www.dutum.narod.ru
И.НЕЧАЕВ РАССКАЗЫ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ
Глава четвертая ЗАКОН МЕНДЕЛЕЕВА
Атомный вес В конце концов не требовалось даже большой проницательности, чтобы заметить поразительное сходство между некоторыми элементами.
Элементы-близнецы, элементы-сородичи имелись не только в группе «горючих» металлов, открытых Дэви и Бунзеном. Уже давно были известны химикам и другие группы сходных элементов, например галоиды — фтор, хлор, бром, йод; щелочноземельные металлы — магний, кальций, стронций, барий.Это не может быть случайностью, решил Менделеев. Существует какая-то скрытая зависимость, какая-то связь между всеми элементами. Должен быть какой-то основной признак у всех без исключения элементов, который определяет и сходство их между собой и различия. Если бы знать его, можно было бы расставить все элементы, а с ними и все их бесчисленные соединения в строгом порядке, как расставляют солдат в строю по росту, по ранжиру.
Какое же это было основное свойство, каков был этот решающий признак, который определял место элемента в «строю» веществ?
Может быть, цвет веществ?Но что считать цветом элемента? Вот, например, фосфор. Существует фосфор желтый и красный. Какой же из двух цветов считать присущим этому элементу? Или взять йод: в твердом виде он имеет черно-бурый цвет и металлический блеск, но, если его нагреть, этот же самый йод принимает вид фиолетовых паров. А желтое золото, если изготовить из него очень тонкий листок, становится синевато-зеленым и прозрачным, как слюда.
Нет, видно, цвет слишком неустойчивое и второстепенное свойство, чтобы по нему определять естественный порядок элементов.Тогда, может быть, удельный вес? Но это еще более неопределенное свойство: стоит только чуть нагреть вещество, и его удельный вес изменится, оно станет относительно легче. (Удельный вес равняется отношению веса тела к его объему и обычно измеряется в граммах в одном кубическом сантиметре. Удельный вес воды при температуре 4 градуса равен единице — поэтому величина удельного веса показывает, во сколько раз вес того или иного тела больше веса воды в том же объеме. Удельный вес железа при температуре 15 градусов равен 7,8; это значит, что 1 куб. сантиметр железа в 7,8 раза тяжелее 1 куб. сантиметра воды.)
Не годились по этой же причине ни теплопроводность, ни электропроводность, ни магнитные, ни многие другие свойства элементарных веществ.
Очевидно, должен был существовать какой-то иной, коренной признак, который никогда не изменяется, без которого и самого элемента нельзя себе представить; признак, характерный для элемента, как лицо для человека; такой фундаментальный, такой неотъемлемый признак, который элемент не теряет даже тогда, когда он соединяется с другими элементами, образуя новые, сложные вещества, с новыми свойствами.
Был ли, мог ли быть такой признак?Мысль о нем преследовала Менделеева везде и всюду. Он думал» рассчитывал, сопоставлял.
Да, был такой признак, было такое свойство, Менделеев его знал, все химики знали его. Но мало кто придавал ему большое значение.
Он назывался «атомный вес».
У каждого химического элемента есть свой, строго определенный, из опыта найденный атомный вес. И у холодного и у теплого вещества, и у желтой и у красной разновидности он один и тот же. Атомный вес не меняется никогда и ни при каких условиях. Это паспорт элемента.
Атомный вес элемента показывает, во сколько раз каждый его атом, то есть каждая мельчайшая частица его, тяжелее атома самого легкого из элементов — водорода. У кислорода, например, атомный вес 16. Это означает, что любой кислородный атом тяжелее водородного в 16 раз. Атомный вес золота 197 — значит, его атомы в 197 раз тяжелее атомов водорода. (Почти полвека спустя после открытия периодического закона было найдено, что необязательно все атомы химического элемента имеют одинаковый вес. У многих элементов существуют разновидности — так называемые изотопы, с более легкими или более тяжелыми атомами, но все обладающие одинаковыми химическими свойствами. Так, например, на сто тысяч атомов кислорода с атомным весом 16 в природе имеется сорок атомов изотопа кислород-17 и двести атомов изотопа кислород-18. Да и у самого легкого из элементов — водорода — имеются еще два изотопа — дейтерий с атомным весом 2 и тритий с атомным весом 3. На сто тысяч атомов водорода в природе приходится пятнадцать атомов дейтерия. Что же касается трития, то этот изотоп водорода радиоактивен и в природе не встречается. Атомный вес всякого элемента зависит как от атомных весов его изотопов, так и от того, в каком соотношении эти изотопы смешаны в природе).
Величину атомов, этих простейших частиц, из которых состоит каждый элемент, — вот что определяет атомный вес.
Все атомы одного и того же элемента абсолютно одинаковы. Каждый атом любого элемента отличается от каждого атома любого другого элемента в первую очередь своей величиной, своим весом. Не ясно ли, что именно от этого основного признака должны зависеть все остальные, все то, что придает каждому химическому элементу его своеобразие?
Менделеев пришел к такому выводу после того, как тщательно сопоставил между собой свойства всех элементов. Он видел, догадывался, что по этому важному признаку можно будет нащупать законы их сходства и различия. Здесь был ключ к тому, что он искал, — к единству, к порядку в мире материи. Надо было только суметь воспользоваться этим ключом.
Следы, которые вели сюда, были неясными, запутанными. Чтобы не сбиться, чтобы нагляднее увидеть связь между элементами, Менделеев нарезал из картона шестьдесят три прямоугольника, написал на каждом название элемента, его основные свойства и атомный вес. И он стал тасовать эту колоду, раскладывать «пасьянс» из элементов. Он располагал карточки в различных комбинациях, менял их места, искал общую закономерность — единый закон, которому подчинялись бы все вещества.
Днем и ночью, на кафедре, в лаборатории, на улице и дома за письменным столом он думал об этой Естественной системе элементов.43
<<< Оглавление
