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

Несмотря на то, что приоритет в открытии Периодического закона по праву остается за Д.И. Менделеевым, предложенный Ю.Л. Мейером метод изучения периодичности молярных объемов простых веществ и других физико-химических характеристик элементов оказался весьма плодотворным в плане более глубокого осознания периодичности изменения свойств не только химических элементов, но и их соединений.

Спустя десять лет после выхода статьи, сделавшей Л. Мейера знаменитым, в работе «К истории периодической атомистики» («Zur Geschichte der periodischen Atomistik») немецкий ученый писал: «Мне не хватило смелости на так далеко идущие предположения, которые убежденно высказал Менделеев»^{282}. В этой статье Мейер признал, что все главные положения, составляющие основу Периодического закона, были впервые опубликованы Д.И. Менделеевым. В 1906 г. в восьмом издании «Основ химии» русский ученый подвел черту под полемикой о приоритете. Д.И. Менделеев писал: «Ни де Шанкуртуа…, ни Ньюландс, которого выставляют англичане, ни Л. Мейер, которого цитировали иные как основателя Периодического закона, не рисковали бы преуспеть в предугадывании свойств еще неоткрытых элементов … и вообще считать Периодический закон новым, строго постановленным законом природы, могущим охватывать еще доселе не обобщенные факты, как это сделано мною с самого начала (1869)»^{283}.

2.5. Триумф Периодического закона

2.5.1. Новые методы изучения элементов

Еще в конце 50-х годов XIX столетия немецкие физик Густав Роберт Кирхгоф и химик Роберт Вильгельм Бунзен разработали основы спектрального анализа

элементов (см. т. 2, глава 4, п. 4.7). В качестве источника света эти ученые пользовались изобретенной Бунзеном горелкой, той самой, которая известна каждому начинающему химику. Сгорающая в ней смесь газа и воздуха дает практически бесцветное пламя с достаточно высокой температурой. Когда Кирхгоф помещал в пламя горелки крупинки различных химических веществ, оно окрашивалось в различные цвета. Свет такого пламени, пропущенный через призму Фраунгофера, давал не сплошную полосу, а отдельные яркие линии. Кирхгоф доказал, что для каждого элемента, прокаленного в пламени горелки, характерен свой спектр. Получив такую информацию, можно было установить качественный элементный состав исследуемого вещества. Прибор, используемый для определения элементов описанным способом, получил название спектроскопа (см. т. 2, глава 4, п. 4.7).

^{Густав Роберт Кирхгоф (1824–1887)}

^{Роберт Вильгельм Бунзен (1811–1899)} 

Во времена Кирхгофа и Бунзена ученые еще не знали, что истинные причины испускания и поглощения света атомами различных элементов в видимой области спектра связаны с их электронным строением (см. т. 2, глава 5, пп. 5.3.1, 5.3.6). Тем не менее, изобретение спектроскопа вооружило химиков перспективным и высокоэффективным экспериментальным методом, позволяющим обнаруживать новые элементы. Если, например, в спектре исследуемого вещества наблюдалась линия, которая не принадлежала уже известным элементам, то имелись все основания предполагать, что это вещество содержит новый элемент.

Кирхгоф и Бунзен сами продемонстрировали эффективность своего экспериментального метода. В 1860 г. они обнаружили новый щелочной металл, близкий по своим химическим свойствам к натрию и калию. Они назвали открытый ими элемент цезием (от латинского caesius — сине-серый), поскольку в спектре этого металла самой яркой была линия, лежащая в этой области видимого излучения. В 1861 г. эти ученые обнаружили еще один щелочной металл — рубидий, который также получил название по цвету его наиболее интенсивной спектральной линии (от латинского rubidius

— темно-красный, рубиновый). 

2.5.2. Открытие элементов, предсказанных Д.И. Менделеевым

Открытие предсказанных Д.И. Менделеевым химических элементов не заставило себя долго ждать. В 1875 г. был идентифицирован первый из них. В августе этого года французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран в спектре образца сфалерита, доставленного из Пиренеев, обнаружил яркую фиолетовую линию, которую было нельзя отнести ни к одному из известных к тому времени элементов. При проведении повторного спектрального анализа отделенных от сульфида цинка примесей, французский химик обнаружил, что интенсивность фиолетовой линии усилилась. Выполнив надлежащие химические операции, Лекок де Буабодран идентифицировал новый элемент, названный галлием в честь родины ученого.