Сегодня свой номинальный праздник отмечает всеми любимая таблица Менделеева. Фактически - это классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда их атомного ядра.
Первоначальный вариант был разработан Д. И. Менделеевым в 1869 и приведён к традиционному графическому виду в 1871 году. Всего предложено несколько сотен вариантов изображения системы. В современном виде предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.
История открытия
К середине XIX века были открыты всего 63 химических элемента, массы которых пытались высчитывать по «закону триад» Дёберейнера. Согласно закону, масса многих элементов приблизительно равна среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам. Первые попытки упорядочить элементы, в зависимости от массы предпринимались Александром Шанкуртуа в 1862 году. Он разместил элементы в виде винта и заметил цикличность химических свойств элементов в вертикали винта, однако система не обрела популярность ввиду больших огрехов, и не совсем внятной законмерности.
В 1866 году свой вариант периодической системы предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, модель которого («закон октав») внешне немного напоминала привычную нам таблицу, однако ученый постоянно отвлекался от ее верного вида, т.к. искал связь химических элементов с законами музыкальной гармонии.
По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово»
Написав на карточках основные свойства каждого элемента (их в то время, как мы помним, было известно всего 63), Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим.
В результате многочисленных комбинаций удобного и технически правильного расположения элементов, 17 февраля (1 марта) 1869 года был завершён самый первый целостный вариант Периодической системы химических элементов, который получил название "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве", в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам (рядам сходных элементов, ставших прообразами периодов современной системы) и по шести вертикальным столбцам (прообразам будущих групп).
В Европе Таблица Менделеева стала известна немногим позже. Первая публикация в международной печати, вышла в свет 5 апреля (17 апреля) 1869 года в лейпцигском «Журнале практической химии» и стала достоянием мировой науки.
Менделеев в своей таблице оставил несколько свободных мест и предсказал ряд фундаментальных свойств ещё не открытых элементов и само их существование, а также свойства их соединений (экабор, экаалюминий, экасилиций, экамарганец, скандий, галлий, германий, технеций). Некоторые элементы, а именно: бериллий, индий, уран, торий, церий, титан, иттрий, имели на момент работы Менделеева над Периодическим законом неправильно определённый атомный вес, и поэтому Менделеев исправил их атомные веса на основании открытого им закона.
В 1871 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант Периодической системы («Естественную систему элементов»), имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы.
Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, их свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото — на серебро и медь. Разумеется, свойства повторяются не в точности, но с минимальными отклонениями.
Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеев предпринял очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов (например, бериллия, индия, урана, тория, церия, титана, иттрия), несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими (например, таллий, считавшийся щелочным металлом, он поместил в третью группу согласно его фактической максимальной валентности), оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы.
В начале XX века с открытием строения атома было установлено, что периодичность изменения свойств элементов определяется не атомным весом, а зарядом ядра, равным атомному номеру и числу электронов, распределение которых по электронным оболочкам атома элемента определяет его химические свойства. Заряд ядра, который соответствует номеру элемента в периодической системе, по праву назван числом Менделеева.
Дальнейшее развитие периодической системы связано с заполнением пустых клеток таблицы, в которые помещались всё новые и новые элементы: благородные газы, природные и искусственно полученные радиоактивные элементы. В 2010 году с синтезом 118 элемента седьмой период периодической системы был завершён. Проблема нижней границы таблицы Менделеева остаётся одной из важнейших в современной теоретической химии.