Книга для чтения по марксистской философии - [37]

Дальнейшее развитие науки подтвердило теорию Дальтона и привело к новым открытиям в области атомно-молекулярного строения вещества. В частности, было установлено, что соединяться в молекулы могут не только разнородные атомы, но и атомы одного и того же элемента. Так, молекула водорода состоит из двух атомов водорода, молекула кислорода — из двух атомов кислорода.

В зависимости от количества атомов в молекуле изменяются свойства веществ. Об этом говорит, например, такой факт. Известно, что после грозы дышится необыкновенно легко. В другое время даже в самом чистом, без всяких посторонних примесей, воздухе дышать труднее, чем в послегрозовом. В чем же дело? Разве в том и другом случае мы не дышим одним и тем же кислородом? Оказывается, что во время грозы образуется видоизмененный кислород, несколько отличающийся по своему составу от обычного кислорода. Обычно молекула кислорода состоит из двух атомов. Но во время грозы происходят некоторые процессы, в результате которых атомы кислорода соединяются не по два, а по три. Присутствие такого кислорода и объясняет то, что после грозы так легко и приятно дышать. Кислород, молекулы которого состоят из трех атомов, получил название озона, что значит «пахнущий».

Таким образом, можно сделать вывод, что свойства веществ зависят, во-первых, от того, из каких атомов состоят их молекулы, и, во-вторых,— от количества атомов, входящих в молекулу данного вещества.

Химики твердо установили, что свойства веществ зависят от свойств молекул, их составляющих, а свойства молекул определяются свойствами входящих в них атомов.

Но от чего зависят свойства самих атомов? Почему атомы каждого простого вещества или химического элемента одинаковы между собой, но отличаются от атомов всех других химических элементов? Чем определяются различные свойства разных химических элементов?

Важный шаг вперед в изучении разных видов атомов и свойств химических элементов был сделан великим русским химиком Д. И. Менделеевым. До Менделеева для химических элементов не было установлено никакой системы, никакого определенного порядка в изменении свойств от одних элементов к другим. Д. И. Менделеев создал эту систему, обнаружив определенные закономерности в свойствах химических элементов. Он начал с того, что расположил все известные в то время химические элементы в порядке возрастания весов составляющих их атомов, которые принято называть атомными весами. Сопоставляя затем свойства разных элементов, он тщательно проследил, как меняются эти свойства по мере

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.