Русский ученый Дмитрий Менделеев (1834-1907) больше всего известен благодаря его периодическому закону химических элементов, на основе которого им была построена таблица, знакомая каждому человеку еще со школьной скамьи. Однако на самом деле великий ученый интересовался самыми разными областями знаний. Открытия Менделеева связаны с химией, физикой, метрологией, экономикой, геологией, педагогикой, воздухоплаванием и т. д.
Периодический закон
Периодический закон - один из фундаментальных законов природы. Он заключается в том, что свойства химических элементов зависят от их атомного веса. Менделеев открыл периодический закон в 1869 году. Совершенная им научная революция была осознана химиками не сразу.
Русский исследователь предложил закономерную систему, с помощью которой оказалось возможным предсказать неизвестные тогда химические элементы и даже их свойства. После их скорого открытия (речь идет о галлии, германии и скандии) ученые с мировым именем начали признавать фундаментальность периодического закона.
Открытия Менделеева происходили в эпоху, когда наука пополнялась все новыми разрозненными фактами об окружающем нас мире. Из-за этого периодический закон и построенная на его основе периодическая таблица элементов оказались перед серьезными вызовами. Например, в 1890 гг. были открыты благородные газы и явление радиоактивности. Защищая свою теорию, Менделеев продолжал совершенствовать таблицу, соотнося ее со все новыми научными фактами. В химик поместил аргон, гелий и их аналоги в отдельную нулевую группу. Со временем фундаментальность периодического закона становилась все яснее и бесспорнее, а сегодня он по праву считается одним из величайших открытий в истории естественных наук.
Исследования силикатов
Периодический закон - крайне важная страница в истории науки, однако открытия Менделеева в области химии на нем не закончились. В 1854 году он исследовал финский ортит и пироксен. Также один из циклов работ Менделеева посвящен химии силикатов. В 1856 году ученый издал диссертационную работу «Удельные объемы» (в ней была дана оценка взаимосвязи между объемом вещества и его характеристиками). В главе, посвященной кремнеземным соединениям, Дмитрий Иванович подробно остановился на природе силикатов. Кроме того, он первым дал правильную трактовку явления стеклообразного состояния.
Газы
Ранние открытия Менделеева были связаны с еще одной химической и одновременно физической темой - исследованием газов. Ученый занялся ею, углубившись в поиск причин закона периодичности. В XIX веке в этой области науки ведущей была теория о «мировом эфире» - всепроникающей среде, через которую передается тепло, свет и гравитация.
Изучая данную гипотезу, русский исследователь пришел к нескольким важным выводам. Так совершились открытия Менделеева в физике, главным из которых можно назвать появление с универсальной газовой постоянной. Кроме того, Дмитрием Ивановичем была предложена собственная термодинамическая шкала температур.
Всего Менделеев издал 54 труда, посвященных газам и жидкостям. Самыми известными в этом цикле стали «Опыт химической концепции мирового эфира» (1904) и «Попытка химического понимания мирового эфира» (1905). В своих работах ученый использовал вириалные изложения и тем самым заложил основы современных уравнений для
Растворы
Растворы интересовали Дмитрия Менделеева на протяжении всей его научной карьеры. Относительно этой темы исследователь не оставил полной теории, а ограничился несколькими принципиальными тезисами. Самыми важными моментами касательно растворов он считал их отношение к соединениям, химизм и в растворах.
Все открытия Менделеева проверялись им с помощью экспериментов. Некоторые из них касались температуры кипения растворов. Благодаря детальному анализу темы, Менделеев в 1860 году пришел к выводу, что, переходя при кипении в пар, жидкость теряет теплоту испарения и поверхность натяжения вплоть до нулевого значения. Также учение Дмитрия Ивановича о растворах повлияло на становление теории
Менделеев критично относился к появившейся в его время теории об электролитической диссоциации. Не отрицая саму концепцию, ученый указывал на необходимость ее доработки, что напрямую было связано с его работами о химических растворах.
Вклад в воздухоплавание
Дмитрий Менделеев, открытия и достижения которого охватывают самые разные сферы человеческих знаний, интересовался не только теоретическими предметами, но и прикладными изобретениями. Конец XIX века прошел под знаком повышенного интереса к зарождавшемуся воздухоплаванию. Разумеется, русский эрудит не мог не обратить внимания на этот символ будущего. В 1875 году он создал проект собственного стратостата. Теоретически аппарат мог подниматься даже в верхние атмосферные слои. На практике первый такой полет произошел только пятьдесят лет спустя.
Другим изобретением Менделеева стал работающий на двигателях аэростат. Воздухоплавание интересовало ученого не в последнюю очередь в связи с другими его работами, связанными с метеорологией и газами. В 1887 году Менделеев совершил экспериментальный полет на аэростате. Воздушному шару удалось покрыть расстояние в 100 километров на высоте почти 4 километров. За полет химик получил золотую медаль Академии аэростатической метеорологии Франции. В своей монографии о вопросах сопротивления среды Менделеев посвятил воздухоплаванию один из разделов, в котором подробно описал свои взгляды на эту тему. Ученый интересовался разработками пионера авиации
Освоение Севера и кораблестроение
Прикладные открытия Менделеева, список которых можно продолжить таковыми в области кораблестроения, делались при сотрудничестве с исследовательскими географическими экспедициями. Так, Дмитрий Иванович первым предложил идею опытового бассейна - экспериментальной установки, необходимой для гидромеханических исследований судовых моделей. В реализации этой задумки ученому помог адмирал Степан Макаров. С одной стороны, бассейн нужен был для торговых и военно-технических целей, но в то же время он оказался полезным и для науки. Экспериментальную установку запустили в 1894 году.
Помимо всего прочего, Менделеев сконструировал ранний прототип ледокола. Ученый был включен в комиссию, выбравшую проект для государственного ассигнования первого в мире такого корабля. Им стал ледокол «Ермак», спущенный на воду в 1898 году. Менделеев занимался исследованиями морской воды (в том числе ее плотности). Материал для изучения ему предоставлял все тот же адмирал Макаров, побывавший в кругосветном путешествии на «Витязе». Открытия Менделеева в географии, связанные с темой покорения Севера, были изложены ученым в более чем 36 напечатанных работах.
Метрология
Помимо остальных наук, Менделеева интересовала метрология - наука о средствах и методах измерения. Ученый работал над созданием новых способов взвешивания. Как химик он был сторонником химических методов измерения. Открытия Менделеева, список которых пополнялся год от года, были не только научными, но и буквальными - в 1893 году Дмитрий Иванович открыл Главную палату мер и весов России. Также он изобрел собственную конструкцию арретира и коромысла.
Пироколлодийный порох
В 1890 году Дмитрий Менделеев отправился в длительную заграничную командировку, целью которой было знакомство с иностранными лабораториями по разработке взрывчатых веществ. Ученый занялся данной тематикой с подачи государства. В морском министерстве ему предложили внести свой вклад в развитие русского порохового дела. Инициатором командировки Менделеева был вице-адмирал Николай Чихачев.
Менделеев считал, что в отечественном пороходелии больше всего необходимо развивать экономическую и промышленную стороны. Также он настаивал на использовании в производстве исключительно российского сырья. Главным же итогом работы Дмитрия Менделеева в этой сфере стала разработка им в 1892 году нового пироколлодийного пороха, отличавшегося своей бездымностью. Военные специалисты высоко оценили качество этого взрывчатого вещества. Особенностью пироколлодийного пороха был его состав, в который входила подверженная растворимости нитроклетчатка. Готовя к производству новых порох, Менделеев хотел наделить его стабилизированным газообразованием. Для этого при изготовлении взрывчатого вещества были использованы дополнительные реагенты, в том числе всяческие присадки.
Экономика
На первый взгляд, открытия Менделеева в биологии или метрологии вовсе не связаны с его образом прославленного химика. Однако еще более отдаленными от этой науки были исследования ученого, посвященные экономике. В них Дмитрий Иванович подробно рассматривал направления развития хозяйства своей страны. Еще в 1867 году он вступил в первое отечественное объединение предпринимателей - Общество для содействия русской промышленности и торговли.
Менделеев видел будущее экономики в развитии независимых артелей и общин. Этот прогресс подразумевал конкретные реформы. Например, ученый предлагал сделать общину не просто сельскохозяйственной, а занятой фабрично-заводской деятельностью в зимний период, когда пустуют поля. Дмитрий Иванович выступал против перепродаж и любых форм спекуляции. В 1891 году он участвовал в разработке нового Таможенного тарифа.
Протекционизм и демография
Менделеев, открытия в области химии которого затмевают его успехи в гуманитарных науках, все свои экономические исследования вел с вполне практичной целью помощи России. В этой связи ученый был последовательным протекционистом (что, например, отразилось в его работах в отрасли пороходелия и его же письмах к царю Николаю II).
Менделеев изучал экономику неразрывно от демографии. Незадолго до смерти он в одной из своих работ отметил, что в 2050 году население России составит 800 миллионов человек. Прогноз ученого стал утопией после двух мировых и Гражданской войны, репрессий и других катаклизмов, обрушившихся на страну в XX столетии.
Опровержение спиритизма
Во второй половине XIX века Россию, как и весь остальной мир, охватила мода на мистицизм. Эзотерикой увлекались представители высшего света, богема и простые городские жители. Меж тем открытия Менделеева в химии, список которых состоит из множества пунктов, заслоняют его длительную борьбу с популярным тогда спиритизмом.
Ученый разоблачал приемы медиумов вместе с соратниками из Русского физического общества. С помощью ряда экспериментов с манометрическими и пирамидальными столиками, а также другими инструментами гипнотизеров Менделеев пришел к выводу, что спиритизм и похожие практики - лишь суеверие, на котором наживаются спекулянты и мошенники.
19 октября 1875 года в докладе на заседании физического общества при Петербургском университете Дмитрий Менделеев выдвинул идею аэростата с герметичной гондолой для исследования высотных слоёв атмосферы. Дмитрий Менделеев был фантастически эрудированным человеком и учёным, исследователем во многих науках. За свою жизнь Менделеев сделал немало великих открытий. Сегодня мы решили сделать подборку из пяти главных достижений Дмитрия Менделеева.
Создание управляемого аэростата
Дмитрий Менделеев занимался изучением газов в химии. Также Менделеева интересовали проекты стратостатов и аэростатов. Так в 1875 году он разработал проект стратостата объёмом около 3600 м3 с герметичной гондолой, подразумевающий возможность подъёма в верхние слои атмосферы, уже позже он спроектировал управляемый аэростат с двигателями.
Создание периодической таблицы химических элементов
Одним из главных достижений Дмитрия Ивановича Менделеева было создание периодической таблицы химических элементов. Эта таблица - классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Таблица - это графическое выражение периодического закона, который установил сам Менделеев. Также известно, что периодическая таблица, разработанная Менделеевым больше в рамках химии, явилась готовой систематизацией типов атомов для новых разделов физики.
Открытие критической температуры
Ещё одно немалое достижение Менделеева - это открытие «температуры абсолютного кипения жидкостей», то есть критической температуры. Критическую температуру Менделеев открыл в 1860 году, устроив в своем доме лаборатории, с помощью которой он исследовал поверхностное натяжение жидкостей при различных температурах. Сама под собой в термодинамике «критическая температура» подразумевает значение температуры в критической точке, то есть при температуре выше критической точки газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.
Открытие общего уравнения состояния идеального газа
Уравнение состояния идеального газа - это формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Это уравнении называется уравнением Клайперона-Менделеева, именно потому что вклад в открытие уравнения внесли оба этих ученых. Если уравнение Клапейрона содержало неуниверсальную газовую постоянную, значение которой необходимо было измерять для каждого газа, то Менделеев нашел коэффициент пропорциональности того, чего он назвал универсальной газовой постоянной.
Д.И. Менделеев о народном образовании
Он постоянно проводил мысль, что школа - это громадная сила, определяющая судьбы народов и государств, считал, что без расширения народного просвещения невозможно и само развитие России.
В статьях и речах о состоянии и развитии образования в России Д. И. Менделеев высказывал следующие принципиальные соображения: народное образование есть долг государства перед низшими классами. Между тем, в стране нет даже элементарной общеобразовательной подготовки большинства детского населения, особенно в деревнях. Должен быть разработан общегосударственный план развития сети школ и надо иметь особый денежный фонд для реализации этого плана; основополагающими принципами организации народного образования являются его всеобщность, обязательность и бесплатность.
Менделеев был стихийным материалистом, революционером в науке, боролся со схоластикой, метафизикой, невежеством и называл себя реалистом. Дмитрий Иванович считал, что в основу образования надо положить «жизненный реализм» вместо классицизма, был поборником расширения курса естественных наук за счет древних языков. По его мнению, основу общего образования должны составлять русский язык, математика и естествознание. Д. И. Менделеев доказывал, что учить надо не для личных, а для общественных целей. Он постоянно повторял: «Посев научный взойдет для жатвы народной».
Еще в 1871 году Д. И. Менделеев писал, что учебные заведения могут приносить наибольшую пользу только при условии непрерывности обучения: «Под этим я подразумеваю возможность для талантливых учеников низших училищ беспрепятственного перехода в высшие заведения». Им сформулированы два принципа непрерывности в обучении и воспитании: во-первых, самостоятельность и стабильность содержания образования на каждом этапе; во-вторых, тесная взаимосвязь начального, среднего и высшего образования.
Д. И. Менделеев настаивал на введении обязательного начального обучения и государственного финансирования образования. Мог ли он предположить, что в наши дни будет обязательным среднее образование.
Д. И. Менделеев считал, что образование должно быть доступным для всех сословий.
Д.И. Менделеев о средней общеобразовательной школе
Д.И. Менделеев полагал, что главная задача среднего образования - это развитие личности учеников, сознательного отношения к окружающему, трудолюбия, наблюдательности, способности к обсуждению важных вопросов. Он был сторонником строго продуманного плана обучения в средней школе и требовал определенной системы занятий, постоянного расписания.
Ученый добивался изгнания из средней школы всех проявлений формализма, зубрежки, мертвых языков (латыни и греческого), включения в программу жизненно необходимых предметов. Менделеев считал, что преподавание должно быть основано на изучении окружающей действительности путем опыта, наблюдения, анализа и обобщения, т. е. он ратовал за активизацию процесса обучения. Д. И. Менделеев подчеркивал, что рассуждения без опытной проверки всегда приводят к самообману и иллюзиям, к расхождению слова и дела, к карьеристскому эгоизму, который государству вовсе не нужен и массу людей доводит до мечтательности и бездеятельности, а порой и до разочарования и отчаяния.
Интересно отношение Дмитрия Ивановича к экзаменам в средней школе. В статье «Экзамены» он писал «… устные, массовые экзамены при обучении следует уничтожить, а на вступительные следует смотреть только, как на неизбежную необходимость, определяемую отношением спроса к предложению».
«…экзамены, особенно устные, всегда более или менее - лотерея…пора с этим покончить»
Особенно возмущала Менделеева оценка работы учителей по результатам экзаменов их учащихся. Он подчеркивал, что проверка учителей, конечно необходима, но ее, прежде всего, следует проводить при выборе учителей. Проверять учителей надо не на экзаменах, а во время преподавания.
Д. И. Менделеев, высоко оценивая труд учителя, предъявлял к нему самые серьезные требования. Он считал, что кандидату на должность учителя необходимо иметь основательные знания по методике преподавания химии, предлагал учредить в каждом университете кафедру педагогике. Теперь в каждом учебном заведении имеется методическая комиссия по химии. «Истинное дело учителя, - писал Менделеев, - делается исключительно нервами … одними сухими рассуждениями - даже при полной добросовестности - ничего не поделаешь в обучении, доброго слова не оставишь, нужна работа нервов…»
Дмитрий Иванович называл учителей светильниками и просветителями, настаивал, чтобы они следили за наукой, непосредственно занимались ею,
т. к. только тот учитель может плодотворно влиять на своих учеников, пополнять их знания, который сам силен в науке.
Особенно подчеркивал Д. И. Менделеев воспитательную роль учителя, что он должен знать каждого ученика, его способности, наклонности и характер, чтобы всесторонне развить имеющиеся задатки. В личной жизни учитель должен быть примером для учащихся. Доверие к учителю составляет основу всякого образования.
(1834-1907) - великий русский химик, создатель периодической системы химических элементов. Много сделал для развития промышленности в России, впервые выдвинул идею подземной газификации каменного угля, впоследствии высоко оценённую Лениным. Революционер в науке, Менделеев боролся за связь теории с практикой, за применение науки к потребностям промышленного развития России. Как. философ Менделеев считал себя «реалистом». «Реализм» Менделеева - это в основном материализм, сочетающийся со стихийной диалектикой. «...Ныне без самобытного движения немыслима ни одна малейшая доля вещества... движение стало понятием, неразрывно связанным с понятием материи...» (Менделеев). Менделеев боролся против спиритизма и (см.). 19 февраля 1869 г. Менделеев открыл периодический закон химических элементов, составивший основу его периодической системы.
Этот закон гласит, что свойства простых тел а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. Устанавливая связь между качественной и количественной характеристикой элементов, между химизмом них атомным весом, Менделеев развил химическую атомистику (см.) и фактически применил к химическим элементам закон о переходе количественных изменений в качественные. Располагая элементы в порядке возрастания атомных весов, Менделеев заметил, что через определённое число элементов свойства повторяются. Поэтому сходные элементы Менделеев поместил один под другим. В системе Менделеева раскрывается всеобщая закономерная связь между всеми элементами и их взаимообусловленность. В таблице элементов, составленной Менделеевым, оказались пустые места; заполнить их должны были не открытые ещё элементы.
Менделеев теоретически вычислил важнейшие свойства последних, выводя их как средние из свойств соседних элементов. Предсказанные Менделеевым элементы были открыты Лекок де-Буабодраном (1875), Нильсоном (1880), Випклером (1886) и названы галлием, скандием и германием. Их свойства почти в точности совпали с предсказанными Менделеевым: так, атомный вес германия равен 72,6, а предполагался равным 72. Менделеев, применив бессознательно диалектический закон о переходе количественных изменений в качественные, совершил научный подвиг.
Доказав на практике достоверность человеческих знаний о законах объективного мира, Менделеев нанёс сокрушительный удар но агностицизму; вместе с тем раскрытие объективной закономерности химических элементов способствовало изгнанию случайности из химии. Без периодического закона, пишет Менделеев, открытие новых элементов «...было делом одного наблюдения... И от-того-то только слепой случай и особая прозорливость и наблюдательность вели к открытию новых элементов...
Закон периодичности открывает в этом последнем.отношении новый путь...». Приоритет Менделеева в открытии периодического закона необоснованно оспаривался рядом иностранных химиков. Защищая роль русской науки в этом великом открытии, Менделеев показал, что все эти химики выступили позднее. Например, Л. Мейер, претендовавший на это открытие, вообще не считал периодический закон объективным законом природы и не рисковал исходя из него делать теоретические предсказания и выводы; к тому же, будучи механистом, Л.Мейеручитывал лишь внешнюю, чисто количественную сторону взаимоотношений между элементами, игнорируя их качественную сторону, следовательно, самую суть периодического закона.
В области физики Менделееву принадлежит открытие «критической температуры», устраняющее прежний метафизический разрыв между жидкостями и газами, и внесение поправок в закон Бойля- Мариотта, показывающих относительный характер этого закона. Эти открытия Менделеева были оценены Энгельсом в его труде «Анти-Дюринг».
В XX в. развитие взглядов на строение материи, прежде всего теория электронного строения атомов, опиралось полностью на периодическую систему Менделеева. Если перенумеровать последовательно элементы, расположенные но системе Менделеева, то порядковый номер каждого элемента будет равен положительному заряду ядра его атома; химические же свойства зависят преимущественно от группировки электронов вокруг ядра. При увеличении заряда ядра на единицу и соответственном увеличении числа электронов в оболочке атома типы электронных группировок повторяются, обусловливая периодичность в изменении свойств атомов. Поэтому в новейшей формулировке закон Менделеева гласит, что свойства элементов находятся в периодической зависимости от порядкового номера или заряда ядра атома. Масса атома тесно связана с зарядом ядра; поэтому Менделеев и смог открыть свой закон, пользуясь атомными весами. Система Менделеева отражает не только связи, но и реальные процессы превращения химических элементов и их соединений.
Ядерные реакции и радиоактивный распад атомов выражаются как сдвиги (с места на место) в системе Менделеева («закон сдвига»). Деление ядер тяжёлых элементов (урана и др.) также происходит в соответствии с периодическим законом Менделеева; этот закон помогает в настоящее время овладевать способами использования атомной энергии. Эволюция, вещества на звёздах и распределение химических соединений в процессе развития Земли выражено системой Менделеева. Закон Менделеева, являясь, таким образом, законом развития вещества в области неорганической природы, играет огромную роль в обосновании диалектико-материалистического взгляда на природу. Менделеев по праву считается основателем современного учения о веществе, об атомах и элементах. Главное произведение Менделеева - «Основы химии».
«Менделеев... совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты - Нептун».
Ф. ЭНГЕЛЬС
Был или не был порядок?
о второй половине прошлого века наука какому пила уже довольно много сведений о поведении ЩЖ атомов. Стали понятными закономерности превращений элементов. Еще великий русский ученый М. В. Ломоносов утверждал, что природа не есть хаотическое нагромождение процессов: в ней проявляются определенные закономерности. Понять и использовать эти закономерности - вот задача науки.
Это высказывание Ломоносова с каждым десятилетием все больше и больше подтверждалось. Особенно хорошо ею подтвердила теория Дальтона, развитая Авогадро и Берцелиусом. Благодаря работам этих ученых никто уже не сомневался в том, что все многообразие превращений и свойств веществ зависит от поведения мельчайших частиц - атомов.
Уже были известны десятки химических элементов и точно установлено, что из этих элементов, атомы которых комбинируются при химических реакциях определенным образом, получаются все остальные вещества.
Но тем не менее оставалось неясным: почему одни элементы ведут себя так, другие иначе? Почему некоторые элементы проявляют примерно одинаковые свойства, а их атомные веса сильно отличаются? Почему одни тяжелее, а другие легче? И таких «почему» было много.
Не было еще настоящего порядка в мире веществ. Вернее, порядок-то был,- это еще Ломоносов предсказывал,- но какой он, в чем заключаются закономерности этого порядка - было неясно.
Мартовская сенсация
Это случилось 6 марта 1869 г. В тот день в Петербургском университете происходило заседание русского физико-химического общества. Виднейшие русские ученые, присутствовавшие на заседании, уже знали приблизительно о теме сообщения, которое будет сделано на заседании. Автором этого сообщения был молодой талантливый профессор кафедры неорганической химии Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев.
Еще в январе 1869 г. многие из ученых, присутствовавшие на этом заседании, получили листок, озаглавленный «Опыт системы элементов, основанный на их атомном и химическом сходстве».
На листке были выписаны обозначения химических элементов. Их тогда было известно 63. Ученые обратили внимание, что химические элементы в этой небольшой табличке располагаются по порядку возрастания атомных весов. Но далеко не все тогда поняли, что в этом-то и заключается великий смысл коротенькой записки Менделеева.
Но то, что они услышали на заседании, было огромной сенсацией. Правда, самого Менделеева на заседании не было. В тот день он болел. От его имени сообщение сделал профессор Н. А. Меншуткин. Сообщение называлось «Соотношение свойств с атомным весом элементов». То, о чем рассказывалось в сообщении, было великим открытием, оказавшим огромное влияние на науку. После открытия Менделеева началась новая эпоха в развитии науки - эпоха атомной науки. И вот почему.
Можно ли случайно сделать великое открытие?
Когда Менделеев сообщил о взаимосвязи между свойствами элементов и их атомными весами, ему было 35 лет. Он был уже довольно известным в то время ученым-химиком, прекрасно разбирался в тонкостях химических превращений элементов, особенностях протекания реакций. В 1867 г.
Дмитрий Иванович Менделеев.
Менделеев начал писать книгу «Основы химии». И чем дальше продвигалась работа, чем больше он думал об изложении материала книги, тем больше чувствовал какую-то неудовлетворенность.
Он видел, что многочисленные химические реакции, свойства элементов и многое другое не объединены единым смыслом, единым «стержнем». Чего-то не хватало.
Постепенно он все чаще и чаще начинал задумываться: нет ли закономерности между атомными весами элементов и их свойствами? Для того чтобы нагляднее выявить эту закономерность, Менделеев написал на отдельных карточках названия элементов, их атомный вес и основные химические свойства. После этого он стал раскладывать карточки в определенном порядке по возрастанию атомных весов элементов.
На первом месте оказался водород. Его атомный вес равен единице. За ним следовали другие элементы. Получилась цепочка из 63 карточек (по числу известных тогда элементов). Ну и что же? Никакой закономерности. А если подобрать колонки элементов, образующих одинаковые соединения с кислородом, и распределить их так, чтобы в строчках карточек элементы располагались по порядку атомных весов? Менделеев это сделал, и ему стало видно, что элементы с одинаковыми химическими свойствами группируются в определенной последовательности.
Пришлось еще много раз анализировать, группировать, изучать расположение элементов, но уже теперь было ясно: химические свойства элементов, расположенных по мере возрастания атомных весов, повторяются! Так был открыт периодический закон элементов.
И, конечно, это не случайное открытие. Только огромные знания, опыт и хорошо развитое чувство научного предвидения позволили Менделееву установить, что атомный вес является основной характеристикой, отражающей все многообразие свойств элементов.
Первые результаты
Из 63 карточек, которые раскладывал Менделеев, девять не соответствовали закономерности таблицы. В чем дело? Значит, закон неправилен? Нет, Менделеев твердо верил в силу закона и не сомневался в его правильности. Раз карточки выпадают из общей закономерности, значит, атомные веса у этих элементов были определены неправильно. Значит, эти элементы нужно поставить туда, где располагаются элементы, сходные с ними по химическим свойствам. Зная атомные веса соседних, можно получить атомный вес и этих, «не подчиняющихся» закону элементов. Так были исправлены атомные веса бериллия, индия, тория, урана. Правда, Менделеев это сделал не сразу, а спустя некоторое время после своего сообщения, когда он продолжал усовершенствование таблицы. Проделанные потом более точные опыты позволили ученым убедиться, что, действительно, первоначально определенные атомные веса элементов оказались неправильными. Их атомные веса в точности соответствовали весам, предсказанным Менделеевым.
Но это не все. Когда Менделеев составлял таблицу, некоторые места в ней оказались незаполненными. Убежденный в правильности открытого им периодического закона, Менделеев смело предположил, что здесь должны находиться еще не открытые элементы. Он назвал их экабор, экасилиций и экаалюминий (приставка «эка» обозначала, что этот элемент похож на бор, силиций или алюминий) и утверждал, что такие элементы должны существовать.
И действительно, в августе 1875 г. был открыт новый элемент - галлий Когда определили его свойства, то оказалось что это и есть предсказанный Менделеевым экаалю- миний Через четыре года нашли еще один элемент, предсказанный Менделеевым и названный им экабором. Его назвали скандий. Еще через семь лет нашли и третий элемент - экасилиций. Он получил имя германий.
Так блестяще подтвердилась правильность закона, открытого Менделеевым
Мысли Менделеева о структуре атома
Менделеев был химик. А для химика главным является химическая индивидуальность элементов. Великая заслуга Менделеева заключается в том, что он впервые установил носителей этой индивидуальности - атомы. Он подчеркивал, что атомы неделимы в химическом смысле, «подобно тому, как при рассмотрении людьми отношений между ними человек есть неделимая единица».
Но эта индивидуальность атомов, как учил Менделеев, объясняется их глубокой и сложной структурой «внутренних движений». Другими словами, ученый считал понятие «движение» неразрывно связанным с понятием «материя»; Менделеев считал что «мир атомов устроен так же, как мир небесных светил, со своими солнцами, планетами и спутниками».
Более того, Менделеев сделал очень смелое предположение о том, что при образовании атомов должна выделяться энергия, изменяться их вес. Дальнейшее развитие науки это подтвердило и именно тогда, когда ученым стали известны первые ядерные реакции.
Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович Из книги Теория Вселенной автора Этэрнус Из книги Нейтрино - призрачная частица атома автора Азимов АйзекГлава 3. Строение атома Радиоактивность Блестящая серия физических открытий в последнее десятилетие XIX века поистине явилась началом научной революции. Прологом к ней послужило открытие, сделанное в 1896 году французским физиком Антуаном Анри Беккерелем, который
Из книги Атомная энергия для военных целей автора Смит Генри ДеволфРАДИОАКТИВНОСТЬ И СТРОЕНИЕ АТОМА 1.6. Явления радиоактивности, открытые А. Беккерелем в 1896 г. и вслед затем изучавшиеся Пьером и Марией Кюри, Э. Резерфордом и многими другими, сыграли ведущую роль в открытии общих законов строения атома и в подтверждении эквивалентности
Из книги Курс истории физики автора Степанович Кудрявцев ПавелМодели атома до Бора Развитие исследований радиоактивного излучения, с одной стороны, и квантовой теории - с другой, привели к созданию квантовой модели атома Резерфорда - Бора. Но созданию этой модели предшествовали попытки построить модель атома на основе
Из книги E=mc2 [Биография самого знаменитого уравнения мира] автора Боданис ДэвидГлава 8. Внутри атома Университетских студентов 1900 года учили тому, что обычное вещество - то, из которого состоят кирпичи, сталь, уран и все прочее, - и само состоит из мельчайших частиц, именуемых атомами. Однако, из чего состоят атомы, этого не знал никто. Общее мнение
Из книги Куда течет река времени автора Новиков Игорь ДмитриевичПЕРВЫЕ МЫСЛИ О ВРЕМЕНИ С давних пор, когда я начал читать популярные книги по физике, мне казалось само собой очевидным, что время - это пустая длительность, текущая как река, увлекающая своим течением все события без исключения. Она неизменно и неотвратимо течет в одном
Из книги О чем рассказывает свет автора Суворов Сергей ГеоргиевичСпектрограф подтверждает предсказания Менделеева В эти же годы великий русский ученый Д. И. Менделеев (1834-1907) изучал связь химических свойств элементов с их атомными весами. Он нашел, что если расположить все элементы в один ряд по возрастающим весам их атомов, начиная с
Из книги История лазера автора Бертолотти МариоКакова структура атома Модель атома водорода В 1913 году датский физик Нильс Бор (1885-1962) попытался нарисовать наглядную картину: как может быть построен атом из положительного ядра и электронов и при каких условиях он излучает свет. Физики называют такую наглядную
Из книги Атомная проблема автора Рэн ФилиппМодель атома водорода В 1913 году датский физик Нильс Бор (1885-1962) попытался нарисовать наглядную картину: как может быть построен атом из положительного ядра и электронов и при каких условиях он излучает свет. Физики называют такую наглядную картину моделью атома.Задача
Из книги Новый ум короля [О компьютерах, мышлении и законах физики] автора Пенроуз РоджерТочное место элементов в таблице Менделеева Некоторые химические элементы стоят в таблице Менделеева не в порядке возрастания атомных весов. Таковы три группы элементов: № 18 - аргон (атомный вес 39,9) и № 19 - калий (атомный вес его меньше - 39,1), далее № 27 - кобальт (атомный
Из книги Научные идеи А.Д. Сахарова сегодня автора Альтшулер Борис ЛьвовичПервая модель атома В заключение, мы можем сказать, что в первые годы XX в. был дан первый, может быть не полный, ответ на вопрос как излучается свет, а атомы с их электрическими зарядами были сочтены ответственными за это. Однако, как устроены атомы и, соответственно, каковы
Некоторые мысли на прощание Каждый раз, пересматривая «Интерстеллар» или пролистывая рукопись этой книги, я поражаюсь огромному разнообразию и красоте научных концепций, которые в них содержатся.И больше всего волнует меня оптимистичный посыл, заложенный