Условное изображение молекул некоторых веществ, состоящих из атомов водорода и кислорода. Кружок обозначает атом, латинские буквы: Н — водород, О — кислород.
возрастания атомного веса. Оказалось, что в изменении свойств элементов от более легких к более тяжелым наблюдается определенная периодичность. Сначала в каждом следующем элементе появлялись новые свойства, резко отличающие его от всех предыдущих. Например, бериллий с атомным весом 9,013[1] отличается довольно сильно от ближайшего к нему по атомному весу лития с атомным весом 6,940. Следующий за бериллием бор с атомным весом 10,82 не похож на бериллий и литий и так далее. Но следующий за неоном (атомный вес — 20,183) натрий (атомный вес — 22,991) по своим свойствам очень напоминает литий, затем магний (атомный вес — 24,32) похож на бериллий и так далее. Таким образом, свойства элементов, расположенных друг за другом в порядке возрастания их атомного веса, как бы повторяются.
Поместив элементы с похожими свойствами один под другим, Менделеев получил таблицу, состоящую из горизонтальных и вертикальных рядов: по горизонтали шли элементы с различными свойствами, тогда как в вертикальном ряду оказались группы элементов, очень близких друг к другу по своим свойствам. Эта таблица, которой химики широко пользуются до настоящего времени, получила название периодической системы Менделеева.
Д. И. Менделеев не только привел в систему известные в то время химические элементы, но и предсказал с помощью своей таблицы открытие в будущем новых химических элементов и заранее определил их свойства. Для этих элементов в его таблице были оставлены свободные клеточки. Прошло сравнительно немного времени, и действительно были открыты предсказанные Менделеевым элементы.
Система Менделеева имела огромное значение для изучения свойств химических элементов. Она в значительной мере облегчила последующие поразительные открытия, касающиеся строения материи.
Подводя итоги достижениям физики и химии в рассмотренный период времени, можно дать следующую общую картину представлений ученых конца XIX века о строении материи.
Все вещества делятся на простые (химические элементы) и сложные (химические соединения). Те и другие состоят из мелких частиц — молекул. Молекулы состоят из атомов. При этом молекулы химических соединений состоят из разных атомов, а молекулы химических элементов — из одинаковых. Это значит, что видов атомов столько, сколько видов химических элементов (в XIX веке их насчитывали около 70, а сейчас известен 101 элемент). Химических же соединений, которые представляют собой различные сочетания различных атомов, в мире существует неизмеримо больше, чем химических элементов. Из различных сочетаний существующих в природе химических элементов и их соединений образуются все окружающие нас тела.
Первые периоды
таблицы Менделеева
В природе имеется бесконечное количество веществ, обладающих самыми различными свойствами. Но все это бесконечное разнообразие согласно учению физиков и химиков XIX века объяснялось свойствами значительно меньшего количества видов молекул. Свойства же молекул в свою очередь определяются свойствами составляющих их атомов, число видов которых по сравнению с количеством существующих в мире вещей уже совсем ничтожно. Таким образом, бесчисленное множество свойств вещей объяснялось в конечном счете свойствами ничтожного числа видов атомов.
Это объяснение рассматривалось большинством ученых XIX века, стоявших на точке зрения метафизического материализма, как сведение разнообразного к единому, сложного к простому, различия качеств к чисто количественным различиям.
Доказательство того, что материя состоит из мельчайших частиц — молекул и атомов, объяснение с их помощью закона постоянства химического состава тел, теплоты и многих других физических и химических явлений, наконец, выдающееся достижение химии XIX века — система Менделеева — все это вошло в золотой фонд науки о строении материи.