Вильгельм Штрубе - Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века

6. Должно ожидать открытия еще многих неизвестных простых тел, например сходных с алюминием и кремнием элементов с паем 65-75.

7. Величина атомного веса элемента иногда может быть исправлена, зная его аналогии. Так, пай Те должен быть не 128, а 123-126?

8. Некоторые аналогии элементов открываются по величине веса их атома. Так уран оказывается аналогом бора и алюминия, что и оправдывается сличением их соединений."

)

Работа Менделеева побудила Мейера в 1870 г. опубликовать статью "Природа химических элементов как функция их атомного веса". Мейер ссылался на периодическую систему Менделеева, но сделал в ней некоторые перестановки. В 1870 г. и Менделеев внес в таблицу несколько поправок: как любая закономерность, в основе которой лежит верная идея, новая система оказалась жизнеспособной, поскольку в ней предусматривалась возможность уточнений. Подробности этих уточнений можно здесь не излагать, так как они обстоятельно описаны Вальденом [42; 48, с. 4719].

Окончательно идеи Менделеева нашли выражение в названии его статьи, вышедшей в 1871 г.: "Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов" [49]. Прежде всего Менделеев определил новые положения в системе для индия, церия, тория и урана и предсказал свойства неизвестных еще элементов, которые он включил в систему.

Менделеев обратил внимание на упомянутые уже аналоги бора и алюминия — элементы III группы. По его мнению, после цинка должен был стоять еще один элемент, названный им экаалюминием Еl. Он предсказал атомный вес этого элемента — 68, атомный объем — 11,5, удельный вес — 6,0 и некоторые спектральные характеристики. В 1875 г. в Париже П. Э. Лекок де Буабодран открыл предсказанный Менделеевым экаалюминий и назвал его галлием. Так было впервые подтверждено предсказание Менделеева. Точно так же сбылся его прогноз о существовании аналога бора, который он назвал экабором Еb. Этот элемент был открыт в Швеции в 1879 г. Л. Ф. Нильсоном и назван скандием.

Открытие Клеменсом Винклером в 1886 г. германия окончательно убедило большинство химиков в правильности построенной Менделеевым периодической системы. Еще до того, как был открыт германий, Менделеев предсказал существование этого элемента IV группы, назвав его экасилицием Es, и описал некоторые его свойства (см. табл. 1) [42, с. 282].

Таблица 1

Ученых, открывших новые элементы, Менделеев назвал людьми, "действительно укрепляющими" периодическую систему, без которых она не была бы полностью признана. Менделеев имел счастье дожить до открытия еще и других элементов, существование которых он предсказал [88].

До последних своих дней Менделеев внимательно следил за развитием периодической системы. Кроме этого он активно занимался и другими проблемами, например исследованием расширения газов, о результатах которого сообщил в 1875 г. Менделеева интересовало происхождение и промышленное использование нефти. Он изучал также месторождения каменного угля, придавая важное значение донецкому углю. Несмотря на научные заслуги и активное участие в развитии промышленности, в 1890 г. царские власти отстранили Менделеева от преподавательской деятельности, когда он, придерживаясь либеральных взглядов, решился во время студенческих волнений вручить министру просвещения петицию студентов.

В 1893 г. Менделеев был назначен управляющим Палаты мер и весов. Помимо этого он занимался вопросами образования и обучения молодежи, а также научными и социальными проблемами России. Он был убежден, что народу России принадлежит великое будущее.

Периодическая система элементов (1902 г.)

Периодическая система элементов, структурная химия установление строения бензола — все эти открытия подняли к 1870-м годам теоретическую химию на новый уровень благодаря которому стало возможным более быстрое развитие химии, понимание строения сложных органических веществ и открытие строения атома. Одновременно в качестве самостоятельного раздела химии начала развиваться физическая химия.

Использование отдельных физических методов для исследования и объяснения химических процессов началось еще в конце XVIII в., но лишь в XIX в., сто лет спустя после появления новой химической номенклатуры Лавуазье (1787 г.), физическая химия выделилась в самостоятельное научное направление [91]. В 1887 г. В. Оствальд, С. Аррениус и Я. Г. Вант-Гофф начали издавать "Журнал физической химии".

Столь длительный период накопления знаний объясняется прежде всего различным уровнем возможности математической обработки экспериментальных данных в физике и химии. Кроме того, мир веществ очень многообразен, и в центре научных интересов химиков находилось исследование свойств, строения и превращений веществ. В течение десятилетий закон простых кратных отношений удовлетворительно объяснял превращения веществ. Поэтому Бертолле, пытавшийся найти зависимость между массой и химическими свойствами веществ, оставался непонятым современными ему химиками.

До середины XIX в. физикам и химикам, изучавшим вещества разными методами, трудно было найти общий взгляд на их природу. Дальтон отрицал открытые Гей-Люссаком газовые законы, а молекулярная гипотеза Авогадро в течение полувека не получала признания. Закону удельных теплоемкостей, открытому в 1819 г. П. Дюлонгом и А. Пти, повезло больше: он использовался для определения атомных масс, главным образом металлов. Этой же цели служил установленный в том же году Мичерлихом закон изоморфизма, согласно которому изоморфные соединения имеют аналогичный состав.

Г. Дэви и Й. Я. Берцелиус первыми использовали в химии электричество. М. Фарадей продолжил их работы и заложил основы электрохимии.

Майкл Фарадей (1791-1867)

Майкл Фарадей родился в 1791 г. в семье кузнеца. В тринадцатилетнем возрасте он поступил в обучение к переплетчику в Лондоне. В свободное время юноша посещал вечерние лекции по физике и астрономии, однако большую часть своих научных знаний он почерпнул из книг. Кроме того Фарадей слушал и тщательно записывал лекции Дэви в Королевском институте. Проиллюстрировав записи рисунками тех приборов, которые Дэви использовал на лекциях, Фарадей переплел их и послал почитаемому им профессору. Когда последний предложил юноше место лаборанта, Фарадей счел, что осуществились его самые смелые мечты.