Менделеевийн бүтээл дэх "тэг"-ийн асуудал

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

… Химийн элементүүдийн мөн чанарын талаар бодох тусам анхдагч материйн тухай сонгодог ойлголтоос, цахилгаан ба гэрлийн үзэгдлийг судалснаар элементүүдийн мөн чанарын тухай хүссэн ойлголтдоо хүрэх итгэл найдвараас холдож, "масс" ба "эфир"-ийн талаар одоогийнхоос илүү бодитой ойлголттой болох нь энэ эсвэл эхлээд эрт дээр үеэс илүү чухал гэдгийг би илүү яаралтай, илүү тодорхой ойлгосон.

Д. И. Менделеев

1904 оны 1-р сард Дмитрий Иванович Менделеевийн 70 насны төрсөн өдрийг тохиолдуулан Петербургийн 5-р хуудаст түүнтэй хийсэн ярилцлагыг нийтэлжээ. Түүнийг одоо ямар төрлийн шинжлэх ухааны судалгаа хийж байгааг асуухад эрдэмтэн: "Тэдгээр нь зөвхөн өнгөрсөн жил миний дэвшүүлсэн онолыг батлах зорилготой, эс тэгвээс дэлхийн эфирийг химийн аргаар ойлгох оролдлого" гэж хариулав.

Бидний маш бага мэддэг энэ онол юу вэ?

Д. И. Менделеев 1902 оны 10-р сард "Дэлхийн эфирийг химийн аргаар ойлгох оролдлого" нийтлэлээ дуусгаж, 1903 оны 1-р сард "Өөрийгөө боловсролын эмхтгэл ба номын сан"-ын 1-4-т нийтлэв. 1904 оны 5-р сард алдарт одон орон судлаач Саймон Ньюкомбд бичсэн захидалдаа тэрээр ойрын ирээдүйд "химийн элементүүдийн нарийн төвөгтэй байдал, электронуудын тухай орчин үеийн санаануудын талаар …" нийтлэл бичих гэж байгаагаа мэдэгдэв.

Д. И. Менделеевийн хөрөг, И. Н. Крамской. Он нь 1878 он. Д. И. Менделеевийн хэлснээр элементүүдийн үелэх системтэй нягт холбоотой "химийн" эфирийн санааг эрдэмтэн 1870-аад оноос хойш хөгжүүлж ирсэн.

Химийн элементүүдийн нарийн төвөгтэй байдал ба электронуудын тухай - энэ нь орчин үеийн уншигчдад ойлгомжтой, гэхдээ дэлхийн эфир? Энэ санааг шинжлэх ухаан орхисон гэдгийг одоо сургуулийн сурагчид хүртэл мэддэг болсон. Тиймээс, Менделеевийн сүүлчийн бүтээлүүдийн нэг нь маш ховор, бараг хаана ч дурдагддаггүй бөгөөд үүнийг олоход хэцүү байдаг. Шинжлэх ухаан, боловсролын олон номын сангуудад Д. И. Менделеевийн "Бүтээлүүд" олон ботид "Дэлхийн эфирийг химийн аргаар ойлгох оролдлого" гэсэн бүлгийг агуулсан 2-р боть байхгүй байна. Эрдэмтний өв уламжлалаас энэ “сониуч” бүтээлийг ямар нэгэн байдлаар увайгүй оролдоод байгаа юм шиг сэтгэгдэл ч заримдаа төрдөг. Агуу Менделеевийг өндөр насандаа ур чадварынхаа түвшнээс давсан байж магадгүй гэж олон хүн гутаан доромжилдог бололтой.

Гэхдээ яаран дүгнэлт хийх хэрэггүй. Д. И. Менделеев энэ "ичих" онолыг бараг бүхий л бүтээлч амьдралынхаа туршид ургуулсан. Тогтмол системийг нээснээс хойш хоёр жилийн дараа (Менделеев 40 нас хүрээгүй байсан) өөрийн гараар "Химийн үндэс" -ийн дардас дээр устөрөгчийн тэмдгийн ойролцоо бичээсийг хийсэн бөгөөд үүнийг дараах байдлаар тайлж болно. Эфир бол хамгийн хөнгөн, сая сая удаа." "Эфир" нь Менделеевт хамгийн хөнгөн химийн элемент мэт санагдсан бололтой.

"70-аад оноос хойш "Химийн утгаараа эфир гэж юу вэ? Энэ нь элементүүдийн үечилсэн системтэй нягт холбоотой бөгөөд энэ нь миний сэтгэлийг хөдөлгөж байсан ч одоо л би энэ тухай ярьж зүрхлэх болсон."

Тэгэхээр эфирийн химийн элемент - эфирийн элемент - эфирийн атом чанар - эфирийн салангид байдал. Энэ бол орчин үеийн физикийн шаардлагагүй суга таяг гэж хаясан эфир биш юм. Толь бичгийг нээцгээе:

"Эфир (Грекээр Aither - таамаглалын материалаар дүүргэх орон зай) … Сонгодог физикт эфирийг Ньютоны үнэмлэхүй орон зайг дүүргэх нэгэн төрлийн, механик, уян орчин гэж ойлгодог" (Философийн толь бичиг / Ред. М. М. Розентал. - М., 1975).).

Эфирийн сонгодог тодорхойлолтод нэгэн төрлийн эсвэл тасралтгүй байдлыг онцолдог. Менделеевийн ярьдаг эфир нь элементүүдээс бүрддэг, атомын шинж чанартай, нэг төрлийн бус, тасалдалтай, салангид байдаг. Энэ нь бүтэцтэй.

1870-аад оны үед Дмитрий Иванович эфирийн асуудлыг сонирхож байсан нь үечилсэн систем ("энэ нь миний сэтгэлийг хөдөлгөсөн") болон хийн судалгааны дараагийн ажилтай нягт холбоотой юм. "Эфир бол хязгаарлагдмал төлөвт хамгийн ховордсон хийн нийлбэр гэдэгт би анх итгэдэг байсан. Туршилтыг би бага даралтын дор хийсэн - хариултыг авахын тулд."

Гэвч эдгээр бүтээлүүд нь түүнд сэтгэл хангалуун байсангүй: … дэлхийн эфирийг уур, хийн туйлын ховордлого гэж үзэх санаа нь анх удаа бодох үеийг ч тэсвэрлэдэггүй - учир нь эфирийг өөрөөр төсөөлөх аргагүй юм. бодис болгон, бүх зүйл, хаа сайгүй нэвтэрч; Энэ нь уур, хийн хувьд ердийн зүйл биш юм.”

"Дэлхийн эфирийн химийн үзэл баримтлал"-ын нарийвчилсан хөгжил нь инертийн хий нээсэн үеэс эхэлсэн. Д. И. Менделеев олон шинэ элементүүдийг урьдчилан таамаглаж байсан боловч инертийн хий нь түүний хувьд ч гэнэтийн байсан. Тэрээр энэ нээлтийг дотоод тэмцэлгүйгээр шууд хүлээн зөвшөөрөөгүй бөгөөд үечилсэн систем дэх инертийн хийн байршлын талаар ихэнх химичтэй санал нийлэхгүй байв. Тэд хаана байрлах ёстой вэ? Орчин үеийн химичүүд эргэлзэлгүйгээр хэлэх болно: Мэдээжийн хэрэг, VIII бүлэгт. Мөн Менделеев тэг бүлэг оршин тогтнохыг эрс хатуу шаардав. Инерцийн хий нь бусад элементүүдээс маш ялгаатай тул системийн хажуу талд байрладаг. Баруун (VIII бүлэг) эсвэл зүүн (тэг бүлэг) ирмэг дээр тэд ямар ялгаатай байх шиг байна. Ялангуяа атомын электрон бүтцийг мэддэггүй байсан тэр үеийнх нь хувьд энэ нь бидэнд огт зарчимгүй юм шиг санагддаг, гэхдээ одоо ч бид зөвхөн мэддэг гэж өөрсдийгөө хуурдаг. Менделеев өөрөөр бодож байсан. Идэвхгүй хийг баруун талд байрлуулна гэдэг нь устөрөгч ба гелийн хоорондох бүхэл бүтэн цуврал хоосон зайг бий болгоно гэсэн үг юм. Устөрөгч ба гели хоёрын хооронд шинэ элементүүдийг хайхад хэцүү байсан! Магадгүй фтороос хөнгөн галоген (Гелий үнэхээр VIII бүлэгт багтдаг гэж Менделеев ийм галоген байх магадлалыг хүлээн зөвшөөрсөн) эсвэл устөрөгч ба гелийн хооронд бусад хөнгөн элементүүд байдаг болов уу? Тэд тэнд байхгүй тул инертийн хийн газар зүүн талд, тэг бүлэгт байна! Түүнээс гадна тэдний валент нь VIII-аас тэг байх магадлалтай. Мөн атомын жингийн тоон харьцаа нь зүүн талд, мөр бүрийн эхэнд инертийн хийн байрлалыг хоёрдмол утгагүй харуулж байна.

Д. И. Менделеев "Тэг бүлгийн аргоны аналогуудын энэ байрлал нь үечилсэн хуулийг ойлгохын логик үр дагавар юм" гэж батлав.

Уильям Рамсайгийн санал болгосноор Менделеев үелэх системд тэг бүлгийг оруулснаар устөрөгчөөс хөнгөн элементүүдэд орон зай үлдээжээ.

Дмитрий Иванович яагаад тэг бүлэг оршин тогтнохыг шаардаж байсан нь тодорхой болсон; түүний фтороос хөнгөн галогенийн таамаглалыг дурдсан нь ойлгомжтой; Тиймээс түүний устөрөгчөөс хөнгөн элементийг хайж байсан нь бүр ойлгомжтой бөгөөд түүний оршин тогтнох талаар удаан хугацааны турш бодож байсан: "Хэд хэдэн элемент устөрөгчөөс эхлэх ёстой гэж хэзээ ч санасангүй." "Удаан хугацаанд эзэлсэн устөрөгчийг анхны байрлалаас нь салгаж, миний үргэлж итгэдэг атомын жинтэй устөрөгчөөс ч бага хэмжээний элементүүдийг хүлээхийг хүсч байна" - эдгээр нь эрдэмтний дотоод бодол юм., тэр үечилсэн хууль эцэслэн батлагдах хүртэл нуусан. "Би устөрөгчөөс өмнө атомын жин нь 1-ээс бага жинтэй элементүүдийг хүлээж болно гэсэн бодолтой байсан, гэхдээ би таамаглалыг зөгнөн, ялангуяа тэр үед би өөрийгөө ийм байдлаар илэрхийлж зүрхэлсэнгүй. Хэрэв түүний гадаад төрх нь устөрөгчөөс илүү хөнгөн элементүүдийн тухай таамаглал дагалдаж байвал санал болгож буй шинэ системийн талаархи сэтгэгдлийг сүйтгэх болно."

Бельгийн эрдэмтэн Лео Херрера 1900 онд Бельгийн хааны шинжлэх ухааны академийн (Academie royale de Belgique) хурал дээр анх санал болгосон түүний хамгаалсан тэг бүлэгтэй системд устөрөгч нь анхных биш юм шиг санагдаж магадгүй юм. Учир нь энэ нь түүний урд хэт хөнгөн элементийн чөлөөт зай зайлшгүй гарч ирдэг - магадгүй энэ нь "эфир элемент" юм болов уу?

"Одоо, устөрөгчийг байрлуулах ёстой I бүлгийн өмнө төлөөлөгчид нь I бүлгийн элементүүдээс бага атомын жинтэй тэг бүлэг байдаг гэдэгт өчүүхэн ч эргэлзэхгүй байх үед надад боломжгүй юм шиг санагдаж байна. устөрөгчөөс хөнгөн элементүүд байдаг гэдгийг үгүйсгэх" гэж Дмитрий Иванович бичжээ.

Менделеев өөрийн нээсэн хуулинд массын мөн чанарыг материйн гол шинж чанар гэж физикийн үүднээс ойлгохыг хичээдэг. Таталцлын физик үндсийг олж мэдээд (тэр энэ асуудалд хэр их хүчин чармайлт, цаг зарцуулсан талаар бид бас бага мэддэг) дэлхийн эфирийг "дамжуулах" орчин гэсэн ойлголттой нягт холбож, хамгийн хөнгөн элементийг хайж байна. Гэвч 1870-аад оны туршилтын үр дүн "эфир бол хамгийн ховор хийн нийлбэр" гэдгийг нотолсон нь Менделеевийн сэтгэлд нийцсэнгүй. Хэсэг хугацаанд тэрээр энэ чиглэлээр судалгаа хийхээ больсон, хаана ч бичээгүй, гэхдээ тэдний талаар хэзээ ч мартаагүй бололтой.

Амьдралынхаа төгсгөлд материйн гүн шинж чанаруудын талаархи асуултын хариултыг хайж байхдаа тэрээр дахин "дэлхийн эфир" рүү ханддаг бөгөөд үүний тусламжтайгаар тэрээр байгалийн шинжлэх ухааны үндсэн ойлголтын мөн чанарт нэвтрэхийг хичээдэг. 19-р зуун (тэр ч байтугай 20, тэр ч байтугай 21-р зуун) - масс, түүнчлэн шинэ нээлтүүд, юуны түрүүнд цацраг идэвхт байдлын талаархи тайлбарыг өгөх. Менделеевийн гол санаа нь: "Эфирийн талаархи бодит ойлголтыг түүний химийг үл тоомсорлож, энгийн бодис гэж үзэхгүй байх замаар олж авах боломжгүй; Эдүгээ энгийн бодисууд нь тэдний үе үе хууль ёсны байдалд захирагдахгүйгээр төсөөлөхийн аргагүй юм." Менделеев дэлхийн эфирийг дүрслэхдээ "Нэгдүгээрт, нягт болон атомын жингийн хувьд бүх элементүүдээс хамгийн хөнгөн нь, хоёрдугаарт, хамгийн хурдан хөдөлдөг хий, гуравдугаарт, бусад атом эсвэл тодорхой хүчтэй бөөмстэй хамт үүсэх хамгийн бага чадвартай" гэж үздэг. нэгдлүүд, дөрөвдүгээрт, хаа сайгүй өргөн тархсан, бүх нийтийг хамарсан элемент юм."

Менделеевийн тооцоолсноор энэхүү таамаглалын X элементийн атомын жин 5.3х10 хооронд хэлбэлзэж болно.^-11 9.6 × 10 хүртэл^-7 (хэрэв H-ийн атомын жин 1 бол). Таамаглалын элементийн массыг тооцоолохын тулд тэрээр механик, одон орон судлалын салбарын мэдлэгийг ашигладаг. X элемент нь инерцийн хийн хамгийн хөнгөн аналог болох тэг бүлгийн тэг үед үелэх системд байр сууриа эзэлжээ. (Менделеев энэ элементийг "Ньютони" гэж нэрлэдэг.) Үүнээс гадна Дмитрий Иванович устөрөгчөөс хөнгөн өөр нэг элемент болох Y элемент болох титэм (титмийн шугамууд нар хиртэх үед нарны титмийн спектрт бүртгэгдсэн байх магадлалтай) байгааг хүлээн зөвшөөрсөн. 1869 онд нар; Дэлхий дээр гелийг нээсэн нь энэ элементийг бодитой гэж үзэх үндэс болсон). Үүний зэрэгцээ Менделеев X ба Y элементүүдийн таамаглалын шинж чанарыг удаа дараа онцлон тэмдэглэсэн бөгөөд тэдгээрийг "Химийн үндэс" номын 7, 8-р хэвлэлийн элементүүдийн хүснэгтэд оруулаагүй болно.

Менделеевийн бүтээлүүд дэх шинжлэх ухааны шаардлага, хариуцлага нь тайлбар шаарддаггүй. Гэхдээ бидний харж байгаагаар хэрэв хайлтын логик үүнийг шаарддаг бол тэрээр хамгийн ер бусын таамаглалуудыг зоригтойгоор дэвшүүлэв. Түүний үечилсэн хуулийн үндсэн дээр хийсэн бүх таамаглал (тухайн үед үл мэдэгдэх 12 элемент байсан, мөн элементүүдийн атомын массын засвар) гайхалтай батлагдсан.

Би бор, хөнгөн цагаан, цахиурын аналогт үечилсэн хуулийг хэрэглэх үед би 33 насаар залуу байсан бөгөөд бүх зүйл надад тодорхой харагдаж байсан тул эрт орой хэзээ нэгэн цагт урьдчилан таамагласан зүйл зөвтгөгдөх ёстой гэдэгт бүрэн итгэлтэй байсан. Шалтгаан миний бодож байснаас хурдан ирлээ. Дараа нь эрсдэлгүй, одоо эрсдэлд оруулдаг. Үүнд шийдэмгий байдал хэрэгтэй. Энэ нь би цацраг идэвхт үзэгдлүүдийг хараад … хойшлуулах боломжгүй болсныг, магадгүй миний төгс бус бодлууд хэн нэгнийг боломжоос илүү зөв зам руу хөтөлж магадгүй гэдгийг ойлгох үед ирсэн бөгөөд энэ нь миний хараа суларч байгаа мэт санагдаж байна.

Тэгэхээр энэ нь анхны томоохон алдаа, магадгүй одоо олон хүний үзэж байгаа шиг агуу эрдэмтний гүн төөрөгдөл үү, эсвэл чадваргүй шавь нар нь суут ухааныг буруугаар ойлгосон харамсмаар уу?

20-р зууны эхэн үед зөвхөн Менделеев төдийгүй олон физикч, химичүүд "эфир" байдаг гэдэгт итгэдэг байв. Гэвч Альберт Эйнштейн харьцангуйн тусгай ба ерөнхий онолыг бий болгосны дараа энэ итгэл үнэмшил бүдгэрч эхэлсэн. 1930-аад он гэхэд "эфир"-ийн асуудал байхгүй болж, устөрөгчөөс хөнгөн элементүүдийн тухай асуудал өөрөө алга болсон гэж нийтээр хүлээн зөвшөөрдөг. Гэхдээ дахин хэлэхэд, сонгодог эфир, нэгэн төрлийн эфирийн асуудал алга болсон, харин бүтцийн эфир (Менделеевийн эфир) нэлээд амьд, зөвхөн үүнийг одоо бүтцийн вакуум эсвэл Диракийн физик вакуум гэж нэрлэдэг. Тэгэхээр асуулт нь зөвхөн нэр томъёонд л байна.

Устөрөгчөөс хөнгөн элементүүд рүү буцъя. Аливаа химич гомологийн цуваа, тэдний анхны гишүүд, ялангуяа эхнийх нь хэрхэн ажилладагийг мэддэг. Эхнийх нь үргэлж онцгой байдаг. Тэр үргэлж ерөнхий эгнээнээс хүчтэй ялгардаг. Устөрөгчийг I ба VII бүлэгт хоёуланд нь байрлуулсан (энэ нь шүлтлэг металл ба галогентэй нэгэн зэрэг төстэй). Тэгэхээр устөрөгч нь анхных шигээ биш … Тэг үеийн бодит элементүүдийг хайж олоход бид огт өөр ертөнцөд орох бөгөөд энэ нь энгийн бөөмсийн ертөнц юм шиг санагддаг.

Химийн шинжлэх ухааныг чанарын өөрчлөлтийн шинжлэх ухаан гэж ойлгох нь олон судлаачдын үзэж байгаагаар үечилсэн системд хамгийн тод илэрдэг бөгөөд системийн эхэн үед энэ нь зүгээр л гялалзсан гэрэл гэгээтэй байдаг. "Байгалийн хамгийн түгээмэл энгийн биетүүд нь бага атомын жинтэй байдаг ба атомын жин багатай бүх элементүүд нь шинж чанарын хурц шинж чанартай байдаг. Иймээс эдгээр нь ердийн элементүүд бөгөөд "тэг цэг" рүү ойртох тусам гайхалтай" огцом "чанарын үсрэлтүүд гарч ирэх ёстой бөгөөд энэ нь түүний онцгой шинж чанараас үүдэлтэй, учир нь" … энд зөвхөн системийн ирмэг биш, харин мөн ердийн элементүүд, тиймээс бид өвөрмөц байдал, өвөрмөц байдлыг хүлээж чадна.

Бид үе үеийн хуулийн үндсэн мөн чанарын талаар байнга ярьдаг ч бид үүнийг үнэхээр ойлгодоггүй юм шиг санагддаг. Менделеевийг давтан хэлье: "Тогтмол хуулийг үүсгэдэг ойлголтуудын мөн чанар нь байгалийн хүчний харилцан хамаарал, хувирах чадвар, тэнцүү байх физик-химийн ерөнхий зарчимд оршдог."

Эрдэмтний архивт хадгалагдаж байсан 1871 онд бичсэн "Химийн үндэс" сурах бичгийн 1871 оны үечилсэн систем бүхий хуудсан дээр Д. И. Менделеевийн гараар хийсэн бичилт: "Эфир бол хамгийн хөнгөн нь сая дахин".

Төгсгөлд нь би Дмитрий Ивановичийн хэлсэн үгийг эш татмаар байна:

"Би ертөнцийн эфирийн мөн чанарыг ойлгох гэсэн бүрэн гүйцэд биш оролдлогыг зөвхөн би хүсээгүй шалтгаанаар зугтаж, надад хуримтлагдсан сэтгэгдлүүдийн нийлбэрийн илэрхийлэл болохоос цаашгүй, үнэхээр химийн үүднээс харж байна. бодит байдлаас өдөөгдсөн бодлууд алга болно. Үүнтэй төстэй бодлууд олон хүний толгойд гарч байсан байх, гэхдээ тэдгээрийг хэлэх хүртэл тэд амархан, ихэвчлэн алга болж, хөгждөггүй, аажмаар итгэл үнэмшил хуримтлагддаггүй бөгөөд энэ нь дангаараа үлддэг. Хэрэв тэдгээр нь бидний хайж буй байгалийн үнэний ядаж нэг хэсгийг агуулсан байвал миний оролдлого дэмий хоосон биш, үүнийг боловсруулж, нэмж, засч залруулах болно, хэрэв миний бодол үндэслэл, танилцуулгадаа буруу байвал эсвэл өөр төрлийн няцаалт нь бусдыг давтахаас сэргийлнэ. Удаан боловч тогтвортой урагшлах өөр арга замыг би мэдэхгүй."

Физик вакуум - орчин үеийн үзлээр бол квантжуулсан талбайн үндсэн төлөв, тэг цахилгаан цэнэг, импульс, өнцгийн импульс болон бусад квант тоо бүхий нэг төрлийн орчин. Талбайнууд нь хамгийн бага энергитэй боловч том далайцтай хэлбэлзэлтэй байдаг. Квантын санаанууд үүссэн нь материйн нэг бүтцийн бүх нийтийн дүр зургийг бий болгоход хүргэсэн. Сонгодог физикийн талбар, бөөмсийн оронд тэд одоо нэг физик объектыг авч үздэг - дөрвөн хэмжээст орон зай-цаг хугацааны квант талбар, "сонгодог" талбар (цахилгаан, соронзон гэх мэт) болон бөөмсийн төрөл тус бүрт нэг нэгийг авч үздэг. Жишээлбэл, Дирак вакуум нь спин ½ (электрон, позитрон, мюон, кварк гэх мэт) бүхий бөөмсийн орон юм. Бөөмс эсвэл талбайн харилцан үйлчлэл бүр нь орон зай-цаг хугацааны цэг дэх эдгээр талбайн квантуудын солилцооны үр дүн юм. Зарим үүднээс авч үзвэл физикийн вакуум нь материаллаг орчны шинж чанарыг илтгэдэг бөгөөд үүнийг "орчин үеийн эфир" гэж үзэх үндэслэл болдог.

Д. Менделеев. Эфирийг химийн аргаар ойлгох оролдлого. 1905.pdf Химийн үндэс. Нэгдүгээр хэсэг. 1949. Менделеев Д. И.джву Химийн үндэс. Хоёрдугаар хэсэг. 1949. Менделеев Д. И.джву Сэдвийн нийтлэлүүд:

Д. И. Менделеевийн амьдрал ба хөгжил - үл мэдэгдэх баримтууд

Эфирийг хэн, яагаад үелэх системээс нуусан бэ? Үзэл бодлын нэг

Менделеев: нефтийн олигархуудын эсрэг тэмцэгч, эфирийн онолыг дэмжигч