Глава 1. На пути к открытию

К 1750 г. было известно 15 химических элементов. С 1751 по 1774 г. было открыто еще 8 элементов, и первым из них - никель.

В период становления пневматической химии были открыты водород, фтор (1771), азот, кислород, хлор (1774), причем и фтор и хлор открыл неутомимый Карл Шееле. Правда, он получил их не в свободном виде, а в виде соединений с водородом, т.е. в виде кислот - плавиковой и соляной. В том же 1774 г. Шееле открывает еще два элемента - марганец и барий. Последний был выделен из тяжелого шпата (сульфата бария), который путали с известняком, принимая их за две разновидности одного соединения. Шееле доказал, что тяжелый шпат содержит неизвестную землю (оксид), которая получила название "баритовой".

В последней четверти XVIII в. было открыто еще 10 элементов: молибден, вольфрам, теллур, уран, цирконий, стронций, иттрий, титан, хром и бериллий.

За период с 1800 и по 1860 г. к известным уже элементам добавилось 30 новых. Таким образом, к 60-м гг. прошлого века было известно 63 элемента, К этому времени уже была завершена реформа атомно-молекулярного учения, выработаны методы определения атомных масс, которые были рассчитаны для всех известных в то время элементов (хотя и не всегда правильно), Накопленные факты необходимо было привести в систему, нужна была классификация элементов.

Первая из них - деление простых веществ (тогда еще не различали понятия "элемент" и "простое вещество") на металлы и неметаллы. Однако оказалось, что такое деление условно, поскольку резкой границы между ними провести нельзя. Что же в таком случае брать за основу классификации? Химическое сродство? Валентность? Ученые стали объединять сходные по многим свойствам элементы в группы (так называемые "естественные" группы), например, группа галогенов (фтор, хлор, бром, иод), группа щелочных металлов (литий, натрий, калий) и т. д. В 1829 г. немецкий химик Иоганн Дёберейнер сгруппировал некоторые известные в то время элементы в группы, по три в каждой (триады Дёберейнера):

Li Ca P S C1

Na Sr As Se Br

К Ва Sb Те I

Он вывел даже некоторую математическую закономерность: атомные массы среднего элемента триад приблизительно равны среднему арифметическому атомных масс крайних элементов. Например

Позже появились самые разнообразные варианты классификации по тому же принципу-П. Кремерса (1852), Д. Кука (1857) и другие. Из них наиболее полной была классификация немецкого химика Эрнста Ленсена (1857), который, используя принцип триад, расположил 60 элементов в 20 "естественных" групп.

В том же 1857 г. английский химик Уильям Одлинг опубликовал таблицу, в которой 49 элементов были расположены в порядке возрастания их атомных масс. Он классифицировал элементы и по валентности, но никаких выводов из составленных таблиц не сделал.

Оригинальную систему классификации предложил в 1862 г. французский ученый Бегие де Шанкуртуа в сочинении "Земная спираль". Химические элементы он располагал по винтовой линии на поверхности цилиндра в порядке возрастания их атомных масс и в определенном масштабе. Оказалось, что большинство сходных элементов размещались друг под другом. Такая спираль получила название "винтовой линии", "земного винта", "винтового графика".

В 1863-1865 гг. классификацией элементов занимался английский химик Джон Ньюлендс. Располагая элементы, как и его предшественники, в порядке возрастания атомных масс, он отметил, что в большинстве случаев свойства элементов повторяются через семь членов ряда. Уподобив эти ряды октавам в музыкальной гамме, Ньюлендс назвал установленную закономерность "законом октав". Этот закон был встречен скептически многими учеными того времени.

Следующий шаг в классификации элементов был сделан немецким химиком Лотаром Мейером. В книге "Современные теории химии и их значение для химической статики" (1864) он привел свою таблицу элементов, расположив их по валентности в шесть групп. В этой таблице было всего 44 элемента (из 63 известных тогда). Мейер указывал, что элементы, обладающие аналогичными химическими свойствами, попадают в одну группу. Каких-либо других выводов он не сделал.

К тому времени уже около десяти лет изучением свойств простых веществ и элементов занимался русский химик Дмитрий Иванович Менделеев.