Lch s phát trin ca bng h thng tun hoàn Trang1 TÓM TT LCH S PHÁT TRIN CA BNG H THNG TUN HOÀN (The Young Vietnamese Chemistry Specialists) c dù Dmitri Mendeleev thng c coi là cha ca bng HTTH, nhng bên cnh ó có nhng óng góp ca nhiu nhà khoa hc vào vic xây dng bng HTTH mà chúng ta ang s dng hin nay. Lúc s khai t u kin tiên quyt cho vic xây dng bng HTTH là s tìm ra nhng nguyên tn l. Mc dù nhng nguyên t nh vàng, bc, thic, ng, chì và thy ngân ã c bit t thi ci, nhng khám phá khoa hc u tiên v mt nguyên t hóa hc là vào nm 1649 khi Hennig Brand tìm ra phospho. Trong sut 200 nm sau ó, các nhà hóa hc ã t c mt khi kin thc khng l v tính cht ca các nguyên t và nhng hp cht mà h tìm ra. Vào nm 1869 tng cng có 63 nguyên tã c tìm ra. T nhng nguyên tã bit các nhà khoa hc bt u nhn ra tính cht a chúng phát trin s phân loi các nguyên t. Qui tc tam t Vào nm 1817 Johann Dobereiner nhn thy rng trng lng nguyên t ca strontium ri vào khong gia trng lng ca Ca và Ba, Ca và Ba có tính cht hóa hc ging nhau. Nm 1829 sau khi tìm ra b ba halogen bao gm chlorine, bromine, iodine và b ba kim loi kim K, Na, Li, Johann Dobereiner cho rng tính cht cha ng trong b ba nguyên t là nguyên t nm gia trong b ba có tính cht trung bình so vi 2 nguyên t nm bên cnh nó khi th tc sp xp theo trng lng nguyên t (qui tc bô ba).Ý tng mi v b ba nguyên tã tr nên ph bin trong công vic nghiên cu thi by gi. Gia nhng nm 1829 n 1858 mt s nhà khoa hc (Jean Baptiste Dumas, Leopold Gmelin, Ernst Lenssen, Max von Pettenkofer, and J.P. Cooke ) tìm ra rng nhng mi quan h hóa hc vt ra ngoài qui tc tam t. Trong thi gian này Flo ã dc thêm vào nhóm halogen, Oxy, Lu Hunh, Salen và Telu c gp thành mt nhóm trong khi ó Nit, phospho, Asen, Selen và Telu, Antimon va Bimut thì c phân theo nhóm khác. Không may là nhng lnh vc nghiên cu này ã b phê phán bi s tht v các giá tr chính xác ca nhng gì không luôn sãn có. Nhng c gng u tiên cho vic thit k bng HTTH u Bng HTTH c xem nh là trt t sp xp ca các nguyên t hóa hc th hin tính tun hoàn a tính cht vt lý và tính cht hóa hc, mt nhà a cht ngi Pháp c ghi nhn là ngi a ra bng HTTH u tiên xut bn nm 1862 ó là A.E.Beguyer de Chancourtois. De Chancourtois ã chép mt lot các nguyên tc ghi trên mt cái ng ong theo th t tng dn v trng lng nguyên t. Khi cái ng ong c a ra thì 16 n v khi lng có th ln lt c vit lên, nhng nguyên t liên quan cht ch vi nhau c vit theo hàng c. u này ã a A.E.Beguyer de Chancourtois i n ý tng rng “ tính cht ca các nguyên t là tính cht ca các con s” A.E.Beguyer de Chancourtois là ngi u tiên nhn ra rng tính cht ca các nguyên Lch s phát trin ca bng h thng tun hoàn Trang2 lp li cho mi 7 nguyên t, nh vào u này ông ta ã có th phng oán v t lng ca nhiu oxit kim loi. Nhng tht không may s ca ông ta có cha các ion và các hp cht ngoài các nguyên t. Qui tc bát t Jonh Newlands, mt nhà hóa hc ngi Anh ã vit bài báo nm 1863 trong ó phân loi 56 nguyên t c xp vào 11 nhóm da vào s ging nhau v tính cht vt lí ca chúng. Và ghi chú ng tn ti nhng cp nguyên t tng t nhau, nhng ch khác nhau trng lng nguyên t theo i s 8. Nm 1864 Newlands ã cho xut bn bng HTTH ca mình và nghi qui tc Octaves (B tám) (tng t nh by khong trong thang nhc, nhng ai ã tng hc piano s hiu rõ u này, dch nhng t nay ra ting vit tht là khó, chúng tôi ch cm nhn c ch không th nói thành li mong c thông cm). Qui tc này phát biu rng bt c nguyên tã cho nào cng s th hin tính tng t v tính cht vi 8 nguyên t theo sau nó trong bng HTTH hóa hc. Ai là cha ca bng HTTH? ã có nhiu ý kin không tán thành v nhng ngi xng áng c xem là cha ca bng HTTH các nguyên t hóa hc, nhà hóa hc ngi c Lothar Meyer hay Dmitri Mendeleev ngi Nga. C hai nhà hóa hc này u a ra nhng kt qu tng t cùng mt thi gian áng c ghi nhn, h u làm vic rt c lp. Qun sách c vit bi Meyer vào nm 1864 ính kèm mt bn tho vit t v bng HTTH dùng phân loi các nguyên t. Bn tho này ã cp n khong mt na các nguyên tã bit c sp sp theo trng lng nguyên t và trình bày nhng thay i tun hoàn v hóa tr nh là mt hàm s ca trng lng nguyên t. Nm 1868, Meyer xây dng bng m ng mà ông ã trao cho mt ng nghip ánh giá. Nhng không may cho Meyer là bng HTTH ca Mendeleev tr nên ph bin i vi gii khoa hc qua ln xut bn nm 1869 trc khi bang HTTH ca Meyer xut hin vào 1870. Dimitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907), con út ca mt gia ình có 17 ngi con, sinh ra trong thành ph nh ca ToBol’sk ni cha ông ta là mt thy giáo vn hc và trit hc Nga. Mendeleev ã không c xem là mt hc sinh ni bt trong nhng nm u i hc ca ông, do ông không thích nhng ngôn t cn, mà ó là nhng yêu cu quan trng ca nn giáo dc thi m mà thm chí ông ã th hin s ni tri v toán và các môn khoa hc, nhng vn hc li c coi trng n. Sau cái cht ca cha mình, Mendeleev và m chuyn n St. Petersburg theo hc i hc. Sau khi b hai trng i hc, mt Maxcva và mt St. Petersburg t chi vì lch s ca quê ông và vì ông ch là mt sinh viên bình thng, nhng cui cùng thì ông cng kim c mt hc vin dy các môn khoa hc chính thc ( hc vin St Petersburg). Sau khi tt nghip, Mendeleev m nhn v trí dy các môn khoa hc trong nhà tp th dc. Sau mt thi gian làm thy giáo, ông c công nhn lun án tt nghip ti trng i hc St. Petersburg ni mà ông ã ly bng thac s vào nm 1856. Mendeleev ã rt n tng vi ging viên ca ông nên ông c gi li làm ging viên hóa hc. Sau hai nm nghiên cu sinh Hóa Hc c, ông ã c công nhn là giáo s Hóa c i hc St. Petersburg, và gi v trí này cho n nm 1890 . Trong khi vit qun sách v h thng hóc hc vô c, nhng nguyên tc hóa hc, 13 n tái bn và ln tái bn cui cùng vào nm 1947. Mendeleev ã trình bày tài liu ca mình bng nhng thut ng v nhng nhóm các nguyên ã bit có cùng tính cht. Phn u ca ca sách cp rt nhiu n nhóm c bit n nhiu nht trong hóa hc ó là nhóm halogen. Phn k tip ông ã tng quát hóa các nguyên t kim loi theo kh nng kt p, kimloi kim trc ri n kim loi kim th…. Tuy nhiên tht khó phân loi nh là Cu và Hg có nhiu kh nng kt hp, có lúc kt hp mt có khi kt hp hai (kh nng t hp c cp ây bn có th hiu theo ting vit ó là hóa tr ca nguyên t). Trong khi c ng tìm ra ng i trong tình trng tin thoái lng nan, Mendeleev ã ghi nhn nhng s ging nhau v tính cht và trng lng nguyên t ca các nguyên t nhóm halogen và các nguyên t kim loi kim. Ông ã quan sát s tng t gia các nguyên t nh Cl-K- Ca,Br-Rb-Ba. Trong mt c Lch s phát trin ca bng h thng tun hoàn Trang3 ng m rng tính cht này cho nhng nguyên t khác, ông ã to ra mt tm card cho mi nguyên trong 63 nguyên tã bit thi ó. Mi card có cha kí hiu nguyên t,trng lng phân t, c tính hóa hc và tính cht vt lý. Khi Mendeleev sp xp các tm card này trên mt tm bng theo th t tng dn trng lng nguyên t, nhóm các nguyên t có cùng tính cht theo cách riêng ch không ging nh s sp xp các tm card trong trò chi yêu thích ca ông, trò solitare card, mt cách kiên nhn và th là bng HTTH c hình thành. T bng này, Mendeleev phát trin phát biu ca ông vnh lut tun hoàn và cho xut bn thành qu ca mình nm 1869 vi ta “S liên quan gia tính cht và trng lng nguyên t ca các nguyên t”. Thun li ca bng Mendeleev qua nhng c gng trên th hin s tun hoàn không ch trong nhng n v nh nh nhng nhóm ba nguyên t na mà nó còn th hin trong ct cc b và hàng ngang cc b, và c nhng quan h chéo nhau na. Nm 1906, Mendeleev mt trong nhng ngi c bu nhn gii thng Nobel cho công trình nghiên cu ca mình. thi m mà Mendeleev phát trin trin ng HTTH ca mình thì nhng xác nh thc nghim v khi lng nguyên t là cha chính xác. Mendeleev ã sp xp li th t các nguyên t mc dù khi lng ca chúng chc chp nhn, ngha là cha bit c khi lng chính xác ca chúng. Ví d nh, ông ã thay i trng lng a Bery t 14 sang 9. u này ã t Bery bên trên Magiê nhóm 2, mà tính cht ca chúng có phn ging Magiê hn là v trí nm trên Nit. Trong tt c các nguyên tã bit Mendeleev nhn thy rng 17 nguyên t phi c xp vào v trí mi chúng c xác nh mt cách cht ch v trng lng nguyên t có th bit c tính cht ca chúng có liên quan n tính cht ca nhng nguyên t khác. Nhng thay i này ã xác nhn rng ã có nhng sai sót trong vic qui c trng ng nguyên t ca môt s nguyên t (trng lng nguyên tã c tính toán t trng lng qui c, trng lng ca mt nguyên tc qui c cho mt trng lng chun nào ó). Tuy nhiên, sau khi ã công vic chnh sa ã c tin hành bi vic xác nh li khi lng nguyên t, t s nguyên t vn cn phi c a ra khi s sp xp theo khi lng nguyên t ca chúng. nhng khong trng xut hin trong bng ca Mendeleev, ông ã doán s tn ti và tính cht a nhng nguyên t cha bit mà ông gi là eka-aluminium, eke-bo, và eka- Silic. Nhng nguyê nh Gali, Scandi, và Germani ã c tìm thy sau này, nhng li tng i phù hp vi nhng oán ca Mendeleev. Hn th na Bng HTTH ca Mendeleev ã c xut bn trc bng ca Meyer, bng ca Mendeleev mang tính d oán tng quát hn v nhng nguyên t ã b trng trong bng HTTH. Mendeleev ã doán tt c là 10 nguyên t mi, trong ó có 7 nguyên tã c tìm ra còn ba nguyên t có trng lng nguyên t là 45, 146 và 175 không tn ti. Ông ta ng ã sai trong vic ngh rng các cp nguyên t nh: Agon- Kali, Coban-Nicken và Tuli-iod nên thay i v trí cho nhau vì trng lng ngyên t không chính xác. Mc dù nhng nguyên t này không cn phi thay i theo mi liên quan rng s tun hoàn là mt hàm ca trng lng nguyên t. khám phá ra các khí tr m 1895 Lord Rayleigh báo cáo v s khám phá ra nhng nguyên t di dng khí c t tên là Agon và ã c chng minh rng nó tr v mt hóa hc. Nguyên t mi này không phù hp vi nhng nhóm tun hoàn ã bit. Nm 1898 William Ramsey ngh rng nên t Agon vào bng HTTH gia Clo và Kali trong cùng mt h vi Heli, mc dù s tht thì Agon ã có trng lng nguyên t ln hn Kali. Nhóm này c gi là nhóm zero do các nguyên t u có hóa tr 0. Ramsey ã doán chính xác v s tìm ra và tính cht ca neon. u trúc nguyên t và bng h thng tun hoàn c dù bng HTTH ca Mendeleev ã th hin c tình tun hoàn t nhiên ca các nguyên t, nó còn mng cho s khám phá ca các nhà khoa hc trong th k 20 có th gii thích ti sao nhng tính cht ca các nguyên t li lp li mt cách tun hoàn. Nm 1911 Ernest Rutherford xut n nhng nghiên cu v s phân tán ca các ht anpha bi nhân nguyên t nng ã a n s xác Lch s phát trin ca bng h thng tun hoàn Trang4 nh vn tích nguyên t. Ông ã trình bày n tích nguyên t trên mt ht nhân là t l thun i trng lng nguyên t ca nguyên t. Cng vào nm 1911, A.van de Broek trong hai bài báo a mình ã ngh rng trng lng nguyên t ca mt nguyên t xp x bng vi n tích trên t nguyên t. n tích này, sau ó c gi là s nguyên t, có th dùng ánh s các nguyên trong bng HTTH. Vào 1913, Henry Moseley báo cáo kt quo lng ca ông ta v dài sóng nhng ng ph ca tia X ca mt s nguyên t cho thy rng trt t ca phát x tia X ca các nguyên t ã trùng khp vi trt t ca s nguyên t ca các nguyên t. Vi s khám phá v các ng v ca các nguyên t rõ ràng là trng lng nguyên t không óng vai trò quan trng trong nh lut tun hoàn nh ca Mendeleev, Meyer và các nhà khoa hc khác ã ngh tính cht a các nguyên t bin i tun hoàn vi s nguyên t. Vn t ra ây là ti sao tn ti nh lut tun hoàn nh các nhà khoa hc ã phát trin s hiu bit v cu trúc n t, bt u là nhng nghiên cu ca Niel Borh v s sp xp các electron trong các lp v và qua nhng khám phá ca G.N. Lewis v liên kt gia các cp electron. ng h thng tun hoàn hin i Nhng thay i ch yu và sau ht ca bng HTTH là nhng nghiên cu ca Glenn Seaborg vào gia th k 20 vi khám phá ca ông v nguyên t plutonium vào nm 1940, ông ã tìm ra tt c các nguyên t có s nguyên t cao hn uranium ó là các nguyên t có s nguyên t t 94 n 102. Ông ã sp xp li bng HTTH bng vic t các nguyên t thuc h Actini bên di các nguyên t t him. Nm 1951, Seaborg ã nhn c gii thng Nobel v hóa hc cho công trình ca ông. Nguyên t th 106 ã c t tên Seaborgium tng nhn Seaborg. . Lch s phát trin ca bng h thng tun hoàn Trang1 TÓM TT LCH S PHÁT TRIN CA BNG H THNG TUN HOÀN (The Young Vietnamese Chemistry Specialists) c. mt cách kiên nhn và th là bng HTTH c hình thành. T bng này, Mendeleev phát trin phát biu ca ông vnh lut tun hoàn và cho xut bn thành qu ca mình nm 1869 vi ta “S liên quan. cách tun hoàn. Nm 1911 Ernest Rutherford xut n nhng nghiên cu v s phân tán ca các ht anpha bi nhân nguyên t nng ã a n s xác Lch s phát trin ca bng h thng tun hoàn Trang4 nh