Будь-хто, хто ходив у школу, пам’ятає, що одним з обов’язкових для вивчення предметів була хімія. Вона могла подобатися, а могла й не подобатися – це не важливо. І цілком імовірно, що багато знань з цієї дисципліни вже забуті і в житті не застосовуються. Однак таблицю хімічних елементів Менделєєва Д. І. напевно, пам’ятає кожен. Для багатьох вона так і залишилася різнобарвною таблицею, де в кожен квадратик вписані певні букви, що позначають назви хімічних елементів. Але тут ми не будемо говорити про хімії як такої, і описувати сотні хімічних реакцій і процесів, а розповімо про те, як взагалі з’явилася таблиця Менделєєва – ця історія буде цікава будь творчо мислячої людини, так і взагалі всім тим, хто охочий до цікавої та корисної інформації.
Невелика передісторія
У далекому 1668 році видатним ірландським хіміком, фізиком і богословом Робертом Бойлем була опублікована книга, в якій було розвінчано чимало міфів про алхімії, і в якій він міркував про необхідність пошуку нерозкладних хімічних елементів. Вчений також привів їх список, що складається всього з 15 елементів, але допускав думку про те, що можуть бути ще елементи. Це стало відправною точкою не тільки в пошуку нових елементів, але і в їх систематизації.
Сто років потому французьким хіміком Антуаном Лавуазьє був складений новий перелік, в який входили вже 35 елементів. 23 з них пізніше були визнані неразложимыми. Але пошук нових елементів тривав вченими по всьому світу. І головну роль у цьому процесі зіграв знаменитий російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв – він вперше висунув гіпотезу про те, що між атомною масою елементів і їх розташуванням в системі може бути взаємозв’язок.
Завдяки копіткій праці й зіставленню хімічних елементів Менделєєв зміг виявити зв’язок між елементами, в якій вони можуть бути одним цілим, а їх властивості не є чимось само собою зрозумілим, а являють собою періодично повторюване явище. В результаті, в лютому 1869 р. Менделєєв сформулював перший періодичний закон, а вже в березні його доповідь «Співвідношення властивостей з атомною вагою елементів» був представлений на розгляд Російського хімічного товариства істориком хімії Н. А. Меншуткиным. Потім у тому ж році публікація Менделєєва була надрукована в журналі «Zeitschrift für Chemie» в Німеччині, а в 1871 році нову велику публікацію вченого, присвячену його відкриття, опублікував інший німецький журнал «Annalen der Chemie».
Створення періодичної таблиці
Основна ідея до 1869 році вже була сформована Менделєєвим, причому за досить короткий час, але оформити її в будь-яку впорядковану систему, наочно відображає, що до чого, він довго не міг. В одній з розмов зі своїм соратником А. А. Иностранцевым він навіть сказав, що в голові у нього вже все склалося, але от привести все до таблиці він не може. Після цього, згідно з даними біографів Менделєєва, він приступив до кропіткої роботи над своєю таблицею, яка тривала три доби без перерви на сон. Перебиралися всілякі способи організації елементів у таблицю, а робота була ускладнена ще й тим, що в той період наука знала ще не про всіх хімічних елементах. Але, незважаючи на це, таблиця все ж таки була створена, а елементи систематизовані.
Легенда про сон Менделєєва
Багато хто чув історію, що Д. І. Менделєєву його таблиця наснилася. Ця версія активно поширювалася вищезазначеним соратником Менделєєва А. А. Иностранцевым як забавній історії, якої він розважав своїх студентів. Він говорив, що Дмитро Іванович ліг спати, уві сні виразно побачив свою таблицю, в якій всі хімічні елементи були розставлені в потрібному порядку. Після цього студенти навіть жартували, що таким же способом була відкрита 40° горілка. Але реальні передумови для історії зі сном все ж таки були: як вже згадувалося, Менделєєв працював над таблицею без сну і відпочинку, і Іноземців одного разу застав його втомленим і виснаженим. Вдень Менделєєв вирішив трохи перепочити, а через деякий час, різко прокинувся, відразу ж взяв листок паперу і зобразив на ньому вже готову таблицю. Але сам учений спростовував всю цю історію зі сном, кажучи: «Я над нею, може бути, двадцять років думав, а ви думаєте: сидів і раптом… готово». Так що легенда про сон може бути і дуже приваблива, але створення таблиці стало можливим тільки завдяки наполегливій праці.
Подальша робота
У період з 1869 по 1871 роки Менделєєв розвивав ідеї періодичності, до яких схилялася наукове співтовариство. І одним з важливих етапів цього процесу стало розуміння того, що будь-який елемент у системі повинно розташовувати, виходячи із сукупності його властивостей у порівнянні з властивостями інших елементів. Ґрунтуючись на цьому, а також спираючись на результати досліджень в зміні стеклообразующих оксидів, хіміку вдалося внести поправки до значення атомних мас деяких елементів, серед яких були уран, індій, берилій та інші.
Порожні клітини, що залишалися в таблиці, Менделєєв, звичайно ж, хотів швидше заповнити, і в 1870 році передбачив, що незабаром будуть відкриті невідомі науці хімічні елементи, атомні маси і властивості яких він зумів обчислити. Першими з них стали галій (відкритий у 1875 році), скандій (відкритий у 1879 році) і германій (відкритий у 1885 році). Потім прогнози продовжили реалізовуватися, і були відкриті ще вісім нових елементів, серед яких: полоній (1898 рік), реній (1925 рік), технецій (1937 рік), францій (1939 рік) та астат (1942-1943 роки). До речі, в 1900 році Д. І. Менделєєв і шотландський хімік Вільям Рамзай прийшли до думки, що в таблиці повинні бути включені і елементів нульової групи – до 1962 року вони називалися інертними, а після – благородними газами.
Організація періодичної системи
Хімічні елементи в таблиці Менделєєва Д. І. розташовані рядами, у відповідності із зростанням їхньої маси, а довжина рядів підібрана так, щоб знаходяться в них елементи мали схожі властивості. Наприклад, благородні гази, такі як радон, ксенон, криптон, аргон, неон і гелій насилу вступають в реакції з іншими елементами, а також мають низьку хімічну активність, через що розташовані в крайньому правому стовпці. А елементи лівого стовпця (калій, натрій, літій тощо) відмінно реагують з іншими елементами, а самі реакції носять вибуховий характер. Простіше кажучи, всередині кожного стовпця елементи мають подібні властивості, що варіюються при переході від одного стовпця до іншого. Всі елементи, аж до №92 зустрічаються в природі, а з №93 починаються штучні елементи, які можуть бути створені лише в лабораторних умовах.
У своєму первісному варіанті періодична система розумівся лише як відображення існуючого в природі порядку, і жодних пояснень, чому все має бути саме так, не було. І лише коли з’явилася квантова механіка, істинний сенс порядку елементів у таблиці став зрозумілий.
Уроки творчого процесу
Говорячи про те, які уроки творчого процесу можна витягти з усієї історії створення періодичної таблиці Менделєєва Д. І., можна привести в приклад ідеї англійського дослідника в області творчого мислення Грема Уоллеса і французького вченого Анрі Пуанкаре. Наведемо їх коротко.
Згідно з дослідженнями Пуанкаре (1908 рік) і Грема Уоллеса (1926 рік), існує чотири основних стадії творчого мислення:
- Підготовка – етап формулювання основної задачі та перші спроби її розв’язання;
- Інкубація – етап, під час якого відбувається тимчасове відволікання від процесу, але робота над пошуком рішення задачі ведеться на підсвідомому рівні;
- Осяяння – етап, на якому знаходиться інтуїтивне рішення. Причому, знайтися це рішення може абсолютно не має до задачі ситуації;
- Перевірка – етап випробувань і реалізації рішення, на якому відбувається перевірка цього рішення і його можливий подальший розвиток.
Як ми бачимо, в процесі створення своєї таблиці Менделєєв інтуїтивно слідував саме цими чотирма етапами. Наскільки це ефективно, можна судити за результатами, тобто з того, що таблиця була створена. А враховуючи, що її створення стало величезним кроком вперед не тільки для хімічної науки, але і для всього людства, наведені вище чотири етапи можуть бути застосовані як до реалізації невеликих проектів, так і до здійснення глобальних задумів. Головне пам’ятати, що ні одне відкриття, жодне рішення задачі не можуть бути знайдені самі по собі, як би не хотіли ми бачити уві сні і скільки б не спали. Щоб щось вийшло, не важливо, це створення таблиці хімічних елементів або розробка нового маркетинг-плану, потрібно володіти певними знаннями і навичками, а також уміло використовувати свої потенціал і наполегливо працювати.
Ми бажаємо вам успіхів у ваших починаннях та успішної реалізації задуманого!