Становление понятий о химическом элементе
ли
внимание естествоиспытателей и филисофов к электрическим процессам.
Результаты этих работ и выводы из них побудили Берцелиуса к разработке
электрохимической теории. Приняв за основу электрохимические положения
Дэви, Берцелиус считал причиной соединения элементов в определенном
отношении электрическую полярность атомов. Учение об электричестве
похволило дать простое объяснение природе, например, такого
распространенного в химии явления, как образования солей. Оказалось, что с
суть этого явления заключается во взаимной нейтрализации положительных и
отрицательных зарядов мельчайших частичек вещества. На основе разработанной
им теории Берцелиус сделал принципиально важный вывод: все химические
элементы состоят из отрицательных и положительных веществ. Созданная на
основе этих представлений дуалистическая модель явилась попыткой
рассмотреть химическое родство как стремление к уравниванию различных
электрических полярностей атомов или их групп. Тем самым развивались
представления Дэви, что существует определенная причинная обусловленность
явлений химического сходства и электрических процессов. Однако,
ограниченность дуалистических процессов мешала химикам понять механизм
превращений, протекающих иначе, чем образование солей. Так,
электрохимическая теория Берцелиуса затруднила признание гипотезы Авогадро,
имеющей большую область применения в химии. При помощи дуалистических
представлений нельзя было объяснить многоатомность молекул газообразных
простых веществ.
Существенное значение для превращения химии в точную науку имело
усовершенствование Берцелиусом химической номенклатуры и создание им
символики, близкой к современным обозначениям элементов и их соединений.
Она заменила символику Дальтона, в которой чувствовалось влияние
алхимических знаков. Для обозначения химических элементов Берцелиус
предложил применять начальные буквы их латинских названий.
Исходя из своей электромеханической теории Берцелиус предложил принцип
наименования соединений, состоящих из положительных элементов и
отрицательных частей. Например, сульфат меди он рассматривал как
сернокислый оксид меди (CuO SO3). В своей химической символике Берцелиус
хотел отобразить соотношение элементов в соединениях. Уже в 1815г. он
объяснил, что произведенные им формулы должны также “облегчать выражение
отношений в химических соединениях... чтобы можно было бы однозначно
отобразить относительные массы соединяющих частиц в каждом теле. Если мы
будем знать массу элементарной частицы, эти формулы... должны нам
позволитьь выразить результаты количественного анализа таким же простым и
легким для изображения способом, как это позволяют делать алгебраические
формулы в механике.
Созданный Берцелиусом “химический язык” позволил простым и наглядным
способом сопоставить особенности химических явлений с составом
взаимодействующих молекул. Тем самым этот “язык” в значительной мере
способствовал взаимопониманию химиков разных стран и укреплению их научных
контактов.
В результате своих работ Берцелиус открыл несколько новых элементов. Так,
вместе с Хизингером Берцелиус открыл элемент церий, который тогда же
независимо от шведских ученых обнаружил Клапрот. Берцелиус выделил из шлака
свинцовых камер неизвестный доселе элемент - селен. Берцелиус открыл в
минерале, найденном в Норвегии, элемент торий. Вместе со своим учеником
Н.Г.Сефстерёмом Берцелиус обнаружил новый элемент ванадий. Впоследствии
Берцелиусу удалось получить элементы, оксиды которых уже были известны:
кремний, цирконий, титан, тантал.
Будучи одним из лучших знатоков химии своего времени Берцелиус объяснил с
единой точки зрения многие факты и понятия, ранее казавшиеся не связанными
друг с другом. Так, даже горные породы и минералы ы подаренной ему
коллекции Берцелиус расположил не в соответствии с общепринятой тогда
кристаллографической систематизацией Р.Ж.Аюи, а по их химическому составу.
Создание новых основных понятий, таких, как изомерия и полимерия,
значительное совершенствование химической символики и номенклатуры,
обширная литературная деятельность Берцелиуса, несмотря на то, что он
упорно придерживался дуалистических электрохимических представлений,
оказала существенное влияние на развитие современной химии.
Иоганн Вольфганг Дёберейнер
Деберейнер изучал химические явления с точки зрения материалистических
позиций, исходя из положений атомистической теории. Методологической
основой своих работ немецкий химик избрал теорию познания философа Фрэнсиса
Бэкона, которого Карл Маркс называл “подлинным родоначальником английского
материализма и всей современной экспериментальной науки”.
После того, как И.Б.Рихтер в 1792г. потерпел неудачу в систематезации
элементов, лишь Деберейнеу удалось в 1817 и 1829 гг. Установить
закономерностиизменения свойств элементов. В первые тридцать лет XIX в.
Было открыто значительное число химических элементов. В товремя, когда
Деберейнер стал профессором Йенского университета, было известно уже более
40 химических элементов и гораздо больше химических соединений. После того,
как Лавуазье разработал кислородную теорию, вещества стали классифицировать
по их характерным качественным признакам. После признания теории Дальтона
появилась возможность посмотреть также количественные отношения элементов.
Эти работы создали предпосылки для изучения характера связи между
свойствами различных химических элементов. Так, стремление Деберейнера
изучить принципы систематезации химических элементов отвечало насущным
проблемам химии того времени.
Деберейнер сгруппировал многие элементы и соединения различных классов по
их аналогичным свойствам, разделив их на группы по 3 члена. Немецкий ученый
распределил элементы по “триадам”, в которых разности 2-х химических
элементов примерно постоянны и равны. В своих превых работах автор опирался
на изучение плотностей и атомных масс щелочноземельных металлов и в 1817г.
составил превую триаду: калий стронций, барий.Получив поддержку Берцелиуса
Деберейнер распространил этот принцим и на другие элементы.
Деберейнер стремился решать вопросы не путем отвлеченных рассуждений, а на
основании сопоставления атомных масс, для чего ребовались обширные
экспериментальные работы.
Работы Деберейнера по систематизации элементов вначале не привлекали к себе
достаточного внимания ученых.
Особенной заслугой Деберейнера было то, что он первым обнаружил
количественные отношения свойств химически близких элементов. Эти работы
подготовили почву для создания Д.И.Менделеевым и Л.Мейером периодической
системы элементов.
Эйльгард Мичерлих.
В своих экспериментальных работах Э.Мичерлих обращал собое внимание на
точность измерений, взвешивания и определения плотности веществ. Для более
точных экспериментов он разработал необходимые приборы. Так, по эскизу
Мичерлиха в мастерской при лаборатории был изготовлен говнометр. За 45 лет
нучной деятельности Мичерлих провел исследования в различных областях
естествознания. Им были выполнены физико-химические работы, исследования по
неорганической химии, органической химии, в области физиологии, а также
геологии.
Значительным событием в развитии химии было открытие Мичерлихом явления
изоморфизма. Исследуя фосфаты и арсенаты, Мичерлих обнаружил, что “вещества
различной химической природы во многих случаях могут обнаруживать
одинаковые или блтзкие кристаллические формы”. На основании последующих
исследований, Мичерлих пришел к выводу, что: “Равному числу атомов, если
они соединены одинаковым образом, присущи одинаковые кристаллические формы,
эта кристаллическая форма определяется не только природой атомов, но и
также их число и способом соединения”.
Согласно закону, установленному Мичерлихом, образование смешанных
кристаллов (изоморфных смесей) двумя соединениями возможно лишь тогда,
когда они имеют аналогичный состав. И наоборот, из существования
изоморфизма можно сказать, что закристаллизировавшиеся вместе вещества
аналогичны по составу. Поскольку массы изоморфных соединений, образованных
из элементов, относятся как атомные массы образовавших их элементов,
Мичерлих создал способ определения истинных значений атомных масс из данных
анализа веществ. Благодаря этому закону удалось с максимальной точностью
установить атомные массы веществ.
Исследовательская и преподавательская деятельность Мичерлиха в первой
половине XIX века заложила фундамент для быстрого развития химии, делавшей
в то время только первые робкие шаги.
Лотар Мейер.
Попытки систематезации многочисленных известных элементов и соединений,
начатые Деберейнером, продолжили многие известные химики. Б.Шанкартуа
расположил элементы в порядке возрастающих атомных масс по винтовой линии
на поверзности циллиндра. В 1857г. У.Олдинг опубликовал таблицу, в которой
элементы также были расположены по возрастанию их атомных масс. В 1863-
1865гг. Дж. Ньюлендс попытался установить закономерность взаимного
расположения атомов, и на этой основе опубликовал таблицу элементов.
Решающий вопрос в создании системы элементов был достигнут в 1869-1870 гг.,
когда Менделеев и Лотар Мейер независимо друг от друга опубликовали таблицу
химических элементов. Так была решена проблема систематизации элементов.
В 1860 г. Лотар Мейер принял участие в конгрессе химиков в Карлсруэ,
накотором обсуждались дефиниции - определения основных понятий химии.
Ведущим докладчиком, защищавшим важнейшие положения атомно-молекулярной
теории, был итальянский химик С.Канниццаро. ОН наглядно показал различие
между “атомной массой” и “массой эквивалентом”, между понятиями атом и
молекула и упорно защишал теорию Авогадро: в равных объемах различных
идеальных газов сдержится одинаковое число молекул. Хотя это положение было
сформулированно в 1811 году, но даже в 1860 многие ученые относились к нему
скептически. Изучив работы Авогадро Канницциаро смог исправить основные
противоречия. На Лотара Мей
| |  скачать работу |
Становление понятий о химическом элементе |
