Открытие Д.И. Менделеевым Периодического закона

Существует несколько рассказов близких Д.И. Менделееву людей о том, как был открыт периодический закон; эти рассказы передавались очевидцами устно, затем проникли в печать и стали своего рода легендами, проверить которые до сих пор не представилось возможным из-за отсутствия соответствующих документальных данных[2,3,4]. Интересен рассказ профессора геологии СПб. Университета А.А. Иностранцева (1843-1919), близкого друга Д.И. Менделеева [5]. А. А. Иностранцев, посещавший Д.И. Менделеева как раз в те дни, когда он открывал периодический закон, приводит любопытные штрихи того, как Д.И. Менделеев трудился над созданием своей системы элементов И.И. Лапшин [6], опубликовавший рассказ А.А. Иностранцева, писал:

«О завершающей творческий процесс интуиции Менделеева заслуженный профессор Александр Александрович Иностранцев Любезно сообщил мне в высшей степени интересные вещи. Однажды, уже будучи секретарем физико-математического факультета, А.А. зашел проведать Менделеева, с которым, как ученый и близкий друг, был в непрестанном духовном общении. Видит: Д.И. стоит у конторки, по-видимому, в мрачном, угнетенном состоянии.

- Чем вы заняты, Дмитрий Иванович?

Менделеев заговорил о том, что впоследствии воплотилось в периодическую систему элементов, но в ту минуту закон и таблица еще не были сформированы: «Все в голове сложилось,- с горечью прибавил Менделеев, - а выразить таблицей не могу». Немного позднее оказалось следующее. Менделеев три дня и три ночи, не ложась спать, проработал у конторки, пробуя скомбинировать результаты своей мысленной конструкции в таблицу, но попытки достигнуть этого оказались неудачными. Наконец, под влиянием крайнего утомления Менделеев лег спать и тотчас заснул. «Вижу во сне таблицу, где элементы расставлены как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги, - только в одном месте впоследствии оказалась нужной поправка» [6].

Далее необходимо учесть свидетельство самого Д.И. Менделеева в "Основах химии" о том, как он при окончательном оформлении своей классификации элементов воспользовался карточками, на которых были написаны данные об отдельных элементах [2,3]. Карточки были нужны Д.И. Менделееву именно для выявления неизвестной ещё зависимости между элементами, а вовсе не для её окончательного оформления. А главное, о чем свидетельствует первоначальный черновик таблицы [2,3], карточки с написанными на них элементами располагались Д.И. Менделеевым первоначально не в порядке групп и рядов (периодов), а только в порядке групп (периоды ещё не были вначале открыты). Группы же размещались одна под другой и это именно размещение групп привело к открытию, что вертикальные столбцы (периоды) элементов примыкают друг к другу, образуя общий непрерывный ряд элементов, в котором периодически повторяются определенные химические свойства. В этом, собственно говоря, и состояло открытие Д.И. Менделеевым периодического закона.

К тому же, если бы Д.И. Менделееву было уже известно существование не только групп, но и периодов элементов, то не было бы никакой нужды прибегать к карточкам для отдельных элементов.

Третий рассказ, переданный опять-таки со слов самого Д.И. Менделеева, исходит от близкого друга Д.И. Менделеева - выдающегося чешского химика Б.Ф. Браунера [6]. Этот рассказ был опубликован Браунером в 1907г. после смерти его великого друга; в 1930г. он был перепечатан в сборнике трудов чехословацких химиков. Во время второй мировой войны этот рассказ привел Gerald Druce в написанной им биографии Богуслава Браунера. По словам Браунера [6], Д.И. Менделеев рассказал ему о том, каким образом составление учебника по химии, т.е. "Основ химии", помогло открыть и сформулировать периодический закон.

"Когда я начал писать мой учебник,- говорил Д.И. Менделеев Браунеру,- я чувствовал, что необходима система, которая позволила бы мне распределить химические элементы. Я нашел, что все существующие системы являются искусственными, а потому непригодны для моей цели; я же добивался установления естественной системы. С этой целью я написал на маленьких кусочках картона знаки элементов и их атомные веса, после чего я начал группировать их различными способами соответственно их сходству. Но этот способ не удовлетворял меня до тех пор, пока я не расположил картонки одну после другой соответственно возрастанию атомного веса. Когда я расположил в таблице первый ряд:

H=1, Li=7, Be=9, B=11, C=12, N=14, O=16, F=19,

я обнаружил, что следующие элементы могут образовывать второй ряд под первым, но начинающиеся под литием. Далее я нашел, что в этом новом ряду:

Na=23, Mg=24, Al=27, Si=28, P=31, S=32, Cl=35,5

у натрия повторяется каждое свойство лития; то же происходит у следующих элементов. Такое же повторение встречается в третьем ряду, после определенного периода, и продолжается во всех рядах" [6].

Таков рассказ Д.И. Менделеева[6], переданный с его слов Б.Ф. Браунером. Далее в пояснение и развитие этого рассказа говорится, что Д.И. Менделеева "расположил сходные элементы в группы и соответственно возрастанию атомных весов в ряды, в которых свойства и характер элементоа изменились постепенно, как это видно выше. На левой стороне его таблицы стали "электроположительные" элементы, на правой "электроотрицательные". Он провозгласил свой закон в следующих словах"

Таким образом, рассказ Б.Ф. Браунера, переданный им со слов Д.И. Менделеева, касается не всего открытия в целом и не всей истории создания естественной системы элементов, а лишь заключительного этапа этого открытия, когда на основании уже созданной системы Д.И. Менделеев смог открыть и сформулировать лежащий в основе этой системы периодический закон химических элементов. Короче говоря, переданный Браунером рассказ касается не истории составления системы элементов, а истории формулировки периодического закона на основании уже составленной системы.

Указанние на существование четвертой версии содержится в редакционном послесловие В.Я. Курбатова ко второму тому избранных сочинений Д.И. Менделеева, изданному в 1934г. и содержащему работы Д.И. Менделеева, относящиеся в периодическому закону [4]. В.Я. Курбатов пишет[6], что в указанном тому "не помещена лишь одна статья "Comment j'ai trouve la loi periodique" как более биографического характера". Ссылки на то, где эта статья опубликована, В. Я. Курбатов почему-то не дал. Эта статья, естественно, вызывала огромный интерес, поскольку, судя по её названию, можно было ожидать, что она даст наконец, ответ на интересующий всех химиков вопрос о том, как был открыт Д.И. Менделеевым периодический закон, причем этот ответ будет получен не от третьих лиц со слов Д.И. Менделеева, а от него самого. Ссылка на то, что эта статья была исключена проф. В.Я. Курбатовым как якобы более биографического характера, казалось совершенно не обоснованной. Именно поэтому её надо было бы включить в сборник работ Д.И. Менделеева по периодическому закону, а не исключать из этого сборника. В результате поисков этой статьи было обнаружено, что во французском журнале по чистой и прикладной химии за 1899г. была действительно напечатана статья Д.И. Менделеева под интригующим названием "Comment j'ai trouve le systeme periodique des elements" ("Как я нашел периодическую систему элементов"). В примечании к этой статье редакция журнала сообщает, что она обратилась к Д.И, Менделееву по случаю состаявшегося избрания его в 1899г. иностранным членом-корреспондентом Парижской Академии наук с просьбой написать для журнала о своей периодической системе. Д.И. Менделеев исполнил эту просьбу с большой охотой и прислал во французский журнал свою работу, написанную по-русски. Перевод этой работы на французский язык был осуществлен самой редакцией.

Ближайшее ознакомление с текстом опубликованной на французском языке статья Д.И. Менделеева показывает, что это- не какая-то новая работа Д.И. Менделеева, а точный перевод с его статьи "Периодическая законность химических элементов", которую Д.И. Менделеев написал для Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона, и она была напечатана в XXIII томе этого словаря в 1898г. Очевидно, переводчик или редакция французского журнала для придания большего интереса изменили показавшееся слишком сухим название: "Периодическая законность химических элементов" на интригующее: "Как я нашел периодическую систему элементов". В остальном же все осталось без изменения, и ничего биографического к своей статье Д.И. Менделеев не добавил.

Таковы легенды и рассказы о том, как была открыта Д.И. Менделеевым периодическая система химических элементов. Все порожденные ими неясности можно выше считать устраненными благодаря нахождению и изучению новых материалов, относящихся к истории этого великого открытия.

1 марта 1869 года Менделеев разослал многим русским и иностранным химикам отпечатанный в типографии листок с «Опытом системы элементов…».

Рис.4. «Опыт системы элементов» Д.И. Менделеева

6 марта 1869 года на заседании Русского химического общества, в отсутствии Менделеева (Менделеев находился на сыроварнях в Тверской области и, возможно, заезжал в свое имение «Боблово» в Московской области), сообщение об открытии периодического закона сделал Н.А. Меншуткин, получивший для очередного номера своего журнала («Журнал Русского химического общества») статью Д.И.Менделеева [4].

В 1871 года в итоговой статье «Периодическая законность химических элементов» Менделеев дал следующую формулировку Периодического закона: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от атомного веса». Тогда же Менделеев придал своей периодической таблице вид, ставший классическим (так называемый короткий вариант).

В отличие от своих предшественников, Менделеев не только составил таблицу и указал на наличие несомненных закономерностей в численных величинах атомных весов, но и решился назвать эти закономерности общим законом природы. На основании предположения, что атомная масса предопределяет свойства элемента, он взял на себя смелость изменить принятые атомные веса некоторых элементов и подробно описать свойства неоткрытых ещё элементов.

Рис.5. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

Д. И. Менделеев на протяжении многих лет боролся за признание Периодического закона; его идеи получили признание только после того, как были открыты предсказанные Менделеевым элементы: галлий (Поль Лекок де Буабодран, 1875), скандий (Ларс Нильсон, 1879) и германий (Клеменс Винклер, 1886) — соответственно экаалюминий, экабор и экасилиций. С середины 1880-х годов Периодический закон был окончательно признан в качестве одной из теоретических основ химии.

Заключение

Периодический закон сыграл огромную роль в развитии химии других естественных наук. Была открыта взаимная связь между всеми элементами, их физическими и химическими свойствами. Это поставило перед естествознанием научно-философскую проблемы огромной важности: эта взаимная связь должно получить объяснение. После открытия Периодического закона стало ясно, что атомы всех элементов должны быть построены по единому принципу, а их строение должно отображать периодичность свойств элементов. Таким образом, периодический закон стал важным звеном в эволюции атомно-молекулярного учения, оказав значительное влияние на разработку теории строения атома. Он также способствовал формулировке современного понятия "химический элемент" и уточнению представлений о простых и сложных веществах. Успехи атомной физики, включая ядерную энергетику и синтез искусственных элементов, стали возможными лишь благодаря Периодическому закону.

«Будут появляться и умирать новые теории, блестящие обобщения. Новые представления будут сменять наши уже устаревшие понятия об атоме и электроне. Величайшие открытия и эксперименты будут сводить на нет прошлое и открывать на сегодня невероятные по новизне и широте горизонты - всё это будет приходить и уходить, но Периодический закон Менделеева будет всегда жить и руководить исканиями».

Дата добавления: 2015-08-13