Przewidywane elementy Mendelejewa - Mendeleev's predicted elements
Część serii na |
Układ okresowy |
---|
Dymitr Mendelejew opublikował okresowego z pierwiastków chemicznych w 1869 roku w oparciu o właściwości, które pojawiły się z pewną regularnością jak położył się elementy od najlżejszych do najcięższych. Kiedy Mendelejew zaproponował swój układ okresowy, zauważył luki w tablicy i przewidział, że istnieją nieznane wówczas pierwiastki o właściwościach odpowiednich do wypełnienia tych luk. Nazwał je eka-bor, eka-aluminium, eka-krzem i eka-mangan, o masach atomowych odpowiednio 44, 68, 72 i 100.
Przedrostki
Aby nadać nazwy tymczasowe jego przewidywanych elementów Mendelejewa stosuje się prefiksy EKA - / ı k ə - / , DVI - albo dwi- i tri -, z sanskrytu nazwami cyframi 1, 2 i 3, w zależności od tego, czy przewidywany element znajdował się o jedno, dwa lub trzy miejsca w dół od znanego elementu tej samej grupy w jego tabeli. Na przykład, germanu nazwano eka-krzem, aż jego odkrycia w 1886 roku, a ren nazwano DVI manganu przed jego odkrycia w 1926 roku.
Eka- prefiks był używany przez innych teoretyków, a nie tylko we własnych przewidywań Mendelejewa. Przed odkryciem frans określano jako eka-cez , a astat jako eka-jod . Czasami eka- nadal jest używany w odniesieniu do niektórych transuranowych pierwiastków , na przykład, eka- radu dla unbinilium . Ale obecna oficjalna praktyka IUPAC polega na używaniu nazwy systematycznej pierwiastka opartej na liczbie atomowej pierwiastka jako nazwy tymczasowej, zamiast opierania się na jego pozycji w układzie okresowym, jak tego wymagają te przedrostki.
Oryginalne prognozy
Cztery przewidywane pierwiastki lżejsze niż pierwiastki ziem rzadkich , eka- bor ( Eb , pod borem, B, 5), eka - alumin ( Ea lub El , pod Al, 13), eka- mangan ( Em , pod Mn, 25 ) oraz eka- krzem ( Es , pod Si, 14), okazały się dobrymi predyktorami właściwości skandu (Sc, 21), galu (Ga, 31), technetu (Tc, 43) i germanu (Ge, 32) odpowiednio, z których każdy zajmuje miejsce w układzie okresowym wyznaczonym przez Mendelejewa.
Nazwiska zostały napisane przez Dymitra Mendelejewa jako экаборъ ( ekaborʺ ), экаалюминій ( ekaaljuminij ), экамарганецъ ( ekamarganecʺ ) i экасилицій ( ekasilicij ) odpowiednio, zgodnie z ortografią przed 19.17 .
Wstępne wersje układu okresowego pierwiastków nie rozróżniały pierwiastków ziem rzadkich od pierwiastków przejściowych , pomagając wyjaśnić zarówno, dlaczego przewidywania Mendelejewa dotyczące cięższych nieznanych pierwiastków nie sprawdziły się, jak i te dotyczące lżejszych pierwiastków oraz dlaczego nie są one tak dobrze znane i udokumentowane.
Tlenek skandu został wyizolowany pod koniec 1879 przez Larsa Fredricka Nilsona ; Per Teodor Cleve rozpoznał korespondencję i pod koniec tego roku powiadomił Mendelejewa. Mendelejew przewidział masę atomową eka-boru na 44 w 1871 roku, podczas gdy masa atomowa skandu wynosi 44,955908.
W 1871 roku Mendelejew przewidział istnienie jeszcze nieodkrytego pierwiastka, który nazwał eka-aluminium (ze względu na jego bliskość do glinu w układzie okresowym ). Poniższa tabela porównuje właściwości przewidywanego przez Mendelejewa pierwiastka z rzeczywistymi właściwościami galu, który został odkryty wkrótce po tym, jak Mendelejew przewidział jego istnienie, w 1875 roku przez Paula Emile'a Lecoqa de Boisbaudran .
Nieruchomość | Eka-aluminium | Gal | |
---|---|---|---|
Masa atomowa | 68 | 69,723 | |
Gęstość (g/cm 3 ) | 6,0 | 5,91 | |
Temperatura topnienia (°C) | Niski | 29,76 | |
Tlenek | Formuła | Ea 2 O 3 | Ga 2 O 3 |
Gęstość | 5,5 g / cm 3 | 5,88 g / cm 3 | |
Rozpuszczalność | Rozpuszczalny zarówno w alkaliach, jak i kwasach | ||
Chlorek | Formuła | Ea 2 Cl 6 | Ga 2 Cl 6 |
Zmienność | Lotny | Lotny |
Technet został wyizolowany przez Carlo Perriera i Emilio Segrè w 1937 roku, długo po życiu Mendelejewa, z próbek molibdenu , które zostały zbombardowane jądrami deuteru w cyklotronie przez Ernesta Lawrence'a . Mendelejew przewidział masę atomową 100 dla eka-manganu w 1871 roku, a najbardziej stabilnym izotopem technetu jest 98 Tc.
German został wyizolowany w 1886 roku i stanowił najlepsze potwierdzenie tej teorii do tego czasu, ponieważ wyraźniej kontrastował z sąsiednimi pierwiastkami niż dwie wcześniej potwierdzone przepowiednie Mendelejewa z ich własnymi.
Nieruchomość | Eka-krzem | German | |
---|---|---|---|
Masa atomowa | 72 | 72,630 | |
Gęstość (g/cm 3 ) | 5,5 | 5.323 | |
Temperatura topnienia (°C) | Wysoka | 938 | |
Kolor | Szary | Szary | |
Tlenek | Rodzaj | Dwutlenek ogniotrwały | |
Gęstość (g/cm 3 ) | 4,7 | 4,228 | |
Działalność | Słabo podstawowa | Słabo podstawowa | |
Chlorek | Temperatura wrzenia | Poniżej 100°C | 86,5 ° C (GeCl 4 ) |
Gęstość (g/cm 3 ) | 1,9 | 1,879 |
Inne prognozy
Istnienie pierwiastka między torem (90) a uranem (92) przewidział Mendelejew w 1871 r. W 1900 r. William Crookes wyizolował protaktyn (91) jako materiał radioaktywny pochodzący z uranu, którego nie mógł zidentyfikować. Różne izotopy protaktynu zidentyfikowano w Niemczech w 1913 roku i w 1918 roku, ale nazwa protaktyn nie dano aż 1948. Ponieważ akceptacja Glenn Seaborg „s aktynowców koncepcji w 1945 roku, toru, uranu i protaktyn zostały sklasyfikowane jako aktynowców ; Stąd protaktyn nie zajmują miejsca eka- tantalu (w 73), w grupie 5 . Eka-tantal jest w rzeczywistości syntetycznym superciężkim pierwiastkiem dubnium (105).
Tablica Mendelejewa z 1869 roku domyślnie przewidziała cięższy odpowiednik tytanu (22) i cyrkonu (40), ale w 1871 umieścił w tym miejscu lantan (57). Odkrycie w 1923 hafnu (72) potwierdziło pierwotną przepowiednię Mendelejewa z 1869 roku.
Późniejsze przewidywania
W 1902 r., po zaakceptowaniu dowodów na pierwiastki helu i argonu , Mendelejew umieścił te gazy szlachetne w grupie 0 w swoim rozmieszczeniu pierwiastków. Ponieważ Mendelejew miał wątpliwości co do teorii atomowej, aby wyjaśnić prawo określonych proporcji , nie miał a priori powodu, by sądzić, że wodór jest najlżejszym z pierwiastków i zasugerował, że hipotetyczny lżejszy członek tych chemicznie obojętnych pierwiastków grupy 0 mógł pozostać niewykryty i zostać odpowiedzialny za radioaktywność . Obecnie niektóre tablice okresowe pierwiastków umieszczają w tym miejscu pojedyncze neutrony i jest to dość dobrze zgodne z przewidywaniami Mendelejewa.
Cięższy z hipotetycznych pierwiastków protohelowych Mendelejew utożsamiał z koronem , nazwanym przez skojarzenie z niewyjaśnioną linią widmową w koronie słonecznej . Wadliwa kalibracja dała długość fali 531,68 nm, którą ostatecznie skorygowano do 530,3 nm, którą Grotrian i Edlén zidentyfikowali jako pochodzącą z Fe XIV w 1939 roku.
Najlżejszemu z gazów grupy 0, pierwszemu w układzie okresowym, przypisano teoretyczną masę atomową między 5,3× 10-11 a 9,6× 10-7 . Prędkość kinetyczna tego gazu została obliczona przez Mendelejewa na 2 500 000 metrów na sekundę. Mendelejew zakładał, że prawie bezmasowe gazy przenikają całą materię, rzadko oddziałując chemicznie. Wysoka mobilność i bardzo mała masa gazów trans-wodorowych spowodowałaby sytuację, w której mogłyby one być rozrzedzone, a jednocześnie wydawałyby się bardzo gęste.
Mendelejew opublikował później teoretyczną ekspresję eteru w małej książeczce zatytułowanej Chemiczna koncepcja eteru (1904). Jego publikacja z 1904 r. ponownie zawierała dwa pierwiastki atomowe mniejsze i lżejsze od wodoru. Traktował "gaz eterowy" jako międzygwiezdną atmosferę złożoną z co najmniej dwóch pierwiastków lżejszych od wodoru. Stwierdził, że gazy te powstały w wyniku gwałtownych bombardowań wewnętrznych w gwiazdach, a Słońce jest najbardziej płodnym źródłem takich gazów. Według broszury Mendelejewa międzygwiezdna atmosfera prawdopodobnie składała się z kilku dodatkowych gatunków żywiołów.
Uwagi
Bibliografia
Dalsza lektura
- Scerri, Eric (2007). Układ okresowy pierwiastków: jego historia i znaczenie . Nowy Jork: Oxford University Press. Numer ISBN 978-0-19-530573-9.