Закон Менделеева - [2]

Представление об атомах и молекулах позволяет убедительно объяснять многие явления природы.

Почему, например, мы чувствуем запах цветов и различных пахучих веществ на расстоянии? Если предположить, что эти вещества не сплошные, а состоят из мельчайших частиц, тогда можно дать ответ на этот вопрос: от пахучих веществ отлетают отдельные частички, которые попадают к нам в нос, и мы чувствуем запах.

Просто объясняются и такие всем известные явления, как испарение воды при нагревании или растворение сахара в воде. Если предполагать, что вода и сахар являются сплошными телами, то очень трудно понять, как может в воде растворяться сахар, а сама вода при нагревании превращаться в пар. Если же допустить, что эти тела состоят из отдельных мельчайших частичек, то растворение сахара в воде и испарение воды станет легко объяснимым. Кусок сахара, попадая в воду, распадается в ней на мельчайшие, невидимые глазом частички, которые расходятся по всей жидкости. При испарении воды отдельные её частички отрываются от поверхности жидкости и поднимаются в воздух.

Дальнейшее развитие учение об атомах получает в трудах великого русского учёного М. В. Ломоносова. В своих сочинениях он подробно объяснил, как из невидимых, «нечувствительных», как он их называл, частичек вещества строятся различные тела природы.

Каждое тело состоит из молекул (или, как их называл Ломоносов, «корпускул»). Молекулы бывают однородными и разнородными. Однородная молекула состоит из одинаковых атомов. Разнородная молекула состоит из атомов, отличных друг от друга.

Из однородных молекул строятся простые тела. Сложные тела состоят из молекул разнородных.

Ломоносов считал также, что атомы в молекулах сложных тел могут располагаться по-разному; от различного расположения одних и тех же атомов зависят свойства сложных тел.

Теперь мы знаем, что различные тела природы строятся из атомов именно таким образом, как указывал Ломоносов.

Каждому химическому элементу соответствует определённый вид атомов, причём атомы разных химических элементов отличаются друг от друга своей массой. Атом каждого химического элемента имеет свой собственный, отличный от других атомов, вес.

СКОЛЬКО В МИРЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ?

Изучая состав различных тел, встречающихся в природе, химики уже в конце XVIII века насчитывали более 20 веществ, неразложимых далее химическим путём, более 20 различных химических элементов. В начале XIX века было открыто много новых химических элементов — калий, натрий, барий, стронций, магний и другие.

Дальнейшие поиски приводят учёных к открытию всё новых и новых элементов.

Химики изучают вновь найденные элементы, определяют их свойства, устанавливают атомные веса.

Вес отдельных атомов в граммах ничтожно мал. Так, например, вес атома водорода равен 0,000 000 000 000 000 000 000 167 грамма; вес каждого из атомов кислорода примерно в 16 раз больше: он равен 0, 000 000 000 000 000 000 002 657 грамма.

Такие числа трудно запоминать, они неудобны для расчётов. Поэтому в химии принят не вес атомов химического элемента в граммах, а его атомный вес. Атомный вес химического элемента — число относительное; оно показывает, во сколько раз вес атомов какого-либо элемента тяжелее или легче атомов другого химического элемента, вес которого уже известен.

В качестве единицы для сравнения химики взяли сначала самый лёгкий элемент — водород; вес его атомов был условно принят равным единице. Естественно, что атомные веса всех других химических элементов были больше атомного веса водорода и, следовательно, превышали единицу. Например, атомный вес натрия был равен 23, железа— 56, золота— 197 и т. д.

В дальнейшем для сравнения был взят атом кислорода, вес которого был принят равным точно 16; за единицу атомного веса была принята ¹/₁₆ веса атома кислорода (атомный вес водорода при этом равен 1,008).

В первой четверти XIX века были установлены единые условные обозначения известных в то время химических элементов. Каждый элемент стали обозначать одной или двумя латинскими буквами (первой или первой и одной из последующих букв латинского названия элемента). Например, латинская буква N обозначает азот (от слова Nitrogenium — азот), Cu — медь (Cuprum), Sn — олово (Stannum), Au — золото (Aurum), Pb — свинец (Plumbum) и т. д.

К середине прошлого века химикам было уже известно более 50 простых, неразлагаемых тел природы — более 50 различных видов атомов, из которых строится мироздание.

Но сколько в мире ещё неоткрытых химических элементов?

Ответа на этот вопрос никто дать не мог.

Не могли ответить химики прошлого века и на другой вопрос: связаны ли различные элементы друг с другом? Большинство учёных первой половины прошлого века считало, что различные химические элементы вообще не имеют между собой никакой связи, что бесцельно поэтому искать нечто единое, общее среди того разнообразия простых тел, какое мы наблюдаем в природе. Химические элементы, по мнению этих учёных, представляют собой совершенно независимые друг от друга, не имеющие между собой ничего общего вещества.

Но так ли это в действительности?

К этому времени в химии был накоплен большой опытный материал. Были изучены различные свойства не только всех известных к тому времени химических элементов, но и свойства многочисленных соединений этих элементов друг с другом. Таких соединений насчитывалось уже несколько тысяч.