В историко-научных работах обычно утверждается, что замена аргумента в функциональной зависимости закона периодичности у =J(x), т. е. значения атомной массы на значение заряда ядра, уже сама по себе является физическим обоснованием закона. Между тем подобное утверждение заключает долю истины: указанная замена лишь первый шаг, но шаг решающий, без которого сущность явления периодичности не могла бы быть понята. Иначе говоря, благодаря ему появилась современная формулировка закона периодичности: свойства элементов находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов, численно равных порядковым номерам элементов в периодической системе.
Как мы уже говорили, идею о равенстве заряда ядра атома порядковому номеру соответствующего элемента в системе впервые четко сформулировал в 1913 г. А. Ван-ден-Брук.
В 1914 г. И. Ридберг в своей итоговой работе, посвященной изучению атомных масс в связи с периодической системой, указал, что свойства элементов являются функцией их номера (порядкового числа); при этом И. Ридберг специально подчеркивал, что «физическая сущность системы еще неизвестна»1. Примерно в то же время к идее о равенстве заряда ядра порядковому номеру элемента пришел в манчестерской лаборатории Э. Резерфорда Н. Бор, хотя и не в явной форме.
Работы Г. Мозли. Экспериментальное подтверждение идеи о равенстве заряда ядра порядковому номеру было дано Г. Мозли (1913—1914) в работах по изучению характеристических рентгеновских лучей, испускаемых различными элементами. Важнейший вывод из этих работ заключался в следующем: «Для атома существует фундаментальная величина, которая увеличивается регулярным образом при переходе от одного элемента к соседнему. Эта величина может быть только зарядом центрального положительного ядра...». И далее: «...она (эта величина — Д. Г.) есть не что иное, как номер места, занимаемого элементом в периодической системе»'. Г. Мозли подчеркивал, что химические свойства управляются именно значением порядковых номеров элементов, тогда как их атомные массы сами по себе являются сложной функцией значений порядковых номеров.
Исследования Г. Мозли привели к чрезвычайно важным результатам, непосредственно касавшимся структуры периодической системы. Во-первых, выяснилось, что последовательность расположения элементов в их естественном ряду (установленная эмпирически) совершенно правильна; тем самым существование аномалий Аг - К, Со - Ni, Те - ни в коей мере не противоречило идее периодичности. Во-вторых было однозначно определено, что в промежутке между Н и U существует конечное число элементов. Этот момент весьма важен, поскольку ранее вопрос о числе элементов, содержащихся в указанных пределах, не мог иметь четкого ответа; иначе говоря, всегда существовала почва для всевозможных спекулятивных рассуждений. Благодарят. Мозли стало ясно, какие именно элементы еще не открыты (Z равно 43, 61, 72, 75, 85, 87). Наконец, в-третьих, решилась проблема нижней границы периодической системы: поскольку водород имеет минимальный целочисленный заряд ядра, то невозможны химические элементы, предшествующие ему.
|