi, kimyasal olarak benzer nadir toprak elementlerinin sırasını da netleştirdi; ayrıca Georges Urbain'in yeni bir nadir toprak elementi ( celtium ) keşfinin geçersiz olduğunu ve bu teknik için Moseley'nin beğenisini kazandığını doğrulamak için kullanıldı.

İsveç fizikçi Karl Siegbahn altından daha ağır elementler için Moseley çalışmaya devam ( Z  = 79), ve zaman, en ağır bilinen eleman olduğu tespit uranyum , atom numarası sırayla, en tanımlanan atom numarası belirlenmesinde boşlukları atom numarası 92 oldu bir atom numarasının bilinen bir karşılık gelen elementi olmadığı durumlarda kesin olarak belirlendi; boşluklar 43 ( teknesyum ), 61 ( promethium ), 72 ( hafniyum ), 75 ( renyum ), 85 ( astatin ) ve 87 ( fransiyum ) atom numaralarında meydana geldi .

Elektron kabuğu ve kuantum mekaniği

1914'te İsveçli fizikçi Johannes Rydberg , soy gazların atom numaralarının basit sayıların karelerinin iki katı toplamına eşit olduğunu fark etti: 2 = 2·1 ² , 10 = 2(1 ² + 2 ² ), 18 = 2(1 ) ² + 2 ² + 2 ² ), 36 = 2(1 ² + 2 ² + 2 ² + 3 ² ), 54 = 2(1 ² + 2 ² + 2 ² + 3 ² + 3 ² ), 86 = 2( 1 ² + 2 ² + 2 ² + 3 ² + 3 ² + 4 ² ). Bu bulgu, sabit periyot uzunluklarının bir açıklaması olarak kabul edildi ve asal gazların, grup 0'da, grup VIII'de tablonun sol kenarından sağa yeniden konumlandırılmasına yol açtı. Soy gazların kimyasal reaksiyona girme isteksizliği, kapalı soy gaz elektron konfigürasyonlarının ima edilen kararlılığıyla açıklandı; bu düşünceden sekizli kuralı ortaya çıktı . Sekizin periyodikliğinin önemini belirleyen önemli çalışmalar arasında, 1916'da Amerikalı kimyager Gilbert N. Lewis tarafından yayınlanan değerlik bağı teorisi ve 1919'da Amerikalı kimyager Irving Langmuir tarafından yayınlanan sekizli kimyasal bağ teorisi vardı . Eski Kuantum Teorisi döneminde (1913 ila 1925) kimyagerlerin yaklaşımı, mevcut Kuantum Mekaniği altında elektron kabukları ve orbitallerin anlaşılmasına dahil edildi. Mevcut elektron modelimizin temelini bize veren gerçek bir öncü Irving Langmuir'dir . 1919 tarihli makalesinde, her biri yalnızca iki elektron içerebilen, şimdi orbital dediğimiz “hücrelerin” varlığını öne sürdü ve bunlar, şimdi kabuk dediğimiz “eşit uzaklıkta katmanlar” halinde düzenlendi. İlk kabuğun sadece iki elektron içermesi için istisna yaptı. Bu varsayımlar, Niels Bohr'un kimyada değil, fizikte, çekirdeğin etrafındaki elektronların yörüngelerine uygulamak için kullandığı Rydberg kuralı temelinde tanıtıldı . Langmuir makalesinde kuralı, N'nin pozitif bir tam sayı olduğu 2N ² olarak tanıttı .

Kimyager Charles Rugeley Bury , 1921'de bir kabuktaki sekiz ve on sekiz elektronun kararlı konfigürasyonlar oluşturduğunu öne sürerek modern teorimize doğru bir sonraki büyük adımı attı. Bury'nin planı, daha önceki kimyagerlerinki üzerine kurulmuştu ve kimyasal bir modeldi. Bury, geçiş elementlerindeki elektron konfigürasyonlarının, dış kabuklarındaki değerlik elektronlarına bağlı olduğunu öne sürdü. Bazı erken makalelerde, modele "Bohr-Bury Atom" adı verildi. Artık geçiş metalleri veya geçiş elementleri olarak bilinen elementleri tanımlamak için geçiş kelimesini tanıttı .

1910'larda ve 1920'lerde, kuantum mekaniğine yönelik öncü araştırmalar , atom teorisinde yeni gelişmelere ve periyodik tabloda küçük değişikliklere yol açtı. Daha 1800'lerde Mendeleev, sekizlik sabit bir periyodiklik olduğunu iddia etti ve atom numarası ile kimyasal özellikler arasında matematiksel bir korelasyon bekledi. Bohr modeli 1913 başlayan geliştirilen ve fikri savunulan olarak elektron yapılandırmaları kimyasal parametreleri. Bohr, aynı gruptaki elementlerin benzer elektron konfigürasyonlarına sahip oldukları ve soy gazların değerlik kabuklarını doldurdukları için benzer şekilde davrandıklarını öne sürdü ; bu, modern oktet kuralının temelini oluşturur . Bohr'un spektroskopi ve kimya çalışması, teorik atom fiziği arasında olağan değildi. Rutherford bile Bohr'a 'sonuçlarınıza nasıl varacağınıza dair bir fikir oluşturmak için' mücadele ettiğini söyledi. Bunun nedeni, Kuantum Mekanik denklemlerinin hiçbirinin kabuk ve yörünge başına elektron sayısını tanımlamamasıdır. Bohr , kuantum atomu ile periyodik tablo arasında önemli bir bağlantı kuran ilk kişi olan Walther Kossel'in 1916'daki çalışmasından etkilendiğini kabul etti . İlk üç soy gaz olan helyum, neon, argonun 2, 10, 18 atom numaraları arasındaki farkın 8 olduğunu fark etti ve bu tür atomlardaki elektronların 'kapalı kabuklarda' yörüngede döndüğünü savundu. Birincisi sadece 2 elektron içeriyordu, ikincisi ve üçüncüsü 8'er tane. Bohr'un araştırması daha sonra Avusturyalı fizikçi Wolfgang Pauli'yi 1924'te periyodik tablodaki periyotların uzunluğunu araştırmaya yöneltti . Pauli durumun böyle olmadığını gösterdi. Bunun yerine, Pauli dışlama ilkesi matematiksel bir temele göre değil, kimya ile uyumlu önceki gelişmelere göre geliştirildi. Bu kural, hiçbir elektronun aynı kuantum durumunda bir arada bulunamayacağını belirtir ve ampirik gözlemlerle bağlantılı olarak, dört kuantum sayısının varlığını ve kabuk doldurma sırasının sonucunu gösterdi. Bu, elektron kabuklarının doldurulma sırasını belirler ve periyodik tablonun periyodikliğini açıklar.

İngiliz kimyager Charles Bury, 1921'de grup II ve III'ün ana grup elementleri arasındaki elementlere atıfta bulunmak için geçiş metali teriminin ilk kullanımıyla tanınır. Değerlik kabuğundan ziyade bir iç alt kabuğun doldurulmasının bir sonucu olarak geçiş elementlerinin kimyasal özelliklerini açıkladı. Amerikalı kimyager Gilbert N. Lewis'in çalışmasına dayanan bu önerme, 4. periyotta d alt kabuğunun ve 6. periyotta f alt kabuğunun ortaya çıktığını, periyotları 8'den 18'e ve sonra 18'den 32'ye kadar uzattığını öne sürdü . Lantanitlerin periyodik tablodaki konumu.

Proton ve nötron

Proton ve nötronun keşfi, bir atomun bölünebilir olduğunu gösterdi; bu, Lavoisier'in kimyasal element tanımını geçersiz kıldı. Bugün kimyasal bir element, tutarlı sayıda protona sahip bir atom türü olarak tanımlanmaktadır ve bu sayının artık tam olarak bir elementin atom numarası olduğu bilinmektedir. Keşif ayrıca alfa bozunması gibi çeşitli radyoaktif bozunma türlerinin mekanizmasını da açıkladı .

Sonunda, protonların ve nötronların kuark adı verilen daha küçük parçacıklardan oluştuğu öne sürüldü ; keşifleri, beta bozunmasında nötronların protonlara dönüşümünü açıkladı .

Daha sonraki açılımlar ve periyodik tablonun sonu

Bu [periyodik] yasanın değişmeye ve hızla değişmeye başladığı ana yaklaştığımızı hissediyoruz.

—  Rus fizikçi Yuri Oganessian , birkaç süper ağır elementin ortak keşfi, 2019'da

aktinitler

1913 gibi erken bir tarihte, Bohr'un elektronik yapı üzerine yaptığı araştırma, Johannes Rydberg gibi fizikçileri , uranyumdan daha ağır keşfedilmemiş elementlerin özelliklerini tahmin etmeye yöneltti . Birçoğu, radondan sonraki asal gazın büyük olasılıkla 118 atom numarasına sahip olacağı konusunda hemfikirdi ve bunu yedinci periyottaki geçiş serilerinin altıncı periyottakilere benzemesi gerektiğini takip etti . Bu geçiş serilerinin, 5f kabuğunun doldurulmasıyla karakterize edilen, nadir toprak elementlerine benzer bir seriyi içereceği düşünülse de, bu serinin nerede başladığı bilinmiyordu. Tahminler atom numarası 90 (toryum) ile 99 arasında değişiyordu ve bunların çoğu bilinen elementlerin ötesinde (atom numarası 93 veya ötesinde) bir başlangıç ​​önerdi. Aktinyumdan uranyuma kadar olan elementlerin, yüksek oksidasyon durumları nedeniyle dördüncü seri geçiş metallerinin bir parçasını oluşturduklarına inanılıyordu ; buna göre 3'ten 6'ya kadar gruplara yerleştirildiler.

1940 yılında, keşfedilen ilk transuranik elementler neptünyum ve plütonyumdu ; sırasıyla renyum ve osmiyumun altına sırayla yerleştirildiler . Bununla birlikte, kimyalarının ön araştırmaları, uranyumla daha hafif geçiş metallerinden daha büyük bir benzerlik önerdi ve periyodik tabloya yerleştirilmelerine meydan okudu. 1943'teki Manhattan Projesi araştırması sırasında , Amerikalı kimyager Glenn T. Seaborg , dördüncü seri geçiş metallerinin parçası olduklarına inanıldığından, americium ve curium elementlerini izole etmede beklenmedik zorluklar yaşadı . Seaborg, bu elementlerin farklı bir seriye ait olup olmadığını merak etti; bu, kimyasal özelliklerinin, özellikle de yüksek oksidasyon durumlarının kararsızlığının, tahminlerden neden farklı olduğunu açıklayacaktır . 1945'te meslektaşlarının tavsiyesine karşı, Mendeleev'in tablosunda önemli bir değişiklik önerdi: aktinit serisi .

Seaborg'un ağır element elektronik yapısıyla ilgili aktinit kavramı , aktinitlerin , nadir bulunan lantanit elementleri serisine benzer bir iç geçiş serisi oluşturduğunu öne sürdü - bunlar, lantanitlerin oluştuğu f bloğunun (5f serisi) ikinci sırasını oluşturacaktı. 4f serisi. Bu, americium ve curium'un kimyasal olarak tanımlanmasını kolaylaştırdı ve daha ileri deneyler Seaborg'un hipotezini doğruladı; Amerikalı fizikçi Edwin McMillan liderliğindeki bir grup tarafından Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda yapılan spektroskopik bir çalışma, 6d orbitallerinden ziyade 5f orbitallerinin gerçekten doldurulmakta olduğunu gösterdi. Ancak bu çalışmalar, 5f elektronlu ilk elementi ve dolayısıyla aktinit serisindeki ilk elementi açık bir şekilde belirleyemedi; bu nedenle, daha sonra serinin aktinyum ile başladığı bulunana kadar "thorid" veya "uranide" serisi olarak da anıldı.

Bu gözlemler ve transuranik elementlerin kimyası için açık bir açıklama ışığında ve meslektaşları arasında bunun onun itibarını mahvedecek radikal bir fikir olduğu korkusuna rağmen, Seaborg yine de bunu Chemical & Engineering News'e sundu ve yaygın kabul gördü; yeni periyodik tablolar böylece aktinitleri lantanitlerin altına yerleştirdi. Kabul edilmesinin ardından, aktinit kavramı , 1949'da berkelyum gibi daha ağır elementlerin keşfi için zemin çalışmasında çok önemli olduğunu kanıtladı . Aynı zamanda, amerikyumun ötesindeki elementlerde +3 oksidasyon durumuna doğru bir eğilim için deneysel sonuçları destekledi - benzer 4f'de gözlemlenen bir eğilim dizi.

7. periyodun ötesinde göreceli etkiler ve açılımlar

Aktinid kavramının Seaborg daha sonraki değerlendirmeler birbirini bir dizi teori süper ağır elemanlar a transactinide gelen elemanları içeren seri 104 için 121 ve superactinide öğelerin seri 122 O, önerilen 153. genişletilmiş periyodik tablo 50 elemanları ek bir süre ile (böylece ulaşan eleman 168); bu sekizinci periyot, Aufbau ilkesinin bir ekstrapolasyonundan türetilmiştir ve 121'den 138'e kadar olan elemanları yeni bir g alt kabuğunun doldurulacağı bir g bloğuna yerleştirmiştir. Ancak Seaborg'un modeli, yüksek atom numarası ve elektron yörünge hızından kaynaklanan göreli etkileri hesaba katmadı . 1971'de Burkhard Fricke ve 2010'da Pekka Pyykkö , Z  = 172'ye kadar olan elementlerin konumlarını hesaplamak için bilgisayar modellemesini kullandılar ve birkaç elementin pozisyonlarının Seaborg tarafından tahmin edilenlerden farklı olduğunu buldular. Pyykkö ve Fricke'den gelen modeller genellikle element 172'yi bir sonraki soy gaz olarak yerleştirse de, 120'nin ötesindeki elementlerin elektron konfigürasyonları ve dolayısıyla bunların genişletilmiş bir periyodik tabloya yerleştirilmesi konusunda net bir fikir birliği yoktur . Şimdi, göreli etkiler nedeniyle, böyle bir uzantının, bilinen elementlerdeki periyodikliği bozan elementlere sahip olacağı ve böylece gelecekteki periyodik tablo yapılarına başka bir engel teşkil edeceği düşünülmektedir.

2010 yılında Tennessine'in keşfi , yedinci dönemde kalan son boşluğu doldurdu. Yeni keşfedilen herhangi bir element böylece sekizinci bir periyoda yerleştirilecektir.

Yedinci periyodun tamamlanmasına rağmen, bazı transaktinidlerin deneysel kimyasının periyodik kanunla tutarsız olduğu gösterilmiştir. 1990'larda, Ken Czerwinski at University of California, Berkeley rutherfordiyum ve plütonyum ve dubnium ve protaktinyum arasındaki benzerlikler yerine gruplar 4 ve 5. Daha yeni deneylerinde dönemsellik net bir devamı gözlenen Copernicium ve flerovyum , bazı tutarsız sonuçlar vermiştir bu da bu elementlerin kendi türdeşleri olan cıva ve kurşundan ziyade asil gaz radonu gibi davrandığını öne sürüyor . Bu nedenle, birçok süper ağır elementin kimyası henüz tam olarak tanımlanmamıştır ve keşfedilmemiş elementlerin özelliklerini tahmin etmek için periyodik yasanın hala kullanılıp kullanılamayacağı belirsizliğini korumaktadır.

Kabuk etkileri, kararlılık adası ve periyodik tablonun sonu arayışı

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

bibliyografya

• Gordin, MD (2012). "Öncelikli Anlaşmazlığın Ders Kitabı Örneği: DI Mendeleev, Lothar Meyer ve Periyodik Sistem". Biagioli'de M.; Riskin, J. (ed.). Doğa Etkileşimli . Palgrave Macmillan. s. 59–82. doi : 10.1057/9780230338029_4 . ISBN'si 978-1-349-28717-8.
• Mendeleyev, DI (1958). Kedrov, KM (ed.). Периодический закон [ Periyodik yasa ] (Rusça). SSCB Bilimler Akademisi .
  • Mendeleyev, DI (1870). [ Öğelerin doğal sistemi ve bilinmeyen öğelerin özelliklerinin gösterilmesi ]. s. 102–176.. Mendeleev, DI'den yeniden yayınlandı (1871). "Естественная система элементовъ и примѣненіе её къ указанію свойствъ неоткрытыхъ элементовъ и примѣненіе её къ указанію свойствъ неоткрытыхъ элементовъ . Rus Fiziko-Kimya Derneği Dergisi (Rusça). 3 (2): 25–56. Arşivlenmiş orijinal 2014-03-17 tarihinde.
  • Mendeleyev, DI (1871). Периодическая законность химических элементов [ Kimyasal elementlerin periyodik düzenliliği ]. s. 102–176.. Mendelejeff, D.'den (1871) yeniden yayınlandı . "Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente" [kimyasal elementlerin periyodik düzenliliği]. Annalen der Chemie und Pharmacie (Almanca): 133–229.
  • Mendeleyev, DI (1902). Попытка химического понимания мирового эфира [ eter dünyasını kimyasal olarak anlama girişimi ]. s. 470–517.. Mendeleev, D.'den yeniden yayınlandı (1905). Попытка химическаго пониманія мірового эѳира [ eter dünyasını kimyasal olarak anlama girişimi ] (Rusça). MP Frolova'nın yazım hatası litografisi. s. 5-40.
• Scerri, ER (2019). Periyodik Tablo: Hikayesi ve Önemi . Oxford Üniversitesi Yayınları. ISBN'si 978-0-19-091436-3.
• Thyssen, Pieter; Binnemans, Koen (2015). "Mendeleev ve Nadir Toprak Krizi". Kimya Felsefesi (PDF) . Felsefe ve Bilim Tarihinde Boston Çalışmaları. 306 . s. 155-182. doi : 10.1007/978-94-017-9364-3_11 . ISBN'si 978-94-017-9363-6.
• Trifonov, DI, ed. (1981). Учение о периодичности: история и современность [ Periyodikliğin öğretilmesi: tarih ve modernite ] (Rusça). Nauka .
  • Petrov, LP (1981). Прогнозирование и размещение инертных элементов в периодической системе [ Periyodik sistemde eylemsiz elementlerin tahmini ve yerleştirilmesi ] (Rusça).

Dış bağlantılar

• Royal Society of Chemistry tarafından periyodik tablonun geliştirilmesi (periyodik tabloyu ve elementleri araştıran bir sayfa koleksiyonunun parçası)
• Dr. Eric Scerri'nin periyodik sistemin tarihi de dahil olmak üzere periyodik sistemin çeşitli yönleri hakkında röportajlar, dersler ve makaleler içeren web sayfası .
• Periyodik Tabloların İnternet Veritabanı – geniş bir periyodik tablolar ve periyodik sistem formülasyonları koleksiyonu.
• Bir veri görselleştirme olarak elementlerin Mendeleev, periyodik tablonun tarihçesi de Stack Borsası