Mendělejevovy predikované prvky - Mendeleev's predicted elements
| Část série o |
| Periodická tabulka |
|---|
Dmitrij Ivanovič Mendělejev publikoval periodickou tabulku prvků z chemických prvků v roce 1869 na základě vlastností, které se objevily s určitou pravidelností, když vyložil prvky od nejsvětlejší po nejtěžší. Když Mendělejev navrhl svou periodickou tabulku, zaznamenal mezery v tabulce a předpovídal, že tehdy existovaly neznámé prvky s vlastnostmi vhodnými k vyplnění těchto mezer. Pojmenoval je eka-bor, eka-hliník, eka-křemík a eka-mangan, s příslušnou atomovou hmotností 44, 68, 72 a 100.
Předpony
Poskytnout prozatímní jména jeho předpokládaných prvků Mendeleev používá předpony eka - / jsem k ə - / , dvi - nebo dwi- a tri -, z Sanskrit jmen číslicemi 1, 2, a 3, v závislosti na tom, zda predikovaný prvek byl o jedno, dvě nebo tři místa níže od známého prvku stejné skupiny v jeho tabulce. Například, germanium byl nazýván eka-křemík až do jeho objevení v roce 1886, a rhenium se nazývá DVI mangan před jeho objevení v roce 1926.
Eka- předpona byla použita jinými teoretiky, a to nejen ve vlastních předpovědí Mendeleev. Před objevem byl francium označován jako eka-cesium a astat jako eka-jod . Někdy eka- je ještě použitý se odkazovat na některé z transuranových prvků , například eka- radium pro unbinilium . Ale současná oficiální praxe IUPAC spočívá v použití systematického názvu prvku na základě atomového čísla prvku jako prozatímního názvu, místo aby byl založen na jeho pozici v periodické tabulce, jak tyto předpony vyžadují.
Původní předpovědi
Čtyři předpovězené prvky lehčí než prvky vzácných zemin , eka- boru ( Eb , pod boru, B, 5), eka- hliníku ( Ea nebo El , v AI, 13), eka- mangan ( Em , pod Mn, 25 ) a eka- křemík ( Es , pod Si, 14), se ukázaly jako dobré prediktory vlastností skandia (Sc, 21), galia (Ga, 31), technecia (Tc, 43) a germania (Ge, 32), z nichž každý vyplňuje místo v periodické tabulce přiřazené Mendělejevem.
Jména napsal Dmitri Mendeleev jako экаборъ ( ekaborʺ ), экаалюминій ( ekaaljuminij ), экамарганецъ ( ekamarganecʺ ) a экасилицій ( ekasilicij ), respektive, po pre-19 .
Počáteční verze periodické tabulky nerozlišovaly prvky vzácných zemin od přechodových prvků , což pomohlo vysvětlit, proč Mendělejevovy předpovědi pro těžší neznámé prvky nedopadly stejně dobře jako pro lehčí a proč nejsou tak známé ani zdokumentované.
Oxid skandia izoloval koncem roku 1879 Lars Fredrick Nilson ; Per Teodor Cleve uznal korespondenci a oznámil Mendělejevovi koncem toho roku. Mendeleev předpověděl atomovou hmotnost 44 pro eka-bor v roce 1871, zatímco skandium má atomovou hmotnost 44,955908.
V roce 1871 Mendělejev předpověděl existenci dosud neobjeveného prvku, který pojmenoval eka-hliník (kvůli jeho blízkosti k hliníku v periodické tabulce ). Níže uvedená tabulka porovnává vlastnosti prvku předpovídaného Mendělejevem se skutečnými charakteristikami gália, které byly objeveny krátce poté, co Mendělejev předpověděl jeho existenci, v roce 1875 Paul Emile Lecoq de Boisbaudran .
| Vlastnictví | Eka-hliník | Gallium | |
|---|---|---|---|
| Atomová hmotnost | 68 | 69,723 | |
| Hustota (g/cm 3 ) | 6.0 | 5,91 | |
| Bod tání (° C) | Nízký | 29,76 | |
| Kysličník | Vzorec | Ea 2 O 3 | Ga 2 O 3 |
| Hustota | 5,5 g / cm 3 | 5,88 g / cm 3 | |
| Rozpustnost | Rozpustný v zásadách i kyselinách | ||
| Chlorid | Vzorec | Ea 2 Cl 6 | Ga 2 Cl 6 |
| Volatilita | Nestálý | Nestálý | |
Technecium byl izolován Carlo Perrier a Emilio Segré v roce 1937, dobře po Mendeleev života, ze vzorků molybdenu , které byly ostřelován deuterium jádra v cyklotron podle Ernest Lawrence . Mendeleev předpovídal atomovou hmotnost 100 pro eka-mangan v roce 1871 a nejstabilnějším izotopem technecia je 98 Tc.
Germánium bylo izolováno v roce 1886 a do té doby poskytovalo nejlepší potvrzení teorie, vzhledem k jeho jasnějšímu kontrastu s jeho sousedními prvky než u dvou dříve potvrzených předpovědí Mendělejeva s jejich.
| Vlastnictví | Eka-křemík | Germanium | |
|---|---|---|---|
| Atomová hmotnost | 72 | 72,630 | |
| Hustota (g/cm 3 ) | 5.5 | 5,323 | |
| Bod tání (° C) | Vysoký | 938 | |
| Barva | Šedá | Šedá | |
| Kysličník | Typ | Žáruvzdorný oxid | |
| Hustota (g/cm 3 ) | 4.7 | 4,228 | |
| Aktivita | Asi základní | Asi základní | |
| Chlorid | Bod varu | Pod 100 ° C | 86,5 ° C (GeCl 4 ) |
| Hustota (g/cm 3 ) | 1.9 | 1,879 | |
Další předpovědi
Existenci prvku mezi thoriem (90) a uranem (92) předpovídal Mendělejev v roce 1871. V roce 1900 William Crookes izoloval protactinium (91) jako radioaktivní materiál pocházející z uranu, který nedokázal identifikovat. Různé izotopy protactinium byly identifikovány v Německu v roce 1913 a v roce 1918, ale jméno protactinium nebyla poskytnuta až do roku 1948. Od přijetí Glenn Seaborg je actinide konceptu v roce 1945, thorium, uran a protactinium byly klasifikovány jako aktinidů ; tím, protaktinium nezabírá místo eka- tantalu (do 73) ve skupině 5 . Eka-tantal je ve skutečnosti syntetický supertěžký prvek dubnium (105).
Mendělejevův stůl z roku 1869 implicitně předpovídal těžší analog titanu (22) a zirkonia (40), ale v roce 1871 na toto místo umístil lanthan (57). Objev hafnia v roce 1923 (72) potvrdil Mendělejevovu původní předpověď z roku 1869.
Pozdější předpovědi
V roce 1902, když Mendeleev přijal důkazy pro prvky helium a argon , umístil tyto vzácné plyny do skupiny 0 do svého uspořádání prvků. Protože Mendeleev pochyboval o atomové teorii, aby vysvětlil zákon určitých proporcí , neměl a priori důvod věřit, že vodík je nejlehčí z prvků, a navrhl, že hypotetický lehčí člen těchto chemicky inertních prvků skupiny 0 mohl zůstat nezjištěn a být zodpovědný za radioaktivitu . V současné době některé periodické tabulky prvků dávají na toto místo osamělé neutrony a docela to odpovídá Mendělejevovým předpovědím.
Těžší z hypotetických proto- heliových prvků se Mendělejev identifikoval s koroniem , pojmenovaným podle asociace s nevysvětlenou spektrální čárou v sluneční koróně . Chybná kalibrace dala vlnovou délku 531,68 nm, která byla nakonec korigována na 530,3 nm, což Grotrian a Edlén identifikovali jako pocházející z Fe XIV v roce 1939.
Nejlehčímu z plynů skupiny 0, prvnímu v periodické tabulce, byla přiřazena teoretická atomová hmotnost mezi 5,3 × 10 −11 a 9,6 × 10 −7 . Mendělejev vypočítal kinetickou rychlost tohoto plynu na 2 500 000 metrů za sekundu. Mendělejev předpokládal, že tyto plyny, téměř bezhmotné, pronikají veškerou hmotou, zřídka na sebe vzájemně působí chemicky. Vysoká mobilita a velmi malá hmotnost trans-vodíkových plynů by vedla k situaci, že by mohly být vzácné, přesto se zdají být velmi husté.
Mendělejev později publikoval teoretický výraz éteru v malé brožurce nazvané Chemické pojetí éteru (1904). Jeho publikace z roku 1904 opět obsahovala dva atomové prvky menší a lehčí než vodík. S „éterickým plynem“ zacházel jako s mezihvězdnou atmosférou složenou alespoň ze dvou prvků lehčích než vodík. Uvedl, že tyto plyny vznikly v důsledku násilného bombardování uvnitř hvězd, přičemž Slunce je nejplodnějším zdrojem takových plynů. Podle Mendělejevovy brožury byla mezihvězdná atmosféra pravděpodobně složena z několika dalších elementárních druhů.
Poznámky
Reference
Další čtení
- Scerri, Eric (2007). Periodická tabulka: její příběh a její význam . New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530573-9.