Техника - молодёжи 1949-04, страница 31

В химических реакциях он легко замешается металлом. В молекуле воды атомы водорода связаны с кислородом и имеют уже другой характер; они могут замещаться только такими активными металлами, как натрий или калий. В молекуле аммиака, где водород находится под влиянием атома азота, свойство замещаться металлом почти пропадает. Наконец, водородные атомы в молекуле метана совершенно не замещаются металлами, но приобретают новую способность— замещаться хлором. В этом поведении атомов имеется определенная закономерность, которую Марковников обнаружил и сформулировал в своем учении.

Оказалось, что на свойства отдельных атомов в молекулах оказывают влияние прежде всего те атомы, с которыми они связаны непосредственно. В меньшей степени могут влиять атомы, связанные друг с другом через посредство других атомов. Марковников доказал, что при соединении двух атомов их свойства в сложном веществе изменяются под взаимным воздействием. Речь идет не о простом сложении двух или нескольких неизменных величии, а о взаимном

СТРОЕНИЕ

Атом подобен планетной системе

Безмерны заслуги русской науки в создании и развитии атомической теории, в разгадке строения молекул, в раскрытии глубоких законов господствующих в мире атомов.

Неизмеримы заслуги русских ученых н в том, что они явились пионерами разгадки строения атома. Во времена, когда ученые Запада единодушно утверждали, что атом неделим, русские ученые первыми пришли к идее сложного строения атома и теоретически обосновали его строение, а также помогли раскрыть причину взаимодействия между атомами, их химического сродства.

Гениальным предвидением было учение о строении атома, созданное М. Г. Павловым. Об этом мы узнали в 1934 году, когда советскими учеными среди архивных документов была найдена тетрадь из 86 листов, озаглавленная «Курс минералогии и сельского хозяйства. Сочинение профессора Московского университета Павлова». Михаил Григорьевич Павлов был доктор медицины, профессор физики, минералогии и сельскохозяйственных наук в Московском университете.

Весь курс написан от руки в 1819 году и читался московским студентам в начале прошлого столетия.

В этом курсе имеется глава, специально посвященная теории строения атомов вещества.

Атомистическая теория, которую 130 лет назад читал профессор Павлов своим студентам, а они разносили это учение по свету, предстала пред нами в виде подлинной рукописи. В ней описана теория планетарного строения атомов. В ней впервые говорится об атоме не как о неделимой частице, а как о сложной системе, состоящей нз центрального ядра, вокруг которого, как вокруг Солнца планеты, движутся притягиваемые электрическими силами к ядру планетарные частички вещества.

Глубокие идеи высказывал Павлов и о сущности химического сродства атомов. Размышляя над тем, почему атомы соединяются в молекулы, он в своей работе «О полярно-атомической теории химии» писал в 1821 году:

«Тела состоят из частиц, в весе постоянных, при химических соединениях не проницаемых одна другую, но одна к другой присоединяющихся. Частицы сии означаются именем атомов». Когда между атомами происходит химическое соединение, продолжал Павлов, то «при сем возбуждаются противоположные электричества. А поелику химическое соединение совершается между атомами» то между ними же должно быть и возбуждение противоположных электричеств, и в сем состоит взаимное атомов одного на другой действие».

Гипотеза Павлова указывала на способность атомов «возбуждаться» при химическом взаимодействии, в противовес гипотезе Берцелиуса, ошибочно считавшего, что атомы постоянно наэлектризованы. Это было замечательное прозрение в суть химического сродства, получившее подтверждение,. Лишь в наше время ученые достоверно узнали, что химическое взаимодействие есть результат перегруппировки электронов у возбужденных, наэлектризовавшихся атомов. Но в те времена ие прнзнавали сложного строения атомов, и гипотеза Павлова осталась также непризнанной.

Теория Берцелиуса впоследствии потерпела крах.

На смену теории Берцелиуса появлялись новые теории, с помощью которых снова пытались обьяснить химическое сродство атомов. Это были теории, не раскрывающие сущности химического сродства, а лишь более или менее удачно объяснявшие известные уже явления.

В новых теориях учитывалась уже «емкость» атомов, то есть способность их присоединить к себе атомы других химических элементов. Эту «емкость» назвали валентностью. Но оказалось, что валентность не для всех атомов есть постоян

влиянии атомов, распространяющемся даже на такие атомы, которые непосредственно не связаны друг с другом. Зная это влияние, можно заранее предсказать, как будут вести себя в различных случаях составные части молекул.

Работы В. В. Марковникова явились важным этапом в развитии органической химии.

В своей диссертации «Материал по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях» Марковников дал закон, управляющий процессом становления сложных органических соединений, и вывел на основе его ряд правил, объясняющих, почему возникают сложные ряды, цепочки и кольца атомов, обладающие такими разнообразными и замечательными свойствами, правила, дающие возможность предвидеть, какие соединения получатся в том или ином случае в результате химической реакции.

Теория Марковникова научила химиков точно, научно предсказывать течение химических реакций. Учитель Марковникова великий Бутлеров дал восторженную оценку теории своего выдающегося ученика.

ВЕЩЕСТВА

ная величина. Этой изменчивости не объясняла ни одна из существовавших тогда теорий. И вот вслед за М. Г. Павловым другой русский ученый, А. М. Бутлеров, гениально предвосхищает природу химической связи атомов.

«Быть может, не ошибется тот, — писал он, — кто назовет движением все явления химизма. Если наступит время, которое уяснит причинную связь между всеми видами этого движения, то явления химизма получат свою механическую теорию». В этих словах Бутлерова прозвучало предвидение математического анализа движения электронов, обусловливающих возникновение химической связи. В наше время уже достоверно известно, что электрон, являясь носителем электрического заряда, образует при движении в замкнутой орбите элементарный ток, вследствие чего возникает так называемый орбитальный магнетизм. Этот орбитальный магнетизм является первой причиной химической связи. Электрон, помимо поступательного движения, имеет еще вращательное: он вращается вокруг своей оси движения. От этого возникает так называемый спиновый магнетизм. Это вторая причина химической связи между атомами. Таким образом, химическая связь с точки зрения современного учения о валентности объясняется в основном силами магнетизма, то есть результатом движения электронов. Предвидения русских ученых прошлого века восторжествовали.

Создатель модели атома

В 80-х годах прошлого века ь журнале Русского физико-химического общества стали появляться статьи Б. Н. Чичерина. Пользуясь известными тогда данными о химических элементах, Чичерин в своих статьях математическим путем доказывал, что атом, о котором Дальтон говорил как о неделимом шарике, есть сложная система движущихся и взаимодействующих элементарных частиц.

Русский ученый далеко шагнул в будущее.

В то время, когда неизвестна была еще радиоактивность и не открыт был электрон и когда видный английский ученый Максвелл писал, что «атом есть то» что нельзя рассечь пополам, он близок к математической точке и, следовательно, не имеет никакой структуры», Чичерин писал, что атом построен из ядра и «окружности» вокруг него, которая делится на несколько отдельных элементов.

Труды Чичерина состоят из трех частей: 1) система химических элементов, 2) законы образования химических элементов, 3) новые исследования о системе химических элементов. Они опубликованы были в 1888 году, выпуск 3 и 7, в 1889 году, выпуск 7» 8 и 9, и в 1892 году, выпуск 5 журнала Русского физико-химического общества.

В 1911 году опубликованные статьи были соединены и выпущены отдельной книгой объемом в 498 страниц.

Великий научный подвиг совершил Чичерин.

Астроном с помощью телескопа видит движение планет и с помощью математики может проследить их путь, высчитать их массу и расстояние до них. Математическое «око» позволило Чичерину «увидеть» невидимое, раскрыть сложное строение атома, установить законы образования химических элементов и химических соединений.

«Химические атомы, — пишет Чичеоин, — остаются неделимыми в пределах нашего опыта, но мы не имеем основания считать их неделимыми. Напротив» найдя» что они составлены из более мелких единиц, мы можем предполагать, что' они представляют уже позднейшие сочетания первичных атомов».

«На основании закона, выведенного математическим путем нз системы химических элементов, — пишет Чичерин, — мы можем сказать, что атом есть микрокосм, вселенная в малом

29