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가장 중요한 과학적 발견
정기법. 과학적 발견의 역사와 본질
과학 발전의 역사에서 많은 주요 발견이 알려져 있습니다. 그러나 그들 중 세계 최고의 화학자 멘델레예프가 한 것과 비교할 수 있는 것은 거의 없습니다. 그의 법칙이 발견된 지 오랜 세월이 흘렀지만 그 유명한 "멘델레예프의 표"의 전체 내용이 언제 완전히 이해될지는 아무도 장담할 수 없습니다. 의 말로 드미트리 이바노비치 멘델레예프, 주기율법의 발견은 "60년대 말까지 자신과 다른 원소 사이의 다방면 관계를 열어준 희귀 원소에 대한 새로운 정보의 축적"에 의해 촉진되었습니다. 동형학 연구, 원자가 개념의 도입, 원자 질량을 결정하는 새로운 방법의 개발, Prout 가설 등. 실제로 이미 XNUMX년대와 XNUMX년대에는 요소 체계를 찾으려는 수십 가지 주목할 만한 시도가 있습니다. 일부 작품에서는 화학 원소를 분류해야 할 필요성에 대한 생각이 점점 더 많이 나타납니다. 따라서 A. Berenfeld의 작업에서 희귀 요소에 대한 연구가 매우 중요하다고 표시되어 있습니다. "... 그들은 알려진 ... 자연의 몸 사이의 간격을 점점 더 채우고 연속성을 만드는 데 도움이됩니다. 모든 요소가 특정 위치를 가질 수 있는 일련의 이러한 몸체." 이와 관련하여 특히 흥미로운 것은 N. Alyshevsky(1865)의 논문입니다. 그는 다음과 같이 썼습니다. 많은 화학 원소는 외부 물리적 특성이 매우 다르고 화학적 기능이 매우 유사하며 서로 동일하다는 결론에 도달합니다. 그리고 다시: "만약 ... 모든 무기 화학에서 자연 그룹이 아직 흩어져 있고 화학적으로 나눌 수 없는 물체에 대해 설정되어 있다면 이러한 반응에 대한 연구는 최고 수준으로 촉진될 것이며 동시에 다음과 같은 것이 가능할 것입니다. 그러한 결론을 도출하고 이전에는 유기화학만의 영역이었던 그러한 법칙을 수립하십시오. N. Alyshevsky 자신은 자연 그룹에서 요소의 위치에 따라 일부 속성을 비교했습니다. 그러나 그 시대의 지식 수준이 문제에 대한 과학적 해결책의 가능성을 객관적으로 결정했다면, 그 가능성을 현실로 만드는 것은 과학자의 지식 수준과 그의 세계관에 달려 있습니다. 멘델레예프가 이렇게 하는 데 성공한 것은 우연이 아닙니다. Dmitry Mendeleev(1834-1907)는 Tobolsk 지방의 체육관 관장이자 공립학교 관리인 Ivan Pavlovich Mendeleev와 Maria Dmitrievna Mendeleeva, nee Kornilieva의 가족에서 태어났습니다. 그는 미래 화학자의 아버지가 아들을 낳고 얼마 지나지 않아 시력을 잃었기 때문에 어머니 밑에서 자랐습니다. 1841년 가을, Mitya는 Tobolsk 체육관에 입장했습니다. 여덟 살이 될 때까지 XNUMX년 동안 그곳에 머무른다는 조건으로 XNUMX급에 입학했다. 불행이 멘델레예프 가족을 괴롭혔습니다. 1847년 가을에 그의 아버지가 세상을 떠났고, 1849개월 후에는 누이 Apollinaria도 세상을 떠났다. XNUMX 년 봄, Mitya는 고등학교를 졸업했고 Marya Dmitrievna는 재산을 팔고 먼저 아이들과 함께 모스크바로 갔다가 상트 페테르부르크로갔습니다. 그녀는 막내 아들이 대학에 가기를 원했습니다. 9년 1850월 XNUMX일 어머니의 요청으로 드미트리는 상트페테르부르크의 물리학 및 수학 학부의 주요 교육학 연구소의 학생으로 등록되었습니다. Mendeleev의 첫 번째 과학 연구 "핀란드의 orthite의 화학적 분석"은 다음 해에 연구소를 졸업 한 1854 년에 출판되었습니다. 1855년 XNUMX월, 학술 위원회는 Mendeleev에게 "선임 교사"라는 칭호를 수여하고 금메달을 수여했습니다. 의사들은 그가 건강에 해로운 Petersburg 기후를 바꾸고 남쪽으로 이동할 것을 권장했습니다. 오데사에서 Mendeleev는 Richelieu Lyceum의 체육관에서 수학, 물리학 및 자연 과학 교사로 임명되었습니다. 그는 Berzelius의 이원론을 완전히 거부하는 Gerard의 단일 이론의 관점에서 "특정 볼륨"의 문제를 고려한 석사 논문 작업에 많은 시간을 할애했습니다. 이 작업은 멘델레예프의 놀라운 일반화 능력과 화학에 대한 폭넓은 지식을 보여주었습니다. 가을에 Mendeleev는 자신의 논문을 훌륭하게 옹호하고 "규산염 화합물의 구조" 입문 강의를 성공적으로 진행했으며 1857년 초 상트페테르부르크 대학의 Privatdozent가 되었습니다. 1859년 그는 해외로 파견되었다. Mendeleev는 독일에서 1861년을 보냈고 그곳에서 자신의 실험실을 조직했습니다. XNUMX년 XNUMX월 말, 멘델레예프는 상트페테르부르크에 도착했습니다. 학기 중반에 교직을 구하는 것은 불가능했습니다. 그리고 그는 유기화학 교과서를 쓰기로 결심합니다. 곧 출판된 교과서와 바그너의 "화학 기술"의 번역은 멘델레예프에게 큰 명성을 가져다주었습니다. 1년 1864월 XNUMX일 멘델레예프는 상트페테르부르크 대학의 유기화학 조교수로 임명되었습니다. 이 직책과 동시에 Mendeleev는 St. Petersburg Institute of Technology에서 교수직을 받았습니다. 이제 가족의 물질적 지원에 대한 걱정이 줄어들었고 Mendeleev는 박사 학위 논문 작업을 시작했습니다. 논문 방어는 31년 1865월 XNUMX일에 이루어졌다. 두 달 후 멘델레예프는 상트페테르부르크 대학교 기술화학과의 특별 교수로 임명되었고 XNUMX월에는 일반 교수로 임명되었습니다. 당시에는 현재의 화학과학 발전 수준을 반영할 무기화학 교과서를 새로 만들어야 할 필요성이 시급했다. 이 아이디어는 Mendeleev를 사로 잡았습니다. 동시에 그는 화학 원소에 대한 설명을 포함하는 교과서의 두 번째 판을 위한 자료를 수집하기 시작했습니다. Mendeleev는 원소와 그 화합물의 특성에 대한 설명을 주의 깊게 연구했습니다. 그러나 어떤 순서로 수행해야 합니까? 요소를 배열하는 시스템이 없었습니다. 그런 다음 과학자는 판지 카드를 만들었습니다. 각 카드에 그는 원소의 이름, 원자량, 화합물의 공식 및 기본 속성을 입력했습니다. 점차적으로 바구니는 그 당시 알려진 모든 요소에 대한 정보가 포함된 카드로 채워졌습니다. 그러나 오랫동안 아무 일도 일어나지 않았습니다. 그들은 과학자가 꿈에서 원소 주기율표를 보았고 그것을 기록하고 입증하는 것만 남아 있다고 말합니다. 그러나 물론 그의 활동이 이론과 실천, 현상의 물리적 측면에 대한 지식, 수학적 직관 및 철학적 이해를 유기적으로 결합했기 때문에 우연히 발견한 것이 아닙니다. 또한 Mendeleev는 전임자와 동시대 사람의 작업을 비판적으로 다룰 수있었습니다. 정보로 자신을 과도하게 채우지 않고 아직 완전히 형성되지 않은 개념의 프리즘을 통해 이미받은 데이터를 전달하고 조각가처럼 불필요한 모든 것을 차단했습니다. 점차적으로 Mendeleev는 원자량의 변화와 함께 원소의 특성도 변한다는 것을 깨달았습니다. 1869년 XNUMX월은 저물어 가고 있었습니다. 며칠 후, 원소표가 포함된 논문의 원고가 완성되어 출판을 위해 제출되었습니다. 1년 1869월 6일 D.I. Mendeleev는 인쇄소에 "시스템 경험 - 원자량 및 화학적 유사성에 기반한 요소"가 쓰여진 전단지를 보냈습니다. 1869주 후, 그는 "원소의 원자량과 속성의 관계"라는 기사를 러시아 화학 학회에 제출했습니다. Mendeleev의 발견에 대한 보고서는 Journal of the Russian Chemical Society의 편집자 N.A. XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 사회 회의에서 멘슈트킨. Mendeleev 자신은 그 당시 자유 경제 사회의 지시에 따라 Tver 및 Novgorod 지방의 치즈 공장을 조사했기 때문에 회의에 참석하지 않았습니다. Mendeleev가 화학 원소 기호의 단순한 줄 뒤에 자연 법칙이 나타나는 것을 본 날부터 다른 문제는 배경으로 사라졌습니다. 그는 교과서 "화학 기초"에 대한 작업을 포기하고 연구에 참여하지 않았습니다. 그에게는 테이블의 요소 분포가 불완전해 보였습니다. 그의 의견으로는 많은 경우 원자량이 정확하게 결정되지 않았기 때문에 일부 요소는 속성에 해당하는 위치에 떨어지지 않았습니다. 주기율을 기초로 Mendeleev는 이러한 원소의 원자량을 변경하고 특성이 유사한 원소와 동등하게 배치했습니다. Liebig이 발행한 "Annals"에 독일어로 실린 기사에서 Mendeleev는 "아직 발견되지 않은 원소의 특성을 결정하기 위한 주기적 법칙의 적용" 섹션에 큰 위치를 부여했습니다. 그는 에카-붕소, 에카-알루미늄, 에카-실리콘 등 과학에 아직 알려지지 않은 세 가지 요소의 특성을 예측하고 자세히 설명했습니다. 멘델레예프에게는 주기율 문제가 해결된 것처럼 보였습니다. 그러나 1875년 가을 어느 날 멘델레예프가 파리 과학 아카데미의 보고서를 살펴보고 있을 때, 그의 눈은 그가 갈륨이라고 부르는 새로운 원소의 발견에 대한 르코크 드 부아보드랑의 메시지에 떨어졌습니다. 그러나 프랑스 연구원은 갈륨의 비중을 4,7로 표시했으며 Mendeleev의 계산에 따르면 eka-aluminum은 5,9로 밝혀졌습니다. Mendeleev는 과학자에게 편지를 쓰기로 결정하고 그가 발견한 갈륨의 특성으로 판단할 때 이것은 1869년에 예측된 eka-알루미늄에 지나지 않는다고 지적했습니다. 그리고 실제로 갈륨의 비중을 보다 정확하게 측정하면 5,94의 값이 나옵니다. 갈륨의 발견은 과학자들 사이에서 진정한 센세이션을 일으켰습니다. Mendeleev와 Lecoq de Boisbaudran의 이름은 즉시 전 세계에 알려졌습니다. 첫 번째 성공에 고무된 과학자들은 Mendeleev가 예측한 아직 발견되지 않은 다른 요소를 찾기 시작했습니다. 유럽의 수십 개의 실험실에서 연구가 끓기 시작했고 수백 명의 과학자들이 놀라운 발견을 꿈꿨습니다. 그리고 성공은 머지 않았습니다. 1879년 스웨덴 웁살라 대학교에서 일하던 라레 프레데릭 닐슨(Lare Frederik Nilson) 교수는 멘델레예프가 기술한 에카-붕소와 완전히 일치하는 새로운 원소를 발견했습니다. 그는 그것을 스칸듐이라고 명명했습니다. Mendeleev의 예측에 대한 반복된 증명은 진정한 승리를 가져왔습니다. Mendeleev가 다양한 유럽 대학 및 아카데미의 명예 회원으로 선출되었다는 보고서가 곧 나오기 시작했습니다. Mendeleev의 법칙에 대한 탁월한 확인은 Ramsay가 발견 한 불활성 가스 그룹으로, 알칼리 금속과 준 금속의 경계 인 "제로"그룹을 시스템에 포함시킬 수있었습니다. Mendeleev 자신은 법의 "강화자"에 대해 다음과 같이 썼습니다. 에카-붕소, 에카-알루미늄, 에카-실리시움 세 가지 원소를 설명했는데, 세 가지 원소가 모두 발견되어 그 이름을 받은 지 1871년이 채 되지 않았습니다. 그것들을 포함하는 희귀한 광물이 발견되고 그것들이 발견된 세 나라: 갈륨, 스칸듐, 게르마늄 L. de Boisbaudran, Nilsson, Winkler, 그것들을 발견한 사람들, 나는 주기율표의 진정한 강화자라고 생각합니다. 그들 없이는 내가 Ramsay를 주기율의 타당성을 확인하는 사람이라고 생각하는 것과 같은 정도로 지금 일어난 것과 같은 정도로 인식되지 않을 것입니다 ... "오늘날 Mendeleev의 발견에서 화학 발전의 세 가지 라인이 분명합니다 함께 병합 : 그들의 관계에서 화학의 다양한 대상 (원자에서 결정까지)의 체계에 대한 검색- "화학 원소"의 개념이 그들을 통합했습니다. 요소, 특히 그 당시 거의 사용되지 않았던 희귀 요소의 개별성에 대한 연구로 요소 유비의 개념을 밝힐 수 있었습니다. 주기성에 대한 전체적인 교리를 형성하게 된 화합물의 구성 및 구조와 속성의 관계에 대한 연구. 저자: Samin D.K.
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