ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงกลางศตวรรษที่ 18 วิทยาศาสตร์ถูกครอบงำโดยแนวคิดที่ว่าอะตอมเป็นอนุภาคของสสารที่ไม่สามารถแบ่งออกได้ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เช่นเดียวกับนักธรรมชาติวิทยา ดี. ดาลตัน ได้นิยามอะตอมว่าเป็นองค์ประกอบที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทางเคมี M. V. Lomonosov ในทฤษฎีอะตอมและโมเลกุลของเขาสามารถกำหนดอะตอมและโมเลกุลได้ เขามั่นใจว่าโมเลกุลซึ่งเขาเรียกว่า "คอร์ปัสเคิล" นั้นประกอบด้วย "องค์ประกอบ" - อะตอม - และเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง
D. I. Mendeleev เชื่อว่าหน่วยย่อยของสารที่ประกอบขึ้นเป็นโลกแห่งวัสดุยังคงคุณสมบัติทั้งหมดของมันไว้ได้ก็ต่อเมื่อไม่ได้ถูกแยกออก ในบทความนี้ เราจะนิยามอะตอมว่าเป็นวัตถุของไมโครเวิลด์และศึกษาคุณสมบัติของอะตอม
ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้างทฤษฎีโครงสร้างของอะตอม
ในศตวรรษที่ 19 คำกล่าวเกี่ยวกับความแยกไม่ได้ของอะตอมเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าอนุภาคขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งไม่ว่าในกรณีใด ๆ สามารถกลายเป็นอะตอมขององค์ประกอบอื่นได้ แนวคิดเหล่านี้เป็นพื้นฐานของคำจำกัดความของอะตอมจนถึงปี พ.ศ. 2475 ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 วิทยาศาสตร์ได้สร้างขึ้นการค้นพบพื้นฐานที่เปลี่ยนมุมมองนี้ อย่างแรกเลย ในปี 1897 เจ. เจ. ทอมสัน นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษได้ค้นพบอิเล็กตรอน ข้อเท็จจริงนี้เปลี่ยนความคิดของนักวิทยาศาสตร์อย่างสิ้นเชิงเกี่ยวกับการแยกตัวไม่ออกขององค์ประกอบทางเคมี
วิธีพิสูจน์ว่าอะตอมนั้นซับซ้อน
ก่อนการค้นพบอิเล็กตรอน นักวิทยาศาสตร์ก็เห็นด้วยอย่างเป็นเอกฉันท์ว่าอะตอมไม่มีประจุ จากนั้นจึงพบว่าอิเล็กตรอนหลุดออกจากองค์ประกอบทางเคมีได้ง่าย พวกมันถูกพบในเปลวไฟ พวกมันเป็นพาหะของกระแสไฟฟ้า พวกมันถูกปล่อยออกมาจากสารในระหว่างการเอ็กซ์เรย์
แต่ถ้าอิเล็กตรอนเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้นและมีประจุเป็นลบ ก็ย่อมมีอนุภาคอื่นๆ ในอะตอมที่จำเป็นต้องมีประจุบวก มิฉะนั้น อะตอมจะไม่เป็นกลางทางไฟฟ้า เพื่อช่วยคลี่คลายโครงสร้างของอะตอมจึงช่วยปรากฏการณ์ทางกายภาพเช่นกัมมันตภาพรังสี มันให้คำจำกัดความที่ถูกต้องของอะตอมในวิชาฟิสิกส์และเคมี
รังสีที่มองไม่เห็น
นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส A. Becquerel เป็นคนแรกที่อธิบายปรากฏการณ์การปลดปล่อยโดยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีบางชนิด รังสีที่มองไม่เห็นทางสายตา พวกมันแตกตัวเป็นไอออนในอากาศ ผ่านสาร ทำให้เกิดการดำคล้ำของแผ่นภาพถ่าย ต่อมา Curies และ E. Rutherford พบว่าสารกัมมันตภาพรังสีจะถูกแปลงเป็นอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ (เช่น ยูเรเนียมเป็นเนปทูเนียม)
รังสีกัมมันตภาพรังสีมีองค์ประกอบไม่เท่ากัน: อนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา รังสีแกมมา ดังนั้นดังนั้นปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีจึงยืนยันว่าอนุภาคของธาตุในตารางธาตุมีโครงสร้างที่ซับซ้อน ความจริงข้อนี้เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงคำจำกัดความของอะตอม อะตอมประกอบด้วยอนุภาคใดบ้าง เมื่อพิจารณาข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ใหม่ที่ได้รับจากรัทเทอร์ฟอร์ด คำตอบสำหรับคำถามนี้คือแบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอมที่นักวิทยาศาสตร์เสนอ โดยอิเล็กตรอนจะหมุนรอบนิวเคลียสที่มีประจุบวก
ความขัดแย้งของโมเดลรัทเธอร์ฟอร์ด
ทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์ถึงแม้จะมีลักษณะที่โดดเด่น แต่ก็ไม่สามารถกำหนดอะตอมได้อย่างเป็นกลาง ข้อสรุปของเธอขัดกับกฎพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ตามที่อิเล็กตรอนทั้งหมดที่หมุนรอบนิวเคลียสสูญเสียพลังงานและไม่ว่าจะต้องตกอยู่ในนั้นไม่ช้าก็เร็ว อะตอมจะถูกทำลายในกรณีนี้ สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นจริง เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีและอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบนั้นมีอยู่ในธรรมชาติเป็นเวลานานมาก คำจำกัดความของอะตอมดังกล่าวซึ่งอิงตามทฤษฎีของรัทเธอร์ฟอร์ดนั้นไม่สามารถอธิบายได้ เช่นเดียวกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อสารร้อนง่าย ๆ ถูกส่งผ่านตะแกรงเลี้ยวเบน ท้ายที่สุดแล้วสเปกตรัมของอะตอมที่ได้จะมีรูปร่างเป็นเส้นตรง สิ่งนี้ขัดแย้งกับแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด ซึ่งสเปกตรัมควรจะต่อเนื่องกัน ตามแนวคิดของกลศาสตร์ควอนตัม ในปัจจุบัน อิเล็กตรอนในนิวเคลียสไม่ได้มีลักษณะเป็นวัตถุแบบชี้ แต่มีรูปทรงของเมฆอิเล็กตรอน
มีความหนาแน่นสูงสุดในบางพื้นที่รอบนิวเคลียสและถือว่าเป็นตำแหน่งของอนุภาค ณ จุดใดเวลาหนึ่ง นอกจากนี้ยังพบว่าอิเล็กตรอนในอะตอมถูกจัดเรียงเป็นชั้นๆ จำนวนชั้นสามารถกำหนดได้โดยการทราบจำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นอยู่ในระบบธาตุของ D. I. Mendeleev ตัวอย่างเช่น อะตอมของฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอน 15 ตัวและมีพลังงาน 3 ระดับ ตัวบ่งชี้ที่กำหนดจำนวนระดับพลังงานเรียกว่าหมายเลขควอนตัมหลัก
จากการทดลองพบว่าอิเล็กตรอนที่มีระดับพลังงานใกล้กับนิวเคลียสมากที่สุดมีพลังงานต่ำที่สุด เปลือกพลังงานแต่ละอันถูกแบ่งออกเป็นระดับย่อย และในทางกลับกัน พวกมันก็กลายเป็นออร์บิทัล อิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรต่างกันจะมีรูปทรงเมฆเหมือนกัน (s, p, d, f)
จากที่กล่าวมาข้างต้น รูปร่างของเมฆอิเล็กตรอนไม่สามารถกำหนดได้ตามใจชอบ มีการกำหนดอย่างเคร่งครัดตามหมายเลขควอนตัมของวงโคจร นอกจากนี้เรายังเพิ่มว่าสถานะของอิเล็กตรอนในอนุภาคขนาดใหญ่นั้นถูกกำหนดโดยค่าอีกสองค่า - ตัวเลขแม่เหล็กและสปินควอนตัม ข้อแรกอิงจากสมการชโรดิงเงอร์และกำหนดลักษณะการวางแนวเชิงพื้นที่ของเมฆอิเล็กตรอนตามลักษณะสามมิติของโลกของเรา ตัวบ่งชี้ที่สองคือหมายเลขการหมุน ใช้เพื่อกำหนดการหมุนของอิเล็กตรอนรอบแกนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา
การค้นพบนิวตรอน
ขอบคุณงานของ D. Chadwick ซึ่งเขาทำในปี 1932 ได้ให้คำจำกัดความใหม่ของอะตอมในวิชาเคมีและฟิสิกส์ ในการทดลองของเขา นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ว่าในระหว่างการแยกตัวของพอโลเนียม รังสีเกิดขึ้นซึ่งเกิดจากอนุภาคที่ไม่มีประจุ มีมวล 1.008665 อนุภาคมูลฐานชนิดใหม่เรียกว่านิวตรอน การค้นพบและการศึกษาคุณสมบัติของมันทำให้นักวิทยาศาสตร์โซเวียต V. Gapon และ D. Ivanenko สร้างทฤษฎีใหม่ของโครงสร้างของนิวเคลียสอะตอมที่มีโปรตอนและนิวตรอน
ตามทฤษฎีใหม่ คำจำกัดความของอะตอมของสสารมีดังนี้: เป็นหน่วยโครงสร้างขององค์ประกอบทางเคมี ซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบๆ จำนวนอนุภาคบวกในนิวเคลียสจะเท่ากับเลขอะตอมของธาตุเคมีในระบบธาตุเสมอ
ต่อมา ศาสตราจารย์ A. Zhdanov ยืนยันในการทดลองของเขาว่าภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิกแบบแข็ง นิวเคลียสของอะตอมจะแยกออกเป็นโปรตอนและนิวตรอน นอกจากนี้ยังได้รับการพิสูจน์ว่าแรงที่ยึดอนุภาคมูลฐานเหล่านี้ไว้ในนิวเคลียสนั้นมีพลังงานเข้มข้นมาก พวกมันทำงานเป็นระยะทางสั้นมาก (ประมาณ 10-23 ซม.) และถูกเรียกว่านิวเคลียร์ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ แม้แต่ M. V. Lomonosov ก็สามารถให้คำจำกัดความของอะตอมและโมเลกุลตามข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ที่เขารู้จัก
ในปัจจุบัน โมเดลต่อไปนี้เป็นที่รู้จักโดยทั่วไป: อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ตามวิถีที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด - ออร์บิทัล อิเล็กตรอนแสดงคุณสมบัติของอนุภาคและคลื่นพร้อมกัน กล่าวคือ มีลักษณะเป็นคู่ มวลเกือบทั้งหมดของมันกระจุกตัวอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนที่จับกันด้วยแรงนิวเคลียร์
ชั่งน้ำหนักอะตอมได้ไหม
ปรากฎว่าทุกอะตอมมีมวล. ตัวอย่างเช่น สำหรับไฮโดรเจน มันคือ 1.67x10-24g เป็นการยากที่จะจินตนาการว่าค่านี้มีขนาดเล็กเพียงใด ในการหาน้ำหนักของวัตถุดังกล่าว พวกมันไม่ได้ใช้เครื่องชั่งน้ำหนัก แต่เป็นออสซิลเลเตอร์ซึ่งเป็นท่อนาโนคาร์บอน ในการคำนวณน้ำหนักของอะตอมและโมเลกุล ค่าที่สะดวกกว่าคือมวลสัมพัทธ์ มันแสดงให้เห็นว่าน้ำหนักของโมเลกุลหรืออะตอมมากกว่า 1/12 ของอะตอมคาร์บอนเป็นจำนวนเท่าใด ซึ่งเท่ากับ 1.66x10-27 กก. มวลอะตอมสัมพัทธ์จะได้รับในระบบธาตุเคมีเป็นระยะ และไม่มีหน่วย
นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่ามวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีคือค่าเฉลี่ยของเลขมวลของไอโซโทปทั้งหมดของมัน ปรากฎว่าโดยธรรมชาติแล้ว หน่วยขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งชนิดสามารถมีมวลต่างกันได้ ในเวลาเดียวกัน ประจุของนิวเคลียสของอนุภาคโครงสร้างดังกล่าวก็เหมือนกัน
นักวิทยาศาสตร์พบว่าไอโซโทปมีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสต่างกัน และมีประจุของนิวเคลียสเท่ากัน ตัวอย่างเช่น อะตอมของคลอรีนที่มีมวล 35 ประกอบด้วย 18 นิวตรอนและ 17 โปรตอน และมีมวล 37 - 20 นิวตรอนและ 17 โปรตอน องค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดเป็นส่วนผสมของไอโซโทป ตัวอย่างเช่น สารง่ายๆ เช่น โพแทสเซียม อาร์กอน ออกซิเจน มีอะตอมที่เป็นตัวแทนของไอโซโทป 3 แบบ
นิยามอะตอมมิก
มีการตีความหลายอย่าง พิจารณาว่าคำศัพท์นี้มีความหมายอย่างไรในวิชาเคมี หากอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีใด ๆ สามารถแยกออกจากกันได้อย่างน้อยในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยไม่ต้องพยายามสร้างอนุภาคที่ซับซ้อนมากขึ้น - โมเลกุลก็บอกว่าสารดังกล่าวมีโครงสร้างอะตอม ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาคลอรีนมีเทนแบบหลายขั้นตอน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมีของการสังเคราะห์สารอินทรีย์เพื่อให้ได้อนุพันธ์ที่มีฮาโลเจนที่สำคัญที่สุด ได้แก่ ไดคลอโรมีเทน คาร์บอนเตตระคลอไรด์ มันแยกโมเลกุลคลอรีนออกเป็นอะตอมที่มีปฏิกิริยาสูง พวกเขาทำลายพันธะซิกมาในโมเลกุลมีเทนทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ทดแทน
อีกตัวอย่างหนึ่งของกระบวนการทางเคมีที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมคือการใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นยาฆ่าเชื้อและสารฟอกขาว การหาปริมาณออกซิเจนอะตอมมิกเป็นผลจากการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เกิดขึ้นทั้งในเซลล์ที่มีชีวิต (ภายใต้การกระทำของเอนไซม์คาตาเลส) และในห้องปฏิบัติการ ออกซิเจนปรมาณูถูกกำหนดในเชิงคุณภาพโดยคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่สูง เช่นเดียวกับความสามารถในการทำลายสารก่อโรค: แบคทีเรีย เชื้อรา และสปอร์ของพวกมัน
เปลือกอะตอมทำงานอย่างไร
เราพบก่อนหน้านี้แล้วว่าหน่วยโครงสร้างขององค์ประกอบทางเคมีมีโครงสร้างที่ซับซ้อน อิเล็กตรอนหมุนรอบนิวเคลียสที่มีประจุบวก Niels Bohr ผู้ชนะรางวัลโนเบลซึ่งอิงตามทฤษฎีควอนตัมของแสง ได้สร้างหลักคำสอนของเขาขึ้น ซึ่งลักษณะและคำจำกัดความของอะตอมมีดังนี้: อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสตามวิถีการเคลื่อนที่บางอย่างเท่านั้น ในขณะที่พวกมันไม่แผ่พลังงานออกมา หลักคำสอนของบอร์พิสูจน์ว่าอนุภาคของพิภพเล็กซึ่งรวมถึงอะตอมและโมเลกุลไม่ปฏิบัติตามกฎหมายที่ยุติธรรมสำหรับวัตถุขนาดใหญ่ - วัตถุมหภาค
โครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนของอนุภาคขนาดใหญ่ได้รับการศึกษาในงานฟิสิกส์ควอนตัมโดยนักวิทยาศาสตร์เช่น Hund, Pauli, Klechkovsky ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีว่าอิเล็กตรอนทำการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบนิวเคลียสไม่ใช่แบบสุ่ม แต่ไปตามวิถีการเคลื่อนที่บางอย่าง Pauli พบว่าภายในระดับพลังงานหนึ่งระดับในแต่ละออร์บิทัล s, p, d, f อนุภาคที่มีประจุลบไม่เกินสองตัวที่มีสปินตรงข้าม + ½ และ - ½ สามารถพบได้ในเซลล์อิเล็กทรอนิกส์
กฎของ Hund อธิบายว่าออร์บิทัลที่มีระดับพลังงานเท่ากันนั้นเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนอย่างถูกต้องอย่างไร
กฎของเคลชคอฟสกีหรือที่เรียกว่ากฎ n+l อธิบายว่าออร์บิทัลของอะตอมหลายอิเล็กตรอน (ธาตุ 5, 6, 7 คาบ) ถูกเติมอย่างไร รูปแบบทั้งหมดข้างต้นเป็นเหตุผลทางทฤษฎีสำหรับระบบองค์ประกอบทางเคมีที่สร้างโดย Dmitry Mendeleev
สถานะออกซิเดชัน
มันเป็นแนวคิดพื้นฐานในวิชาเคมีและแสดงลักษณะของอะตอมในโมเลกุล คำจำกัดความสมัยใหม่ของสถานะออกซิเดชันของอะตอมมีดังนี้: นี่คือประจุตามเงื่อนไขของอะตอมในโมเลกุล ซึ่งคำนวณจากแนวคิดที่ว่าโมเลกุลมีเพียงองค์ประกอบไอออนิก
ระดับของการเกิดออกซิเดชันสามารถแสดงเป็นจำนวนเต็มหรือเศษส่วน โดยมีค่าบวก ค่าลบ หรือศูนย์ บ่อยครั้งที่อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีมีสถานะออกซิเดชันหลายประการ ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนมี -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5 แต่องค์ประกอบทางเคมีเช่นฟลูออรีนในทั้งหมดนั้นสารประกอบมีสถานะออกซิเดชันเพียงสถานะเดียว เท่ากับ -1 หากแสดงด้วยสารธรรมดา สถานะออกซิเดชันของมันจะเป็นศูนย์ ปริมาณสารเคมีนี้สะดวกต่อการใช้งานสำหรับการจำแนกสารและเพื่ออธิบายคุณสมบัติของสาร ส่วนใหญ่มักจะใช้สถานะออกซิเดชันของอะตอมในวิชาเคมีเมื่อรวบรวมสมการสำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์
คุณสมบัติของอะตอม
ขอบคุณการค้นพบฟิสิกส์ควอนตัม คำจำกัดความสมัยใหม่ของอะตอมตามทฤษฎีของ D. Ivanenko และ E. Gapon เสริมด้วยข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ต่อไปนี้ โครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอมไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยาเคมี เฉพาะออร์บิทัลอิเล็กตรอนที่อยู่กับที่เท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ โครงสร้างสามารถอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารได้มากมาย หากอิเล็กตรอนออกจากวงโคจรนิ่งและไปยังวงโคจรที่มีดัชนีพลังงานสูงกว่า อะตอมดังกล่าวจะเรียกว่าตื่นเต้น
ควรสังเกตว่าอิเล็กตรอนไม่สามารถอยู่ในวงโคจรที่ผิดปกติเช่นนี้เป็นเวลานาน เมื่อกลับสู่วงโคจรที่อยู่กับที่ อิเล็กตรอนจะปล่อยพลังงานควอนตัมออกมา การศึกษาคุณลักษณะดังกล่าวของหน่วยโครงสร้างขององค์ประกอบทางเคมีเช่นความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนอิเล็กโตรเนกาติวีตี้พลังงานไอออไนเซชันทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่เพียง แต่จะกำหนดอะตอมว่าเป็นอนุภาคที่สำคัญที่สุดของพิภพเล็ก ๆ แต่ยังช่วยให้พวกเขาอธิบายความสามารถของอะตอมในการก่อตัว สถานะโมเลกุลของสสารที่เสถียรและมีพลังมากขึ้น เป็นไปได้เนื่องจากการสร้างพันธะเคมีที่เสถียรประเภทต่างๆ: ไอออนิก โควาเลนต์มีขั้วและไม่มีขั้ว ตัวรับบริจาค (ในรูปของพันธะโควาเลนต์) และโลหะ หลังกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่สำคัญที่สุดของโลหะทั้งหมด
ทดลองแล้วว่าขนาดของอะตอมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ทุกอย่างจะขึ้นอยู่กับโมเลกุลที่มันรวมอยู่ ต้องขอบคุณการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ ทำให้สามารถคำนวณระยะห่างระหว่างอะตอมในสารประกอบเคมีได้ เช่นเดียวกับการหารัศมีของหน่วยโครงสร้างขององค์ประกอบ เมื่อทราบรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงในรัศมีของอะตอมที่รวมอยู่ในคาบหรือกลุ่มขององค์ประกอบทางเคมี จึงสามารถทำนายคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอะตอมได้ ตัวอย่างเช่น ในช่วงเวลาที่มีประจุของนิวเคลียสของอะตอมเพิ่มขึ้น รัศมีของพวกมันจะลดลง (“การบีบอัดของอะตอม”) ดังนั้นคุณสมบัติของโลหะของสารประกอบจึงอ่อนลง และองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะก็เพิ่มขึ้น
ดังนั้น ความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมทำให้เราสามารถกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของธาตุทั้งหมดที่รวมอยู่ในระบบธาตุของเมนเดเลเยฟได้อย่างแม่นยำ