ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выявление Д. И. Менделеевым всеобщей взаимосвязи между элементами. Открытие им периодического закона из "Избранные главы общей химии 1956" Первый шаг в работе Менделеева по созданию системы элементов и заключался в том, что он расположил все известные ему в то время элементы (числом 63) в непрерывный вертикальный ряд по возрастанию их атомного веса и, проанализировав этот ряд, подметил, что в нем наблюдается явственная повторяемость свойств элементов через определенные неодинаковые интервалы. [c.36] Второй шаг в работе Менделеева заключался в том, что он разделил свой непрерывный вертикальный ряд карточек элементов на отрезки неодинаковой длины и сопоставил эти отрезки друг с другом с таким расчетом, чтобы карточки элементов с аналогичными свойствами располагались на одной и той же горизонтали. [c.36] Рассмотрим подробнее конструкцию первого варианта менделеевской системы элементов (табл. IV). [c.37] Анализируя получившееся расположение элементов, Менделеев заметил, что по вертикалям его системы, в которых расположены элементы самого различного характера (металлы, неметаллы, элементы с промежуточными свойствами), атомные веса возрастают сверху вниз, как правило, малыми,более или менее равномерными скачками. Очевидно, именно такова закономерность изменения атомных весов элементов при постепенном переходе от одного полюса свойств их (металличность) до другого (неметалличность), делает вывод Менделеев. По горизонталям же системы Менделеева атомные веса слева направо увеличиваются резкими, все возрастающими скачками. Очевидно, именно такова закономерность изменения атомных весов в любом ряду сходных элементов, снова заключает Менделеев. Эти закономерности выражают, разумеется, неизвестный еще общий закон, по которому развивается материя. И Менделеев, поняв, что это действительно закономерности, сейчас же использует их для неожиданно смелых выводов. [c.38] Дело в том, что в первом варианте таблицы получилось четыре пробела (на таблице IV они обведены рамкой). Не хватало четырех элементов, которые могли бы удовлетворять обеим отмеченным закономерностям в изменении атомных весов с одной стороны, и в то же время быть один — аналогом бора (В) и алюминия (А1) (9-й сверху горизонтальный ряд), другой — аналогом углерода (С) и кремния (51) (10-й сверху ряд) третий — аналогом титана (Т1) и циркония (2г) (1-й сверху ряд) четвертый — аналогом церия (Се) (16-й сверху ряд). Отсутствие этих элементов, очевидно, следовало считать нарушением отмеченных закономерностей, отступлением от единого плана построения материи, в который Менделеев, как стихийный материалист, твердо верил. [c.38] Этими четырьмя предсказанными Менделеевым ка основе первого варианта его системы элементами являются галлий (ат. вес 68), германий (ат. вес—70), гафний (ат. вес— 180) и скандий (ат. вес —45). [c.39] Сказанное ясно показывает, насколько глубже, диалек-тичнее и смелее подходил Менделеев к вопросу систематизации элементов, чем его предшественники, в частности Л. Мейер. По Менделееву, все элементы, а не только элементы-аналоги, связаны между собой теми или иными закономерностями, как звенья развития единой материи Поэтому уже первый вариант Менделеева — это не т а б-л и ц а разрозненных групп, ничем несвязанных друг с другом это единая стройная система, отражающая собой закон развития материи, всеобщую взаимосвязь элементов. [c.39] Если в первом варианте менделеевской системы мы имели следующую цепь логического и конструктивного усложнения отдельный элемент — ряд сходных элементов — совокупность рядов, то есть вся система в целом,— то во втором варианте, несомненно, более совершенном, мы уже имеем отдельный элемент — ряд сходных элементов — группа — вся система в целом. Ныне ряды сходных элементов называют иначе — подгруппами следует заметить, что Менделеев только вступил на путь создания этого важного понятия, сдвигая элементы в пределах группы — одни (нечетных рядов) вправо, другие (четных рядов) влево довести этот путь до конца он не смог. [c.41] Второй вариант дал возможность Менделееву 1) предсказать 12 элементов скандий (5с), галлий (Оа), германий (Ое), технеций (Тс), рений (Не), гафний (НГ), полоний (Ро), астатин (А1), франций (Рг), радий (На), актиний (Ас), протактиний (Ра) кроме того, лантаниды и заурановые элементы. 2) Для 10 элементов изменить принятые в то время атомные веса и соответственно валентность по кислороду в 1,5—2 раза, что казалось тогда почти кощунством. Это элементы бериллий (Ве), индий (1п), ванадий (V), торий (ТЬ), уран (и), лантан (Ьа), церий (Се) и три других лантанида. 3) Исправить атомные веса у 10 элементов. 4) Восемь элементов разместить в системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими. [c.41] В 1871 г. Менделеев сформулировал открытый им п е-риодический закон Свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов . [c.42] Убежденный в том, что им вскрыта научная правда в строении материи, Менделеев решается на невиданный в истории химии шаг. Бросая вызов ученому миру, он не только предсказывает существование ряда новых элементов, но для трех из них (галлия, скандия и германия, названных им соответственно экаалюминием,экабором и экаси-лицием) описывает в виде примера с потрясающей точностью не только их свойства и свойства их соединений, но даже и методы, которыми они могут быть открыты ( ). Он пишет Решаюсь предсказать свойства неизвестных элементов и их соединений для того, чтобы самому увериться и других химиков заставить уверовать в справедливость моих рассуждений, лежащих в основе построения системы . [c.43] Ниже сопоставлены предсказанные Менделеевым и найденные свойства экасилиция (германия). [c.43] Свою глубокую веру в справедливость и бессмертие открытого им закона Менделеев подтвердил следующими пророческими словами Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а обещаются только надстройка и развитие . Следует заметить, что Менделеев был сам поражен глубиной открытого им закона и необъятностью всех тех закономерностей, которые находят в нем свое выражение. (О многих закономерностях, о тесной связи периодической системы со строением атома, о полном отражении ею этой связи Менделеев, к сожалению, не знал.) Вместе с тем он сознавал, что формулировка его закона имеет лишь характер констатации факта, но не объяснения его что этот закон как бы извне налагается на химические элементы, а не вытекает логически из строения их атомов, тайну которого науке еще предстояло открыть. Отсюда и его вера в то, что этот закон будет рано или поздно объяснен и развит. [c.44] Как же отнесся к статье Менделеева о периодическом законе (опубликованной в немецком химическом журнале в 1872 г.) ученый мир Запада Сделанный Менделеевым вызов был расценен вначале как мальчишеская дерзость и встречен, по словам чешского химика Болеслава Бра-унера, холодным заговором молчания. Эта великая идея оставалась без внимания потому, что принадлежала русскому химику , — с горечью констатирует Браунер. [c.44] Задетый за живое не то дерзостью, не то недоверием к его работе со стороны русского ученого, Лекок-де-Буабодран проделывает новые определения с тщательно очищенным на этот раз образцом галлия удельный вес — 5,96 Можно было бы не добавлять, что после этого французский ученый поспешил ознакомиться с вышеназванной статьей Менделеева. Я думаю, нет надобности настаивать на огромном значении подтверждения теоретических выводов г. Менделеева ,— писал французский ученый об этом небывалом в истории химии казусе. [c.45] В 1879 г. шведский ученый Ларе Нильсон открыл новый элемент скандий, а в 1886 г. немецкий ученый Винклер — элемент германий. Блестящее совпадение свойств всех трех названных элементов со свойствами, предсказанными Менделеевым для этих же элементов, но названных им иначе, заставило ученый мир Запада отнестись с должным уважением к творению великого русского химика. Так, Нильсон, открыв скандий, пишет Нет никакого сомнения, что в скандии открыт экабор. Так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика . [c.45] Винклер, убедившись, что открытый им германий является не чем иным, как менделеевским экасилицием, пи щет Вряд ли может существовать более яркое доказательство справедливости учения о периодичности элементов, чем открытие до сих пор гипотетического экасилиция оно составляет, конечно, более чем простое подтверждение смелой теории — оно знаменует собою выдающееся расширение химического поля зрения, гигантский шаг в области познания . [c.45] Интересно отметить, что Рамзай, открыв аргон и гелий и чувствуя, что открытие инертных элементов на этом не закончилось (такие элементы можно было предполагать между каждым типичным неметаллом и следующим за ним типичным металлом, в частности — между фтором и натрием), попытался описать (как сам рассказывал об этом) по примеру учителя нашего Менделеева, поскольку возможно было, ожидаемые свойства и предполагаемые отношения газообразного элемента, который должен был бы заполнить пробел между гелием и аргоном (то есть неона). [c.47] Естественно, что открытие инертных газов, предвиденных Менделеевым и Морозовым (каждым из них по-своему), не только не поколебало периодическую систему (как это пытались изобразить некоторые иностранные ученые), а, наоборот, логически развило ее и дополнило элементами, заканчивающими периоды и занимающими в системе промежуточное, нейтральное место между типичными неметаллами и типичными металлами. Это открытие явилось очередным триумфом русской химической науки, триумфом Менделеева и Морозова. [c.47] Вернуться к основной статье