О заслугах Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907) перед наукой, отечественной промышленностью написано очень много. Его имя навеки вошло в историю благодаря открытию периодического закона химических элементов. Однако перу этого энциклопедиста и общественного деятеля принадлежат труды (общим числом свыше 500) не только по химии, но и по метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике, народному просвещению и пр. Дмитрий Иванович гордился тем, что служил России на трёх поприщах. Первым он считал научную деятельность, вторым - педагогическую, а третьим - «службу, по мере сил и возможности, на пользу роста русской промышленности».
Один из крупнейших учёных современности, создатель «физической экономики» (то есть экономической науки о реальном производстве) американец Линдон Ларуш считает идеи Менделеева основополагающими, хотя на Западе они всячески дискредитируются (даже периодический закон Менделеева именуется просто «таблицей элементов» без указания имени её создателя).
Схема различных направлений деятельности Д. И. МенделееваНадо иметь в виду условия, в каких Менделееву приходилось отстаивать свои взгляды. Главными производителями зерна, идущего на экспорт, были помещики. Они полагали, что нашей стране, располагающей огромными территориями под вспашку, самой судьбой предназначено быть кормилицей Европы, где население густое, а земли мало. Мол, следует прилагать усилия для расширения экспорта сельскохозяйственной продукции, необходимые же промышленные изделия можно будет на полученную валюту закупать за границей (за исключением того, что совершенно необходимо для оснащения вооружённых сил). Поэтому идеи Менделеева, выступавшего горячим поборником индустриального развития России, причём с опорой на самые широкие слои народа, встречали резкое противодействие, и не только со стороны крупных землевладельцев. Учёный ратовал за становление всего народно-хозяйственного комплекса, необходимого современному могучему государству, неустанно подчёркивал: надо говорить не просто о развитии промышленности, а о том, «будет она национальной или иностранной». Неудивительно поэтому, что идейными противниками Менделеева были прежде всего главы могущественных кланов Нобелей, Ротшильдов и Рокфеллеров, их российские агенты влияния, прозападная интеллигенция, включая «сливки» учёного мира, завидовавшие титану науки. Само собой, не в восторге от столь смелых предложений были иные отечественные предприниматели, руководствовавшиеся своекорыстными интересами, и коррумпированные чиновники.
В 1860 году Менделеев тщательно обследовал бакинские промыслы и установки по переработке нефти, но не ограничился этим, а наметил целую программу повышения эффективности отрасли. Среди прочего он предложил построить трубопровод Баку - Батуми и перегонные заводы на Черноморском побережье с тем, чтобы не только избавить Россию от импорта американского керосина, но и самим экспортировать нефтепродукты в Европу.
Менделеев выступил против системы откупов, поскольку откупщики более всех противились глубокой переработке. Позднее (в 1876 году) он побывал в США и, познакомившись с практикой нефтедобычи в Пенсильвании, пришёл к выводу, что в России её можно поставить не хуже, а лучше. Перспективы отрасли в будущем учёный определил так: «Мы могли бы залить нефтью весь свет». Министр финансов Михаил Рейтерн назвал этот прогноз «профессорскими мечтаниями». Однако прав оказался учёный, а не чиновник. Именно труды Менделеева дали мощный толчок развитию теории и практики, рациональной постановке всего нефтяного дела в стране.
Ручная добыча нефти на Бакинских промыслах (XIX в.)Учёный считал варварством, что сырьё, из которого можно получать столько ценнейших продуктов, сжигается в печах. На весь мир прозвучала фраза: «Нефть - не топливо, топить можно и ассигнациями».
Менделеев видел пороки тогдашней практики индустриализации страны. Так, широкое строительство железных дорог развернули без создания должной металлургической базы. Рельсы и подвижной состав пришлось покупать за золото на Западе. «Если бы вместе с постройкой дорог были приняты для водворения железного производства должные меры… Россия давно бы продавала за границу массу товаров этого рода и народ пользовался бы дешёвейшими металлическими орудиями», - с горечью отмечал учёный. Он приходит к выводу: промышленность Германии отчасти построена на наши деньги, да и впоследствии более половины российских заводов принадлежали иностранцам, что, по его мнению, было опасным и в мирное, и особенно в военное время.
Менделеев просчитал, во что обходится снабжение Петербурга и Москвы польским (из Силезии) и импортным английским углем, и определил, при каких условиях донецкий антрацит окажется конкурентоспособным. Он разработал предложения по изменению таможенных тарифов, обосновал необходимость постройки специальной углевозной железной дороги (Москва - Донбасс, была построена в 1930-е. - М. А.), проведения шлюзования и дноуглубительных работ на Донце и Дону, развития портов на побережьях Азовского и Чёрного морей. При проведении намеченных им мероприятий Россия могла бы не только отказаться от импорта угля, но и сама экспортировать его сначала в Средиземноморье, а затем и в страны Балтики. Причём эта задача рассматривалась как не только экономическая, но и политическая, как вопрос престижа нашей страны. По мнению Менделеева, народы средиземноморских и балтийских стран, видя, что Россия поставляет хороший уголь, убедились бы в том, что она в состоянии производить и экспортировать и другие товары высокого качества.
Не ограничившись изучением Донбасса, Менделеев обратил внимание общественности и промышленных кругов на месторождения на востоке. Он первым поставил вопрос о принципиально новых методах добычи и использования угля, в частности, на возможность его подземной газификации. Менделеев считал экономию топлива очень важной задачей. Он уже тогда писал о необходимости использования альтернативных источников энергии: солнца, ветра, морских приливов, внутреннего тепла Земли, разности температур слоёв воды в океане.
В то время сами промышленники, а экономисты тем более, считали нормальным такое развитие, когда сначала создаётся лёгкая индустрия, не требующая больших инвестиций. Её продукция - товары широкого потребления - расходится быстро, следовательно, вложенный капитал скоро окупается. И лишь когда благодаря лёгкой промышленности будут накоплены солидные средства, появится возможность строить металлургические и машиностроительные заводы. Менделеев решительно выступил против такой постановки вопроса, при которой, по его мнению, Россия обрекалась на положение сырьевого придатка Запада. Нет, необходимо начать индустриализацию именно с создания тяжёлой промышленности, и притом на основе самой передовой технологии, с задачей (как она была сформулирована уже после революции) «догнать и перегнать», а точнее, «обойти, не догоняя» наиболее развитые в этом отношении страны. Менделеев предвидел, что соревноваться России придётся не с какой-нибудь европейской державой, а с США. Чтобы страна через 20 лет стала самой богатой и сильной в мире, нужно было вкладывать в развитие промышленности по 700 миллионов рублей ежегодно, вдвое больше достигнутого тогда уровня. При этом нельзя основывать промышленный потенциал страны только на заводах центра и немногих других очагов индустрии в Европейской части страны - необходим мощный сдвиг промышленности на Восток, в Сибирь, выход к берегам Тихого океана, на Сахалин.В 1899 году Менделеев в сопровождении специалистов по разным отраслям горного дела едет на Урал. Эта поездка не просто помогла решить задачу подъёма промышленности в регионе, но дала учёному ещё один повод увериться в будущем России. Ближайшие перспективы развития чёрной металлургии Урала Менделеев определил так: только на древесном угле можно производить 300 миллионов пудов в год. А чтобы снизить себестоимость металла, нужно строить заводы с новой технологией, опирающейся «преимущественно на самостоятельную научную разработку, а не на подражание образцам». Предприятия надо обеспечивать новыми кадрами. Возникает необходимость создания на Урале «специального высшего политехникума» с преподаванием в нём преимущественно металлургических наук.
Большой резонанс вызвала работа Менделеева «Толковый тариф», которую современники назвали «библией русского протекционизма». Учёный предложил устанавливать пошлины на ввозимые и вывозимые товары с учётом их влияния на развитие производительных сил России, содействия росту валового продукта или противодействия этому. Если, например, какой-то импортный товар вообще не поступит в нашу страну, но разовьётся его отечественное производство, то таможенного дохода не будет, зато казна получит гораздо больше в виде налогов от российских предприятий. Утверждённые Александром III, эти предложения сыграли важную роль в защите молодой российской промышленности от недобросовестной иностранной конкуренции, когда иноземный капитал прибегал к продаже нам товаров по демпинговым ценам для завоевания рынка, а после достижения этой цели взвинчивал их выше мировых.
Чтобы легче было одолеть многочисленные препятствия, стоящие на пути индустриализации России, в особенности порождённые несогласованностью интересов казны и частных собственников, Менделеев предложил создать принципиально новый орган государственного управления экономикой - Министерство промышленности. Оно представляло бы собой не обычное звено бюрократического аппарата, а сочетало правительственные и общественные начала и потому находило решения, чтобы «промышленное дело велось в общем интересе государства, капиталистов, рабочих и потребителей... чтобы произволу административных лиц не было места... чтобы не могла привиться у нас... (как это сделалось в Западной Европе) язва вражды между интересами знания, капитала и работы». Менделеев предлагает также создать несколько русских банков для поощрения наиболее важных для страны отраслей промышленности, шире практиковать образование товариществ и пр. Стоя за эволюцию и неизменно подчёркивая свою лояльность самодержавию, Менделеев призывал царя и правительство ломать «узкие и своекорыстные» интересы заводчиков, противящихся подлинной рационализации производства, выражал надежду на то, что в недалёкой перспективе запасы полезных ископаемых перейдут в общенародную, государственную собственность, не будет сверхбогатых людей и бедноты.
Медаль Г. Колпи, которой Д. И. Менделеева наградило Лондонское королевское общество в 1905 годуИдея о необходимости гармоничного сочетания крупных и мелких предприятий, нашедшая широкое признание на Западе только в третьей четверти ХХ века, Менделеевым была высказана более ста лет назад. Его часто считали мечтателем, кабинетным мыслителем, каким и полагается быть профессору. А он выдвигал один практичный проект за другим, и по прошествии времени сам учёный или его последователи могли с удовлетворением отметить: Менделеев не ошибся.
К проектам переустройства общественных отношений Менделеев подходил с теми же строгими мерками научности и практичности. По его мнению, есть три способа борьбы с жадным на большие прибыли капитализмом, «и все они, более или менее, имеют уже приложение в практике... Эти три способа назовём: складочными капиталами, государственно-монопольными предприятиями и артельно-кооперативными... В идеале можно себе представить заводы и фабрики основанными на складочные капиталы, поступившие от самих же работников и потребителей, действующих на тех же или на других фабриках и заводах» (так называемые народные предприятия, ныне широко распространены на Западе. - М.А.)
Удивительно перекликается с нашим днём и такое предложение Менделеева: передавать убыточные предприятия «с надлежащим контролем артельно-кооперативному хозяйству, а не закрывать их, как делается в Западной Европе, обрекая трудящихся на безработицу». Но делать это надо «открыто и по соревнованию».
Столь же современным выглядит предложение об участии рабочих в прибылях. Менделеев любил предприимчивых людей, связывая с ними главную надежду на прорыв России в будущее, а идеал видел в таком предприятии, где хозяин был участником во всех сторонах его деятельности, знал каждого работника и все были бы заинтересованы в общих итогах.
Напоминая имена отечественных учёных, инженеров и изобретателей, совершивших открытия мирового значения и создавших совершенные образцы техники, Менделеев высказывает уверенность, что наступит такой этап, «при котором свои Ползуновы, Петровы, Шиллинги, Яблочковы, Лодыгины не будут пропадать, а станут во главе русского и всемирного промышленного успеха». И потомки увидят Нижегородскую ярмарку как Всемирную выставку, которая покажет всей планете силу нашего гения. Для этого нужно открыть русским людям из всех классов и сословий дорогу к вершинам образованности. И Менделеев пишет популярные работы по экономике, разрабатывает проект принципиально нового учебного заведения, составляет смету расходов на его строительство и содержание.
Менделееву принадлежит пророческое предсказание пути будущего развития экономической науки. Он одним из первых осознал, что в производстве важны не только стоимостные, денежные, но и натуральные показатели (например, в сельском хозяйстве надо поддерживать оптимальное соотношение площадей пашни, лугов и лесных насаждений, а также поголовья скота и продуктивности кормовых угодий), «а потому только та политическая экономия, которая изойдёт из естествознания, может надеяться охватить разбираемый ею предмет с должной полнотой и понять, как творятся ценности и отчего образуются или исчезают народные богатства». При таком подходе политическую экономию уже не удастся сводить к набору комбинаций из трёх букв (c+v+m - формула стоимости у Маркса), а придётся прибегать к конкретному анализу ситуаций, для чего потребуются экономисты совсем иного склада, чем подвизавшиеся на этом поприще тогда (и, увы, сегодня); нужны будут люди, понимающие главные проблемы народной жизни и способные правильно их решать.
Следует отметить, что Менделеев понимал промышленность не только в узком смысле, как производство благ и услуг, но и в широком, включая снабжение, сбыт, торговлю, транспорт. Учёный думал над тем, как создать народное хозяйство, которое обеспечит не только благосостояние, но и нравственное здоровье общества. Он обращал внимание на различие между работой и трудом, который сознателен и духовен, поэтому ему принадлежит будущее.
Менделеев победил всех своих гонителей и исказителей. Его вклад в наше национальное самосознание был настолько велик, что уже вскоре после смерти этого великого учёного высказанные им мысли как бы носились в воздухе. Когда с установлением советской власти в стране появились плановая система ведения хозяйства и программа ГОЭЛРО, началась индустриализация, это не было плагиатом. Идеи Менделеева воспринимались передовыми деятелями Отечества как нечто само собой разумеющееся.
_____
Наша справка: Вопросам экономики посвящены работы Менделеева объёмом примерно 200 печатных листов. Это десятая часть всех опубликованных трудов учёного.
Дмитрий Менделеев р одился 8 февраля 1834 в Тобольске, сем н а дцатым и последним ребенком в семье И вана Павловича Менделеева, в то время зани мавшего должность директора Тобольской гимназии и училищ Тобольского округа. В том же году отец Менделеева ослеп и вскоре лишился места (умер в 1847). Вся забота о семье перешла тогда к матери Менделеева, Марии Дмитриевне, урожденной Корнильевой, женщине выдающегося ума и энергии. Она успевала одновременно и управлять небольшим стеклянный заводом, доставлявшим (вместе со скудной пенсией) более чем скромные средства к существованию, и заботиться о детях, которым дала прекрасное по тому времени образование. Очень много внимания она уделяла младшему сыну, в котором смогла разглядеть его необыкновенные способности. Однако в тобольской гимназии Менделеев учился неважно. Не все предметы ему были по душе. Охотно он занимался только математикой и физикой. Отвращение к классической школе осталось у него на всю жизнь.
Умерла Мария Дмитриевна Менделеева в 1850 Дмитрий Иванович Менделеев сохранил до конца своих дней благодарную о ней память. Вот что он писал много лет сп устя, посвящая памяти матери свое сочинение «Исследование водных растворов по удельному весу»:
«Это исследование посвящается памяти матери ее последышем. Она могла его возрастить только своим трудом, ведя заводское дело; воспитывала примером, исправляла любовью и, чтобы отдать науке, вывезла из Сибири, тратя последние средства и силы. Умирая, завещала: избегать латинского самообольщения, настаивать в труде, а не в словах, и терпеливо искать божескую или научную правду, ибо понимала, сколь часто диалектика обманывает, сколь многое еще должно узнать, и как при помощи науки, без насилия, любовно, но твердо устраняются предрассудки и ошибки, а достигаются: охрана добытой истины, свобода дальнейшего развития, общее благо и внутреннее благополучие. Заветы матери считает священными Д. Менделеев ».
Благоприятную почву для развития своих способностей Менделеев нашел только в Главном педагогическом институте в Петербурге. Здесь он встретил выдающихся учителей, умевших заронить в души своих слушателей глубокий интерес к науке. В числе их были лучшие научные силы того времени, академики и профессора Петербургского университета. Самая обстановка института, при всей строгости режима закрытого учебного заведения, благодаря малому числу студентов, крайне заботливому к ним отношению и тесной связи их с профессорами давала широкую возможность для развития индивидуальных склонностей.
Студенческие исследования Менделеева относились к аналитической химии: изучение состава минералов ортита и пироксена. Впоследствии он фактически не занимался химическим анализом, но всегда рассматривал его как весьма важный инструмент для уточнения различных результатов исследований. Между тем именно анализы ортита и пироксена стали стимулом к выбору темы его дипломной работы (диссертации): «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу». Она начиналась такими словами: «Законы минералогии, как и других естественных наук, относятся к трем категориям, определяющим предметы видимого мира, — к форме, содержанию и свойствам. Законы форм подчиняются кристаллографии, законы свойств и содержания управляются законами физики и химии».
Понятие изоморфизма играло ущественную роль. Это явление уже несколько десятилетий изучалось западноевропейскими учеными. В России же Менделеев по существу был первым в данной области. Составленный им подробный обзор фактических данных и наблюдений и сформулированные на его основе выводы сделали бы честь любому ученому, специально занимавшемуся проблемами изоморфизма. Как вспоминал Менделеев впоследствии, «составление этой диссертации вовлекло меня в изучение более всего химических отношений. Этим она определила многое». Позже он назовет исследование изоморфизма одной из «предтеч», способствовавших открытию Периодического закона.
По окончании курса в институте Менделеев работал учителем сначала в Симферополе, затем в Одессе, где он пользовался советами Пирогова. В 1856 он возвратился в Санкт-Петербург, защитил диссертацию на степень магистра химии «Об удельных объемах». 23 лет от роду он стал доцентом Петербургского университета, читал теоретическую и органическую химию.
В 1859 Менделеев был отправлен в двухгодичную командировку за границу. Он поехал в Гейдельберг, куда привлекали его имена Бунзена, Кирхгофа и Коппа, и там работал в организованной им самим лаборатории, преимущественно исследуя явления капиллярности и поверхностного натяжения жидкостей, а часы досуга проводил в кругу молодых русских ученых: С П. Боткина, И. М. Сеченова, И. А. Вышнеградского, А. П. Бородина.
В Гейдельберге Дмитрий Иванович Менделеев сделал значительное экспериментальное открытие: установил существование «температуры абсолютного кипения», при достижении которой в определенных условиях жидкость мгновенно превращается в пар. Вскоре аналогичное наблюдение сделал ирландский химик Т. Эндрьюс. Менделеев работал в гейдельбергской лаборатории прежде всего как экспериментатор-физик.
В Гейдельберге Менделеев записал: «Главный предмет моих занятий есть физическая химия. Еще Ньютон был убежден, что причина химических реакций лежит в простом молекулярном притяжении, обусловливающем сцепление и подобном явлениям механики. Блеск чисто химических открытий сделал современную химию совершенно специальною наукою, оторвав ее от физики и механики, но, несомненно, должно настать время, когда химическое сродство будет рассматриваться как механическое явление... Я выбрал своею специальностью те вопросы, решение которых может приблизить это время».
В 1861 Менделеев вернулся в Санкт-Петербург, возобновил чтение лекций по органической химии в университете и публиковал работы, целиком посвященные органической химии. В работе «Опыт теории пределов органических соединений» он развивил оригинальные представления о предельных формах в отдельных гомологических рядах. Таким образом Менделеев оказывается одним из первых теоретиков в области органической химии в России. Менделеев выпустил учебник «Органическая химия» — первый отечественный учебник и был удостоен высшей научной награды России: Демидовской премии. А. М. Бутлеров писал: «Это единственный и превосходный оригинальный русский труд по органической химии, лишь потому неизвестный в Западной Европе, что ему еще не нашелся переводчик».
В 1865 Дмитрий Иванович Менделеев защитил диссертацию «О соединениях спирта с водой» на степень доктора химии, а в 1867 получил в университете кафедру неорганической (общей) химии, которую и занимал в течение 23 лет. Приступив к подготовке лекций, он обнаружил, что ни в России, ни за рубежом нет курса общей химии, достойного быть рекомендованным студентам. И тогда он решил написать его сам. Эта фундаментальная работа, получившая название «Основы химии», выходила в течение нескольких лет отдельными выпусками. Первый выпуск, содержащий введение, рассмотрение общих вопросов химии, описание свойств водорода, кислорода и азота, был закончен сравнительно быстро — он появился уже летом 1868. Но, работая над вторым выпуском, Менделеев столкнулся с большими затруднениями, связанными с систематизацией и последовательностью изложения материала, описывающего химические элементы. Сначала Дмитрий Иванович хотел сгруппировать все описываемые им элементы по валентностям, но потом выбрал другой метод и объединил их в отдельные группы, исходя из сходства свойств и атомного веса. Эта работа подвела его к открытию Периодической системы.
Менделееву удалось найти связь групп между собой , расположив все элементы в порядке возрастания их атомной массы. Установление периодической закономерности потребовало от него огромного напряжения мысли. Написав на отдельных карточках элементы с их атомными весами и коренными свойствами, Менделеев стал раскладывать их в разнообразных комбинациях, переставляя и меняя местами. Дело осложнялось тем, что многие элементы в то время еще не были открыты, а атомные веса уже известных определены с большими неточностями. Тем не менее искомая закономерность вскоре была обнаружена. Менделеев рассказывал об открытии Периодического закона: «Заподозрив о существовании взаимосвязи между элементами еще в студенческие годы, я не уставал обдумывать эту проблему со всех сторон, собирал материалы, сравнивал и сопоставлял цифры. Наконец настало время, когда проблема созрела, когда решение, казалось, вот-вот готово было сложиться в голове. Как это всегда бывало в моей жизни, предчувствие близкого разрешения мучившего меня вопроса привело меня в возбужденное состояние. В течение нескольких недель я спал урывками, пытаясь найти тот магический принцип, который сразу привел бы в порядок всю груду накопленного за 15 лет материала. И вот в одно прекрасное утро, проведя бессонную ночь и отчаявшись найти решение, я, не раздеваясь, прилег на диван в кабинете и заснул. И во сне мне совершенно явственно представилась таблица. Я тут же проснулся и набросал увиденную во сне таблицу на первом же подвернувшемся под руку клочке бумаги». Таким образом, легенду, будто бы Периодическая таблица приснилась ему во сне, Менделеев придумал сам, для настырных поклонников науки, не понимающих, что такое озарение.
Менделеев за основу своей системы взял химические свойства элементов, решив расположить химически похожие элементы друг под другом, при этом соблюдая принцип возрастания атомных весов. Ничего не вышло! Тогда ученый просто взял и произвольно изменил атомные веса нескольких элементов (например, он присвоил урану атомный вес 240 вместо принятого 60, т. е. увеличил в четыре раза!), переставил местами кобальт и никель, теллур и йод, поставил три пустые карточки, предсказав существование трех неизвестных элементов. Опубликовав в 1869 первый вариант своей таблицы, он открыл закон, что «свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса».
Это было самое главное в открытии Менделеева, позволявшее связать воедино все казавшиеся до этого разрозненными группы элементов. Неожиданные сбои в этом периодическом ряду Менделеев совершенно правильно объяснил тем, что науке известны еще не все химические элементы. В своей таблице он оставил незаполненные клеточки, однако предсказал атомный вес и химические свойства предполагаемых элементов. Он также поправил ряд неточно определенных атомных масс элементов, и дальнейшие исследования полностью подтвердили его правоту.
Первый, еще несовершенный набросок таблицы в следующие годы подвергся переконструированию. Уже в 1869 Менделеев поместил галогены и щелочные металлы не в центре таблицы, как раньше, а по ее краям (как это делается теперь). В следующие годы Менделеев исправил атомные веса одиннадцати элементов и изменил местоположение двадцати. В итоге в 1871 появилась статья «Периодическая законность для химических элементов», в которой периодическая таблица приняла вполне современный вид. Статья была переведена на немецкий язык и оттиски ее были разосланы многим известным европейским химикам. Но, увы, никто не оценил важности сделанного открытия. Отношение к Периодическому закону изменилось только в 1875 г., когда Ф. Лекокде Буабодран открыл новый элемент — галлий, свойства которого поразительно совпадали с предсказаниями Менделеева (он назвал этот неизвестный еще элемент экаалюминием). Новым триумфом Менделеева стало открытие в 1879 скандия, а в 1886 германия, свойства которых также полностью соответствовали описаниям Менделеева.
До конца жизни он продолжал развивать и совершенствовать учение о периодичности. Открытия в 1890-х явления радиоактивности и благородных газов поставили периодическую систему перед серьезными трудностями. Проблема размещения в таблице гелия, аргона и их аналогов успешно разрешилась лишь в 1900: они были помещены в самостоятельную нулевую группу. Дальнейшие открытия помогли связать со структурой системы обилие радиоэлементов.
Периодическая таблица Менделеева онлайн - все химические элементы перед глазами
Менделеев считал главным изъяном Периодического закона и периодической системы отсутствие их строгого физического объяснения. Оно было невозможно, пока не была разработана модель атома. Однако он твердо верил, что «по видимости, периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает» и XX столетие дало множество подтверждений уверенности Менделеева.
Идеи Периодического закона, сформировавшиеся во время работы над учебником, определили структуру «Основ химии» (последний выпуск курса с приложенной к нему Периодической таблицей вышел в 1871) и придали этому труду поразительную стройность и фундаментальность. Весь накопленный к этому времени огромный фактический материал по самым разным отраслям химии был впервые изложен в виде стройной научной системы.
В конце 1871 Менделеев обращается к совершенно новой тематике — исследованию газов. Эксперименты с газами были чисто физическими исследованиями. Менделеева по праву можно считать одним из крупнейших среди немногочисленных физиков-экспериментаторов России второй половины XIX века. Менделеев исследовал сжимаемость газов и термический коэффициент их расширения в широком интервале давлений. Как и в Гейдельберге, он занимался конструированием и изготовлением различных физических приборов.
Физическая «составляющая» творчества Менделеева отчетливо проявляется в 1870-1880-х. Из почти двухсот опубликованных им в этот период работ по крайней мере две трети были посвящены исследованиям упругости газов, различным вопросам метеорологии, в частности измерению температуры верхних слоев атмосферы, уточнению закономерностей зависимости атмосферного давления от высоты, для чего он разрабатывал конструкции летательных аппаратов, позволяющих проводить наблюдения температуры, давления и влажности на больших высотах.
Научные работы Менделеева составляют лишь небольшую часть его творческого наследия. По справедливому замечанию одного из биографов, «наука и промышленность, сельское хозяйство, народное образование, общественные и государственные вопросы, мир искусства — все привлекало его внимание, и везде он выказывал свою могучую индивидуальность».
В 1890 Менделеев покинул Петербургский университет в знак протеста против ущемления университетской автономии и посвятил все свои силы практическим задачам. Еще в 1860-е годы Дмитрий Иванович начал заниматься проблемами конкретных производств и целых отраслей, изучал условия экономического развития отдельных регионов. По мере накопления материала он переходит к разработке собственной программы социально-экономического развития страны, которую излагает в многочисленных публикациях. Правительство привлекает его к разработке практических экономических вопросов, в первую очередь по таможенным тарифам.
Морское и военное министерства поручают Менделееву (1891) разработку вопроса о бездымном порохе, и он (после заграничной командировки) в 1892 блестящим образом выполняет эту задачу. Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, притом универсальным и легко приспособляемым ко всякому огнестрельному оружию. (Впоследствии Россия закупала у американцев, приобретших патент, «менделеевский» порох).
В 1893 Менделеев был назначен управляющим только что преобразованной по его же указаниям Главной палаты мер и весов, и на этом посту оставался до конца своей жизни. Там Менделеев организует ряд работ по метрологии. В 1899 он совершает поездку на уральские заводы. В результате появилась обширная и в высшей степени содержательная монография о состоянии уральской промышленности.
Общий объем работ Менделеева на экономические темы составляет сотни печатных листов, а сам ученый считал свой труд одним из трех главных направлений служения Родине, наряду с работами в области естествознания и преподавательской деятельностью. Менделеев выступал за промышленный путь развития России: «Я не был и не буду ни фабрикантом, ни заводчиком, ни торговцем, но я знаю, что без них, без придания им важного и существенного значения нельзя думать о прочном развитии благосостояния России».
Его работы и выступления отличались ярким и образным языком, эмоциональной и заинтересованной манерой подачи материала, т. е. тем, что было характерно для неповторимого «менделеевского стиля», «природную диковатость сибиряка», не поддававшуюся никогда никакому лоску», производивших неизгладимое впечатление на современников
В 1888 Менделеев разработал проект по расчистке Дона и Северского Донца, обсуждавшийся с представителями городских властей. В 1890-е ученый принял участие в издании энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона, где публикует ряд статей на темы сохранения природы и ресурсов. В статье «Вода сточная» он подробно рассматривает естественную очистку сточных вод, на ряде примеров показывает, как можно очистить сточные воды промышленных предприятий. В статье «Отбросы или остатки (технические)» Менделеев приводит много примеров полезной переработки отходов, особенно промышленных. «Утилизация отбросов, — пишет он, — говоря вообще, есть превращение бесполезного в ценные по свойствам товары, и это составляет одно из важнейших завоеваний современной техники».
Широту работ Менделеева, посвященных сохранению природных ресурсов, характеризуют его исследования в области лесного хозяйства при поездке на Урал в 1899 Менделеев тщательно изучил прирост различных сортов деревьев (сосны, ели, пихты, березы, лиственницы) на громадной площади Уральского края и Тобольской губернии. Ученый настаивал на том, «чтобы годовое потребление было равно годовому приросту, ибо тогда потомкам останется столько же, сколько получено нами».
Появление могучей фигуры ученого-энциклопедиста и мыслителя было ответом на потребности развивающейся России. Творческий гений Менделеева был востребован временем. Размышляя над результатами своей многолетней научной деятельности и принимая вызовы времени, Менделеев все больше обращался к социально-экономической проблематике, исследовал закономерности исторического процесса, выяснял сущность и особенности современной ему эпохи. Примечательно, что такая направленность движения мысли является одной из характерных интеллектуальных традиций отечественной науки.
«Менделеев... совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты - Нептун».
Ф. ЭНГЕЛЬС
Был или не был порядок?
о второй половине прошлого века наука какому пила уже довольно много сведений о поведении ЩЖ атомов. Стали понятными закономерности превращений элементов. Еще великий русский ученый М. В. Ломоносов утверждал, что природа не есть хаотическое нагромождение процессов: в ней проявляются определенные закономерности. Понять и использовать эти закономерности - вот задача науки.
Это высказывание Ломоносова с каждым десятилетием все больше и больше подтверждалось. Особенно хорошо ею подтвердила теория Дальтона, развитая Авогадро и Берцелиусом. Благодаря работам этих ученых никто уже не сомневался в том, что все многообразие превращений и свойств веществ зависит от поведения мельчайших частиц - атомов.
Уже были известны десятки химических элементов и точно установлено, что из этих элементов, атомы которых комбинируются при химических реакциях определенным образом, получаются все остальные вещества.
Но тем не менее оставалось неясным: почему одни элементы ведут себя так, другие иначе? Почему некоторые элементы проявляют примерно одинаковые свойства, а их атомные веса сильно отличаются? Почему одни тяжелее, а другие легче? И таких «почему» было много.
Не было еще настоящего порядка в мире веществ. Вернее, порядок-то был,- это еще Ломоносов предсказывал,- но какой он, в чем заключаются закономерности этого порядка - было неясно.
Мартовская сенсация
Это случилось 6 марта 1869 г. В тот день в Петербургском университете происходило заседание русского физико-химического общества. Виднейшие русские ученые, присутствовавшие на заседании, уже знали приблизительно о теме сообщения, которое будет сделано на заседании. Автором этого сообщения был молодой талантливый профессор кафедры неорганической химии Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев.
Еще в январе 1869 г. многие из ученых, присутствовавшие на этом заседании, получили листок, озаглавленный «Опыт системы элементов, основанный на их атомном и химическом сходстве».
На листке были выписаны обозначения химических элементов. Их тогда было известно 63. Ученые обратили внимание, что химические элементы в этой небольшой табличке располагаются по порядку возрастания атомных весов. Но далеко не все тогда поняли, что в этом-то и заключается великий смысл коротенькой записки Менделеева.
Но то, что они услышали на заседании, было огромной сенсацией. Правда, самого Менделеева на заседании не было. В тот день он болел. От его имени сообщение сделал профессор Н. А. Меншуткин. Сообщение называлось «Соотношение свойств с атомным весом элементов». То, о чем рассказывалось в сообщении, было великим открытием, оказавшим огромное влияние на науку. После открытия Менделеева началась новая эпоха в развитии науки - эпоха атомной науки. И вот почему.
Можно ли случайно сделать великое открытие?
Когда Менделеев сообщил о взаимосвязи между свойствами элементов и их атомными весами, ему было 35 лет. Он был уже довольно известным в то время ученым-химиком, прекрасно разбирался в тонкостях химических превращений элементов, особенностях протекания реакций. В 1867 г.
Дмитрий Иванович Менделеев.
Менделеев начал писать книгу «Основы химии». И чем дальше продвигалась работа, чем больше он думал об изложении материала книги, тем больше чувствовал какую-то неудовлетворенность.
Он видел, что многочисленные химические реакции, свойства элементов и многое другое не объединены единым смыслом, единым «стержнем». Чего-то не хватало.
Постепенно он все чаще и чаще начинал задумываться: нет ли закономерности между атомными весами элементов и их свойствами? Для того чтобы нагляднее выявить эту закономерность, Менделеев написал на отдельных карточках названия элементов, их атомный вес и основные химические свойства. После этого он стал раскладывать карточки в определенном порядке по возрастанию атомных весов элементов.
На первом месте оказался водород. Его атомный вес равен единице. За ним следовали другие элементы. Получилась цепочка из 63 карточек (по числу известных тогда элементов). Ну и что же? Никакой закономерности. А если подобрать колонки элементов, образующих одинаковые соединения с кислородом, и распределить их так, чтобы в строчках карточек элементы располагались по порядку атомных весов? Менделеев это сделал, и ему стало видно, что элементы с одинаковыми химическими свойствами группируются в определенной последовательности.
Пришлось еще много раз анализировать, группировать, изучать расположение элементов, но уже теперь было ясно: химические свойства элементов, расположенных по мере возрастания атомных весов, повторяются! Так был открыт периодический закон элементов.
И, конечно, это не случайное открытие. Только огромные знания, опыт и хорошо развитое чувство научного предвидения позволили Менделееву установить, что атомный вес является основной характеристикой, отражающей все многообразие свойств элементов.
Первые результаты
Из 63 карточек, которые раскладывал Менделеев, девять не соответствовали закономерности таблицы. В чем дело? Значит, закон неправилен? Нет, Менделеев твердо верил в силу закона и не сомневался в его правильности. Раз карточки выпадают из общей закономерности, значит, атомные веса у этих элементов были определены неправильно. Значит, эти элементы нужно поставить туда, где располагаются элементы, сходные с ними по химическим свойствам. Зная атомные веса соседних, можно получить атомный вес и этих, «не подчиняющихся» закону элементов. Так были исправлены атомные веса бериллия, индия, тория, урана. Правда, Менделеев это сделал не сразу, а спустя некоторое время после своего сообщения, когда он продолжал усовершенствование таблицы. Проделанные потом более точные опыты позволили ученым убедиться, что, действительно, первоначально определенные атомные веса элементов оказались неправильными. Их атомные веса в точности соответствовали весам, предсказанным Менделеевым.
Но это не все. Когда Менделеев составлял таблицу, некоторые места в ней оказались незаполненными. Убежденный в правильности открытого им периодического закона, Менделеев смело предположил, что здесь должны находиться еще не открытые элементы. Он назвал их экабор, экасилиций и экаалюминий (приставка «эка» обозначала, что этот элемент похож на бор, силиций или алюминий) и утверждал, что такие элементы должны существовать.
И действительно, в августе 1875 г. был открыт новый элемент - галлий Когда определили его свойства, то оказалось что это и есть предсказанный Менделеевым экаалю- миний Через четыре года нашли еще один элемент, предсказанный Менделеевым и названный им экабором. Его назвали скандий. Еще через семь лет нашли и третий элемент - экасилиций. Он получил имя германий.
Так блестяще подтвердилась правильность закона, открытого Менделеевым
Мысли Менделеева о структуре атома
Менделеев был химик. А для химика главным является химическая индивидуальность элементов. Великая заслуга Менделеева заключается в том, что он впервые установил носителей этой индивидуальности - атомы. Он подчеркивал, что атомы неделимы в химическом смысле, «подобно тому, как при рассмотрении людьми отношений между ними человек есть неделимая единица».
Но эта индивидуальность атомов, как учил Менделеев, объясняется их глубокой и сложной структурой «внутренних движений». Другими словами, ученый считал понятие «движение» неразрывно связанным с понятием «материя»; Менделеев считал что «мир атомов устроен так же, как мир небесных светил, со своими солнцами, планетами и спутниками».
Более того, Менделеев сделал очень смелое предположение о том, что при образовании атомов должна выделяться энергия, изменяться их вес. Дальнейшее развитие науки это подтвердило и именно тогда, когда ученым стали известны первые ядерные реакции.
Глава 3. Строение атома Радиоактивность Блестящая серия физических открытий в последнее десятилетие XIX века поистине явилась началом научной революции. Прологом к ней послужило открытие, сделанное в 1896 году французским физиком Антуаном Анри Беккерелем, который
Из книги Атомная энергия для военных целей автора Смит Генри ДеволфРАДИОАКТИВНОСТЬ И СТРОЕНИЕ АТОМА 1.6. Явления радиоактивности, открытые А. Беккерелем в 1896 г. и вслед затем изучавшиеся Пьером и Марией Кюри, Э. Резерфордом и многими другими, сыграли ведущую роль в открытии общих законов строения атома и в подтверждении эквивалентности
Из книги Курс истории физики автора Степанович Кудрявцев ПавелМодели атома до Бора Развитие исследований радиоактивного излучения, с одной стороны, и квантовой теории - с другой, привели к созданию квантовой модели атома Резерфорда - Бора. Но созданию этой модели предшествовали попытки построить модель атома на основе
Из книги E=mc2 [Биография самого знаменитого уравнения мира] автора Боданис ДэвидГлава 8. Внутри атома Университетских студентов 1900 года учили тому, что обычное вещество - то, из которого состоят кирпичи, сталь, уран и все прочее, - и само состоит из мельчайших частиц, именуемых атомами. Однако, из чего состоят атомы, этого не знал никто. Общее мнение
Из книги Куда течет река времени автора Новиков Игорь ДмитриевичПЕРВЫЕ МЫСЛИ О ВРЕМЕНИ С давних пор, когда я начал читать популярные книги по физике, мне казалось само собой очевидным, что время - это пустая длительность, текущая как река, увлекающая своим течением все события без исключения. Она неизменно и неотвратимо течет в одном
Из книги О чем рассказывает свет автора Суворов Сергей ГеоргиевичСпектрограф подтверждает предсказания Менделеева В эти же годы великий русский ученый Д. И. Менделеев (1834-1907) изучал связь химических свойств элементов с их атомными весами. Он нашел, что если расположить все элементы в один ряд по возрастающим весам их атомов, начиная с
Из книги История лазера автора Бертолотти МариоКакова структура атома Модель атома водорода В 1913 году датский физик Нильс Бор (1885-1962) попытался нарисовать наглядную картину: как может быть построен атом из положительного ядра и электронов и при каких условиях он излучает свет. Физики называют такую наглядную
Из книги Атомная проблема автора Рэн ФилиппМодель атома водорода В 1913 году датский физик Нильс Бор (1885-1962) попытался нарисовать наглядную картину: как может быть построен атом из положительного ядра и электронов и при каких условиях он излучает свет. Физики называют такую наглядную картину моделью атома.Задача
Из книги Новый ум короля [О компьютерах, мышлении и законах физики] автора Пенроуз РоджерТочное место элементов в таблице Менделеева Некоторые химические элементы стоят в таблице Менделеева не в порядке возрастания атомных весов. Таковы три группы элементов: № 18 - аргон (атомный вес 39,9) и № 19 - калий (атомный вес его меньше - 39,1), далее № 27 - кобальт (атомный
Из книги Научные идеи А.Д. Сахарова сегодня автора Альтшулер Борис ЛьвовичПервая модель атома В заключение, мы можем сказать, что в первые годы XX в. был дан первый, может быть не полный, ответ на вопрос как излучается свет, а атомы с их электрическими зарядами были сочтены ответственными за это. Однако, как устроены атомы и, соответственно, каковы
Некоторые мысли на прощание Каждый раз, пересматривая «Интерстеллар» или пролистывая рукопись этой книги, я поражаюсь огромному разнообразию и красоте научных концепций, которые в них содержатся.И больше всего волнует меня оптимистичный посыл, заложенный
МЕНДЕЛЕЕВ
МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович (1834-1907), учёный-энциклопедист, педагог, член-корреспондент Петербургской АН (1876). В 1880 выдвигался в академики, но не был избран, что вызвало резкий общественный протест; профессор Санкт-Петербургского университета (1865-90), ушёл в отставку в знак протеста против притеснения студенчества. Открыл (1869) один из осн. законов естествознания - закон периодической зависимости свойств химических элементов от их атомных масс. Автор св. 500 печатных трудов, среди которых классические "Основы химии" (ч. 1-2, 1869-71, 13 изд., 1947) - первое стройное изложение неорганической химии. Фундаментальные исследования по химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, а также по вопросам сельского хозяйства, экономики, народного просвещения и др. Заложил основы теории растворов, предложил промышленный способ фракционного разделения нефти, изобрёл вид бездымного пороха, пропагандировал использование минеральных удобрений, орошение засушливых земель. Один из инициаторов создания Русского химического общества (1868; ныне Российское химическое общество им. Менделеева). Организатор и первый директор (1893) Главной палаты мер и весов (ныне НИИ метрологии им. Менделеева).
Источник: Энциклопедия "Русская цивилизация"
Смотреть что такое "МЕНДЕЛЕЕВ" в других словарях:
МЕНДЕЛЕЕВ - Дмитрий Иванович (1834 1907), величайший из русских химиков, родился в Тобольске, в семье директора Тобольской гимназии, девятнадцатым ребенком. В детстве его воспитанием и образованием руководила его мать, к poii он очень многим обязан. По… … Большая медицинская энциклопедия
Менделеев, Василий Дмитриевич В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Менделеев. Менделеев, Василий Дмитриевич Дата рождения … Википедия
Менделеев Д. И. Дмитрий Иванович pyc. химик, открывший периодич. закон хим. элементов (1869), чл. корр. Петерб. AH (1876). Окончил Гл. педагогич. ин т в Петербурге (1855). Работал в Петерб. ун те (1857 90), 1890 95 консультант науч. техн … Геологическая энциклопедия
- (Дмитрий Иванович) проф., род. в Тобольске, 27 января1834 г.). Отец его, Иван Павлович, директор тобольской гимназии, вскореослеп и умер. Менделеев, десятилетним мальчиком, остался на попечениисвоей матери, Марии Дмитриевны, урожденной… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
МЕНДЕЛЕЕВ - Дмитрий Иванович (1834 1907), рус. учёный и обществ. деятель, проф. (1865), чл. корр. Петерб. АН (1876). В трудах по экономике, просвещению, проблемам народонас. и др., связанных с развитием производит. сил России, М. наметил программу освоения… … Демографический энциклопедический словарь
Менделеев - Менделеев, Василий Дмитриевич Менделеев, Дмитрий Иванович … Морской биографический словарь
Дмитрий Иванович (1834 1907), российский ученый, педагог, общественный деятель. Открыл (1869) периодический закон. Оставил свыше 500 печатных трудов, среди которых классический Основы химии (1 издание, 1869 71; 13 издание, 1947). Автор… … Современная энциклопедия
Менделеев, Дмитрий И. (1834 1907). Начало научной деятельности Менделеева относится к 1854 г., когда он, еще будучи студентом, опубликовал несколько работ по химии. В 1856 г. Д. И. начал читать лекции по органической и теоретической химии в… … 1000 биографий
Дмитрий Иванович (1834 1907), русский химик, разработавший ПЕРИОДИЧЕСКУЮ ТАБЛИЦУ. Обнаружил, что химические элементы, имеющие сходные свойства, находятся на одинаковых интервалах, если элементы расположить в порядке возрастания их ОТНОСИТЕЛЬНОЙ… … Научно-технический энциклопедический словарь
Запрос «Менделеев» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Дмитрий Иванович Менделеев Дмитрий Иванович Соколов Д. И. Менделеев в своём кабинете (Главная палата мер и весов, Санкт Петербург). Дата рождения: 27 января (… Википедия
Периодическая система Дмитрия Ивановича Менделеева и её значение для естествознания
Введение
Открытие Д.И.Менделеевым закономерностей в строении материи оказалась очень важной вехой в развитии мировой науки и мысли. Гипотеза о том, что все вещества во Вселенной состоят лишь из нескольких десятков химических элементов в 19 веке казалась совершенно невероятной, но она была доказана «Периодической системой элементов» Менделеева.
Открытие периодического закона и разработка периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым явились вершиной развития химии в XIX веке. Обширная сумма знаний о свойствах 63 элементов, известных к тому времени, была приведена в стройный порядок.
Периодическая система элементов
Д. И. Менделеев считал, что основной характеристикой элементов являются их атомные веса, и в 1869 г. впервые сформулировал периодический закон.
Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.
Весь ряд элементов, расположенных в порядке возрастания атомных масс, Менделеев разбил на периоды, внутри которых свойства элементов изменяются последовательно, разместив периоды так, чтобы выделить сходные элементы.
Однако, несмотря на огромную значимость такого вывода, периодический закон и система Менделеева представляли лишь гениальное обобщение фактов, а их физический смысл долгое время оставался непонятным. Лишь в результате развития физики XX века - открытия электрона, радиоактивности, разработки теории строения атома - молодой, талантливый английский физик Г. Мозле установил, что величина зарядов ядер атомов последовательно возрастает от элемента к элементу на единицу. Этим открытием Мозле подтвердил гениальную догадку Менделеева, который втрех местах периодической таблицы отошел от возрастающей последовательности атомных весов.
Так, при ее составлении Менделеев поставил 27 Со перед 28 Ni, 52 Ti перед 5 J, 18 Аг перед 19 К, несмотря на то, что это противоречило формулировке периодического закона, то есть расположению элементов в порядке увеличения их атомных весов.
Согласно закону Мозле заряды ядер данных элементов соответствовали положению их в таблице.
В связи с открытием закона Мозле современная формулировка периодического закона следующая:
свойство элементов, а так же формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.
Итак, главной характеристикой атома является не атомная масса, а величина положительного заряда ядра. Это более общая точная характеристика атома, а значит, и элемента. От величины положительного заряда ядра атома зависят все свойства Элемента и его положение в периодической системе. Таким образом, порядковый номер химического элемента численно совпадает с зарядом ядра его атома. Периодическая система элементов является графическим изображением периодического закона и отражает строение атомов элементов.
Теория строения атома объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительного заряда атомных ядер от 1-до 110 приводит к периодическому повторению у атомов элементов строения внешнего энергетического уровня. А поскольку от числа электронов на внешнем уровне в основном зависят свойства элементов; то и они периодически повторяются. В этом физический смысл периодического закона.
В качестве примера рассмотрим изменение свойств у первых и последних элементов периодов. Каждый период в периодической системе начинается элементами атомы, которых на внешнем уровне имеют один s-электрон (незавершенные внешние уровни) и потому проявляют сходные свойства - легко отдают валентные электроны, что обуславливает их металлический характер. Это щелочные металлы - Li, Na, К, Rb, Cs.
Заканчивается период элементами, атомы которых на внешнем уровне содержат 2 (s 2) электрона (в первом периоде) или 8 (s 1 p 6) электронов (во всех последующих), то есть имеют завершенный внешний уровень. Это благородные газы Не, Ne, Ar, Kr, Xe, имеющие инертные свойства.
Именно вследствие сходства строения внешнего энергетического уровня похожи их физические и химические свойства.
В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева-ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом. В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева-ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом.
В свете учения о строении атома становится понятным разделение всех элементов на семь периодов, сделанное Д. И. Менделеевым. Номер периода соответствует числу энергетических уровней атома, то есть положение элементов в периодической системе обусловлено строением их атомов. В зависимости от того, какой подуровень заполняется электронами, все элементы делят на четыре типа.
1. s-элементы. Заполняется s-подуровень внешнего уровня (s 1 - s 2). Сюда относятся первые два элемента каждого периода.
2. р-элементы. Заполняется р-подуровень внешнего уровня (р 1 -- p 6)- Сюда относятся последние шесть элементов каждого периода, начиная со второго.
3. d-элементы. Заполняется d-подуровень последнего уровня (d1 - d 10), а на последнем (внешнем) уровне остается 1 или 2 электрона. К ним относятся элементы вставных декад (10) больших периодов, начиная с 4-го, расположенные между s- и p-элементами (их также называют переходными элементами).
4. f-элементы. Заполняется f-подуровень глубинного (треть его снаружи) уровня (f 1 -f 14), а строение внешнего электронного уровня остается неизменным. Это лантаноиды и актиноиды, находящиеся в шестом и седьмом периодах.
Таким образом, число элементов в периодах (2-8-18-32) соответствует максимально возможному числу электронов на соответствующих энергетических уровнях: на первом - два, на втором - восемь, на третьем - восемнадцать, а на четвертом - тридцать два электрона. Деление групп на подгруппы (главную и побочную) основано на различии в заполнении электронами энергетических уровней. Главную подгруппу составляют s - и p-элементы, а побочную подгруппу - d-элементы. В каждой группе объединены элементы, атомы которых имеют сходное строение внешнего энергетического уровня. При этом атомы элементов главных подгрупп содержат на внешних (последних) уровнях число электронов, равное номеру группы. Это так называемые - валентные электроны.
У элементов побочных подгрупп валентными являются электроны не только внешних, но и предпоследних (вто-рых снаружи) уровней, в чем и состоит основное различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп.
Отсюда следует, что номер группы, как правило, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей. В этом заключается физический смысл номера группы.
С позиций теории строения атома легко объясняется возрастание металлических свойств элементов в каждой группе с ростом заряда ядра атома. Сравнивая, например, распределение электронов по уровням в атомах 9 F (1s 2 2s 2 2р 5) и 53J (1s 2 2s 2 2р 6 3s 2 Зр 6 3d 10 4s 2 4р 6 4 d 10 5s 2 5p 5) можно отметить, что у них по 7 электронов на внешнем уровне, что указывает на сходство свойств. Однако внешние электроны в атоме йода находятся дальше от ядра и поэтому слабее удерживаются. По этой причине атомы йода могут отдавать электроны или, иными словами, проявлять металлические свойства, что нехарактерно для фтора.
Итак, строение атомов обуславливает две закономерности:
а) изменение свойств элементов по горизонтали - в периоде слева направо ослабляются металлические и усиливаются неметаллические свойства;
б) изменение свойств элементов по вертикали - в группе с ростом порядкового номера усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические.
Таким образом: по мере возрастания заряда ядра атомов химических элементов периодически изменяется строение их электронных оболочек, что является причиной периодического изменения их свойств.
Структура периодической Системы Д. И. Менделеева.
Периодическая система Д. И. Менделеева подразделяется на семь периодов – горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера, и восемь групп – последовательностей элементов обладающих однотипной электронной конфигурацией атомов и сходными химическими свойствами.
Первые три периода называются малыми, остальные – большими. Первый период включает два элемента, второй и третий периоды – по восемь, четвёртый и пятый – по восемнадцать, шестой – тридцать два, седьмой (незавершённый) – двадцать один элемент.
Каждый период (исключая первый) начинается щелочным металлом и заканчивается благородным газом.
Элементы 2 и 3 периодов называются типическими.
Малые периоды состоят из одного ряда, большие – из двух рядов: чётного (верхнего) и нечётного (нижнего). В чётных рядах больших периодов расположены металлы, и свойства элементов слева направо изменяются слабо. В нечётных рядах больших периодов свойства элементов изменяются слева направо, как у элементов 2 и 3 периодов.
В периодической системе для каждого элемента указывается его символ и порядковый номер, название элемента и его относительная атомная масса. Координатами положения элемента в системе является номер периода и номер группы.
Элементы с порядковыми номерами 58-71, именуемыми лантаноидами, и элементы с номерами 90-103 - актиноиды – помещаются отдельно внизу таблицы.
Группы элементов, обозначаемые римскими цифрами, делятся на главные и побочные подгруппы. Главные подгруппы содержат 5 элементов (или более). В побочные подгруппы входят элементы периодов, начиная с четвёртого.
Химические свойства элементов обуславливаются строением их атома, а точнее строением электронной оболочки атомов. Сопоставление строения электронных оболочек с положением элементов в периодической системе позволяет установить ряд важных закономерностей:
1. Номер периода равен общему числу энергетических уровней, заполняемых электронами, у атомов данного элемента.
2. В малых периодах и нечётных рядах больших периодов с ростом положительного заряда ядер возрастает число электронов на внешнем энергетическом уровне. С этим связано ослабление металлических и усиление неметаллических свойств элементов слева направо.
Номер группы, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей (валентных электронов).
В подгруппах с ростом положительного заряда ядер атомов элементов усиливаются их металлические и ослабляются неметаллические свойства.
История создания Периодической системы
Дмитрий Иванович Менделеев в октябре 1897 году писал в статье «Периодическая законность химических элементов»:
- После открытий Лавуазье понятие о химических элементах и простых телах так укрепилось, что их изучение положено в основу всех химических представлений, а вследствие того взошло и во все естествознание. Пришлось признать, что все вещества, доступные исследованию, содержат очень ограниченное число материально разнородных элементов, друг в друга не превращающихся и обладающих самостоятельною весомою сущностью и что все разнообразие веществ природы определяется лишь сочетанием этих немногих элементов и различием или их самих, или их относительного количества, или при одинаковости качества и количества элементов - различием их взаимного положения, соотношения или распределения. «Простыми» телами должно при этом назвать вещества, содержания лишь один какой-либо элемент, «сложными» - два или более. Но для данного элемента могут существовать многие видоизменения простых тел, ему отвечающих, зависящие от распределения («строения») его частей или атомов, т.е. от того вида изомерии, который называется «аллотропией». Так углерод, как элемент, является в состоянии угля, графита и алмаза, которые (взятые в чистом виде) дают при сжигании один и тот же углекислый газ и в том же количестве. Для самих же «элементов» ничего подобного не известно. Они видоизменениям и взаимным превращениям не подвергаются и представляют, по современным воззрениям, неизменную сущность изменяющегося (химически, физически и механически) вещества, входящую как в простые, так и в сложные тела.
Весьма, в древности и до ныне, распространенное представление о «единой или первичной» материи, из которой слагается все разнообразие веществ, опытом не подтверждено, и все попытки, к сему направленные, оказались его опровергающими. Алхимики верили в превращение металлов друг в друга, доказывали это разными способами, но при поверке все оказалось или обманом (особенно в отношении к производству золота из других металлов), или ошибкой и неполнотой опытного исследования. Однако, нельзя не заметить, что если бы завтра оказалось, что металл А превращается целиком или отчасти в другой металл В, то из этого вовсе не будет еще следовать, что простые тела способны друг в друга превращаться вообще, как, например, из того, что долгое время закись урана считали за простое тело, а она оказалась содержащей кислород и действительный металлический уран - вовсе не следует делать никакого общего заключения, а можно только в частности судить о бывшей и современной степенях знакомства с ураном, как самостоятельным элементом. С этой точки зрения должно взглянуть и на оповещенное Емменсом (Stephen - Н. Emmeus) превращение мексиканского серебра отчасти в золото (май-июнь 1897 г.), если справедливость наблюдений оправдается и Argentaurum не окажется подобным алхимистическим оповещением подобного же рода, не раз бывшим и также прикрывавшемся покровом секрета и денежного интереса. Что холод и давление могут содействовать перемене строения и свойств - давно известно, хотя бы по примеру олова Фрицше, но нет фактов, позволяющих предполагать, что изменения эти идут столь глубоко и доходят не до строения частиц, а до того, что ныне считается атомами и элементами, а потому утверждаемое Емменсом превращение (хотя бы и постепенно) серебра в золото будет оставаться сомнительным и мaлозначущим даже в отношении к серебру и золоту, пока, во-первых, «секрет» не будет на столько раскрыт, что опыт может быть всеми воспроизведен, и во-вторых, пока обратный переход (при накаливании и уменьшении давления?) золота в серебро не будет установлен, или пока не будет установлена фактическая его невозможность или трудность. Легко понять, что переход спирта углекислоты в сахар труден, хотя обратный идет легко, потому что сахар бесспорно сложнее спирта и углекислоты. И мне кажется очень мало вероятным переход серебра в золото, если обратно - золото не будет переходить в серебро, потому что атомный вес и плотность золота чуть не в два раза более, чем серебра, из чего должно, по всему известному в химии, заключить, что если серебро и золото произошли из одного материала, то золото сложнее серебра и должно превращаться в серебро легче, чем обратно. Поэтому я думаю, что г. Емменсу для убедительности не только следовало бы раскрыть «секрет», но и попробовать, да и показать, если можно, превращение золота в серебро, тем более, что при получении из дорогого металла другого, в 30 раз более дешевого, денежные интересы будут, очевидно, на далеком плане, а интересы правды и истины окажутся явно на первом, теперь же дело представляется, на мой взгляд, с обратной стороны.
При таком представлении о химических элементах - они оказываются чем-то отвлеченным, так как в отдельности мы их не видим и не знаем. К такому почти идеалистическому представлению столь реалистическое знание, как химия, пришло по совокупности всего доныне наблюденного, и если это представление можно отстаивать, то лишь как предмет глубоко укоренившегося убеждения, доныне оказавшегося совершенно согласным с опытом и наблюдением. В этом смысле понятие о химических элементах имеет глубоко реальное основание во всей науке о природе, так как, например, углерод нигде, никогда, никем и нисколько не превращен в какой-либо другой элемент, тогда как простое тело - уголь превращено в графит и алмаз и, быть может, когда-нибудь можно будет превратить его и в вещество жидкое или газообразное, если удастся найти условия упрощения сложнейших частиц угля. Главное понятие, с которым возможно приступить к объяснению П. законности, состоит именно в коренном различии представлений об элементах и о простых телах. Углерод - элемент, нечто неизменное, содержащееся, как в угле, так и в углекислом газе или в светильном, как в алмазе, так и в массе изменчивых органических веществ, как в известняке, так и в дереве. Это - не конкретное тело, а весомое (материальное) вещество с суммой свойств. Как в парах воды или в снеге нет конкретного тела - жидкой воды, а есть то же весомое вещество с суммой ему одному принадлежащих свойств, так во всем углеродистом содержится материально-однородный углерод: не уголь, а именно углерод. Простые тела суть вещества, содержащие только один какой-либо элемент, и понятие о них становится прозрачно-ясным только тогда, когда признается укрепившееся представление об атомах и частицах или молекулах, из которых слагаются однородные вещества; причем понятию об элементе отвечает атом, а простому телу - частица. Простые тела, как и все тела природы, составлены из частиц: вся их разница от сложных тел состоит лишь в том, что частицы сложных тел содержат разнородные атомы двух или многих элементов, а частицы простых тел - однородные атомы данного элемента. Все, что излагается далее, должно относить именно к элементам, т.е. напр. к углероду, водороду и кислороду, как составным частям сахара, дерева, воды, угля, кислородного газа, озона и т.п., но не простым телам, элементами образуемыми. При этом, очевидно, является вопрос: как же можно находить какую-либо реальную законность в отношении к таким предметам, как элементы, существующие лишь как представления современных химиков, и что же реально осуществимое можно ожидать, как следствие из расследования каких-то отвлеченностей? Действительность отвечает на подобные вопросы с полною ясностью: отвлечения, если они правдивы (содержат элементы истины) и соответствуют реальности, могут служить предметом точно такого же исследования, как и чисто материальные конкретности. Так химические элементы, хотя суть отвлеченности, подлежат расследованию совершенно такому же, как простые или сложные тела, которые можно накалить, взвесить и вообще подвергать прямому наблюдению. Сущность дела здесь в том, что у химических элементов, на основании опытного исследования простых и сложных тел, ими образуемых, открываются свои индивидуальные свойства и признаки, совокупность которых и составляет предмет исследования. Мы и обратимся теперь к перечислению некоторых из особенностей, принадлежащих химическим элементам, чтобы затем показать П. законность химических элементов.
Свойства химических элементов должно разделить на качественные и количественные, хотя бы первые из них и сами по себе подлежали измерению. К числу качественных прежде всего принадлежит свойство образовать кислоты и основания. Хлор может служить образцом первых, так как и с водородом, и кислородом образует явные кислоты, способные с металлами и основаниями давать соли, начиная с первообраза солей - поваренной соли. Натрий же поваренной соли NaCl может служить образцом элементов, дающих только основания, так как кислотных окислов с кислородом он не дает, образуя или основание (окись натрия), или перекись, обладающую характерными признаками типической перекиси водорода. Все элементы суть более или менее кислотные или основные, с явными переходами от первых ко вторым. Это качественное свойство элементов электрохимики (с Берцелиусом во главе) выразили, отличив сходных с натрием, на основании того, что первые при разложении током являются на аноде, а вторые на катоде. Тоже качественное различие элементов выражается отчасти и в различении металлов и металлоидов, так как основные элементы относятся к числу таких, которые в виде простых тел дают настоящие металлы, а кислотные элементы образуют в виде простых тел металлоиды, не имеющие вида и механических свойств настоящих металлов. Но во всех этих отношениях не только невозможно прямое измерение, позволяющее устанавливать последовательность перехода от одних свойств к другим, но и нет резких различий, так что есть элементы в том или ином отношении переходные или такие, которые можно отнести и в тот, и в другой разряд. Так алюминий, по внешнему виду явный металл, отлично проводящий гальв. ток, в своем единственном окисле Аl 2 O 3 (глинозем) играет роль то основную, то кислотную, так как соединяется и с основаниями (напр. Na 2 O, MgO и др.), и с кислотными окислами, например образуя серноглиноземную соль A1 2 (SO 4) 3 =Al 2 O 3 3O 3 ; и в том, и в другом случае он обладает слабо выраженными свойствами. Сера, образуя несомненный металлоид, во множестве химических отношений сходна с теллуром, который по внешним качествам простого тела всегда относился к металлам. Такие случаи, очень многочисленные, придают всем качественным признакам элементов некоторую степень шаткости, хотя и служат к облегчению и, так сказать, оживлению всей системы знакомства с элементами, указывая в них признаки индивидуальности, позволяющей предугадывать еще не наблюденные свойства простых и сложных тел, образующихся из элементов. Эти сложные индивидуальные особенности элементов придавали чрезвычайный интерес открытию новых элементов, не позволяя никоим образом сколько-нибудь предвидеть сумму физических и химических признаков, свойственных веществам, ими образуемым. Все, чего можно было достигать при изучении элементов, ограничивалось сближением в одну группу наиболее сходных, что уподобляло все это знакомство с систематикою растений или животных, т.е. изучение было рабским, описательным и не позволяющим делать какие-либо предсказания по отношению к элементам, еще не бывшим в руках исследователей. Ряд иных свойств, которые мы назовем количественными, выступил в надлежащем виде для химических элементов только со времени Лорана и Жерара, т.е. с 50-х годов текущего столетия, когда была подвергнута исследованию и обобщению способность взаимного реагирования со стороны состава частиц и укрепилось представление о двуобъемных частицах, т.е. о том, что в парообразном состоянии, пока нет разложения, всякие частицы (т.е. количества веществ, вступающие в химическое взаимодействие между собою) всех тел занимают такой же объем, какой занимают два объема водорода при той же температуре и том же давлении. Не входя здесь в изложение и развитие начал, укрепившихся при этом, ныне общепринятом представлении, достаточно сказать, что с развитием унитарной или частичной химии в последние 40 или 50 лет получилась твердость, прежде не существовавшая, как в определении атомных весов элементов, так и в определении состава частиц простых и сложных тел, ими образуемых, и стала очевидною причина различия свойств и реакций обыкновенного кислорода О 2 и озона O 3 , хотя оба содержат только кислород, как и разность маслородного газа (этилена) C 2 H 4 от жидкого цетена С 16 Н 32 , хотя оба содержат на 12 весовых частей углерода по 2 весовых части водорода. В эту многознаменательную эпоху химии выступило в ней для каждого хорошо обследованного элемента два более или менее точных количественных признака или свойства: вес атома и тип (форма) состава частиц соединений, им образуемых, хотя ничто не указывало еще ни на взаимную связь этих признаков, ни на соотношение их с другими, особенно качественными, свойствами элементов. Вес атома, свойственный элементу, т.е. неделимое, наименьшее относительное количество его, входящее в состав частиц всех его соединений, особенно был важен для изучения элементов и составлял их индивидуальную характеристику, пока чисто эмпирического свойства, так как для определения атомного веса элемента надобно узнать не только эквивалент или относительный весовой состав некоторых его соединений с элементами, вес атома которых известен из иных определений, или условно принят известным, но и определить (по реакциям, плотностям паров и т.п.) частичный вес и состав хоть одного, а лучше многих из соединений, им образуемых. Этот путь опыта столь сложен, длинен и требует такого совершенно очищенного и тщательно изученного материла из числа соединений элемента, что для многих, особенно для редких в природе элементов, при отсутствии особо понудительных причин, оставалось много сомнений относительно истинной величины атомного веса, хотя весовой состав (эквивалент) некоторых соединений их и был установлен; таковы, напр., были уран, ванадий, торий, бериллий, церий и др. При чисто эмпирическом значении веса атома не было и особого интереса углубляться в этот предмет для элементов, редко подвергаемых исследованию, тем не менее для большой массы обыкновеннейших элементов величины атомных весов можно было уже в начале 60-х годов считать твердо установленными, особенно после того, как Канницаро твердо установил для многих металлов, напр. Са, Ва, Zn, Fe, Сu и т.п. явное их отличие от К, Na, Ag и т.п., показав, что частицы напр. хлористых соединений первых из них содержат вдвое более хлора, чем вторых, т.е. что Са, Ва, Zn и т.д. дают CaCI 2 , BaCI 2 и т.д., т.е. двуатомны (двуэквивалентны или двувалентны), тогда как K, Na и т.п. одноатомны (одноаквивалентны), т.е. образуют KCI, NaCI и т.п. В эпоху около середины текущего столетия вес атома элементов послужил уже одним из признаков, по которым стали сличать сходственные элементы групп.
Другой из важнейших количественных признаков элементов представляет состав частиц высших соединений, им образуемых. Здесь более простоты и ясности, потому что Дальтонов закон кратных отношений (или простоты и цельности числа атомов, входящих в состав частиц) уже заставляет ждать только немногих чисел и разобраться в них было легче. Обобщение выразилось в учении об атомности элементов или их валентности. Водород есть элемент одноатомный, ибо дает по одному соединению HX с другими одноатомными же элементами, представителем которых считался хлор, образуя НСl. Кислород двуатомен, потому что дает H 2 O или соединяется вообще с двумя X, если под Х подразумевать одноатомные элементы. Так получают НСlO, Сl 2 О и т.д. В этом смысле азот считается трехатомным, так как дает NH 3 , NCl 3 ; углерод четырехатомным, потому что образует СН 4 , СО 2 и т.д. Сходные элементы одной группы, напр. галоиды, дают и сходные частицы соединений, т.е. имеют одну и ту же атомность. Через все это изучение элементов очень сильно двинулось вперед. Но было немало трудностей разного рода. Особую трудность представили соединения кислорода, как элемента двуатомного, способного замещать и удерживать X 2 , в силу чего совершенно понятно образование Cl 2 O, HClO и т.п. соединений с одноатомными элементами. Однако, тот же кислород дает не только НСlO, но и HClO 2 , НСlO 3 и НСlO 4 (хлорная кислота), точно также как не только H 2 O, но и H 2 O 2 (перекись водорода). Для объяснения пришлось признать, что кислород, в силу своей двуатомности, обладая двумя сродствами (как говорят), способен втиснуться в каждую частицу и встать между всякими двумя атомами, в нее входящими. Трудностей при этом получилось много, но остановимся на двух, по-моему, важнейших. Во-первых, оказалась как бы грань О 4 для числа кислородных атомов, входящих в частицу, а этой грани нельзя ждать на основании допущенного. При том, приближаясь к грани, получались часто соединения не менее, а более прочные, чего уже вовсе нельзя допустить при представлении о втиснутых атомах кислорода, так как чем более их взойдет, тем вероятнее было иметь непрочность связей. А между тем НСlO 4 прочнее НСlO 3 , эта последняя прочнее НСlO 2 и НСlO, тогда как НСl опять тело химически очень прочное. Грань же О 4 выступает в том, что водородным соединениям разной атомности:
НСl, H 2 S, Н 3 Р и H 4 Si
отвечают высшие кислородные кислоты:
НСlO 4 , H 2 SO 4 , Н 3 РО 4 и H 4 SiO 4 ,
в которых одинаково содержатся четыре атома кислорода. Из этого даже выходит тот неожиданный вывод, что считая Н - одно-, а О - двуатомными элементами, по кислороду способность к соединению выходит обратная, чем по водороду, т.е. по мере того как у элементов увеличивается свойство удерживать атомы водорода или возрастать в атомности, уменьшается способность удерживать кислород; хлор, так сказать, одноатомен по водороду и семиатомен по кислороду, а фосфор или аналогический с ним азот трехатомен в первом смысле, а во втором - пятиатомен, что видно и по другим соединениям, например NH 4 CI, POCl 3 , РСl 5 и т.п. Во-вторых, все, что знаем, явно указывает на глубочайшее различие в присоединении кислорода (втискивании его, судя по представлению об атомности элементов) в том случае, когда образуется перекись водорода, от того, когда происходит напр. из H 2 SO 4 (сернистая кисл.) серная кислота H 2 SO 4 , хотя H 2 O 2 отличается от Н 2 O точно также атомом кислорода, как H 2 SO 4 от H 2 SO 3 , и хотя раскислители в обоих случаях переводят высшую степень окисления в низшую. Разность в отношении к реакциям, свойственным H 2 O 2 и H 2 SO 4 , особенно выступает по той причине, что серной кислоте отвечает своя перекись (надсерная кислота, аналог которой надхромовая недавно изучена Wiede и содержит, по его данным, H 2 CrO 5), обладающая совокупностью свойств перекиси водорода. Значит, есть существенная разность в способе присоединения кислорода в «солеобразных» окислах и настоящих перекисях и, значит, простым втискиванием атомов кислорода между другими выражать все случаи присоединения кислорода недостаточно, а если выражать, то скорее всего это следует применять к перекисям, а не к образованию, так сказать, нормальных соединений кислорода, приближающихся к RH n О 4 , где n, число атомов водорода, не бывает более 4, как и число атомов кислорода в кислотах, содержащих один атом элементов R. Приняв сказанное во внимание и означая вообще через R атом элементов, вся совокупность сведений о солеобразных окислах приводится к тому выводу, что число самостоятельных форм или видов окислов очень не велико и ограничивается следующими восемью:
R 2 O 2 или RO, напр. CaO, FeO.
Эта стройность и простота форм окисления вовсе не вытекает из учения об атомности элементов в его обычной форме (при определении атомности по соединению с Н или Сl) и есть дело прямого сличения кислородных соединений самих по себе. Вообще учение о постоянной и неизменной атомности элементов заключает в себе трудности и несовершенства (не насыщенные соединения, подобные СО, пересыщенные, подобные JCl 3 , соед. с кристаллизационною водою и т.п.), но оно в двух отношениях имеет и поныне важное значение, а именно с ним достигнута простота и стройность выражения состава и строения сложных органических соединений, и в отношении к выражению аналогии сродственных элементов, так как атомность, по чему бы ее не считали (или состав частиц сходственных соединений), в таком случае оказывается одинаковою. Так напр. сходные между собою во многом ином галоиды или же металлы данной группы (щелочные, напр.) оказываются всегда обладающими одинаковою атомностью и образующими целые ряды сходных соединений, так что существование этого признака есть уже до некоторой степени указатель аналогии.
Чтобы не усложнять изложения, мы оставим перечисление других качественных и количественных свойств элементов (напр. изоморфизма, теплот соед., показ, преломления и т.п.) и прямо обратимся к изложению П. закона, для чего остановимся: 1) на сущности закона, 2) на его истории и приложении к изучению химии, 3) на его оправдании при помощи вновь открытых элементов, 4) на приложении его к определению величины атомных весов и 5) на некоторой неполноте существующих сведений.
Сущность П. законности. Так как из всех свойств химических элементов атомный их вес наиболее доступен для численной точности определения и для полной убедительности, то исходом для нахождения законности химических элементов всего естественнее положить веса атомов, тем более, что в весе (по закону сохранения масс) мы имеем дело с неуничтожаемым и важнейшим свойством всякой материи. Закон есть всегда соответствие переменных, как в алгебре функциональная их зависимость. Следовательно, имея для элементов атомный вес как одну переменную, для отыскания закона элементов следует брать иные свойства элементов, как другую переменную величину, и искать функциональной зависимости. Взяв многие свойства элементов, напр. их кислотность и основность, их способность соединяться с водородом или кислородом, их атомность или состав их соответственных соединений, теплоту, выделяемую при образовании соответственных, напр. хлористых соединений, даже их физические свойства в виде простых или сложных тел сходного состава и т.п., можно подметить периодическую последовательность в зависимости от величины атомного веса. Для того, чтобы это выяснить, приведем сперва простой список всех, хорошо ныне известных определений атомного веса элементов, руководясь недавним сводом, сделанным F.W. Clarke («Smithsonian Miscellaneous Collections», 1075: «A recalculation of the atomic weights», Вашингтон, 1897, стр. 34), так как его ныне должно считать наиболее достоверным и содержащим все лучшие и новейшие определения. При этом примем, вместе с большинством химиков, условно атомный вес кислорода равным 16. Подробное исследование «вероятных» погрешностей показывает, что примерно для половины приведенных результатов погрешность чисел менее 0,1%, но для остальных она доходит до нескольких десятых, а для иных, быть может, и до процентов. Все атомные веса приведены по порядку их величины.
Заключение
Периодическая система Дмитрия Ивановича Менделеева имела громадное значение для естествознания и всей науки в целом. Она доказала, что человек способен проникнуть в тайны молекулярной структуры материи, а впоследствии – и в строении атомов. Благодаря успехам теоретической химии была совершена целая революция в промышленности, создано огромное количество новых материалов. Была наконец найдена взаимосвязь неорганической и органической химии – и в первой и во второй были обнаружены одни и те же химические элементы.
