XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
История открытия первых десяти химических элементов Периодической системы Д.И.Менделеева
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Значительный вклад в развитие химии внес выдающийся русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев. Д.И. Менделеев на основании открытого им в 1869 году Периодического закона (основополагающего закона естествознания) создал стройную научную классификацию химических элементов – Периодическую систему химических элементов, названную в его честь.
Гениального русского химика Д.И.Менделеева всю жизнь отличало стремление к познанию неведомого. Это стремление, а также глубочайшее и обширнейшие знания в сочетании с безошибочной научной интуицией и позволили Дмитрию Ивановичу разработать научную классификацию химических элементов – Периодическую систему в форме его знаменитой таблицы. Эту таблицу можно представить в виде большого дома, в котором «дружно живут» абсолютно все химические элементы, известные человеку. Чтобы уметь пользоваться Периодической системой, необходимо изучить химический алфавит, то есть знаки химических элементов.
Поэтому мы решили начать изучать Периодическую систему Д.И. Менделеева. В этой работе мы рассмотрим историю открытия первых десяти химических элементов.
Наша работа – провести теоретические исследования в области открытия и изучения человечеством первых десяти химических элементов, составляющих начало Периодической системы Д.И. Менделеева.
Проблема: создание Периодического Закона.
Актуальность: историческое значение открытия Периодического Закона Д.И.Менделеевым для всего мирового сообщества.
Цель работы: теоретическое исследование открытия химических элементов.
Задачи:
Изучить общие сведения о Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, используя литературные источники.
Изучить названия, символы, произношение химических элементов.
Провести теоретическое исследование в области открытия химических элементов.
Подготовить сообщение и привлечь одноклассников к сотрудничеству в работе.
Методы исследования:
Работа с источниками информации. Теоретические исследования.
1. Теоретическая часть
1.1. Первоначальные сведения о Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева
Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) это классификация химических элементов. Она наглядно демонстрирует, что все химические элементы, образующие вещества окружающего нас мира, взаимосвязаны и подчиняются общим закономерностям, то есть представляют собой единое целое – систему химических элементов. Таблица является графическим отображением объективно действующему в природе Периодическому закону. Этот закон и система носят имя великого русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева.
Мы еще не изучаем предмет «химия», поэтому нам пришлось познакомиться с некоторыми понятиями.
Закон – постоянное и необходимое отношение, связь между явлениями, существующая в объективном мире независимо от человеческого сознания.
Система - единство закономерно расположенных и функционирующих частей ( от греческого systema – целое из составных частей).
Химический элемент – это определенный вид атомов.
Многие вещества состоят из молекул, а молекулы – из атомов. Атомы так малы, что на острие иглы их может поместиться многие миллиарды. Тем не менее различают всего 118 видов атомов.
Вещество – это то, из чего состоят физические тела.
Молекула – мельчайшая частица вещества, способная существовать самостоятельно и обладающая всеми свойствами данного вещества (от латинского moles – масса).
Атом – в переводе с греческого означает «неделимый». Понятие «атом» возникло ещё в античном мире для обозначения частиц вещества.
Из химических элементов природа и человек создали окружающее нас многообразие веществ. 118 химических элементов в различных сочетаниях создают более 20 миллионов различных веществ.
Каждый химический элемент обозначают собственным химическим знаком или символом, который наряду с названием химического элемента записан в таблице Д.И.Менделеева. В качестве символов по предложению шведского химика Й.Берцелиуса были приняты в большинстве случаев начальные буквы латинских названий химических элементов. Так, водород (латинское название Hidrogenium – гидрогениум) обозначают буквой Н (читают «аш»), кислород (латинское название Oxygenium – оксигениум) – буквой О (читают «о»).
Каждому химическому элементу отведена в таблице Менделеева, общем «доме» всех элементов, своя «квартира» - клетка со строго определённым номером. Место элемента в периодической системе определяется зарядом его ядра, численно равным порядковому номеру. Заряд ядра водорода равен 1, а заряд ядра гелия равен 2. Поэтому между водородом и гелием в периодической системе элементов Д.И.Менделеева других элементов быть не может.
Мы постарались усвоить закономерности Периодической системы Д.И.Менделеева. Для начала мы выучили символы первых десяти химических элементов.
Названия некоторых химических элементов
В названиях некоторых химических элементов отражены важнейшие свойства элементов, например, водород – рождающий воду, кислород –рождающий кислоты, углерод – «рождающий уголь».
Названия химических элементов представим в виде таблицы 1.
Таблица 1. Названия химических элементов
|
№ п/п |
Название химического элемента |
Химический символ |
Произношение химического символа |
|
1 |
Водород |
H |
Аш |
|
2 |
Гелий |
He |
Гелий |
|
3 |
Литий |
Li |
Литий |
|
4 |
Бериллий |
Be |
Бериллий |
|
5 |
Бор |
B |
Бор |
|
6 |
Углерод |
C |
Цэ |
|
7 |
Азот |
N |
Эн |
|
8 |
Кислород |
O |
О |
|
9 |
Фтор |
F |
Фтор |
|
10 |
Неон |
Ne |
Неон |
Мы собрали сведения об открытии химических элементах. Информацию оформили в виде таблицы.
Таблица 2. Приоритет открытия химических элементов
|
№ п/п |
Символ и название элемента |
Год открытия |
Авторы открытия |
|
|
1 |
H |
Водород |
1766 |
Г.Кавендиш (Англия) |
|
2 |
He |
Гелий |
1868 |
Ж.Жансен (Франция); Н.Локьер, Э.Франкланд (Англия) |
|
3 |
Li |
Литий |
1817 |
А.Арфведсон (Швеция) |
|
4 |
Be |
Бериллий |
1798 |
Л.Воклен (Франция) |
|
5 |
B |
Бор |
1808 |
Льюис Гей-Люссак, Л.Тенар (Франция) |
|
6 |
C |
Углерод |
- |
- |
|
7 |
N |
Азот |
1772 |
Д.Резерфорд(Англия) |
|
8 |
O |
Кислород |
1771-1774 |
К.Шееле (Швеция); Дж.Пристли (Англия) |
|
9 |
F |
Фтор |
1886 |
А.Муассан (Франция) |
|
10 |
Ne |
Неон |
1898 |
У.Рамзай, М.Траверс (Англия) |
1.3. Краткий очерк истории открытия химических элементов Химический элемент с порядковым номером 1.
В 1745 году русский ученый М.В.Ломоносов предположил, что горючий газ (водород), выделяющийся при действии кислот на железо, не что иное, как флогистон – материальное начало горючести.
В 1766 году английский физик и химик Генри Кавендиш (1731-1810) описал свойства водорода и высказал мнение, что это флогистон.
Химический элемент с порядковым номером 2.
Гелий – открытый на Солнце. Инертный или благородный газ.
1868 году о время солнечного затмения два астронома – француз Ж. Жансен (1824-1907), (совершив для этого путешествие в Индию) и англичанин Н.Локьер (1836-1920) (в Лондоне), исследуя с помощью спектроскопа оранжево-красные языки пламени, вырывавшиеся с поверхности Солнца, увидели в спектре, кроме трёх знакомых линий водорода (красной, зелено-голубой и синей), новую – ярко-желтую. Каждый сообщил об открытии в Парижскую академию наук. В честь этого удивительного открытия была выбита золотая медаль, украшенная портретами Жансена, Локиера и бога Солнца Апполона, восседающего на колеснице. Открытое вещество Локиер предложил назвать именем Солнца – гелием (от греческого helios – солнце).
Только через 27 лет английскому ученому У.Рамзаю удалось обнаружить такое же вещество в земных условиях. Для этого он повел множество опытов с атмосферным воздухом, обнаружив, что литр азота, добытый из аммиака, был легче литра азота из воздуха. И хотя разница была ничтожно мала, Рамзай и его коллега – известный ученый Д.Рэлей пришли к выводу, что в атмосферном воздухе есть ещё какой-то газ. Он был выделен, изучен и занял свое место в периодической системе.
Химический элемент с порядковым номером 3.
В 1817 году шведский химик Ю.А.Арфведсон (1792-1841) открыл литий.
Химический элемент, имеющий порядковый номер 4.
В 1798 году Л.Н.Вокелен обнаружил в минерале берилле оксид неизвестного ранее металла – бериллия.
В 1828 году немецкий химик Ф.Вёлер (1800-1882) и независимо от него французский химик и фармацевт А.Бюсси (1794-1882) получили металл бериллий.
Химический элемент с порядковым номером 5.
С древности в ювелирном деле применялось содержащее бор соединение бура, известное средневековым алхимикам под арабским названием burag и латинским borax. Буру использовали как плавень для придания легкоплавкости глазури и стеклу. В начале 18 века из буры было получено вещество, которое позднее стали называть борной кислотой. В 18085 году французские химики Луи Жозеф Гей-Люссак и Луи Жак Тенар и опоздавший на 9 дней английский химик Гемфри Дэви сообщили об открытии элемента. Они получили его прокаливанием борной кислоты с металлическим калием, который незадолго перед этим был открыт Дэви. Французские химики дали название элементу бор, а Дэви – борон.
Химический элемент с порядковым номером 6.
Углерод – «рождающий уголь».
Химический элемент с порядковым номером 7.
В 1772 году шотландский химик Даниэль Резерфорд (1749-1819) открыл в воздухе газ, который не поддерживает дыхания и не поглощается раствором едкой щёлочи. Позднее А.Л.Лавуазье показал, что это был азот.
В 1774 году французский химик А.Л.Лавуазье (1743-1794), обжигая олово в герметически запаянных сосудах, нашёл, что общий вес веществ, заключенных в сосуде, остается неизменным. Сверх того, он обнаружил, что с металлом соединяется только часть воздуха (кислород), оставшийся же газ (азот) не поддерживает ни дыхания, ни горения.
Химический элемент с порядковым номером 8.
Около 1772 года К.В.Шееле получил кислород.
В 1774 году английский химик Джозеф Пристли (1733-1804) получил кислород нагреванием оксида ртути.
Химический элемент с порядковым номером 9.
Фтор – (от греческого phthoros – гибель; всё разрушающий). Химический элемент, бесцветный газ с едким запахом. Самый активный среди неметаллов – фтор.
Много трагических событий связано с фтором. Погиб один из членов Ирландской академии наук Томас Нокс, потерял трудоспособность другой ученый той же академии Георг Нокс, мученическую смерть принял известный химик из Нанси Джером Никлес. Поплатился жизнью брюссельский химик П.Лайет. Отравились фтором и пострадали Ж.Гей-Люссак, французский химик Л.Ж.Тенар, английский химик Дэви и многие другие. Резиновые перчатки и фартуки при действии фтора могут воспламеняться. В 1886 году французский химик А.Муассан (1852-1907) получил фтор в свободном состоянии.
Химический элемент с порядковым номером 10.
Неон – (от греческого neos – новый). Инертный или благородный газ.
Этот газ был открыт учёными английским химиком У. Рамзаем (1852-1916) и английским физиком М. Траверсом (1872-1961) в 1898 году при помощи нового тогда метода – спектрального анализа.
Заключение
В ходе работы я узнала много новой, интересной и полезной информации о великом русском учёном Дмитрии Ивановиче Менделееве и его гениальном открытии. Познакомилась с историей открытия первых десяти химических элементов таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева.
Периодический Закон является фундаментом современной химии. Предсказание ещё не открытых элементов является впечатляющим фактом, показывающим огромное значение Периодического Закона и Периодической системы химических элементов для развития химической науки. Д.И.Менделеев предсказал свойства ещё не открытых элементов. Эти предсказания подтвердились после их открытия. Таким образом, Периодический Закон утвердился в науке и стал для химии и других наук путеводной звездой в поисках ещё не открытых в Земной природе элементов.
О своей работе я рассказала одноклассникам.
Выводы
1. Периодический закон открыл великий русский учёный Д.И.Менделеев. Периодическая система химических элементов привела в порядок факты и разрозненные знания о химических элементах.
2. Мы изучили названия, символы и произношение некоторых химических элементов.
3. Провели теоретические исследования в области истории открытия первых десяти химических элементов, составляющих начало Периодической системы элементов Д.И.Менделеева.
4. Своей работой заинтересовали одноклассников.
Список литературы
Габриелян О.С. Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват.учреждений – М.: Дрофа, 2018 – 267с.
Гаврусейко Н.П. Дебалтовкая В.И. Химические викторины. – М.Просвещение, 2003 -208с.
Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1975 – 303с.
Электронный ресурс: статьи на www.xumuk.ru.