Innehållsförteckning:
Video: Problemet med "noll" i Mendeleevs verk
2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17
… Ju mer jag var tvungen att tänka på kemiska grundämnens natur, desto mer avvek jag både från det klassiska begreppet primärmateria och från hoppet att uppnå den önskade förståelsen av grundämnenas natur genom att studera elektriska och ljusfenomen, och varje gång mer brådskande och tydligare insåg jag att tidigare detta eller första är det nödvändigt att få en mer verklig uppfattning om "massan" och om "etern" än nu.
D. I. Mendeleev
I januari 1904 publicerade Petersburgs broschyr nr 5, med anledning av Dmitry Ivanovich Mendeleevs 70-årsdag, en intervju med honom. På frågan om vilken typ av vetenskaplig forskning han för närvarande sysslar med, svarade vetenskapsmannen: "De syftar uteslutande till att bekräfta den teori jag lagt fram under det senaste året, eller snarare försök, om en kemisk förståelse av världsetern."
Vad är det för teori som vi vet så lite om?
DI Mendeleev avslutade sin artikel "An Attempt at a Chemical Understanding of the World Ether" i oktober 1902 och publicerade den i januari 1903 i nr 1-4 i "Bulletin and Library of Self-Education". I maj 1904, i ett brev till den berömda astronomen Simon Newcomb, meddelade han att han inom en snar framtid skulle skriva en artikel "om moderna idéer om komplexiteten hos kemiska element och om elektroner …"
Porträtt av D. I. Mendeleev av I. N. Kramskoy. Året är 1878. Idén om "kemisk" eter, som, enligt DI Mendeleev, är nära besläktad med det periodiska systemet för grundämnen, har vetenskapsmannen närt sedan 1870-talet.
Om komplexiteten hos kemiska grundämnen och om elektroner - detta är förståeligt för den moderna läsaren, men världens eter? Nu vet även skolbarn att denna idé har övergetts av vetenskapen. Därför kommenteras förmodligen ett av Mendeleevs sista verk mycket sällan, praktiskt taget ingenstans nämnt, och det är i allmänhet svårt att hitta det. I många vetenskapliga och pedagogiska bibliotek i multivolymen "Works" av DI Mendeleev saknas volym 2, som innehåller kapitlet "Försök till en kemisk förståelse av världens eter". Ibland får man till och med intrycket att de på något sätt blygt försöker utplåna detta "nyfikna" verk från vetenskapsmannens arv. Det verkar som att många nedlåtande tror att den store Mendeleev, på sin ålderdom, kan ha överskridit nivån på sin kompetens.
Men låt oss inte dra några slutsatser. DI Mendeleev närde denna "pinsamma" teori under nästan hela sitt kreativa liv. Två år efter upptäckten av det periodiska systemet (Mendeleev var ännu inte 40 år gammal) på ett avtryck från "Fundamentals of Chemistry" av hans hand, nära vätesymbolen, gjordes en inskription, som kan dechiffreras enligt följande: " Eter är den lättaste av alla, miljoner gånger." Tydligen verkade "eter" för Mendeleev vara det lättaste kemiska grundämnet.
”Sedan 70-talet har frågan ständigt fastnat i mig: vad är eter i kemisk mening? Det är nära förknippat med det periodiska systemet av element, och var upphetsat av det i mig, men först nu vågar jag prata om det."
Så, eterns kemiska element - eterelementet - eterns atomicitet - eterns diskrethet. Detta är inte den eter som modern fysik har förkastat som en onödig krycka. Låt oss öppna ordboken:
"Eter (grekiska Aither - ett hypotetiskt material som fyller utrymme) … I klassisk fysik uppfattades eter som ett homogent, mekaniskt, elastiskt medium som fyller det absoluta Newtonska utrymmet" (Philosophical Dictionary / Ed. M. M. Rosenthal. - M., 1975).
I den klassiska definitionen av eter ligger tonvikten på homogenitet eller kontinuitet. Etern, som Mendeleev talar om, består av element, den är atomär, den är inhomogen, den är diskontinuerlig och diskret. Den har en struktur.
Dmitry Ivanovichs intresse för eterproblemet på 1870-talet är nära relaterat till det periodiska systemet ("det var detta som upphetsade mig i mig") och det efterföljande arbetet med studiet av gaser. "Först trodde jag också att eter är summan av de mest förtärnade gaserna i det begränsande tillståndet. Experimenten utfördes av mig vid låga tryck - för att få tips om ett svar."
Men dessa verk tillfredsställde honom inte: … idén om världsetern som den ultimata sällsyntheten av ångor och gaser tål inte ens de första anfallen av eftertänksamhet - på grund av det faktum att etern inte kan föreställas annat än som en substans, penetrerande allt och överallt; Detta är inte typiskt för ångor och gaser”.
Den detaljerade utvecklingen av det "kemiska konceptet med världsetern" började med upptäckten av inerta gaser. DI Mendeleev förutspådde många nya element, men inerta gaser var oväntade även för honom. Han accepterade inte omedelbart denna upptäckt, inte utan en intern kamp, och höll inte med de flesta kemister om placeringen av inerta gaser i det periodiska systemet. Var ska de ligga? Moderna kemister, utan att tveka, kommer att säga: naturligtvis i VIII-gruppen. Och Mendeleev insisterade kategoriskt på existensen av nollgruppen. Inerta gaser är så olika från andra element att de hade en plats någonstans på sidan av systemet. Det verkade, vilken skillnad, på höger (VIII grupp) eller vänster (noll grupp) kant de kommer att vara. Det förefaller oss helt principlöst, särskilt för de tillfällen då de inte kände till atomernas elektroniska struktur, även om vi redan nu bara lurar oss själva att vi vet. Mendelejev tänkte annorlunda. Att placera inerta gaser till höger innebär att man får en hel serie tomrum mellan väte och helium. Det var en utmaning att leta efter nya grundämnen mellan väte och helium! Kanske finns det en halogen som är lättare än fluor (Mendeleev medgav sannolikheten för förekomsten av en sådan halogen, förutsatt att helium verkligen är i grupp VIII) eller andra lätta element mellan väte och helium? De finns inte där, så platsen för inerta gaser är till vänster, i nollgruppen! Dessutom är deras valens mer sannolikt att vara noll än VIII. Och det kvantitativa förhållandet mellan atomvikter indikerar otvetydigt positionen för inerta gaser till vänster, i början av varje rad.
"Denna position för argonanalogerna i nollgruppen är en strikt logisk konsekvens av att förstå den periodiska lagen," hävdade DI Mendeleev.
På förslag av William Ramsay inkluderar Mendeleev nollgruppen i det periodiska systemet, vilket ger utrymme för element lättare än väte.
Det blir tydligt varför Dmitrij Ivanovich insisterade på existensen av nollgruppen, hans omnämnanden av en hypotetisk halogen lättare än fluor är förståeliga; därför är hans sökande efter ett grundämne lättare än väte till och med förståeligt, vars existens han länge hade tänkt på: "Det föll mig aldrig in att ett antal grundämnen skulle börja med väte." "Att beröva väte den där initiala positionen, som den länge har intagit, och att få den att vänta på grundämnen med ännu mindre än väte, vikten av en atom, som jag alltid har trott på" - det är vetenskapsmannens innersta tankar, som han gömde tills den periodiska lagen var slutligen kommer inte att godkännas. "Jag hade tankar om att man tidigare än väte kunde förvänta sig grundämnen med en atomvikt mindre än 1, men jag vågade inte uttrycka mig i denna mening på grund av antagandets spådom och speciellt för att jag då var försiktig med att inte förstöra intrycket av det föreslagna nya systemet, om dess utseende kommer att åtföljas av sådana antaganden som om de lättaste elementen än väte."
Just i systemet med en nollgrupp som han försvarade, vilket först föreslogs av den belgiske vetenskapsmannen Leo Herrera 1900 vid ett möte med Belgian Royal Academy of Sciences (Academie royale de Belgique), verkar väte kanske inte vara den första, eftersom det oundvikligen dyker upp framför sig fritt utrymme för ett ultralätt element - kanske detta är "eterelementet"?
"Nu, när det inte började vara föremål för det minsta tvivel om att det före grupp I, i vilken väte bör placeras, finns en nollgrupp, vars representanter har atomvikter mindre än de för grupp I-element, förefaller det mig omöjligt att förneka existensen av element lättare än väte, "skrev Dmitry Ivanovich.
I den lag han upptäckte försöker Mendelejev från fysisk synvinkel förstå massans natur som materiens huvudsakliga karaktär. När han tar reda på gravitationens fysiska grunder (om hur mycket ansträngning och tid han ägnade åt detta problem, vet vi också lite), nära besläktat med begreppet världseter som ett "sändande" medium, letar han efter det lättaste elementet. Men resultaten av experimenten på 1870-talet, som gick ut på att bevisa att "eter är summan av de mest sällsynta gaserna", tillfredsställde inte Mendeleev. Under en tid slutade han forska i denna riktning, skrev inte någonstans, men glömde uppenbarligen aldrig om dem.
I slutet av sitt liv, på jakt efter svar på frågor som rör materiens djupa egenskaper, vänder han sig åter till "världsetern", med vars hjälp han försöker tränga in i naturen hos naturvetenskapens grundbegrepp i 1800-talet (och till och med 1900-talet och till och med 2000-talet) - massor, samt för att ge förklaringar till nya upptäckter och framför allt radioaktivitet. Mendeleevs huvudidé är följande: "En verklig förståelse av etern kan inte uppnås genom att ignorera dess kemi och inte betrakta den som en elementär substans; elementära ämnen är nu otänkbara utan att deras periodiska legitimitet underordnas." När han beskriver världsetern, anser Mendeleev den, "för det första det lättaste av alla element, både i densitet och atomvikt, för det andra den snabbast rörliga gasen, och för det tredje den minst kapabla att bildas med några andra atomer eller partiklar av vissa starka föreningar och, för det fjärde, ett grundämne som är utbrett och genomgående överallt."
Vikten av en atom av detta hypotetiska element X, enligt Mendeleevs beräkningar, kan variera från 5,3 × 10-11 upp till 9,6 × 10-7 (om atomvikten för H är 1). För att uppskatta massan av ett hypotetiskt element använder han kunskap från mekanik och astronomi. Element X fick sin plats i det periodiska systemet i nollperioden för nollgruppen, som den lättaste analogen av inerta gaser. (Mendeleev kallar detta grundämne "Newtonium".) Dessutom medgav Dmitrij Ivanovitj att det fanns ett annat grundämne som var lättare än väte - grundämnet Y, koronium (förmodligen registrerades koroniumlinjerna i solkoronans spektrum under solförmörkelsen Solen 1869; upptäckten av helium på jorden gav grunden för att betrakta existensen av detta element som verkligt). Samtidigt betonade Mendeleev upprepade gånger den hypotetiska naturen hos elementen X och Y och inkluderade dem inte i tabellerna över element i den 7:e och 8:e upplagan av Fundamentals of Chemistry.
Vetenskaplig noggrannhet och ansvar i Mendeleevs verk behöver inga kommentarer. Men, som vi kan se, om logiken i sökningen krävde det, lade han djärvt fram de mest ovanliga hypoteserna. Alla förutsägelser som gjorts av honom på grundval av den periodiska lagen (existensen av 12 element okända vid den tiden, såväl som korrigeringen av elementens atommassor), bekräftades briljant.
När jag tillämpade den periodiska lagen på analogerna av bor, aluminium och kisel, jag var 33 år yngre, var jag helt säker på att det som förutsågs förr eller senare måste vara berättigat, eftersom allt var klart synligt för mig. Ursäkten kom snabbare än jag hade kunnat hoppas. Då riskerade jag det inte, nu riskerar jag det. Det kräver beslutsamhet. Det kom när jag såg radioaktiva fenomen … och när jag insåg att det inte längre var möjligt för mig att skjuta upp och att kanske mina ofullkomliga tankar skulle leda någon på en mer korrekt väg än den möjliga, vilket verkar för min försvagade syn.
Så, är detta det första stora misstaget, kanske till och med en djup villfarelse hos en stor vetenskapsman, som många nu tror, eller bara ett beklagligt missförstånd av genialitet av hans arbetsoförmögna elever?
I början av 1900-talet trodde inte bara Mendeleev, utan också många fysiker och kemister på existensen av "eter". Men efter skapandet av den speciella och allmänna relativitetsteorin av Albert Einstein, började denna tro att blekna. Det är allmänt accepterat att på 1930-talet fanns problemet med "eter" inte längre, och frågan om grundämnen lättare än väte försvann av sig själv. Men, återigen, problemet med den klassiska etern, homogen eter har försvunnit, men strukturetern (Mendeleevs eter) är ganska levande, bara den kallas nu för det strukturella vakuumet eller det fysiska vakuumet hos Dirac. Så frågan är bara i terminologi.
Låt oss gå tillbaka till elementen lättare än väte. Vilken kemist som helst känner till homologa serier och hur deras första medlemmar beter sig, speciellt de första. Den första är alltid speciell. Han sticker alltid ut starkt från den allmänna raden. Väte placeras i både grupp I och VII (det påminner lite om både alkalimetaller och halogener samtidigt). Så, väte är inte som den första … På jakt efter de verkliga elementen i nollperioden befinner vi oss i en helt annan värld, och det verkar som att detta är en värld av elementarpartiklar.
Förståelsen av kemi som en vetenskap om kvalitativa förändringar, enligt många forskare, manifesterar sig tydligast i det periodiska systemet, och i början av systemet är det helt enkelt bländande ljust.”De vanligaste enkla kropparna i naturen har låg atomvikt och alla grundämnen med låg atomvikt kännetecknas av egenskapers skärpa. Därför är de typiska element ", och när man närmar sig" nollpunkten ", bör fantastiska" skarpa "kvalitativa språng inträffa, vilket följer av dess singularitet, eftersom" … här är inte bara kanten på systemet, utan också typiska element, och därför kan vi förvänta oss originalitet och egenheter."
Vi talar ofta om den periodiska lagens grundläggande natur, men det verkar som att vi inte riktigt förstår detta. Låt oss upprepa Mendeleev: "Kärnan i de begrepp som orsakar den periodiska lagen ligger i den allmänna fysikalisk-kemiska principen om överensstämmelse, omvandling och ekvivalens av naturkrafterna."
Inlägget som gjordes av DI Mendeleevs hand på sidan med det periodiska systemet från 1871 i hans lärobok "Fundamentals of Chemistry" 1871, lagrat i vetenskapsmannens arkiv: "Eter är den lättaste av alla, en miljon gånger."
Avslutningsvis skulle jag vilja citera Dmitry Ivanovichs ord:
"Jag ser på mitt långt ifrån fullständiga försök att förstå världens eter ur en verkligt kemisk synvinkel, inte mer än ett uttryck för summan av de intryck som samlats i mig, som flyr enbart av den anledningen att jag inte vill tankarna inspirerade av verkligheten att försvinna. Det är troligt att liknande tankar har förekommit för många, men tills de är uttalade försvinner de lätt och ofta och utvecklas inte, medför inte en gradvis ackumulering av visshet, som ensam kvarstår. Om de innehåller åtminstone en del av den naturliga sanning som vi alla letar efter, är mitt försök inte förgäves, det kommer att utarbetas, kompletteras och korrigeras, och om min tanke är felaktig i sin grund, dess presentation, efter en eller annan typ av vederläggning, kommer att hindra andra från att upprepa. Jag vet inget annat sätt för en långsam men stadig rörelse framåt."
FYSISKT VAKUUM - i den moderna uppfattningen, grundtillståndet för kvantiserade fält, ett slags medium med noll elektrisk laddning, rörelsemängd, rörelsemängd och andra kvanttal. Fälten har minimal energi, men de är föremål för fluktuationer med stor amplitud. Uppkomsten av kvantidéer ledde till skapandet av en universell bild av en enda struktur av materia. Istället för fält och partiklar från klassisk fysik betraktar de nu enskilda fysiska objekt - kvantfält i fyrdimensionell rumtid, ett för varje "klassiskt" fält (elektriskt, magnetiskt, etc.) och för varje typ av partiklar. Till exempel är Dirac-vakuumet ett fält av partiklar med spin ½ (elektroner, positroner, myoner, kvarkar, etc.). Varje enskild interaktion av partiklar eller fält är resultatet av utbytet av kvanta av dessa fält vid en tidpunkt i rum-tid. Ur vissa synpunkter manifesterar det fysiska vakuumet egenskaperna hos den materiella miljön, vilket ger anledning att betrakta det som "modern eter".
D. Mendeleev. Ett försök till en kemisk förståelse av etern. 1905.pdf Kemins grunder. Del ett. 1949. Mendeleev D. I.djvu Fundamentals of Chemistry. Del två. 1949. Mendeleev D. I.djvu Artiklar om ämnet:
Liv och utveckling av D. I. Mendeleev - okända fakta
Vem och varför gömde etern från det periodiska systemet? En av åsikterna
Mendeleev: en kämpe mot oljeoligarker och en anhängare av eterteorin
Rekommenderad:
"Jag älskar" eller om problemet med att uppfostra och utbilda barn
Den berömda läraren Dima Zitser är en utövare som har varit engagerad i icke-formell utbildning i ett kvarts sekel. I hans pedagogiska filosofi är barn inte tennsoldater, som helt klart behöver läras ut en uppsättning discipliner och läras att följa reglerna. Zitser säger att barn behöver bli älskade. Och älskar
VÄRLDEN EFTER VIRUS. PLANET EFTER NOLL
Tänk om pandemin av något slags virus blåstes upp till storleken av en mental epidemi? Då kommer hon att uppfylla de uppgifter som bara ett världskrig skulle lösa, för som ett resultat av en nödsituation, karantän, kommer aldrig tidigare skådade åtgärder att vidtas, tack vare vilka en helt ny värld kommer att komma
Vad människor är gjorda av: icke-standardiserade verk av konstnärer
Groteska dräkter av hantverk och yrken - en original genre av målning och grafik som lockade konstnärer från olika länder och epoker
Historien om talaren av "Rosmolodezh" som problemet med systemet
Skandalen med Leroy Merlins före detta PR- och GR-direktör och talaren för Rosmolodezh i Sinnenas territorium på Klyazma-forumet, som lärde den förment patriotiska ungdomen att tala offentligt, att vara en fullständig pro-västlig liberal, slog Yandex toppar. Som ett resultat sparkades en dam vid namn Panin, som ordnade "öppningen av bomullsull", från sitt jobb, men problemet kvarstod: vi har en dime ett dussin av sådana panin i statliga myndigheter
Noll utbildning
Jag förstod när den där värdelösa teoretiska matematiken dök upp, som vi är proppfulla med i moderna skolor för att pressa ut den en naturlig, objektiv förståelse av världen! När den anmärkningsvärt runda och platta "nollan" dök upp … Men egentligen, när?