Менделеев об эфире: ОБ ОДНОЙ «ОШИБКЕ» Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА. ПРОБЛЕМА «НУЛЕВЫХ» — статья

Из чего состоит мировой эфир. Последняя теория Менделеева / Хабр

В марте 1869 года была опубликована первая версия периодической системы Менделеева. Систематический вид из рядов и групп она приобрела через пару лет – вот так выглядел вариант от 1871 года. Как известно (о чем я уже упоминал в статье про пределы таблицы Менделеева и элемент фейнманий). Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) принципиально превзошел своих учителей и коллег, в частности, Роберта Бунзена, Жана Лекока Буабодрана и Лотара Майера в том, что пытался не только классифицировать уже известные к тому времени химические элементы, но и расположить их в соответствии с увеличением атомного веса и периодическим паттерном химических свойств. Поэтому он не только оставил в своей таблице пустые клетки, но и сделал два исключения из периодического закона на материале известных ему элементов. Тем не менее, Менделеев весьма превратно представлял себе варианты заполнения «краев» таблицы. Ошибки Менделеева, в которых он даже упорствовал, были связаны с двумя неверными исходными посылками. Во-первых, Менделеев всерьез воспринимал концепцию мирового эфира (написал о нем серьезную аналитическую статью в 1902 году), хотя, еще в 1887 году был неоднократно поставлен эксперимент Майкельсона-Морли, фактически доказавший, что эфир не существует. Кроме того, на момент составления таблицы еще не была известна внутренняя структура атома (атом считался неделимым). Также Менделеев не предусмотрел в таблице 8-й группы, то есть, столбца с благородными газами.

Менделеев полагал логичным, что «смыкаться» таблица должна на стыке противоположных по свойствам групп: щелочных металлов (степень окисления, как правило, +1) и галогенов (степень окисления, как правило, +7). Именно поэтому, воодушевившись первым успехом, Менделеев попытался достроить таблицу с такими натяжками и найти в ней место для мирового эфира. Все эти поиски, которые предпринимал не только Менделеев, привели к «открытию» множества фантомных, несуществующих элементов.

Атомный вес и прочее низкоуровневое устройство элементов

В группах элементов, которые Менделеев выстроил в таблицу, уже прослеживалось сродство химических свойств в вертикальном направлении. В правом верхнем углу таблицы оказалось сгруппировано большинство неметаллов, но отдельные неметаллы и полуметаллы (мышьяк, сурьма, теллур, йод) находятся и в нижних рядах таблицы. Именно в паре теллур и йод Менделеев сделал первое исключение из возрастания атомной массы, но в пользу периодического закона: йод оказался легче теллура, но по химическим свойствам теллур очевидно сближался с серой и селеном, а не с бромом и хлором – напротив, более похожими на йод. 

Здесь Менделеев сделал первый шаг к пониманию делимости атома. В большинстве клеток периодической системы находится несколько сортов атомов (позже названных «изотопами»), в которых количество протонов совпадает (количество протонов равно номеру в таблице), а количество нейтронов – отличается. Соответственно, в среднем в теллуре преобладают атомы с большим количеством нейтронов, а в йоде – с малым. Концепцию изотопов только в 1913 году сформулировал Фредерик Содди (1877-1956), о чем блестяще рассказал в своей нобелевской лекции в 1922 году.

К середине XIX века, когда уже давно были открыты уран (1789) и торий (1828), еще не было ни малейшего понятия и о радиоактивности (случайно обнаружена Антуаном Анри Беккерелем в 1896 году – образцы урана в ящике его рабочего стола засветили фотопленку, на которой лежали). Радиоактивность обусловлена нестабильностью некоторых атомных ядер и лишь опосредованно зависит от тяжести изотопов. Действительно, последним элементом, имеющим стабильный изотоп, является свинец (атомная масса 208, атомный номер 82). До начала XXI века таковым считался висмут (атомный номер 83), но в 2003 году было доказано, что висмут-209 также радиоактивен, превращается в таллий-205, но период полураспада этого изотопа на порядки превышает нынешний возраст Вселенной.  

Поскольку Менделеев на момент создания своей таблицы не догадывался о существовании изотопов, он также не вполне понимал, что за элементы могут находиться между водородом (атомная масса 1,008) и литием (атомная масса 6,939). Он полагал, что водород дает начало полноценному нулевому периоду таблицы и, возможно, именно в этом периоде окажутся один или несколько элементов, из которых состоит мировой эфир. В 1902 году Менделеев написал обстоятельную статью «Попытка химического понимания мирового эфира». В статье он определяет эфир как «жидкость невесомая, упругая, наполняющая пространство, проникающая во все тела и признаваемая физиками за причину света, тепла, электричества и проч.». В этой статье он уже пытается примирить концепцию мирового эфира с открытой незадолго до того радиоактивностью и сравнивает атомы с «вихревыми кольцами», а не с твердыми неделимыми «зернами», какими их представлял Джон Дальтон, в 1809 году доказавший, что атомы — это физическая реальность, а не умозрительный древнегреческий конструкт. Тем не менее, косвенные доказательства существования эфира Менделеев «получил» уже в конце 1860-х. Об этом он также упоминает в статье. Ниже я вернусь к этой статье, так как в ней Менделеев высказывает провидческие идеи о природе элементарных частиц.

В 1868 году видный американский ученый Норман Локьер, основатель журнала «Nature», открыл в солнечном спектре новый элемент с ранее не известными эмиссионными линиями, который назвал «гелием».  В версиях таблицы Менделеева ни от 1869, ни от 1871 года (приведена выше) гелий не указан, так как Дмитрий Иванович не представлял, в какую группу его отнести. Все вещества на Солнце существуют в форме ионизированного газа, поэтому по одной лишь спектральной линии было сложно понять, что представляет собой гелий при комнатной температуре. Но в вышеупомянутой статье Менделеев уже упоминает как о свойствах гелия (в 1881 году выделен Луиджи Пальмьери из газа вулканических фумарол, позже получен шведскими химиками в количестве, достаточном для установления атомного веса), так и о свойствах аргона — обнаружен Уильямом Рамзаем в 1894 году в ходе последовательного вымораживания воздуха. Менделеев указывает, что и гелий, и аргон обладают выраженной химической «недеятельностью», то есть, не вступают в химические соединения с другими известными элементами. Не вполне понимая устройство атома, Менделеев допускал, что гелий является не началом восьмой группы (благородные газы с целиком заполненной внешней электронной оболочкой), а окончанием нулевого периода, за которым следует водород.

Открытие Локьера стимулировало и других ученых направить спектроскоп в небо и искать там новые элементы, явно «иной» природы, нежели «земли» и металлы, которые в конце XIX века открывались при помощи минералогии. Непонимание природы электронных оболочек (электрон был открыт только в 1898 году), а также непонимание того, из чего именно складывается атомный вес «неделимого» атома привело к нескольким заметным псевдооткрытиям. Наиболее известным из них является «элемент» короний. Линии этого «элемента» были обнаружены в 1869 году в солнечной короне Уильямом Харкнессом и Чарльзом Янгом. К 1887 году научное сообщество опровергло «мнения скептиков» относительно того, что обнаруженный элемент является сильно ионизированными атомами железа (в действительности это были именно запредельно ионизированные атомы железа) – и он был назван «коронием».  Более того, в 1898 году итальянский ученый Рафаэлло Насини даже заявил, что выделил короний из фумарол Везувия – таким образом, продолжая указывать на его сходство с гелием.

Менделеев ухватился за идею корония, так как, казалось, вот и начал достраиваться нулевой период таблицы. В конце 1860-х – начале 1870-х он полагал, что гелий должен быть легче водорода и иметь дробный атомный вес. Но, когда атомный вес гелия был уточнен (4,00), Менделеев допустил, что короний является благородным газом, который расположен над гелием, и масса его составляет около 0,4 от массы водорода. Также Менделеев предположил, что левее корония должен находиться и другой химически нейтральный элемент с дробной массой (около 0,17), который он назвал «ньютонием»:   

…я прибавляю в последнем видоизменении распределения элементов по группам и рядам не только нулевую группу, но и нулевой ряд, и на место в нулевой группе и в нулевом ряде помещён элемент x (мне бы хотелось предварительно назвать его «ньютонием» — в честь бессмертного Ньютона), который и решаюсь считать, во-первых, наилегчайшим из всех элементов, как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицами определенных сколько-либо прочных соединений, и, в-четвертых, — элементом, всюду распространённым и всё проникающим, как мировой эфир.

Вот как выглядела периодическая система в приложении к этой статье, экземпляр 1905 года (извините за качество):

Здесь рамзаевские благородные газы находятся по левому, а не по правому краю таблицы. Также здесь предусмотрены нулевой период и первый период с водородом, где левее водорода оставлена клетка для благородного газа. Вероятно, через x Менделеев обозначает короний, а через y – ньютоний. При этом, в нулевом периоде должны располагаться элементы, из которых состоит мировой эфир.

Поиски необычных «небесных» элементов продолжались и в XX веке.

Одной из наиболее заметных «находок» такого рода был небулий, об «обнаружении» которого в эмиссионных линиях диффузных туманностей в 1898 году сообщала Маргарет Хаггинс. Предполагалось, что атомный вес небулия составляет около 2,74; соответственно, этот элемент должен был находиться между водородом (1) и гелием (4) и представлять собой нечто вроде «надкислорода».

Также в этом ряду заслуживают внимания протофтор («сверхлегкий галоген», предположительно расположенный в нулевом периоде выше фтора) и, в особенности, нейтроний.  Нейтроний был теоретически предсказан в 1926 году немецким химиком Андреасом фон Антропоффым. Антропофф предположил, что этот элемент должен иметь вес примерно около 0,1 от веса водорода, практически не вступать в химические соединения и быть при этом всепроникающим.

Заключение

Эпоха этих странных открытий практически закончилась к началу 1930-х. В 1932 году Джеймс Чедвик открыл нейтрон, в 1928 году Поль Дирак предположил о существовании позитрона, и в том же 1932 году существование позитрона подтвердил американский физик Карл Андерсон. 1930-е годы стали первым ключевым периодом, в который изучались механизмы радиоактивности, а в 1936 году было открыто деление ядра урана.

Стало понятно, что химических элементов с дробной массой менее единицы не бывает. Практическое и теоретическое изучение изотопов позволило понять, что ядро атома, состоящее из протонов и нейтронов – не точечное, а имеет некоторую конфигурацию. Именно это осознание позволило заполнить две последние клетки в основной части таблицы Менделеева (до урана). Это были технеций (№ 43, открыт в Италии в 1937 году) и прометий (№ 61, открыт в США в 1945-1946 годах).

Тем не менее, сделанный исторический экскурс наводит меня на мысли, что описанные гипотезы Менделеева и других химиков XIX века привели не столько к неизбежному развенчанию теории мирового эфира и окончательному уточнению верхнего предела периодической системы элементов, сколько к предвосхищению элементарных частиц. Действительно, материя может существовать в виде частиц, сравнимых по размеру и массе с атомом водорода (протоном), но при этом инертных. Ньютоний подобен нейтрону, а нейтроний – нейтрино; кстати, для нейтрония было даже гипотетически указано свойство проникновения через любые вещества, которым так знамениты нейтрино. Более того, сегодня уже известно, что свободные нейтроны имеют период полураспада около 10 минут. Также существует гипотеза, что свободные нейтроны могут объединяться в своеобразные «изотопы» — динейтроны, тринейтроны и в особенности тетранейтроны; есть данные, что такие экзотические частицы могли быть экспериментально получены в 2016 году.

Разрозненные естественнонаучные ошибки и выдача желаемого за действительное редко могут объединиться в подобие новой научной теории. Но отчаянные попытки Менделеева открыть мировой эфир и концептуализировать мировой эфир, возможно, подвели его к идеям, которые могли бы предвосхитить открытия Резерфорда, Дирака, Ферми и огромную часть физики, а не химии XX века.  

Элементы нулевого периода Периодической системы. О природе Ньютония и Корония — статья

• Автор:

  Рязанцев Г.Б.

• Журнал:
  Инновационный ресурс Донбасса.2014 http://innov.donbass.name/main/593-elementy-nulevogo.html
• Год издания:
  2014
• Аннотация:
  В январе 1904 г. в «Петербургском листке» № 5 по случаю 70-летия Д.И.Менделеева опубликован его портрет и интервью. На вопрос, какими научными исследованиями он занят в настоящее время, ученый ответил: «Они направлены исключительно к подтверждению выставленной мною в прошедшем году теории, или, вернее, попытки, химического понимания мирового эфира». Что это за теория, о которой мы так мало знаем и к которой были прикованы исключительно все последние исследования ученого?
  Статью “Попытка химического понимания мирового эфира” Д.И. Менделеев окончил в октябре 1902 г., а опубликовал в январе 1903 г. в №1-4 “ Вестника и библиотеки самообразования” и часто о ней говорил, так в мае 1904 г. написал письма известному ученому С. Ньюкомбу, в котором ссылается на свою работу о мировом эфире, где касается вопроса о природе эфира. Сообщает, что в ближайшее время собирается написать статью «по поводу современных представлений о сложности химических элементов и об электронах…». О сложности химических элементов и об электронах – это понятно современному читателю, но …мировой эфир…?! Сейчас даже школьники знают, что эта идея отброшена современной наукой. К тому же химическое понимание по отношению к мировому эфиру! Странно? Да! Поэтому, наверное, одна из последних работ ученого очень редко комментируется, практически нигде не упоминается, да ее вообще трудно найти! Во многих научных и учебных библиотеках в многотомных «Сочинениях» Д.И. Менделеева отсутствует т.2 , где находится «Попытка химического понимания мирового эфира». Иногда даже создается впечатление, что как-то стыдливо стараются вымарать эту «курьезную» работу из наследия ученого! Похоже, многие снисходительно думают, что великий Менделеев на старости лет, возможно, превысил уровень своей компетентности.
  Но, давайте не будем спешить с выводами! Причем здесь старость? Эту «конфузную» теорию Д.И.Менделеев вынашивал почти всю свою творческую жизнь. Ему не было еще 40 лет, когда на периодической системе через два года после ее открытия (оттиск из «Основ химии», хранящийся в архиве ученого) его рукой около символа водорода сделана надпись, которую можно расшифровать так: « легче всех эфир, в миллионы раз». По-видимому, «эфир» представлялся Менделееву наилегчайшим химическим элементом! Еще раз повторим: химический элемент эфира — элемент эфира — атомарность эфира — дискретность эфира. О каком классическом понимании эфира здесь идет речь? Это не тот эфир, который отбросила как ненужный костыль современная физика.
  Откройте словари и энциклопедии.
  Эфир (греч. Aither – гипотетическая материальная среда, заполняющая пространство).
  Понятие об Э. было принято еще у античных философов, рассматривавших его как некую «праматерию» и отождествлявших его с пространством. В классической физике под Э. понималась однородная, механическая, упругая среда, наполняющая абсолютное ньютоновское пространство.
  
  Возможно, найдете несколько иное определение, но обратите внимание, что везде акцент будет на однородности или непрерывности. Разве такой эфир у Менделеева?
  Это не классический эфир! Эфир, о котором говорит Менделеев, состоит из элементов, он атомарен, он неоднородный, он прерывен и дискретен. Он имеет структуру!
  Изучаем дальше словари и энциклопедии.
  Эта механистическая концепция (классический эфир) не выдержала экспериментальной проверки и была отброшена в теории относительности. Представление об Э. в современной физике заменено представлением о материальном поле или обладающей структурой вакууме, не сводимых к механической среде.
  Разве не видно, что эфир, химическую структуру которого пытается рассмотреть Д.И.Менделеев это скорее современный вакуум Дирака, чем классический эфир древних греков! Уже интереснее? Дальше, еще больше! Давайте вернемся к работам Менделеева, как говорится, к первоисточнику!
  Интерес к этой проблеме появился у Менделеева уже в 70-е годы: он тесно связан с периодической системой («ею и возбудился во мне»), и последовавшими затем работами по исследованию газов. Именно открытие химически инертных газов и логическое размещение их в нулевой группе периодической системы делали для ученого реальной возможность оценки химизма мирового эфира. В открытом им законе ученый пытается с физической стороны выяснить природу массы как основной характеристики вещества. Выясняя физические основы тяготения, тесно связанные с понятием мирового эфира как передающей среды, он ищет легчайший элемент (намного легче водорода). Однако результаты опытов 70-х годов, сводившиеся к тому, чтобы доказать, что «эфир есть сумма разреженнейших газов», не удовлетворили Менделеева. В конце жизни в поисках ответа на вопросы, касающиеся глубинных свойств материи, он вновь обращается к «мировому эфиру», с помощью которого пытается проникнуть в природу основного понятия естествознания XIX в.- массы, а также дать объяснения новым открытиям и прежде всего радиоактивности. Основная мысль ученого заключается в следующем: «Реального понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и не считая его элементарным веществом; элементарные же вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической законности».
  Характеризуя мировой эфир, Менделеев считает его « во-первых, наилегчайшим из всех элементов как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицами определенных сколь-либо прочных соединений и, в-четвертых, элементом, всюду распространенным и всепроникающим».
  Вес атома этого гипотетического элемента X , по расчетам ученого, может колебаться в пределах 9.6 *10-7 до 5.3*10-11 (если атомный вес Н равен 1). Элемент X (Менделеев называет его «Ньютонием») получал свое место в периодической системе — в нулевом периоде нулевой группы, как легчайший аналог инертных газов. Кроме того, Менделеев допускал существование еще одного элемента легче водорода – элемента Y, «Корония» (линии «Корония» были зафиксированы при солнечном затмении в 1869 г. в спектре короны; открытие гелия на земле давало основание считать реальным и существование «Корония»). Вместе с тем Менделеев не раз подчеркивал гипотетичность элементов X и Y и не включал их в таблицы элементов 7-го и 8-го изданий «Основ химии».
  Научная требовательность и ответственность в работах Менделеева не нуждается в комментариях! Но, как мы видим, если это требует логика поиска, он смело выдвигал самые необычные гипотезы, основанные на глубокой интуиции. Следует напомнить, что в своих предсказаниях новых элементов до этого Менделеев не ошибался! Все предсказания, сделанные им на основе периодического закона (существование 12 неизвестных в то время элементов), а также исправления атомных масс элементов блестяще подтвердились!
  Так что же, это первая крупная ошибка, может даже глубокое заблуждение великого ученого или всего лишь прискорбное недопонимание гения его малоспособными учениками? Давайте попробуем разобраться!
  В начале XX века не только Менделеев, но и многие физики и химики верили в существование «эфира». Однако после создания Альбертом Эйнштейном специальной и общей теории относительности эта вера стала угасать. Принято считать, что к 1930-м годам проблема «эфира» уже не существовала в науке, а вопрос об элементах легче водорода сам собой отпал. Но, опять же, следует напомнить, что проблема классического эфира отпала, эфира однородного, а вот эфир структурный (эфир Менделеева) вполне жив, только называется он сейчас структурным вакуумом или вакуумом Дирака! Так что, вопрос только в терминологии! Вернемся к элементам легче водорода. Говорят, что их не нашли! А может, просто не искали? Или лучше сказать, когда нашли, просто не узнали!
  Любому химику известны гомологические ряды, и хорошо известно, как ведут себя первые члены, особенно первый. Как известно первый всегда особенный. Он всегда сильно выделяется из общего ряда. Водород размещают и в I и в VII группах. Так вот водород вовсе и не первый! Так как же должны отличаться настоящие первые элементы, элементы нулевого периода, от всех остальных, обычных элементов?! Будут ли они вообще похожи на привычные нам и хорошо известные, так и хочется сказать «родные» химические элементы? Тут пробирает сильное сомнение! Похоже, мы попадем совсем в другой «мир» и, похоже, что это мир элементарных частиц! Мы часто говорим о фундаментальности Периодического закона, но кажется, что по-настоящему этого все-таки не понимаем! Повторим Менделеева: «… элементарные же вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической законности» или «сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-химическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы», еще « по-видимому, периодическому закону – будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает». Ну, кажется, вдохновились и пора заглянуть, что там все же перед Водородом! Смелее! Вперед! Или, вернее, назад? Дмитрий Иванович верит в нас!
  
  
  «…тут я надеюсь на будущее. Поймут же, что найденное мной и общо и важно для понимания всей природы и бесконечно малого…»
  Менделеев в последние годы жизни
  
  Последуем же логике Дмитрия Ивановича, но учтем современные сведения, которые в его время просто еще не существовали.
  Во-первых, за основу возьмем порядковый номер элемента, который соответствует заряду ядра, истина известная всем школьникам старших классов.
  Тогда, если водород имеет порядковый номер 1, то элемент перед ним, естественно, 0! Этот элемент окажется в нулевом периоде в группе инертных газов. Формальный аналог благородных газов, инертный с формальным зарядом ядра 0.
  Рассмотрим возможных кандидатов на это место в Периодической системе.
  Выбор-то и не очень большой, но главное он есть! Из известных ныне физических объектов микромира это: либо нейтрон, либо нейтрино (фотон как не имеющий массы покоя и короткоживущие частицы выведем пока за скобки). Кому отдавать предпочтение пока воздержимся. Формально нас удовлетворяет и нейтрон и нейтрино! Перейдем пока к следующему элементу перед водородом, тоже элементу нулевого периода, но уже попадающему в первую группу и аналогу водороду. Но формальный порядковый номер его -1! И такой же заряд ядра! Суммарный же заряд как и у всех элементов должен быть нулевым. И на это место в Периодической системе есть законный кандидат! Это хорошо известный физикам и радиохимикам Позитроний! Кстати, он вообще–то очень здорово смахивает на предсказанный Менделеевым «Короний», и вполне может наблюдаться на Звездах типа Солнца и других, особенно более горячих! Итак, Позитроний (Ps), напомним, что это система состоящая из электрона и позитрона, удовлетворяет формальным требованиям элемента нулевого периода. То, что здесь трудно выделить где ядро, а где оболочка, пусть нас не смущает, так как мы ожидали ведь, что элементы нулевого периода будут необычными! Кроме того, как раз из-за симметричности Позитрония в дальнейшем раскроются совершенно новые перспективы Периодической системы! Но не будем забегать вперед!
  Вернемся, к элементу с нулевым порядковым номером. Кто же это Нейтроний или Нейтриний? Кто же больше соответствует Ньютонию Менделеева?
  Прежде чем сделать выбор, давайте остановимся на одном факте, который не следует игнорировать. Для простоты рассмотрения мы предложили в качестве кандидатов на нулевое положение нейтрон и нейтрино, но это просто элементарные частицы, а все другие химические элементы это сложные системы, где присутствуют противоположные заряды, как кулоновские, так и другие (частицы и античастицы – электрон и позитрон). Поэтому, подчиняясь закону сохранения зарядов, под Нейтринием будем понимать пару нейтрино и антинейтрино, а под Нейтронием- пару нейтрон и антинейтрон! Отсюда видно, что ничего не надо выбирать! Они оба нам подходят, и более того у них изотопическое соотношение, они отличаются только на единицы барионного заряда! Просто они изотопы! Также как, например, водород, дейтерий и тритий. Но о каком же из этих изотопов все-таки говорил Менделеев? Тут все ясно, конечно же, Ньютоний это Нейтриний! Надо вспомнить свойства Ньютония: чрезвычайно малая масса и практически полная инертность во взаимодействии с другими веществами!
  «Чрезвычайно малая плотность газа, т. е. чрезвычайная быстрота собственного движения его частиц – при ничтожном весе их, должны влиять на то, что газ этот везде проникнет, будет наполнять вселенную, но ни к чему прочно не примкнет – для согласованного движения в химическом соединении, т.е. он ни с чем не соединится»
  
  Все это отвечает паре нейтрино и антинейтрино, Нейтринию(00 Nn)! И чрезвычайная быстрота собственного движения – близкая скорости света, и ничтожный вес – около 10-9 ,что соответствует предсказанию Менделеева (10-7 — 10-11), везде проникает, практически ни с чем не взаимодействует (Земля и даже Солнце для него прозрачны), и наполняет всю Вселенную (масса нейтрино во Вселенной, по крайней мере, в 30 раз больше плотности обычного вещества)!
  Вообще, не понятно как могло наше миропонимание простых веществ, элементов Вселенной обходиться без Нейтриния-Ньютония! Нейтроний ( n 0 Nn) также один из самых распространенных во Вселенной ( это вещество нейтронных звезд и черных дыр)! На долю же классических химических элементов приходится лишь малая часть массы Вселенной! Все классическое химическое вещество по отношению к Нейтринию и Нейтронию это все равно, что пена на берегу морей к самим морям! Нейтриний, Нейтроний и Позитроний, а вслед за ними и другие доводородные элементы необходимо должны найти свое место в Периодической системе! Только с элементами нулевого периода Периодическая система получает свое логическое завершение, если конечно не считать ее зеркального отражения по отношению опять же к нулевому периоду, где проглядываются все прочие Антиэлементы, т. е. химические элементы Антимира! Следует заметить, что и «Цветок Менделеева» существует всегда в двух асимметричных формах, «левой» и «правой».
• Добавил в систему:
  Рязанцев Георгий Борисович

Попытка химической концепции эфира | работа Менделеева

В Дмитрии Менделееве: Другие научные достижения Дмитрия Менделеева

…химического понимания мирового эфира (1902; . атомов, и он попытался классифицировать эфир как химический элемент выше группы инертных газов (или благородных газов). Эта смелая (и, в конечном счете, дискредитированная) гипотеза…

Подробнее

«,»url»:»Введение»,»wordCount»:0,»sequence»:1},»imarsData»:{«INFINITE_SCROLL»:»»,»HAS_REVERTED_TIMELINE»:»false»}, «npsAdditionalContents»:{},»templateHandler»:{«name»:»INDEX»},»paginationInfo»:{«previousPage»:null,»nextPage»:null,»totalPages»:1},»seoTemplateName»:» СТРУКТУРНЫЙ ИНДЕКС»,»infiniteScrollList»:[{«p»:1,»t»:1117559}],»familyPanel»:{«topicInfo»:{«id»:1117559,»title»:»Попытка создания химического Концепция эфира»,»url»:»https://www. britannica.com/topic/An-Attempt-Towards-a-Chemical-Conception-of-the-Ether»,»description»:»Дмитрий Менделеев: Другие научные достижения Дмитрия Менделеева: …химического понимания мирового эфира (1902; Попытка химической концепции эфира) он объяснил эти явления движением эфира вокруг тяжелых атомов и попытался классифицировать эфир как химический элемент над группой инертных газов (или благородных газов). Эта смелая (и, в конечном счете, дискредитированная) гипотеза…»,»type»:»ТЕМА»,»titleText»:»Попытка химической концепции эфира»,»metaDescription»:»Другие статьи, в которых Эфир обсуждается: Дмитрий Менделеев: Другие научные достижения Дмитрия Менделеева: …химического понимания мирового эфира (1902; Попытка химической концепции эфира) он объяснил эти явления движением эфира вокруг тяжелых атомов и попытался классифицировать эфир как химический элемент над группой инертных газов (или благородных газов). Эта смелая (и окончательно дискредитированная) гипотеза…»,»identifierHtml»:»работа Менделеева»,»identifierText»:»работа Менделеева»,»alternateTitles»:»«Попытка химического понимания мирового эфира»»,»topicClass»:» тема»,»topicKey»:»Попытка-к-химической-концепции-эфира»,»articleContentType»:»INDEX»,»ppTecType»:»THING»,»templateId»:4,» TopicType»:»INDEX»,»assemblyLinkPrefix»:»/media/1/1117559/»},»topicLink»:{«title»:»Попытка создания химической концепции эфира»,»url»:»https://www. britannica.com/topic/An-Attempt-Towards-a- Химическая концепция эфира»},»tocPanel»:{«title»:»Directory»,»itemTitle»:»Ссылки»,»toc»:null},»groups»:[]},»byline «:{«contributors»:null,»allContributorsUrl»:null,»lastModificationDate»:null,»contentHistoryUrl»:null,»warningMessage»:null,»warningDescription»:null,»contributorNames»:»NULL»},»citationInfo «:{«contributors»:null,»title»:»Попытка создания химической концепции эфира»,»lastModification»:null,»url»:»https://www.britannica.com/topic/An- Попытка-к-химической-концепции-эфира»},»websites»:null,»freeTopicReason»:»TOPIC_IS_INDEX_PAGE»,»topicCollectionLinks»:[],»initialLoad»:true}

Из чего состоит мировой эфир? Последняя теория Менделеева

В марте 1869 года была опубликована первая версия периодической системы Менделеева. Систематический вид рядов и групп она приобрела за пару лет — так выглядела версия от 1871 года. Как известно (о чем я уже упоминал в статье о пределах таблицы Менделеева и элементе Фейнмана). Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) принципиально превзошел своих учителей и коллег, в частности, Роберта Бунзена, Жана Лекока Буабодрана и Лотара Майера, в том, что пытался не только классифицировать уже известные к тому времени химические элементы, но и систематизировать их в соответствии с увеличением атомного веса и периодической закономерностью химических свойств. Поэтому он не только оставил в своей таблице пустые клетки, но и сделал два исключения из периодического закона на основе известных ему элементов. Тем не менее Менделеев имел очень неправильное представление о том, как заполнить «ребра» таблицы. Ошибки Менделеева, на которых он даже упорствовал, были связаны с двумя неверными посылками. Во-первых, Менделеев серьезно отнесся к понятию мирового эфира (написал о нем серьезную аналитическую статью в 1902), хотя, еще в 1887 году, им неоднократно ставился опыт Майкельсона-Морли, фактически доказавший, что эфира не существует. Кроме того, на момент составления таблицы внутреннее строение атома еще не было известно (атом считался неделимым), и Менделеев не предусмотрел в таблице 8-ю группу, то есть столбец с благородными газами .

Менделеев считал логичным, что таблица должна «замыкаться» на стыке противоположных по свойствам групп: щелочных металлов (степень окисления, как правило, -1) и галогенов (степень окисления, как правило, +7). Вот почему, воодушевленный первым успехом, Менделеев попытался дополнить таблицу такими натяжками и найти в ней место для мирового эфира. Все эти поиски, предпринятые не только Менделеевым, привели к «открытию» многих фантомных, несуществующих элементов.

Атомный вес и другое низкоуровневое расположение элементов

В группах элементов, которые Менделеев расположил в таблице, уже прослеживалась близость химических свойств в вертикальном направлении. В правом верхнем углу таблицы сгруппировано большинство неметаллов, но отдельные неметаллы и полуметаллы (мышьяк, сурьма, теллур, йод) также находятся в нижних рядах таблицы. Именно в паре теллура и йода Менделеев сделал первое исключение из увеличения атомной массы, но в пользу периодического закона: йод оказался легче теллура, но по химическим свойствам теллур явно приближался к сере и селен, а не бром и хлор — наоборот, больше похож на йод.

Здесь Менделеев сделал первый шаг к пониманию делимости атома: в большинстве ячеек периодической системы есть несколько типов атомов, в которых число протонов одинаково (число протонов равно числу в ячейке таблица), но количество нейтронов разное. Соответственно, в среднем у теллура преобладают атомы с большим количеством нейтронов, а у йода — с малым. Понятие об изотопах лишь в 1913 году сформулировал Фредерик Содди (1877-1956), как блестяще описано в его Нобелевской лекции 1922 г.

К середине XIX века, когда уран (1789 г.) и торий (1828 г.) Антуан Анри Беккерель в 1896 году – пробы урана в ящике его стола засветила фотопленка, на которой лежала). Радиоактивность обусловлена ​​нестабильностью некоторых атомных ядер и лишь косвенно зависит от степени тяжести изотопов. Действительно, последним элементом, имеющим стабильный изотоп, является свинец (атомная масса 208, атомный номер 82). До начала 21 века таковым считался висмут (атомный номер 83), но в 2003 году было доказано, что висмут-209тоже радиоактивный, превращается в таллий-205, но период полураспада этого изотопа на порядки больше, чем нынешний возраст Вселенной.

Поскольку Менделеев не знал о существовании изотопов на момент создания своей таблицы, он также не до конца понимал, какие элементы могут находиться между водородом (атомная масса 1,008) и литием (атомная масса 6,939). Он считал, что водород порождает полноценный нулевой период таблицы и, возможно, один или несколько элементов, составляющих мировой эфир, будут находиться в этом периоде. Уже в 1902 Менделеев написал обстоятельную статью «Попытка химического понимания мирового эфира». В статье он определяет эфир как «невесомую, упругую жидкость, заполняющую пространство, пронизывающую все тела и признаваемую физиками причиной света, тепла, электричества и т. д.». В этой статье он уже пытается примирить понятие мирового эфира с уже открытой радиоактивностью и сравнивает атомы с «вихревыми кольцами», а не с твердыми неделимыми «зернами», как Джон Дальтон, открывший атомы в 1809 г., вообразил их. Тем не менее Менделеев «получил» косвенные доказательства существования эфира уже в конце 1860-х гг. Он также упоминает об этом в статье. Ниже я вернусь к этой статье, так как в ней Менделеев высказывает прозорливые представления о природе элементарных частиц.

В 1868 году выдающийся американский ученый Норман Локьер, основатель журнала Nature, открыл в солнечном спектре новый элемент с неизвестными ранее эмиссионными линиями, который он назвал «гелий». В версиях таблицы Менделеева ни от 1869 г.ни с 1871 г. (приведено выше) гелий не указан, так как Дмитрий Иванович понятия не имел, к какой группе его следует отнести. Все вещество на Солнце существует в виде ионизированного газа, поэтому было трудно представить, что такое гелий при комнатной температуре, только по спектральной линии. Но уже в упомянутой статье Менделеев упоминает как о свойствах гелия (в 1881 г. Луиджи Пальмьери выделил из газа вулканических фумарол, позднее полученного шведскими химиками в количестве, достаточном для установления атомного веса), так и о свойствах аргона – обнаруженном Уильям Рамзи в 189 г.4 в при последовательном замораживании воздуха. Менделеев указывает, что и гелий, и аргон обладают ярко выраженной химической «неактивностью», т. е. не вступают в химические соединения с другими известными элементами. Не до конца понимая строение атома, Менделеев предполагал, что гелий является не началом восьмой группы (благородные газы с полностью заполненной внешней электронной оболочкой), а концом нулевого периода, за которым следует водород.

Открытие Локьера побудило других ученых направить спектроскоп в небо и искать там новые элементы, явно «иной» природы, чем «земли» и металлы, открытые в конце XIX в.ХХ века с помощью минералогии. Непонимание природы электронных оболочек (электрон был открыт лишь в 1898 г.), а также непонимание того, из чего именно складывается атомный вес «неделимого» атома, привели к нескольким примечательным псевдооткрытиям. Самый известный из них — «элементный» короний. Линии этого «элемента» были обнаружены в 1869 году в солнечной короне Уильямом Харкнессом и Чарльзом Янгом. К 1887 году научное сообщество опровергло «скептические мнения» о том, что открытый элемент представляет собой сильно ионизированные атомы железа — и назвали его «короний». Более того, в 1898 итальянский ученый Раффаэлло Насини даже заявил, что выделил короний из фумарол Везувия — тем самым продолжая указывать на его сходство с гелием.

Менделеев ухватился за идею корония, так как казалось, что начал завершаться нулевой период таблицы. В конце 1860-х — начале 1870-х годов он считал, что гелий должен быть легче водорода и иметь дробный атомный вес. Но, когда атомный вес гелия был скорректирован (4,00), Менделеев признал, что короний — это благородный газ, который находится над гелием, а его масса составляет около 0,4 массы водорода. Менделеев также предположил, что слева от корония должен находиться еще один химически нейтральный элемент с дробной массой (около 0,17), который он назвал «ньютонием»:

«…в последней модификации распределения элементов по группам и рядам я добавляю не только нулевую группу, но и нулевой ряд, и элемент х ( я бы условно назвал его «ньютониевый — в честь бессмертного Ньютона ), который я решаю считать, во-первых, самым легким из всех элементов, как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, самым быстродвижущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицы некие прочные связи, и, в-четвертых, элемент, повсеместно распространенный и всепроникающий, как мировой эфир

Вот как выглядела таблица Менделеева в приложении к этой статье, копия 1905 года (извините за качество):

Здесь инертные газы Рамсея находятся на левом, а не на правом краю таблицы. Также здесь предусмотрены нулевой период и первый период с водородом, где слева от водорода оставлена ​​ячейка для благородного газа. Вероятно, Менделеев обозначает короний через x, а ньютоний через y. При этом элементы, из которых состоит мировой эфир, должны располагаться в нулевом периоде.

Поиски необычных «небесных» элементов продолжались и в ХХ веке.

Одной из наиболее заметных «находок» такого рода была небулия, об «открытии» которой в эмиссионных линиях диффузных туманностей в 1898 году сообщила Маргарет Хаггинс. Предполагается, что атомный вес небулия составляет около 2,74; соответственно, этот элемент должен был располагаться между водородом (1) и гелием (4) и быть чем-то вроде «сверхкислорода».

В этом ряду также заслуживают внимания протофтор («сверхлегкий галоген», предположительно находящийся в нулевом периоде над фтором) и, в частности, нейтроний. Нейтроний был теоретически предсказан в 1926 немецкого химика Андреаса фон Антропоффа. Антропов предположил, что этот элемент должен иметь вес около 0,1 веса водорода, практически не вступать в химические соединения и быть в то же время всепроникающим .

Заключение

Эпоха этих странных открытий почти закончилась к началу 1930-х годов. В 1932 г. Джеймс Чедвик открыл нейтронин, в 1928 г. Поль Дирак предположил существование позитрона, и в том же 1932 г. существование позитрона подтвердил американский физик Карл Андерсон. 1930-е годы были первым ключевым периодом, когда изучались механизмы радиоактивности, а в 1936 году было открыто деление ядра урана.

Стало ясно, что химических элементов с дробной массой не бывает. Практическое и теоретическое изучение изотопов позволило понять, что ядро ​​атома, состоящее из протонов и нейтронов, не является точкой, а имеет определенную конфигурацию. Именно это осознание позволило заполнить две последние клетки в основной части таблицы Менделеева (до урана). Это был технеций (№ 43, открытый в Италии в 1937) и прометий (№ 61, открыт в США в 1945-1946 гг.).

Тем не менее сделанный исторический экскурс заставляет думать, что описанные гипотезы Менделеева и других химиков XIX века привели не столько к неизбежному развенчанию теории мирового эфира и окончательному уточнению верхней границы периодического системы элементов, а в предвосхищении элементарных частиц.