Химический съезд в г. Карлсруэ и его воздействие на мысли учёного.

В 1826 году Йенс Якоб Берцелиус закончил исследование 2000 веществ и на этой основе определение атомного веса трёх десятков химических элементов. У пяти из них атомный вес был определён не верно – у натрия, калия, серебра, бора и кремния. Берцелиус ошибся, потому что применил два неверных допущения: что в молекуле оксида может быть только один атом металла и что в равном объеме газов содержится равное число атомов. На самом деле в молекуле окисла может быть и два и более атома металла, а в равном объёме газов, согласно закону Авогадро, содержится равное число не атомов, а молекул.

Вплоть до 1858 года, когда итальянец Станислао Канницаро, восстановив в правах закон своего соотечественника Авогадро, исправил атомные веса нескольких элементов, в деле с атомными весами царила неразбериха.

Только в 1860 году на химическом съезде в Карлсруэ после горячих споров путаница была распутана, закон Авогадро окончательно восстановлен в своих правах и выяснены окончательно незыблемые основы для определения атомного веса любого химического элемента.

По счастливому стечению обстоятельств Менделеев в 1860 году как раз находился в заграничной командировке, присутствовал на этом съезде и получил ясное и четкое представление о том, что атомный вес стал отныне точным и надёжным численным выражением. Вернувшись в Россию, Менделеев приступил к изучению списка элементов, и обратил внимание на периодичность изменения валентности у элементов, расположенных в порядке возрастания атомных весов: валентность H – 1, Li – 1, Be – 2, B – 3, C – 4, Mg – 2, N – 2, S – 2, F – 1, Na – 1, Al – 3, Si – 4 и т. п. Основываясь на увеличении и уменьшении валентности, Менделеев разбил элементы на периоды; 1-ый период включил только один водород, затем следует два периода по 7 элементов каждый, затем периоды, содержащие более 7-и элементов. Д, И, Менделеев воспользовался этими данными не только для того, чтобы построить график, как это сделал Мейер и Шанкуртуа, но и для того, чтобы построить таблицу подобную таблице Ньюлендса. Такая периодическая таблица элементов яснее и нагляднее, чем график, и, кроме того, Д, И, Менделеев сумел избежать ошибки Ньюлендса, настаивающего на равенстве периодов.

Глава II. Как был открыт Великий закон.

Что было накануне открытия?

«Решающим моментом моей мысли о периодическом законе я считаю 1860 г. – съезд химиков в Карлсруэ, в котором я участвовал… Идея возможности периодичности свойств элементов при возрастании атомного веса в сущности уже тогда мне представлялась внутренне», - отмечал Д.И. Менделеев.

В 1865 году он купил имение Боблово недалеко от Клина и получил возможность заниматься агрохимией, которой тогда увлекался, и отдыхать там с семьей каждое лето.

«Днём рождения» системы Д.И.Менделеева обычно считают 18 февраля 1869 г., когда был составлен первый вариант таблицы.

Рис. 5. Фото Д. И. Менделеева в год открытия периодического закона.

Было известно 63 химических элемента. Далеко не все свойства этих элементов были достаточно хорошо изучены, даже атомные веса некоторых были определены неправильно или неточно. Много это или мало – 63 элемента? Если вспомнить, что сейчас мы знаем 109 элементов, то, конечно, маловато. Но вполне достаточно, чтобы можно было подметить закономерность изменения их свойств. При 30 или 40 известных химических элементах едва ли бы удалось что-либо открыть. Нужен был определённый минимум открытых элементов. Вот почему можно охарактеризовать менделеевское открытие как своевременное.

Попытки учёных классифицировать известные элементы.

До Менделеева учёные тоже пытались подчинить все известные элементы определённому порядку, классифицировать их, свести в систему.Сказать, что их попытки были бесполезными, нельзя: какие-то крупицы истины они содержали.   Все они ограничивались тем, что объединяли в группы сходные по химическим свойствам элементы, но не находили внутренней связи между этими «естественными», как тогда говорили, их группами.

1. Триады Дёберейнера.

В 1829 г. немецкий химик Иоганн Вольфганг Дёберейнер в 1820 году, изучая свойства брома – элемента, открытого тремя годами ранее по своим свойствам занимает промежуточное положение между хлором и йодом. В ряду Cl – Br – I наблюдалось не только постепенное изменение цвета и реакционной способности, но и постепенное изменение атомного веса. Дёберейнер продолжил поиски и нашел ещё две группы из трёх элементов, у которых также наблюдалось постепенное изменение свойств. Этими группами были кальций, стронций, барий и сера, селен, теллур. Он назвал эти группы триадами. Позже совокупности таких элементов стали именовать естественными группами. В обеих группах атомный вес среднего элемента примерно равен среднему атомных весов двух других элементов. Дёберейнер пытался найти другие такие триады, но безуспешно. Поскольку разбить пятьдесят шесть известных элементов на триады не удалось, химики пришли к выводу, что триады Дёберейнер – явление случайное. Более того, соответствие в изменении атомных весов и химических свойств элементов в триадах Дёберейнера не произвело никакого впечатления на химиков. В первой половине XIX века химики вообще недооценивали значения атомных весов. Атомные веса удобно использовать при проведении разного рода расчётов, но ориентироваться на них, напр., при составлении списка элементов представлялось нерезонным.

Существовали сомнения относительно целесообразности использования атомных весов в проведении расчётов. Некоторые химики не проводили чёткого различия между атомным весом и молекулярным весом; некоторые путали понятия «атомный вес» и «эквивалентный вес». Так, например, эквивалентный вес кислорода равен 8. атомный вес – 16, молекулярный вес – 32. При проведении расчётов удобнее всего пользоваться эквивалентным весом, который равен 8, почему же в таком случае для определения места кислорода в списке элементов следует использовать число 16?

Эта путаница с эквивалентным, атомным, молекулярным весом не только мешала решить вопрос о списке элементов, но и вообще отрицательно сказывалась на развитии химии.

Разногласие по поводу относительных атомных весов, приписываемых различным атомам, привели к разногласиям и в отношении числа атомов отдельных элементов, входящих в данную молекулу.