Значение закона Менделеева

Периодический закон уже более 100 лет служит незаменимым руководством при исследовании свойств химических элементов. Он облегчает изучение химии и дает возможность уменьшить объем запоминаемого материала, а также позволяет предвидеть свойства любого химического элемента и его соединений исходя из свойств более известных аналогов.

Пример 3.1. Напишите уравнение реакции между гидроксидом рубидия и селеноводородом.

Решение. Мы, возможно, ранее не сталкивались с соединениями рубидия и селена, но знаем свойства гидроксидов натрия и калия (аналоги гидроксида рубидия) и сероводорода (аналог селеноводорода). По аналогии напишем формулы химических соединений: RbOH, H₂Se. Первое соединение должно проявлять свойства основания, второе — кислоты. Поэтому реакцию можно написать так:

Применять периодический закон следует все же с достаточной гибкостью и не забывать о том, что химические элементы одной группы не тождественны между собой, а являются аналогами. При переходе от верхнего элемента в группе к нижестоящим не только происходят количественные изменения в свойствах, но и могут появляться неожиданные свойства. Долгое время считалось, что элементы группы VIТIА — благородные газы — имеют валентность 0 и не образуют никаких молекул. Но в 1962 г. было получено первое химическое соединение ксенона XePtF₆. Это произвело большое впечатление на всех, кто интересуется химией. Теперь известно достаточно много соединений криптона и ксенона с фтором и кислородом. Характерен и другой пример. В группе IB медь проявляет положительные степени окисления 1, 2 и 3. Трудно было бы предсказать, что очень малоактивный металл золото, аналог меди, может иметь степень окисления +5. Но было получено соответствующее соединение золота с фтором.

Открытие закона периодичности ускорило развитие химии, хотя его роль как инструмента в изучении химии элементов была оценена не сразу. Первоначально закон периодичности был встречен большинством ученых холодно и недоверчиво. Когда Менделеев, опираясь на открытый закон, поставил под сомнение ряд опытных данных относительно атомных весов и решился предсказать свойства еще не открытых элементов, многие химики отнеслись к его смелым высказываниям с нескрываемым пренебрежением. Так, например, Л. Мейер писал в 1870 г. о периодическом законе: «Было бы поспешно предпринимать на таких шатких основаниях изменение доныне принятых атомных весов». Добавим, что этим подтверждается отсутствие у Мейера идеи периодического закона.

После того как предсказания Менделеева подтвердились и периодический закон получил всеобщее признание, некоторыми учеными были предприняты попытки оспорить приоритет Менделеева и приписать открытие периодического закона другим ученым. Не вдаваясь в подробности, следует только подчеркнуть, что никто из имевшихся претендентов на первенство не пытался продемонстрировать предсказательную силу закона периодичности. Это было блестяще осуществлено Менделеевым. Предсказанное им существование трех элементов — экасилиция, экабора и экаалюминия с подробным перечислением свойств было подтверждено открытием этих элементов в течение ближайших 15 лет. Весь мир заговорил о сбывшихся теоретических предсказаниях русского химика и о его периодическом законе, получившем после этого всеобщее признание.

Чтобы судить о поразительной точности предсказаний Менделеева, сопоставим свойства предсказанного в 1871 г. экасилиция со свойствами открытого К. Винклером в 1886 г. германия.

После открытия периодического закона физическая сущность периодичности еще довольно длительное время оставалась неизвестной. В периодическом законе содержалось косвенное подтверждение предположений о сложной структуре атома. С созданием теории строения атома в XX в. явление периодичности получило полное объяснение.