Как периодическая таблица чуть не стала не Менделеева
Менделеев был не первым химиком, заметившим, что элементы повторяются по определенным закономерностям. Вот почему его таблица 1869 года одержала верх над по крайней мере тремя более ранними попытками.
6 марта 1869 года русский химик Дмитрий Менделеев представил Русскому химическому обществу доклад под названием «Зависимость между свойствами атомных весов элементов». Он расположил шестьдесят три известных химических элемента по атомному весу в ряды, разбивая каждый ряд так, чтобы элементы с похожим химическим поведением выстраивались в одни и те же столбцы. Там, где закономерность требовала элемента, который еще никто не нашел, он не заставлял ряд замыкаться — он оставлял место пустым и заранее описывал, что должно его заполнить.
Эта таблица до сих пор висит в классах. Но Менделеев был не первым химиком, заметившим, что элементы повторяют свои свойства через регулярные интервалы, и он даже не был единственным, кто опубликовал периодическую систему в свое десятилетие. По крайней мере три других химика пришли к этому раньше или почти одновременно — и история помнит только одну из их таблиц.
Химики, которые увидели закономерность раньше него
Еще в 1862 году французский геолог Александр-Эмиль Бегюйе де Шанкуртуа нанес известные элементы на спираль по возрастанию атомного веса и заметил, что похожие элементы выстраиваются вдоль одной и той же вертикальной линии — ранний намек на периодичность, который остался в значительной степени незамеченным за пределами Франции. В 1865 году английский химик Джон Ньюлендс расположил элементы в порядке атомного веса и заметил, что каждый восьмой элемент обладает схожими свойствами, эту закономерность он назвал «законом октав». Ньюлендс даже предсказал неоткрытый элемент с атомным весом около 73 — за шесть лет до того, как Менделеев сделал почти идентичное предсказание для того же пробела. Но Ньюлендс не оставил пустых мест в своей таблице для недостающих элементов, и его идея была осмеяна химиками того времени, один из которых, как сообщается, спросил на заседании Химического общества, не пробовал ли он вместо этого расположить элементы в алфавитном порядке.
Что отличало версию Менделеева
Разница заключалась не в том, что Менделеев увидел закономерность, которую никто другой не видел. Дело в том, что он достаточно доверял этой закономерности, чтобы поставить на кон существующий перечень известных элементов и заявить в печати, где именно и насколько он неполон. Он назвал пробелы в своей таблице в честь известного элемента, находящегося непосредственно над ними — эка-алюминий, эка-бор, эка-кремний — и предсказал их атомные веса и химическое поведение с конкретными, проверяемыми деталями. В течение семнадцати лет все три были найдены почти точно там, где он сказал, что они будут: галлий в 1875 году, скандий в 1879 году и германий в 1886 году. Каждое открытие достаточно точно соответствовало предсказанным Менделеевым свойствам, так что его таблица из предложения превратилась, по сути, в устоявшуюся науку.
Конкурирующая таблица и два очень разных приема
Немецкий химик Юлиус Лотар Мейер строил свои собственные версии периодической таблицы с 1864 года и опубликовал одну, поразительно похожую на менделеевскую, в 1870 году, через год после Менделеева. Таблица Мейера также оставляла пробелы для неоткрытых элементов, но он не предсказывал, что их заполнит. Лондонское королевское общество в конечном итоге сочло вклад двух ученых достаточно близким по значимости, чтобы совместно присудить им Медаль Дэви 1882 года. Ньюлендсу пришлось ждать признания гораздо дольше: Химическое общество отклонило его работу 1865 года сразу, и только в 1887 году — двадцать два года спустя — Королевское общество присудило ему собственную Медаль Дэви, и только в 1998 году на его родине была установлена официальная памятная доска.
Рассказано в виде иллюстрированной истории
Часто задаваемые вопросы
Менделеев изобрел периодическую таблицу полностью самостоятельно?
Нет. Химики, включая Александра-Эмиля Бегюйе де Шанкуртуа, Джона Ньюлендса и Юлиуса Лотара Мейера, все заметили закономерности в свойствах элементов до или примерно в то же время, что и Менделеев. Что отличало его таблицу 1869 года, так это его готовность оставлять пробелы для неоткрытых элементов и заранее предсказывать их точные свойства.
Как Менделеев предсказывал элементы, которые еще не были открыты?
Он заметил, что свойства элементов повторяются по регулярной схеме, основанной на атомном весе. Там, где его таблица показывала пробел в этой схеме, он рассчитывал, сколько должен весить элемент, заполняющий его, и как он должен вести себя химически — предсказания, позже почти точно подтвержденные открытиями галлия (1875), скандия (1879) и германия (1886).
Почему Менделееву отдают больше заслуг, чем Ньюлендсу или Мейеру?
Ньюлендс опубликовал похожую идею в 1865 году, но не оставил пробелов для недостающих элементов и был отвергнут химиками своего времени; он получил официальное признание, медаль Королевского общества, только в 1887 году. Мейер опубликовал независимую, похожую таблицу в 1870 году, через год после Менделеева, и позже они разделили совместную медаль. Менделеева помнят как основного первооткрывателя главным образом потому, что его конкретные, проверяемые предсказания оказались верными.