История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2

Для сравнения в этой таблице были приведены данные Й.Я. Берцелиуса (1818 г.). В 1816–1817 гг. немецкий ученый обнаружил, что в последовательности элементов от Ca к Sr и затем Ba наблюдается закономерное изменение их химических свойств. В 1829 г., изучая соединения брома, Деберейнер установил, что этот элемент по своим свойствам занимает промежуточное положение между хлором и иодом. В ряду хлор — бром — иод наблюдалось не только закономерное изменение цвета и реакционной способности, но также и постепенное изменение атомной массы.

Li    Ca   P    S    Cl

Na   Sr   As   Se   Br

К   Ba   Sb   Те   I

Деберейнер продолжил поиски и установил еще несколько групп из трех элементов (он назвал их триадами), физико-химические свойства которых изменялись постепенно. Эти группы были образованы следующими элементами: во-первых, кальций, стронций, барий; во-вторых, сера, селен, теллур; в третьих, фосфор, мышьяк и сурьма. Во всех этих группах атомная масса среднего элемента приблизительно являлась средним арифметическим из атомных масс крайних элементов. Например:

M(Br) = (M(Cl) + M(I))/2 = (35,4537 + 126,90447)/2 = 81,1791 ≈ M(Br). (2.1)

^{Иоганн Вольфганг Деберейнер (1780-1849)} 

Деберейнер пытался найти и другие триады, но безуспешно.

Несмотря на то, что триады Деберейнера в какой-то мере являлись прообразами менделеевских групп, эти представления были в целом еще слишком несовершенны. Отсутствие магния в едином семействе кальция, стронция и бария или кислорода в семействе серы, селена и теллура является результатом искусственного ограничения совокупностей сходных элементов лишь тройственными союзами. Очень показательна в этом смысле неудачная попытка немецкого ученого выделить триаду из четырех близких по своим свойствам элементов: Р, As, Sb, Bi. Деберейнер отчетливо видел глубокие аналогии в химических свойствах фосфора и мышьяка, а также сурьмы и висмута, но, заранее ограничив себя поисками триад, не смог найти верного решения. Спустя полвека Лотар Мейер скажет, что если бы Деберейнер хоть ненадолго отвлекся от своих триад, то он сразу же увидел бы сходство всех этих четырех элементов одновременно.

Современники пришли к выводу, что триады Деберейнера — явление случайное, поскольку разбить все известные элементы на триады, естественно, не удалось. Несмотря на то, что попытка Деберейнера систематизировать все известные к тому времени элементы не увенчалась успехом, закон триад явно указывал на наличие взаимосвязи между атомной массой и свойствами элементов, а также их соединений.

Поэтому все дальнейшие попытки систематизации основывались на размещении элементов в соответствии с их атомными массами.

Идеи Деберейнера были развиты другим немецким химиком Леопольдом Гмелиным (см. т. 1, глава 8, п. 8.12), который показал, что взаимосвязь между свойствами элементов и их атомными массами значительно сложнее, нежели триады. В 1843 г. в своем всемирно известном справочном руководстве «Handbuch der anorganischen Chemie» Л. Гмелин опубликовал таблицу, в которой химически сходные элементы были расставлены по группам в порядке возрастания их соединительных (эквивалентных) масс. Элементы составляли триады, а также тетрады и пентады

(группы из четырех и пяти элементов соответственно), причем электроотрицательность элементов в таблице плавно изменялась сверху вниз.

^{Система элементов Л. Гмелина (обозначения символов элементов 40-х гг. XIX в.)}

Вне групп элементов, в самом верху таблицы, немецкий ученый разместил 3 «базисных» элемента — кислород, азот и водород. Ниже кислорода были расположены группы электроотрицательных элементов или, согласно терминологии Й.Я. Берцелиуса, металлоидов. В своей таблице под водородом немецкий химик разместил электроположительные элементы — металлы.

Несомненно, таблица Л. Гмелина оказала определенное влияние на дальнейшие попытки систематизации химических элементов в зависимости от величины их атомных или эквивалентных масс. В 1853 г. И.Г. Гледстон усовершенствовал и несколько расширил таблицу немецкого ученого, включив в нее вновь открытые элементы, в том числе редкоземельные металлы.