Новости    Библиотека    Таблица эл-тов    Биографии    Карта сайтов    Ссылки    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

Учение о природе химических элементов

Рассмотрим идеи Д. И, Менделеева о внутренней механике атомов и частиц, его попытки систематизировать и обобщить понятия, относящиеся к той совокупности, которая была связана с понятием атома и как целой структурной единицы, и как сложной системы. "Миросозерцание химии вращается в настоящее время на учении об атоме",- писал Менделеев в своем дневнике в 1870 г. Здесь, на границе двух уровней организации вещества познание качественного различия внутри и межатомных превращений основывалось на важном, но единственном факте: при химических реакциях не имеет место превращение атомов одних элементов в атомы других элементов. Следовательно, как правильно высказывались Д. И. Менделеев и М. Бертло в 70-е годы, энергий и условия протекания химических реакций и взаимопревращения элементов должны принципиально отличаться.

В таких случаях аналогии и модельные представления, основывающиеся на видимых изменениях, должны быть особенно тщательно обоснованы, к этому вопросу Менделеев подходил с философской точки зрения: единства сил природы и различия в характере движений. Так, постулируя единство физических сил сцепления, он утверждал, что кристаллическая форма есть выражение того отношения, в котором находятся атомы в частицах и частицы в самой массе вещества.

Считая механику наиболее развитой областью науки с точки зрения количественных методов с применением математического анализа и выработки понятийного аппарата, Менделеев не раз высказывался в пользу применения некоторых ее положений для понимания причин химических изменений. Одним из таких положений стала планетарная модель химического соединения, специально обсужденная им в лекции "Попытка приложения к химии одного из начал естественной философии Ньютона" (1889).

Во многих работах ("Основы химии", "Исследование растворов по удельному весу" и др.) Д. И. Менделеев отмечал, что признание атомного строения веществ представляет собой одно из построений, являющихся данью механической картине мира. Такое его убеждение основывалось на том, что при современном ему уровне развития науки ученые не имели никаких сведений о истинном движении атомов, о причинах возникновения химических связей и т. п. В течение XIX в. в качестве неизбежного добавления к атомной теории при рассмотрении макроскопических физических и химических свойств веществ приходилось использовать представления о теплородных оболочках (Дальтон) или вихревых кольцах (Гельмгольц, Томсон), которые окружают индивидуальные атомы. С их помощью объясняли движения, лежащие в основе всех изменений, происходящих с веществом. В сущности это было признанием прерывности взаимодействия при дискретности инертной материи (см.: Основы химии, 1947, т. 1, с. 473-474).

Как подчеркивал Менделеев, на такие суждения надо смотреть как на временные, основанные на желании максимально использовать существующие простые системы понятий, принятые в науках, имеющих дело с более простыми объектами.

Считая, что структурная теория Бутлерова хотя и вскрыла сущность химического строения органических соединений, но недостаточно общая для описания динамики атомов в частицах, Менделеев заметил на полях книги Бутлерова: "Объект химии не одно тело, не одно пространство, но и явление во времени. От этого и исходные точки разные. Одни представляют его (т. е. объект химии.- А. М.) исключительно в пространстве, а другие лишь во времени. Надо в том и другом" (Научный архив Д. И. Менделеева, б-ка Д. И. Менделеева, т. 1107, л. 1).

Уже отмечалось выше, что близкодействующие химические силы Менделеев связывал с проявлением индивидуальности атомов. Готовя 5-е издание "Основ химии", Менделеев писал: "Кроме категорий времени и пространства, надо признать еще категорию индивидуальности... Кроме пространственных и временных отношений, выражающихся скоростями, формами, изомерией и т. п., есть отношения индивидуальные, например, функции химические, скажем, галоидные или щелочные и т. п." (Научный архив Д. И. Менделеева при ЛГУ, 1-1041, п. 3).

Сравнивая химические явления с биологическими, Менделеев все более склонялся к выводу о роли свойств целого для постижения тех понятий, которые ныне выражаются терминами "функциональные свойства", "система", "организация".

В одной из своих работ Менделеев рассматривает существующие определения основных наук о природе и заканчивает его словами, что эти определения кажутся отрывочными и по предмету, и по цели, и по методу, а между тем... история показывает эту связь, успехи одной влияют на все (НАМ ЛГУ. I-А-35-2-2).

Менделеев рассматривает при этом атом как центральное понятие и для химии и для физики (единица движения и частиц). С этой точки зрения особый интерес представляют взгляды Менделеева на сложность атома и величину атомного веса. Хорошо известно его высказывание (Основы химии, 1871), что атомы простых тел есть сложные "существа", а образованные сложением некоторых еще меньших частей (ультиматов)*. В те же годы Менделеев говорил о том, что периодическая зависимость между свойствами и атомным весом "подтверждает такое предчувствие" (Соч., т. 14, с. 805).

* ("Подобные отношения,- писал Д. И. Менделеев,- изготовляют почву для построения атомной и частичной механики.")

Ставя вопрос о роли атомного веса для понимания внутренних свойств атома, Менделеев высказал правильную идею о различии в законе сохранения массы при образовании атома по сравнению с образованием молекулы*. Важно и то, что Менделеев правильно связывал этот "вопрос с изменением энергии атомов ("в образовании этих сложных элементов потратилась

энергия").

* (См. подробнее: Макареня А. А. Д. И. Менделеев о радиоактивности и сложности элементов. 3-е изд. М., Атомиздат, 1975.)

Почти в течение всего XIX в. учеными разных стран велись дискуссии по проблемам единства материи. Менделеев по существу отстаивал физико-химический взгляд на природу элементов, с одной стороны, он выступал против механистического содержания таких гипотез, которые принимали атомы элементов состоящими из атомов водорода, а с другой стороны, особенно в конце XIX в., несмотря на собственное признание связи сложности атома с законом периодичности, выступал против идеи развития, считая высказанные пока представления вульгарными и полагая невозможным объяснить атомы состоящими из единой первичной материи, не подрывая при этом понятия о целостности атома. После открытия радиоактивности, не соглашаясь с рядом новых положений, Менделеев высказал немало верных мыслей о всеобщности самого явления и его роли для понимания природы элементов, о закономерностях изменения атомных весов ("элементы-двойники").

Тем не менее общее отношение его к открытию радиоактивности было осторожным, что объясняется - помимо отмеченных - еще рядом причин:

  1. отсутствием общей теории радиоактивного распада,
  2. непризнанием "зарядовых" взаимодействий как единственных,
  3. малым количеством радиоактивных веществ и т. п.

В противовес первоначальным гипотезам о природе радиоактивного распада, высказанным А. Беккерелем и супругами Кюри, он выступил с "эфирной" гипотезой, пытаясь совместить "реальные" представления о веществе, полученные в результате изучения инертных газов, с данными о новых свойствах тяжелых элементов (урана и тория). При этом он писал: "Мне лично, как участнику в открытии закона периодичности химических элементов, было бы весьма интересно присутствовать при установке доказательств превращения элементов друг в друга, потому что я тогда мог бы надеяться на то, что причина периодической законности будет открыта и понята" (Периодический закон, 1958, с. 448).

Вполне возможно, что исторический опыт решения вопросов строения материи, подсказывавший необходимость изучения газообразного состояния, сыграл в данном случае отрицательную роль. Кислородная теория горения, атомная теория Дальтона, молекулярная теория Авогадро были разработаны главным образом при изучении состава и свойств воздуха. И Менделеев после открытия периодического закона надеялся найти "предводородные элементы", изучая газы в высокой степени разряжения, и тем самым получить объяснение природы периодичности.

Считая, что без решения принципиальных вопросов о том, что такое масса (и тяготение), нельзя понять новых явлений, Менделеев ставит в Главной палате мер и весов опытные исследования колебания маятника, а также радиоактивных явлений. Однако значительных результатов эти работы, предпринятые уже в конце его жизни, не дали.

Для решения новых задач, как теперь хорошо известно, требовались новые идеи, новая постановка эксперимента, новые понятия. Менделеев правильно критиковал некоторые поспешные заключения, сделанные в то время ["Порок тут вовсе не в самой идее единства, а только в стремлении его реализовать в образы, формы и частные понятия" (Соч., т. 24, с. 457)], но историческая ситуация была иной, теперь требовалось выбрать новое цельное мировоззрение, основываясь на ином методологическом анализе возникающих понятий.

В 1936 г. Ф. Жолио-Кюри сказал в докладе на 1-м Менделеевском чтении: "В течение последних лет повторные усилия

физиков и химиков, направленные на штурм бесконечно малой частицы - атома, изменили в очень короткий срок наши представления о материи... Вся глубокая индивидуальность атома кроется в его ядре" (Изв. АН СССР. Серия хим.- 4, 621, 1936).

Так менделеевская идея об индивидуальности перешла границы химии. В настоящее время - в связи с развитием учения о квазичастицах - рассматривается индивидуальность электрона.

Д. И. Менделеев называл химию наукой еще очень молодой и предсказывал, что "...в дальнейших своих успехах химия... должна многое позаимствовать от физико-химических исследований и даже принять некоторые методы физики, например те, которые употребляются в ней при рассмотрении основных свойств газов и явлений теплоты".

Этот прогноз Менделеева блестяще оправдался, особенно с развитием химической термодинамики, и неудивительно, конечно, что многие из учеников и последователей Д. И. Менделеева (А. Л. Потылицын, Д. П. Коновалов, М. С. Вревский, А. А. Байков, В. В. Курилов, Е. В. Бирон, В. Я. Курбатов, И. А. Каблуков) были одними из пионеров ее внедрения в химию.

Однако, подчеркивая роль физики и даже называя ее "методикою естествознания", Менделеев признавал наличие специфических и индивидуальных химических законов, что хорошо подтвердилось при изучении силикатов и комплексных соединений, редкоземельных элементов и интерметаллических соединений, соединений инертных газов и неорганических полимеров. В этих направлениях также работали ученики и последователи Менделеева как в России, так и за границей (из иностранных ученых назовем К. Винклера, У. Рамзая, Т. Карнелли, Л. Нильсона, О. Петтерсона, К. Циммермана, Г. Джонса, Б. Браунера, Г. Эрдмана, Э. Мейергофера).

предыдущая главасодержаниеследующая глава











© CHEMLIB.RU, 2001-2021
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'Библиотека по химии'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь