khimie.ru

До открытия периодического закона Д. И. Менделеева в химии царила полная неразбериха. Химики бродили в потемках; открытия они делали, полагаясь исключительно на свои интуицию и экспериментальный талант … Не было у них тогда ни «химического компаса», ни «химической карты», которые бы помогали им безошибочно выбирать правильный путь в изучении веществ, их свойств и превращений.

Однако следует заметить, что свой величественный и прекрасный храм-элементар русский химик сводил не на голой почве. Были и у него славные предшественники — П. Деберейнер, А. де Шанкуртуа, Д. Ньюлендс, Л. Мейер. Все они пытались по своему дать классификацию химических элементов, отыскать законы взаимосвязи между ними. Так появились на свет известные «триады Деберейнера», «октавы Ньюлендса», «спираль де Шанкуртуа» и таблица Л. Мейера. Но это были только первые попытки… Эти классификации были несовершенными и неполными, они охватывали далеко не все элементы. Предшественники Д. И. Менделеева не сумели открыть и понять главного, наиболее существенно — внутреннего, генетического взаимосвязи между всеми химическими элементами. Полное и совершенное решение проблемы дал гениальный русский ученый.

В начале 1869 г. Дмитрий Иванович Менделеев приступил к работе над вторым выпуском «Основ химии». Он собрал огромный литературный материал о 63 химических элементах, известные в то время, и их соединения, изучил множество трудов отечественных и зарубежных ученых. Дмитрий Иванович ясно видел, что назрела необходимость объединить и систематизировать разрозненные, рассеянные химические знания в единую стройную систему. Так в результате кропотливого труда и благодаря светлому природному уму Д. И. Менделеева появилось одно из величайших открытий XIX века — периодический закон и периодическая система химических элементов …

И гениальное открытие было признано не сразу. Иностранные ученые издавна считали Русь темной, забитой страной. Недаром выдающийся чешский химик Богуслав Браунер, друг и сподвижник Менделеева, по этому поводу писал так: «Я видел, как эта великая идея оставалась без внимания, видимо, потому, что принадлежала российскому химику».

В 1871 г., опираясь на периодический закон, Д. И. Менделеев делает свои знаменитые предсказания о существовании и свойствах еще неизвестных науке элементов, в частности аналогов бора, алюминия, кремния, которые он назвал соответственно «экабором», «экаалюминием», «экасилицием »… Свои прогнозы и предсказания он изложил в статье на страницах «Курналу Русского физико-химического общества», а в следующем, 1872 г., — в немецком журнале «Анналы химии и фармации». Но после этого лишь отдельные химики высоко оценивали открытия Менделеева. Так, старый друг Менделеева — немецкий ученый Э. Ерленмейер, получив статью Менделеева, писал ему: «Сердечное спасибо за Вашу статью, которая меня очень интересует. Она содержит много прекрасных и великих мыслей ». Настоящий триумф периодического закона пришло лишь через несколько лет.

В конце 1875 г. француз П. Лекок де Буабодран с помощью спектроскопа обнаружил в Пиренейской цинковой обманке новый элемент — галлий. Об этом он сообщил в докладах Французской академии наук. Когда же Менделеев прочел сообщение французского ученого, он пришел к выводу, что новооткрытый галлий — это «старый знакомый», предусмотренный им еще в 1871г. экаалюминий. Не теряя времени, российский химик сразу отослал в Париж письмо. В нем он писал: «Способ открытия и выделения, а также немногие описанные свойства заставляют предположить, что новый металл не что иное, как экаалюминий». Менделеев, который никогда не видел и не держал в руках ни одной крупинки галлия (экаалюминия), указывает первооткрывателю на то, что тот допустил серьезную экспериментальную погрешность, определив для галлия плотность 4,7. Русский химик советует своему незнакомому французскому коллеге еще раз тщательно очистить галлий и определить его плотность, которая, по теоретическим расчетам Менделеева, должна была равняться 5,9-6. Оказалось, что Лекок де Буабодран совсем не читал статьи Менделеева в немецком журнале, а потому узнал про экаалюминий только из его письма …

Лекок де Буабодран, по совету Менделеева, добыл достаточно чистый металл и измерил его плотность. Она равнялась 5,94, как и предсказывал петербургский профессор. Позже первооткрыватель галлия напишет: «Я думаю, что нет необходимости настаивать на огромном значении теоретических взглядов господина Менделеева относительно плотности галлия». И действительно, не только плотность, но и другие свойства Менделеевского экаалюминия и лекокдебуабодранивського галлия оказались тождественными.

Блестящее подтверждение предусмотренных российским химиком свойств галлия вызвало огромный интерес к периодическому закону в широких кругах химиков.

В 1879 г. периодическая система химических элементов и периодический закон снова получили блестящий триумф. Шведский химик Л. Нильсон открыл новый элемент скандий, который оказался менделеевским экабором.

По этому поводу Нильсон писал: «Итак, не остается никакого сомнения, что в скандии открыт экабор … Так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика, позволившие предсказать не только существование названного простого тела, но и его важнейшие свойства».

В 1886 г. профессор Фрейберзькой Горной академии К. Винклер, анализируя саксонский минерал аргиродит, открыл третий из предусмотренных Менделеевым элементов — экасилиций. И на этот раз взгляды русского химика и найденные экспериментально свойства нового элемента и его соединений поразительно совпали. С согласия Менделеева новый элемент был назван в честь родины Винклера германием.

Д. И. Менделеев предсказал также возможность существования и главные свойства еще и таких элементов: екацезию (франция), екабарию (радия), екалантану (актиния), екамарганца (технеция), екайоду (астата).

Гениальность Менделеева, смелость его мысли можно видеть и в том, что он на основе только химических свойств исправил атомные массы крайней мере четырнадцати химических элементов, в частности бериллия, титана, хрома, иттрия, индия, цезия, лантана, церия, эрбия, иридия, платины, золота, тория и урана.

До создания периодической системы элементов загадкой была атомная масса бериллия и состав его оксида. Химики считали бериллий трехвалентным с атомной массой 13,5 только на том основании, что ВеО по химическим свойствам очень напоминает глинозем (Аl₂O₃). Правда, российский химик И. В. Авдеев на основе тщательных анализов доказал, что «сладкой земли» соответствует формула ВеО, а не Ве₂О₃, как было принято в те времена. Ошибочное мнение о трехвалентный бериллий с атомной массой 13,5 противоречила периодическому закону и поэтому для металла «сладкой земли» не находилось места в периодической системе. Менделеев «поселил» бериллий во второй группе и втором периоде, считая, что его атомная масса 9,4. Против этого «произвола» решительно выступили шведских химики Л. Нильсон и О. Петерсон. И когда они определили плотность пара хлорида бериллия — их удивлению не было предела. Оказалось, что атомная масса бериллия составляет 9,1 и что этот металл двухвалентный, как и предсказывал русский химик.

Когда Менделеев создавал периодическую систему, все химики приписывали урана атомную массу 120. Для такого «разрубленного пополам» урана тоже не находилось места в менделеевской таблицы. Поэтому в 1869 г. Дмитрий Иванович, опираясь на открытый им закон, смело удвоил атомную массу урана. Этот элемент стал крайним и самым трудным на то время «жителем» элементарию с атомной массой 240. Через 13 лет немецкий химик Г. Циммерман блестяще подтвердил эту мысль русского ученого. Он экспериментально определил плотность пара хлорида урана UCl₄ и отсюда рассчитал атомную массу урана. Она равнялась … 240.

«Для меня лично, — писал впоследствии Д. И. Менделеев, — уран весьма знаменательный просто потому, что играл немалую роль в утверждении периодического закона, поскольку изменение его атомной массы была признанием закона и оправдано действительностью, а для меня (вместе с атомными массами Ce и Ве) была пробным камнем общности периодического закона».

Лекок де Буабодрана, Нильсона, Винклера, Циммермана и Браунера Менделеев справедливо назвал «упрочнителя» периодического закона. Чешский химик Б. Браунер удостоился такого почетного «титула» за целый ряд исследований в химии редкоземельных элементов. Этот ученый впервые решил вопрос о размещении немалого «семейки» «братьев-лантаноидов» в Менделеевском элементарии. Он один из первых поддержал идею размещения новооткрытых инертных (благородных) газов в так называемой нулевой группе. Им много также сделано для популяризации, распространения и признания идей русского химика Менделеева в ученом мире.