Problemi i "zeros" në veprat e Mendeleev

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

… Sa më shumë që më duhej të mendoja për natyrën e elementeve kimike, aq më shumë devijoja si nga koncepti klasik i lëndës parësore, ashtu edhe nga shpresa për të arritur kuptimin e dëshiruar të natyrës së elementeve duke studiuar fenomenet elektrike dhe të lehta, dhe çdo herë më urgjentisht dhe më qartë kuptova se më herët kjo ose së pari është e nevojshme të merret një ide më reale e "masës" dhe e "eterit" sesa tani.

D. I. Mendeleev

Në janar 1904, fletëpalosje nr. 5 e Petersburgut, me rastin e ditëlindjes së 70-të të Dmitry Ivanovich Mendeleev, botoi një intervistë me të. Kur u pyetën se me çfarë lloj kërkimi shkencor është i angazhuar aktualisht, shkencëtari u përgjigj: "Ato synojnë ekskluzivisht të konfirmojnë teorinë që parashtrova vitin e kaluar, ose, më mirë, përpjekjet për një kuptim kimik të eterit botëror".

Cila është kjo teori për të cilën ne dimë kaq pak?

DI Mendeleev e përfundoi artikullin e tij "An Attent at a Chemical Understanding of the World Ether" në tetor 1902, dhe e botoi në janar 1903 në nr. 1-4 të "Buletini dhe Biblioteka e Vetëedukimit". Në maj 1904, në një letër drejtuar astronomit të famshëm Simon Newcomb, ai njoftoi se në të ardhmen e afërt do të shkruante një artikull "mbi idetë moderne në lidhje me kompleksitetin e elementeve kimike dhe për elektronet …"

Portreti i D. I. Mendeleev nga I. N. Kramskoy. Viti është 1878. Ideja e eterit "kimik", e cila, sipas DI Mendeleev, është e lidhur ngushtë me tabelën periodike të elementeve, shkencëtari e ka ushqyer që në vitet 1870.

Për kompleksitetin e elementeve kimike dhe për elektronet - kjo është e kuptueshme për lexuesin modern, por eteri botëror? Tani edhe nxënësit e shkollës e dinë se kjo ide është braktisur nga shkenca. Prandaj, me siguri, një nga veprat e fundit të Mendelejevit komentohet shumë rrallë, praktikisht nuk përmendet askund dhe në përgjithësi është e vështirë ta gjesh atë. Në shumë biblioteka shkencore dhe arsimore në shumëvëllimoren "Vepra" të DI Mendeleev mungon vëllimi 2, i cili përmban kapitullin "Përpjekje për një kuptim kimik të eterit botëror". Madje, ndonjëherë të krijohet përshtypja se në një farë mënyre po përpiqen me turp të fshijnë këtë punë "kurioze" nga trashëgimia e shkencëtarit. Duket se shumëkush me përbuzje mendon se i madhi Mendeleev, në pleqëri, mund ta ketë tejkaluar nivelin e kompetencës së tij.

Por le të mos nxitojmë në përfundime. DI Mendeleev e ushqeu këtë teori "të turpshme" pothuajse gjatë gjithë jetës së tij krijuese. Dy vjet pas zbulimit të sistemit periodik (Mendeleev nuk ishte ende 40 vjeç) në një gjurmë nga "Bazat e Kimisë" nga dora e tij, pranë simbolit të hidrogjenit, u bë një mbishkrim, i cili mund të deshifrohet si më poshtë: " Eteri është më i lehtë nga të gjithë, miliona herë." Me sa duket, "eteri" i dukej Mendelejevit si elementi kimik më i lehtë.

"Që nga vitet '70, pyetja më ka ngelur vazhdimisht: çfarë është eteri në kuptimin kimik? Ai është i lidhur ngushtë me sistemin periodik të elementeve dhe ishte i emocionuar tek unë, por vetëm tani guxoj të flas për të."

Pra, elementi kimik i eterit - elementi i eterit - atomiciteti i eterit - diskretesia e eterit. Ky nuk është eteri që fizika moderne e ka hedhur poshtë si një patericë të panevojshme. Le të hapim fjalorin:

"Eteri (greqisht Aither - një hapësirë mbushëse e materialit hipotetik) … Në fizikën klasike, eteri kuptohej si një medium homogjen, mekanik, elastik që mbush hapësirën absolute Njutoniane" (Fjalori filozofik / Ed. M. M. Rosenthal. - M., 1975).

Në përkufizimin klasik të eterit, theksi vihet në homogjenitetin ose vazhdimësinë. Eteri, për të cilin flet Mendelejevi, përbëhet nga elementë, është atomik, është johomogjen, është i ndërprerë dhe diskret. Ka një strukturë.

Interesi i Dmitry Ivanovich për problemin e eterit në vitet 1870 është i lidhur ngushtë me sistemin periodik ("ishte kjo që më ngacmoi tek unë") dhe punën pasuese për studimin e gazeve. “Në fillim besova gjithashtu se eteri është shuma e gazeve më të rrallë në gjendjen kufizuese. Eksperimentet u kryen nga unë me presione të ulëta - për të marrë sugjerime për një përgjigje.

Por këto vepra nuk e kënaqën atë: "… ideja e eterit të botës si rrallimi përfundimtar i avujve dhe gazeve nuk i reziston as periudhave të para të mendimit - për faktin se eteri nuk mund të imagjinohet ndryshe nga si një substancë, që depërton në çdo gjë dhe kudo; Kjo nuk është tipike për avujt dhe gazrat ".

Zhvillimi i detajuar i "konceptit kimik të eterit botëror" filloi me zbulimin e gazeve inerte. DI Mendeleev parashikoi shumë elementë të rinj, por gazrat inertë ishin të papritur edhe për të. Ai nuk e pranoi menjëherë këtë zbulim, jo pa një luftë të brendshme, dhe nuk u pajtua me shumicën e kimistëve për vendndodhjen e gazeve inerte në sistemin periodik. Ku duhet të vendosen? Kimistët modernë, pa hezitim, do të thonë: sigurisht, në grupin VIII. Dhe Mendeleev insistoi kategorikisht në ekzistencën e grupit zero. Gazrat inerte janë aq të ndryshëm nga elementët e tjerë saqë ata kishin një vend diku në anën e sistemit. Dukej se çfarë ndryshimi do të jenë në skajin e djathtë (grupi VIII) ose majtas (grupi zero). Na duket krejtësisht joparimore, sidomos për ato kohë kur nuk e dinin strukturën elektronike të atomeve, edhe pse edhe tani vetëm e mashtrojmë veten se dimë. Mendelejevi mendoi ndryshe. Vendosja e gazeve inerte në të djathtë do të thotë të marrësh një seri të tërë zbrazëtirash midis hidrogjenit dhe heliumit. Ishte një sfidë për të kërkuar elemente të reja midis hidrogjenit dhe heliumit! Ndoshta ka një halogjen më të lehtë se fluori (Mendeleev pranoi probabilitetin e ekzistencës së një halogjeni të tillë, duke supozuar se heliumi është me të vërtetë në grupin VIII) ose elementë të tjerë të lehtë midis hidrogjenit dhe heliumit? Ata nuk janë aty, kështu që vendi i gazeve inerte është në të majtë, në grupin zero! Për më tepër, valenca e tyre ka më shumë gjasa të jetë zero se VIII. Dhe raporti sasior i peshave atomike tregon pa mëdyshje pozicionin e gazeve inerte në të majtë, në fillim të çdo rreshti.

"Ky pozicion i analogëve të argonit në grupin zero është një pasojë rreptësisht logjike e të kuptuarit të ligjit periodik," pohoi DI Mendeleev.

Me sugjerimin e William Ramsay, Mendeleev përfshin grupin zero në tabelën periodike, duke lënë vend për elementë më të lehtë se hidrogjeni.

Bëhet e qartë pse Dmitry Ivanovich këmbënguli në ekzistencën e grupit zero; përmendjet e tij për një halogjen hipotetik më të lehtë se fluori janë të kuptueshme; prandaj, kërkimi i tij për një element më të lehtë se hidrogjeni është madje i kuptueshëm, ekzistencën e të cilit ai e kishte menduar gjatë: "Nuk më kishte shkuar kurrë në mendje që një numër elementesh të fillonin me hidrogjen". “Të privosh hidrogjenin nga ajo pozicion fillestar, të cilin e ka zënë prej kohësh dhe ta bësh të presë elementë me më pak se ai i hidrogjenit, peshën e një atomi, në të cilin kam besuar gjithmonë” – këto janë mendimet më të thella të shkencëtarit., të cilën ai e fshehu deri në përfundimin e ligjit periodik nuk do të miratohet. “Kisha mendime se më herët se hidrogjeni mund të pritej elementë me peshë atomike më të vogël se 1, por nuk guxova të shprehem në këtë kuptim për shkak të fatit të supozimit dhe veçanërisht sepse atëherë isha i kujdesshëm që të mos prishin përshtypjen e sistemit të ri të propozuar, nëse pamja e tij do të shoqërohet me supozime të tilla si për elementët më të lehtë se hidrogjeni.

Pikërisht në sistemin me një grup zero që ai mbrojti, i cili u propozua për herë të parë nga shkencëtari belg Leo Herrera në vitin 1900 në një takim të Akademisë Mbretërore të Shkencave belge (Academie royale de Belgique), hidrogjeni mund të mos duket të jetë i pari, pasi në mënyrë të pashmangshme shfaqet para tij hapësirë e lirë për një element ultra të lehtë - ndoshta ky është "elementi eter"?

“Tani, kur filloi të mos i nënshtrohet dyshimi më i vogël se përpara grupit I, në të cilin duhet të vendoset hidrogjeni, është një grup zero, përfaqësuesit e të cilit kanë peshë atomike më të vogla se ato të elementeve të grupit I, më duket e pamundur. për të mohuar ekzistencën e elementeve më të lehta se hidrogjeni, shkruan Dmitry Ivanovich.

Në ligjin që zbuloi, Mendelejevi përpiqet të kuptojë nga pikëpamja fizike natyrën e masës si karakteristikë kryesore e materies. Duke zbuluar themelet fizike të gravitetit (rreth sa përpjekje dhe kohë i kushtoi këtij problemi, ne gjithashtu dimë pak), të lidhura ngushtë me konceptin e eterit botëror si një medium "transmetues", ai kërkon elementin më të lehtë. Megjithatë, rezultatet e eksperimenteve të viteve 1870, të cilat u përfunduan në vërtetimin se "eteri është shuma e gazeve më të rralla", nuk e kënaqën Mendelejevin. Për ca kohë ai ndaloi kërkimet në këtë drejtim, nuk shkroi askund, por, me sa duket, kurrë nuk i harroi ato.

Në fund të jetës së tij, në kërkim të përgjigjeve të pyetjeve në lidhje me vetitë e thella të materies, ai përsëri i drejtohet "eterit botëror", me ndihmën e të cilit ai përpiqet të depërtojë në natyrën e konceptit bazë të shkencës natyrore në shekulli i 19-të (edhe shekulli i 20-të, madje edhe shekulli i 21-të) - masa, si dhe për të dhënë shpjegime për zbulimet e reja dhe mbi të gjitha radioaktivitetin. Ideja kryesore e Mendeleev është si vijon: "Një kuptim i vërtetë i eterit nuk mund të arrihet duke injoruar kiminë e tij dhe duke mos e konsideruar atë një substancë elementare; Substancat elementare tani janë të pakonceptueshme pa nënshtrimin e legjitimitetit të tyre periodik." Duke e përshkruar eterin botëror, Mendeleev e konsideron atë, "së pari, më i lehtë nga të gjithë elementët, si në densitet ashtu edhe në peshën atomike, së dyti, gazi që lëviz më shpejt dhe së treti, më pak i aftë për t'u formuar me ndonjë atom ose grimcë të caktuar të ndonjë të fortë. komponimet dhe, së katërti, një element që është kudo i përhapur dhe i përhapur”.

Pesha e një atomi të këtij elementi hipotetik X, sipas llogaritjeve të Mendelejevit, mund të variojë nga 5.3 × 10^-11 deri në 9.6 × 10^-7 (nëse pesha atomike e H është 1). Për të vlerësuar masën e një elementi hipotetik, ai merr njohuri nga fusha e mekanikës dhe astronomisë. Elementi X mori vendin e tij në tabelën periodike në periudhën zero të grupit zero, si analogu më i lehtë i gazeve inerte. (Mendeleev e quan këtë element "Njutonium".) Përveç kësaj, Dmitry Ivanovich pranoi ekzistencën e një elementi tjetër më të lehtë se hidrogjeni - elementi Y, koroniumi (me sa duket linjat e koronit u regjistruan në spektrin e koronës diellore gjatë eklipsit të Dielli në 1869; zbulimi i heliumit në Tokë siguroi bazën për të konsideruar ekzistencën e këtij elementi si real). Në të njëjtën kohë, Mendeleev theksoi vazhdimisht natyrën hipotetike të elementeve X dhe Y dhe nuk i përfshiu ato në tabelat e elementeve të botimeve të 7-të dhe të 8-të të Bazave të Kimisë.

Përpikëria dhe përgjegjësia shkencore në veprat e Mendelejevit nuk ka nevojë për komente. Por, siç mund ta shohim, nëse logjika e kërkimit e kërkonte, ai me guxim parashtroi hipotezat më të pazakonta. Të gjitha parashikimet e bëra prej tij në bazë të ligjit periodik (ekzistenca e 12 elementeve të panjohura në atë kohë, si dhe korrigjimi i masave atomike të elementeve), u konfirmuan shkëlqyeshëm.

“Kur zbatova ligjin periodik për analogët e borit, aluminit dhe silikonit, isha 33 vjet më i ri, isha plotësisht i bindur se herët a vonë ajo që ishte parashikuar duhet të justifikohej, sepse gjithçka më dukej qartë. Arsyeja erdhi më shpejt nga sa mund të kisha shpresuar. Atëherë nuk e rrezikova, tani e rrezikoj. Duhet vendosmëri. Erdhi kur pashë fenomene radioaktive … dhe kur kuptova se nuk ishte më e mundur të shtyja dhe se ndoshta mendimet e mia të papërsosura do ta çonin dikë në një rrugë më të saktë se ajo e mundshme, gjë që më duket dobësuar vizionin tim.

Pra, a është ky gabimi i parë i madh, ndoshta edhe një iluzion i thellë i një shkencëtari të madh, siç besojnë shumë tani, apo thjesht një keqkuptim i keq i gjeniut nga studentët e tij të paaftë?

Në fillim të shekullit të 20-të, jo vetëm Mendelejevi, por edhe shumë fizikanë dhe kimistë besonin në ekzistencën e "eterit". Megjithatë, pas krijimit të teorisë speciale dhe të përgjithshme të relativitetit nga Albert Einstein, ky besim filloi të zbehet. Në përgjithësi pranohet se deri në vitet 1930 problemi i "eterit" nuk ekzistonte më dhe çështja e elementeve më të lehta se hidrogjeni u zhduk vetvetiu. Por, përsëri, problemi i eterit klasik, eterit homogjen është zhdukur, por eteri strukturor (eteri i Mendelejevit) është mjaft i gjallë, vetëm se tani quhet vakum strukturor ose vakum fizik i Dirakut. Pra pyetja është vetëm në terminologji.

Le të kthehemi te elementët më të lehtë se hidrogjeni. Çdo kimist e njeh seritë homologe dhe si sillen anëtarët e parë të tyre, veçanërisht të parët. E para është gjithmonë e veçantë. Ai gjithmonë dallohet fuqishëm nga rreshti i përgjithshëm. Hidrogjeni vendoset në të dy grupet I dhe VII (është disi i ngjashëm si me metalet alkaline ashtu edhe me halogjenet në të njëjtën kohë). Pra, hidrogjeni nuk është si i pari … Në kërkim të elementeve reale të periudhës zero, ne e gjejmë veten në një botë krejtësisht të ndryshme, dhe duket se kjo është bota e grimcave elementare.

Kuptimi i kimisë si shkencë e ndryshimeve cilësore, sipas shumë studiuesve, manifestohet më qartë në tabelën periodike, dhe në fillim të sistemit është thjesht verbuese. "Trupat e thjeshtë më të zakonshëm në natyrë kanë një peshë atomike të ulët dhe të gjithë elementët me peshë të ulët atomike karakterizohen nga mprehtësia e vetive. Prandaj, janë elementë tipikë", dhe kur i afrohet "pikës zero", duhet të ndodhin "hapje cilësore" fantastike" të mprehta, që rrjedhin nga natyra e tij singulare, pasi" … këtu nuk është vetëm skaji i sistemit, por edhe elemente tipike, prandaj mund të presim origjinalitet dhe veçori”.

Shpesh flasim për natyrën themelore të ligjit periodik, por duket se nuk e kuptojmë vërtet këtë. Le të përsërisim Mendelejevin: "Thelbi i koncepteve që shkaktojnë ligjin periodik qëndron në parimin e përgjithshëm fiziko-kimik të korrespondencës, transformueshmërisë dhe ekuivalencës së forcave të natyrës".

Hyrja e bërë nga dora e DI Mendelejevit në faqen me sistemin periodik të vitit 1871 në librin e tij shkollor "Bazat e kimisë" në 1871, të ruajtur në arkivin e shkencëtarit: "Eteri është më i lehtë nga të gjithë, një milion herë".

Si përfundim, do të doja të citoja fjalët e Dmitry Ivanovich:

“Unë e shikoj përpjekjen time larg plotësisë për të kuptuar natyrën e eterit të botës nga një këndvështrim vërtet kimik, jo më shumë se një shprehje e shumës së përshtypjeve të grumbulluara në mua, duke ikur vetëm për arsyen që nuk dua. mendimet e frymëzuara nga realiteti të zhduken. Ka të ngjarë që mendime të ngjashme t'u kenë ndodhur shumë njerëzve, por derisa të deklarohen, ato lehtë dhe shpesh zhduken dhe nuk zhvillohen, nuk sjellin një grumbullim gradual të sigurisë, e cila mbetet vetëm. Nëse ato përmbajnë të paktën një pjesë të së vërtetës natyrore që ne të gjithë po kërkojmë, përpjekja ime nuk është e kotë, ajo do të punohet, plotësohet dhe korrigjohet dhe nëse mendimi im është i pasaktë në themelet e tij, paraqitjen e tij, pas një ose një lloj tjetër përgënjeshtrimi, do të pengojë të tjerët të përsërisin. Nuk di asnjë mënyrë tjetër për një lëvizje të ngadaltë, por të qëndrueshme përpara.”

VAKUUM FIZIK - në këndvështrimin modern, gjendja bazë e fushave të kuantizuara, një lloj mediumi me ngarkesë elektrike zero, moment, momenti këndor dhe numra të tjerë kuantikë. Fushat kanë energji minimale, por ato janë subjekt i luhatjeve me amplitudë të madhe. Shfaqja e ideve kuantike çoi në krijimin e një tabloje universale të një strukture të vetme të materies. Në vend të fushave dhe grimcave të fizikës klasike, ata tani konsiderojnë objekte të vetme fizike - fusha kuantike në hapësirë-kohë katërdimensionale, një për secilën fushë "klasike" (elektrike, magnetike, etj.) dhe për çdo lloj grimcash. Për shembull, vakuumi i Dirakut është një fushë grimcash me spin ½ (elektrone, pozitrone, muone, kuarkë, etj.). Çdo ndërveprim i vetëm i grimcave ose fushave është rezultat i shkëmbimit të kuanteve të këtyre fushave në një pikë në hapësirë-kohë. Nga disa këndvështrime, vakuumi fizik shfaq vetitë e mjedisit material, duke dhënë arsye për ta konsideruar atë "eter modern".

D. Mendeleev. Një përpjekje për një kuptim kimik të eterit. 1905.pdf Bazat e Kimisë. Pjesa e pare. 1949. Mendeleev D. I.djvu Bazat e Kimisë. Pjesa e dyte. 1949. Mendeleev D. I.djvu Artikuj me temë:

Jeta dhe zhvillimet e D. I. Mendeleev - fakte të panjohura

Kush dhe pse e fshehu eterin nga tabela periodike? Një nga opinionet

Mendeleev: një luftëtar kundër oligarkëve të naftës dhe një mbështetës i teorisë së eterit