Не вещий сон Менделеева!
Не вещий сон Менделеева!
Легенда гласит, что измученному думами о свойствах химических элементов Дмитрию Ивановичу Менделееву именно во сне привиделась в 1869-м году его гениальная периодическая система их! С тех пор Таблица Менделеева должна была быть графическим выражением его закона, ибо она однозначно устанавливала явную зависимость химических свойств от заряда атомного ядра Z. Среди них можно назвать валентность элемента, сродство к кислороду, устойчивость карбонатов и сульфатов, склонность к образованию гидратов, металлический и неметаллический характер, способность к образованию ионных кристаллов, тенденция к комплексообразованию, изоморфизм кристаллов.
Периодичность эта особенно заметна по отношению к температурам плавления, температурам кипения, коэффициентам теплового расширения, молярным объёмам, частотам эмиссионных спектров, сжимаемости, магнитной восприимчивости, потенциалам ионизации атомов и их ионов. Последнее физическое свойство атомов химических элементов оказалось почему-то не в чести ни у химиков, ни у физиков. Ярким свидетельством этому – экспериментальные данные, приведённые в справочной литературе в настоящее время ещё очень не точных и во многом противоречивых. (См. Таблицу потенциалов ионизации атомов и ионов» в Справочнике химика (под редакцией Б.П.Никольского. Изд-во М.- Л. Химия. 1982 г.) Возможно поэтому сон великого химика оказался не вещим!
После него учёными мужами Земного шара было предложено более пяти сотен (вдумайтесь!) вариантов изображения его Таблицы (в виде аналитических кривых; геометрических фигур; «ёлочных лестниц»; замысловатых схем и тому подобных художеств). В современном же варианте она предполагает сведение химических элементов в двухмерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки – представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.
Дальнейшее, после Менделеева, развитие Периодической системы элементов связано с заполнением пустых клеток Таблицы, в которые помещались всё новые и новые элементы: благородные газы, природные и искусственно полученные радиоактивные элементы (В 2010-м году академик из ОИЯИ в Дубне Оганесян отчитался о том, что научный коллектив под его руководством синтезировал-де трансурановый элемент под номером 118. Самоуверенный учёный муж даже заявку на Нобелевскую премию 2016 года подал. Но шведы не оценили горе-открывателя и заявки не приняли к рассмотрению! Его преемник, академик Матвеев, поклялся В.В. Путину синтезировать аж 119-й элемент, хотя такового не было, нет и не может быть ни в природе, ни в «маниловских» фантазиях! В этом, 2019-м году, творцы трансурановых элементов в Дубне заявили на весь крещённый мир, что результат Оганесяна не предел для их интеллекта, что они синтезируют весь мифический 8-й период элементов Таблицы Менделеева!).
Справедливости ради надо сказать, что неуважение к памяти и трудам Дмитрия Ивановича проявили не только современные учёные мужи, но и дореволюционные! Оказывается, иностранные, а не российские, учёные трижды выдвигали русского химика на соискание Нобелевской премии. В 1903-м году кандидатура его оказалась в «малом списке» с А.Байером, которому и была присуждена знаменитая международная премия. В 1906-м году Менделеева выдвинуло ещё большее число иностранных химиков. Нобелевский комитет присудил её ему, но Шведская АН отказалась утвердить это решение, пойдя навстречу отрицательному мнению С. Аррениуса, автора теории электролитической диссоциации, против которой в своё время выступал Менделеев. Вот почему в 1906-м году премия была присуждена французскому химику А. Муассену, открывшему элемент фтор. В 1907-м году Комитет предложил «поделить» премию между итальянцем С.Канниццаром и Д. Менделеевым (Русские учёные опять не участвовали в выдвижении знаменитого соотечественника в лауреаты).
Проблема низшей границы Таблицы Менделеева остаётся одной из важнейших в химии и в физике. Короткая форма Таблицы, содержащая 8 групп элементов, была официально отменена ИЮПАК в 1989-м году. Но, несмотря на рекомендации использовать длинную форму, короткая (менделеевская) приводится в большом количестве российских справочников и пособий. Этот бунт против ИЮПАК некоторые российские исследователи связывают с кажущейся рациональной компактностью короткой формы, а также с инерцией и стереотипностью мышления и не восприятием современной (международной) информации нашими учёными.
В 1970-м году Т. Сиборг предложил расширенную Периодическую таблицу элементов, хотя она впервые была предложена ещё в 1905-м году Вернером. Нильс Бор, по привычке записного плагиатора, присвоил себе лавры разработчика лестничной (пирамидальной) формы. Были предприняты и другие многочисленные попытки видоизменить классическую таблицу Менделеева, Её представляли в виде таблиц геликоидальной, круговой, спиральной, триангулярной и пространственной форм. В круговой таблице K-, L-, M- оболочки обозначены кругами, а под оболочки – секторами. Таким образом, элементы каждого ряда расположены на одном радиусе. В объёмных спиральных периодических системах некоторые учёные размещают элементы на одной или двух спиралях, расположенных на цилиндре, на конусе и на других геометрических фигурах. Среди предложенных вариантов классической формы Периодической системы химических элементов имеются принципиально новые. Существуют и множество других, редко или вовсе не используемых, но весьма оригинальных способов графического изображения Закона Менделеева. Но не в меру изобретательные химики и физики предлагают всё новые и новые варианты, вплоть до спиральных!
А почему, спрашивается? Да потому, что физик-теоретик В.М. Ставицкий около 40 лет назад вывел «Квазиклассическую формулу энергии ионизации атомов и их ионов всех элементов из Таблицы Менделеева». С её помощью без труда можно сделать окончательный выбор между идеальной и реальной схемой заполнения электронами орбит атомов и их ионов. Но она никому из учёных мужей не нужна, так как её расчётные величины свидетельствуют в пользу идеальной схемы, а не надуманной реальной схемы, в которой валентный (внешний) электрон калия (Z = 19) занимает орбиту 3d ( n = 3, l = 2), а не орбиту 4s (n= 4, l = 0). То же самое нужно сказать и о атомах рубидия (Z = 37); цезия (Z = 55); франция (Z = 87). Это, во-первых. Во-вторых, в нашей расточительной стране нет почему-то средств на определение полных экспериментальных данных для этой важнейшей характеристики для атомов и их ионов, каким является энергия ионизации! Ну не нонсенс ли?
Или это нежелание российских физиков-экспериментаторов иметь в арсенале науке эту уникальную формулу? Ведь куда прибыльнее тратить огромные суммы денег из государственной казны на эксплуатацию дорогостоящих экспериментальных установок для определения потенциалов ионизации атомов и ионов, чем бесплатно подсчитывать эту величину по аналитической формуле Ставицкого?
Вот тогда сон Д.И. Менделеева действительно станет вещим!