Техника - молодёжи 1951-04, страница 13

Инженер А. БУЯНОВ

Рис. Н. СМОЛЬЯНИНОВА

4 февраля 1888 года на очередном заседании Русского физико-химического общества под председательством Н. Н. Бекетова Д. И. Менделеев докладывал о работе профессора Московского университета Бориса Николаевича Чичерина.

— Многие удивятся, — говорил Менделеев, — узнав от меня, что вопросами строения вещества занимался не физик и не химик, а профессор государственного права. Я тоже удивился, когда получил от него это исследование, озаглавленное «Системы химических элементов».

Зачитав сначала письмо Чичерина, Дмитрий Иванович объяснил затем собравшимся суть его работы.

Чичерин на основе произведенного им математического анализа ■периодической системы химических элементов доказывал, что атом яе есть предельно шалая частичка вещества, а представляет собою сложную систему движущихся и взаимодействующих каких-то более мелких заряженных электричеством частиц, что от количестве этих частиц и от характера их связи в атоме зависят свойства атомов и их различие.

После доклада в протоколе заседания было записано следующее пожелание Менделеева:

«Сопоставления автора полны большого интереса, и я высказываю (пожелание, чтобы все исследование г. Чичерина скорее появилось в (печати».

Первая часть исследования Чичерина была вскоре опубликована. А 14 аятреля 1888 года общее собрание Русского физико-химического общества, учитывая значимость работы, утвердило профессора Б. Н. Чичерина членом общества по отделению химии.

Раскроем сейчас объемистый том журнала Русского физико-химического общества за 1888 год и посмотрим, что нового тогда внес в науку Б. Н. Чичерин.

В годы, когда не был еще известен электрон, когда не была открыта радиоактивность и когда западные ученые придерживались убеждения, что атом неделим, Чичерин писал:

«Каждый атом представляет собою подобие солнечной системы с центральной массой и сгруппировавшимися около нее телами».

Центральная масса, как указывает Чичерин, является носителем положительного заряда, а вращающаяся вокруг нее «окружность» заряжена отрицательно.

«Окружностью», как мы видим, Чичерин именовал то, что мы теперь называем электронной оболочкой, а «центральной массой» — атомное ядро. ^ Пути к такому выводу, поражающему нас не только смелостью, но и глубиной проникновения в мир невидимой архитектуры атомов, указал ему открытый Менделеевым закон.

В клетках Менделеевской таблицы размещены все атомы химических элементов.

В каждой из этих клеток, словно в жилище, находится определенный атом, однако разглядеть «физиономию жильца», 'приписанного к данной -клетке, было невозможно. В клетке, как на двери, имелась лишь «табличка» с указанием «фамилии».

Чичерин первым из ученых сумел математическими ключами открыть «двери» некоторых атомных «жилищ» и показать, как «выглядят» их обитатели.

Так, например, «Литий, — пишет он, — состоит из центрального элемента и слагающейся из трех элементов окружности».

Если сейчас значение чичеринских слов «центральный элемент» и «элементы окружности» заменить современными терминами, то-есть «атомное ядро» и «электроны», то нельзя не удивляться, насколько точно показана была русским ученым та модель атома, к которой западные ученые пришли лишь <в десятых годах следующего века на основании целого ряда позднейших открытий в науке.

Наука давно уже подтвердила правильность выводов Чичерина.

Атом действительно оказался некоторым подобием планетной системы.

Так, например, в атоме водорода электрон кружится вокруг ядра атома — протона — подобно Земле, вра~ щающейся (вокруг Солнца. .

Все электроны, сколько бы их в атоме ни было, являются своеобразными «планетами» в атомном мире.

Опытным путем были найдены те мельчайшие «детали», из которых состоит атом: электроны, протоны, нейтроны.

Современные ученые могут воспроизвести «портрет» каждого атома. Ключом к познанию строения атомов является один из величайших законов природы — закон Менделеева.

Число электронов у каждого из атомов точно равно порядковому, то-есть атомному, номеру атомов в таблице Менделеева.

Электроны в атоме, располагаясь вокруг ядра на различных орбитах, находятся на разных энергетических уровнях.

Находящиеся на более близких к ядру уровнях электроны сильнее связаны с ним, чем электроны, отстоящие дальше от ядра.

В зависимости от того положения, которое занимают электроны, атом может находиться в различных энергетических состояниях.

Количество уровней, занятых электронами в атоме, в свою очередь, раскрывает глубочайшее значение периодов в таблице Менделеева. Каждый новый период в этой таблице отличается от другого наличием лишнего уровня, занятого электронами.

Водород и гелий относятся к первому периоду.

У Водорода его единственный электрон находится на первом, ближайшем к ядру уровне. У гелия оба электрона располагаются также на первом уровне.

Второй период Менделеевской таблицы включает литий с двумя электронами на первом уровне и одним на втором. Бериллий—с двумя на первом и тремя на втором. Углерод—с двумя на первом и четырьмя на втором и т. д. H-еон, имеющий порядковый номер десять, имеет всего десять электронов, которые размещаются два на первом уровне, а восемь на втором.

Одиннадцать электронов натрия распределяются: два на первом уровне, восемь на втором и один на третьем. Этот элемент открывает третий период Менделеевской таблицы.

Из восемнадцати электронов аргона два расположены на первом уровне, восемь на втором и восемь на третьем. ^

У калия, первого элемента четвертого периода, имеющего девятнадцать электронов, два электрона находятся на первом, восемь на втором, восемь на третьем и один на четвертом уровне.

Первый уровень вмещает только два электрона, а последующие оказались более просторными.

Однако внешние уровни атомов никогда не содержат более восьми электронов.

Современная наука все шире и шире раскрывает гениальное творение Менделеева.

Атомный закон указывал на схожесть химических свойств элементов, расположенных в одной группе, то-есть в одном и том же вертикальном столбце таблицы. Теперь это прекрасно объясняется строением электронной оболочки атома. Элементы одной и той же группы имеют одинаковое количество электронов во внешней оболочке.

Так, элементы первой группы — литий, натрий и другие — имеют по одному электрону во в-нешней оболочке. Элементы второй группы — бериллий, магний, кальций и другие — по два электрона. Элементы третьей группы — по три и, наконец, элементы нулевой группы — гелий, неон, аргон, криптон и другие -по восемь электронов.

11