Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №19/2006

О ЧЕМ НЕ ПИШУТ В УЧЕБНИКАХ

 

В знак признания заслуг
великого русского химика
Д.И.Менделеева

Из воспоминаний Глена Сиборга

В 1967 году в Соединенных Штатах отмечалась годовщина расщепления атомного ядра. Я не случайно воспользовался этим, чтобы проследить развитие закона периодичности. Более того, в одной из своих последних научных статей я взял на себя смелость предсказать, каким именно образом еще не открытые элементы могут соответствовать закону, впервые выявленному Менделеевым.

Г.Т.Сиборг (1912–1999)
Г.Т.Сиборг
(1912–1999)

А теперь давайте вкратце рассмотрим изменения, которым подвергалась периодическая таблица за минувшие 129 лет, и обратим внимание на причины, эти изменения вызвавшие.

Значение этой прославленной таблицы, составленной самим Менделеевым, состоит в том, что ее автор смело предположил, что имеющиеся в ней пробелы и неточности связаны с грубыми ошибками в определении величин атомных весов или же с тем, что некоторые элементы еще не открыты.

Благодаря успешному предсказанию свойств трех дотоле неизвестных элементов – галлия, скандия и германия – периодическая система еще до конца XIX века завоевала всеобщее признание.

Однако в последние годы прошлого и в первые годы нынешнего веков возникла необходимость реконструировать периодическую таблицу, чтобы учесть открытия, которых в свое время не мог предвидеть Менделеев. Наиболее важные из этих открытий состояли в том, что была обнаружена группа новых элементов – благородные газы, а в одной клетке с элементом лантаном понадобилось разместить целую группу родственных редкоземельных элементов, или лантаноидов.

Еще четыре недостающих элемента – технеций (атомный номер 43), прометий (атомный номер 61), астат (атомный номер 85) и франций (атомный номер 87) – долгое время не удавалось обнаружить в природе из-за их высокой радиоактивности. Эти элементы были открыты лишь перед окончанием второй мировой войны с помощью сложнейших методов ядерных исследований. Так периодическая система была завершена вплоть до урана – элемента с атомным номером 92.

В начале XX века делались попытки предсказать строение периодической таблицы после элемента урана. Эти попытки были основаны на работах столь известных ученых, как Томсон, Резерфорд и Бор, – на работах, проливших свет на строение атома и его ядра. Из этих работ следовало, что положение элементов в периодической системе определяется не его атомным весом, а атомным номером, и что химические свойства элемента можно связать со строением его электронных оболочек. Предложенная в 1923 году Бором периодическая таблица была основана на его соображениях о порядке заполнения электронных оболочек с ростом атомного номера и указывала на возможность существования элементов тяжелее урана.

В годы, предшествующие второй мировой войне, среди химиков всего мира была принята периодическая таблица, которая предсказывала, что элемент 93 по своим свойствам должен быть подобен рению, а элемент 94 будет аналогом осмия и т.д.

С началом войны резко возрос интерес к ядерным исследованиям. В Соединенных Штатах были синтезированы первые трансурановые элементы – нептуний (атомный номер 93) и плутоний (атомный номер 94). Сначала мы считали, что эти элементы по своим свойствам подобны урану и что элементы 95 и 96 должны быть членами того же семейства «ураноидов».

Эта ошибочная концепция нашла отражение в периодической таблице 1944 года. И лишь когда основанные на этом предположении эксперименты по синтезу и разделению элементов 95 и 96 потерпели неудачу, мне пришло в голову, что все известные элементы, следующие за актинием, размещены в периодической таблице неправильно.

В связи с этим Глен Т.Сиборг выдвинул гипотезу, что эти элементы составляют начало ряда, подобного ряду лантоноидов, но только начинающегося с актиния. Каждый член этого ряда «актиноидов» должен быть подобен соответствующим членам ряда лантаноидов.

Задуманные затем эксперименты по синтезу и химической идентификации элементов 95 и 96 – америция и кюрия – основаны на химии европия и гадолиния соответственно. Эти эксперименты оказались вполне успешными.

Вскоре после окончания войны, в декабре 1945 года, впервые была опубликована таблица, в которой актиноиды были выделены в особый ряд.

В последующие годы в Соединенных Штатах были открыты элементы 97–103, завершающие ряд актиноидов: берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий и лоуренсий.

Так был повторен урок, преподанный много лет назад Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Мы, американские ученые, были горды и счастливы тем, что смогли возвеличить его имя, назвав элемент № 101 менделевием.

Материал подготовила Н.С.Крюкова,
заслуженный учитель России
(г. Тобольск)