Борис Кузнецов - Дмитрий Иванович Менделеев

У Менделеева были предшественники, заметившие повторение свойств элементов. Но никто из этих предшественников, говоривших о сходстве между некоторыми свойствами различных элементов, не создал единой системы, объясняющей всю совокупность химических явлений.

Такую систему создал Менделеев. Он рассказывал, как в течение долгого времени происходили поиски, приведшие к открытию. На картонных карточках Менделеев писал названия элементов, атомные веса и отмечал формулы важнейших соединений. Особенное внимание он обращал при этом на валентность, т. е. на способность атома данного элемента соединяться с определенным числом атомов другого элемента. Менделеев раскладывал эти карточки в разных сочетаниях, руководствуясь мыслью о связи между элементами, о сходстве свойств различных элементов. Следует подчеркнуть, что Менделеев искал связь не только между элементами, сравнительно близкими друг к другу по своим химическим свойствам, но и между элементами несходными. Он находил такую связь, несходные элементы оказывались близкими друг к другу по атомному весу, и в свою очередь элементы со сходными свойствами отстояли друг от друга сравнительно далеко по атомному весу, причем расстояние между сходными элементами повторялось.

Менделеев рассматривал, например, литий, легкий металл, принадлежащий к числу так называемых щелочных металлов. По некоторым свойствам литий напоминает натрий — другой легкий щелочной металл. Менделеев отметил, что если расположить элементы по их атомному весу, то между литием и натрием находится шесть элементов, непохожих ни на тот, ни на другой. Следовательно, по атомному весу рядом с литием находится металл, непохожий на него по своим свойствам, а сходный с литием натрий встречается лишь на седьмом месте после лития. Вслед за натрием идет следующий промежуток, заполненный шестью элементами, непохожими на литий и натрий, и далее вновь стоит легкий щелочной металл калий. Менделеев видел, что подобные повторения появляются и в других случаях.

Обнаружив периодическое повторение химических свойств в ряду элементов, расположенных по возрастающему атомному весу, обнаружив, что между сходными элементами стоит одно и то же число других элементов, Менделеев составил таблицу элементов, написав названия сходных элементов одно под другим. Если включить в эту таблицу также все элементы, открытые позднее, то все клетки в таблице будут заполнены, таблица будет иметь вид, изображенный на рис. 2. В каждой клетке таблицы мы видим символ элемента (первые буквы латинского названия), порядковый номер и число, обозначающее атомный вес (округленно). Из клеток составляются вертикальные столбцы (группы элементов) и горизонтальные строки (периоды). В периодической системе первоначально было восемь групп элементов, т. е. между элементами со сходными свойствами находился промежуток, заполненный шестью элементами. Впоследствии Менделеев обнаружил, что свойства элементов повторяются иногда не через семь номеров (после интервала из шести элементов), а через семнадцать номеров. Таким образом, появилось представление о малых и больших периодах. Периодическая система развивалась и дополнялась.

Менделеев был настолько уверен в объективности открытого им закона, что счел возможным исправить на основании этого закона атомные веса, приписывавшиеся в то время некоторым элементам. Если бы он расположил элементы в порядке возрастания атомного веса, руководствуясь во всех случаях существовавшими тогда значениями атомных весов, то наблюдалось бы отступление от периодичности. При этом, например, под алюминием мы встретили бы титан, который отнюдь не повторяет свойства алюминия, под кремнием оказался бы ванадий, который непохож на кремний, фосфор оказался бы в одном ряду с непохожим на него хромом и т. д. Исходя из химических свойств элементов, Менделеев исправил атомные веса десяти элементов. Смелость ученого, твердое убеждение в универсальном характере открытого им закона заставили Менделеева исправить атомные веса урана, индия, платины, осмия, иридия, золота, титана, тория, церия и иттрия. Далее он с такой же смелостью отступил от правильного возрастания атомного веса и поставил кобальт, обладающий большим атомным весом, перед более легким никелем, теллур перед иодом.

Правильная периодичность наблюдалась только в том случае, когда после некоторых элементов оставалась свободная клетка. На эти свободные места своей таблицы Менделеев поставил элементы, которые тогда еще не были известны. Такие элементы следовали за алюминием (Менделеев назвал его «экаалюминием» — на санскритском языке «эка» значит «один», «экаалюминий» означает «алюминий плюс один»), кремнием («экакремний») и бором («экабор»). Менделеев предсказал даже свойства элементов, которым он заранее предоставил свободные места в своей таблице.