|
К концу XIX в. менделеевское учение о периодичности получило достаточно широкое признание. В учебной и научной литературе все чаще и подробнее освещался материал о периодическом законе и периодической системе элементов. Существенно выросло число ученых, интересовавшихся проблемами периодичности и стремившихся внести свой вклад в разработку различных ее аспектов (например, В. Крукс, В. Рамзаи, Т. Карнелли, Т. Торп, Г. Хартли —в Англии; П. Jle-кок де Буабодран, Ш. Мариньяк — во Франции; К. Винклер — в Германии; Ю. Томсен — в Дании; И. Ридберг—в Швеции; Б. Браунер — в Чехии и т. д.). Появились монографии^ специально посвященные закону периодичности: Е. Хута «Периодический закон атомных весов и естественная система элементов>> (Германия, 1887) и Ф. Венейбла «Развитие периодического закона» (Англия, 1896).
Упрочнению периодической законности (по словам Д. И. Менделеева) способствовали важные события, свершившиеся в химической науке в последней четверти прошлого века. Первым из них явилось открытие в 1875 г. П. Лекоком де Буабодраном галлия2, существование которого (под названием экаалюминия) и основные свойства предсказал Д. И. Менделеев. Прогностические возможности периодической системы получили весомое подтверждение. Затем были открыты и два других элемента, предсказанные Д.И.Менделеевым: скандий (Л. Нильсон, П. Клеве, 1879) и германий (К. Винклер, 1886). Кроме того, список элементов пополнился несколькими редкоземельными элементами (празеодим, неодим, самарий, гадолиний, диспрозий, гольмий, тулий, иттербий). В самом конце XIX столетия неожиданно была открыта плеяда благородных, или инертных, газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон), существование которых не могло быть предсказано на основании периодической системы. К 1900 г. число известных химических элементов достигло 80.
Если для галлия, скандия и германия уже были «предусмотрены» определенные места в периодической системе, то сложнее обстояло дело в отношении инертных газов. Некоторые ученые даже считали, что отсутствие химических свойств у этих элементов делает, их несовместимыми с системой. Выход был найден в образовании специальной нулевой группы периодической системы, в связи с чем все благородные газы разместились между соответствующими щелочными металлами и галогенами. К этой идее пришли в 1900 г. Д. И. Менделеев и В. Рамзай; в том же году бельгийский ученый Л. Эррера независимо от них опубликовал таблицу элементов с нулевой группой.
Нулевую группу обычно размещали в правой части периодической системы. Но в некоторых вариантах ее графического изображения нулевая группа предшествовала первой, т.е. благородные газы располагались левее щелочных металлов. Такой вариант опубликовал впервые Д. И. Менделеев в 8-м издании «Основ химии» (см. форзац 1). Однако подобное размещение гелия и его аналогов противоречит определению понятия «период» как совокупности элементов, начинающейся щелочным металлом и заканчивающейся благородным газом.
Что касается проблемы редкоземельных элементов, то в ее изучении были достигнуты определенные успехи. Химики разработали достаточно эффективные методы разделения этих элементов и определили значения их атомных масс, близкие к современным. Это позволило правильно представить последовательность редкоземельных элементов в ряду согласно увеличению атомных масс. Но многое осталось неясным. Не находил ответа вопрос, сколько же существует редкоземельных элементов. Отсутствовало объяснение, почему их свойства так удивительно похожи. А потому спорной оставалась проблема их размещения в периодической системе. Сам Д. И. Менделеев не видел четкого выхода из положения. В последнем прижизненном издании «Основ химии» (8-е издание, 1906 г.) он с огорчением замечал, что в этой проблеме видит главную трудность, стоящую перед периодической законностью, а его личная точка зрения остается неопределенной.
В этом же издании Д. И. Менделеев коснулся вопроса об аномалиях в ходе последовательного увеличения атомных масс элементов. В двух случаях у пар элементов кобальт — никель и теллур — йод атомные массы первых были больше, чем атомные массы вторых. В то же время изменение последовательности расположения указанных элементов в соответствии с атомными массами противоречило бы структуре периодической системы. Причина этих аномалий оставалась неясной, что давало некоторым ученым повод видеть здесь слабость периодического закона. Но Д. И. Менделеев еще в 1898 г. писал: «...я не придаю большого веса и настоятельности вопросу об атомных весах Со, Ni, Те и I по той причине, что здесь дело идет лишь о малых разностях и частностях, изучение которых представляет глубокие практические трудности, чему придет свое время в будущем. Притом, если и окажется, что Со тяжелее Ni, придется усовершенствовать лишь одну частность периодического закона, и его судьба не связана с этой переменой»'. Такой же точки зрения Д. И. Менделеев придерживался и в 1905 г., хотя к двум названным аномалиям добавилась третья: пара аргон — калий.
|