День российской науки - «Образование»

Фото: usiter.com

8 февраля российские ученые отмечают профессиональный праздник. Дата связана с основанной 295 лет назад Академией наук.  

Накануне Дня науки Российская академия наук, Российское химическое общество имени Д.И. Менделеева, Министерство науки и высшего образования РФ, российские и зарубежные ученые выступили с инициативой о проведении Международного года Периодической таблицы химических элементов.

Генеральная ассамблея ООН поддержала эту инициативу и 2019 год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Это масштабное событие посвящено 150-летию открытия Периодического закона химических элементов великим русским ученым Д.И. Менделеевым.

Редакция портала «Российское образование» вспомнила историю формирования периодической таблицы и интересные факты, связанные с ее открытием.

В поисках единой концепции

Ушло не одно столетие на безуспешные поиски ученых всех стран обнаружить закономерность среди химических элементов. Исследователи старались «подогнать» их под имевшиеся схемы, что, само собой, не приносило желаемых результатов. Менделеев же был уверен, что существует общий закон природы, который связан с массой атома и определяет все сходства и различия элементов между собой.

Советский публицист Олег Писаржевский описывает работу ученого таким образом:

«Он помог успеху своих поисков простым и наглядным приемом. Он воспользовался запасом ненужных визитных карточек – узеньких полосок картона. Из этих картонных карточек он составил нечто вроде подвижной картотеки элементов. На обороте каждой карточки он записал под названием элемента его атомный вес и формулы основных соединений, которые данный элемент образует с другими. <…> Разложив перед собой эти карточки, комбинируя их во всевозможных сочетаниях, сопоставляя их между собой по свойствам элементов, он с большой легкостью мог охватить умственным взором всю совокупность элементов со всем сложным переплетением их свойств. Все более отчетливо проявлялись в его сознании признаки системы, которой подчинялось все это пестрое разнородное собрание земных тел».

Вокруг открытия ученого сочиняли множество легенд. Одна из них – знаменитая таблица Менделееву приснилась. Сложно поверить в то, что можно с такой легкостью совершать научные открытия. Менделеев только смеялся над абсурдностью этого предположения.

«Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы говорите: сидел и вдруг ... готово!», - комментировал он.

Писаржевский писал по этому поводу:

«Менделеев действительно не раз вспоминал о том, как он часами переставлял элементы в рядах, вчитываясь в свои заметки до ряби в глазах. Голова у него кружилась от напряжения. Ведь когда с места на место перекладывались легкие карточки с названиями веществ, в сознании исследователя приходили в движение целые эшелоны сведений об этих веществах. <…> И даже когда, утомленный, он засыпал за своими размышлениями, неугомонная, бессонная мысль продолжала биться в мозгу исследователя. И весьма возможно, что именно в тот момент, когда более поверхностные, мешающие раздражители были заторможены сном, свободно и до конца оформилось то наблюдение, которое было подготовлено годами труда и уже складывалось в сознании».

В 1869 году таблица имела пустующие ячейки. Менделеев специально оставил свободные места для новых элементов, которые, по его предположению, должны были найти в будущем. Основываясь на свойствах «соседей» по периодической таблице, ученый даже довольно точно описал еще неоткрытых три элемента. И вскоре свободные ячейки заняли галлий, скандий и германий.

Появление радия

Еще в течение многих лет периодическая таблица дополнялось новыми элементами. 26 декабря 1898 года лауреат Нобелевской премии по физике Пьер Кюри представил во Французской Академии наук радий в виде смеси с барием. Вместе со своей супругой Марией они получили из отходов, остающихся после выделения урана из урановой руды, сильнорадиоактивный элемент -  радий.

В то время никто не знал о смертельной опасности радиации, и новый элемент сделали панацеей чуть ли не от всех болезней. Радий включили в состав пищевых продуктов, зубной пасты, кремов для лица. Его рекомендовали врачи в качестве средства для снятия стресса. А богачи щеголяли в часах, циферблат которых был окрашен краской, содержащей радий.

Сегодня этот элемент используют в медицине для кратковременного облучения при лечении ряда злокачественных заболеваний.

«Лжеэлементы»: небулий и короний

Некоторые химические элементы не укладывались в концепцию периодического закона и были признаны несуществующими. Так в начале 20 века случилось с небулием и коронием. 

При исследовании солнечной атмосферы астрономы обнаружили спектральные линии, которые им не удалось отождествить ни с одним из известных на земле химических элементов. Ученые предположили, что эти линии принадлежат новому элементу, который получил название короний (потому что линии были обнаружены при исследовании «короны» Солнца - внешнего слоя атмосферы звезды).

Спустя несколько лет астрономы сделали еще одно открытие, изучая спектры газовых туманностей. Обнаруженные линии, которые снова не удалось отождествить ни с чем земным, приписали другому химическому элементу - небулию. 

Открытия подверглись критике, поскольку в периодической таблице Менделеева уже не оставалось места для элементов, обладающих свойствами небулия и корония. После проверки обнаружилось, что небулий является обычным земным кислородом, а короний - сильно ионизированное железо.

Дмитрий Менделеев считал, что «периодическому закону – будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает». Его изобретение и по сей день по всеобщему признанию является основным законом химии.