Свойства какого элемента предсказал менделеев
Анонимный вопрос · 6 сентября 2018
2,1 K
Экабор (Eb), экаалюминий (Ea), экамарганец (Em) и экасилиций (Es) — эти 4 элемента были предсказаны Менделеевым, специально для них он оставил в пустые ячейки в своей таблице. Их свойства совпадали с некоторыми уже хорошо изученными элементами, однако отличались от них.
Сколько ещё, теоретически, можно открыть новых химических элементов?
Химия, фотография, моделизм
До недавнего времени считалось теоретически невозможным существование элементов с порядковым номером больше 170-180 из-за возможного поглощения электронов ядром и уменьшения заряда. На сегодняшний день считается, что ограничений нет. Другой вопрос, что все новые элементы являются сверхтяжелыми и нестабильными. И с учетом космической стоимости получения минимального количества нового элемента, необходимого для исследования, и его короткого срока жизни возникает вопрос о разумной целесообразности дальнейших работ. Впрочем, согласно современной теории оболочечного строения ядра должны быть т.наз. «острова стабильности», т.е. должны быть более устойчивые сверхтяжелые элементы с предельно заполненными протонными и нейтронными оболочками ядра. Так что поживем — увидим)))
Возможно ли человечеству прийти к бессмертию? Когда? В ближайшие 100 лет?
Немного писатель, немного тату-мастер, немного много знаю.
Я тоже задавался таким вопросом. И пришёл к выводу, что кибернетизация будет лучшим вариантом. Так как человеческий мозг работает с помощью нейронов и синапсов между ними, вполне вероятна возможность создания компьютера, имитирующего эти самые синапсы. Таким образом можно записать человеческий опыт, в конечном итоге получив машину, эмпирически пролившую ту же жизнь, что и владелец памяти, с тем же ходом мыслей. Однако есть несколько таких жёстких «но». Первое такое заключается в физическом смысле. Что такое человек и что такое жизнь одного человека? Человек — это, прежде всего, тело. Тело, управляемое мозгом и самим собой. И, отделив одно от другого будет утеряна масса данных, существовавшая вне черепной коробки. Второе «но» : сейчас уже были проведены эксперименты с созданием кибермозга подопытной лабораторной крысы (так мне подсказала википедия). Назывался проект Blue Brain Project. Blue Brain Project — проект по компьютерному моделированию головного мозга человека. Начался в июле 2005 года. Над проектом совместно работают компания IBM и Швейцарский Федеральный Технический Институт Лозанны (École Polytechnique Fédérale de Lausanne — EPFL). Проект планируется закончить к 2023 году. Проект использует суперкомпьютер Blue Gene. В конце 2006 года удалось смоделировать одну колонку новой коры молодой крысы. При этом использовался один компьютер Blue Gene и было задействовано 8192 процессора для моделирования 10000 нейронов. То есть практически один процессор моделировал один нейрон. Для соединения нейронов было смоделировано порядка 3·10^7 синапсов. Вот это втрое но. Конечно, было бы круто нафантазировать, что кибермозг будет обладать большим объемом знаний, но не безграничным, а сама логика памяти и запоминания будет работать по алгоритму -найти неиспользуемую информацию- очистить её кроме заголовка- записать новую. И так по вечному кругу. То есть с обновлением информации и/или восстановлением некоторых данных. Так же является проблемой и тот факт, что, фактически, создав полную копию своего сознания на компьютере, это будет ваша копия, в то время как вы будете стоять и смотреть на неё типа херли я сделал. После вашей смерти останется механизм, совершающий алгоритмы ровно как и ваш ход мыслей; для других людей это будет выглядеть будто вы перенесли свой разум, а по факту это будет ваша копия, а вы будете находиться в небытии. Да и вообще, коли вам нравится такая тема, советую посмотреть множество мульт-сериалов типа «Призрак в доспехах» ( именно аниме: сериал, ова, полнометражки), или хороший есть «Эксперименты Лейн». Даст некоторую почву для размышлений и фантазий.
Прочитать ещё 15 ответов
Как Менделеев создал свою таблицу с порядковыми номерами, указывающими на количество протонов и электронов, до того, как эти частицы были открыты? С чем ещё связан этот номер?
работаю программистом, по образованию информатик с матмеха и переводчик с…
Менделеев представил свою таблицу в 1869 году, хотя открытие периодических закономерностей и попытки их упорядочить появлялись с 1829 года. История открытия периодического закона тут — довольно интересно и познавательно. По сути Менделеев выдал ещё одну из гипотез по поводу периодического закона, при этом довольно проработанную, но не лишённую изъянов.
Та таблица, которую мы сейчас видим — в школах, учебниках и т.п. отличается от таблицы, представленной Менделеевым, хотя она и основана на развитии уточнённого Менделеевым периодического закона и правила звезды. В таблице, представленной Менделеевым был указан лишь атомный вес. Вот расшифровка рукописного листа. Фото рукописного листа вы можете найти по ссылкам из ответа. Как видите, тут только одно число — атомный вес. Его научились определять ещё тогда. Логично, что он напрямую зависит от количества нуклонов (массой электронов можно пренебречь).
Значимость гипотезы и системы Менделеева определило время — согласно своему правилу он предсказал свойства некоторых элементов, открытых позднее. Таким образом система Менделеева подтвердила свою предсказательную силу. Кроме того, в ней было меньше неувязок, чем в системах предшественников.
Менделеев вёл целенаправленный анализ гипотезы о периодичности свойств химических элементов в зависимости от их атомной массы и пришёл к улучшенной версии существующих на тот момент классификаций.
Написав на карточках основные свойства каждого элемента (их в то время было известно 63, из которых один — дидим Di — оказался в дальнейшем смесью двух вновь открытых элементов празеодима и неодима), Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим Источник
По поводу распространённого мифа, что система приснилась ему во сне — достоверный источник один — дневник друга Менделеева. Скорее всего Менделеев так пошутил. Подробнее о мифах связанных с Менделеевым.
Подводя итоги — Менделев вывел наиболее работающую версию периодического закона, хотя попытки предпринимались другими учёными ранее. Вывел благодаря кропотливой работе. Таблица Менделеева лишь отражала этот закон в удобной читаемой форме. Суть закона в сходстве химических свойств элементов, расположенных на определённых периодах в ряду, упорядоченному по возрастанию атомной массы. Количество электронов и протонов Менделеев в своей таблице не указывал. Та таблица, которую мы видим сейчас, названа его именем для признания заслуг.
Прочитать ещё 1 ответ
Возможно ли с т.з. науки изменение фундаментальных констант?
PhD, senior scientist AI, неандерталец
Давайте начнём с того, что фундаментальных константы три, и это скорость света в вакууме, постоянная Планка и гравитационная постоянная. С точки зрения методологии науки нично не мешает померять их экспериментально: собственно, первые две уже давно померяны с хорошей точностью, и только гравитационную постоянную всё время пытаются уточнить — слишком уж слабо гравитационное взаимодействие. UPD. Я действительно неверно понял вопрос, совершенно справедливо получил кучу минусов. Попробую оправдаться более достойным ответом. Как теперь известно, будь значение фундаментальных констант лишь чуть-чуть иным, мы мир бы не смог существовать в той форме, в которой он существует. Либо частицы не соединялись бы в атомы, либо, наоборот, мир бы сколлапсировал. Поэтому можно предположить, что здесь работает антропный принцип. Подобно тому, что земля не уникальна, а просто во вселенной очень много планет, одна из них оказалась с подходящими для жизни условиями и на ней действительно развилась разумная жизнь — хотя на планете-близнеце Венере, похоже, до жизни не дошло — точно так же можно предположить, что наша вселенная есть лишь одна из многих, с подходящими фундаментальными константами. Существует теория эволюционного мультиверса. Эта теория предполагает, что чёрные дыры дают начало новым вселенным. Соответственно, работает что-то вроде естетсвенного отбора: вселенные, где чёрные дыры образуются легко, дают больше вселенных-потомков, и так далее. Так что по теории вероятностей мы скорее всего должны были появиться во вселенной, предрасположенной к образованию чёрных дыр — что, в последнее время, мы и наблюдаем. То есть, согласно этой теории, фундаментальные константы действительно меняется. Значит, их можно как-то изменить. Но! Теория эта основана на чистом математическом аппарате, и на настоящий момент не является фальсифицируемой (как, в общем, и теория суперструн, которая лежит в её основе). Так что она научна с математической точки зрения, но не естественно-научна.
Существует ли научное обоснование магии?
мои ответы не являются «глубокомысленными» статьями для ЯДзен
Это как мёд. Если объяснено наукой, значит не магия )
И процитирую:
Нет, волшебство это другое. Во всех культурах более менее одинаково принято считать волшебством такое воздействие на природу, которое меняет естественный ход вещей. Происходит это либо за счет тайных знаний о природе (здесь принципиально понятие «тайный», когда эти знания становятся общими, то они перестают действовать), либо за счет тайных же знаний того, как вступить в связь с некими потусторонними силами, причем якобы знания дают возможность почти что принуждать эти силы действовать.
Знания, которые нельзя передавать свободно другим или они перестанут действовать, это принципиально противоречит науке. Естественные науки это воспроизводимость опытов вне зависимости от личности экспериментатора.
Прочитать ещё 7 ответов
Русский ученый, химик Дмитрий Менделеев
Фото: Stock Montage / Getty Images
Ничего сравнимого с Периодическим законом российская наука мировой не дала. Это открытие высшего, нулевого уровня, так сказал о Периодической таблице химических элементов Дмитрия Менделеева вице-президент РАН Алексей Хохлов. Что позволяет отнести открытие Менделеева, которому исполнилось 150 лет, к числу важнейших в истории науки?
Таблицы с двумя недостатками
За 40 лет до Менделеева сходные по свойствам элементы объединил в триады немецкий химик Иоганн Вольфганг Дёберейнер. Известны таблицы польского химика Леопольда Гмелина, немецкого врача, химика и гигиениста Макса Йозефа фон Петтенкофера, французского химика Жана Батиста Дюма… И конечно, работы середины XIX века — «земная спираль» Александра де Шанкуртуа, «Октавы» Джона Ньюлендса, таблицы Уильяма Одлинга и Лотара Мейера 1864 года. Варианты таблиц приведены в порядке возрастания качества. Но у всех были два недостатка. Во-первых, не все известные элементы вписывались в систему; во-вторых, все таблицы включали только известные элементы. А это все равно что сложить N-лучевую звезду, обладая N-x лучами, где x>0.
Таблица с предсказаниями
6 марта 1869 года на заседании Русского химического общества Менделеев зачитал доклад «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сродстве». В следующие полтора года Менделеев уточнил характер этой зависимости и 3 декабря 1870 года вывел окончательную формулировку закона: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса».
Главное в Периодической системе Менделеева — ее предсказательная способность. Он не побоялся сказать, что набор элементов неполон; что существуют неоткрытые элементы с весами более легкими, чем уже известные,— иначе не складывается единая система. В таблице Менделеева появились ячейки для «экаалюминия», «экабора» и «экасилиция». Для каждого из этих элементов Менделеев предложил примерную атомную массу, набор ключевых химических и физических свойств. Кроме того, он указал на неправильно определенную массу 9 химических элементов и впоследствии описал еще 8 неизвестных науке элементов.
Глубокий патриот
Говорят, что на здоровье [Менделеева] сильно подействовал исход Японской войны. Будучи глубоким патриотом, он очень тяжело переживал наши неудачи на Дальнем Востоке, нередко даже плакал… К 1906 г. он как-то быстро стал дряхлеть, стал часто прихварывать. В этом году он два раза ездил за границу и как будто поправился. Но дни его были сочтены, и он сам уже как бы предчувствовал близкий конец.
Лев Чугаев, «Дмитрий Менделеев, жизнь и деятельность»
Таблица верна
Лотар Мейер, который выпустил в 1870 году работу «Природа элементов как функция их атомного веса», уже сослался на таблицу Менделеева. Мейер писал, что ему не хватило научной дерзости Менделеева, чтобы понять всю систему.
Но в работе русского ученого было столько нового, что часть научного сообщества встретила его исследование с недоверием. Тем более что он указывал на неправильно определенные характеристики уже открытых элементов. Прямой и жесткий, Менделеев не стеснялся открыто указывать людям на их ошибки — можно себе представить, как встретили академики его открытие.
Но в 1875 году во Франции открывают предсказанный «экаалюминий» (галлий), в 1879 году — «экабор» (скандий), а в 1885-м — «экасилиций» (германий). Характеристики каждого полностью укладываются в значения, предсказанные Менделеевым. И научный мир признает, что эта система — верная. Даже открытые сегодня, спустя 150 лет, химические элементы по-прежнему укладываются в эту систему. «Можно смело утверждать, что во Вселенной не существует химических элементов вне описанной Менделеевым системы»,— сказал декан химического факультета МГУ имени Ломоносова, член-корреспондент РАН и один из ведущих радиохимиков мира Степан Калмыков.
«Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве», рукопись Д.И. Менделеева. Это прообраз современной таблицы химических элементов
Фото: Science & Society Picture Library / SSPL / Getty Images
Слишком вкусил от физиологии
Менделеев дал мне тему, рассказал, как приготовлять вещество, азотистометиловый эфир, что делать с ним, дал мне комнату, посуду, материалы, и я с великим удовольствием принялся за работу, тем более что не имел до того в руках веществ, кипящих при низких температурах, а это кипело при 12°C. Результаты той ученической работы описал сам Дмитрий Иванович. Быть учеником такого учителя, как Менделеев, было, конечно, и приятно, и полезно, но я уже слишком много вкусил от физиологии, чтобы изменить ей, и химиком не сделался.
«Автобиографические записки Ивана Михайловича Сеченова»
Таблица сокровищ
Как говорили великие люди (например, Генри Форд): «Не обязательно знать все. Главное — знать, где посмотреть». Периодический закон стал картой сокровищ для химиков, прямо указывая, какие элементы и с какими характеристиками стоит искать. Начался взрывной рост неорганической химии: понимание свойств и их изменений по группам и периодам позволило ученым либо впервые, либо более простым способом синтезировать множество новых неорганических соединений.
Но исследователи задались следующим вопросом: «Почему так, а не иначе?» В начале XX века с открытием радиоактивности, электрона, протона, а затем и нейтрона Периодический закон получил новые подтверждения, обрел дополнительный физический смысл. Оказалось, что порядковый номер элемента тождествен заряду ядра, что элементы разной массы, но с одинаковым зарядом ядра химически эквивалентны. Что электроны бегают вокруг ядра не кучкой, а по орбитам, что и приводит именно к таким химическим свойствам.
Ученые осознали и природу химической связи, из-за чего получили мощный толчок целые направления: каталитическая химия, квантовая химия, элементоорганическая химия, вычислительная химия и многие другие.
Не менее важно, пожалуй, и то, чего ученые не делали благодаря Периодическому закону. Понимая, как устроены химические элементы, исследователи не провели множества экспериментов.
Ругайся — и будешь здоров
Нельзя отрицать, что нрав у него был крутой, но он был вспыльчив, да отходчив. Слушать его крик, воркотню было иногда нелегко, но мы знали, что он кричит и ворчит не со зла, а такова уж его натура. Вероятно, в шутку он говорил, что держать в себе раздражение вредно для здоровья; надо, чтобы оно выходило наружу. «Ругайся себе направо-налево и будешь здоров».
Вячеслав Тищенко, «Воспоминания о Д. И. Менделееве»
Таблица с отклонениями
Первооткрыватель 10 трансурановых элементов, ректор Калифорнийского университета в Беркли, человек-элемент Гленн Теодор Сиборг и его коллеги в 1955 году решили назвать элемент №101 менделевием. Как писал Сиборг: «Согласно обычаю, ученые, получившие новый элемент, имеют право дать ему имя. Американские ученые предложили назвать элемент 101 менделевием — в честь великого русского химика, который первым использовал Периодическую систему для предсказания химических свойств неоткрытых элементов. Этот принцип явился ключевым при открытии почти всех трансурановых элементов и бесспорно сохранит свое значение в последующих попытках продвинуться в этой области науки».
Даже отклонения от Периодического закона, которые обнаружила при открытии последней пятерки элементов группа физиков под руководством еще одного человека-элемента, академика Юрия Оганесяна, также вытекают из этого закона. И каждое новое открытие так или иначе подтверждает величие закона Менделеева.
Он не гнался за патентованием изобретений, хотя за приоритет в открытиях бился жестко. Поэтому в признание его заслуг было бы правильно присвоить Периодической таблице его имя. И к такому решению постепенно склоняется все мировое сообщество. Неслучайно год 150-летия со дня открытия Менделеевым Периодического закона объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Вероятно, вопрос о всемирном присвоении Периодической таблице химических элементов имени Менделеева в конце года будет поставлен на голосование перед IUPAC (Международным союзом теоретической и прикладной химии).
Валерий Сергеев
Наука
24 октября 2012, 17:45
Фото: ИТАР-ТАСС
Открытие таблицы периодических химических элементов стало одной из важных вех в истории развития химии как науки. Первооткрывателем таблицы стал российский ученый Дмитрий Менделеев. Неординарный ученый с широчайшим научным кругозором сумел объединить все представления о природе химических элементов в единую стройную концепцию.
Об истории открытия таблицы периодических элементов, интересных фактах, связанных с открытием новых элементов, и народных байках, которые окружали Менделеева и созданную им таблицу химических элементов, М24.RU расскажет в этой статье.
История открытия таблицы
К середине XIX века было открыто 63 химических элемента, и ученые всего мира не раз предпринимали попытки объединить все существовавшие элементы в единую концепцию. Элементы предлагали разместить в порядке возрастания атомной массы и разбить на группы по сходству химических свойств.
В 1863 году свою теорию предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюленд, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией.
В 1869 году Менделеев опубликовал свою схему периодической таблицы в журнале Русского химического общества и разослал извещение об открытии ведущим ученым мира. В дальнейшем химик не раз дорабатывал и улучшал схему, пока она не приобрела привычный вид.
Суть открытия Менделеева в том, что с ростом атомной массы химические свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов, свойства начинают повторяться. Так, калий похож на натрий, фтор — на хлор, а золото схоже с серебром и медью.
В 1871 году Менделеев окончательно объединил идеи в периодический закон. Ученые предсказал открытие нескольких новых химических элементов и описал их химические свойства. В дальнейшем расчеты химика полностью подтвердились — галлий, скандий и германий полностью соответствовали тем свойствам, которые им приписал Менделеев.
Байки о Менделееве
Гравюра, на которой изображен Менделеев. Фото: ИТАР-ТАСС
Об известном ученом и его открытиях ходило немало баек. Люди в то время слабо представляли себе химию и считали, что занятия химией — это что-то вроде поедания супа из младенцев и воровства в промышленных масштабах. Поэтому деятельность Менделеева быстро обросла массой слухов и легенд.
Одна из легенд гласит, что Менделеев открыл таблицу химических элементов во сне. Случай не единственный, точно также говорил о своем открытии Август Кекуле, которому приснилась формула бензольного кольца. Однако Менделеев только смеялся над критиками. «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы говорите: сидел и вдруг … готово!», — как-то сказал ученый о своем открытии.
Другая байка приписывает Менделееву открытие водки. В 1865 году великий ученый защитил диссертацию на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою», и это сразу дало повод для новой легенды. Современники химика посмеивались, мол ученый «неплохо творит под действием спирта, соединенного с водой», а следующие поколения уже называли Менделеева первооткрывателем водки.
Посмеивались и над образом жизни ученого, а особенно над тем, что Менделеев оборудовал свою лабораторию в дупле огромного дуба.
Также современники подтрунивали над страстью Менделеева к чемоданам. Ученый в пору своего невольного бездействия в Симферополе вынужден был коротать время за плетением чемоданов. В дальнейшем он самостоятельно мастерил для нужд лаборатории картонные контейнеры. Несмотря на явно «любительский» характер этого увлечения, Менделеева часто называли «чемоданных дел мастером».
Открытие радия
Одна из наиболее трагичных и в то же время известных страниц в истории химии и появления новых элементов в таблице Менделеева связана с открытием радия. Новый химический элемент был открыт супругами Марией и Пьером Кюри, которые обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды, более радиоактивны, чем чистый уран.
Поскольку о том, что такое радиоактивность, тогда еще никто не знал, то новому элементу молва быстро приписала целебные свойства и способность излечивать чуть ли не от всех известных науке болезней. Радий включили в состав пищевых продуктов, зубной пасты, кремов для лица. Богачи носили часы, циферблат которых был окрашен краской, содержащей радий. Радиоактивный элемент рекомендовали как средство для улучшения потенции и снятия стресса.
Подобное «производство» продолжалось целых двадцать лет — до 30-х годов двадцатого века, когда ученые открыли истинные свойства радиоактивности и выяснили насколько губительно влияние радиации на человеческий организм.
Мария Кюри умерла в 1934 году от лучевой болезни, вызванной долговременным воздействием радия на организм.
Небулий и короний
Фото: ИТАР-ТАСС
Таблица Менделеева не только упорядочила химические элементы в единую стройную систему, но и позволила предсказать многие открытия новых элементов. В то же время некоторые химические «элементы» были признаны несуществующими на основании того, что они не укладывались в концепцию периодического закона. Наиболее известна история с «открытием» новых элементов небулия и корония.
При исследовании солнечной атмосферы астрономы обнаружили спектральные линии, которые им не удалось отождествить ни с одним из известных на земле химических элементов. Ученые предположили, что эти линии принадлежат новому элементу, который получил название короний (потому что линии были обнаружены при исследовании «короны» Солнца — внешнего слоя атмосферы звезды).
Спустя несколько лет астрономы сделали еще одно открытие, изучая спектры газовых туманностей. Обнаруженные линии, которые снова не удалось отождествить ни с чем земным, приписали другому химическому элементу — небулию.
Открытия подверглись критике, поскольку в периодической таблице Менделеева уже не оставалось места для элементов, обладающих свойствами небулия и корония. После проверки обнаружилось, что небулий является обычным земным кислородом, а короний — сильно ионизированное железо.
Отметим, что сегодня в московском Центральном доме ученых РАН торжественно присвоят имена двум химическим элементам, открытым учеными из подмосковной Дубны.
Материал создан на основе информации из открытых источников. Подготовил Василий Макагонов @vmakagonov