ПОПЫТКИ СИСТЕМАТИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ДО Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

По мере возрастания числа элементов в связи с новыми бойлевско-ломоносовскими воззрениями на понятие «элемент» стала чувствоваться настоятельная необходимость в классификации и систематизации. Первую попытку в этом направлении сделал в конце XVIII в. французский ученый А. Лавуазье. Ему были известны уже тридцать три «простые субстанции», среди которых наряду с двадцатью двумя, действительно являющимися элементами в современном понимании слова, значатся и так называемые «флюиды» (свет, теплота), а также ряд оксидов, еще не разложенных в то время на составляющие их элементы. Все эти «субстанции» А. Лавуазье классифицирует на четыре класса:

1) газы и «флюиды»;
2) неметаллы;
3) металлы;
4) «земли» (вещества, оказавшиеся в дальнейшем оксидами различных элементов).

Эта классификация положила начало многим другим попыткам, число которых все увеличивалось по мере открытия все новых и новых элементов.

В 1817 г. немецкий ученый И. Доберейнер на основе сходства химической природы некоторых элементов располагает их отдельными триадами:

1) Литий Li — 6,94, Натрий Na —23,00, Калий К —39,1
2) Кальций Са—40,07, Стронций Sr—87,63, Барий Ва—137,37
3) Фосфор Р —31,04, Мышьяк As—74,96, Сурьма Sb—121,8
4) Сера S —32,06, Селен Se —79,2, Теллур Те —127,5
5) Хлор СL —35,46, Бром Вг —79,92, Иод I —126,92

При этом он обнаруживает интересную математическую закономерность: масса атома среднего элемента в каждой триаде родственных элементов равна среднеарифметической величине из масс атомов крайних. Так, например, относительная атомная масса натрия Na в первой триаде равна среднеарифметической величине из относительных атомных масс лития Li и калия К.

6,94 (Li)+39,1 (К)/2 ? 23,00 (Na)

Надо сказать, что классификация элементов по триадам занимала умы многих химиков и в последующее время. Стали выявляться постепенно все новые и новые триады родственных между собой элементов, и в 1857 г. Е. Ленссен укладывает почти все известные к этому году элементы (число их возросло уже до 60) в двадцать триад, правда, не без некоторой натяжки в отношении отдельных элементов.

В 50-х гг. XIX в. делаются попытки систематизации элементов по группам на основе того, что между атомными массами элементов в таких группах наблюдаются определенные, иногда довольно сложные математические закономерности.

Многие ученые понимали, что все эти закономерности не случайны, что элементы связаны каким-то пока неясным внутренним родством. Однако причина этих закономерностей авторами предложенных таблиц не выявлялась.

Помимо различных таблиц с распределением элементов по горизонтальным или вертикальным рядам, были предложены и другие пространственные построения для выражения «родства» между теми или иными элементами. Таково, например, объемное построение французского ученого А. де Шанкуртуа. Он расположил около 50 элементов по винтовой линии на поверхности цилиндра, откладывая их на этой линии соответственно их относительным атомным массам. Для упрощения рассмотрим верхнюю половину цилиндра; на рисунке 3 она развернута на плоскости, и винтовая линия представляется наклонными параллелями.

Так как построение заканчивалось теллуром Те, то оно и получило название теллурового винта. Оно графически выражало в принципе правильную идею диалектического развития материи. Многие химически сходные элементы оказались в его построении расположенными друг под другом на вертикалях-образующих цилиндра. Так, например, на первой вертикали оказались водород Н, фтор F, хлор С1. Интересно, что из его «винта» впервые выявилась аналогия между водородом и галогенами, лишь недавно ставшая общепризнанной.

На второй вертикали оказались щелочные металлы: литий Li, натрий Na, калий К и т. д. Однако эта под меченная им, так сказать, в зародыше периодическая повторяемость не нашла развития в нижней половине его цилиндра, где уже вообще ни о какой аналогии по вертикалям говорить не приходится.

В 1864—1965 гг. появились две новые таблицы. Одна из них принадлежала английскому ученому Дж. Нью-лендсу, другая — немецкому ученому Л. Мейеру.

Дж. Ньюлендс исходил из идеалистических представлений о всеобщей гармонии, царящей, по его мнению, в природе. Эта гармония, как ему казалось, должна существовать и среди химических элементов. Расположив 62 элемента, известных к тому времени, в порядке возрастания их эквивалентов, он подметил, что в этом ряду часто каждый восьмой (по порядку следования) элемент как бы повторяет свойства каждого считаемого условно за первый (табл. I).

ТАБЛИЦА-1

Действительно, натрий Na, девятый в общем ряду, повторяет свойства второго, лития Li; кальций Са, семнадцатый в ряду, повторяет свойства магния Mg, десятого в ряду.

Свою таблицу, в которой все элементы распределены в восьми вертикальных столбцах — октавах, сходные же элементы расположены на горизонталях, Дж. Ньюлендс назвал законом октав.

Нарушений гармонии в таблице Дж. Ньюлендса тем не менее очень много. Так, например, нет никакого сходства между хлором С1 и платиной Pt, находящихся на одной (первой) горизонтали; между серой S, железом Fe и золотом Au, находящихся на одной (седьмой) горизонтали.

И все же заслуга Дж. Ньюлендса несомненна. Он первый подметил повторяемость свойств элементов на восьмом элементе, привлек внимание к этому числу.

Таблица Лотара Мейера основана на сходстве элементов по их атомности (валентности) по водороду. Понятие «атомность» (валентность) было незадолго до этого (1862) введено в науку английским ученым Эд. Франкландом. С введением этого понятия химическое сходство приобрело количественное выражение (формально валентность — это число), и представилась возможность уточнять это сходство. Одно дело быть вообще сходными (по ряду свойств), другое — быть сходными по валентности. Так, например, бор В и кремний Si сходны по ряду свойств, но различны по их максимальной валентности (3; 4).

ТАБЛИЦА-2

Всего в его таблице шесть вертикальных столбцов, вмещающих 44 элемента. В каждом из них находятся элементы, сходные по их атомности (валентности). Приводимая для пояснения таблица II отражает лишь верхнюю часть таблицы Мейера.
Л. Мейер подмечает, что разности между относительными атомными массами соседних по каждому вертикальному столбцу сходных элементов отличаются на закономерно возрастающие числа: 16; 16; 45; 45; 90. Замечает он и то, что, например, в первом столбце эта разность между вторым элементом (кремнием Si) и следующим по порядку (вниз) элементом (оловом Sn) ненормально велика (~90 вместо — 45); точно так же не подтверждается наличием каких-либо элементов намеченная разность (~90) после каждого четвертого элемента третьего, четвертого и шестого столбцов. Однако из этого факта нарушения подмеченной им важной закономерности Л. Мейер не делает никакого логического вывода. А ведь таким выводом мог бы быть вывод о существовании в природе неизвестных еще в то время элементов, соответствующих пустым местам его таблицы!

Л. Мейер более, чем кто-либо другой из ученых до него, был близок к открытию периодического закона. Ведь именно он выявил даже, правда несколько позже?’ периодическую повторяемость атомных объемов эле-, ментов (объемов, занимаемых молями атомов элементов). И все же он не решился на смелые выводы, и часть открытия величайшего из законов принадлежит Д. И. Менделееву.

Подведем итоги. Общее число попыток классификации элементов до Д. И. Менделеева, считая варианты упомянутых таблиц, достигает пятидесяти. В них принимали участие ученые разных стран. Некоторым из них удалось подойти к «предчувствию» периодического закона, вступить даже на порог открытия его. И все же им не удалось довести свои попытки до завершения. Все они искали сходство только между явно сходными элементами, даже не допуская мысли о том, что некоторым сходством могут обладать и такие на вид несходные элементы, как, например, натрий Na и хлор С1, т. е. не допуская мысли о том, что все элементы являются ступенями развития единой материи. Поэтому, создавая таблицы, графики, подмечая отдельные математические закономерности, они при всем своем желании не могли, обнаружить единую систему элементов.

Вот вы знаете, что химия так плотно вошла в нашу жизнь. Сегодня отходы твердый пвх пленка, а это органическая химия, можно спокойно продать или купить. А все подробности вы можете найти на 1-top.ru.

Оставить свой комментарий

Пожалуйста, зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Поиск
Поделись интересным!
Рубрики
Яндекс.Метрика

Посетите наши страницы в социальных сетях!

ВКонтакте.      Facebook.      Google Plus.      Twitter.      YouTube.      Одноклассники.      RSS.
Вверх
© 2019    Копирование материалов сайта разрешено только при наличии активной ссылки   //    Войти