Элементы предсказания Менделеева - Mendeleev's predicted elements

Дмитрий Менделеев опубликовал периодическую таблицу из химических элементов , в 1869 году на основе свойств , которые появились с некоторой регулярностью , когда он выложил элементы от легких до тяжелых. Когда Менделеев предложил свою периодическую таблицу, он заметил пробелы в таблице и предсказал, что тогда неизвестные элементы существовали со свойствами, подходящими для заполнения этих пробелов. Он назвал их эка-бором, эка-алюминием, эка-кремнием и эка-марганцем с соответствующими атомными массами 44, 68, 72 и 100.

Префиксы

Чтобы дать временные имена его предсказанных элементов, Менделеев использовал префиксы эка - / я к ə - / , дви - или dwi- , а три -, от санскритских названий цифр 1, 2, и 3, в зависимости от того предсказанный элемент находился на одну, две или три позиции ниже известного элемента той же группы в его таблице. Например, германий не называли эка-кремний до его открытия в 1886 году, и рений называл DVI- марганца до его открытия в 1926 году.

Ека приставка использовалась другими теоретиками, а не только в собственных предсказаний Менделеева. До открытия франций назывался эка-цезием , а астатин - эка-йодом . Иногда Ека до сих пор используется для обозначения некоторых трансурановых элементов , например, Ека радия для унбинилий . Но текущая официальная практика IUPAC заключается в использовании систематического имени элемента, основанного на атомном номере элемента в качестве предварительного имени, вместо того, чтобы основываться на его положении в периодической таблице, как того требуют эти префиксы.

Оригинальные предсказания

Предсказанные элементы Менделеева
Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебряный Кадмий Индий Банка Сурьма Теллур Йод Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (элемент) Таллий Вести Висмут Полоний Астатин Радон
Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклиум Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Бориум Калий Мейтнерий Дармштадтиум Рентгений Копернициум Нихоний Флеровий Московиум Ливерморий Tennessine Оганессон
(как находится в современной периодической таблице)

Четыре предсказанных элементы легче , чем редкоземельные элементы , Ека бора ( Eb , под бором, B, 5), Ека алюминия ( Ea или El , под Al, 13), Ека марганец ( Ет под Mn, 25 ) и эка- кремний ( Es , под Si, 14) оказались хорошими предикторами свойств скандия (Sc, 21), галлия (Ga, 31), технеция (Tc, 43) и германия (Ge, 32) соответственно, каждый из которых занимает место в периодической таблице Менделеева.

Имена были написаны Дмитрием Менделеевым как экаборъ ( ekaborʺ ), экаалюминій ( ekaaljuminij ), экамарганецъ ( ekamarganecʺ ) и экасилицій ( ekasilicij ) соответственно, следуя русской орфографии до 1917 года .

Первоначальные версии таблицы Менделеева не отделяли редкоземельные элементы от переходных элементов , помогая объяснить, почему предсказания Менделеева для более тяжелых неизвестных элементов не оправдались, а также для более легких, и почему они не так хорошо известны или задокументированы.

Оксид скандия был выделен в конце 1879 года Ларсом Фредериком Нильсоном ; Пер Теодор Клеве узнал переписку и уведомил Менделеева в конце того же года. Менделеев предсказал для эка-бора атомную массу 44 в 1871 году, в то время как скандий имеет атомную массу 44,955908.

В 1871 году Менделеев предсказал существование еще не открытого элемента, который он назвал эка-алюминием (из-за его близости к алюминию в периодической таблице ). В таблице ниже сравниваются свойства элемента, предсказанные Менделеевым, с фактическими характеристиками галлия, который был открыт вскоре после того, как Менделеев предсказал его существование в 1875 году Полем Эмилем Лекоком де Буабодраном .

Имущество Эка-алюминий Галлий
Атомная масса 68 69,723
Плотность (г / см 3 ) 6.0 5,91
Точка плавления (° C) Низкий 29,76
Окись Формула Ea 2 O 3 Ga 2 O 3
Плотность 5,5 г / см 3 5,88 г / см 3
Растворимость Растворим как в щелочах, так и в кислотах.
Хлористый Формула EA 2 Cl 6 Ga 2 Cl 6
Волатильность Летучий Летучий

Технеций был выделен Карло Перье и Эмилио Сегре в 1937 году, а после жизни Менделеева, из образцов молибдена , которые были бомбардировке дейтерия ядрами в циклотронного от Эрнест Лоуренс . Менделеев предсказал атомную массу 100 для эка-марганца в 1871 году, а самый стабильный изотоп технеция - 98 Tc.

Германий был выделен в 1886 году и обеспечил лучшее подтверждение теории до того времени, так как он более четко контрастировал с соседними элементами, чем два ранее подтвержденных предсказания Менделеева с их.

Имущество Эка-силикон Германий
Атомная масса 72 72,630
Плотность (г / см 3 ) 5.5 5,323
Точка плавления (° C) Высокий 938
Цвет Серый Серый
Окись Тип Тугоплавкий диоксид
Плотность (г / см 3 ) 4,7 4,228
Деятельность Слабый базовый Слабый базовый
Хлористый Точка кипения Менее 100 ° C 86,5 ° С (GeCl 4 )
Плотность (г / см 3 ) 1.9 1,879

Другие прогнозы

Существование элемента между торием (90) и ураном (92) было предсказано Менделеевым в 1871 году. В 1900 году Уильям Крукс выделил протактиний (91) как радиоактивный материал, полученный из урана, который он не смог идентифицировать. Различные изотопы протактиния были обнаружены в Германии в 1913 году и в 1918 году, но имя протактиний не был дан до 1948 г. Поскольку принятие Сиборг «s концепции актиноидов в 1945 году, торий, уран и протактиний были классифицированы как актиноиды ; следовательно, протактиний не занимает место Ека тантала (до 73) в группе 5 . Эка-тантал - это синтетический сверхтяжелый элемент дубний (105).

Таблица Менделеева 1869 года неявно предсказывала более тяжелые аналоги титана (22) и циркония (40), но в 1871 году он поместил в это место лантан (57). Открытие гафния в 1923 году (72) подтвердило первоначальное предсказание Менделеева 1869 года.

Более поздние предсказания

В 1902 году, приняв доказательства наличия элементов гелия и аргона , Менделеев поместил эти благородные газы в группу 0 в своем расположении элементов. Поскольку Менделеев сомневался в том, что атомная теория объясняет закон определенных пропорций , у него не было априорных оснований полагать, что водород был самым легким из элементов, и предположил, что гипотетический более легкий член этих химически инертных элементов группы 0 мог остаться незамеченным и остаться незамеченным. отвечает за радиоактивность . В настоящее время некоторые периодические таблицы элементов помещают в это место одиночные нейтроны , и это довольно хорошо соответствует предсказаниям Менделеева.

Более тяжелый из гипотетических протогелиевых элементов, отождествленных Менделеевым с коронием , назван в связи с необъяснимой спектральной линией в короне Солнца . Неправильная калибровка дала длину волны 531,68 нм, которая в конечном итоге была исправлена ​​до 530,3 нм, которую Гротриан и Эдлен определили как происходящую из Fe XIV в 1939 году.

Самому легкому из газов Группы 0, первому в периодической таблице, была присвоена теоретическая атомная масса от 5,3 × 10 −11 до 9,6 × 10 −7 . Кинетическая скорость этого газа, по расчетам Менделеева, составляла 2 500 000 метров в секунду. Менделеев предполагал, что эти газы практически безмассовые, пронизывающие все вещество, редко взаимодействуя химически. Высокая подвижность и очень малая масса трансводородных газов приведет к тому, что они могут быть разреженными, но при этом будут казаться очень плотными.

Позже Менделеев опубликовал теоретическое выражение эфира в небольшой брошюре под названием «Химическая концепция эфира» (1904 г.). Его публикация 1904 года снова содержала два атомных элемента меньше и легче водорода. Он рассматривал «эфирный газ» как межзвездную атмосферу, состоящую как минимум из двух элементов легче водорода. Он заявил, что эти газы образовались из-за сильной внутренней бомбардировки звезд, причем Солнце является наиболее плодовитым источником таких газов. Согласно буклету Менделеева, межзвездная атмосфера, вероятно, состояла из нескольких дополнительных видов элементов.

Примечания

использованная литература

дальнейшее чтение