Problem "ničele" v delih Mendelejeva

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

… Bolj ko sem moral razmišljati o naravi kemičnih elementov, bolj sem odstopal tako od klasičnega pojma primarne snovi kot od upanja, da bom s preučevanjem električnih in svetlobnih pojavov dosegel želeno razumevanje narave elementov, in vsakič bolj nujno in jasneje sem spoznal, da je prej to ali najprej treba dobiti bolj resnično predstavo o "masi" in o "etru" kot zdaj.

D. I. Mendelejev

Januarja 1904 je peterburški letak št. 5 ob 70. rojstnem dnevu Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva objavil intervju z njim. Na vprašanje, s kakšnimi znanstvenimi raziskavami se trenutno ukvarja, je znanstvenik odgovoril: "Namenjene so izključno potrditvi teorije, ki sem jo predstavil v preteklem letu, oziroma poskusov kemijskega razumevanja svetovnega etra."

Kaj je ta teorija, o kateri vemo tako malo?

DI Mendelejev je oktobra 1902 končal svoj članek "Poskus kemijskega razumevanja svetovnega etra" in ga objavil januarja 1903 v št. 1-4 "Biltena in knjižnice za samoizobraževanje". Maja 1904 je v pismu slavnemu astronomu Simonu Newcombu napovedal, da bo v bližnji prihodnosti napisal članek "o sodobnih idejah o kompleksnosti kemičnih elementov in o elektronih …"

Portret D. I. Mendelejeva I. N. Kramskoya. Leto je 1878. Zamisel o "kemičnem" etru, ki je po besedah DI Mendelejeva tesno povezana s periodnim sistemom elementov, je znanstvenik gojil že od 1870-ih.

O kompleksnosti kemičnih elementov in o elektronih - to je sodobnemu bralcu razumljivo, toda svetovni eter? Zdaj celo šolarji vedo, da je znanost to idejo opustila. Zato je verjetno eno zadnjih del Mendelejeva zelo redko komentirano, praktično nikjer ne omenjeno in ga je na splošno težko najti. V mnogih znanstvenih in izobraževalnih knjižnicah v večzvezniškem "Delu" DI Mendelejeva manjka 2. zvezek, ki vsebuje poglavje "Poskus kemičnega razumevanja svetovnega etra". Včasih se celo zazdi vtis, da nekako sramežljivo poskušajo izbrisati to »radovedno« delo iz znanstvenikove dediščine. Zdi se, da mnogi prizanesljivo mislijo, da je veliki Mendelejev na stara leta morda presegel raven svojih kompetenc.

Ampak ne prehitro s sklepi. DI Mendelejev je gojil to "sramežljivo" teorijo skoraj vse svoje ustvarjalno življenje. Dve leti po odkritju periodnega sistema (Mendelejev še ni bil star 40 let) je na odtisu iz "Osnov kemije" z njegovo roko, v bližini vodikovega simbola, nastal napis, ki ga je mogoče razbrati takole: " Eter je najlažji od vseh, milijonkrat." Mendelejevu se je očitno "eter" zdel najlažji kemični element.

»Od 70. let prejšnjega stoletja se mi vztrajno zatika vprašanje: kaj je eter v kemičnem smislu? Tesno je povezan s periodičnim sistemom elementov in ga je v meni vznemirilo, a šele zdaj si upam govoriti o tem."

Torej, kemični element etra - element etra - atomskost etra - diskretnost etra. To ni eter, ki ga je sodobna fizika zavrgla kot nepotrebno berglo. Odpremo slovar:

"Eter (grško Aither - hipotetični materialni medij, ki zapolnjuje prostor) … V klasični fiziki je bil eter razumljen kot homogen, mehanski, elastičen medij, ki zapolnjuje absolutni Newtonov prostor" (Filozofski slovar / ur. M. M. Rosenthal. - M., 1975).

V klasični definiciji etra je poudarek na homogenosti ali kontinuiteti. Eter, o katerem govori Mendeljejev, je sestavljen iz elementov, je atomski, je nehomogen, je diskreten in diskreten. Ima strukturo.

Zanimanje Dmitrija Ivanoviča za problem etra v sedemdesetih letih 19. stoletja je tesno povezano s periodičnim sistemom (»to me je navdušilo v meni«) in kasnejšim delom na preučevanju plinov. »Sprva sem tudi verjel, da je eter vsota najbolj redkih plinov v mejnem stanju. Poskuse sem izvajal pri nizkih pritiskih - da bi dobil namige za odgovor."

Toda ta dela ga niso zadovoljila: …predstava o svetovnem etru kot o končnem redčenju hlapov in plinov ne zdrži niti prvih napadov premišljenosti - zaradi dejstva, da si etra ni mogoče predstavljati drugače kot kot substanca, ki prodira vse in povsod; To ni značilno za hlape in pline.

Natančen razvoj "kemijskega koncepta svetovnega etra" se je začel z odkritjem inertnih plinov. DI Mendelejev je napovedal veliko novih elementov, vendar so bili inertni plini celo zanj nepričakovani. Tega odkritja ni takoj sprejel, ne brez notranjega boja, in se z večino kemikov ni strinjal glede lokacije inertnih plinov v periodnem sistemu. Kje naj se nahajajo? Sodobni kemiki bodo brez zadržkov rekli: seveda v VIII skupini. In Mendelejev je kategorično vztrajal pri obstoju ničelne skupine. Inertni plini so tako različni od drugih elementov, da so imeli mesto nekje ob strani sistema. Zdelo se je, kakšna razlika, na desnem (VIII skupina) ali levem (ničelna skupina) robu bodo. Zdi se nam povsem nenačelno, sploh za tiste čase, ko niso poznali elektronske zgradbe atomov, čeprav se tudi zdaj samo zavajamo, da poznamo. Mendelejev je mislil drugače. Dajanje inertnih plinov na desno pomeni, da dobimo celo vrsto praznin med vodikom in helijem. Iskati nove elemente med vodikom in helijem je bil izziv! Mogoče obstaja halogen, lažji od fluora (Mendelejev je priznal verjetnost obstoja takega halogena ob predpostavki, da je helij res v skupini VIII) ali drugi lahki elementi med vodikom in helijem? Ni jih, zato je mesto inertnih plinov na levi, v ničelni skupini! Poleg tega je njihova valenca bolj verjetno enaka nič kot VIII. In kvantitativno razmerje atomskih uteži nedvoumno označuje položaj inertnih plinov na levi strani, na začetku vsake vrstice.

"Ta položaj analogov argona v ničelni skupini je strogo logična posledica razumevanja periodičnega zakona," je zatrdil DI Mendelejev.

Na predlog Williama Ramsaya Mendelejev vključi ničelno skupino v periodni sistem, pri čemer pusti prostor za elemente, ki so lažji od vodika.

Postane jasno, zakaj je Dmitrij Ivanovič vztrajal pri obstoju ničelne skupine; njegove omembe hipotetičnega halogena, lažjega od fluora, so razumljive; zato je njegovo iskanje elementa, ki je lažji od vodika, celo razumljivo, o obstoju katerega je dolgo razmišljal: "Nikoli mi ni padlo na pamet, da bi se morali številni elementi začeti z vodikom." "Odvzeti vodiku tisti začetni položaj, ki ga je že dolgo zasedal, in ga prisiliti, da čaka na elemente, ki imajo še manjšo težo od vodika, kot je teža atoma, v kar sem od nekdaj verjel" - to so najgloblje misli znanstvenika., ki ga je skrival, dokler periodični zakon dokončno ni bil odobren. »Razmišljal sem, da bi prej kot vodik lahko pričakovali elemente z atomsko maso manj kot 1, vendar se nisem upal izraziti v tem smislu zaradi vedeževanja predpostavke in predvsem zato, ker sem takrat pazil, da ne pokvari vtis o predlaganem novem sistemu, če bodo njegov videz spremljale takšne domneve, kot so o najlažjih elementih kot vodik."

Ravno v sistemu z ničelno skupino, ki ga je zagovarjal, ki ga je prvi predlagal belgijski znanstvenik Leo Herrera leta 1900 na srečanju belgijske kraljeve akademije znanosti (Academie royale de Belgique), se vodik morda ne zdi prvi, saj se pred njim neizogibno pojavi prosti prostor za ultralahki element - morda je to "eterni element"?

Zdaj, ko ni začelo biti podvrženo niti najmanjšemu dvomu, da pred skupino I, v katero je treba uvrstiti vodik, obstaja ničelna skupina, katere predstavniki imajo atomsko maso manjšo od tistih elementov skupine I, se mi zdi nemogoče zanikati obstoj elementov, lažjih od vodika, «je zapisal Dmitrij Ivanovič.

V zakonu, ki ga je odkril, skuša Mendeljejev s fizičnega vidika razumeti naravo mase kot glavne značilnosti materije. Z odkrivanjem fizikalnih osnov gravitacije (o tem, koliko truda in časa je posvetil temu problemu, tudi vemo malo), tesno povezane s konceptom svetovnega etra kot »predajnega« medija, išče najlažji element. Vendar rezultati poskusov iz sedemdesetih let 19. stoletja, ki so se vsedli v dokaz, da je "eter vsota najredkejših plinov", Mendeljejeva niso zadovoljili. Nekaj časa je prenehal raziskovati v tej smeri, nikjer ni pisal, a očitno ni nikoli pozabil nanje.

Ob koncu življenja se v iskanju odgovorov na vprašanja o globinskih lastnostih materije spet obrne na »svetovni eter«, s pomočjo katerega skuša prodreti v naravo osnovnega naravoslovnega pojma v 19. stoletje (in celo 20. in celo 21. stoletje) - množice, pa tudi za razlago za nova odkritja in predvsem radioaktivnost. Glavna ideja Mendelejeva je naslednja: "Pravičnega razumevanja etra ni mogoče doseči, če zanemarimo njegovo kemijo in ga ne obravnavamo kot osnovno snov; elementarne snovi so zdaj nepredstavljive brez podrejenosti njihove periodične legitimnosti." Pri opisu svetovnega etra Mendelejev meni, da je "prvič najlažji od vseh elementov, tako po gostoti kot atomski teži, drugič, najhitreje gibajoči se plin in tretjič, najmanj sposoben tvoriti s katerim koli drugim atomom ali delci določenih močnih spojine in, četrtič, element, ki je povsod razširjen in vsepovsod."

Teža atoma tega hipotetičnega elementa X se po Mendelejevih izračunih lahko giblje od 5,3 × 10^-11 do 9,6 × 10^-7 (če je atomska teža H 1). Za oceno mase hipotetičnega elementa se opira na znanje s področja mehanike in astronomije. Element X je dobil svoje mesto v periodnem sistemu v ničelnem obdobju ničelne skupine kot najlažji analog inertnih plinov. (Mendelejev imenuje ta element "Newtonium".) Poleg tega je Dmitrij Ivanovič priznal obstoj drugega elementa, ki je lažji od vodika - elementa Y, koronija (verjetno so bile črte koronija zabeležene v spektru sončne korone med mrkom Sonce leta 1869; odkritje helija na Zemlji je dalo osnovo za obstoj tega elementa kot resničnega). Hkrati je Mendelejev večkrat poudaril hipotetično naravo elementov X in Y in jih ni vključil v tabele elementov 7. in 8. izdaje Osnov kemije.

Znanstvena zahtevnost in odgovornost v delih Mendelejeva ne potrebujeta komentarjev. Toda, kot vidimo, je, če je logika iskanja to zahtevala, pogumno postavil najbolj nenavadne hipoteze. Vse napovedi, ki jih je naredil na podlagi periodičnega zakona (obstoj 12 takrat neznanih elementov, pa tudi popravek atomskih mas elementov), so bile sijajno potrjene.

»Ko sem uporabil periodični zakon za analoge bora, aluminija in silicija, bil sem 33 let mlajši, sem bil popolnoma prepričan, da bo prej ali slej to, kar je bilo predvideno, zagotovo utemeljeno, saj mi je bilo vse jasno vidno. Izgovor je prišel prej, kot sem lahko upal. Takrat nisem tvegal, zdaj tvegam. Potrebna je odločnost. Prišlo je, ko sem videl radioaktivne pojave … in ko sem ugotovil, da ne morem več odlašati in da bi morda moje nepopolne misli nekoga pripeljale na pot, ki je bolj pravilna od možne, kar se zdi mojemu oslabljenemu vidu.

Je to torej prva večja napaka, morda celo globoka zabloda velikega znanstvenika, kot zdaj mnogi verjamejo, ali le obžalovanja vredno nerazumevanje genija s strani njegovih nesposobnih študentov?

Na začetku 20. stoletja ni samo Mendelejev, ampak tudi številni fiziki in kemiki verjeli v obstoj "etra". Vendar pa je po ustvarjanju posebne in splošne teorije relativnosti Alberta Einsteina to prepričanje začelo bledeti. Splošno sprejeto je, da do tridesetih let prejšnjega stoletja problem "etra" ni več obstajal, vprašanje elementov, lažjih od vodika, pa je izginilo samo od sebe. Toda spet je problem klasičnega etra, homogenega etra izginil, vendar je strukturni eter (Mendelejev eter) precej živ, le da se zdaj imenuje strukturni vakuum ali fizični vakuum Diraca. Torej je vprašanje samo v terminologiji.

Vrnimo se k elementom, lažjim od vodika. Vsak kemik pozna homologne serije in kako se obnašajo njihovi prvi člani, še posebej prvi. Prvi je vedno poseben. Vedno močno izstopa iz splošne vrste. Vodik je uvrščen v obe skupini I in VII (je nekoliko podoben tako alkalijskim kovinam kot halogenom hkrati). Torej, vodik ni kot prvi … V iskanju resničnih elementov ničelne dobe se znajdemo v povsem drugem svetu in zdi se, da je to svet elementarnih delcev.

Razumevanje kemije kot znanosti o kvalitativnih spremembah se po mnenju mnogih raziskovalcev najbolj jasno kaže v periodnem sistemu, na samem začetku sistema pa je preprosto bleščeče svetlo. »Najpogostejša preprosta telesa v naravi imajo nizko atomsko težo, za vse elemente z nizko atomsko maso pa je značilna ostrina lastnosti. Zato so tipični elementi", in ko se človek približuje "ničelni točki", bi se morali zgoditi fantastični" ostri "kvalitativni preskoki, ki izhajajo iz njegove edinstvene narave, saj" … tukaj ni le rob sistema, ampak tudi tipični elementi, zato lahko pričakujemo izvirnost in posebnosti."

Pogosto govorimo o temeljni naravi periodičnega zakona, vendar se zdi, da tega v resnici ne razumemo. Ponovimo Mendelejeva: "Bistvo konceptov, ki povzročajo periodični zakon, je v splošnem fizikalno-kemijskem načelu korespondence, preoblikovanja in enakovrednosti naravnih sil."

Vpis, ki ga je naredila roka DI Mendelejeva na strani s periodnim sistemom iz leta 1871 v njegovem učbeniku "Osnove kemije" leta 1871, shranjenem v arhivu znanstvenika: "Eter je najlažji od vseh, milijonkrat."

Na koncu bi rad citiral besede Dmitrija Ivanoviča:

»Na svoj daleč od popolnosti poskus razumevanja narave svetovnega etra gledam z res kemičnega zornega kota, nič drugega kot izraz vsote vtisov, ki so se nabrali v meni, beži zgolj zato, ker nočem. misli, ki jih navdihuje resničnost, da izginejo. Verjetno so se podobne misli pojavljale mnogim, vendar dokler niso izražene, zlahka in pogosto izginejo in se ne razvijejo, ne pomenijo postopnega kopičenja gotovosti, ki edina ostaja. Če vsebujejo vsaj delček naravne resnice, ki jo vsi iščemo, moj poskus ni zaman, bo dodelan, dopolnjen in popravljen, in če je moja misel napačna v svojih temeljih, v predstavitvi, po enem ali druga vrsta zavrnitve, bo preprečila, da bi drugi ponovili. Ne poznam drugega načina za počasno, a enakomerno premikanje naprej."

FIZIČNI VAKUUM - v sodobnem pogledu osnovno stanje kvantiziranih polj, neke vrste medij brez električnega naboja, zagona, kotne količine in drugih kvantnih števil. Polja imajo minimalno energijo, vendar so podvržena nihanjem z veliko amplitudo. Pojav kvantnih idej je privedel do ustvarjanja univerzalne slike ene same strukture snovi. Namesto polj in delcev klasične fizike zdaj obravnavajo posamezne fizične objekte – kvantna polja v štiridimenzionalnem prostoru-času, po eno za vsako »klasično« polje (električno, magnetno itd.) in za vsako vrsto delcev. Na primer, Diracov vakuum je polje delcev s spinom ½ (elektroni, pozitroni, mioni, kvarki itd.). Vsaka posamezna interakcija delcev ali polj je rezultat izmenjave kvantov teh polj na točki v prostor-času. Z nekaterih zornih kotov fizični vakuum kaže lastnosti materialnega okolja, kar daje razlog, da ga štejemo za "moderni eter".

D. Mendelejev. Poskus kemičnega razumevanja etra. 1905.pdf Osnove kemije. Prvi del. 1949. Mendelejev D. I.djvu Osnove kemije. Drugi del. 1949. Mendeleev D. I.djvu Članki na temo:

Življenje in razvoj D. I. Mendelejeva - neznana dejstva

Kdo in zakaj je skril eter iz periodnega sistema? Eno od mnenj

Mendelejev: borec proti naftnim oligarhom in zagovornik teorije etra