§ 12. Значення періодичного закону

Матеріал параграфа допоможе вам:

зрозуміти значення періодичного закону для розвитку хімії та інших природничих наук;
переконатися в необхідності використання періодичного закону та періодичної системи під час вивчення хімії.

Сучасну хімію неможливо уявити без періодичного закону і періодичної системи хімічних елементів. Періодичний закон, або закон періодичності, акумулює найважливіші знання про хімічні елементи, утворені ними прості та складні речовини. Він дає змогу пояснити багато хімічних фактів, допомагає виявити та обґрунтувати різні закономірності у світі хімічних елементів, речовин та їх перетворень, передбачити можливості добування нових сполук.

Д. І. Менделєєв, спираючись на періодичний закон, залишив у періодичній системі порожні клітинки, оскільки вважав, що в них буде розміщено ще не відомі, але існуючі в природі елементи. Невдовзі було відкрито перший елемент, передбачений Менделєєвим (його назвали Галієм), потім — другий (Скандій), третій (Германій). Це був тріумф періодичного закону, який виявив не лише узагальнювальну, а й передбачувальну силу.

Цікаво знати

Метал галій плавиться в долоні; його температура плавлення +30 °С.

Відкриття Д. І. Менделєєвим періодичного закону спонукало до пошуків причин періодичності серед елементів, простих речовин і однотипних сполук. Учені зосередили свої зусилля на дослідженні атомів, їхньої природи. З’ясування у ХІХ—ХХ ст. складної будови атома допомогло підтвердити розміщення деяких елементів у періодичній системі (наприклад, Аргону і Калію, Телуру і Йоду), яке не узгоджувалося з їхніми відносними атомними масами. Періодичний закон отримав нове формулювання і розкрив свою фізичну суть (§ 8). Менделєєв писав, що «періодичному закону майбутнє не загрожує руйнуванням, а лише надбудову й розвиток обіцяє».

Значення періодичного закону для хімічної науки величезне. Його успішно використовують і в інших природничих науках; цей закон допомагає осягнути наукову картину матеріального світу. Учені-біологи довели, що подібні елементи та їхні сполуки можуть виконувати схожі функції в організмі, іноді — замінювати одне одного. На підставі хімічних аналізів багатьох гірських порід, мінералів, руд геологи виявили, що подібні елементи часто трапляються в природі разом. Досліджуючи сполуки аналогічного складу, фізики встановили схожість їхньої внутрішньої будови і фізичних властивостей.

У 2019 р. світова хімічна спільнота відзначала 150-річчя періодичної системи хімічних елементів (мал. 25).

Мал. 25. Емблема Міжнародного року періодичної системи

Періодичний закон і періодична система становлять основу вивчення хімії елементів. Не варто запам’ятовувати склад і хімічні властивості великої кількості речовин. Це й неможливо зробити. Логіка вивчення хімії в університетах ґрунтується на порівнянні складу і властивостей простих речовин і сполук елементів кожної групи періодичної системи, а також кожної підгрупи. Вам потрібно навчитися виділяти, розуміти і передбачати найголовніше про хімічні елементи та речовини, залучаючи періодичний закон і використовуючи періодичну систему.

Характер змін властивостей простих речовин і сполук елементів у періодах і групах дає змогу виявити та обґрунтувати подібність деяких елементів 2-го і 3-го періодів, розміщених у періодичній системі по діагоналі. Так, прості речовини бор і силіцій складаються з атомів, є напівпровідниками, мають дуже високі температури плавлення. Схожими за хімічними властивостями є сполуки Літію і Магнію, Берилію й Алюмінію, хоча елементи в кожній парі мають різні значення валентності.

ВИСНОВКИ

Періодичний закон — основний закон хімії. Він встановлює зв’язок між усіма хімічними елементами, дозволяє передбачити їхній характер, властивості простих речовин і сполук.

Періодичний закон використовують у фізиці, біології, геології, інших природничих науках.

Вивчати хімію, не спираючись на періодичний закон і періодичну систему хімічних елементів, неможливо.

66. Чому періодичний закон сприяв відкриттю нових хімічних елементів?

67. Знайдіть у періодичній системі елемент Менделевій, відкритий у 1955 р. Назвіть номери періоду і групи, де перебуває цей елемент.

68. Назвіть можливі причини наявності подібних хімічних елементів в одному мінералі.

69. Дізнайтеся з інтернету про те, які заклади вищої освіти, науково-дослідні інститути мають ім’я Менделєєва, які поштові марки і монети випущено на честь ученого, періодичного закону і періодичної системи. Зробіть повідомлення про результати свого пошуку на уроці хімії.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.