GeoSELECT.ru



Химия / Реферат: Глюкоза и сахароза (Химия)

Космонавтика
Уфология
Авиация
Административное право
Арбитражный процесс
Архитектура
Астрология
Астрономия
Аудит
Банковское дело
Безопасность жизнедеятельности
Биология
Биржевое дело
Ботаника
Бухгалтерский учет
Валютные отношения
Ветеринария
Военная кафедра
География
Геодезия
Геология
Геополитика
Государство и право
Гражданское право и процесс
Делопроизводство
Деньги и кредит
Естествознание
Журналистика
Зоология
Инвестиции
Иностранные языки
Информатика
Искусство и культура
Исторические личности
История
Кибернетика
Коммуникации и связь
Компьютеры
Косметология
Криминалистика
Криминология
Криптология
Кулинария
Культурология
Литература
Литература : зарубежная
Литература : русская
Логика
Логистика
Маркетинг
Масс-медиа и реклама
Математика
Международное публичное право
Международное частное право
Международные отношения
Менеджмент
Металлургия
Мифология
Москвоведение
Музыка
Муниципальное право
Налоги
Начертательная геометрия
Оккультизм
Педагогика
Полиграфия
Политология
Право
Предпринимательство
Программирование
Психология
Радиоэлектроника
Религия
Риторика
Сельское хозяйство
Социология
Спорт
Статистика
Страхование
Строительство
Схемотехника
Таможенная система
Теория государства и права
Теория организации
Теплотехника
Технология
Товароведение
Транспорт
Трудовое право
Туризм
Уголовное право и процесс
Управление
Физика
Физкультура
Философия
Финансы
Фотография
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
   

Реферат: Глюкоза и сахароза (Химия)





ВУГЛЕВОДИ(САХАРИДИ)


МОНОСАХАРИДИ ДИСАХАРИДИ ПОЛІСАХАРИДИ


Гексози Альдози Сахароза Крохмаль
Целюлоза
Глюкоза

С6Н12О6 Кетози

Фруктоза

Вуглеводи — природні сполуки, які відіграють важливу роль у житті людини,
тварин і рослин. Вони дуже поширені в природі, особливо в рослинному світі:
80 % сухої маси рослин становлять вуглеводи. Вуглеводи входять до складу
їжі і є одним з найважливіших харчових продуктів людини. Потреба людини в
енергії покривається при харчуванні за рахунок вуглеводів.
До вуглеводів відносять глюкозу, фруктозу, цукор (сахарозу), крохмаль,
целюлозу тощо. Одні з них є основними продуктами їжі, інші (целюлоза) —
основа для добування паперу, пластмас, волокон.
Назва «вуглеводи» запропонована на тій основі, що перші вивчені
представники цього класу сполук за складом формально розглядали як сполуки
вуглецю з водою, наприклад С„НІ.-0., або 60-бН'О. Тепер відомо, що
вуглеводи — це не гідрати вуглецю, але стара назва залишилася. Крім того,
існують вуглеводи з іншим співвідношенням С, Н й О.
Вуглеводи поділяють на моносахариди, дисахариди і полісахариди.
Ознайомимося з найважливішими представниками вуглеводів.

Із моносахаридів найбільше значення має глюкоза, яку ще називають
виноградним цукром. Глюкоза широко поширена в природі, вона міститься у
великих кількостях у виноградному соку, меді, а також у спілих фруктах і
ягодах. Це біла кристалічна речовина, добре розчинна у воді, солодка на
смак.

Глюкоза ( від грец. солодкий) – дуже поширений у природі вуглевод групи
моносахаридів. Молекулярна маса 180,16; безбарвні, солодкі на смак
кристали, добре розчинні у воді. Оптично активна, обертає площину
поляризованого світла праворуч. Як і всі моносахариди, має два оптичні
антиподи (D- і L-форми). Найпоширеніша в природі D- форма (виноградний
цукор або декстроза). В природі синтез глюкози відбувається з неорганічних
речовин в процесі фотосинтезу і хемосинтезу (в рослинах). У вільному стані
глюкоза разом з фруктозою міститься в меду, плодах, квітках та інших
частинах рослин; у тваринних тканинах – у крові, лімфі, мозку, серцевому та
скелетному м’язах тощо. Вільна глюкоза використовується організмом для
біосинтезу ряду інших цукрів – фруктози, сахарози, ксилоли, глюкуронової
кислоти тощо. Глюкоза є структурним елементом і багатьох інших речовин –
клітковини, глікозидів,. Вірусної рибонуклеїнової кислоти. У тканинах
тварин і людини глюкоза може перетворюватися на резервний вуглевод –
глікоген. Глюкоза бере участь в багатьох реакціях обміну речовин, посідає
центральне місце у вуглеводному обміні. Глюкоза – важливе джерело енергії в
організмі. При повному окисленні глюкози до вуглекислого газу і води
виділяється енергія, значна частина якої акумулюється макроергічнми
(багатими на енергію) зв’язками аденозинтрифосфорної кислоти, АТФ та інших,
подібних до АТФ сполук. Для деяких бактерій глюкоза – єдине джерело
енергії.
Розклад глюкози в організмі відбувається шляхом гліколізу та у
пентозофосфатному циклі. В крові людини міститься 100 мг % глюкози.
Концентрації її регулюється гормонально та центральною нервовою системою.
Глюкоза бере участь у регуляції водного режиму організму, стимуляції
функцій клітин та в знешкодженні токсичних речовин, підвищує діяльність
серцевого м’яза, розширює судини, збільшує сечовиділення тощо. При багатьох
захворюваннях кількість глюкози в крові збільшується, що веде до виділення
її з сечею. Препарати глюкози широко використовують у медицині. В
промисловості глюкозу добувають при гідролізі крохмалю, застосовують у
кондитерському виробництві та інше.
Молекулярна формула глюкози С6Н12О6 її будову визначено на основі вивчення
властивостей. Так, глюкоза виявляє властивості багатоатомних спиртів і
альдегідів.
Доведено, що в молекулі глюкози є альдегідна група і п'ять гідроксильних
груп. Отже, глюкоза — це альдегідоспирт, її молекула має таку будову:



[pic]


Однак не всі властивості глюкози узгоджуються з її будовою як
альдегідоспирту. Деяких реакцій, характерних для альдегідів, глюкоза не
дає. Справа в тому, що глюкоза е сполукою з мішаною функцією, її природа
ускладнюється можливістю внутрішньо молекулярних взаємодій гідроксильної
групи з карбонільною групою, завдяки чому глюкоза Існує не тільки у
відкритій ланцюговій формі, айв циклічних ?- та ?-формах, які відрізняються
розміщенням гідроксильних груп відносно площини кільця. Циклічну будову
молекула глюкози має у кристалічному стані, у водних же розчинах вона існує
у двох різних формах, які взаємно переходять одна в одну:



[pic]
[pic]
[pic]



ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГЛЮКОЗИ.

Хімічні властивості глюкози обумовлені наявністю гідроксильних і
альдегідної груп. Тому глюкоза вступає в реакції, характерні для спиртів і
альдегідів.

1.Якісна реакція на глюкозу:

Якщо до розчину глюкози влити гідроксид міді (II), то він набуває яскраво-
синього забарвлення, подібно до того, як це відбувається з гліцерином. Якщо
підігріти яскраво-синій розчин, який добули, з'являється червоний осад,
який свідчить що наявність альдегідної групи.
[pic]

2. Окиснення глюкози оксидом аргентума (якісна реакція на глюкозу):

[pic]

Як альдегід глюкоза легко окиснюється. Вона вступає в реакцію «срібного
дзеркала», окиснюючись до глюконової кислоти:



[pic]

3. Глюкоза окиснюється гідроксидом міді (II) під час кипіння також до
глюконової кислоти:


4. Як багатоатомний спирт глюкоза вступає в реакції етерифікації з
органічними кислотами і утворює естери;



Одна молекула глюкози взаємодіє з п'ятьма молекулами оцтової кислоти, що
підтверджує наявність у молекулі глюкози п'яти спиртових гідроксигруп.
5. За участю гідроксильних груп відбувається взаємодія глюкози з
гідроксидами металів з утворенням сахаратів:
[pic]


При взаємодії глюкози з гідроксидом міді (II) утворюється сахарат міді —
сполука синього кольору. Цю реакцію використовують для виявлення цукру в
сечі.
[pic]
6. Спиртове бродіння глюкози: Велике значення мають процеси бродіння
глюкози, які відбуваються під дією органічних каталізаторів — ферментів
(вони виробляються мікроорганізмами). Відомо кілька видів бродіння.
Спиртове бродіння відбувається під дією ферментів дріжджів. Складний хімізм
цього процесу сумарно виражається рівнянням:
[pic]
[pic]
7. Молочнокисле бродіння глюкози відбувається під дією молочнокислих
бактерій:
[pic]



Молочна кислота утворюється при скисанні молока, квашенні капусти,
огірків, силосуванні зелених кормів.

8. Глюкоза подібно до альдегідів може відновлюватись, перетворюючись на
шестиатомний спирт — сорбіт:

[pic]

Сорбіт вперше був виділений з плодів горобини. Він приблизно вдвічі менш
солодкий, ніж звичайний цукор. Сорбіт не підвищує вмісту глюкози в крові,
тому його використовують замість цукру в харчуванні людей, хворих на
цукровий діабет.
9. Окислення: Глюкоза — цінна поживна речовина. При окисненні її у
тканинах вивільнюється енергія, необхідна для нормальної життєдіяльності
організму. Реакцію окиснення можна подати сумарним рівнянням:
С6Н12О6 + 6О2 (6СО2 + 6Н2О
В обміні речовин глюкоза займає центральне місце, оскільки е енергетичним
«паливом» для численних процесів, що відбуваються в клітинах організму.
Глюкоза — необхідний компонент крові, її вміст у крові людини становить 80
—120 мг в 100 мл. Коли вміст глюкози у крові становить більше ніж 180 мг,
порушується вуглеводневий обмін, виникає хвороба діабет.
У зв'язку з тим, що глюкоза легко і швидко засвоюється, її застосовують
як засіб посиленого харчування, а також для виготовлення лікувальних
препаратів, при консервуванні крові. Вона широко використовується в
кондитерському виробництві, у виробництві дзеркал та іграшок (сріблення).
Нею користуються при обробці й фарбуванні тканин і шкір.
10.Добування глюкози. У промисловості глюкозу добувають із більш
складного вуглеводню — крохмалю:


а) (-С6Н1205)n + Н2О C6Н12О6 + С6Н1206



б) Рівняння Бутлерова:

6 Н-С С6Н12О6


в) Фотосинтез


6СО2 + 6Н2О C6Н12О6 + 6О2


ФРУКТОЗА


До моносахаридів належить і фруктоза С,,НІ_>ОІ„ або, як її називають,
плодовий цукор. Це ізомер і супутник глюкози у багатьох плодових і ягідних
соках.
На відміну від глюкози фруктоза є кетоноспиртом, до її складу входить
функціональна кетонна група:



Фруктоза значно солодша за глюкозу, у суміші з нею входить до складу
меду. Фруктоза — найкращий вид цукру для хворих атеросклерозом, при
порушенні в організмі обміну жирів.
[pic]

Фруктоза є кетоноспиртом. Вона разом із глюкозою міститься у солодких
плодах та меді. Фруктоза має більш солодкий смак, ніж глюкоза й цукроза.



ЦУКРОЗА



Цукроза — речовина солодкого смаку, дуже добре розчинна у воді. Міститься
в багатьох рослинах, здебільшого у їх плодах.

[pic]



Сахароза, яку ще називають буряковим, або тростинним, цукром —
найважливіша сполука з дисахаридів. Молекулярна формула її — СІ.'Н._>О|І. У
великих кількостях сахароза міститься у буряках і стеблах цукрової
тростини, а також у березовому і кленовому соках, у багатьох плодах і
овочах.
1. Гідроліз: Сахароза (звичайний цукор) — біла кристалічна речовина,
солодша за глюкозу, добре розчинна у воді. Важлива хімічна властивість
сахарози — здатність до гідролізу (при нагріванні і наявності іонів водню
як каталізатора). При цьому з однієї молекули сахарози утворюється молекула
глюкози й молекула фруктози:
[pic]



Це підтверджує, що молекули сахарози складаються із сполучених один з
одним залишків молекул глюкози і фруктози. Сахарозу порівняно з глюкозою
можна розглядати ніби подвійним цукром, через що вона й належить до
дисахаридів (грецьке слово ди означає «двічі»).
Утворення дисахаридів можна уявити собі як процес, зворотний їх
гідролізу:
[pic]

2. Реакція срібного дзеркала: Сахароза не дає реакції «срібного дзеркала»
і не має відновних властивостей. У цьому її відмінність від глюкози. В той
же час вона, як І глюкоза, легко взаємодіє з гідроксидами металів. Так,
суспензія гідроксиду кальцію розчиняється у розчині сахарози з утворенням
сахарату кальцію, подібного за будовою до сполуки глюкози з кальцієм.



3. Взаємодія з купрум (ІІ) гідроксидом:



В Україні сахарозу (цукор) добувають з цукрового буряку. Для виділення
сахарози цей природний продукт миють, подрібнюють І обробляють гарячою
водою. Разом з сахарозою в розчин переходять різні кислоти, барвні
речовини, від яких треба позбавитись. Обробляють розчин вапняним молоком.
Малорозчинні кальцієві солі більшості органічних кислот випадають в осад.
Сахароза з гідроксидом кальцію утворює розчинний у воді сахарат кальцію.
Щоб розкласти його і нейтралізувати надлишок гідроксиду кальцію, крізь
добутий розчин пропускають оксид вуглецю (IV). Після осадження кальцію у
вигляді карбонату розчин фільтрують, упарюють і одержують кристалики
піскового цукру жовтуватого кольору, який надають йому барвні речовини. З
метою додаткового очищення цукор знову розчиняють у воді і добутий розчин
пропускають крізь активоване вугілля, після чого його упарюють і
кристалізують.
Сахароза не лише важливий продукт харчування — її похідні
використовуються в техніці, наприклад як пластифікатори у виробництві
пластмас. Вона застосовується також для виготовлення деяких ліків, мікстур
для дітей, сиропів тощо.



Схема одержання цукрози із цукрового буряка


[pic]
[pic]
[pic]
Цукровий буряк
Стружка цукрового буряка
Розчин цукрози з домішками
[pic]
[pic]
[pic]
Нерозчинні солі кальцію
Цукроза Розчин цукрози



Застосування глюкози і цукрози



[pic]
[pic]
Глюкоза
Цукроза


1. У кондитерській промисловості.
2. У медицині
3. У текстильній промисловості

(для відділки тканин)

У кондитерській промисловості.
2. Як продукт харчування
3. Для одержання штучного меду



Вправа У п'яти пробірках без написів містяться розчини таких речовин:
гліцерину, оцтового альдегіду, мурашиної кислоти, пропіонової кислоти,
глюкози. Запропонуйте план визначення кожної з цих речовин, використовуючи
розчини карбонату натрію, гідроксиду натрію, сульфату міді (II). Масова
частка кожної з зазначених речовин у цих розчинах становить 10 %.
Р о з в' я з а н н я. За допомогою розчину карбонату натрію можна
визначити мурашину і пропіонову кислоти за виділенням вуглекислого газу:
[pic]
Після цього в пробірки .і кислотами додаємо свіжоосаджении гідроксид міді
(II) і суміш нагріваємо. За утворенням червоного осаду оксиду міді (І) і
виділенням СО2.і виявляємо мурашину кислоту:
[pic]
У три пробірки, що залишились, додаємо свіжоосаджении гідроксид міді (II)
і за появою інтенсивно синього забарвлення визначаємо гліцерин і глюкозу.
Так, для гліцерину цей процес описується за рівнянням, поданим на с- 115.
При подальшому нагріванні вмісту цих трьох пробірок виявимо оцтовий
альдегід і глюкозу за утворенням червоного осаду:
[pic]

1. Які речовини відносять до вуглеводів і звідки погодить ця назва?
2. Як класифікують вуглеводи?
3. Як побудована молекула глюкози? Які функціональні груші містяться

в ній?
4. Як можна довести наявність у молекулі глюкози альдегідної групи?
5. Як дослідним шляхом довести, що в молекулі глюкози є п’ять
гідроксильних груп?
6. Наведіть рівняння реакцій, у яких глюкоза виявляє:
а) відновні властивості: б) окисні властивості.
7. Яке значення глюкози в життєвих процесах організмів тварин і людини?
8. Які види бродіння глюкози вам відомі? Назвіть їх практичне значення.
9. Чому буряковий (тростинний) цукор належить до дисахаридів?
10. Які групи речовин дають реакцію «срібного дзеркала”:
а) глюкоза, гліцерин, етиленгліколь;
б) гліцерин, глюкоза, сахароза:
в) глюкоза, формальдегід, метанова кислота?
11. Які я речовин виявляють змішані функції:
а) глюкоза і гліцерин;
б) глюкоза і олеїнова кислота;
в) глюкоза І оцтова кислота;
г) глюкоза і метанова кислота?

-----------------------
Н2SО4

Глюкоза

фруктоза

Н

О

t kat

h?






Реферат на тему: Д.И.Менделеев

Биография.
Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) - великий русский ученый-
энциклопедист, химик, физик, технолог, геолог и даже метеоролог. Менделеев
обладал удивительно ясным химическим мышлением, он всегда ясно представлял
конечные цели своей творческой работы: предвидение и пользу. Он писал:
"Ближайший предмет химии составляет изучение однородных веществ, из
сложения которых составлены все тела мира, превращений их друг в друга и
явлений, сопровождающих такие превращения".
Русский ученый, член - кореспондент Петербургской АН (с 1876 г.).
Родился в Тобольске. Окончил Главный педагогический институт в Петербурге
(1855 г.). В 1855-1856 гг. - учитель гимназии при Ришельевском лицее в
Одессе. В 1857-1890 гг. преподавал в Петербургском университете (с 1865 г.
- профессор), одновременно в 1863-1872 гг. - профессор Петербургского
технологического института. В 1859-1861 гг. находился в научной
командировке в Гейдельберге. В 1890 г. покинул университет из-за конфликта
с министром просвещения, который во время студенческих волнений отказался
принять от Менделеева петицию студентов. С 1892 г. - ученый-хранитель Депо
образцовых гирь и весов, которое в 1893 г. по его инициативе было
преобразовано в Главную палату мер и весов (с 1893 г. - управляющий).
Научные работы относятся преимущественно к той дисциплине, которую
называют общей химией, а также к физике, химической технологии, экономике,
сельскому хозяйству, метрологии, географии, метеорологии.
Исследовал (1854-1856 гг.) явления изоморфизма, раскрывающие отношения
между кристаллической формой и химическим составом соединений, а также
зависимость свойств элементов от величины их атомных объемов. Открыл (1860
г.) "температуру абсолютного кипения жидкостей", или критическую.
Автор первого русского учебника "Органическая химия" (1861 г.).

Работая над трудом "Основы химии", открыл (февраль 1869 г.) один из
фундаментальных законов природы - Периодический закон химических элементов.
Развил (1869-1871 гг.) идеи периодичности, ввел понятие о месте
элемента в Периодической системе как совокупности его свойств в
сопоставлении со свойствами других элементов. На этой основе исправил
значения атомных масс многих элементов (бериллия, индия, урана и др.).

Предсказал (1870 г.) существование, вычислил атомные массы и описал
свойства трех еще не открытых элементов - "экаалюминия" (открыт в 1875 г. и
назван галлием), "экабора" (открыт в 1879 г. и назван скандием) и
"экасилиция" (открыт в 1885 г. и назван германием). Затем предсказал
существование еще восьми элементов, в том числе "двителлура" - полония
(открыт в 1898 г.), "экаиода" - астата (открыт в 1942-1943 гг.),
"двимарганца" - технеция (открыт в 1937 г.), "экацезия" - Франция (открыт в
1939 г.).

В 1900 г. Менделеев и У. Рамзай пришли к выводу о необходимости включения в
Периодическую систему элементов особой, нулевой группы благородных газов.
Помимо выявившейся необходимости исправления атомных масс элементов,
уточнения формул оксидов и валентности элементов в соединениях,
Периодический закон направил дальнейшие работы химиков и физиков на
изучение строения атомов, установление причин периодичности и физического
смысла закона.
Менделеев систематически занимался изучением растворов и изоморфных
смесей. Сконструировал (1859 г.) пикнометр - прибор для определения
плотности жидкости. Создал (1865-1887 гг.) гидратную теорию растворов.
Развил идеи о существовании соединений переменного состава.

Исследуя газы, нашел (1874 г.) общее уравнение состояния идеального газа,
включающее как частность зависимость состояния газа от температуры,
обнаруженную (1834 г.) физиком Б. П. Э. Клапейроном (уравнение Клапейрона-
Менделеева).
Выдвинул (1877 г.) гипотезу происхождения нефти из карбидов тяжелых
металлов; предложил принцип дробной перегонки при переработке нефтей.
Выдвинул (1880 г.) идею подземной газификации углей.

Занимался вопросами химизации сельского хозяйства. Совместно с И. М.
Чельцовым принимал участие (1890-1892 гг.) в разработке бездымного пороха.
Создал физическую теорию весов, разработал конструкции коромысла, точнейшие
методы взвешивания.
Член многих академий наук и научных обществ. Один из основателей
Русского физико-химического общества (1868 г.). В его честь назван элемент
№ 101 - менделевий.
АН СССР учредила (1962 г.) премию и Золотую медаль им. Д. И. Менделеева
за лучшие работы по химии и химической технологии.
Менделеев и Периодический закон.
За четыре года до открытия Периодического закона Д.И. Менделеев,
наконец, обрел спокойствие в семейных делах и уверенность в своих
действиях. В 1865 году он купил имение Боблово недалеко от Клина и получил
возможность заниматься агрохимией, которой тогда увлекался, и отдыхать там
с семьей каждое лето.
В 1867 году Менделеев стал заведовать кафедрой общей и неорганической
химии физико-математического факультета Петербургского университета, а в
конце года ему предоставили долгожданную университетскую квартиру. В мае
1868 года у Менделеевых родилась любимая дочь Ольга.
Жизнь не всегда была благосклонна к Менделееву: были в ней и разрыв с
невестой, и недоброжелательность коллег, неудачный брак и затем развод...
Два года (1880 и 1881) были очень тяжелыми в жизни Менделеева. В декабре
1880 года Петербургская академия наук отказала ему в избрании академиком:
"за" проголосовало девять, а "против" - десять академиков. Особенно
неблаговидную роль при этом сыграл секретарь академии некто Веселовский. Он
откровенно заявил: "Мы не хотим университетских. Если они и лучше нас, то
нам все-таки их не нужно".
В 1881 году с большим трудом был расторгнут брак Менделеева с первой
женой, совершенно не понимавшей мужа и упрекавшей его в отсутствии
внимания.
"Мастер чемоданных дел"
Любимым занятием на досуге у Менделеева в течение многих лет было
изготовление чемоданов и рамок для портретов. Припасы для этих работ он
закупал в Гостином дворе. Однажды, выбирая нужный товар, Менделеев услыхал
за спиной вопрос одного из покупателей:
- "Кто этот почтенный господин?"
- "Таких людей знать надо, - с уважением в голосе ответил приказчик.
- Это мастер чемоданных дел Менделеев".
В 1895 году Менделеев ослеп, но продолжал руководить Палатой мер и
весов. Деловые бумаги ему зачитывали вслух, распоряжения он диктовал
секретарю, а дома вслепую продолжал клеить чемоданы. Профессор И. В.
Костенич за две операции удалил катаракту, и вскоре зрение вернулось…
Но вернемся к 1867 году.
Зимой 1867-68 года Менделеев начал писать учебник "Основы химии" и
сразу столкнулся с трудностями систематизации фактического материала. К
середине февраля 1869 года, обдумывая структуру учебника, он постепенно
пришел к выводу, что свойства простых веществ (а это есть форма
существования химических элементов в свободном состоянии) и атомные массы
элементов связывает некая закономерность.
Менделеев многого не знал о попытках его предшественников расположить
химические элементы по возрастанию их атомных масс и о возникающих при этом
казусах. Например, он не имел почти никакой информации о работах Шанкуртуа,
Ньюлендса и Мейера.
Решающий этап его раздумий наступил 1 марта 1869 года (14 февраля по
старому стилю). Днем раньше Менделеев написал прошение об отпуске на десять
дней для обследования артельных сыроварен в Тверской губернии: он получил
письмо с рекомендациями по изучению производства сыра от А. И. Ходнева -
одного из руководителей Вольного экономического общества.
В Петербурге в этот день было пасмурно и морозно. Под ветром
поскрипывали деревья в университетском саду, куда выходили окна квартиры
Менделеева. Еще в постели Дмитрий Иванович выпил кружку теплого молока,
затем встал, умылся и пошел завтракать. Настроение у него было чудесное.
Неожиданная мысль
За завтраком Менделееву пришла неожиданная мысль: сопоставить близкие
атомные массы различных химических элементов и их химические свойства.
Недолго думая, на обратной стороне письма Ходнева он записал символы
хлора Cl и калия K с довольно близкими атомными массами, равными
соответственно 35,5 и 39 (разница всего в 3,5 единицы). На том же письме
Менделеев набросал символы других элементов, отыскивая среди них подобные
"парадоксальные" пары: фтор F и натрий Na, бром Br и рубидий Rb, иод I и
цезий Cs, для которых различие масс возрастает с 4,0 до 5,0, а потом и до
6,0. Менделеев тогда не мог знать, что "неопределенная зона" между явными
неметаллами и металлами содержит элементы - благородные газы, открытие
которых в дальнейшем существенно видоизменит Периодическую систему.
После завтрака Менделеев закрылся в своем кабинете. Он достал из
конторки пачку визитных карточек и стал на их обратной стороне писать
символы элементов и их главные химические свойства.
Через некоторое время домочадцы услышали, как из кабинета стало
доноситься: "У-у-у! Рогатая. Ух, какая рогатая! Я те одолею. Убью-у!" Эти
возгласы означали, что у Дмитрия Ивановича наступило творческое
вдохновение.
Менделеев перекладывал карточки из одного горизонтального ряда в
другой, руководствуясь значениями атомной массы и свойствами простых
веществ, образованных атомами одного и того же элемента. В который раз на
помощь ему пришло доскональное знание неорганической химии. Постепенно
начал вырисовываться облик будущей Периодической системы химических
элементов.
Так, вначале он положил карточку с элементом бериллием Be (атомная
масса 14) рядом с карточкой элемента алюминия Al (атомная масса 27,4), по
тогдашней традиции приняв бериллий за аналог алюминия. Однако затем,
сопоставив химические свойства, он поместил бериллий над магнием Mg.
Усомнившись в общепринятом тогда значении атомной массы бериллия, он
изменил ее на 9,4, а формулу оксида бериллия переделал из Be2O3 в BeO (как
у оксида магния MgO). Кстати, "исправленное" значение атомной массы
бериллия подтвердилось только через десять лет. Так же смело действовал он
и в других случаях.
Постепенно Дмитрий Иванович пришел к окончательному выводу, что
элементы, расположенные по возрастанию их атомных масс, выказывают явную
периодичность физических и химических свойств.
В течение всего дня Менделеев работал над системой элементов, отрываясь
ненадолго, чтобы поиграть с дочерью Ольгой, пообедать и поужинать.
Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу и
под названием "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и
химическом сходстве" послал ее в типографию, сделав пометки для наборщиков
и поставив дату "17 февраля 1869 года" (это по старому стилю).
Так был открыт Периодический закон, современная формулировка которого
такова:
Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов
находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов.
Менделееву тогда было всего 35 лет.
Отпечатанные листки с таблицей элементов Менделеев разослал многим
отечественным и зарубежным химикам и только после этого выехал из
Петербурга для обследования сыроварен.
До отъезда он еще успел передать Н. А. Меншуткину, химику-органику и
будущему историку химии, рукопись статьи "Соотношение свойств с атомным
весом элементов" - для публикации в Журнале Русского химического общества и
для сообщения на предстоящем заседании общества.
18 марта 1869 года Меншуткин, который был в то время делопроизводителем
общества, сделал от имени Менделеева небольшой доклад о Периодическом
законе. Доклад сначала не привлек особого внимания химиков, и Президент
русского химического общества, академик Николай Зинин (1812-1880) заявил,
что Менделеев делает не то, чем следует заниматься настоящему
исследователю. Правда, через два года, прочтя статью Дмитрия Ивановича
"Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств
некоторых элементов", Зинин изменил свое мнение и написал Менделееву:
"Очень, очень хорошо, премного отличных сближений, даже весело читать, дай
Бог Вам удачи в опытном подтверждении Ваших выводов. Искренне Вам преданный
и глубоко Вас уважающий Н. Зинин".
Так что же такое периодичность?
Это повторяемость химических свойств простых веществ и их соединений
при изменении порядкового номера элемента Z и появление у ряда свойств
максимумов и минимумов, в зависимости от значения порядкового (атомного)
номера элемента.
Например, что позволяет объединить в одну группу все щелочные элементы?
Прежде всего, повторяемость через некоторые интервалы значений Z
электронной конфигурации. Атомы всех щелочных элементов имеют на внешней
атомной орбитали всего один электрон, и поэтому в своих соединениях
проявляют одну и ту же степень окисления, равную +I. Формулы их соединений
однотипны: у хлоридов MCl, у карбонатов - М2СO3, у ацетатов - CH3COOM и так
далее (здесь буквой M обозначен щелочной элемент).
Менделееву после открытия Периодического закона предстояло сделать еще
многое. Причина периодического изменения свойств элементов оставалась
неизвестной, не находила объяснения и сама структура Периодической системы,
где свойства повторялись через семь элементов у восьмого. Однако с этих
чисел был снят первый покров таинственности: во втором и третьем периодах
системы находилось тогда как раз по семь элементов.
Не все элементы Менделеев разместил в порядке возрастания атомных масс;
в некоторых случаях он больше руководствовался сходством химических
свойств. Так, у кобальта Co атомная масса больше, чем у никеля Ni, у
теллура Te она также больше, чем у иода I, но Менделеев разместил их в
порядке Co - Ni, Te - I, а не наоборот. Иначе теллур попадал бы в группу
галогенов, а иод становился родственником селена Se.
Самое же важное в открытии Периодического закона - предсказание
существования еще не открытых химических элементов. Под алюминием Al
Менделеев оставил место для его аналога "экаалюминия", под бором B - для
"экабора", а под кремнием Si - для "экасилиция". Так назвал Менделеев еще
не открытые химические элементы. Он даже дал им символы El, Eb и Es.
По поводу элемента "экасилиция" Менделеев писал: "Мне кажется, наиболее
интересным из несомненно недостающих металлов будет тот, который
принадлежит к IV группе аналогов углерода, а именно, к III ряду. Это будет
металл, следующий тотчас же за кремнием, и потому назовем его экасилицием".
Действительно, этот еще не открытый элемент должен был стать своеобразным
"замкОм", связывающим два типичных неметалла - углерод C и кремний Si - с
двумя типичными металлами - оловом Sn и свинцом Pb.
Не все зарубежные химики сразу оценили значение открытия Менделеева. Уж
очень многое оно меняло в мире сложившихся представлений. Так, немецкий
физикохимик Вильгельм Оствальд, будущий лауреат Нобелевской премии,
утверждал, что открыт не закон, а принцип классификации "чего-то
неопределенного". Немецкий химик Роберт Бунзен, открывший в 1861 году два
новых щелочных элемента, рубидий Rb и цезий Cs, писал, что Менделеев
увлекает химиков "в надуманный мир чистых абстракций".
Профессор Лейпцигского университета Герман Кольбе в 1870 году назвал
открытие Менделеева "спекулятивным". Кольбе отличался грубостью и
неприятием новых теоретических воззрений в химии. В частности, он был
противником теории строения органических соединений и в свое время резко
обрушился на статью Якоба Вант-Гоффа "Химия в пространстве". Позднее Вант-
Гофф за свои исследования стал первым Нобелевским лауреатом. А ведь Кольбе
предлагал таких исследователей, как Вант-Гофф, "исключить из рядов
настоящих ученых и зачислить их в лагерь спиритов"!
С каждым годом Периодический закон завоевывал все большее число
сторонников, а его открыватель - все большее признание. В лаборатории
Менделеева стали появляться высокопоставленные посетители, в том числе даже
великий князь Константин Николаевич, управляющий морским ведомством.
Триумф
Наконец, пришло время триумфа. В 1875 году французский химик Поль-Эмиль
Лекок де Буабодран открыл в минерале вюртците - сульфиде цинка ZnS -
предсказанный Менделеевым "экаалюминий" и назвал его в честь своей родины
галлием Ga (латинское название Франции - "Галлия"). Он писал: "Я думаю, нет
необходимости настаивать на огромном значении подтверждения теоретических
выводов господина Менделеева".
Заметим, что в названии элемента есть намек и на имя самого Буабодрана.
Латинское слово "галлус" означает петух, а по-французски петух - "ле кок".
Это слово есть и в имени первооткрывателя. Что имел в виду Лекок де
Буабодран, когда давал название элементу - себя или свою страну - этого,
видимо, уже никогда не выяснить.
Менделеев точно предсказал свойства экаалюминия: его атомную массу,
плотность металла, формулу оксида El2O3, хлорида ElCl3, сульфата El2(SO4)3.
После открытия галлия эти формулы стали записывать как Ga2O3, GaCl3 и
Ga2(SO4)3. Менделеев предугадал, что это будет очень легкоплавкий металл, и
действительно, температура плавления галлия оказалась равной 29,8 оС. По
легкоплавкости галлий уступает только ртути Hg и цезию Cs.
В 1879 году шведский химик Ларс Нильсон открыл скандий, предсказанный
Менделеевым как экабор Eb. Нильсон писал: "Не остается никакого сомнения,
что в скандии открыт экабор... Так подтверждаются нагляднейшим образом
соображения русского химика, которые не только дали возможность предсказать
существование скандия и галлия, но и предвидеть заранее их важнейшие
свойства". Скандий получил название в честь родины Нильсона Скандинавии, а
открыл он его в сложном минерале гадолините, имеющем состав
Be2(Y,Sc)2FeO2(SiO4)2.
В 1886 году профессор Горной академии во Фрайбурге немецкий химик
Клеменс Винклер при анализе редкого минерала аргиродита состава Ag8GeS6
обнаружил еще один элемент, предсказанный Менделеевым. Винклер назвал
открытый им элемент германием Ge в честь своей родины, но это почему-то
вызвало резкие возражения со стороны некоторых химиков. Они стали обвинять
Винклера в национализме, в присвоении открытия, которое сделал Менделеев,
уже давший элементу имя "экасилиций" и символ Es. Обескураженный Винклер
обратился за советом к самому Дмитрию Ивановичу. Тот объяснил, что именно
первооткрыватель нового элемента должен дать ему название.
Предугадать существование группы благородных газов Менделеев не мог, и
им поначалу не нашлось места в Периодической системе.
Открытие аргона Ar английскими учеными У. Рамзаем и Дж. Релеем в 1894
году сразу же вызвало бурные дискуссии и сомнения в Периодическом законе и
Периодической системе элементов. Менделеев вначале посчитал аргон
аллотропной модификацией азота и только в 1900 году под давлением
непреложных фактов согласился с присутствием в Периодической системе
"нулевой" группы химических элементов, которую заняли другие благородные
газы, открытые вслед за аргоном. Теперь эта группа известна под номером
VIIIА.
В 1905 году Менделеев написал: "По-видимому, периодическому закону
будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает, хотя
как русского меня хотели затереть, особенно немцы".
Открытие Периодического закона ускорило развитие химии и открытие новых
химических элементов.






Новинки рефератов ::

Реферат: Творчество Куприна (Литература : русская)


Реферат: Добрива (Естествознание)


Реферат: Методика загальної оцінки стану підприємств на ринку за даними фінанансової звітності (Бухгалтерский учет)


Реферат: Художественная культура и познавательный туризм Греции (Туризм)


Реферат: Павел Первый (История)


Реферат: Оценка нематериальных активов (Бухгалтерский учет)


Реферат: Мистецтво в структурі людської життєдіяльності (Искусство и культура)


Реферат: Роль персонала в обеспечении безопасности функционирования технологических систем (Безопасность жизнедеятельности)


Реферат: Культурное развитие Византии (История)


Реферат: Основы безопасности и теория риска (Безопасность жизнедеятельности)


Реферат: Графика в Турбо Паскале (Программирование)


Реферат: Судебная баллистика (Криминалистика)


Реферат: Использование полей и закладок для оформления и автоматизации редактирования и обработки экономической информации в документах Word (Программирование)


Реферат: Конституционные процессы в Крыму в 1997 году (Политология)


Реферат: Авраам Линкольн (Исторические личности)


Реферат: Понятие информационные ресурсы (Цифровые устройства)


Реферат: Коррекция психики детей переживших развод родителей (Педагогика)


Реферат: Социальные конфликты сущность структура и функции (Социология)


Реферат: Гражданское право РФ (Гражданское право и процесс)


Реферат: Русификатор (Программирование)



Copyright © GeoRUS, Геологические сайты альтруист