Менделеев. География и астрономия

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева на основе представлений о строении атома.

1. формулировка периодического закона

Д. И. Менделеева в свете теории строения атома.

Открытие периодического закона и разработка периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым явились вершиной развития химии в XIX веке. Обширная сумма знаний о свойствах 63 элементов, известных к тому времени, была приведена в стройный порядок.

Д. И. Менделеев считал, что основной характеристикой элементов являются их атомные веса, и в 1869 г. впервые сформулировал периодический закон.

Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.

Весь ряд элементов, расположенных в порядке возрастания атомных масс, Менделеев разбил на периоды, внутри которых свойства элементов изменяются последовательно, разместив периоды так, чтобы выделить сходные элементы.

Однако, несмотря на огромную значимость такого вывода, периодический закон и система Менделеева представляли лишь гениальное обобщение фактов, а их физический смысл долгое время оставался непонятным. Лишь в результате развития физики XX века - открытия электрона, радиоактивности, разработки теории строения атома - молодой, талантливый английский физик Г. Мозле установил, что величина зарядов ядер атомов последовательно возрастает от элемента к элементу на единицу. Этим открытием Мозле подтвердил гениальную догадку Менделеева, который втрех местах периодической таблицы отошел от возрастающей последовательности атомных весов.

Так, при ее составлении Менделеев поставил 27 Со перед 28 Ni, 52 Ti перед 5 J, 18 Аг перед 19 К, несмотря на то, что это противоречило формулировке периодического закона, то есть расположению элементов в порядке увеличения их атомных весов.

Согласно закону Мозле заряды ядер данных элементов соответствовали положению их в таблице.

В связи с открытием закона Мозле современная формулировка периодического закона следующая:

свойство элементов, а так же формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.

Связь периодического закона и периодической системы со строением атомов.

Итак, главной характеристикой атома является не атомная масса, а величина положительного заряда ядра. Это более общая точная характеристика атома, а значит, и элемента. От величины положительного заряда ядра атома зависят все свойства Элемента и его положение в периодической системе. Таким образом, порядковый номер химического элемента численно совпадает с зарядом ядра его атома. Периодическая система элементов является графическим изображением периодического закона и отражает строение атомов элементов.

Теория строения атома объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительного заряда атомных ядер от 1-до 110 приводит к периодическому повторению у атомов элементов строения внешнего энергетического уровня. А поскольку от числа электронов на внешнем уровне в основном зависят свойства элементов; то и они периодически повторяются. В этом физический смысл периодического закона.

В качестве примера рассмотрим изменение свойств у первых и последних элементов периодов. Каждый период в периодической системе начинается элементами атомы, которых на внешнем уровне имеют один s-электрон (незавершенные внешние уровни) и потому проявляют сходные свойства - легко отдают валентные электроны, что обуславливает их металлический характер. Это щелочные металлы - Li, Na, К, Rb, Cs.

Заканчивается период элементами, атомы которых на внешнем уровне содержат 2 (s 2) электрона (в первом периоде) или 8 (s 1 p 6) электронов (во всех последующих), то есть имеют завершенный внешний уровень. Это благородные газы Не, Ne, Ar, Kr, Xe, имеющие инертные свойства.

Именно вследствие сходства строения внешнего энергетического уровня похожи их физические и химические свойства.

В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева­ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом. В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева­ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом.

В свете учения о строении атома становится понятным разделение всех элементов на семь периодов, сделанное Д. И. Менделеевым. Номер периода соответствует числу энергетических уровней атома, то есть положение элементов в периодической системе обусловлено строением их атомов. В зависимости от того, какой подуровень заполняется электронами, все элементы делят на четыре типа.

1. s-элементы. Заполняется s-подуровень внешнего уровня (s 1 - s 2). Сюда относятся первые два элемента каждого периода.

2. р-элементы. Заполняется р-подуровень внешнего уровня (р 1 -- p 6)- Сюда относятся последние шесть элементов каждого периода, начиная со второго.

3. d-элементы. Заполняется d-подуровень последнего уровня (d1 - d 10), а на последнем (внешнем) уровне остается 1 или 2 электрона. К ним относятся элементы вставных декад (10) больших периодов, начиная с 4-го, расположенные между s- и p-элементами (их также называют переходными элементами).

4. f-элементы. Заполняется f-подуровень глубинного (треть его снаружи) уровня (f 1 -f 14), а строение внешнего электронного уровня остается неизменным. Это лантаноиды и актиноиды, находящиеся в шестом и седьмом периодах.

Таким образом, число элементов в периодах (2-8-18-32) соответствует максимально возможному числу электронов на соответствующих энергетических уровнях: на первом - два, на втором - восемь, на третьем - восемнадцать, а на четвертом - тридцать два электрона. Деление групп на подгруппы (главную и побочную) основано на различии в заполнении электронами энергетических уровней. Главную подгруппу составляют s - и p-элементы, а побочную подгруппу - d-элементы. В каждой группе объединены элементы, атомы которых имеют сходное строение внешнего энергетического уровня. При этом атомы элементов главных подгрупп содержат на внешних (последних) уровнях число электронов, равное номеру группы. Это так называемые - валентные электроны.

У элементов побочных подгрупп валентными являются электроны не только внешних, но и предпоследних (вто­рых снаружи) уровней, в чем и состоит основное различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп.

Отсюда следует, что номер группы, как правило, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей. В этом заключается физический смысл номера группы.

С позиций теории строения атома легко объясняется возрастание металлических свойств элементов в каждой группе с ростом заряда ядра атома. Сравнивая, например, распределение электронов по уровням в атомах 9 F (1s 2 2s 2 2р 5) и 53J (1s 2 2s 2 2р 6 3s 2 Зр 6 3d 10 4s 2 4р 6 4 d 10 5s 2 5p 5) можно отметить, что у них по 7 электронов на внешнем уровне, что указывает на сходство свойств. Однако внешние электроны в атоме йода находятся дальше от ядра и поэтому слабее удерживаются. По этой причине атомы йода могут отдавать электроны или, иными словами, проявлять металлические свойства, что нехарактерно для фтора.

Итак, строение атомов обуславливает две закономерности:

а) изменение свойств элементов по горизонтали - в периоде слева направо ослабляются металлические и усиливаются неметаллические свойства;

б) изменение свойств элементов по вертикали - в группе с ростом порядкового номера усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические.

Таким образом: по мере возрастания заряда ядра атомов химических элементов периодически изменяется строение их электронных оболочек, что является причиной периодического изменения их свойств.

3. Структура периодической Системы Д. И. Менделеева.

Периодическая система Д. И. Менделеева подразделяется на семь периодов – горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера, и восемь групп – последовательностей элементов обладающих однотипной электронной конфигурацией атомов и сходными химическими свойствами.

Первые три периода называются малыми, остальные – большими. Первый период включает два элемента, второй и третий периоды – по восемь, четвёртый и пятый – по восемнадцать, шестой – тридцать два, седьмой (незавершённый) – двадцать один элемент.

Каждый период (исключая первый) начинается щелочным металлом и заканчивается благородным газом.

Элементы 2 и 3 периодов называются типическими.

Малые периоды состоят из одного ряда, большие – из двух рядов: чётного (верхнего) и нечётного (нижнего). В чётных рядах больших периодов расположены металлы, и свойства элементов слева направо изменяются слабо. В нечётных рядах больших периодов свойства элементов изменяются слева направо, как у элементов 2 и 3 периодов.

В периодической системе для каждого элемента указывается его символ и порядковый номер, название элемента и его относительная атомная масса. Координатами положения элемента в системе является номер периода и номер группы.

Элементы с порядковыми номерами 58-71, именуемыми лантаноидами, и элементы с номерами 90-103 - актиноиды – помещаются отдельно внизу таблицы.

Группы элементов, обозначаемые римскими цифрами, делятся на главные и побочные подгруппы. Главные подгруппы содержат 5 элементов (или более). В побочные подгруппы входят элементы периодов, начиная с четвёртого.

Химические свойства элементов обуславливаются строением их атома, а точнее строением электронной оболочки атомов. Сопоставление строения электронных оболочек с положением элементов в периодической системе позволяет установить ряд важных закономерностей:

1. Номер периода равен общему числу энергетических уровней, заполняемых электронами, у атомов данного элемента.

2. В малых периодах и нечётных рядах больших периодов с ростом положительного заряда ядер возрастает число электронов на внешнем энергетическом уровне. С этим связано ослабление металлических и усиление неметаллических свойств элементов слева направо.

Номер группы, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей (валентных электронов).

В подгруппах с ростом положительного заряда ядер атомов элементов усиливаются их металлические и ослабляются неметаллические свойства.

Еще из раздела Химия:

• Реферат: Изучение основных закономерностей протекания химических реакций

Один из крупнейших учёных современности, создатель «физической экономики» (то есть экономической науки о реальном производстве) американец Линдон Ларуш считает идеи Менделеева основополагающими, хотя на Западе они всячески дискредитируются (даже периодический закон Менделеева именуется просто «таблицей элементов» без указания имени её создателя).

Надо иметь в виду условия, в каких Менделееву приходилось отстаивать свои взгляды. Главными производителями зерна, идущего на экспорт, были помещики. Они полагали, что нашей стране, располагающей огромными территориями под вспашку, самой судьбой предназначено быть кормилицей Европы, где население густое, а земли мало. Мол, следует прилагать усилия для расширения экспорта сельскохозяйственной продукции, необходимые же промышленные изделия можно будет на полученную валюту закупать за границей (за исключением того, что совершенно необходимо для оснащения вооружённых сил). Поэтому идеи Менделеева, выступавшего горячим поборником индустриального развития России, причём с опорой на самые широкие слои народа, встречали резкое противодействие, и не только со стороны крупных землевладельцев. Учёный ратовал за становление всего народно-хозяйственного комплекса, необходимого современному могучему государству, неустанно подчёркивал: надо говорить не просто о развитии промышленности, а о том, «будет она национальной или иностранной». Неудивительно поэтому, что идейными противниками Менделеева были прежде всего главы могущественных кланов Нобелей, Ротшильдов и Рокфеллеров, их российские агенты влияния, прозападная интеллигенция, включая «сливки» учёного мира, завидовавшие титану науки. Само собой, не в восторге от столь смелых предложений были иные отечественные предприниматели, руководствовавшиеся своекорыстными интересами, и коррумпированные чиновники.

В 1860 году Менделеев тщательно обследовал бакинские промыслы и установки по переработке нефти, но не ограничился этим, а наметил целую программу повышения эффективности отрасли. Среди прочего он предложил построить трубопровод Баку - Батуми и перегонные заводы на Черноморском побережье с тем, чтобы не только избавить Россию от импорта американского керосина, но и самим экспортировать нефтепродукты в Европу.

Менделеев выступил против системы откупов, поскольку откупщики более всех противились глубокой переработке. Позднее (в 1876 году) он побывал в США и, познакомившись с практикой нефтедобычи в Пенсильвании, пришёл к выводу, что в России её можно поставить не хуже, а лучше. Перспективы отрасли в будущем учёный определил так: «Мы могли бы залить нефтью весь свет». Министр финансов Михаил Рейтерн назвал этот прогноз «профессорскими мечтаниями». Однако прав оказался учёный, а не чиновник. Именно труды Менделеева дали мощный толчок развитию теории и практики, рациональной постановке всего нефтяного дела в стране.

Учёный считал варварством, что сырьё, из которого можно получать столько ценнейших продуктов, сжигается в печах. На весь мир прозвучала фраза: «Нефть - не топливо, топить можно и ассигнациями».

Менделеев видел пороки тогдашней практики индустриализации страны. Так, широкое строительство железных дорог развернули без создания должной металлургической базы. Рельсы и подвижной состав пришлось покупать за золото на Западе. «Если бы вместе с постройкой дорог были приняты для водворения железного производства должные меры… Россия давно бы продавала за границу массу товаров этого рода и народ пользовался бы дешёвейшими металлическими орудиями», - с горечью отмечал учёный. Он приходит к выводу: промышленность Германии отчасти построена на наши деньги, да и впоследствии более половины российских заводов принадлежали иностранцам, что, по его мнению, было опасным и в мирное, и особенно в военное время.

Менделеев просчитал, во что обходится снабжение Петербурга и Москвы польским (из Силезии) и импортным английским углем, и определил, при каких условиях донецкий антрацит окажется конкурентоспособным. Он разработал предложения по изменению таможенных тарифов, обосновал необходимость постройки специальной углевозной железной дороги (Москва - Донбасс, была построена в 1930-е. - М. А.), проведения шлюзования и дноуглубительных работ на Донце и Дону, развития портов на побережьях Азовского и Чёрного морей. При проведении намеченных им мероприятий Россия могла бы не только отказаться от импорта угля, но и сама экспортировать его сначала в Средиземноморье, а затем и в страны Балтики. Причём эта задача рассматривалась как не только экономическая, но и политическая, как вопрос престижа нашей страны. По мнению Менделеева, народы средиземноморских и балтийских стран, видя, что Россия поставляет хороший уголь, убедились бы в том, что она в состоянии производить и экспортировать и другие товары высокого качества.

Не ограничившись изучением Донбасса, Менделеев обратил внимание общественности и промышленных кругов на месторождения на востоке. Он первым поставил вопрос о принципиально новых методах добычи и использования угля, в частности, на возможность его подземной газификации. Менделеев считал экономию топлива очень важной задачей. Он уже тогда писал о необходимости использования альтернативных источников энергии: солнца, ветра, морских приливов, внутреннего тепла Земли, разности температур слоёв воды в океане.

В то время сами промышленники, а экономисты тем более, считали нормальным такое развитие, когда сначала создаётся лёгкая индустрия, не требующая больших инвестиций. Её продукция - товары широкого потребления - расходится быстро, следовательно, вложенный капитал скоро окупается. И лишь когда благодаря лёгкой промышленности будут накоплены солидные средства, появится возможность строить металлургические и машиностроительные заводы. Менделеев решительно выступил против такой постановки вопроса, при которой, по его мнению, Россия обрекалась на положение сырьевого придатка Запада. Нет, необходимо начать индустриализацию именно с создания тяжёлой промышленности, и притом на основе самой передовой технологии, с задачей (как она была сформулирована уже после революции) «догнать и перегнать», а точнее, «обойти, не догоняя» наиболее развитые в этом отношении страны. Менделеев предвидел, что соревноваться России придётся не с какой-нибудь европейской державой, а с США. Чтобы страна через 20 лет стала самой богатой и сильной в мире, нужно было вкладывать в развитие промышленности по 700 миллионов рублей ежегодно, вдвое больше достигнутого тогда уровня. При этом нельзя основывать промышленный потенциал страны только на заводах центра и немногих других очагов индустрии в Европейской части страны - необходим мощный сдвиг промышленности на Восток, в Сибирь, выход к берегам Тихого океана, на Сахалин.В 1899 году Менделеев в сопровождении специалистов по разным отраслям горного дела едет на Урал. Эта поездка не просто помогла решить задачу подъёма промышленности в регионе, но дала учёному ещё один повод увериться в будущем России. Ближайшие перспективы развития чёрной металлургии Урала Менделеев определил так: только на древесном угле можно производить 300 миллионов пудов в год. А чтобы снизить себестоимость металла, нужно строить заводы с новой технологией, опирающейся «преимущественно на самостоятельную научную разработку, а не на подражание образцам». Предприятия надо обеспечивать новыми кадрами. Возникает необходимость создания на Урале «специального высшего политехникума» с преподаванием в нём преимущественно металлургических наук.

Большой резонанс вызвала работа Менделеева «Толковый тариф», которую современники назвали «библией русского протекционизма». Учёный предложил устанавливать пошлины на ввозимые и вывозимые товары с учётом их влияния на развитие производительных сил России, содействия росту валового продукта или противодействия этому. Если, например, какой-то импортный товар вообще не поступит в нашу страну, но разовьётся его отечественное производство, то таможенного дохода не будет, зато казна получит гораздо больше в виде налогов от российских предприятий. Утверждённые Александром III, эти предложения сыграли важную роль в защите молодой российской промышленности от недобросовестной иностранной конкуренции, когда иноземный капитал прибегал к продаже нам товаров по демпинговым ценам для завоевания рынка, а после достижения этой цели взвинчивал их выше мировых.

Чтобы легче было одолеть многочисленные препятствия, стоящие на пути индустриализации России, в особенности порождённые несогласованностью интересов казны и частных собственников, Менделеев предложил создать принципиально новый орган государственного управления экономикой - Министерство промышленности. Оно представляло бы собой не обычное звено бюрократического аппарата, а сочетало правительственные и общественные начала и потому находило решения, чтобы «промышленное дело велось в общем интересе государства, капиталистов, рабочих и потребителей... чтобы произволу административных лиц не было места... чтобы не могла привиться у нас... (как это сделалось в Западной Европе) язва вражды между интересами знания, капитала и работы». Менделеев предлагает также создать несколько русских банков для поощрения наиболее важных для страны отраслей промышленности, шире практиковать образование товариществ и пр. Стоя за эволюцию и неизменно подчёркивая свою лояльность самодержавию, Менделеев призывал царя и правительство ломать «узкие и своекорыстные» интересы заводчиков, противящихся подлинной рационализации производства, выражал надежду на то, что в недалёкой перспективе запасы полезных ископаемых перейдут в общенародную, государственную собственность, не будет сверхбогатых людей и бедноты.

Идея о необходимости гармоничного сочетания крупных и мелких предприятий, нашедшая широкое признание на Западе только в третьей четверти ХХ века, Менделеевым была высказана более ста лет назад. Его часто считали мечтателем, кабинетным мыслителем, каким и полагается быть профессору. А он выдвигал один практичный проект за другим, и по прошествии времени сам учёный или его последователи могли с удовлетворением отметить: Менделеев не ошибся.

К проектам переустройства общественных отношений Менделеев подходил с теми же строгими мерками научности и практичности. По его мнению, есть три способа борьбы с жадным на большие прибыли капитализмом, «и все они, более или менее, имеют уже приложение в практике... Эти три способа назовём: складочными капиталами, государственно-монопольными предприятиями и артельно-кооперативными... В идеале можно себе представить заводы и фабрики основанными на складочные капиталы, поступившие от самих же работников и потребителей, действующих на тех же или на других фабриках и заводах» (так называемые народные предприятия, ныне широко распространены на Западе. - М.А.)

Удивительно перекликается с нашим днём и такое предложение Менделеева: передавать убыточные предприятия «с надлежащим контролем артельно-кооперативному хозяйству, а не закрывать их, как делается в Западной Европе, обрекая трудящихся на безработицу». Но делать это надо «открыто и по соревнованию».

Столь же современным выглядит предложение об участии рабочих в прибылях. Менделеев любил предприимчивых людей, связывая с ними главную надежду на прорыв России в будущее, а идеал видел в таком предприятии, где хозяин был участником во всех сторонах его деятельности, знал каждого работника и все были бы заинтересованы в общих итогах.

Напоминая имена отечественных учёных, инженеров и изобретателей, совершивших открытия мирового значения и создавших совершенные образцы техники, Менделеев высказывает уверенность, что наступит такой этап, «при котором свои Ползуновы, Петровы, Шиллинги, Яблочковы, Лодыгины не будут пропадать, а станут во главе русского и всемирного промышленного успеха». И потомки увидят Нижегородскую ярмарку как Всемирную выставку, которая покажет всей планете силу нашего гения. Для этого нужно открыть русским людям из всех классов и сословий дорогу к вершинам образованности. И Менделеев пишет популярные работы по экономике, разрабатывает проект принципиально нового учебного заведения, составляет смету расходов на его строительство и содержание.

Менделееву принадлежит пророческое предсказание пути будущего развития экономической науки. Он одним из первых осознал, что в производстве важны не только стоимостные, денежные, но и натуральные показатели (например, в сельском хозяйстве надо поддерживать оптимальное соотношение площадей пашни, лугов и лесных насаждений, а также поголовья скота и продуктивности кормовых угодий), «а потому только та политическая экономия, которая изойдёт из естествознания, может надеяться охватить разбираемый ею предмет с должной полнотой и понять, как творятся ценности и отчего образуются или исчезают народные богатства». При таком подходе политическую экономию уже не удастся сводить к набору комбинаций из трёх букв (c+v+m - формула стоимости у Маркса), а придётся прибегать к конкретному анализу ситуаций, для чего потребуются экономисты совсем иного склада, чем подвизавшиеся на этом поприще тогда (и, увы, сегодня); нужны будут люди, понимающие главные проблемы народной жизни и способные правильно их решать.

Следует отметить, что Менделеев понимал промышленность не только в узком смысле, как производство благ и услуг, но и в широком, включая снабжение, сбыт, торговлю, транспорт. Учёный думал над тем, как создать народное хозяйство, которое обеспечит не только благосостояние, но и нравственное здоровье общества. Он обращал внимание на различие между работой и трудом, который сознателен и духовен, поэтому ему принадлежит будущее.

Менделеев победил всех своих гонителей и исказителей. Его вклад в наше национальное самосознание был настолько велик, что уже вскоре после смерти этого великого учёного высказанные им мысли как бы носились в воздухе. Когда с установлением советской власти в стране появились плановая система ведения хозяйства и программа ГОЭЛРО, началась индустриализация, это не было плагиатом. Идеи Менделеева воспринимались передовыми деятелями Отечества как нечто само собой разумеющееся.
_____

Наша справка: Вопросам экономики посвящены работы Менделеева объёмом примерно 200 печатных листов. Это десятая часть всех опубликованных трудов учёного.

Тут один коллега посчитал, что Дмитрий Иванович Менделеев - "из раввинов". Мол, борода у него раввинская.

Странная ассоциация, хотя, да, борода на Карло-Марксовскую похожа, а тот действительно был внуком аж двух раввинов.

А лично меня со школы озадачивало явное несоответствие между делами Менделеева, его именем, внешностью с одной стороны и... чисто иудейской фамилией с другой! Посмотрите на портрет ниже: что же там семитского или иудейского? Русский мужик с... соколиным взором!

Спасибо коллеге evstoliya_3 , (некогда расфрендившей меня, скорее всего, за критику РПЦ ), которая ссылку на интересный материал о Дмитрии Ивановиче. Где, кстати, чётко объясняется и соколиный взгляд русского учёного.

А под Ярославлем, в селе Константиново, работает небольшой НПЗ (построенный моим прапрадедом Рагозиным Виктором Ивановичем). Там до сих пор сохранился интересный музей завода, где немало материалов посвящено периоду работы Менделеева в лаборатории предприятия . Есть и совершенно оригинальные материалы.

Музей же создан многолетними стараниями замечательной подвижницы в сохранении русской истории Галиной Владимировной Колесниченко . Которая отдала ему, фактически, всю свою трудовую жизнь. Также Галина Владимировна является автором интереснейшей монографии о русском олеонафте Викторе Ивановиче и вообще о роде Рагозиных. Почти 800 страниц, великолепное оформление, только тираж... сотня экземпляров (Братья Рагозины. Начало нефтяного дела России: Документальная биографическая повесть. — СПб.: Альфарет, 2009. — 756 с.).

А теперь - "".

*

А у нас принято создавать всеобъемлющие - и чаще всего нелепые - теории при минимуме экспериментальных данных.

Но чудеса иногда случаются, попался бы только подходящий гений. Вот таким был Дмитрий Иванович Менделеев.

Все знают, что он открыл периодическую систему химических элементов.
Многие помнят, что он теоретически и практически обосновал оптимальную крепость водки. А ведь химии посвящены только около 9% из более 500 его научных работ.

А сколько ещё у этого гениального человека было увлечений, кроме науки!

Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в селе Верхние Аремзяны неподалёку от Тобольска семнадцатым и последним ребёнком в семье Ивана Павловича Менделеева, в то время занимавшего должность директора Тобольской гимназии и училищ Тобольского округа.

Дед Дмитрия по отцовской линии был священником и носил фамилию Соколов; фамилию Менделеев получил отец Дмитрия в духовном училище в виде прозвища, что соответствовало обычаям того времени.

Мать Менделеева происходила из старинного, но обедневшего купеческого рода Корнильевых.

Окончив гимназию в Тобольске в 1849 году, по территориальному признаку Менделеев мог поступать в России только в Казанский университет. Но он так и не стал учеником Н.Н.Зинина. Поскольку Московский и Петербургский университеты для него был закрыты, он поступил в Петербургский педагогический институт на отделение естественных наук физико-математического факультета.

И не прогадал. В нём преподавали выдающиеся учёные того времени - М.В.Остроградский (математика), Э.Х. Ленц (физика), А.Н. Савич (астрономия), А.А. Воскресенский (химия), М.С. Куторга (минералогия), Ф.И. Рупрехт (ботаника), Ф.Ф. Брандт (зоология).

Еще студентом в 1854 году Дмитрий Иванович проводит исследования и пишет статью «Об изоморфизме», где установил отношения между кристаллической формой и химическим составом соединений, а также зависимость свойств элементов от величины их атомных объёмов. В 1856 г. защищает диссертацию «Об удельных объемах», на степень магистра химии и физики.

В это время пишет об энантоловосернистой кислоте и о различии реакций замещения, соединения и разложения.

В 1859 г. Менделеев был командирован за границу. В Гейдельберге занимался капиллярностью жидкостей. Открыл в 1860 году «температуру абсолютного кипения жидкостей», или критическую температуру.

Вернувшись, в 1861 году издаёт первый русский учебник «Органическая химия». В 1865-1887 годах создал гидратную теорию растворов. Развил идеи о существовании соединений переменного состава. В 1865 г. купил имение Боблово, где проводил исследования по агрохимии и сельскому хозяйству.

В 1868 году вместе с Зининым и другими учёными стал основателем Русского физико-химического общества .

В 1869 году Дмитрий Иванович Менделеев совершает величайшее открытие в истории химии - создает знаменитую периодическую систему элементов . В 1871 году выходит его книга «Основы химии» - первое стройное изложение неорганической химии. Над новыми изданиями этой работы Менделеев работал до конца жизни.

О создании таблицы:
Он закупил штук семьдесят пустых визитных карточек и на каждой из них написал с одной стороны название элемента, а с другой - его атомный вес и формулы его важнейших соединений. После этого он уселся за большой квадратный стол и начал по-всякому раскладывать эти карточки. Сначала у него ничего не получалось.

Десятки и сотни раз он их раскладывал, перетасовывал и снова раскладывал. При этом, как он потом вспоминал, в его сознании всплывали какие-то новые закономерности, и он с хорошо знакомым ему волнением, предшествующим открытию, продолжал свое занятие.

Так он проводил целые часы и дни, запершись в своем кабинете. Благо, к тому времени он уже был женат на Анне Григорьевне, которая сумела создать ему наилучшие условия для творческих занятий.

Легенду о том, что идея периодической таблицы пришла к нему во сне, Менделеев придумал специально для настырных поклонников, не ведающих о том, что такое творческое озарение. На самом же деле его просто осенило. Иными словами, ему сразу и окончательно стало ясно, в каком порядке надо разложить карточки, чтобы каждый элемент занял подобающееему место, согласно законам природы.

В 1871-1875 годы Менделеев изучает свойства упругости и расширения газов, исследует нефтяные углеводороды и вопросы происхождения нефти, о чем пишет несколько работ. Посещает Кавказ. В 1876 году едет в Америку, в Пенсильванию, осматривать американские нефтяные месторождения. Работы Менделеева в плане изучения нефтедобычи имели большое значение для стремительно развивающейся в России нефтяной отрасли промышленности.

Результатом одного из модных тогда увлечений стало исследование «О спиритизме».

С 1880 г. он начал интересоваться искусством, особенно русским, собирает художественные коллекции, а в 1894 г. избирается действительным членом Императорской академии художеств. Его портрет рисует Репин.

С 1891 г. Менделеев становится редактором химико-технического и фабрично-заводского отдела Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона и многие из статей пишет сам. В качестве хобби Дмитрий Иванович делал чемоданы и сам себе шил одежду. Менделеев участвовал и в проектировании первого русского ледокола «Ермак».

В 1887 году Менделеев самостоятельно поднимается на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения. Полет был беспрецедентным и стал известен во всём мире. Вот как описывает этот случай Г.Чернеченко в номере 8 одной из газет от 19 августа 1999 года (статья так и называется: "Менделеев на воздушном шаре"):

В небольшом живописном имении Д.И. Менделеева Боблово готовились в "домашних" условиях наблюдать затмение солнца. И вдруг, когда до затмения оставалось немногим более недели, из Петербурга в Боблово пришла телеграмма. В ней Русское техническое общество извещало, что в Твери снаряжается воздушный шар для наблюдения затмения и что совет считает долгом заявить об этом, чтобы Менделеев в случае желания "лично мог воспользоваться поднятием шара для научных наблюдений".

Собственно ни сам полет, ни приглашение участвовать в нем не были для Менделеева большой неожиданностью. Лишь одно смущало великого химика: шар, наполненный светильным газом (другого в Твери не имелось), не мог подняться выше двух верст, и, значит, остался бы в плену облаков. Нужен был шар наполненный легким водородом Об этом он и сообщил в срочной телеграмме, ушедшей из Боблово в столицу.

Светало. Было пасмурно, накрапывал дождь. На пустыре между линией железной дороги и станцией покачивался шар, окруженный загородкой из жердей. Рядом вздымалась газодобывательная установка, у которой орудовали солдаты в прожженных кислотой рубахах.

"Ждали профессора Менделеева. В 6 часов 25 минут раздались аплодисменты, и из толпы к шару вышел высокого роста, немного сутулый, с лежащими по плечам волосами с проседью и длинной бородой человек. Это был профессор", - рассказывал читателям "Русских ведомостей" Владимир Гиляровский.

Минута затмения приближалась. Последние прощания. Высокий, стройный Кованько уже в корзине. Туда же с трудом пробирается сквозь паутину веревок Менделеев в коричневом пальто и охотничьих сапогах.

"В первый раз я входил в корзину шара, хотя, правда, однажды поднимался в Париже на привязном аэростате. Теперь мы оба были на месте", - рассказывал позже ученый

Дальнейшие события разыгрались в считанные секунды. Все вдруг увидели, как Менделеев что-то сказал своему спутнику, как Кованько выпрыгнул из корзины, и шар медленно пошел вверх. За борт полетел табурет и доска, служившая столом. Как назло отсыревший балласт превратился в плотный комок. Опустившись на дно корзины, Менделеев обеими руками выкидывал вниз мокрый песок.

Неожиданный полет Менделеева одного, исчезновение шара в облаках и вдруг нахлынувший мрак, по словам Гиляровского, "удручающе подействовали на всех, как-то жутко стало". Анну Ивановну увезли домой, в имение, оцепеневшую от ужаса. Тягостная атмосфера усилилась, когда в Клину была получена посланная кем-то невразумительная телеграмма: "Шар видели - Менделеева нет".

Между тем полет прошел успешно. Шар поднялся на высоту более трех километров, пробил облака, и Менделеев успел понаблюдать за полной фазой затмения. Правда, перед спуском ученому пришлось проявить не только бесстрашие, но и ловкость. Запуталась веревка, идущая от газового клапана. Менделеев взобрался на борт корзины и так, вися над пропастью, распутал клапанную веревку.

Шар благополучно опустился в Калязинском уезде Тверской губернии, крестьяне проводили Менделеева к соседнему поместью.

Весть о необычайно смелом полете русского профессора вскоре стала известна всему миру.
Французская Академия метеорологического воздухоплавания присудила Менделееву диплом «За проявленное мужество при полете для наблюдения солнечного затмения».

В 1888 году он по заданию правительства изучал в Донецкой области причины кризиса каменноугольной промышленности. Его работы «Письма о заводах», «Толковый тариф» содержали важные экономические предложения.

В 1890-1895 был консультантом Научно-технической лаборатории Морского министерства. В 1892 организовал производство изобретенного им бездымного пороха.

В 1892 году Менделеев назначается учёным-хранителем Депо образцовых гирь и весов. С 1893 года по его инициативе оно становится Главной палатой мер и весов. Сейчас это ВНИИ метрологии им. Д.И. Менделеева. В результате уже в 1899 г. в России был введен новый закон о мерах и весах, что способствовало развитию промышленности.

На один из юбилеев Дмитрию Ивановичу подарили драгоценные, изготовленные из чистого алюминия химические весы - электрохимический способ получения этого дешевого металла был тогда неизвестен, хотя в работах Менделеева есть указание и на эту технологию.

Американские физики синтезировали 101-й элемент таблицы и назвали его менделевием, на Земле есть минерал имени Менделеева, вулкан и подводный горный хребет Менделеева, а на обратной стороне Луны - кратер Менделеева.

Анекдоты рассказывают только про великих

Сложилась целая серия анекдотов про Дмитрия Ивановича Менделеева. Какие-то истории действительно происходили, а какие-то явно придуманы.

Например, есть история про посещение лаборатории Менделеева одним из великих князей. Знаменитый химик, дабы указать на бедственное положение лаборатории и выбить деньжат для исследований, велел завалить коридор, по которому должен был идти князь, всякой рухлядью и досками от забора. Проникшийся князь какие-то средства отпустил.

Другая, ставшая классической, история связана с хобби Менделеева - изготовлением чемоданов. Однажды извозчик с седоком в пролетке вдруг приподнялся с места, поклонился и приподнял шапку перед каким-то прохожим. Удивленный седок спросил: "Кто это?" - "О! - ответил извозчик. - Это известный чемоданных дел мастер Менделеев! " Надо отметить, что все это происходило, когда Дмитрий Иванович был уже всемирно признанным великим ученым.

А однажды в практически аналогичных обстоятельствах извозчик уважительно сообщил седоку, что это химик Менделеев. "Почему же его не арестовывают?" - удивился седок. Дело в том, что в те годы слово "химик" было синонимом слова "жулик".

Легенда о изобретении водки

Дмитрий Менделеев в 1865 году защитил докторскую диссертацию на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою», нисколько с водкой не связанную. Менделеев, вопреки сложившейся легенде, водку не изобретал; она существовала задолго до него.

На этикетке «Русского стандарта» написано, что данная водка «соответствует стандарту русской водки высшего качества, утверждённому царской правительственной комиссией во главе с Д. И. Менделеевым в 1894 году». С именем Менделеева связывают выбор для водки крепости в 40°. Согласно информации «Музея Водки» в Санкт-Петербурге, Менделеев считал идеальной крепостью водки 38°, но это число было округлено до 40, для упрощения расчёта налога на алкоголь.

Однако в трудах Менделеева отыскать обоснование этого выбора не удаётся. Диссертация Менделеева, посвящённая свойствам смесей спирта и воды, никак не выделяет 40° или 38°. «Царская правительственная комиссия» никак не могла установить данный стандарт водки уже хотя бы потому, что эта организация — Комиссия для изыскания способов к упорядочению производства и торгового обращения напитков, содержащих в себе алкоголь, — была образована по предложению С. Ю. Витте только в 1895 году. Причём Менделеев выступал на её заседаниях в самом конце года и только по вопросу об акцизах.

Откуда же взялся 1894-й год? По-видимому, из статьи историка Вильяма Похлёбкина, который написал, что «спустя 30 лет после написания диссертации… соглашается войти в комиссию». Изготовители «Русского стандарта» прибавили метафорические 30 к 1864 году и получили искомую величину.

Водка крепостью в 40° получила широкое распространение уже в XVI веке. Она называлась полугар, поскольку при сжигании её объём уменьшался вдвое. Таким образом, проверка качества водки была проста и общедоступна, что и стало причиной её популярности.

«Я и сам удивляюсь, - писал в конце жизни Менделеев, - чего я только не делывал на своей жизни. И сделано, я думаю, недурно». Он был членом почти всех академий и почетным членом более 100 ученых обществ.

Менделеев провёл и опубликовал фундаментальные исследования по химии, химической технологии, педагогике, физике, минералогии, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике. Все его работы были тесно связанны с потребностями развития производительных сил в России.

В начале XX века, Менделеев, отмечая, что население Российской империи за последние сорок лет удвоилось, вычислил, что к 2050 году её численность достигнет 800 млн. человек.

В январе 1907 года сам Д. И. Менделеев сильно простудился, показывая Палату мер и весов новому министру промышленности и торговли Философову.

Сначала был поставлен диагноз сухой плеврит, затем врач Яновский нашел у Дмитрия Ивановича воспаление легких. 19 января, в 5 часов не стало великого российского химика. Он был похоронен рядом со своим сыном на Волковском кладбище в Петербурге. Он купил для себя это место вскоре после смерти сына, оно находилось близ могилы матери Д. И. Менделеева.

(1834-1907) – великий русский ученый, известный работами в области химии, физики, геологии, экономики и метеорологии. Также прекрасный педагог и популяризатор науки, член ряда европейских академий наук, один из основателей Русского физико-химического общества. В 1984 году Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) назвала Менделеева самым великим ученым всех времен и народов.

Анкетные данные

Д.И.Менделеев родился в сибирском городе Тобольске в 1834 году в семье директора гимназии Ивана Павловича Менделеева и его жены Марии Дмитриевны. Он был их последним, семнадцатым ребенком.

В гимназии Дмитрий учился не слишком хорошо, у него были низкие оценки по всем предметам, особенно трудно ему давалась латынь. После смерти отца семья переехала в Петербург.

В столице Дмитрий поступил в Педагогический институт, который окончил в 1855 году с золотой медалью. Почти сразу после окончания института Менделеев заболел туберкулезом легких. Прогноз врачей был неутешительным, и он спешно выехал в Симферополь, где в то время работал знаменитый хирург Н.И.Пирогов .

Когда Пирогов осмотрел Дмитрия, он поставил оптимистический диагноз: сказал, что пациент будет жить еще очень долго. Великий врач оказался прав - вскоре Менделеев полностью выздоровел. Дмитрий вернулся в столицу, чтобы продолжить научную деятельность, и в 1856 году в Петербургском университете защитил магистерскую диссертацию.

Трудовая биография

Став магистром,Дмитрий получил должность приват-доцента и начал читать курс лекций по органической химии. Его талант преподавателя и ученого получил высокую оценку руководства, и в 1859 году его послали в двухгодичную научную командировку в Германию. Вернувшись в Россию, он продолжил чтение лекций и вскоре обнаружил, что студентам не хватает хороших учебников. И вот в 1861 году Менделеев сам издает учебное пособие - «Органическую химию», вскоре удостоенную Cанкт-Петербургской академией наук Демидовской премии. В 1864-м Менделеева избрали профессором химии Технологического института. А в следующем году он защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой». Еще через два года он уже возглавил кафедру неорганической химии университета. Здесь Дмитрий Иванович приступает к написанию своего великого труда - «Основы химии».

В 1869 году он публикует таблицу элементов под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Свою таблицу он составил на основе открытого им Периодического закона. Еще при жизни Дмитрия Ивановича «Основы химии» переиздавались 8 раз в России и 5 раз – за границей, на английском, немецком и французском языках. В 1874 году Менделеев вывел общее уравнение состояния идеального газа, включающее как частность зависимость состояния газа от температуры, обнаруженную в 1834 году физиком Б.П.Э.Клапейроном (уравнение Клапейрона - Менделеева).

Также Менделеев высказал предположение о существовании целого ряда неизвестных на тот момент элементов. Его идеи подтвердились, о чем имеются документально зафиксированные свидетельства. Великий ученый смог безошибочно предсказать химические свойства галлия, скандия и германия.

В 1890 году Менделеев покинул Петербургский университет из-за конфликта с министром просвещения, который во время студенческих волнений отказался принять от Менделеева петицию студентов. После ухода из университета Дмитрий Иванович в период в 1890-1892 гг. принимал участие в разработке бездымного пороха. С 1892 года Дмитрий Иванович Менделеев - ученый-хранитель «Депо образцовых гирь и весов», которое в 1893 году по его инициативе было преобразовано в Главную палату мер и весов (ныне ВНИИ метрологии им.Д.И.Менделеева). На новом для себя поприще Менделеев добился хороших результатов, создав точнейшие для того времени методы взвешивания. Кстати, с именем Менделеева часто связывают выбор для водки крепости в 40°.

Менделеев разработал новую технологию переработки нефти, занимался химизацией сельского хозяйства, создал прибор (пикнометр) для определения плотности жидкости. В 1903 году он был первым Государственной приемной комиссии Киевского политехнического института.

Помимо науки Менделеев отлично разбирался в экономике. Он как-то пошутил: «Какой я химик, я - политэконом. Что там «Основы химии», вот «Толковый тариф» – это другое дело». Именно он предложил систему протекционистских мер для укрепления экономики Российской империи. Он последовательно отстаивал необходимость защиты русской промышленности от конкуренции со стороны западных стран, связывая развитие промышленности России с таможенной политикой. Ученый отмечал несправедливость экономического порядка, позволяющего странам, осуществляющим переработку сырья, пожинать плоды труда работников стран - поставщиков сырья.

Также Менделеев разрабатывал научное обоснование перспективных путей развития экономики. Незадолго до смерти, в 1906 году, Менделеев издал свою книгу «К пониманию России», в которой обобщил свои воззрения на перспективы развития страны.

Сведения о родственниках

Отец Дмитрия Ивановича Менделеева - Иван Павлович Менделеев был выходцем из семьи священника и сам учился в духовном училище.

Мать - Мария Дмитриевна, происходила из старинного, но обедневшего купеческого рода Корнильевых.

Сын Дмитрия Ивановича от первого брака Владимир (1865-1898) избрал флотскую карьеру. Он с отличием окончил Морской кадетский корпус, совершил плавание на фрегате «Память Азова» вокруг Азии и вдоль дальневосточных берегов Тихого океана (1890-1893). Также принимал участие в заходе русской эскадры во Францию. В 1898 г. вышел в отставку и начал разрабатывать «Проект поднятия уровня Азовского моря запрудою Керченского пролива». В его труде ярко проявился талант инженера-гидролога, но сыну Менделеева не суждено было добиться крупных научных успехов - он скоропостижно скончался 19 декабря 1898 года.

Ольга – сестра Владимира (1868-1950), окончила гимназию и вышла замуж за Алексея Владимировича Трирогова, обучавшегося вместе с ее братом в Морском кадетском корпусе. Практически всю свою долгую жизнь она посвятила семье. Ольга написала книгу воспоминаний «Менделеев и его семья», увидевшую свет в 1947 году.

Во втором браке у Менделеева родилось четверо детей: Любовь, Иван и близнецы Мария и Василий.

Из всех потомков Дмитрия Ивановича Люба оказалась личностью, ставшей известной широкому кругу людей. Причем в первую очередь не как дочь великого ученого, а как жена Александра Блока - знаменитого русского поэта Серебряного века и как героиня цикла его «Стихов к Прекрасной даме».

Люба окончила «Высшие женские курсы» и некоторое время увлекалась театральным искусством. В 1907-1908 гг. она играла в труппе В.Э.Мейерхольда и в Театре В.Ф.Комиссаржевской. Супружеская жизнь Блоков протекала сумбурно и непросто, и в этом Александр и Любовь виноваты в равной мере. Однако в последние годы жизни поэта жена всегда оставалась рядом с ним. Между прочим, она стала первой публичной исполнительницей поэмы «Двенадцать». После смерти Блока Любовь занималась историей и теорией балетного искусства, изучала школу преподавания Агриппины Вагановой и давала уроки актерского мастерства знаменитым балеринам Галине Кирилловой и Наталье Дудинской. Скончалась Любовь Дмитриевна в 1939 году.

Иван Дмитриевич (1883-1936) окончил гимназию в 1901 году с золотой медалью, поступил в Петербургский политехнический институт, но вскоре перевелся на физико-математический факультет университета. Он много помогал отцу, выполнял сложные расчеты для его экономических работ. Благодаря Ивану вышло в свет посмертное издание труда ученого «Дополнение к познанию России». После смерти Дмитрия Ивановича жизнь сына круто изменилась. Несколько лет жил во Франции, затем поселился в менделеевском имении Боблово, организовав там школу для крестьянских детей.

С 1924 года и до своей смерти Иван работал в «Главной Палате мер и весов», продолжая дело отца, опубликовавшего ряд работ в области теории мер и весов. Здесь он проводил исследования по теории весов и конструкциям термостатов. Одним из первых в СССР изучал свойства «тяжелой воды». С юных лет Иван занимался философией. Свои идеи он изложил в книгах «Мысли о познании» и «Оправдание истины», которые вышли в свет в 1909-1910 гг. Кроме того, Иван написал воспоминания об отце. В полном виде они были опубликованы только в 1993 году. Один из биографов ученого, Михаил Николаевич Младенцев, писал, что между сыном и отцом «существовало редкое дружеское взаимоотношение. Дмитрий Иванович отмечал природные дарования сына и в лице его имел друга, советника, с которым делился идеями и мыслями».

Мало сведений сохранилось о Василии. Известно, что он окончил Морское техническое училище в Кронштадте. Имел способности к техническому творчеству, разработал модель сверхтяжелого танка. После революции судьба забросила его на Кубань, в Екатеринодар, где он скончался от сыпного тифа в 1922 году.

Мария обучалась на «Высших женских сельскохозяйственных курсах» в Петербурге, потом долгое время вела преподавательскую деятельность в техникумах. После Великой Отечественной войны стала заведовать Музеем-архивом Д.И.Менделеева при Ленинградском университете. За год до смерти Марии Дмитриевны был издан первый сборник архивных сведений о Менделееве, над которым она работала - «Архив Д.И.Менделеева» (1951).

Личная жизнь

В 1857 году Дмитрий Менделеев делает предложение Софье Каш, с которой был знаком еще в Тобольске, дарит ей обручальное кольцо, серьезно готовится к браку с девушкой, которую очень любит. Но неожиданно Софья возвратила ему обручальное кольцо и сказала, что свадьбы не будет. Менделеев был потрясен этим известием, заболел и долгое время не вставал с постели. Его сестра Ольга Ивановна решила помочь брату в устройстве личной жизни и настояла на его помолвке с Феозвой Никитичной Лещевой (1828-1906), с которой Менделеев был знаком еще в Тобольске. Феозва, приемная дочь учителя Менделеева поэта Петра Петровича Ершова, автора знаменитого «Конька-Горбунка», была старше жениха на шесть лет. 29 апреля 1862 года они поженились.

В этом браке родились три ребенка: дочь Мария (1863) – она умерла в младенчестве, сын Володя (1865) и дочь Ольга. Детей Менделеев очень любил, а вот отношения с женой не складывались. Она совершенно не понимала своего мужа, поглощенного научным поиском. В семье часто были конфликты, и он чувствовал себя несчастным, о чем говорил друзьям. В результате они разошлись, хотя формально и оставались в браке.

В 43 года Дмитрий Иванович влюбился в 19-летнюю Анну Попову, красавицу, часто бывавшую в доме Менделеевых. Она увлекалась живописью, была хорошо образована, легко находила общий язык с известными людьми, собиравшимися у Дмитрия Ивановича. У них завязались отношения, хотя отец Анны был категорически против этого союза и потребовал от Менделеева оставить его дочь в покое. Дмитрий Иванович не согласился, и тогда Анну отправили за границу, в Италию. Однако Дмитрий Иванович отправился за ней следом. Через месяц они возвратились домой вместе и поженились. Этот брак оказался очень удачным. Супруги хорошо ладили и прекрасно понимали друг друга. Анна Ивановна была хорошей и внимательной женой, живущей интересами своего знаменитого мужа.

Увлечения

Дмитрий Иванович любил живопись, музыку, увлекался художественной литературой, особенно романами Жюля Верна . Несмотря на занятость, Дмитрий Иванович мастерил шкатулки, делал чемоданы и рамки для портретов, переплетал книги. К своему хобби Менделеев подходил очень серьезно, и вещи, сделанные его собственными руками, отличались высоким качеством. Существует байка о том, как однажды Дмитрий Иванович покупал материалы для своих поделок, и якобы один продавец спросил другого: «Кто этот почтенный господин?» Ответ был весьма неожиданным: «О, это же чемоданных дел мастер – Менделеев!»

Известно также, что Менделеев сам себе шил одежду, считая покупную неудобной.

Враги

Настоящими врагами Менделеева были те, кто проголосовал против избрания его академиком. Несмотря на то что Менделеева рекомендовал на пост академика великий ученый А.М.Бутлеров и несмотря на то что Дмитрий Иванович уже тогда был всемирно известным и признанным научным светлой, против его избрания голосовали: Литке, Веселовский, Гельмерсен, Шренк, Максимович, Штраух, Шмидт, Вильд, Гадолин. Вот он, список явных врагов русского ученого. Даже Бейльштейн, прошедший в академики вместо Менделеева с перевесом всего в один голос, часто говорил: «У нас в России больше нет талантов таких могучих, как Менделеев». Тем не менее несправедливость так и не была исправлена.

Соратники

Близким другом и соратником Менделеева был ректор Петербургского университета А.Н.Бекетов - дед Александра Блока. Их имения располагались под Клином, неподалеку одно от другого. Также соратниками по научной деятельности Менделеева были члены Петербургской академии наук - Буняковский, Кокшаров, Бутлеров, Фаминцын, Овсянников, Чебышев, Алексеев, Струве и Сави. Среди друзей ученого были великие русские художники Репин , Шишкин , Куинджи .

Слабости

Менделеев очень много курил, тщательно отбирая табак и собственноручно скручивая папиросы, мундштук он не использовал никогда. И когда друзья и врачи советовали ему бросить, указывая на его слабое здоровье, говорил, что умереть можно и не куря. Еще одной слабостью Дмитрия Ивановича, наряду с табаком, был чай. У него был свой канал поставки чая домой из Кяхты, куда он поступал караванами из Китая. Менделеев по «научным каналам» договорился выписывать себе чай по почте напрямую из этого города прямо домой. Он заказывал его на несколько лет сразу, и, когда цибики доставлялись в квартиру, все семейство принималось за переборку и упаковку чая. Пол устилался скатертями, цибики вскрывали, высыпали весь чай на скатерти и быстро смешивали. Делать это приходилось потому, что чай в цибиках лежал слоями и смешивать его надо было как можно быстрее, чтоб он не выдохся. Потом чай насыпали в огромные стеклянные бутылки и плотно закупоривали. В церемонии участвовали все члены семьи, и оделялись чаем все домочадцы и родственники. Менделеевский чай заслужил большую славу среди знакомых, а сам Дмитрий Иванович, не признавая никакого другого, в гостях чая не пил.

По воспоминаниям многих людей, близко знавших великого ученого, он был жестким, резким и несдержанным человеком. Как ни странно, даже будучи очень известным ученым, он всегда волновался на показах опытов, боясь «попасть в конфуз».

Сильные стороны

Менделеев работал в разных областях науки и везде добивался прекрасных результатов. На такие колоссальные затраты ума и душевных сил не хватило бы и нескольких обычных человеческих жизней. Но ученый обладал феноменальной работоспособностью, невероятной выносливостью и самоотверженностью. Он сумел во многих областях науки на много лет опередить время.

Всю жизнь Менделеев делал различные прогнозы и предвидения, которые почти всегда сбывались, поскольку основывались на природном уме, значительных знаниях и уникальной интуиции. Сохранилось множество свидетельств его родных и близких, потрясенных даром гениального ученого предвосхищать события, буквально видеть будущее, причем не только в науке, но и в других сферах жизни. Менделеев обладал прекрасными аналитическими способностями, и его предсказания, относящиеся даже к политическим вопросам, блестяще подтверждались. Так, например, он точно предсказал начало русско-японской войны 1905 года и тяжелые для России последствия этой войны.

Студенты, которым он преподавал, очень любили своего прославленного профессора, но при этом говорили, что сдавать экзамены ему было нелегко. Он не делал поблажек никому, не выносил плохо подготовленных ответов и был нетерпим к нерадивым студентам.

В быту жесткий и резкий, Менделеев очень по-доброму относился к детям, любил их невероятно нежно.

Заслуги и провалы

Заслуги Менделеева перед наукой давно получили признание всего научного мира. Он был членом почти всех существовавших в его время наиболее авторитетных академий и почетным членом многих ученых обществ (общее число учреждений, считавших Менделеева почетным членом, доходило до 100). Особенным почетом имя его пользовалось в Англии, где ему были присуждены медали «Дэви», «Фарадэя» и «Копилея», куда он был приглашен (1888) в качестве «Фарадэевского» лектора, честь, выпадающая на долю лишь немногим ученым.

В 1876 году - член-корреспондент Санкт-Петербургской академии наук, в 1880-м выдвигался в академики, но вместо него приняли Бейльштейна - автора обширного справочника по органической химии. Этот факт вызвал негодование в широких кругах русского общества. А несколько лет спустя, когда Менделееву вновь предложили баллотироваться в Академию, он отказался.

Менделеев - безусловно, выдающийся ученый, но даже самые великие люди совершают ошибки. Как и многие ученые того времени, он отстаивал ошибочную концепцию существования «эфира» - особой сущности, заполняющей мировое пространство и передающей свет, тепло и гравитацию. Менделеев предполагал, что эфир мог быть специфическим состоянием газов при большом разрежении или особым газом с очень малым весом. В 1902 г. вышла в свет одна из самых его оригинальных работ «Попытка химического понимания мирового эфира». Менделеев считал, что «мировой эфир можно представить подобно гелию и аргону, не способным к химическим соединениям». То есть с химической точки зрения он рассматривал эфир как элемент, предшествующий водороду, и для размещения его в своей таблице ввел его в нулевую группу и нулевой период. Будущее показало, что менделеевская концепция химического понимания эфира оказалась ошибочной, как и все подобные концепции.

Далеко не сразу Менделеев смог понять значимости таких фундаментальных достижений, как открытие явления радиоактивности, электрона, и последующие результаты, прямо связанные с этими открытиями. Он сетовал, что химия «запуталась в ионах и электронах». Только после посещения в апреле 1902 г. лабораторий Кюри и Беккереля в Париже Менделеев поменял свою точку зрения. Некоторое время спустя он поручил одному из своих подчиненных в Палате мер и весов провести исследование радиоактивных явлений, что, однако, в связи со смертью ученого не имело последствий.

Компромат

Когда Менделеев захотел официально оформить отношения с Анной Поповой, он столкнулся с большими трудностями, поскольку официальный развод и повторный брак в те годы были сложными процессами. Чтобы помочь великому человеку устроить свою личную жизнь, его друзья убедили первую жену Менделеева дать согласие на развод. Но даже после ее согласия и последующего развода Дмитрий Иванович по тогдашним законам должен был ждать еще шесть лет, прежде чем заключить новый брак. Церковь наложила на него «шестилетнее покаяние». Чтобы получить разрешение на второй брак, не дожидаясь истечения шестилетнего срока, Дмитрий Иванович подкупил священника. Сумма взятки была огромной – 10 тысяч рублей, для сравнения – имение Менделеева оценивалось в 8 тысяч.

Периодическая система Дмитрия Ивановича Менделеева и её значение для естествознания

Введение

Открытие Д.И.Менделеевым закономерностей в строении материи оказалась очень важной вехой в развитии мировой науки и мысли. Гипотеза о том, что все вещества во Вселенной состоят лишь из нескольких десятков химических элементов в 19 веке казалась совершенно невероятной, но она была доказана «Периодической системой элементов» Менделеева.

Открытие периодического закона и разработка периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым явились вершиной развития химии в XIX веке. Обширная сумма знаний о свойствах 63 элементов, известных к тому времени, была приведена в стройный порядок.

Периодическая система элементов

Д. И. Менделеев считал, что основной характеристикой элементов являются их атомные веса, и в 1869 г. впервые сформулировал периодический закон.

Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.

Весь ряд элементов, расположенных в порядке возрастания атомных масс, Менделеев разбил на периоды, внутри которых свойства элементов изменяются последовательно, разместив периоды так, чтобы выделить сходные элементы.

Однако, несмотря на огромную значимость такого вывода, периодический закон и система Менделеева представляли лишь гениальное обобщение фактов, а их физический смысл долгое время оставался непонятным. Лишь в результате развития физики XX века - открытия электрона, радиоактивности, разработки теории строения атома - молодой, талантливый английский физик Г. Мозле установил, что величина зарядов ядер атомов последовательно возрастает от элемента к элементу на единицу. Этим открытием Мозле подтвердил гениальную догадку Менделеева, который втрех местах периодической таблицы отошел от возрастающей последовательности атомных весов.

Так, при ее составлении Менделеев поставил 27 Со перед 28 Ni, 52 Ti перед 5 J, 18 Аг перед 19 К, несмотря на то, что это противоречило формулировке периодического закона, то есть расположению элементов в порядке увеличения их атомных весов.

Согласно закону Мозле заряды ядер данных элементов соответствовали положению их в таблице.

В связи с открытием закона Мозле современная формулировка периодического закона следующая:

свойство элементов, а так же формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.

Итак, главной характеристикой атома является не атомная масса, а величина положительного заряда ядра. Это более общая точная характеристика атома, а значит, и элемента. От величины положительного заряда ядра атома зависят все свойства Элемента и его положение в периодической системе. Таким образом, порядковый номер химического элемента численно совпадает с зарядом ядра его атома. Периодическая система элементов является графическим изображением периодического закона и отражает строение атомов элементов.

Теория строения атома объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительного заряда атомных ядер от 1-до 110 приводит к периодическому повторению у атомов элементов строения внешнего энергетического уровня. А поскольку от числа электронов на внешнем уровне в основном зависят свойства элементов; то и они периодически повторяются. В этом физический смысл периодического закона.

В качестве примера рассмотрим изменение свойств у первых и последних элементов периодов. Каждый период в периодической системе начинается элементами атомы, которых на внешнем уровне имеют один s-электрон (незавершенные внешние уровни) и потому проявляют сходные свойства - легко отдают валентные электроны, что обуславливает их металлический характер. Это щелочные металлы - Li, Na, К, Rb, Cs.

Заканчивается период элементами, атомы которых на внешнем уровне содержат 2 (s 2) электрона (в первом периоде) или 8 (s 1 p 6) электронов (во всех последующих), то есть имеют завершенный внешний уровень. Это благородные газы Не, Ne, Ar, Kr, Xe, имеющие инертные свойства.

Именно вследствие сходства строения внешнего энергетического уровня похожи их физические и химические свойства.

В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева-ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом. В каждом периоде с возрастанием порядкового номера элементов металлические свойства постепенно ослабева-ют и возрастают неметаллические, заканчивается период инертным газом.

В свете учения о строении атома становится понятным разделение всех элементов на семь периодов, сделанное Д. И. Менделеевым. Номер периода соответствует числу энергетических уровней атома, то есть положение элементов в периодической системе обусловлено строением их атомов. В зависимости от того, какой подуровень заполняется электронами, все элементы делят на четыре типа.

1. s-элементы. Заполняется s-подуровень внешнего уровня (s 1 - s 2). Сюда относятся первые два элемента каждого периода.

2. р-элементы. Заполняется р-подуровень внешнего уровня (р 1 -- p 6)- Сюда относятся последние шесть элементов каждого периода, начиная со второго.

3. d-элементы. Заполняется d-подуровень последнего уровня (d1 - d 10), а на последнем (внешнем) уровне остается 1 или 2 электрона. К ним относятся элементы вставных декад (10) больших периодов, начиная с 4-го, расположенные между s- и p-элементами (их также называют переходными элементами).

4. f-элементы. Заполняется f-подуровень глубинного (треть его снаружи) уровня (f 1 -f 14), а строение внешнего электронного уровня остается неизменным. Это лантаноиды и актиноиды, находящиеся в шестом и седьмом периодах.

Таким образом, число элементов в периодах (2-8-18-32) соответствует максимально возможному числу электронов на соответствующих энергетических уровнях: на первом - два, на втором - восемь, на третьем - восемнадцать, а на четвертом - тридцать два электрона. Деление групп на подгруппы (главную и побочную) основано на различии в заполнении электронами энергетических уровней. Главную подгруппу составляют s - и p-элементы, а побочную подгруппу - d-элементы. В каждой группе объединены элементы, атомы которых имеют сходное строение внешнего энергетического уровня. При этом атомы элементов главных подгрупп содержат на внешних (последних) уровнях число электронов, равное номеру группы. Это так называемые - валентные электроны.

У элементов побочных подгрупп валентными являются электроны не только внешних, но и предпоследних (вто-рых снаружи) уровней, в чем и состоит основное различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп.

Отсюда следует, что номер группы, как правило, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей. В этом заключается физический смысл номера группы.

С позиций теории строения атома легко объясняется возрастание металлических свойств элементов в каждой группе с ростом заряда ядра атома. Сравнивая, например, распределение электронов по уровням в атомах 9 F (1s 2 2s 2 2р 5) и 53J (1s 2 2s 2 2р 6 3s 2 Зр 6 3d 10 4s 2 4р 6 4 d 10 5s 2 5p 5) можно отметить, что у них по 7 электронов на внешнем уровне, что указывает на сходство свойств. Однако внешние электроны в атоме йода находятся дальше от ядра и поэтому слабее удерживаются. По этой причине атомы йода могут отдавать электроны или, иными словами, проявлять металлические свойства, что нехарактерно для фтора.

Итак, строение атомов обуславливает две закономерности:

а) изменение свойств элементов по горизонтали - в периоде слева направо ослабляются металлические и усиливаются неметаллические свойства;

б) изменение свойств элементов по вертикали - в группе с ростом порядкового номера усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические.

Таким образом: по мере возрастания заряда ядра атомов химических элементов периодически изменяется строение их электронных оболочек, что является причиной периодического изменения их свойств.

Структура периодической Системы Д. И. Менделеева.

Периодическая система Д. И. Менделеева подразделяется на семь периодов – горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера, и восемь групп – последовательностей элементов обладающих однотипной электронной конфигурацией атомов и сходными химическими свойствами.

Первые три периода называются малыми, остальные – большими. Первый период включает два элемента, второй и третий периоды – по восемь, четвёртый и пятый – по восемнадцать, шестой – тридцать два, седьмой (незавершённый) – двадцать один элемент.

Каждый период (исключая первый) начинается щелочным металлом и заканчивается благородным газом.

Элементы 2 и 3 периодов называются типическими.

Малые периоды состоят из одного ряда, большие – из двух рядов: чётного (верхнего) и нечётного (нижнего). В чётных рядах больших периодов расположены металлы, и свойства элементов слева направо изменяются слабо. В нечётных рядах больших периодов свойства элементов изменяются слева направо, как у элементов 2 и 3 периодов.

В периодической системе для каждого элемента указывается его символ и порядковый номер, название элемента и его относительная атомная масса. Координатами положения элемента в системе является номер периода и номер группы.

Элементы с порядковыми номерами 58-71, именуемыми лантаноидами, и элементы с номерами 90-103 - актиноиды – помещаются отдельно внизу таблицы.

Группы элементов, обозначаемые римскими цифрами, делятся на главные и побочные подгруппы. Главные подгруппы содержат 5 элементов (или более). В побочные подгруппы входят элементы периодов, начиная с четвёртого.

Химические свойства элементов обуславливаются строением их атома, а точнее строением электронной оболочки атомов. Сопоставление строения электронных оболочек с положением элементов в периодической системе позволяет установить ряд важных закономерностей:

1. Номер периода равен общему числу энергетических уровней, заполняемых электронами, у атомов данного элемента.

2. В малых периодах и нечётных рядах больших периодов с ростом положительного заряда ядер возрастает число электронов на внешнем энергетическом уровне. С этим связано ослабление металлических и усиление неметаллических свойств элементов слева направо.

Номер группы, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей (валентных электронов).

В подгруппах с ростом положительного заряда ядер атомов элементов усиливаются их металлические и ослабляются неметаллические свойства.

История создания Периодической системы

Дмитрий Иванович Менделеев в октябре 1897 году писал в статье «Периодическая законность химических элементов»:

- После открытий Лавуазье понятие о химических элементах и простых телах так укрепилось, что их изучение положено в основу всех химических представлений, а вследствие того взошло и во все естествознание. Пришлось признать, что все вещества, доступные исследованию, содержат очень ограниченное число материально разнородных элементов, друг в друга не превращающихся и обладающих самостоятельною весомою сущностью и что все разнообразие веществ природы определяется лишь сочетанием этих немногих элементов и различием или их самих, или их относительного количества, или при одинаковости качества и количества элементов - различием их взаимного положения, соотношения или распределения. «Простыми» телами должно при этом назвать вещества, содержания лишь один какой-либо элемент, «сложными» - два или более. Но для данного элемента могут существовать многие видоизменения простых тел, ему отвечающих, зависящие от распределения («строения») его частей или атомов, т.е. от того вида изомерии, который называется «аллотропией». Так углерод, как элемент, является в состоянии угля, графита и алмаза, которые (взятые в чистом виде) дают при сжигании один и тот же углекислый газ и в том же количестве. Для самих же «элементов» ничего подобного не известно. Они видоизменениям и взаимным превращениям не подвергаются и представляют, по современным воззрениям, неизменную сущность изменяющегося (химически, физически и механически) вещества, входящую как в простые, так и в сложные тела.

Весьма, в древности и до ныне, распространенное представление о «единой или первичной» материи, из которой слагается все разнообразие веществ, опытом не подтверждено, и все попытки, к сему направленные, оказались его опровергающими. Алхимики верили в превращение металлов друг в друга, доказывали это разными способами, но при поверке все оказалось или обманом (особенно в отношении к производству золота из других металлов), или ошибкой и неполнотой опытного исследования. Однако, нельзя не заметить, что если бы завтра оказалось, что металл А превращается целиком или отчасти в другой металл В, то из этого вовсе не будет еще следовать, что простые тела способны друг в друга превращаться вообще, как, например, из того, что долгое время закись урана считали за простое тело, а она оказалась содержащей кислород и действительный металлический уран - вовсе не следует делать никакого общего заключения, а можно только в частности судить о бывшей и современной степенях знакомства с ураном, как самостоятельным элементом. С этой точки зрения должно взглянуть и на оповещенное Емменсом (Stephen - Н. Emmeus) превращение мексиканского серебра отчасти в золото (май-июнь 1897 г.), если справедливость наблюдений оправдается и Argentaurum не окажется подобным алхимистическим оповещением подобного же рода, не раз бывшим и также прикрывавшемся покровом секрета и денежного интереса. Что холод и давление могут содействовать перемене строения и свойств - давно известно, хотя бы по примеру олова Фрицше, но нет фактов, позволяющих предполагать, что изменения эти идут столь глубоко и доходят не до строения частиц, а до того, что ныне считается атомами и элементами, а потому утверждаемое Емменсом превращение (хотя бы и постепенно) серебра в золото будет оставаться сомнительным и мaлозначущим даже в отношении к серебру и золоту, пока, во-первых, «секрет» не будет на столько раскрыт, что опыт может быть всеми воспроизведен, и во-вторых, пока обратный переход (при накаливании и уменьшении давления?) золота в серебро не будет установлен, или пока не будет установлена фактическая его невозможность или трудность. Легко понять, что переход спирта углекислоты в сахар труден, хотя обратный идет легко, потому что сахар бесспорно сложнее спирта и углекислоты. И мне кажется очень мало вероятным переход серебра в золото, если обратно - золото не будет переходить в серебро, потому что атомный вес и плотность золота чуть не в два раза более, чем серебра, из чего должно, по всему известному в химии, заключить, что если серебро и золото произошли из одного материала, то золото сложнее серебра и должно превращаться в серебро легче, чем обратно. Поэтому я думаю, что г. Емменсу для убедительности не только следовало бы раскрыть «секрет», но и попробовать, да и показать, если можно, превращение золота в серебро, тем более, что при получении из дорогого металла другого, в 30 раз более дешевого, денежные интересы будут, очевидно, на далеком плане, а интересы правды и истины окажутся явно на первом, теперь же дело представляется, на мой взгляд, с обратной стороны.

При таком представлении о химических элементах - они оказываются чем-то отвлеченным, так как в отдельности мы их не видим и не знаем. К такому почти идеалистическому представлению столь реалистическое знание, как химия, пришло по совокупности всего доныне наблюденного, и если это представление можно отстаивать, то лишь как предмет глубоко укоренившегося убеждения, доныне оказавшегося совершенно согласным с опытом и наблюдением. В этом смысле понятие о химических элементах имеет глубоко реальное основание во всей науке о природе, так как, например, углерод нигде, никогда, никем и нисколько не превращен в какой-либо другой элемент, тогда как простое тело - уголь превращено в графит и алмаз и, быть может, когда-нибудь можно будет превратить его и в вещество жидкое или газообразное, если удастся найти условия упрощения сложнейших частиц угля. Главное понятие, с которым возможно приступить к объяснению П. законности, состоит именно в коренном различии представлений об элементах и о простых телах. Углерод - элемент, нечто неизменное, содержащееся, как в угле, так и в углекислом газе или в светильном, как в алмазе, так и в массе изменчивых органических веществ, как в известняке, так и в дереве. Это - не конкретное тело, а весомое (материальное) вещество с суммой свойств. Как в парах воды или в снеге нет конкретного тела - жидкой воды, а есть то же весомое вещество с суммой ему одному принадлежащих свойств, так во всем углеродистом содержится материально-однородный углерод: не уголь, а именно углерод. Простые тела суть вещества, содержащие только один какой-либо элемент, и понятие о них становится прозрачно-ясным только тогда, когда признается укрепившееся представление об атомах и частицах или молекулах, из которых слагаются однородные вещества; причем понятию об элементе отвечает атом, а простому телу - частица. Простые тела, как и все тела природы, составлены из частиц: вся их разница от сложных тел состоит лишь в том, что частицы сложных тел содержат разнородные атомы двух или многих элементов, а частицы простых тел - однородные атомы данного элемента. Все, что излагается далее, должно относить именно к элементам, т.е. напр. к углероду, водороду и кислороду, как составным частям сахара, дерева, воды, угля, кислородного газа, озона и т.п., но не простым телам, элементами образуемыми. При этом, очевидно, является вопрос: как же можно находить какую-либо реальную законность в отношении к таким предметам, как элементы, существующие лишь как представления современных химиков, и что же реально осуществимое можно ожидать, как следствие из расследования каких-то отвлеченностей? Действительность отвечает на подобные вопросы с полною ясностью: отвлечения, если они правдивы (содержат элементы истины) и соответствуют реальности, могут служить предметом точно такого же исследования, как и чисто материальные конкретности. Так химические элементы, хотя суть отвлеченности, подлежат расследованию совершенно такому же, как простые или сложные тела, которые можно накалить, взвесить и вообще подвергать прямому наблюдению. Сущность дела здесь в том, что у химических элементов, на основании опытного исследования простых и сложных тел, ими образуемых, открываются свои индивидуальные свойства и признаки, совокупность которых и составляет предмет исследования. Мы и обратимся теперь к перечислению некоторых из особенностей, принадлежащих химическим элементам, чтобы затем показать П. законность химических элементов.

Свойства химических элементов должно разделить на качественные и количественные, хотя бы первые из них и сами по себе подлежали измерению. К числу качественных прежде всего принадлежит свойство образовать кислоты и основания. Хлор может служить образцом первых, так как и с водородом, и кислородом образует явные кислоты, способные с металлами и основаниями давать соли, начиная с первообраза солей - поваренной соли. Натрий же поваренной соли NaCl может служить образцом элементов, дающих только основания, так как кислотных окислов с кислородом он не дает, образуя или основание (окись натрия), или перекись, обладающую характерными признаками типической перекиси водорода. Все элементы суть более или менее кислотные или основные, с явными переходами от первых ко вторым. Это качественное свойство элементов электрохимики (с Берцелиусом во главе) выразили, отличив сходных с натрием, на основании того, что первые при разложении током являются на аноде, а вторые на катоде. Тоже качественное различие элементов выражается отчасти и в различении металлов и металлоидов, так как основные элементы относятся к числу таких, которые в виде простых тел дают настоящие металлы, а кислотные элементы образуют в виде простых тел металлоиды, не имеющие вида и механических свойств настоящих металлов. Но во всех этих отношениях не только невозможно прямое измерение, позволяющее устанавливать последовательность перехода от одних свойств к другим, но и нет резких различий, так что есть элементы в том или ином отношении переходные или такие, которые можно отнести и в тот, и в другой разряд. Так алюминий, по внешнему виду явный металл, отлично проводящий гальв. ток, в своем единственном окисле Аl 2 O 3 (глинозем) играет роль то основную, то кислотную, так как соединяется и с основаниями (напр. Na 2 O, MgO и др.), и с кислотными окислами, например образуя серноглиноземную соль A1 2 (SO 4) 3 =Al 2 O 3 3O 3 ; и в том, и в другом случае он обладает слабо выраженными свойствами. Сера, образуя несомненный металлоид, во множестве химических отношений сходна с теллуром, который по внешним качествам простого тела всегда относился к металлам. Такие случаи, очень многочисленные, придают всем качественным признакам элементов некоторую степень шаткости, хотя и служат к облегчению и, так сказать, оживлению всей системы знакомства с элементами, указывая в них признаки индивидуальности, позволяющей предугадывать еще не наблюденные свойства простых и сложных тел, образующихся из элементов. Эти сложные индивидуальные особенности элементов придавали чрезвычайный интерес открытию новых элементов, не позволяя никоим образом сколько-нибудь предвидеть сумму физических и химических признаков, свойственных веществам, ими образуемым. Все, чего можно было достигать при изучении элементов, ограничивалось сближением в одну группу наиболее сходных, что уподобляло все это знакомство с систематикою растений или животных, т.е. изучение было рабским, описательным и не позволяющим делать какие-либо предсказания по отношению к элементам, еще не бывшим в руках исследователей. Ряд иных свойств, которые мы назовем количественными, выступил в надлежащем виде для химических элементов только со времени Лорана и Жерара, т.е. с 50-х годов текущего столетия, когда была подвергнута исследованию и обобщению способность взаимного реагирования со стороны состава частиц и укрепилось представление о двуобъемных частицах, т.е. о том, что в парообразном состоянии, пока нет разложения, всякие частицы (т.е. количества веществ, вступающие в химическое взаимодействие между собою) всех тел занимают такой же объем, какой занимают два объема водорода при той же температуре и том же давлении. Не входя здесь в изложение и развитие начал, укрепившихся при этом, ныне общепринятом представлении, достаточно сказать, что с развитием унитарной или частичной химии в последние 40 или 50 лет получилась твердость, прежде не существовавшая, как в определении атомных весов элементов, так и в определении состава частиц простых и сложных тел, ими образуемых, и стала очевидною причина различия свойств и реакций обыкновенного кислорода О 2 и озона O 3 , хотя оба содержат только кислород, как и разность маслородного газа (этилена) C 2 H 4 от жидкого цетена С 16 Н 32 , хотя оба содержат на 12 весовых частей углерода по 2 весовых части водорода. В эту многознаменательную эпоху химии выступило в ней для каждого хорошо обследованного элемента два более или менее точных количественных признака или свойства: вес атома и тип (форма) состава частиц соединений, им образуемых, хотя ничто не указывало еще ни на взаимную связь этих признаков, ни на соотношение их с другими, особенно качественными, свойствами элементов. Вес атома, свойственный элементу, т.е. неделимое, наименьшее относительное количество его, входящее в состав частиц всех его соединений, особенно был важен для изучения элементов и составлял их индивидуальную характеристику, пока чисто эмпирического свойства, так как для определения атомного веса элемента надобно узнать не только эквивалент или относительный весовой состав некоторых его соединений с элементами, вес атома которых известен из иных определений, или условно принят известным, но и определить (по реакциям, плотностям паров и т.п.) частичный вес и состав хоть одного, а лучше многих из соединений, им образуемых. Этот путь опыта столь сложен, длинен и требует такого совершенно очищенного и тщательно изученного материла из числа соединений элемента, что для многих, особенно для редких в природе элементов, при отсутствии особо понудительных причин, оставалось много сомнений относительно истинной величины атомного веса, хотя весовой состав (эквивалент) некоторых соединений их и был установлен; таковы, напр., были уран, ванадий, торий, бериллий, церий и др. При чисто эмпирическом значении веса атома не было и особого интереса углубляться в этот предмет для элементов, редко подвергаемых исследованию, тем не менее для большой массы обыкновеннейших элементов величины атомных весов можно было уже в начале 60-х годов считать твердо установленными, особенно после того, как Канницаро твердо установил для многих металлов, напр. Са, Ва, Zn, Fe, Сu и т.п. явное их отличие от К, Na, Ag и т.п., показав, что частицы напр. хлористых соединений первых из них содержат вдвое более хлора, чем вторых, т.е. что Са, Ва, Zn и т.д. дают CaCI 2 , BaCI 2 и т.д., т.е. двуатомны (двуэквивалентны или двувалентны), тогда как K, Na и т.п. одноатомны (одноаквивалентны), т.е. образуют KCI, NaCI и т.п. В эпоху около середины текущего столетия вес атома элементов послужил уже одним из признаков, по которым стали сличать сходственные элементы групп.

Другой из важнейших количественных признаков элементов представляет состав частиц высших соединений, им образуемых. Здесь более простоты и ясности, потому что Дальтонов закон кратных отношений (или простоты и цельности числа атомов, входящих в состав частиц) уже заставляет ждать только немногих чисел и разобраться в них было легче. Обобщение выразилось в учении об атомности элементов или их валентности. Водород есть элемент одноатомный, ибо дает по одному соединению HX с другими одноатомными же элементами, представителем которых считался хлор, образуя НСl. Кислород двуатомен, потому что дает H 2 O или соединяется вообще с двумя X, если под Х подразумевать одноатомные элементы. Так получают НСlO, Сl 2 О и т.д. В этом смысле азот считается трехатомным, так как дает NH 3 , NCl 3 ; углерод четырехатомным, потому что образует СН 4 , СО 2 и т.д. Сходные элементы одной группы, напр. галоиды, дают и сходные частицы соединений, т.е. имеют одну и ту же атомность. Через все это изучение элементов очень сильно двинулось вперед. Но было немало трудностей разного рода. Особую трудность представили соединения кислорода, как элемента двуатомного, способного замещать и удерживать X 2 , в силу чего совершенно понятно образование Cl 2 O, HClO и т.п. соединений с одноатомными элементами. Однако, тот же кислород дает не только НСlO, но и HClO 2 , НСlO 3 и НСlO 4 (хлорная кислота), точно также как не только H 2 O, но и H 2 O 2 (перекись водорода). Для объяснения пришлось признать, что кислород, в силу своей двуатомности, обладая двумя сродствами (как говорят), способен втиснуться в каждую частицу и встать между всякими двумя атомами, в нее входящими. Трудностей при этом получилось много, но остановимся на двух, по-моему, важнейших. Во-первых, оказалась как бы грань О 4 для числа кислородных атомов, входящих в частицу, а этой грани нельзя ждать на основании допущенного. При том, приближаясь к грани, получались часто соединения не менее, а более прочные, чего уже вовсе нельзя допустить при представлении о втиснутых атомах кислорода, так как чем более их взойдет, тем вероятнее было иметь непрочность связей. А между тем НСlO 4 прочнее НСlO 3 , эта последняя прочнее НСlO 2 и НСlO, тогда как НСl опять тело химически очень прочное. Грань же О 4 выступает в том, что водородным соединениям разной атомности:

НСl, H 2 S, Н 3 Р и H 4 Si

отвечают высшие кислородные кислоты:

НСlO 4 , H 2 SO 4 , Н 3 РО 4 и H 4 SiO 4 ,

в которых одинаково содержатся четыре атома кислорода. Из этого даже выходит тот неожиданный вывод, что считая Н - одно-, а О - двуатомными элементами, по кислороду способность к соединению выходит обратная, чем по водороду, т.е. по мере того как у элементов увеличивается свойство удерживать атомы водорода или возрастать в атомности, уменьшается способность удерживать кислород; хлор, так сказать, одноатомен по водороду и семиатомен по кислороду, а фосфор или аналогический с ним азот трехатомен в первом смысле, а во втором - пятиатомен, что видно и по другим соединениям, например NH 4 CI, POCl 3 , РСl 5 и т.п. Во-вторых, все, что знаем, явно указывает на глубочайшее различие в присоединении кислорода (втискивании его, судя по представлению об атомности элементов) в том случае, когда образуется перекись водорода, от того, когда происходит напр. из H 2 SO 4 (сернистая кисл.) серная кислота H 2 SO 4 , хотя H 2 O 2 отличается от Н 2 O точно также атомом кислорода, как H 2 SO 4 от H 2 SO 3 , и хотя раскислители в обоих случаях переводят высшую степень окисления в низшую. Разность в отношении к реакциям, свойственным H 2 O 2 и H 2 SO 4 , особенно выступает по той причине, что серной кислоте отвечает своя перекись (надсерная кислота, аналог которой надхромовая недавно изучена Wiede и содержит, по его данным, H 2 CrO 5), обладающая совокупностью свойств перекиси водорода. Значит, есть существенная разность в способе присоединения кислорода в «солеобразных» окислах и настоящих перекисях и, значит, простым втискиванием атомов кислорода между другими выражать все случаи присоединения кислорода недостаточно, а если выражать, то скорее всего это следует применять к перекисям, а не к образованию, так сказать, нормальных соединений кислорода, приближающихся к RH n О 4 , где n, число атомов водорода, не бывает более 4, как и число атомов кислорода в кислотах, содержащих один атом элементов R. Приняв сказанное во внимание и означая вообще через R атом элементов, вся совокупность сведений о солеобразных окислах приводится к тому выводу, что число самостоятельных форм или видов окислов очень не велико и ограничивается следующими восемью:

R 2 O 2 или RO, напр. CaO, FeO.

Эта стройность и простота форм окисления вовсе не вытекает из учения об атомности элементов в его обычной форме (при определении атомности по соединению с Н или Сl) и есть дело прямого сличения кислородных соединений самих по себе. Вообще учение о постоянной и неизменной атомности элементов заключает в себе трудности и несовершенства (не насыщенные соединения, подобные СО, пересыщенные, подобные JCl 3 , соед. с кристаллизационною водою и т.п.), но оно в двух отношениях имеет и поныне важное значение, а именно с ним достигнута простота и стройность выражения состава и строения сложных органических соединений, и в отношении к выражению аналогии сродственных элементов, так как атомность, по чему бы ее не считали (или состав частиц сходственных соединений), в таком случае оказывается одинаковою. Так напр. сходные между собою во многом ином галоиды или же металлы данной группы (щелочные, напр.) оказываются всегда обладающими одинаковою атомностью и образующими целые ряды сходных соединений, так что существование этого признака есть уже до некоторой степени указатель аналогии.

Чтобы не усложнять изложения, мы оставим перечисление других качественных и количественных свойств элементов (напр. изоморфизма, теплот соед., показ, преломления и т.п.) и прямо обратимся к изложению П. закона, для чего остановимся: 1) на сущности закона, 2) на его истории и приложении к изучению химии, 3) на его оправдании при помощи вновь открытых элементов, 4) на приложении его к определению величины атомных весов и 5) на некоторой неполноте существующих сведений.

Сущность П. законности. Так как из всех свойств химических элементов атомный их вес наиболее доступен для численной точности определения и для полной убедительности, то исходом для нахождения законности химических элементов всего естественнее положить веса атомов, тем более, что в весе (по закону сохранения масс) мы имеем дело с неуничтожаемым и важнейшим свойством всякой материи. Закон есть всегда соответствие переменных, как в алгебре функциональная их зависимость. Следовательно, имея для элементов атомный вес как одну переменную, для отыскания закона элементов следует брать иные свойства элементов, как другую переменную величину, и искать функциональной зависимости. Взяв многие свойства элементов, напр. их кислотность и основность, их способность соединяться с водородом или кислородом, их атомность или состав их соответственных соединений, теплоту, выделяемую при образовании соответственных, напр. хлористых соединений, даже их физические свойства в виде простых или сложных тел сходного состава и т.п., можно подметить периодическую последовательность в зависимости от величины атомного веса. Для того, чтобы это выяснить, приведем сперва простой список всех, хорошо ныне известных определений атомного веса элементов, руководясь недавним сводом, сделанным F.W. Clarke («Smithsonian Miscellaneous Collections», 1075: «A recalculation of the atomic weights», Вашингтон, 1897, стр. 34), так как его ныне должно считать наиболее достоверным и содержащим все лучшие и новейшие определения. При этом примем, вместе с большинством химиков, условно атомный вес кислорода равным 16. Подробное исследование «вероятных» погрешностей показывает, что примерно для половины приведенных результатов погрешность чисел менее 0,1%, но для остальных она доходит до нескольких десятых, а для иных, быть может, и до процентов. Все атомные веса приведены по порядку их величины.

Заключение

Периодическая система Дмитрия Ивановича Менделеева имела громадное значение для естествознания и всей науки в целом. Она доказала, что человек способен проникнуть в тайны молекулярной структуры материи, а впоследствии – и в строении атомов. Благодаря успехам теоретической химии была совершена целая революция в промышленности, создано огромное количество новых материалов. Была наконец найдена взаимосвязь неорганической и органической химии – и в первой и во второй были обнаружены одни и те же химические элементы.