Дмитрий Менделеев – русский учёный, открывший периодический закон химических элементов, ч. I

2 февраля 2020 г. исполнилось 113 лет со дня смерти Дмитрия Ивановича Менделеева. Ученый оставил свыше 500 печатных трудов и был автором фундаментальных исследований по химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике, народному просвещению и другим направлениям, тесно связанным с потребностями развития производительных сил России. Русский ученый заложил основы теории растворов, предложил промышленный способ фракционного разделения нефти, изобрел вид бездымного пороха, пропагандировал использование минеральных удобрений, орошение засушливых земель, занимался вопросами приборостроения.

Обоснование периодического закона, этого величайшего открытия Менде­леева, и характеристику  значения закона дает сам автор в своей книге «Основы химии». К этому своему открытию он сам приложил в качестве высшего критерия то, что по его мнению составляет одну из конечных целей научного изучения, а именно, предвидение. Он предсказал существование трех тогда неизвестных простых тел и заранее начертал свойства этих простых тел и их соединений, которые должны быть им присущи на основании периодического закона. Эти предсказания полностью оправдались. Представители науки трех раз­личных стран — Франции, Норвегии и Германии,— Лекок де Буабодран, Нильсон и Винклер, последовательно открыли новые элементы: галлий (1875), скандий (1879) и германий (1886) и могли удостоверить, что их свойства вполне отвечают предсказаниям Менделеева. Это совпадение поставило открытие периодического закона па высоту научного события величайшей важности.

После этого сделалось ясным, что построенная Менделеевым система химических элементов представляет не одну из более или менее удачных группировок элементов, а является выражением закона природы, охватываю­щего притом область, вход в которую для химика до того был закрыт, — в область химически неизменяемых элементов. Они, эти химические элементы, носители химической неизменности значительного числа видов материи, представляли последнюю грань химических изысканий. А именно в эту область жадно стремилась научная пытливость, настойчиво направлялась научная мысль, ищущая овладеть природой материи и не могущая прими­риться с отсутствием единства в этой области. Менделеев вводит науку в эту область, создает для нее и здесь твердое основание в виде общего для всех элементов закона, охватывающего и физические и химические свойства вещества. В этом единстве плана, представляемого периодической системой элементов,  Менделеев усматривает то выражение единства в области материи, к которому стремится наша мысль, и на этом ставит точку. Он отказывается делать какие-либо дальнейшие выводы. Верный  своему реаль­ному направлению, он находит бесцельным останавливаться над гипотезами о происхождении элементов, или о возможности их превращения друг в друга при отсутствии каких-либо опытных данных, могущих служить опорой для такого рода гипотез.

Периодический закон послужил могучим толчком для мировой научной мысли. Найдены были новые цель и смысл точных исследований свойств и состава разнообразных веществ. Идеей периодичности стали пользоваться при изучении разнообразных явлений. С другой стороны, успех периодиче­ского закона окрылил мысли исследователей и побудил их, следуя примеру Менделеева, направиться в поиски соотношений, которые могли бы служить опорой для дальнейших суждений о природе химических элементов. Это движение, вызванное периодическим законом, не прекращается и поныне. С ним связаны и новейшие попытки установить строение химических атомов. Инициатива этих попыток перешла к физикам, и они связаны с современными воззрениями на электричество.

В открытии периодического закона ярко выразились могучие твор­ческие силы, составлявшие гений Менделеева. Не он первый пытался груп­пировать химические элементы в определенную систему. Такого рода попытки неизбежно должны была вызываться самим преподаванием, химии. Невоз­можно преподавать химии, не приводя сколько-нибудь в систему факти­ческий материал, не объединяя элементы в группы по некоторому их вза­имному сходству. Почему же из множества лиц, ученых исследователей и преподавателей химии, подходивших к этой задаче, только один Менделеев дал такое ее решение, которое привлекло к себе общее внимание?

Вопрос о том, как он дошел до открытия периодического закона, не обходит и сам автор в своих «Основах». Его ответ нельзя отнести к числу мест, в которых любознательность читателя «Основ» может найти полное удовлетворение. Ответ этот ограничен скромными рамками характеристики внешнего приема его творчества:

«Написал на карточках названия всех известных элементов, их атомные веса и главнейшие свойства и пытался их расположить в порядке возра­стающих величин атомного веса». Вот ответ, который дает автор на поставленный вопрос. Мы знаем теперь, что этот «естественный» прием должен был встретить тогда чрезвычайные трудности. Для некоторых элементов атомные веса были определены совершенно неверно, что в то время было неизвестно. Такие неверные величины, из которых, одна относилась к одному из начальных элементов, бериллию, должны были извращать порядок распре­деления элементов по величинам атомных весов и низводить искомую еди­ную общую систему элементов к разрозненным группировкам, основанным на условных и иногда случайных признаках. Действительный порядок также затемнялся отсутствием нескольких элементов, в то время неизвестных.

Эти трудности не остановили Менделеева. Усмотрев признаки общего закона в отдельных частях системы, он решительно и смело пошел к их устранению. Он выяснил, каковы должны были быть действительные величины атомных весов для ряда элементов, вносивших своими неправильно определенными величинами грубые извращения в систему. Он привел в порядок центральную часть системы, введя в нее новые неизвестные элементы, которые должны были занять в будущем свои места в системе с заранее предуказанными  для них свойствами. В этой именно работе проявил себя гений Менделеева. В ней проявились его главные черты. Искать в огромной массе фактов нечто главное, основное, общее для всех и, проницательным взором усмотрев это наиболее драгоценное нечто, подчинить ему опытные данные надлежащей обработкой и исправлением. Тут не только смелый полет мысли, по и настойчивая, умелая и уверенная в себе обработка сырого опытного материала.

Вопросом определения атомных весов, отысканием признаков сходства элементов занимались многие выдающиеся представители науки; им посвя­щено значительное число больших научных трудов. Все это внимательно изучает Менделеев, и это не мешает ему идти своим собственным путем, не смущаясь необходимостью исправлять заключения опытных исследова­телей.