Атомы и электроны - [16]

2Н₂ + O₂

2Н₂O, 2KNO₃ + S + ЗС

K₂S + N₂ + 3CO₂.

После всех этих предварительных разговоров и объяснений приводим таблицу ныне известных химических элементов и их атомных масс.

Не преувеличивая, можно сказать, что эта небольшая таблица, помещающаяся на одной-двух страницах, представляет концентрированный результат упорнейшего труда многих поколений химиков, со времен Берцелиуса и до наших дней. (Порядок, в котором в этой таблице расположены элементы, выбран не случайно: элементы расположены в порядке растущей атомной массы.)

Спросим себя, что же стало с гипотезой Праута, которая была основана на том, что атомные массы элементов - точные целые числа? Осталось ли что-нибудь от этой гипотезы? Увы, не только весьма точные современные числа не подтверждают мнения Праута о целочисленности атомных масс, но даже и первые измерения Берцелиуса показали, что не все атомные массы являются целыми числами.

Таблица химических элементов, их символов и атомных масс[ 6 ]

N п/п	Название и символ	Атомная масса	N п/п	Название и символ	Атомная масса
1	Водород Н	1,008	37	Рубидий Rb	85,468
2	Гелий Не	4,003	38	Стронций Sr	87,62
3	Литий Li	6,941	39	Иттрий Y	88,906
4	Бериллий Be	9,012	40	Цирконий Zr	91,22
5	Бор В	10,811	41	Ниобий Nb	92,906
6	Углерод С	12,011	42	Молибден Мо	95,94
7	Азот N	14,007	43	Технеций Тс	98,906
8	Кислород О	15,9994	44	Рутений Ru	101,07
9	Фтор F	18,998	45	Родий Rh	102,905
10	Неон Ne	20,179	46	Палладий Pd	106,4
11	Натрий Na	22,990	47	Серебро Ag	107,868
12	Магний Mg	24,305	48	Кадмий Cd	112,40
13	Алюминий А1	26,981	49	Индий In	114,82
14	Кремний Si	28,086	50	Олово Sn	118,69
15	Фосфор Р	30,974	51	Сурьма Sb	121,75
16	Сера S	32,06	52	Теллур Те	127.60
17	Хлор С1	35,453	53	Йод I	126,905
18	Аргон Аr	39,948	54	Ксенон Хе	131,30
19	Калий К	39,098	55	Цезий Cs	132,905
20	Кальций Са	40,08	56	Барий Ва	137,33
21	Скандий Sc	44,956	57	Лантан La	138,906
22	Титан Ti	47,90	58	Церий Се	140,12
23	Ванадий V	50,941	59	Празеодим Рг	140,908
24	Хром Сг	51,996	60	Неодим Nd	144,24
25	Марганец Мп	54,938	61	Прометий Рт	146
26	Железо Fe	55,847	62	Самарий Sm	150,4
27	Кобальт Со	58,933	63	Европий Еu	151,96
28	Никель Ni	58,70	64	Гадолиний Gd	157,25
29	Медь Сu	63,546	65	Тербий Тb	158,925
30	Цинк Zn	65,38	66	Диспрозий Dy	162,50
31	Галлий Ga	69,72	67	Гольмий Но	164,930
32	Германий Ge	72,59	68	Эрбий Еr	167,26
33	Мышьяк As	74,922	69	Туллий Тm	168,934
34	Селен Se	78,96	70	Иттербий Yb	173,04
35	Бром Вr	79,904	71	Лютеций Lu	174,97
36	Криптон Кr	83,80	72	Гафний Hf	178,49

Таблица (продолжение)

N° п/п	Название и символ	Атомная масса	N п/п	Название и символ	Атомная масса
73	Тантал Та	180,948	89	Актиний Ас	227
74	Вольфрам W	183,85	90	Торий Th	232,038
75	Рений Re	186,2	91	Протактиний Ра	231,036
76	Осмий Os	190,2	92	Уран U	238,029
77	Иридий Ir	192,2	93	Нептуний Np	237,048
78	Платина Pt	195,09	94	Плутоний Рu	244
79	Золото Аu	196,967	95	Америций Am	243
80	Ртуть Нg	200,59	96	Кюрий Cm	247
81	Таллий Т1	204,37	97	Берклий Вк	247
82	Свинец Рb	207,19	98	Калифорний Cf	251
83	Висмут Bi	208,981	99	Эйнштейний Es	254
84	Полоний Ро	209	100	Фермий Fm	257
85	Астат At	210	101	Менделевий Md	258
86	Радон Rn	222	102	Нобелий No	255
87	Франций Fr	223	103	Лоурснсий Lo	256
88	Радий Ra	226,025	104	Курчатовий Кu	260

Примером может служить хлор, атомная масса которого равна 35,453 (в таблице Берцелиуса, составленной в 1826 году, атомная масса хлора 35,4). Поэтому гипотеза Праута в том виде, в каком он ее сформулировал, безусловно долита быть отброшена.

Заметим все же, просматривая нашу таблицу, что очень многие атомные массы, особенно в начале таблицы, весьма близки к целым числам, иногда в точности им равны, например, у фтора и углерода, а иногда отличаются от них меньше чем на 0,01, например, у водорода, гелия, азота, натрия и т. д. Это странное обстоятельство заставляет как будто отнестись с некоторым вниманием к гипотезе Праута[ 7 ], так как трудно себе представить, чтобы это могло быть результатом чистого случая, но тем не менее такие атомные массы, как у магния или хлора, не говоря уже о многочисленных элементах с большими атомными массами, все-таки принуждают отбросить предположение о том, что все атомы состоят из атомов водорода.

Поэтому в XIX столетии совершенно укрепилось и распространилось представление о том, что все тела в мире состоят из этих нескольких десятков сортов атомов, которые являются совершенно независимыми друг от друга основными элементами мироздания. Атомы вечны и неразрушимы и не могут превращаться друг в друга. «Даже когда Солнечная система распадется и на ее развалинах возникнут другие миры, атомы, из которых она состоит, останутся целыми и неизношенными»,- так сказал в 1873 году в одной речи знаменитый английский физик Джемс Клерк Максвелл, основатель современной теории электрического и магнитного полей. Из этой цитаты видно, как нераздельно властвовали в физике идеи Дальтона даже через несколько десятилетий после появления его «Химической философии».

И все же, несмотря на все это, среди физиков и химиков продолжало жить смутное убеждение в том, что между атомами различных химических элементов имеются какие-то связи, что эти атомы образуют какую-то естественную систему. Удивительно, что эта мысль была отчетливо сформулирована еще задолго до того, как стало известно, какие именно химические элементы существуют в природе. В 1786 году немец Н.Г.Марне напечатал книгу, озаглавленную «О числе элементов». В этой книге, мистической и странной, он выражает свое глубокое убеждение в том, что «от мельчайшей пылинки солнечного пуча до святейшего серафима можно воздвигнуть целую лестницу творений» и что атомы химических элементов тоже являются ступенями этой лестницы. Марне продолжает: «Подобно тому, как каждый отдельный тон созвучен тому же тону октавой выше или ниже вследствие связи между числом колебаний струн, так же и определенные химические элементы («основные вещества», как называет их Марне) могут по тем же причинам стоять в самом близком родстве друг с другом, несмотря на то, что в их естественной последовательности между ними находятся многие вещества: с этими веществами они так же не могут соединиться, как два тона не могут приятно звучать вместе, несмотря на свою близость, если они находятся в отношении секунды».