Закон Менделеева

С XV–XVI веков наступает эпоха быстрого развития производительных сил. Наука восстаёт против религии. В книге, вышедшей в первой половине XVII века, французский учёный Гассенди возрождает учение древнегреческих мыслителей-материалистов об атомах. Атомы отличаются друг от друга формой, величиной и весом, — учит он, — но различных атомов в природе немного. Как же строится из них всё многообразие тел природы? Гассенди пишет, что подобно тому, как из трёх десятков букв составляются десятки тысяч различных слов, так из разных атомов строятся все тела мира. Атомы объединяются в различных соединениях в небольшие устойчивые группы — молекулы. В различных телах эти молекулы различны. Они отличаются друг от друга как числом входящих в их состав атомов, так и видом последних.

Представление об атомах и молекулах позволяет убедительно объяснять многие явления природы.

Почему, например, мы чувствуем запах цветов и различных пахучих веществ на расстоянии? Если предположить, что эти вещества не сплошные, а состоят из мельчайших частиц, тогда можно дать ответ на этот вопрос: от пахучих веществ отлетают отдельные частички, которые попадают к нам в нос, и мы чувствуем запах.

Просто объясняются и такие всем известные явления, как испарение воды при нагревании или растворение сахара в воде. Если предполагать, что вода и сахар являются сплошными телами, то очень трудно понять, как может в воде растворяться сахар, а сама вода при нагревании превращаться в пар. Если же допустить, что эти тела состоят из отдельных мельчайших частичек, то растворение сахара в воде и испарение воды станет легко объяснимым. Кусок сахара, попадая в воду, распадается в ней на мельчайшие, невидимые глазом частички, которые расходятся по всей жидкости. При испарении воды отдельные её частички отрываются от поверхности жидкости и поднимаются в воздух.

Дальнейшее развитие учение об атомах получает в трудах великого русского учёного М. В. Ломоносова. В своих сочинениях он подробно объяснил, как из невидимых, «нечувствительных», как он их называл, частичек вещества строятся различные тела природы.

Каждое тело состоит из молекул (или, как их называл Ломоносов, «корпускул»). Молекулы бывают однородными и разнородными. Однородная молекула состоит из одинаковых атомов. Разнородная молекула состоит из атомов, отличных друг от друга.

Из однородных молекул строятся простые тела. Сложные тела состоят из молекул разнородных.

Ломоносов считал также, что атомы в молекулах сложных тел могут располагаться по-разному; от различного расположения одних и тех же атомов зависят свойства сложных тел.

Теперь мы знаем, что различные тела природы строятся из атомов именно таким образом, как указывал Ломоносов.

Каждому химическому элементу соответствует определённый вид атомов, причём атомы разных химических элементов отличаются друг от друга своей массой. Атом каждого химического элемента имеет свой собственный, отличный от других атомов, вес.

СКОЛЬКО В МИРЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ?

Изучая состав различных тел, встречающихся в природе, химики уже в конце XVIII века насчитывали более 20 веществ, неразложимых далее химическим путём, более 20 различных химических элементов. В начале XIX века было открыто много новых химических элементов — калий, натрий, барий, стронций, магний и другие.

Дальнейшие поиски приводят учёных к открытию всё новых и новых элементов.

Химики изучают вновь найденные элементы, определяют их свойства, устанавливают атомные веса.

Вес отдельных атомов в граммах ничтожно мал. Так, например, вес атома водорода равен 0,000 000 000 000 000 000 000 167 грамма; вес каждого из атомов кислорода примерно в 16 раз больше: он равен 0, 000 000 000 000 000 000 002 657 грамма.

Такие числа трудно запоминать, они неудобны для расчётов. Поэтому в химии принят не вес атомов химического элемента в граммах, а его атомный вес. Атомный вес химического элемента — число относительное; оно показывает, во сколько раз вес атомов какого-либо элемента тяжелее или легче атомов другого химического элемента, вес которого уже известен.

В качестве единицы для сравнения химики взяли сначала самый лёгкий элемент — водород; вес его атомов был условно принят равным единице. Естественно, что атомные веса всех других химических элементов были больше атомного веса водорода и, следовательно, превышали единицу. Например, атомный вес натрия был равен 23, железа— 56, золота— 197 и т. д.

В дальнейшем для сравнения был взят атом кислорода, вес которого был принят равным точно 16; за единицу атомного веса была принята ¹/₁₆ веса атома кислорода (атомный вес водорода при этом равен 1,008).