Cтраница 3
Через двадцать два года, в 1882 г., А. М. Бутлеров писал: Трудно допустить, чтобы гипотеза Праута была лишена всякого реального основания. [31]
Нельзя было не принять тот факт, что атомные веса выражаются нецелыми числами, и в свете этого гипотеза Праута, казалась бы, все более теряла смысл. [32]
До того, как были получены эти точные величины, думали, что открытие изотопов восстанавливает в правах гипотезу Праута о целочисленное атомных масс. Из одиннадцати самых легких атомов, за исключением кислорода, принятого за эталон, семь имеют атомный вес, близкий ( в пределах до 0 02) к ближайшему целому числу. Найдено, что эти четыре элемента представляют собой смесь изотопов. Отклонения от целочисленных масс вызываются эффектом упаковки, о чем будет сказано ниже. [33]
Ставя основной целью изложение взглядов Д. И. Менделеева на природу элементов и на явление радиоактивности, автор значительное внимание уделяет анализу гипотезы Праута, с которой были связаны представления о сложности элементов до открытия периодического закона, говорит об отношении Менделеева к этой гипотезе. [34]
В 5 - м разделе новой статьи, посвященном применению закона периодичности к исправлению величины атомных весов, останавливается на критике гипотезы Праута и в связи с этим рассматривает факт нецелочисленности значений атомных весов. Так, атомные веса Na и Li разнятся около на 16 или, короче, Na - Li 16, а между тем разность Mg - Be 14 6, разности К - Na 16, а разности Ti - Si 20, V - Р 20 ( Новые материалы, стр. До этого же говорилось: Во всяком случае я думаю, что между рядами элементов и рядами гомологов существует только очень отдаленное сходство, а отнюдь не близкое... [35]
Другое раннее представление о строении материи, основанное на том, что все элементы образованы из одного основного элемента, ожило в гипотезе Праута ( 1816 г.), который полагал, что массы всех атомов являются целыми кратными массы атома водорода. Далее мы увидим, что близость к целым числам многих атомных весов, определенных химическими методами, не имеет особенного значения, так как химический атомный вес элемента выражает величину средней массы атомов и потому является функцией масс и количественного содержания различных изотопов. Однако относительные массы этих изотопов имеют очень большое значение, что и будет рассмотрено далее в связи с вопросом об эквивалентности массы и энергии. [36]
Эта целочисленность ( оставив в стороне небольшие отступления от целых чисел) возрождает в несколько ином виде и, в согласии с предсказаниями Бутлерова, старую гипотезу Праута. Отступления от целых чисел для средних химических атомных весов очень малы у элементов, не имеющих изотопов ( Be, F, Na, Al, P и др.) или у тех из них, в которых в природных условиях один из изотопов сильно преобладает, как, например, Н, Не, Be, С, N, О, S и другие, но они могут быть очень большими у элементов, в которых пропорции двух или более изотопов соизмеримы, как Me:, C1, Си и др. Все же остается открытым вопрос о том, почему у легких элементов так часто встречаются химические атомные веса, близкие к целым числам, или, что равносильно, почему у легких элементов в большинстве случаев наблюдается в природных условиях сильное преобладание одного из изотопов, большей частью самого легкого, над всеми другими. В настоящее время еще невозможно объяснить эту ясно выраженную закономерность, как и ряд других, связанных с систематикой изотопов и их относительной распространенностью в природе. [37]
Эта целочисленность ( оставив в стороне небольшие отступления от целых чисел) возрождает в несколько ином виде и, в согласии с предсказаниями Бутлерова, старую гипотезу Праута. Отступления от целых чисел для средних химических атомных весов очень малы у элементов, не имеющих изотопов ( Be, F, Na, Al, P и др.), и у тех из них, у которых в природных условиях один из изотопов сильно преобладает, как, например, Н, Не, С, N, О, S, Аг и другие, но эти отступления могут быть очень большими у элементов, у которых пропорции двух или более изотопов соизмеримы, как Mg. Си и др. Все же остается открытым вопрос о том, почему у легких элементов так часто встречаются химические атомные веса, близкие к целым числам, или, что равносильно, почему у легких элементов в большинстве случаев наблюдается в природных условиях сильное преобладание одного из изотопов, большей частью самого легкого, над всеми другими. В настоящее время еще невозможно удовлетворительно объяснить эту ясно выраженную закономерность, как и ряд других, связанных с систематикой изотопов и их относительной распространенностью в природе. [38]
Однако к 40 - м годам XIX века определенные с большой точностью атомные веса углерода, кислорода и кальция, оказавшиеся кратными атомному весу водорода, вновь возбудили интерес к гипотезе Праута. Дюма, Стае, Эрдман и другие ученые стали выступать в ее поддержку. Дюма, не имея возможности отрицать отсутствие кратности атомных весов некоторых элементов атомному весу водорода, модернизировал гипотезу Праута, утверждая, что существует три разряда элементов: атомные веса одних кратны целочисленной величине атомного веса водорода, атомные веса других - половине и третьих - / 4 величины атомного веса водорода. [39]
Если недоверие к системе атомных весов Берцелиуса связано главным образом с усилившимся недоверием к ее объемной основе, то недоверие к системе атомных весов английских химиков, и в частности Томсона, объясняется тем, что Томсон, убежденный в правильности гипотезы Праута о кратности атомных весов элементов атомному весу водорода, произвольно округлял атомные веса тех элементов, которые выражались дробными числами, оправдывая это не только теоретическими соображениями, но также и тем, что в таком виде легче запомнить значение этих атомных весов. [40]
А - Клейбер опубликовал статью О химическом составе небесных тел с критическим разбором работ Локиера, в частности его работы 1882 г. Клейбер указывал, что не следует отождествлять гипотезу Локиера о разложении ( диссоциации) химических элементов на Солнце с гипотезой Праута, поскольку Праут сводит элементы к одной первоматерии, а для Локиера существенна тенденция связывать простое вещество ( элемент) с каждой отдельной спектральной полосой. [41]
Если условно разбить все доменделеевские классификации элементов на два типа - по атомным весам и по физико-химическим свойствам, - то нетрудно убедиться, что классификации первого типа, в основу которых положена разность атомных весов сходных элементов, в своих выводах имеют много общих черт с теми выводами, которые делались непосредственно при обсуждении гипотезы Праута. [42]
Как уже было отмечено выше, в XIX веке наряду с признанием сложности атомов и их качественного своеобразия господствовал взгляд о возможности построения атомов элементов из единой материи. Хотя гипотеза Праута и была опровергнута вычислениями атомных весов, проделанными главным образом Бер-целиусом и Стасом, однако время от времени к ней возвращались, располагая новыми данными. [43]
Чтобы ответить на этот вопрос, Менделеев должен определить, что же произошло с потерянной частью веса при образовании атома платины. Указывая, что гипотеза Праута ушла чересчур далеко от фактов, Менделеев пишет: Мне кажется, что пет даже и гипотетических оснований ее допущения. Все зависит, конечно, от особого рода движений материи и нет никакого повода отрицать возможность превращения этого движения в химическую энергию или какой-либо другой вид движения, когда образуются атомы элементов [ 18, стр. [44]
На эти мысли Менделеева вначале обратили мало внимания, потому что химики того времени больше занимались накоплением химических фактов, нежели размышлениями о соотношениях между ними. Судьба, постигшая гипотезу Праута, оказала тормозящее действие, заставив многие умы отнестись критически к обобщениям в этой трудной области. Только после открытия галлия в 1875 г. и скандия в 1879 г. и после доказательства, что эти элементы обладают свойствами двух неизвестных элементов, предсказанных Менделеевым, значение его открытия получило всеобщее признание ( [1], стр. [45]