Менделєєв і періодична система елементів
У першому виданні “Основ хімії” в 1817 р Д. І. Менделєєв писав: “Фізичні та хімічні властивості елементів, що з’являються у властивостях простих і складних тіл, стоять у періодичній залежності від їх атомної ваги”. Менделєєв вніс корективи в атомні ваги деяких елементів, дав їм місце відповідно до хімічними елементами. На підставі таблиці Менделєєв передбачив властивості невідомих елементів. Наявність у кожного елемента сукупності певних властивостей і періодичності цих властивостей стали пояснювати внутрішніми властивостями атомів, уявлення про неподільність атомів замінювалося уявленнями про атоми як про складні системи.
Менделєєв писав: “Атоми простих тіл суть складні речовини, утворені складанням деяких ще менших частин (ультіматов); що називається неподільним (атом), неподільне тільки звичайними хімічними силами, як частки неподільні у звичайних умовах фізичними силами, однак, незважаючи на хиткість і довільність такого припущення, до нього мимоволі схиляється розум при знайомстві з хімією “. І далі: “… періодична змінюваність простих і складних тіл підкоряється деякому вищому закону природи, якого, і тим більше причину нині ще немає засобу охопити. Ймовірно вона криється в основних засадах внутрішньої механіки атомів і частинок”. Такий механікою виявилася згодом “квантова механіка”.
Серед властивостей, характерних для кожного роду атомів і виявляють періодичність, особливо істотними виявилися надалі для розвитку квантової теорії спектральні властивості. Атоми кожного елемента мають своїм специфічним оптичним спектром, причому спектри ускладнюються при переході від елемента до елементу по періодичній системі. Саме на специфічності спектра був заснований відкритий Кирхгофом і Бунзеном спектральний аналіз, застосування якого дозволило визначити за спектрами Сонця і зірок їх хімічний склад і показати, що атоми усюди у Всесвіті однакові. У 1860-1861 рр. Бунзен і Кірхгоф відкрили за спектрами цезій і рубідій. У 1875 р Лекок де Буабордан – галій, перший з передбачених Менделєєвим елементів (екаалюмінієм). Найважливішим результатом вивчення спектрів було відкриття закономірностей у цих спектрах, починаючи з Бальмера (1885), і встановлення комбінаційного принципу Рітца (1908 г.), що послужило Бору експериментальною базою для створення квантової теорії атома. До середини XIX в. атомистика так зробила крок вперед, що фізики вже могли з довірою її використовувати, і вона почала зливатися з механічною теорією теплоти в єдину кінетичну теорію газів.
Отже, наприкінці XIX в. атомна теорія досягла великих успіхів. Основні відомості про атоми, які були накопичені до цього часу, перераховані Д. І. Менделєєвим у статті “Речовина”, опублікованій в “Енциклопедичному словнику” Брокгауза і Ефрона в 1892 р.:
“Хімічні атоми кожного елемента незмінні” і існує стільки сортів атомів, скільки відомо хімічних елементів (за часів Менделєєва їх було близько 70);
атоми даного елемента однакові;
атоми мають вагу, причому відмінність елементів один від одного зосереджується при теперішньому стані наших відомостей на безсумнівному розходженні ваги атомів різних елементів;
взаємний перехід атомів даного елемента в атоми іншого елемента неможливий.
Д. І. Менделєєв писав, що атом – це тільки гіпотеза, нічого невідомо про те, як вони влаштовані: “… тіла чи це певною твердої форми, наприклад, кульовий або який інший, вихрові це кільця, подільні вони геометрично, динамічні це системи чи ні – в це не можуть ще проникати існуючі індуктивні методи дослідження “. Тобто атом залишався гіпотезою, йому ще належало скинути свої “безструктурні” одягу і знайти нове життя в іпостасі конкретної науково-обгрунтованої моделі і тим самим покласти початок сучасної атомістиці.
“На тіла основні природа все розкладає” (Лукрецій Кар “Поема про природу речей”). Гіпотеза про існування атомів так само стара, як і наша цивілізація, і існує, принаймні, 25 століть. До кінця XIX в., Коли завершилося створення класичної теорії і з’явилися технічні засоби, знову зазвучав ще один старий питання: “Яка природа атома?”.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)