İçindekiler:

Mendeleev'in eserlerinde "sıfır" sorunu
Mendeleev'in eserlerinde "sıfır" sorunu

Video: Mendeleev'in eserlerinde "sıfır" sorunu

Video: Mendeleev'in eserlerinde "sıfır" sorunu
Video: Seni Ezmeye ve Aşağılamaya Çalışan İnsanlara Karşı Yapman Gerekenler 2024, Mart
Anonim

… Kimyasal elementlerin doğası hakkında ne kadar çok düşünmek zorunda kalırsam, hem klasik birincil madde kavramından hem de elektrik ve ışık olaylarını inceleyerek elementlerin doğasının istenen kavrayışını elde etme umudundan o kadar saptım, ve her seferinde daha acil ve daha net bir şekilde, bunun veya ilk önce "kitle" ve "eter" hakkında şimdi olduğundan daha gerçek bir fikir edinmenin gerekli olduğunu anladım.

D. I. Mendeleyev

Ocak 1904'te, Dmitry Ivanovich Mendeleev'in 70. doğum günü vesilesiyle, Petersburg Broşürü No. 5, onunla bir röportaj yayınladı. Şu anda ne tür bir bilimsel araştırmayla meşgul olduğu sorulduğunda, bilim adamı yanıtladı: "Bunlar, yalnızca geçen yıl öne sürdüğüm teoriyi doğrulamayı veya daha doğrusu, dünya eterinin kimyasal olarak anlaşılmasına yönelik girişimleri doğrulamayı amaçlıyor."

Hakkında çok az şey bildiğimiz bu teori nedir?

DI Mendeleev, Ekim 1902'de "Dünya Eterinin Kimyasal Anlayışına Yönelik Bir Girişim" makalesini bitirdi ve Ocak 1903'te "Bülten ve Kişisel Eğitim Kütüphanesi" nin 1-4'ünde yayınladı. Mayıs 1904'te ünlü astronom Simon Newcomb'a yazdığı bir mektupta, yakın gelecekte "kimyasal elementlerin karmaşıklığı ve elektronlar hakkında modern fikirler hakkında …" bir makale yazacağını duyurdu.

resim
resim

I. N. Kramskoy tarafından D. I. Mendeleev'in portresi. Yıl 1878. DI Mendeleev'e göre, periyodik element tablosuyla yakından ilişkili olan "kimyasal" eter fikri, bilim adamı 1870'lerden beri besledi.

Kimyasal elementlerin karmaşıklığı ve elektronlar hakkında - bu modern okuyucu için anlaşılabilir, ancak dünya eter? Artık okul çocukları bile bu fikrin bilim tarafından terk edildiğini biliyor. Bu nedenle, muhtemelen, Mendeleev'in son eserlerinden biri hakkında çok nadiren yorum yapılır, pratikte hiçbir yerde bahsedilmez ve genellikle onu bulmak zordur. DI Mendeleev'in çok ciltli "Eserleri" ndeki birçok bilimsel ve eğitim kütüphanesinde, "Dünya eterini kimyasal olarak anlama girişimi" bölümünü içeren 2. cilt eksik. Bazen, bir şekilde utangaç bir şekilde, bilim insanının mirasından bu "meraklı" çalışmayı silmeye çalıştıkları izlenimini edinirsiniz. Görünüşe göre birçok kişi, büyük Mendeleev'in yaşlılığında yetkinliğini aşmış olabileceğini küçümseyerek düşünüyor.

Ama hemen sonuçlara atlamayalım. DI Mendeleev, neredeyse tüm yaratıcı hayatı boyunca bu "utanç verici" teoriyi besledi. Periyodik sistemin keşfinden iki yıl sonra (Mendeleev henüz 40 yaşında değildi) "Kimyanın Temelleri" nden bir baskı üzerinde, hidrojen sembolünün yanında, aşağıdaki gibi deşifre edilebilecek bir yazıt yapıldı: " Eter, milyonlarca kez en hafifidir." Görünüşe göre, "eter" Mendeleev'e en hafif kimyasal element gibi görünüyordu.

“70'lerden beri şu soru ısrarla kafama takıldı: Kimyasal anlamda eter nedir? Periyodik elementler sistemi ile yakından bağlantılı ve benim için heyecanlandı, ama sadece şimdi bunun hakkında konuşmaya cesaret ediyorum."

Öyleyse, eterin kimyasal elementi - eterin elementi - eterin atomikliği - eterin ayrılığı. Bu, modern fiziğin gereksiz bir koltuk değneği olarak attığı eter değildir. Sözlüğü açalım:

"Eter (Yunanca Aither - varsayımsal bir malzeme ortamı dolduran boşluk) … Klasik fizikte eter, mutlak Newton uzayını dolduran homojen, mekanik, elastik bir ortam olarak anlaşıldı" (Philosophical Dictionary / Ed. M. M. Rosenthal. - M., 1975).

Eterin klasik tanımında vurgu homojenlik veya süreklilik üzerinedir. Mendeleyev'in bahsettiği eter elementlerden oluşur, atomiktir, homojen değildir, süreksizdir ve ayrıktır. Bir yapısı vardır.

Dmitry Ivanovich'in 1870'lerde eter sorununa olan ilgisi, periyodik sistem (“beni heyecanlandıran şey buydu”) ve daha sonraki gaz çalışmaları üzerine yapılan çalışmalarla yakından ilgilidir. “İlk başta eterin, sınırlayıcı durumdaki en nadir bulunan gazların toplamı olduğuna da inandım. Deneyler benim tarafımdan düşük basınçlarda gerçekleştirildi - bir yanıtın ipuçlarını almak için."

resim
resim

Ancak bu çalışmalar onu tatmin etmedi: “… buharların ve gazların nihai enderleşmesi olarak dünya eter fikri, ilk düşünce nöbetlerine bile dayanmaz - çünkü eter başka bir yerde hayal edilemez. her şeye ve her yere nüfuz eden bir madde olarak; Bu, buharlar ve gazlar için tipik değildir”.

"Dünya eterinin kimyasal kavramının" ayrıntılı gelişimi, soy gazların keşfiyle başladı. DI Mendeleev birçok yeni element öngördü, ancak inert gazlar onun için bile beklenmedikti. Bu keşfi, bir iç mücadele olmadan hemen kabul etmedi ve çoğu kimyagerle, periyodik sistemdeki soy gazların yeri konusunda anlaşamadı. Nerede bulunmalılar? Modern kimyagerler, tereddüt etmeden şunu söyleyecektir: elbette, VIII grubunda. Ve Mendeleev kategorik olarak sıfır grubunun varlığında ısrar etti. İnert gazlar diğer elementlerden o kadar farklıdır ki sistemin yan tarafında bir yerleri vardır. Sağ (VIII grubu) veya sol (sıfır grup) kenarda ne kadar fark olacak gibi görünüyordu. Bu bize, özellikle atomların elektronik yapısını bilmedikleri zamanlar için tamamen ilkesiz görünüyor, ancak şimdi bile sadece kendimizi bildiğimizi sanıyoruz. Mendeleyev farklı düşündü. Soy gazları sağa koymak, hidrojen ve helyum arasında bir dizi boşluk elde etmek anlamına gelir. Hidrojen ve helyum arasında yeni elementler aramak zordu! Belki flordan daha hafif bir halojen vardır (Mendeleev, helyumun gerçekten VIII. Orada değiller, bu yüzden inert gazların yeri solda, sıfır grubunda! Ayrıca, değerliklerinin VIII'den sıfır olması daha olasıdır. Ve atom ağırlıklarının nicel oranı, her satırın başında soldaki soy gazların konumunu açık bir şekilde gösterir.

DI Mendeleev, “Sıfır grubundaki argon analoglarının bu konumu, periyodik yasayı anlamanın kesinlikle mantıklı bir sonucudur” dedi.

resim
resim

William Ramsay'in önerisiyle Mendeleev, hidrojenden daha hafif elementlere yer bırakarak sıfır grubunu periyodik tabloya dahil etti.

Dmitry Ivanovich'in neden sıfır grubunun varlığında ısrar ettiği açıklığa kavuşuyor, onun flordan daha hafif olan varsayımsal bir halojenden bahsetmesi anlaşılabilir; bu nedenle, onun hidrojenden daha hafif bir element arayışı, varlığı hakkında uzun zamandır düşündüğü bile anlaşılabilir: "Bir dizi elementin hidrojenle başlaması gerektiği hiç aklıma gelmedi." "Hidrojeni uzun zamandır işgal ettiği ilk konumundan mahrum bırakmak ve hidrojeninkinden bile daha az olan elementleri bekletmek, her zaman inandığım bir atom ağırlığı" - bunlar bilim adamının en derin düşünceleridir. Periyodik yasa çıkana kadar sakladığı, nihayet onaylanmayacak. "Hidrojenden önce, atom ağırlığı 1'den az olan elementlerin beklenebileceğine dair düşüncelerim vardı, ancak varsayımın falcılığı nedeniyle ve özellikle o zaman dikkatli olduğum için kendimi bu anlamda ifade etmeye cesaret edemedim. Görünüşüne hidrojenden en hafif elementler gibi varsayımlar eşlik edecekse, önerilen yeni sistemin izlenimini bozun.

İlk olarak Belçikalı bilim adamı Leo Herrera tarafından 1900 yılında Belçika Kraliyet Bilimler Akademisi'nin (Academie royale de Belgique) bir toplantısında önerilen, savunduğu sıfır gruplu sistemde, hidrojen ilk gibi görünmeyebilir, önünde kaçınılmaz olarak ultra hafif bir element için boş alan göründüğünden - belki bu "eter elementi"?

“Şimdi, hidrojenin yerleştirilmesi gereken I. gruptan önce, temsilcileri I. grup elementlerinkinden daha az atom ağırlığına sahip sıfır grubu olduğu konusunda en ufak bir şüphe duyulmamaya başladığında, bana imkansız görünüyor. hidrojenden daha hafif elementlerin varlığını reddetmek için”diye yazdı Dmitry Ivanovich.

Mendeleyev keşfettiği yasada, maddenin temel özelliği olarak kütlenin doğasını fiziksel açıdan anlamaya çalışır. Yerçekiminin fiziksel temellerini (bu soruna ne kadar çaba ve zaman ayırdığı hakkında da çok az şey biliyoruz), "iletici" bir ortam olarak dünya etheri kavramıyla yakından ilgili olarak bulmak, en hafif elementi arıyor. Bununla birlikte, 1870'lerin "eter en nadir gazların toplamı" olduğunu kanıtlamaya kaynayan deneylerin sonuçları Mendeleev'i tatmin etmedi. Bir süredir bu yönde araştırmayı bıraktı, hiçbir yere yazmadı, ama görünüşe göre onları asla unutmadı.

Hayatının sonunda, maddenin derin özellikleriyle ilgili sorulara cevap ararken, yine onun yardımıyla doğa biliminin temel kavramının doğasına girmeye çalıştığı "dünya eterine" döner. 19. yüzyıl (ve hatta 20. ve hatta 21. yüzyıllar) - kitlelerin yanı sıra yeni keşifler ve her şeyden önce radyoaktivite için açıklamalar yapmak. Mendeleev'in ana fikri şu şekildedir: “Eteri gerçek bir anlayış, kimyasını göz ardı ederek ve onu temel bir madde olarak görmeyerek elde edilemez; temel maddeler artık periyodik meşruiyetlerine tabi olmadan düşünülemez." Mendeleev, dünya etherini tanımlarken, "birincisi, hem yoğunluk hem de atom ağırlığı bakımından tüm elementlerin en hafifi, ikincisi, en hızlı hareket eden gaz ve üçüncü olarak, herhangi bir güçlü atom veya parçacıkla en az oluşturulabilen gazdır. bileşikler ve dördüncüsü, her yerde yaygın ve her yeri kaplayan bir element."

Mendeleev'in hesaplamalarına göre, bu varsayımsal X elementinin bir atomunun ağırlığı, 5,3 × 10 arasında değişebilir.-11 9,6 × 10'a kadar-7 (H atom ağırlığı 1 ise). Varsayımsal bir öğenin kütlesini tahmin etmek için mekanik ve astronomi alanındaki bilgilerden yararlanır. X elementi, inert gazların en hafif analogu olarak sıfır grubunun sıfır periyodunda periyodik tablodaki yerini aldı. (Mendeleev bu elementi "Newtonium" olarak adlandırır.) Ek olarak, Dmitry Ivanovich hidrojenden daha hafif başka bir elementin varlığını kabul etti - Y elementi, koronyum (muhtemelen koronyum çizgileri, Güneş tutulması sırasında güneş korona spektrumunda kaydedildi). 1869'da Güneş; Dünya'da helyumun keşfi, bu elementin varlığının gerçek olarak kabul edilmesine temel oluşturdu). Aynı zamanda Mendeleev, X ve Y elementlerinin varsayımsal doğasını tekrar tekrar vurguladı ve bunları Fundamentals of Chemistry'nin 7. ve 8. basımlarının element tablolarına dahil etmedi.

Mendeleev'in eserlerindeki bilimsel titizlik ve sorumluluk yorum gerektirmez. Ancak, gördüğümüz gibi, aramanın mantığı gerektiriyorsa, cesurca en sıra dışı hipotezleri ortaya koydu. Periyodik yasa temelinde yaptığı tüm tahminler (o sırada bilinmeyen 12 elementin varlığı ve elementlerin atom kütlelerinin düzeltilmesi), parlak bir şekilde doğrulandı.

“Periyodik yasayı bor, alüminyum ve silikon analoglarına uyguladığımda 33 yaş daha gençtim, er ya da geç öngörülenin kesinlikle haklı çıkacağından emindim, çünkü her şey açıkça görülüyordu. Bahane umduğumdan daha erken geldi. O zaman riske atmadım, şimdi riske atıyorum. Kararlılık gerektirir. Radyoaktif fenomenleri gördüğümde geldi … ve artık ertelemenin benim için mümkün olmadığını ve belki de kusurlu düşüncelerimin birini mümkün olandan daha doğru bir yola götüreceğini fark ettiğimde, bu da zayıflayan görüşüme benziyor.

Öyleyse, bu ilk büyük hata mı, hatta belki de şimdi birçoklarının inandığı gibi büyük bir bilim insanının derin bir yanılgısı mı, yoksa aciz öğrencileri tarafından dehanın üzücü bir yanlış anlaşılması mı?

20. yüzyılın başlarında sadece Mendeleev değil, birçok fizikçi ve kimyacı da "eter"in varlığına inanıyordu. Ancak, Albert Einstein tarafından özel ve genel görelilik teorisinin yaratılmasından sonra bu inanç kaybolmaya başladı. 1930'larda "eter" sorununun artık var olmadığı ve hidrojenden daha hafif elementler sorununun kendiliğinden ortadan kalktığı genel olarak kabul ediliyor. Ama yine, klasik eter, homojen eter sorunu ortadan kalktı, ancak yapısal eter (Mendeleev'in eter) oldukça canlı, sadece şimdi yapısal boşluk veya Dirac'ın fiziksel boşluğu olarak adlandırılıyor. Yani soru sadece terminolojide.

Hidrojenden daha hafif elementlere geri dönelim. Herhangi bir kimyager, homolog serileri ve ilk üyelerinin, özellikle de ilkinin nasıl davrandığını bilir. İlki her zaman özeldir. Her zaman genel sıradan güçlü bir şekilde öne çıkıyor. Hidrojen, hem I hem de VII gruplarına yerleştirilir (aynı anda hem alkali metallere hem de halojenlere biraz benzer). Yani hidrojen ilki gibi değil … Sıfır döneminin gerçek unsurlarını ararken, kendimizi tamamen farklı bir dünyada buluyoruz ve görünüşe göre bu, temel parçacıkların dünyası.

Birçok araştırmacıya göre, kimyanın nitel değişikliklerin bilimi olarak anlaşılması, kendisini en açık şekilde periyodik tabloda gösterir ve sistemin en başında göz kamaştırıcı derecede parlaktır. "Doğadaki en yaygın basit cisimler düşük atom ağırlığına sahiptir ve düşük atom ağırlığına sahip tüm elementler özelliklerin keskinliği ile karakterize edilir. Bu nedenle, bunlar tipik unsurlardır" ve "sıfır noktasına" yaklaştıkça, fantastik" keskin "niteliksel sıçramalar meydana gelmelidir, bu da tekil doğasından kaynaklanır, çünkü" … burada sadece sistemin kenarı değil, aynı zamanda ayrıca tipik unsurlar ve bu nedenle özgünlük ve özellikler bekleyebiliriz."

Periyodik yasanın temel doğası hakkında sık sık konuşuruz, ancak bunu gerçekten anlamadığımız görülüyor. Mendeleev'i tekrarlayalım: "Periyodik yasaya neden olan kavramların özü, genel fizikokimyasal yazışma, dönüştürülebilirlik ve doğa güçlerinin eşdeğerliği ilkesinde yatmaktadır."

resim
resim

DI Mendeleev'in eli tarafından 1871'de "Kimyanın Temelleri" ders kitabında 1871 periyodik sistemle sayfada yapılan ve bilim adamının arşivinde saklanan giriş: "Eter, milyonlarca kez en hafifidir."

Sonuç olarak, Dmitry Ivanovich'in sözlerini alıntılamak istiyorum:

“Dünya esirinin doğasını gerçekten kimyasal bir bakış açısıyla anlamaya yönelik bütünlükten uzak girişimime bakıyorum, yalnızca içimde birikmiş izlenimlerin toplamının bir ifadesinden başka bir şey değil, sırf bunu istemediğim için kaçıyorum. gerçeklikten ilham alan düşüncelerin kaybolması. Benzer düşüncelerin birçoğunun aklına gelmiş olması muhtemeldir, ancak bunlar ifade edilene kadar kolayca ve sıklıkla ortadan kaybolurlar ve gelişmezler, tek başına kalan kademeli bir kesinlik birikimi gerektirmezler. Hepimizin aradığı doğal gerçeğin en azından bir kısmını içeriyorlarsa, girişimim boşuna değildir, üzerinde çalışılır, tamamlanır ve düzeltilir ve eğer düşüncem temellerinde yanlışsa, sunumu birinden sonra. ya da başka bir tür çürütme, başkalarının tekrar etmesini engelleyecektir. İleriye doğru yavaş ama istikrarlı bir hareket için başka bir yol bilmiyorum."

FİZİKSEL VAKUM - modern görünümde, kuantize alanların temel durumu, sıfır elektrik yükü, momentum, açısal momentum ve diğer kuantum sayıları olan bir tür ortam. Alanlar minimum enerjiye sahiptir, ancak büyük genlikli dalgalanmalara maruz kalırlar. Kuantum fikirlerin ortaya çıkışı, maddenin tek bir yapısının evrensel bir resminin yaratılmasına yol açtı. Klasik fiziğin alanları ve parçacıkları yerine, artık tek fiziksel nesneleri - dört boyutlu uzay-zamandaki kuantum alanları, her "klasik" alan (elektrik, manyetik, vb.) ve her parçacık türü için bir tane dikkate alıyorlar. Örneğin, Dirac vakumu ½ spinli (elektronlar, pozitronlar, müonlar, kuarklar vb.) parçacıkların bir alanıdır. Parçacıkların veya alanların her bir etkileşimi, uzay-zamanda bir noktada bu alanların kuantalarının değişiminin sonucudur. Bazı açılardan, fiziksel boşluk, maddi ortamın özelliklerini ortaya koyarak onu "modern eter" olarak düşünmek için sebep verir.

D. Mendeleyev. Eteri kimyasal olarak anlama girişimi. 1905.pdf Kimyanın Temelleri. Bölüm Bir. 1949. Mendeleev D. I.djvu Kimyanın Temelleri. Bölüm iki. 1949. Mendeleev D. I.djvu Konuyla ilgili makaleler:

D. I. Mendeleev'in hayatı ve gelişmeleri - bilinmeyen gerçekler

Eteri periyodik tablodan kim ve neden sakladı? görüşlerden biri

Mendeleev: Petrol oligarklarına karşı bir savaşçı ve eter teorisinin destekçisi

Önerilen: