В мае 1911 г. Э. Резерфорд в статье «Рассеяние а- и р-частиц веществом и строение атома» предложил новую атомную модель, получившую название ядерной или планетарной: «Атом содержит центральный заряд, распределенный в очень малом объеме»1. Первоначально Э. Резерфорд ничего не говорил о знаке центрального заряда (к выводу о его положительном характере он пришел несколько позже), а лишь считал, что «атом имеет заряд ±Ne в центре окруженном наэлектризованной сферой, содержащей заряд +Ne, который мыслится распределенным во всей сфере радиусом R»2. Термин «ядро» Э. Резерфорд ввел в 1912 г.
Таким образом, согласно Э. Резерфорду, атом должен быть устроен так: вокруг положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вращаются отрицательно заряженные электроны наподобие того, как планеты вращаются вокруг Солнца. Кроме того, предварительные данные свидетельствовали, что заряды ядер различных атомов численно равны примерно половинам атомных масс соответствующих химических элементов. Но этот вывод оказался справедливым лишь для легких элементов.
Вопросы структуры периодической системы. В начале XX столетия было открыто два новых редкоземельных элемента: европий (французский спектроскопист Э.Демарсе, 1901) и лютеций (французский химик Ж. Урбэн, 1907). В результате редкоземельное семейство стало насчитывать 14 членов (считая и лантан).
Чешский химик Б. Браунер, друг Д. И. Менделеева, в 1901 г. предложил оригинальное решение вопроса о месте редкоземельных элементов в периодической системе. Он выдвинул идею «интерпериодической группы» редкоземельных элементов, представляющей «продолжение теперешней четвертой группы, начиная от церия и кончая неизвестным до сих пор элементом с атомным весом 180, лежащим налево от тантала»3. Б. Браунер считал, что «между церием и танталом не существует иных элементов, кроме элементов редких земель». Такая точка зрения по сути предвосхитила современный вариант размещения лантаноидов. В 1911 г. Н.А.Орлов в России, разделяя в целом идею Б. Браунера, считал правильным размещать редкоземельные элементы в III группе. Эту идею в 1912— 1914 гг. развил немецкий химик Р. Мейер, разместивший все лантаноиды в клетке лантана.
Б. Браунер на основе тщательного анализа изменения свойств редких земель по мере увеличения атомной массы предсказал, что между неодимом и самарием должен существовать неизвестный еще элемент.
Однако концепция «интерпериодической группы» не встретила интереса среди химиков. Хотя Д. И. Менделеев и считал ее заслуживающей внимания, но в целом отнесся к ней с осторожностью.
Выдающийся швейцарский химик, создатель координационной теории А. Вернер вошел в историю учения о периодичности, предложив в 1905 г. длинно периодный 32-клеточный вариант системы элементов фактически в его современной форме. Предложенный А. Вернером вариант любопытен тем, что в нем структуры шестого и седьмого периодов идентичны: церий рассматривается как аналог тория, в седьмом периоде предполагается существование совокупности элементов, аналогичной редкоземельному семейству в шестом.
|