Տարրերի պարբերական համակարգը

ՏԱՐՐԵՐԻ ՊԱՐԲԵՐԱԿԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԸ

Պատմական ակնարկ

Առօրյա կյանքում մեզ հանդիպող մարմինները թվում են հոծ: Այնինչ ժամանակակից գիտությանը հավաստիորեն հայտնի է, որ ցանկացած նյութ ունի ընդհատ կառուցվածք, այսինքն՝ բաղկացած է փոքրագույն մասնիկներից՝ ատոմներից և մոլեկուլներից: Այդ տեսանկյունից տիեզերագնացության և միջուկային էներգիայի դարում ապրող ժամանակակից անգիտակ մարդկանց զավեշտական և անտրամաբանական են թվում հին աշխարհի փիլիսոփաների՝ նյութի կառույցի վերաբերյալ պատկերացումները. ըստ Թալեսի՝ մատերիայի հիմքը ջուրն է, ըստ Անաքսիմանդրի՝ օդը, ըստ Հերակլիտի՝ կրակը: Հետագայում Արիստոտելն ընդհանրացրեց այդ գաղափարները և եզրակացրեց, որ բնության մեջ առկա է մեկ նյութ միայն, այսինքն` բոլոր մարմինները բաղկացած են նույն նյութից, որը, սակայն, կարող է օժտված լինել տարբեր հատկություններով՝ սառնությամբ, ջերմությամբ, խոնավությամբ և չորությամբ: Գրեթե երկու հազարամյակ գիտական աշխարհում իշխում էր Արիստոտելի ուսմունքը, որի համաձայն՝ բոլոր նյութերը անվերապահորեն կարող են փոխակերպվել իրար: Առաջնորդվելով այդ ուսմունքով՝ բյուրավոր ալքիմիկոսներ օր ու գիշեր փնտրում էին այն կախարդական քարը, որի միջոցով հնարավոր կլիներ սովորական նյութերը վերածել ազնիվ մետաղների: Այնուամենայնիվ, վերոհիշյալ պարզունակ պատկերացումները խթանեցին գիտության առաջընթացը, քանի որ սաղմնային ձևով գաղափարներ էին պարունակում նյութի բարդ կառուցվածքի վերաբերյալ, իսկ կախարդական քարի փնտրտուքի ընթացքում հայտնաբերվեցին ժամանակակից գիտության հիմնաքարերը հանդիսացող շատ օրենքներ: Նյութի դիսկրետ կառուցվածքի վերաբերյալ առաջին հիշատակումը պատկանում է հին հույն փիլիսոփա Դեմոկրիտին: Նրա կողմից է գիտության մեջ շրջանառության դրվել ներկայումս ևս կիրառվող «ատոմ» (հունարեն՝ անբաժանելի) տերմինը: Նա պնդում էր, որ բոլոր նյութերը բաղկացած են փոքրագույն, անտեսանելի մասնիկներից՝ ատոմներից: Սակայն Արիստոտելի հեղինակությունը շատ մեծ էր գիտական աշխարհում, ուստի նրա ուսմունքը իշխում է ընդհուպ մինչև 17-րդ դարի կեսերը, երբ ֆրանսիացի գիտնական Հասենդին համարձակորեն ժխտեց նրա տեսությունը և դարձյալ շրջանառության մեջ դրեց «ատոմ» հասկացությունը: Ի դեպ, հենց Հասենդին է «մոլեկուլ» (լատինական molec - զանգված բառից) տերմինի հեղինակը: Մոլեկուլները համարվում էին տարբեր ատոմներից բաղկացած գոյակցություններ, որոնցից առաջանում են զանազան նյութեր: Սակայն Հասենդին ևս չէր ձերբազատվել Արիստոտելի ազդեցությունից և ընդունում էր նրա ոչ նյութական տարրերի գոյությունը: Առաջին անգամ «տարր» հասկացությունը գործածվել է Հին Հունաստանում մեր թվարկությունից հինգ դար առաջ: Սակայն հույները «տարրեր» համարում էին հողը, ջուրը, օդը և կրակը, այլ ոչ թե ժամանակակից քիմիայում ընդունված տարրերը: Միջին դարերում արդեն հայտնի էին տասը տարրեր՝ ոսկին, արծաթը, պղինձը, երկաթը, կապարը, սնդիկը, արճիճը, ծծումբը, ածխածինը և սուրման: Գիտության առաջընթացի հետ սկսեցին զարգանալ նյութի կառույցի վերաբերյալ պատկերացումները, և 19-րդ դարի կեսերին քիմիական տեղեկագրերում նկարագրվում էին ավելի քան 50 չտարրալուծվող նյութեր: Չհայտնաբերված տարրերի հայտնագործման գիտական փնտրտուքներին նպաստեց Մենդելեևի կողմից քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի հայտնագործումը: Այն ուղեցույց էր դեռևս չհայտնաբերված տարրերի հայտնաբերման համար: 20-րդ դարի սկզբում հայտնաբերված էին բնության մեջ հայտնի գրեթե բոլոր տարրերը: Ըստ ժամանակակից սահմանման` Քիմիական տարր անվանվում է միջուկի միևնույն լիցքն ունեցող ատոմների համախումբը: Ատոմը քիմիական տարրի նվազագույն կայուն մասնիկն է, որը քիմիական եղանակներով հնարավոր չէ բաժանել: Որևէ տարրի ատոմը տվյալ տարրի քիմիական հատկությունների կրողն է: Ըստ Մենդելեևի սահմանման` Քիմիական տարրերը պարզ կամ բարդ մարմինների այն նյութական բաղադրիչներն են, որոնք նրանց օժտում են որոշակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով: Նյութի կառուցվածքի ուսմունքի զարգացումը հնարավորություն ընձեռեց գիտնականներին ճշտելու Մենդելեևի պարբերական համակարգում քիմիական տարրերի դասավորման սկզբունքը: Պարզվեց, որ պարբերական համակարգում տարրերը դասավորված են ոչ թե ըստ ատոմային զանգվածների աճի, ինչպես ենթադրում էր Մենդելեևը, այլ ըստ միջուկի լիցքի աճի կամ, որ նույնն է, չեզոք ատոմում պարունակվող էլեկտրոնների թվի աճի հաջորդականության: Այսինքն՝ տարրի կարգաթիվը պարբերական համակարգում հավասար է նրա միջուկի լիցքին: Տարրերի ատոմների հատկությունները պայմանավորված են նրանց արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում պարունակվող էլեկտրոնների թվով, ուստի արտաքին թաղանթի նույն կառուցվածքն ունեցող տարրերը պատկանում են պարբերական համակարգի միևնույն խմբին: Դրանով է պայմանավորված պարբերական համակարգի նույն խմբի տարրերի հատկությունների նմանությունը: Փակ արտաքին էլեկտրոնային թաղանթ ունեցող տարրերն իներտ գազեր են: