ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы История открытия и утверждения периодического закона из "Неорганическая химия" Менделеев был глубоко убежден в том, что основным свойством каждого элемента является его атомный вес или атомная масса. [c.93] Атомная масса определяет основные свойства каждого элемента. Д. И. Менделеев, работая над созданием курса Основы химии и анализируя в связи с этим большой материал по свойствам элементов, пришел к открытию периодич ского закона. Первый вариант таблицы вместе с краткими комментариями к ней был опубликован Д. И. Менделеевым в феврале 1869 г., а в 1870 г., в первом издании учебника Основы химии , был напечатан второй вариант таблицы элементов, которую называют короткой формой периодической системы элементов (табл. 10). [c.93] В дальнейшем эта система элементов Д. И. Менделеева пополнялась новыми элементами, уточнялись атомные массы. Однако принципы распределения элементов остаются в основном теми же, какими руководствовался Д. И. Менделеев. [c.93] Бериллий по свойствам сходен с алюминием. Поэтому химики считали, что он трехвалентен. Умножая эквивалент на три, находили, что атомная масса его равна 13,9 . Элемент с такой массой должен был бы в периодической системе занять место между неметаллами углеродом и азотом. Но тогда закономерного изменения свойств от металлических к неметаллическим в приведенном выше ряду элементов не наблюдалось бы. Д. И. Менделеев уменьшает принятую для бериллия атомную массу примерно на одну треть, считая ее равной 9,4, и ставит этот элемент между литием и бором. [c.95] Менделеев внес исправления в атомные массы и некоторых других элементов, увеличив или уменьшив их в 1,5 или 2 раза. Например, он увеличил принятую для урана атомную массу в два, а атомные массы индия и церия — в 1,5 раза. История открытия индия и определение его атомной массы представляют большой интерес. Индий был открыт в цинковой руде (1863 г.) при помощи спектрального анализа. При внесении соединений индия в пламя последнее окрашивается в интенсивно синий цвет, напоминающий цвет краски индиго. Отсюда и название этого элемента — индий. Был определен эквивалент индия он оказался равным 37,7. Поскольку индий спутник цинка, то было решено считать, что соединения его изоморфны соединениями цинка, а следовательно, валентность индия равна двум, и тогда атомная масса его равна 75,4 (37,7 2) Приняв, что индий двухвалентный металл, его пришлось бы поместить в таблице элементов на место, занимаемое цинком или стронцием. Но валентность этих элементов к тому времени была установлена. Оба они двухвалентны. Исходя из изложенного и учитывая свойства, Менделеев делает еыеод, что индий трехвалентен. Такое решение вопроса было достоверным, так как цинку в природе сопутствуют и трехналентные элементы. К тому же окись индия сходна с окисью алюминия. Р. Бунзен определил удельную теплоемкость индия она оказалась, по его определению, равной 0,0569 кал. [c.96] При такой удельной теплоемкости атомная теплоемкость индия, если только атомная масса его 75,4, должна равняться пр1бли-зительно 4,3 кал, т. е. примерно на 1/3 меньше нормальной теплоемкости для простых твердых тел. Отсюда, принятую атомную массу для индия 75,4 надо, следовательно, увеличить на 1/3, что и было сделано ранее Д. И. Менделеевым, который, исправив атомную массу этого элемента с 75,4 на 113, поместил его в третью группу. Менделеев исправил атомные массы лишь тогда, когда имеющиеся данные о том или другом элементе давали возможность это сделать, а не просто из желания поместить элемент с меньшей атомной массой впереди элемента с большей атомной массой. Так, он поместил теллур впереди иода, хотя атомная масса первого элемента больше, чем второго. В современной таблице элементов таких отступлений четыре Аг и К, Со и Ni, Те и I, Th и Ра. Это была загадка в периодической системе, и первое ее решение было намечено Б. Брауне-ром В результате ряда исследований Б. Браунер пришел к выводу, что в теллуре есть примесь , более тяжелая, чем сам теллур, трудно отделимая химическими способами от теллура вследствие химического с ним сходства. [c.96] Не меньший интерес представляют и предсказания Д. И. Менделеева о существовании неизвестных еще элементов, сделанные им на основе открытого им периодического закона. [c.97] Уже в первом варианте его таблицы периодической системы элементов оставались свободными три места. Если судить по положению этих мест в таблице Менделеева, неоткрытые элементы должны быть аналогами бора, алюминия и кремния. Д. И. Менделеев не только оставил в своей таблице свободные места для этих элементов, но уже в 1871 г. подробно описал предполагаемые свойства как самих неизвестных элементов, так и некоторых их соединений. [c.97] Ход рассуждений Д. И. Менделеева представляет большой интерес при исследовании свойств того или иного элемента. Например, — пишет Д. И. Менделеев, — селен находится в группе с се-рор 5=32,1 и теллуром Те = 127, а в 5-м ряду пред ним стоит Ав = 75,0 и после него Вг = 80. Отсюда величина атомного веса селена равна 1/4 (32 + 127 + 75 + 80) = 78,5, что близко к действительности, по которой 5е = 79. Так можно определить и другие свойства селена, если бы они не были известны. Например, Аз образует НдАз, Вг дает НВг очевидно, что селен, между ними находящийся, должен образовать НаЗе со свойствами, средними между НдАз и НВг. Самые физические свойства селена и его соединений, не говоря уже об их составе, определяемом группою, могут быть, с большой близостью к действительности, определены по свойствам 8, Те, Аз и Вг. Таким образом, есть возможность предугадать свойства неизвестных еще элементов, особенно тогда, когда он окружен известными . [c.97] В таблице 11 приведены данные о свойствах галлия, как их предвидел Д. И. Менделеев, и установленные для этого элемента экспериментально. [c.98] Заметим, что вначале Л. Буабодран нашел, что удельный вес галлия равен 4,7. После появления его статьи в Докладах Парижской Академии наук Д. И. Менделеев написал ему письмо, в котором указал на ошибочность в определении удельного веса. Л. Буабодран тщательно очищает галлий от натрия, которым он пользовался в качестве восстановителя галлия, и находит, что открытый им элемент действительно имеет удельный вес 5,94. [c.98] В 1879 г. шведский химик Л. Нильсон открыл элемент скандий. В связи с открытием скандия Л. Нильсон писал, что так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика, позволявшие не только предвидеть существование названного простого тела, но и наперед описать его важнейшие свойства. [c.98] Открытие галлия, скандия и германия, а также опытное подтверждение правильности внесенных Д. И. Менделеевым исправлений в атомные массы многих элементов явилось триумфом Д. И. Менделеева и русской науки в целом. В 1871 г. Д. И. Менделеев предсказал существование элементов, названных потом полонием, радием, актинием, протактинием, рением, францием идр., указал, аналогами каких элементов они должны быть и ожидаемые для них атомные массы. Все эти элементы впоследствии были открыты. [c.99] Периодический закон и система элементов Д. И. Менделеева уже в 80-х годах XIX в. получили всеобщее признание, выдержав все испытания, одним из которых для периодической системы было открытие Дж. Рэлеем и В. Рамзаем аргона. Открытие вслед за аргоном гелия показало, что существуют еще элементы, сходные с аргоном. По поводу одного из них, а именно неона, В. Рамзай писал По образцу нашего учителя Менделеева я описал, поскольку возможно было, ожидаемыя свойства и предполагаемыя отношения газообразного элемента, который должен был бы заполнить пробел между гелием и аргоном . Вскоре этот элемент и другие инертные газы были открыты В. Рамзаем и его учениками. [c.99] Нет сомнения, что научный подвиг Ж. Леверрье велик. Однако последний сделал свое открытие, опираясь на всеми признанный закон Ньютона, тогда как Д. И. Менделеев открыл новый закон природы и вывел из него ряд важнейших следствий. [c.99] Вернуться к основной статье