Свойства еще не открытых элементов периодической системы. Cтроение атома и периодический закон д. и. менделеева

При этом Менделеевым были оставлены в таблице пустые ячейки для ещё не открытых элементов и предсказаны их свойства. В статье, датированной 11 декабря (29 ноября по старому стилю) 1870 года Д. И. Менделеевым предсказаны свойства экабора (скандий), экаалюминия (галлий) и экасилиция (германий) .

Приставки

Чтобы дать предсказанным элементам «временные» названия, Менделеев использовал приставки «эка», «дви» и «три», в зависимости от того, на сколько позиций вниз от уже открытого элемента с похожими свойствами находился предсказанный элемент. Так, германий до своего открытия в 1886 году носил название «экасилиций», а рений , открытый в 1926 году, назывался «двимарганец».

Приставки для обозначения неоткрытых элементов Менделеев образовал от санскритских слов «один», «два» и «три».

В наше время приставку «эка» (реже «дви») используют для описания трансурановых или ещё не открытых элементов: экасвинец (флеровий), экарадон (оганесон), экаактиний или двилантан (унтриенний). Официальная практика ИЮПАК состоит в том, чтобы давать ещё не открытым или только что открытым элементам предварительное систематическое название, основанное на их зарядовом числе , а не на положении в Периодической таблице.

Первоначальные предсказания, 1870

Экасилиций и германий

Более тяжёлый из двух догелиевых элементов Менделеев отождествлял с коронием, получившим название по ассоциации с необъяснённой спектральной линией солнечной короны . Ошибочная калибровка прибора дала длину волны 531,68 нм, которая позже была исправлена на 530,3 нм. Эту длину волны Гротриан и Эдлен в 1939 году соотнесли с линией железа .

Легчайшему из газов нулевой группы, первому в Периодической таблице, приписывалась теоретическая атомная масса между 5,3·10 −11 и 9,6·10 −7 . Частицам этого газа Менделеев приписал кинетическую скорость порядка 2,5·10 6 м/с. Почти невесомые, частицы обоих этих газов, по Менделееву, должны были легко проходить через толщу материи, практически не вступая в химические реакции. Высокая подвижность и очень малая атомная масса трансводородных газов приводила бы к тому, что они могли быть очень разреженными, по внешним признакам оставаясь при этом плотными .

Позже Менделеев опубликовал теоретическую разработку об эфире. Книга, называвшаяся «Химическая концепция эфира», вышла в 1904 году, и в ней вновь содержалось упоминание о двух гипотетических инертных газах легче водорода, коронии и ньютонии . Под «эфирным газом» Менделеев понимал межзвёздную атмосферу, состоящую из двух трансводородных газов с примесями других элементов и образовавшуюся в результате внутренних процессов, идущих на звёздах.

Примечания

Kaji, Masanori (2002). «D.I.Mendeleev"s concept of chemical elements and The Principles of Chemistry ». Bulletin for the History of Chemistry 27 (1): 4–16.

Были расположены в соответствии с наличием у них сходных свойств в порядке возрастания атомного веса .

В отличие от работ предшественников Менделеев исходил из допущения существования еще не открытых элементов на основе периодического изменения физических и химических свойств известных элементов. Им были оставлены в таблице пустые ячейки для ещё не открытых элементов и предсказаны их свойства. Чтобы дать предсказанным элементам «временные» названия, Менделеев использовал приставки «эка», «дви» и «три» (от санскритских слов «один», «два» и «три»), в зависимости от того, на сколько позиций вниз от уже открытого элемента с похожими свойствами находился предсказанный элемент. Так, германий до своего открытия в 1886 году носил название «экасилиций», а рений , открытый в 1926 году, назывался «двимарганец».

Уже в первом варианте Периодической таблицы, опубликованном Д. И. Менделеевым в 1869 году, включено больше элементов, чем их было открыто на тот момент. В нём оставлены четыре свободные ячейки для еще неизвестных элементов и указаны их атомные веса (в «паях», близких по значению к массе атома водорода).

Развивая в 1869-1871 годах идеи периодичности, Д. И. Менделеев ввёл понятие о месте элемента в периодической системе как совокупности его свойств в сопоставлении со свойствами других элементов. Для предсказания свойств простых веществ и соединений он исходил из того, что свойства каждого элемента являются промежуточными между соответствующими свойствами двух соседних элементов в группе периодической таблицы, двух соседних элементов в периоде и элементов по диагонали - так называемое «правило звезды». На этой основе, в частности, опираясь на результаты изучения последовательности изменения стеклообразующих оксидов, исправил значения атомных масс 9 элементов. Предсказал в 1870 году существование, вычислил атомные массы и описал свойства трёх ещё не открытых тогда элементов - «экаалюминия», «экабора» и «экасилиция» . Затем предсказал существование ещё восьми элементов, в том числе «двителлура» - полония , «экаиода» - астата , «экамарганца» - технеция , «экацезия» - франция .

Предсказания Менделеева вызвали в научном мире скепсис и острую критику. Так, немецкий физикохимик Вильгельм Оствальд , будущий лауреат Нобелевской премии, утверждал, что открыт не закон, а принцип классификации «чего-то неопределенного». Роберт Бунзен , первооткрыватель рубидия и цезия , писал, что Менделеев увлекает химиков «в надуманный мир чистых абстракций », а Герман Кольбе в 1870 г. назвал работу Менделеева спекулятивной. Правота Менделеева была убедительно доказана, когда были открыты предсказанные им элементы: галлий (Поль Лекок де Буабодран, 1875), скандий (Ларс Нильсон, 1879) и германий (Клеменс Винклер, 1886) - соответственно экаалюминий, экабор и экасилиций.

Я думаю, нет необходимости настаивать на огромном значении подтверждения теоретических выводов господина Менделеева

Легчайшему из газов нулевой группы, первому в Периодической таблице, приписывалась теоретическая атомная масса между 5,3·10 −11 и 9,6·10 −7 . Частицам этого газа, названного им ньютонием , Менделеев приписал кинетическую скорость порядка 2,5·10 6 м/с. Почти невесомые, частицы обоих этих газов, по Менделееву, должны были легко проходить через толщу материи, практически не вступая в химические реакции. Высокая подвижность и очень малая атомная масса трансводородных газов приводила бы к тому, что они могли быть очень разреженными, по внешним признакам оставаясь при этом плотными.

Позже Менделеев опубликовал теоретическую разработку об эфире . Книга, называвшаяся «Химическая концепция эфира», вышла в 1904 году, и в ней вновь содержалось упоминание о двух гипотетических инертных газах легче водорода, коронии и ньютонии . Под «эфирным газом» Менделеев понимал межзвёздную атмосферу, состоящую из двух трансводородных газов с примесями других элементов и образовавшуюся в результате внутренних процессов, идущих на звёздах.

По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

Неожиданная мысль
1 марта 1869 года. В Петербурге в этот день было пасмурно и морозно. Под ветром поскрипывали деревья в университетском саду, куда выходили окна квартиры Менделеева. Еще в постели Дмитрий Иванович выпил кружку теплого молока, затем встал, умылся и пошел завтракать. Настроение у него было чудесное.

За завтраком Менделееву пришла неожиданная мысль: сопоставить близкие атомные массы различных химических элементов и их химические свойства.

Недолго думая, на случайном листке бумаги стал записывать химические символы, а потом и вовсе, прервав завтрак, удалился в свой кабинет. Закрывшись, достал из конторки пачку визитных карточек и стал на их обратной стороне писать символы элементов и их главные химические свойства. На тот момент их было известно 63. Разложив эти карточки, Дмитрий Иванович стал расставлять их, переставлять с места на место, раскладывать словно «химический пасьянс».

Через некоторое время домочадцы услышали, как из кабинета стало доноситься: «У-у-у! Рогатая. Ух, какая рогатая! Я те одолею. Убью-у!» Эти возгласы означали, что у Дмитрия Ивановича наступило творческое вдохновение.

В тот день начал вырисовываться облик будущей Периодической системы химических элементов. А вслед за ней и Периодический закон Менделеева.

В течение всего дня Менделеев работал над системой элементов, отрываясь ненадолго, чтобы поиграть с дочерью Ольгой, пообедать и поужинать.

Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу и под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» послал ее в типографию, сделав пометки для наборщиков и поставив дату «17 февраля 1869 года» (это по старому стилю). Позднее, отпечатанные листки с таблицей элементов Менделеев разослал многим отечественным и зарубежным химикам.

ТАК БЫЛ ОТКРЫТ ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН, СОВРЕМЕННАЯ ФОРМУЛИРОВКА КОТОРОГО ТАКОВА: «СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ, А ТАКЖЕ ФОРМЫ И СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ НАХОДЯТСЯ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗАРЯДА ЯДЕР ИХ АТОМОВ».

Менделееву тогда было всего 35 лет.

Н.А.Ярошенко. Портрет Дмитрия Менделеева

18 марта 1869 года в Журнале Русского химического общества был опубликован от имени Менделеева небольшой доклад о Периодическом законе. Доклад сначала не привлек особого внимания химиков, и Президент русского химического общества, академик Николай Зинин (1812-1880) заявил, что Менделеев делает не то, чем следует заниматься настоящему исследователю. Правда, через два года, прочтя статью Дмитрия Ивановича «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств некоторых элементов», Зинин изменил свое мнение и написал Менделееву: «Очень, очень хорошо, премного отличных сближений, даже весело читать, дай Бог Вам удачи в опытном подтверждении Ваших выводов. Искренне Вам преданный и глубоко Вас уважающий Н. Зинин».

Периодический закон Д. И. Менделеева имеет исключительно большое значение. Он положил начало современной химии, сделал ее единой, целостной наукой. Элементы стали рассматриваться во взаимосвязи, в зависимости от того, какое место они занимают в периодической системе. Открытие Периодического закона ускорило развитие химии и открытие новых химических элементов.

На основе периодического закона и периодической системы Д. И. Менделеева быстро развивалось учение о строении атома. Как указывал Н. Д. Зелинский, периодический закон явился «открытием взаимной связи всех атомов в мироздании».

Критика со стороны западных коллег

Не все зарубежные химики сразу оценили значение открытия Менделеева. Уж очень многое оно меняло в мире сложившихся представлений. Так, немецкий физикохимик Вильгельм Оствальд, будущий лауреат Нобелевской премии, утверждал, что открыт не закон, а принцип классификации «чего-то неопределенного». Немецкий химик Роберт Бунзен, открывший в 1861 году два новых щелочных элемента, рубидий Rb и цезий Cs, писал, что Менделеев увлекает химиков «в надуманный мир чистых абстракций».

Профессор Лейпцигского университета Герман Кольбе в 1870 году назвал открытие Менделеева «спекулятивным». Кольбе отличался грубостью и неприятием новых теоретических воззрений в химии. В частности, он был противником теории строения органических соединений и в свое время резко обрушился на статью Якоба Вант-Гоффа «Химия в пространстве». Позднее Вант-Гофф за свои исследования стал первым Нобелевским лауреатом. А ведь Кольбе предлагал таких исследователей, как Вант-Гофф, «исключить из рядов настоящих ученых и зачислить их в лагерь спиритов»!

С каждым годом Периодический закон завоевывал все большее число сторонников, а его открыватель — все большее признание. В лаборатории Менделеева стали появляться высокопоставленные посетители, в том числе даже великий князь Константин Николаевич, управляющий морским ведомством.

Предсказание и триумф Менделеева

Химия благодаря Менделееву перестала быть описательной наукой. С открытием периодического закона в ней стало возможным научное предвидение. Появилась возможность предсказывать и описывать новые элементы и их соединения, еще не открытые. Блестящий пример тому — предсказание Д. И. Менделеевым существования еще не открытых в его время элементов, из которых для трех — Ga, Sc, Ge — он дал точное описание их свойств.

Вслед за неожиданной критикой со стороны западных коллег, наконец, пришло время триумфа.

В 1875 году французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буабодран открыл вюртците, предсказанный Менделеевым «экаалюминий» и назвал его в честь своей родины галлием Ga (латинское название Франции — «Галлия»). Скромный француз писал:

«Я ДУМАЮ, НЕТ НЕОБХОДИМОСТИ НАСТАИВАТЬ НА ОГРОМНОМ ЗНАЧЕНИИ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ВЫВОДОВ ГОСПОДИНА МЕНДЕЛЕЕВА».

Заметим, что в названии элемента есть намек и на имя самого Буабодрана. Латинское слово «галлус» означает петух, а по-французски петух — «ле кок». Это слово есть и в имени первооткрывателя. Что имел в виду Лекок де Буабодран, когда давал название элементу — себя или свою страну — этого, видимо, уже никогда не выяснить.

Доподлинно известно, что Дмитрий Иванович Менделеев точно предсказал свойства экаалюминия: его атомную массу, плотность металла, формулу оксида El2O3, хлорида ElCl3, сульфата El2(SO4)3. После открытия галлия эти формулы стали записывать как Ga2O3, GaCl3 и Ga2(SO4)3. Менделеев предугадал, что это будет очень легкоплавкий металл, и действительно, температура плавления галлия оказалась равной 29,8 оС. По легкоплавкости галлий уступает только ртути Hg и цезию Cs.

В 1879 году шведский химик Ларс Нильсон открыл скандий, предсказанный Менделеевым как экабор Eb. Нильсон писал:

«НЕ ОСТАЕТСЯ НИКАКОГО СОМНЕНИЯ, ЧТО В СКАНДИИ ОТКРЫТ ЭКАБОР… ТАК ПОДТВЕРЖДАЮТСЯ НАГЛЯДНЕЙШИМ ОБРАЗОМ СООБРАЖЕНИЯ РУССКОГО ХИМИКА, КОТОРЫЕ НЕ ТОЛЬКО ДАЛИ ВОЗМОЖНОСТЬ ПРЕДСКАЗАТЬ СУЩЕСТВОВАНИЕ СКАНДИЯ И ГАЛЛИЯ, НО И ПРЕДВИДЕТЬ ЗАРАНЕЕ ИХ ВАЖНЕЙШИЕ СВОЙСТВА».

Скандий получил название в честь родины Нильсона Скандинавии, а открыл он его в сложном минерале гадолините.

В 1886 году профессор Горной академии во Фрайбурге немецкий химик Клеменс Винклер при анализе редкого минерала аргиродита обнаружил еще один элемент, предсказанный Менделеевым. Винклер назвал открытый им элемент германием Ge в честь своей родины, но это почему-то вызвало резкие возражения со стороны некоторых химиков. Они стали обвинять Винклера в национализме, в присвоении открытия, которое сделал Менделеев, уже давший элементу имя «экасилиций» и символ Es. Обескураженный Винклер обратился за советом к самому Дмитрию Ивановичу. Тот объяснил, что именно первооткрыватель нового элемента должен дать ему название.

В 1905 ГОДУ МЕНДЕЛЕЕВ НАПИСАЛ: «ПО-ВИДИМОМУ, ПЕРИОДИЧЕСКОМУ ЗАКОНУ БУДУЩЕЕ НЕ ГРОЗИТ РАЗРУШЕНИЕМ, А ТОЛЬКО НАДСТРОЙКИ И РАЗВИТИЕ ОБЕЩАЕТ, ХОТЯ КАК РУССКОГО МЕНЯ ХОТЕЛИ ЗАТЕРЕТЬ, ОСОБЕННО НЕМЦЫ».

Почему не получил Нобелевскую премию

Как известно, Менделеев, как и Толстой, Чехов, Горький неожиданно для всех не были удостоены международной премии Нобеля. По этому поводу даже на заседании бюро Отделения физико-математических наук АН СССР 1 ноября 1955 г. был заявлен отказ от выдвижения советских ученых на Нобелевскую премию 1956 г. (в протоколе это пункт 19). Мотив такой:

«Эту премию нельзя считать международной ввиду того, что Нобелевский комитет в свое время не считал нужным присудить эту премию выдающимся деятелям науки и культуры нашей страны (Д.И.Менделеев, Л.Н.Толстой, А.П.Чехов, М.Горький)»

Мотив очень веский. Но авторы этого заявления не учли любопытный факт, о котором обычно не говорят вслух. Если быть еще точнее — он не могли знать об этом, ведь гриф секретности был снят гораздо позже и то, что происходило в первом десятилетии XX века в Нобелевском комитете стало известно только в 1960-е годы.

Было установлено, что великий химик Дмитрий Иванович Менделеев, скончавшийся 73 лет от роду 2 февраля 1907 г., номинировался (выставлялся) на Нобелевскую премию (которая, напомним, присуждается с 1901 г.) трижды — в 1905, 1906 и 1907 гг. Однако на тайном голосовании, которое проводилось членами Императорской академии наук, его кандидатура постоянно проваливалась, и одной из самых веских причин — создателя Периодической системы элементов номинировали исключительно иностранцы, а не соотечественники. Все это отображено в архивах Королевской академии наук в Стокгольме.

Так получилось, что отстаивали великое открытие и приоритет русского мыслителя лишь иностранные ценители его творчества, шведы прежде всего. Что же касается отечественного научного сообщества, то оно, по свидетельству С.Ю.Витте, всколыхнулось

«ТОЛЬКО ТОГДА, КОГДА ОН УМЕР» И КОГДА «НАЧАЛИ КРИЧАТЬ, ЧТО МЫ ПОТЕРЯЛИ ВЕЛИКОГО РУССКОГО УЧЕНОГО. ХОРОШО ЕЩЕ, ЧТО РОССИЯНЕ ОТДАЛИ ЕМУ ЭТУ ЧЕСТЬ ПОСЛЕ СМЕРТИ ЕГО, ХОТЯ ДЛЯ МЕНДЕЛЕЕВА БЫЛО БЫ ПРИЯТНЕЕ, ЕСЛИ БЫ БЫЛИ ОЦЕНЕНЫ ЕГО ДОСТОИНСТВА ВО ВРЕМЯ ЕГО ЖИЗНИ»

Одними из главных причин — почему среди его номинаторов (ученых, наделенных правом выдвигать кандидатов) не оказалось ни одного соотечественника, были зависть недоброжелателей и довольно тяжелый характер ученого. Об этом также в своих мемуарах упоминал Министр финансов Витте.

Но помимо сложности характера было нечто другое.

Менделеев был патриотом своей страны и свободным в поиске истины и потому неудобным власти. Мало кто знает, что ученого с мировым именем, автора фундаментальных исследований по химии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике и химической технологии еще в 1880 году выгнали (по другой версии — он сам ушел) из университета из-за конфликта с министром просвещения, который во время студенческих волнений отказывается принять от Менделеева петицию студентов.

И. Н. Крамской. Д. И. Менделеев. 1878.

Однако существовала и вполне объективная составляющая, ограничивавшая возможность его выдвижения на Нобелевскую премию. Дело в том, что одним из главнейших требований в течение первых четырех десятилетий функционирования нобелевских учреждений была непременная новизна открытия. Это требование, повторенное в уставе, предусмотрел сам Альфред Нобель в своем завещании. И оттого научный прорыв Менделеева в создании Периодической системы элементов, датируемый 1869 г., когда он опубликовал свой «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сродстве», никак не укладывался в прокрустово ложе строго выполнявшегося устава.

Но есть еще одна версия, почему Менделеев не получил премии.

Борясь с хищническим потреблением углеводородов, Менделеев вступает и в конфликт с Людвигом Нобелем, старшим братом знаменитого Альфреда, и его сподвижниками. Пользуясь нефтяным кризисом и стремясь к монополии на добычу и перегонку бакинской нефти, Нобели спекулировали слухами о ее истощении. Менделеев доказал необоснованность подобных слухов к неудовольствию Нобеля. Между прочим, именно Менделеев еще в 1860-е годы предложил строительство нефтепроводов и доставку с их помощью сырой нефти в Центральную Россию. Однако Нобели, хорошо сознавая выгоду в этом для государства Российского, отнеслись к его предложению крайне отрицательно, поскольку увидели в этом ущерб собственному монополизму. Однако ровно через 20 лет Нобели с успехом внедряют предложение Менделеева как собственное.

Научный авторитет Д. И. Менделеева был огромен. Список титулов и званий его включает более ста наименований. Практически всеми российскими и большинством наиболее уважаемых зарубежных академий, университетов и научных обществ он был избран своим почётным членом. Тем не менее, свои труды, частные и официальные обращения он подписывал без указания причастности к ним: «Д. Менделеев» или «профессор Менделеев», крайне редко упоминая какие-либо присвоенные ему почётные звания.

В приватном письме С. Ю. Витте, оставшемся неотправленным, Д. И. Менделеев, констатируя и оценивая свою многолетнюю деятельность, называет «три службы Родине»:

«Плоды моих трудов — прежде всего в научной известности, составляющей гордость — не одну мою личную, но и общую русскую… Лучшее время жизни и её главную силу взяло преподавательство… Из тысяч моих учеников много теперь повсюду видных деятелей, профессоров, администраторов, и, встречая их, всегда слышал, что доброе в них семя полагал, а не простую отбывал повинность… Третья служба моя Родине наименее видна, хотя заботила меня с юных лет по сих пор. Это служба по мере сил и возможности на пользу роста русской промышленности…»

20 января в 5 часов 20 минут остановилось сердце ве-ликого русского человека и великого ученого…

В день похорон ударила оттепель. Снег превратился в мокрую кашу. Фонари, увитые черным флером, тускло мерцали сквозь туманную дымку» Многотысячная процессия долго тянулась по улицам Петербурга к Волкову кладбищу. И когда все собрались у могилы, уже наступили ранние сумерки короткого северного дня.

«Великий учитель! Слава земли русской! — говорил на могиле Д. Коновалов, ученик Менделеева. — Твои заветы не умрут. Твой дух будет всегда жив между нами и всегда будет вселять веру в светлое будущее. Да будет легка тебе родная земля!»

Стало быстро темнеть. Толпа начала медленно расходиться, и вскоре на месте похорон осталось небольшое возвышение из мерзлой земли, утопавшее в цветах и венках. Рядом, прислоненная к стенке склепа, гордо возвышаясь над цветами, стояла картонная таблица с периодической системой, сорванная студентами Технологического института с аудиторной стены. И это необычное соседство серого тусклого картона с цветами и вывороченной землей придавало волнующую многозначительность и торжественность свершившемуся.

Ровно через год на могиле Менделеева собрались на панихиду родственники, друзья, коллеги. В скорбном молчании столпились они у слегка возвышающегося над землей цементного склепа, окруженного гранитными тумбами с железными цепями. Над могилой возвышалась гранитная глыба, увенчанная массивным крестом. Из-за сильных морозов каменщики успели выбить на граните только три слова: Дмитрий Иванович МЕНДЕЛЕЕВ.

Эта недоделка особенно смущала вдовствующую Анну Ивановну. И вдруг прямо за ее спиной кто-то произнес: «Как хорошо, что на памятнике нет ничего, кроме имени — Дмитрий Иванович Менделеев, — именно на этой могиле ничего другого и не нужно писать».

И на памятнике не появилось ни бюста Дмитрия Ивановича, ни барельефа, ни цитат, ни полного титула, которым он так никогда и не пожелал подписаться при жизни…

Дмитрий Иванович Менделеев
(27 января 1834, Тобольск — 20 января 1907, Санкт-Петербург)

Русский учёный-энциклопедист: химик, физикохимик, физик, метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, педагог, воздухоплаватель, приборостроитель. Профессор Санкт-Петербургского университета; член-корреспондент по разряду «физический» Императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Среди наиболее известных открытий — периодический закон химических элементов, один из фундаментальных законов мироздания, неотъемлемый для всего естествознания. Автор классического труда «Основы химии».

В 1869 году Дмитрий Иванович Менделеев опубликовал Периодическую таблицу элементов, в которой химические элементы были расположены в соответствии с наличием у них сходных свойств, в порядке возрастания атомной массы. При этом Менделеевым были оставлены в таблице пустые ячейки для ещё не открытых элементов и предсказаны их свойства. статье, датированной 11 декабря (29 ноября по старому стилю) 1870 года Д. И. Менделеевым предсказаны свойства экабора (скандий), экаалюминия (галлий) и экасилиция (германий).

1 Приставки
2 Первоначальные предсказания, 1870
- 2.1 Экабор и скандий
- 2.2 Экаалюминий и галлий
- 2.3 Экамарганец и технеций
- 2.4 Экасилиций и германий
3 Предсказания 1871 года
4 Более поздние предсказания
5 Примечания
6 Литература

Приставки

Чтобы дать предсказанным элементам «временные» названия, Менделеев использовал приставки «эка», «дви» и «три», в зависимости от того, на сколько позиций вниз от уже открытого элемента с похожими свойствами находился предсказанный элемент. Так, германий до своего открытия в 1886 году носил название «экасилиций», а рений, открытый в 1926 году, назывался «двимарганец».

В наше время приставку «эка» (реже «дви») используют для описания трансурановых или ещё не открытых элементов: экасвинец (флеровий), экарадон (унуноктий), экаактиний или двилантан (унтриенний). Официальная практика ИЮПАК состоит в том, чтобы давать ещё не открытым или только что открытым элементам предварительное систематическое название, основанное на их зарядовом числе, а не на положении в Периодической таблице.

Первоначальные предсказания, 1870

Четыре более лёгких, чем редкоземельные, элемента - экабор (Eb ), экаалюминий (Ea ), экамарганец (Em ) и экасилиций (Es ) - достаточно хорошо совпали по свойствам с открытыми позже элементами: скандием, галлием, технецием и германием соответственно.

В первоначальной версии Периодической таблицы редкоземельные элементы располагались иначе, чем сейчас, и это объясняет, почему предсказания Менделеева для более тяжёлых элементов сбылись не так точно, как для лёгких, и почему эти предсказания не так широко известны.

Экабор и скандий

Оксид скандия был выделен в конце 1879 года шведским химиком Ларсом Фредериком Нильсоном. Позже Пер Теодор Клеве доказал совпадение свойств предсказанного экабора и только что открытого скандия и известил об этом Менделеева. Менделеев предсказал для экабора атомную массу 44, а атомная масса скандия оказалась равна 44,955910.

Экаалюминий и галлий

В 1871 Менделеев предсказал существование ещё не открытого элемента, который он назвал экаалюминием. Ниже в таблице сравниваются свойства, предсказанные Менделеевым, с действительными характеристиками галлия, открытого в 1875 году.

Экамарганец и технеций

Технеций был выделен Карло Перье и Эмилио Джино Сегре в 1937 году, уже после смерти Менделеева, из образцов молибдена, которые бомбардировал ядрами дейтерия в циклотроне Эрнест Лоуренс. Менделеев предсказал для экамарганца атомную массу порядка 100, а наиболее стабильным изотопом технеция является 98Tc.

Экасилиций и германий

Германий был впервые выделен в 1886 году. Его открытие оказалось лучшим на то время подтверждением теории Менделеева, поскольку германий по своим свойствам значительно резче отличается от соседних элементов, чем два предсказанных ранее элемента.

Предсказания 1871 года

В 1871 году Менделеев предсказал существование элемента, расположенного между торием и ураном. Тридцатью годами позже, в 1900 году, Уильям Крукс выделил протактиний как неизвестную радиоактивную примесь в образце урана. Различные изотопы протактиния затем выделяли в Германии в 1913 и 1918 годах, но современное название элемент получил только в 1948 году.

Версия Периодической таблицы, изданная в 1869, предсказывала существование более тяжёлого аналога титана и циркония, но в 1871 году Менделеев поместил на это место лантан. Открытие в 1923 году гафния подтвердило первоначальное предположение Менделеева.

Более поздние предсказания

В 1902 году, после открытия гелия и аргона, Менделеев поместил их в нулевую группу таблицы. Сомневаясь в правильности атомной теории, объясняющей закон постоянства состава, он не мог априори считать водород легчайшим из элементов и полагал, что гипотетический, ещё более лёгкий член химически инертной нулевой группы мог оказаться незамеченным. Существованием этого элемента Менделеев пытался объяснить радиоактивность.

Более тяжёлый из двух догелиевых элементов Менделеев отождествлял с коронием, получившим название по ассоциации с необъяснённой спектральной линией солнечной короны. Ошибочная калибровка прибора дала длину волны 531,68 нм, которая позже была исправлена на 530,3 нм. Эту длину волны Гротриан и Эдлен в 1939 году соотнесли с линией железа.

Легчайшему из газов нулевой группы, первому в Периодической таблице, приписывалась теоретическая атомная масса между 5,3·10−11 и 9,6·10−7. Частицам этого газа Менделеев приписал кинетическую скорость порядка 2,5·106 м/с. Почти невесомые, частицы обоих этих газов, по Менделееву, должны были легко проходить через толщу материи, практически не вступая в химические реакции. Высокая подвижность и очень малая атомная масса трансводородных газов приводила бы к тому, что они могли быть очень разреженными, по внешним признакам оставаясь при этом плотными.

Позже Менделеев опубликовал теоретическую разработку об эфире. Книга, называвшаяся «Химическая концепция эфира», вышла в 1904 году, и в ней вновь содержалось упоминание о двух гипотетических инертных газах легче водорода, коронии и ньютонии. Под «эфирным газом» Менделеев понимал межзвёздную атмосферу, состоящую из двух трансводородных газов с примесями других элементов и образовавшуюся в результате внутренних процессов, идущих на звёздах.

Примечания

Kaji, Masanori (2002). «D.I.Mendeleev"s concept of chemical elements and The Principles of Chemistry». Bulletin for the History of Chemistry 27 (1): 4–16.
Менделеев Д. И. Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов // Журнал Русского химического общества. - 1871. - Т. III. - С. 25-56.
Массовое число 98 отличается от атомной массы тем, что оно учитывает нуклоны в ядре одного изотопа и не явлется массой среднего образца (содержащего природный набор изотопов) по отношению к 12C. Атомная масса изотопа 98Tc равна 97,907214. Для элементов, которые слишком нестабильны, чтобы находиться в земной коре с самого появления Земли, атомную массу наиболее распространённого в природе набора изотопов заменяют атомной массой наиболее стабильного изотопа.
Emsley John. Nature"s Building Blocks. - (Hardcover, First Edition). - Oxford University Press, 2001. - P. 347. - ISBN 0198503407.
Менделеев Д. Основы химии. - 7-е издание.
Swings, P. (July 1943). «Edlén"s Identification of the Coronal Lines with Forbidden Lines of Fe X, XI, XIII, XIV, XV; Ni XII, XIII, XV, XVI; Ca XII, XIII, XV; a X, XIV». Astrophysical Journal 98 (119): 116–124. DOI:10.1086/144550. и
Менделеев Д. Попытка химического понимания мирового эфира. - Санкт-Петербург, 1903.
Английский перевод:
Mendeléeff D. An Attempt Towards A Chemical Conception Of The Ether / G. Kamensky (translator). - Longmans, Green & Co., 1904.
См. также
Bensaude-Vincent, Bernadette (1982). «L’éther, élément chimique: un essai malheureux de Mendéleev en 1904». British Journal for the History of Science 15 : 183–188. DOI:10.1086/144550.

Литература

Scerri Eric. The Periodic Table: Its Story and Its Significance. - New York: Oxford University Press, 2007. - ISBN 0195305736.

Периодическая таблица
Дмитрий Иванович Менделеев · Периодический закон · Группы элементов
Форматы	Короткая · По блокам · Расширенная · Увеличенная · Электронные конфигурации · Электроотрицательность · Альтернативная · Изотопы элементов
Списки элементов по	Названию · Этимологии · Наименованиям в честь географических мест · Наименованиям в честь персон · Времени открытия Степени окисления · Распространённости (в человеке) · Стабильности изотопов · Твёрдости
Группы	1 · 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 7 · 8 · 9 · 10 · 11 · 12 · 13 · 14 · 15 · 16 · 17 · 18
Периоды	1 · 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 7 · 8
Семейства химических элементов	Металлы · Переходные металлы · Неметаллы · Лантаноиды · Актиноиды · Редкоземельные элементы · Суперактиноиды Периоды · Лёгкие металлы · Полуметаллы · Постпереходные металлы · Металлы платиновой группы
Блок периодической таблицы	s-элементы · p-элементы · d-элементы · f-элементы · g-элементы
Другое	Лантаноидное сжатие · Актиноидное сжатие (гипотеза) · Предсказанные элементы · Тугоплавкие металлы · Благородные металлы · Монетные металлы · Символы химических элементов (список)
Периодическая таблица (англ.) · Категория:Периодическая система · Портал:Химия · {{Периодическая система элементов}}

Предсказанные Менделеевым элементы Информацию О

В наше время приставку «эка» (реже «дви») используют для описания трансурановых или ещё не открытых элементов: экасвинец (флеровий), экарадон (унуноктий), экаактиний или двилантан (унтриенний). Официальная практика ИЮПАК состоит в том, чтобы давать ещё не открытым или только что открытым элементам предварительное систематическое название, основанное на их зарядовом числе , а не на положении в Периодической таблице.

Первоначальные предсказания, 1870

Экасилиций и германий

Напишите отзыв о статье "Предсказанные Менделеевым элементы"

Примечания

Литература

Scerri Eric. The Periodic Table: Its Story and Its Significance. - New York: Oxford University Press, 2007. - ISBN 0195305736 .





Форматы

Списки элементов по

Группы

Периоды

Семейства химических элементов

Блок периодической таблицы

Другое

Отрывок, характеризующий Предсказанные Менделеевым элементы

Так называемая партизанская война началась со вступления неприятеля в Смоленск.
Прежде чем партизанская война была официально принята нашим правительством, уже тысячи людей неприятельской армии – отсталые мародеры, фуражиры – были истреблены казаками и мужиками, побивавшими этих людей так же бессознательно, как бессознательно собаки загрызают забеглую бешеную собаку. Денис Давыдов своим русским чутьем первый понял значение той страшной дубины, которая, не спрашивая правил военного искусства, уничтожала французов, и ему принадлежит слава первого шага для узаконения этого приема войны.
24 го августа был учрежден первый партизанский отряд Давыдова, и вслед за его отрядом стали учреждаться другие. Чем дальше подвигалась кампания, тем более увеличивалось число этих отрядов.
Партизаны уничтожали Великую армию по частям. Они подбирали те отпадавшие листья, которые сами собою сыпались с иссохшего дерева – французского войска, и иногда трясли это дерево. В октябре, в то время как французы бежали к Смоленску, этих партий различных величин и характеров были сотни. Были партии, перенимавшие все приемы армии, с пехотой, артиллерией, штабами, с удобствами жизни; были одни казачьи, кавалерийские; были мелкие, сборные, пешие и конные, были мужицкие и помещичьи, никому не известные. Был дьячок начальником партии, взявший в месяц несколько сот пленных. Была старостиха Василиса, побившая сотни французов.
Последние числа октября было время самого разгара партизанской войны. Тот первый период этой войны, во время которого партизаны, сами удивляясь своей дерзости, боялись всякую минуту быть пойманными и окруженными французами и, не расседлывая и почти не слезая с лошадей, прятались по лесам, ожидая всякую минуту погони, – уже прошел. Теперь уже война эта определилась, всем стало ясно, что можно было предпринять с французами и чего нельзя было предпринимать. Теперь уже только те начальники отрядов, которые с штабами, по правилам ходили вдали от французов, считали еще многое невозможным. Мелкие же партизаны, давно уже начавшие свое дело и близко высматривавшие французов, считали возможным то, о чем не смели и думать начальники больших отрядов. Казаки же и мужики, лазившие между французами, считали, что теперь уже все было возможно.
22 го октября Денисов, бывший одним из партизанов, находился с своей партией в самом разгаре партизанской страсти. С утра он с своей партией был на ходу. Он целый день по лесам, примыкавшим к большой дороге, следил за большим французским транспортом кавалерийских вещей и русских пленных, отделившимся от других войск и под сильным прикрытием, как это было известно от лазутчиков и пленных, направлявшимся к Смоленску. Про этот транспорт было известно не только Денисову и Долохову (тоже партизану с небольшой партией), ходившему близко от Денисова, но и начальникам больших отрядов с штабами: все знали про этот транспорт и, как говорил Денисов, точили на него зубы. Двое из этих больших отрядных начальников – один поляк, другой немец – почти в одно и то же время прислали Денисову приглашение присоединиться каждый к своему отряду, с тем чтобы напасть на транспорт.
– Нет, бг"ат, я сам с усам, – сказал Денисов, прочтя эти бумаги, и написал немцу, что, несмотря на душевное желание, которое он имел служить под начальством столь доблестного и знаменитого генерала, он должен лишить себя этого счастья, потому что уже поступил под начальство генерала поляка. Генералу же поляку он написал то же самое, уведомляя его, что он уже поступил под начальство немца.
Распорядившись таким образом, Денисов намеревался, без донесения о том высшим начальникам, вместе с Долоховым атаковать и взять этот транспорт своими небольшими силами. Транспорт шел 22 октября от деревни Микулиной к деревне Шамшевой. С левой стороны дороги от Микулина к Шамшеву шли большие леса, местами подходившие к самой дороге, местами отдалявшиеся от дороги на версту и больше. По этим то лесам целый день, то углубляясь в середину их, то выезжая на опушку, ехал с партией Денисов, не выпуская из виду двигавшихся французов. С утра, недалеко от Микулина, там, где лес близко подходил к дороге, казаки из партии Денисова захватили две ставшие в грязи французские фуры с кавалерийскими седлами и увезли их в лес. С тех пор и до самого вечера партия, не нападая, следила за движением французов. Надо было, не испугав их, дать спокойно дойти до Шамшева и тогда, соединившись с Долоховым, который должен был к вечеру приехать на совещание к караулке в лесу (в версте от Шамшева), на рассвете пасть с двух сторон как снег на голову и побить и забрать всех разом.
Позади, в двух верстах от Микулина, там, где лес подходил к самой дороге, было оставлено шесть казаков, которые должны были донести сейчас же, как только покажутся новые колонны французов.
Впереди Шамшева точно так же Долохов должен был исследовать дорогу, чтобы знать, на каком расстоянии есть еще другие французские войска. При транспорте предполагалось тысяча пятьсот человек. У Денисова было двести человек, у Долохова могло быть столько же. Но превосходство числа не останавливало Денисова. Одно только, что еще нужно было знать ему, это то, какие именно были эти войска; и для этой цели Денисову нужно было взять языка (то есть человека из неприятельской колонны). В утреннее нападение на фуры дело сделалось с такою поспешностью, что бывших при фурах французов всех перебили и захватили живым только мальчишку барабанщика, который был отсталый и ничего не мог сказать положительно о том, какие были войска в колонне.
Нападать другой раз Денисов считал опасным, чтобы не встревожить всю колонну, и потому он послал вперед в Шамшево бывшего при его партии мужика Тихона Щербатого – захватить, ежели можно, хоть одного из бывших там французских передовых квартиргеров.

Был осенний, теплый, дождливый день. Небо и горизонт были одного и того же цвета мутной воды. То падал как будто туман, то вдруг припускал косой, крупный дождь.
На породистой, худой, с подтянутыми боками лошади, в бурке и папахе, с которых струилась вода, ехал Денисов. Он, так же как и его лошадь, косившая голову и поджимавшая уши, морщился от косого дождя и озабоченно присматривался вперед. Исхудавшее и обросшее густой, короткой, черной бородой лицо его казалось сердито.
Рядом с Денисовым, также в бурке и папахе, на сытом, крупном донце ехал казачий эсаул – сотрудник Денисова.
Эсаул Ловайский – третий, также в бурке и папахе, был длинный, плоский, как доска, белолицый, белокурый человек, с узкими светлыми глазками и спокойно самодовольным выражением и в лице и в посадке. Хотя и нельзя было сказать, в чем состояла особенность лошади и седока, но при первом взгляде на эсаула и Денисова видно было, что Денисову и мокро и неловко, – что Денисов человек, который сел на лошадь; тогда как, глядя на эсаула, видно было, что ему так же удобно и покойно, как и всегда, и что он не человек, который сел на лошадь, а человек вместе с лошадью одно, увеличенное двойною силою, существо.
Немного впереди их шел насквозь промокший мужичок проводник, в сером кафтане и белом колпаке.
Немного сзади, на худой, тонкой киргизской лошаденке с огромным хвостом и гривой и с продранными в кровь губами, ехал молодой офицер в синей французской шинели.
Рядом с ним ехал гусар, везя за собой на крупе лошади мальчика в французском оборванном мундире и синем колпаке. Мальчик держался красными от холода руками за гусара, пошевеливал, стараясь согреть их, свои босые ноги, и, подняв брови, удивленно оглядывался вокруг себя. Это был взятый утром французский барабанщик.
Сзади, по три, по четыре, по узкой, раскиснувшей и изъезженной лесной дороге, тянулись гусары, потом казаки, кто в бурке, кто во французской шинели, кто в попоне, накинутой на голову. Лошади, и рыжие и гнедые, все казались вороными от струившегося с них дождя. Шеи лошадей казались странно тонкими от смокшихся грив. От лошадей поднимался пар. И одежды, и седла, и поводья – все было мокро, склизко и раскисло, так же как и земля, и опавшие листья, которыми была уложена дорога. Люди сидели нахохлившись, стараясь не шевелиться, чтобы отогревать ту воду, которая пролилась до тела, и не пропускать новую холодную, подтекавшую под сиденья, колени и за шеи. В середине вытянувшихся казаков две фуры на французских и подпряженных в седлах казачьих лошадях громыхали по пням и сучьям и бурчали по наполненным водою колеям дороги.