Великое испытание периодического закона

26 октября 1868 г. на заседании Парижской академии, наук были прочитаны одно за другим два письма. Одно было прислано из Индии, от французского астронома Жансена, другое - из Англии, от английского астронома Локьера. Оба сообщали, что в спектре солнечных протуберанцев они (независимо друг от друга) обнаружили новую желтую линию, которая не может принадлежать ни одному химическому элементу из существующих на земном шаре. Было решено, что новая линия в спектре принадлежит какому-то особому "небесному" элементу. Он был назван древнегреческим именем Солнца - гелий.

Спустя 25 лет после открытия гелия на Солнце знаменитый английский физик Джон Рэлей обнаружил очень странный факт: плотность чистого азота, добытого из воздуха, больше плотности того же азота, полученного из любого азотного соединения. Разница была ничтожна - тысячные доли грамма на литр, но она была.

Рэлей написал об этом письмо в лондонский журнал "Природа". Он спрашивал, не сумеет ли кто-нибудь из читателей журнала объяснить, почему "воздушный" азот тяжелее. Но ответов не последовало. Тогда Рэлей обратился к своему другу - известному английскому химику Рамзаю, и они решили, что каждый из них не покинет свою лабораторию, пока загадка не будет разгадана. Они работали разными методами и, наконец, нашли, что в обычном воздухе существует какая-то примесь, и не малая: в каждом литре воздуха содержится около 10 см³ еще неизвестного газа. Они дали ему имя аргон. Странный это был газ. Подобных веществ химики еще не знали. Никакими средствами им не удавалось заставить его вступать в химические реакции. Это и было выражено в его названии: по-гречески "аргон" значит "ленивый".

Аргон оказался новым химическим элементом. Затем Рамзай узнал, что известный химик Гильде-брант наблюдал некоторые минералы (они содержали уран или торий), которые при нагревании выделяют какой-то негорючий газ. Рамзай решил проверить, не аргон ли это.

Но газ, выделившийся из минерала клевеита, оказался не аргоном. У него был совершенно другой спектр, отличный от уже изученного спектра аргона. Рамзай дал ему имя "криптон" ("тайный") и послал запаянную пробирку с "криптоном" одному из опытных спектроскопистов английскому химику и физику Круксу для точного исследования спектра. В ответ он получил телеграмму: "Криптон - это гелий. Приходите и поглядите. Крукс". Так газ, впервые за четверть века до этого найденный на Солнце, был наконец обнаружен на Земле. Гелий оказался самым легким газом после водорода.

Но периодический закон не предусматривал существования >таких химических элементов, как гелий и аргон. Для них в периодической системе не было пустых клеток. Куда же поместить новые элементы? Скептики снова воспрянули духом, снова зазвучали голоса сомневающихся в периодической системе и периодическом законе. Но это продолжалось недолго.

В 1897 г. Рамзай прочел доклад, который он озаглавил так: "Еще не открытый газ". Рамзай сказал: "По образцу нашего учителя Менделеева я описал, поскольку возможно было, ожидаемые и предполагаемые соотношения газообразного элемента, который должен был бы заполнить пробел между гелием и аргоном".

Места для гелия и аргона в таблице нашел Рам-зай. Они были помещены в новый, нулевой, столбец между седьмым, где были фтор и хлор, и первым, где разместились металлы, подобные литию и калию. Отсюда следовало, что должен существовать газ, столь же инертный, как аргон, но легче его -с атомным весом 20.

Руководствуясь предсказанными свойствами, Рамзай предпринял поиски нового газа и нашел его в сжиженном воздухе. Этот газ получил название "неон", что значит "новый", а вскоре были найдены и остальные элементы новой группы: криптон, ксенон и затем радон.

Так были предсказаны Рамзаем на основании периодической системы благородные газы. По существу это было сделано совершенно так же, как Менделеев предсказал галлий, германий и скандий. Все пустые места вскоре заняли вновь открытые элементы: неон, криптон и ксенон. Атомные веса на карточках приближенные.

Из нового испытания периодический закон вышел с победой. Иначе и не могло быть! После этого ни у кого в мире не оставалось сомнения в истинности периодического закона Менделеева. Этот успех был заслуженным. Великий закон доказал единство вещества во Вселенной. Он внес стройность и порядок в невообразимую путаницу бесчисленного множества фактов, наблюдений, измерений, накопленных химией к середине прошлого века за сотни лет. Он дал могучий метод для изучения химических элементов и их свойств. Сам Менделеев исправил атомные веса многих элементов, известных ранее, в том числе, например, урана. Периодический закон дал возможность предсказывать новое - это истинный закон природы.

Но не все было ясно в периодическом законе. Были необъяснимые исключения: атомный вес аргона (39,9) оказался большим, чем атомный вес калия (39,1), а аргон в таблице стоит перед калием. Атомный вес кобальта превышал атомный вес никеля, хотя по свойствам кобальт в периодической системе должен был предшествовать никелю.

И у теллура, стоящего перед иодом, атомный вес оказался больше, чем у иода. Не только это было неясным в таблице. Было твердо установлено, сколько должно быть элементов в первых периодах таблицы, но оставалось совершенно неясным, сколько элементов должно быть в ее последних периодах. Самое же главное, что было неясным,- это сам периодический закон. Он требовал от науки решить величайшую, казалось бы, неразрешимую задачу: объяснить периодичность химических свойств у элементов, из которых состоит весь окружающий нас мир.

перейти к началу страницы