Атомы и электроны — страница 10 из 30

24,30548Кадмий Cd112,4013Алюминий А126,98149Индий In114,8214Кремний Si28,08650Олово Sn118,6915Фосфор Р 30,97451Сурьма Sb121,7516Сера S32,0652Теллур Те127.6017Хлор С135,45353Йод I126,90518Аргон Аr39,94854Ксенон Хе131,3019Калий К39,09855Цезий Cs132,90520Кальций Са 40,0856Барий Ва137,3321Скандий Sc44,95657Лантан La138,90622Титан Ti47,9058Церий Се140,1223Ванадий V50,94159Празеодим Рг140,90824Хром Сг51,99660Неодим Nd144,2425Марганец Мп54,93861Прометий Рт14626Железо Fe55,84762Самарий Sm150,427Кобальт Со58,93363Европий Еu151,9628Никель Ni58,7064Гадолиний Gd157,2529Медь Сu63,54665Тербий Тb158,92530Цинк Zn65,3866Диспрозий Dy162,5031Галлий Ga69,7267Гольмий Но164,93032Германий Ge72,5968Эрбий Еr167,2633Мышьяк As74,92269Туллий Тm168,93434Селен Se78,9670Иттербий Yb173,0435Бром Вr79,90471Лютеций Lu174,9736Криптон Кr83,8072Гафний Hf178,49

Таблица (продолжение)

N° п/пНазвание и символАтомная массаN п/пНазвание и символАтомная масса
73Тантал Та180,94889Актиний Ас227
74Вольфрам W183,8590Торий Th232,038
75Рений Re186,291Протактиний Ра231,036
76Осмий Os190,292Уран U238,029
77Иридий Ir192,293Нептуний Np237,048
78Платина Pt195,0994Плутоний Рu244
79Золото Аu196,96795Америций Am243
80Ртуть Нg200,5996Кюрий Cm247
81Таллий Т1204,3797Берклий Вк247
82Свинец Рb207,1998Калифорний Cf251
83Висмут Bi208,98199Эйнштейний Es254
84Полоний Ро209100Фермий Fm257
85Астат At210101Менделевий Md258
86Радон Rn222102Нобелий No255
87Франций Fr223103Лоурснсий Lo256
88Радий Ra226,025104Курчатовий Кu260

Примером может служить хлор, атомная масса которого равна 35,453 (в таблице Берцелиуса, составленной в 1826 году, атомная масса хлора 35,4). Поэтому гипотеза Праута в том виде, в каком он ее сформулировал, безусловно долита быть отброшена.

Заметим все же, просматривая нашу таблицу, что очень многие атомные массы, особенно в начале таблицы, весьма близки к целым числам, иногда в точности им равны, например, у фтора и углерода, а иногда отличаются от них меньше чем на 0,01, например, у водорода, гелия, азота, натрия и т. д. Это странное обстоятельство заставляет как будто отнестись с некоторым вниманием к гипотезе Праута[ 7 ], так как трудно себе представить, чтобы это могло быть результатом чистого случая, но тем не менее такие атомные массы, как у магния или хлора, не говоря уже о многочисленных элементах с большими атомными массами, все-таки принуждают отбросить предположение о том, что все атомы состоят из атомов водорода.

Поэтому в XIX столетии совершенно укрепилось и распространилось представление о том, что все тела в мире состоят из этих нескольких десятков сортов атомов, которые являются совершенно независимыми друг от друга основными элементами мироздания. Атомы вечны и неразрушимы и не могут превращаться друг в друга. «Даже когда Солнечная система распадется и на ее развалинах возникнут другие миры, атомы, из которых она состоит, останутся целыми и неизношенными»,- так сказал в 1873 году в одной речи знаменитый английский физик Джемс Клерк Максвелл, основатель современной теории электрического и магнитного полей. Из этой цитаты видно, как нераздельно властвовали в физике идеи Дальтона даже через несколько десятилетий после появления его «Химической философии».

И все же, несмотря на все это, среди физиков и химиков продолжало жить смутное убеждение в том, что между атомами различных химических элементов имеются какие-то связи, что эти атомы образуют какую-то естественную систему. Удивительно, что эта мысль была отчетливо сформулирована еще задолго до того, как стало известно, какие именно химические элементы существуют в природе. В 1786 году немец Н.Г.Марне напечатал книгу, озаглавленную «О числе элементов». В этой книге, мистической и странной, он выражает свое глубокое убеждение в том, что «от мельчайшей пылинки солнечного пуча до святейшего серафима можно воздвигнуть целую лестницу творений» и что атомы химических элементов тоже являются ступенями этой лестницы. Марне продолжает: «Подобно тому, как каждый отдельный тон созвучен тому же тону октавой выше или ниже вследствие связи между числом колебаний струн, так же и определенные химические элементы («основные вещества», как называет их Марне) могут по тем же причинам стоять в самом близком родстве друг с другом, несмотря на то, что в их естественной последовательности между ними находятся многие вещества: с этими веществами они так же не могут соединиться, как два тона не могут приятно звучать вместе, несмотря на свою близость, если они находятся в отношении секунды».

Эта идея Марне не могла привести ни к каким последствиям, пока химические элементы не были в достаточной мере выделены и изучены. Но после того, как Канниццаро опубликовал (в 1858 году) свою таблицу атомных масс, стремление к естественной классификации химических элементов должно было принести свои плоды.

В 1863 году англичанин Дж. А. Ньюлендс, воспользовавшись атомными массами Канниццаро, нашел, что если . расположить элементы в порядке возрастания их атомных масс, то такой список элементов естественно разлагается на октавы, т. е. на строчки по семь элементов в каждой, где каждый элемент обладает большим сходством с одинаковым по номеру элементом предыдущей и последующей октав. Приведем первые три октавы Ньюлендса:


Н, Li, Be, В, С, N, О;

F, Na, Mg, Al, Si, Р, S;

С1, К, Са, Сг, Ti, Mn, Fe.


Аналогия проявляется в том, что все элементы, стоящие на втором месте в своей октаве (литий, натрий, калий), являются так называемыми щелочными металлами, образующими соединения по одному и тому же типу, например дающими соли LiCl, NaCl, КСl; элементы, стоящие на третьем месте в октаве (бериллий, магний, кальций), являются так называемыми щелочноземельными металлами, дающими тоже похожие друг на друга, но уже иного типа соединения, например соли ВеС12, MgCl2, СаС12.Фтор весьма похож по своей химической природе на стоящий под ним хлор, азот обнаруживает некоторые аналогии с фосфором, кислород - с серой и т. д. Заметим, впрочем, что все получается так хорошо и убедительно лишь в первых октавах Ньюлендса: в дальнейших октавах было гораздо больше путаницы, и в некоторых случаях для ее устранения Ньюлендс позволил себе отступить от принятого им плана и располагать элементы не совсем в порядке возрастания атомной массы. Так или иначе, эта предложенная Ньюлендсом классификация, являвшаяся конкретным воплощением старой идеи Марне, не имела никакого успеха среди химиков. Когда Ньюлендс попробовал "рассказать о своей классификации химических элементов съезду английских естествоиспытателей, его почти не хотели слушать, и председатель химической секции съезда насмешливо спросил Ньюлендса,- а не пробовал ли он располагать химические элементы в порядке алфавита и не получалось ли и при этом каких-нибудь закономерностей.

Через несколько лет после этой попытки Ньюлендса она была повторена двумя другими учеными, работавшими над вопросом естественной классификации элементов совершенно независимо друг от друга. Одним из них был Юлиус Лотар Мейер, профессор университета в Бреслау (ныне Вроцлав в ПНР), другим - Дмитрий Иванович Менделеев, профессор университета в С.-Петербурге. И Мейер, и Менделеев сообразили, что могут существовать и элеме