О. ПИСАРЖЕВСКИЙ - Дмитрий Иванович Менделеев

Современная физика объясняет «особые точки», отмеченные Менделеевым на его диаграммах, примерно так же, как это понимал Менделеев, с той только разницей, что в настоящее время уже хорошо изучены и измерены те силы, которые действуют между молекулами, а Менделеев только догадывался об их существовании.

Вот как выглядят менделеевские наблюдения по представлениям современной физики.

Между молекулами растворенного вещества и молекулами растворителя действуют известные силы. Действие этих сил приводит к тому, что определенное число молекул вещества растворителя образует нечто вроде атмосферы, окружающей молекулы растворяемого вещества. Молекулы растворителя как бы обволакивают молекулы растворяемого вещества. При некотором, вполне определенном соотношении в количестве тех и других – и это обстоятельство было отмечено Менделеевым! – получается наиболее плотная «упаковка» молекул обоих веществ. Менделеев говорил, что в этот момент «происходит наиболее индивидуализированное в химическом смысле соединение» молекул обоих веществ, Это язык химии, но, пользуясь химическими терминами, Менделеев правильно описывал физическую сущность явления. В действительности можно говорить о том, что при определенном соотношении между растворяемым веществом и растворителем происходит изменение энергии взаимодействия молекул обоих веществ. При этом меняется число молекул растворителя, которые могут быть связаны с одной молекулой растворяемого вещества. А в зависимости от концентрации раствора число этих молекул растворителя, составляющих ближайшее окружение молекулы растворяемого вещества, может и увеличиваться и уменьшаться [60], причем, поскольку в этих изменениях участвует целое число молекул, изменения происходят скачками, прерывисто. Нечто похожее происходит и при изменении структуры кристалла.

С этими внутренними перегруппировками молекул в растворе тесно связано и изменение его свойств. Если в растворе достигнута наибольшая плотность «упаковки» молекул (растворителя и растворяемого вещества, то раствор будет обладать при этой концентрации растворителя наибольшей плотностью (как это имеет место в приведенном примере из диссертации Менделеева с 46-процентным раствором спирта в воде). Этому будет соответствовать и наибольшая его вязкость, а если это так называемый «твердый раствор», то обычно и наибольшая прочность, и т. д.

Ныне оправдалось менделеевское предсказание, что «впереди химия растворов произведет свое влияние не только на понимание сплавов, изоморфов и тому подобных так называемых неопределенных соединений, но и на понимание обычнейших явлений химической природы…»

Мы знаем теперь (отчасти это стало выясняться и во времена Менделеева), что силы взаимодействия между молекулами растворяемого вещества и растворителя тесно связаны с электронной структурой атомов и молекул. Они определяются или взаимодействием ионов (осколков молекул, обладающих электрическим зарядом), или так называемой координационной связью атомов, которая по современным представлениям обусловливается наличием в одном из компонентов свободной пары электронов. Но сам Менделеев, правильно описывая общую физическую картину процесса растворения, отвергал попытки истолкования химических явлений с точки зрения новых представлений об электрической природе химических взаимодействий атомов. Он это рассматривал как возвращение к электрохимической теории Берцелиуса, против которой, как мы знаем, в молодости решительно выступал. В предисловии к седьмому изданию «Основ химии» он писал: «Возврат к электрохимизму, столь явный у последователей гипотезы об «электролитической диссоциации», и признание распада атомов на «электроны» на мой взгляд только усложняет, и ничуть не выясняет дело». Менделеев здесь вступал в противоречие с собственными великими открытиями. Он продолжал защищать устаревшее понятие о неизменности элементов, а оно рушилось в результате развития его основоположных работ по созданию Периодического закона.

Тем не менее влияние менделеевских работ в области растворов было весьма велико. Наиболее непосредственно оно сказалось в развитии новой главы химической науки-теории физико-химического анализа, созданной в наше время академиком Николаем Семеновичем Курнаковым (1860-1941).

Н. С. Курнаков обобщил учение Менделеева об

«особых точках» растворов. Он создал новый метод изучения процессов, протекающих в различных средах, водных и неводных растворах, металлических сплавах и пр., в основу которого положил менделеевский прием изучения зависимости между составом раствора и его свойствами. На диаграммах «состав-свойства», которыми широко пользуются последователи Менделеева-Курнакова, «особые точки» Менделеева, глубоко истолкованные Курнаковым, занимают важное место.