Периодический закон. Путь к «естественной системе». Об атомном объеме
Layer 1
Главная
Химик
Путь к «естественной системе». Об атомном объеме
О МУЗЕЕ
ОБ АТОМНОМ ОБЪЕМЕ

По мнению Кедрова, "главным (в этой статье) … является твердое обоснование положения, что атомные объемы простых тел представляют физическую функцию периодического характера от атомного веса элементов как аргумента". Несколько иные акценты делают авторы "Летописи": "Изучение зависимости атомного объема от атомного веса как метод количественной характеристики периодического изменения свойств элементов, позволило выделить во всех группах системы, кроме третьей, главные и побочные подгруппы". Итак, первая оценка является неполной, а вторая - неверной.

Менделеев в статье "Об атомном объеме" оперировал не с "Опытом", но с короткой формой системы , описанию которой посвящена первая треть статьи. Затем он переходит к обсуждению "зависимости, какая существует между атомными весами и удельными объемами под удельным (атомным) объемом понималось частное от деления молекулярного (атомного) веса на плотность соединения (простого вещества) различных групп элементов". Он, в частности, указывает на следующие обстоятельства:

1. "…Такие гомологические элементы, как калий, рубидий, цезий или кальций, стронций, барий или фосфор, мышьяк, сурьма и т. п. представляют постепенность в изменениях удельных объемах с изменением атомного веса", например:

Т. е. "с возрастанием атомного веса возрастает и атомный объем, а также увеличивается и энергия элемента судя по контексту, речь идет о химической энергии простого тела. Это последнее объясняется тем значительным различием в расстояниях атомов, которое существует здесь при возрастании атомных весов". Действительно, удельный объем (Vуд) бария более 30, а Ba(OH)2 около 30, т. е. "водная окись бария … имеет меньший объем, чем сам металлический барий", следовательно, две группы ОН, "два водяных остатка присоединяясь к барию, не только не раздвинули его атомов, но даже заставили их сблизиться. Значит, нашлось между атомами бария достаточно места для помещения этих элементов" [там же]. Иная картина наблюдается в случае кальция, поскольку Vуд (Ca(OH)2)=34, т. е. больше, чем Vуд(Caмет)=25,5.

2. "…По горизонтальным строкам, соответствующим Li, K, Rb, Cs - по мере увеличения атомного веса, сперва объем быстро уменьшается, а потом остается почти постоянным". Например:

3. В горизонтальных строках натрия, меди и серебра атомный объем с возрастанием атомного веса "увеличивается, а не уменьшается или не остается постоянным", например:

4. Для полного длинного горизонтального ряда (от щелочного металла до галогена) наблюдается сначала быстрое уменьшение объемов, затем они почти не меняются, потом начинается их медленное увеличение, и, наконец, "чрезвычайно быстрое" нарастание:

5. Что касается строки натрия, то здесь сначала имеет место "уменьшение в объеме, а потом увеличение; но при этом нет надлежащей правильности", что "отчасти объясняется тем различием физического состояния, какое существует для элементов, находящихся в этом ряду, и какого нельзя предполагать для элементов, находящихся в двух предыдущих рядах в рядах Cu и Ag, по крайней мере в столь значительной мере, как здесь". Менделеев имеет в виду различное количество атомов в молекулах простых тел, отвечающих элементам ряда натрия:

"Таким образом, в строке натрия - хлора сгруппировались элементы, весьма различные по числу атомов, заключающихся в их частице; от того не мудрено, что мы здесь замечаем отсутствие той стройности, которая свойственна другим … рядам".

Обобщая сделанные наблюдения, Менделеев приходит к выводу: "Рассматривая … ряды элементов по вертикальным рядам, заметим следующую особенность … . Там мы видели возрастание и удельного веса, и атомного объема, соединенное с увеличением атомного веса и химической энергии; здесь в рядах Na - Cu - Ag; Mg - Zn - Cd и т. д. замечается как бы обратное: натрий, медь и серебро при увеличении атомного веса представляют уменьшение в химической энергии, так же, как и при переходе от магния к цинку и кадмию. При этом в столбцах Na - Cu - Ag; Mg - Zn - Cd; P - As - Sb ход изменения атомных объемов имеет V-образный характер (Vуд(Na)=23,7; Vуд(Cu)=7,2; Vуд(Ag)=10,3 и т. д.). "Из сказанного явственно, - продолжает Менделеев, - что существует некоторая правильность в изменении удельных весов и атомных объемов в рядах элементов, распределенных в общую систему по величине атомных весов. Но эта правильность нарушается теми изменениями в физической и химической природе элементов, от которых зависит количество их атомов, входящих в частицу, и качество атомов или способность их вступать в химические соединения". В этих словах проявилась глубина понимания Менделеевым ПЗ и ПС как полифонического единства самых разных физико-химических закономерностей. Такого понимания сложной игры разнообразных факторов и тенденций не было ни у одного из его "precursors and cocursors".