В.Г. Петрук, доктор технічних наук, професор (Вінницький національний технічний університет) ХТО ВІДКРИВ ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН І ПЕРІОДИЧНУ СИСТЕМУ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ? Росія розв’язала проти України неоголошену війну. Та і раніше у царські і радянські часи вона просто шаленіла в антиукраїнській істерії. Все її дратувало і дратує досі – і наша «нєзалєжність», і наш «їзик», як вони зі злобою цідять через зуби, і УПА, і Бандера, і т.д. Тепер наступив той час, коли ми маємо зірвати з них ширму «вєлічія», відкинувши назавжди їхні міфи про «найвидатніших людей Всесвіту» типу Ломоносова, Менделєєва, Калашникова (див. газету «Історія» за вересень 2014 року, №9 (10), Кулібіна і цей список можна продовжувати безкінечно, які все «відкрили» і «передбачили» для «неосвідченого» людства на багато тисячоліть вперед і людству при цьому нічого не залишається, як сором’язливо визнавати свою неспроможність… Вступ Нас так довго переконували стосовно небаченої геніальності Дмитра Івановича Менделєєва і це вже так глибоко ввійшло в нашу свідомість, що заперечувати пріоритет відкриття ним Періодичного закону можуть тільки люди, що відчули в цьому питанні, дійсно, певну фальш. За часів Радянського Союзу так повелося, що в тій країні повинні були бути свої власні (читай: російські) «герої» і видатні особистості. Тому так спритно були "витягнуті з небуття" і підняті до небаченого п'єдесталу слави Михайло Ломоносов (до речі, його праць-оригіналів, окрім тих, що написали ідеологічні відділи Кремля, немає), а також Дмитро Менделєєв, що асоціюється з хімією, наче одне ціле, і вважається серед колишніх радянських людей, як найвидатніший хімік усіх часів і народів тощо. Тепер ситуація докорінним чином змінилася. Україна здобула незалежність і це – назавжди. Тому ми своїх українських студентів повинні виховувати тільки в дусі справедливості і правди. Вони повинні знати тільки істинні пріоритети, а не нав'язані кимсь, кому це вигідно. До всього цього молоді люди ще повинні бути патріотами своєї держави і відстоювати, у першу чергу, об'єктивність, національні пріоритети та державницькі позиції. Тільки дозвольте запитати, де візьметься той патріотизм, ті знання з хімії, коли нашим школярам у підручнику "Неорганічна хімія" з 73 аж по 106 сторінку викладають не «щиру» хімію, а вперто нав'язують матеріал про "науковий подвиг Д.І. Менделєєва", про його геніальність, про його передбачення і навіть про його сни, наче б то інших видатних хіміків не існує, зокрема українських [1]. Більше того, що вже зовсім не припустимо, у цих же шкільних вітчизняних підручниках подається дітям Періодичний закон, сформульований ще колись Д.І. Менделєєвим, який з огляду на існування ізотопів є просто невірним (див. далі матеріал тексту). То скажіть, будь ласка,
чи будуть наші діти при "такому викладанні" знати глибоко хімію? Ніколи. І це комусь вигідно. Адже нам у незалежній Україні, як і в радянські часи, виявляється, не потрібні розумні люди, а тільки треба люди-гвинтики, якими буде легко управляти, або люди, які будуть "безвозмездно видавати нагора" чи в "закрома Родіни" і не будуть при цьому особливо вдумуватися [22]. Аналіз етапів відкриття ПЗ і ПС От і в питанні про пріоритетність відкриття Періодичного закону і Періодичної системи (ПЗ і ПС) хімічних елементів є багато проблем. Вони нібито радянськими філософами та ідеологами і розв'язані на користь Д.І. Менделєєва, але у світі думка дещо інша. Забігаючи наперед, скажу, що у всьому без винятку світі, крім, звичайно, Росії та пострадянських республік, ПЗ і ПС не носять імені Менделєєва. Хоча буду нещирим, якщо не скажу, що деякі держави з певними застереженнями і визнають пріоритет Д.І. Менделєєва, наприклад, Франція, але, повторюю, ні ПЗ, ні ПС його іменем не називають. І це суттєво. Не думаю, що за кордоном, де зроблено абсолютну більшість фундаментальних відкриттів законів природи, не знають суті справи. Знають добре вони, бо є на те неспростовні факти. І так, викладемо хронологію цього, безперечно, цікавого питання. 1. 1787 рік, А. Лавуаз'є, "Метод хімічної номенклатури", де відомі 25 елементів були розподілені на три класи: елементи (О, N, Н); неметали (S, С, В); метали (Fe, Mn, Mg,)і т.д. 2. 1829 рік, І. Дюберейнер, "Спроби групування елементарних речовин за їх аналогією" – тріади. 3. 1858 рік, У. Одлінг, таблиця елементів, яка багато в чому була прототипом сучасної, але ще не зовсім досконала. 4. Вересень 1860 року, Карлсрує, Міжнародний з'їзд хіміків – таблиця всіх відомих на той час хімічних елементів з чітко визначеними атомними масами (вагами) від Станіслао Канніцаро – італійського хіміка). Додамо, що Д.І. Менделєєв був присутній на цьому з'їзді, як і Юліус Лотар Мейєр. Обидва ці хіміки прочитали роботу С. Канніцаро. 5. 1864 рік, де Шанкуртуа, таблиця спірального розташування хімічних елементів. Вертикалі – групи, а спіраль – періоди. Тут уже чітко проглядається і періодичність, і подібність властивостей хімічних елементів у межах однієї вертикалі. 6. 1864 рік, Джон Ньюлендс, створив таблицю хімічних елементів і відкрив "закон октав". Першим помітив, що кожен восьмий елемент подібний першому (як восьма нота в музичній октаві). Періодичне повторення хімічних властивостей елементів за октавами представлялось йому проявом їх глибинної гармонії, подібної до гармонії в музиці. Періодичність він довів 1 березня 1866 року Лондонському хімічному товариству [13]. 7. 1864 рік, Л.Ю. Мейєр, видав книгу "Сучасна хімічна теорія", де опублікував Періодичний закон і Періодичну таблицю з 31 елемента (рис.1) [16-21]. У 1869 році Л.Ю. Мейєр опублікував періодичну таблицю з 57 відомих на той час
елементів і графік залежності атомного об'єму від атомного номера, повністю підтвердивши і глобальний закон природи і створивши таблицю з пропущеними місцями не відкритих на той час елементів! На підставі і таблиці, і графіка атомних об'ємів формулювання його Періодичного закону таке: "Властивості елементів та їх сполук знаходяться в періодичній залежності від їх атомного номера". Враховуючи, що "атомний номер" – це порядковий номер елементів, то таке формулювання Л.Ю. Мейера цілком вірне і на сьогодні. Хоча, звичайно, Л.Ю. Мейєр, як і Д.І. Менделєєв, тоді ще не знали про існування ізотопів.
Рис. 1. Періодична таблиця Л. Мейера (1864 рік!)
Лотар Юліус Мейєр, німецький хімік, першовідкривач Періодичного закону та Періодичної системи хімічних елементів
8. 1869 рік, (1 березня (17 лютого за старим стилем)), Д.І. Менделєєв, написав на звороті листа до секретаря BET (вільного економічного товариства) О.І. Ходнєва записку, в якій у досить сумнівній, з моєї точки зopy, формі представив майбутню Періодичну таблицю, бо де у ній групи, де тут періоди ?..
1870 рік! Рис.2. Надрукований у 1870 році варіант ПС Менделєєва Д.І.
Дмитро Іванович Менделєєв, російський хімік, якому приписують відкриття Періодичного закону та Періодичної системи хімічних елементів Якщо Д.І. Менделєєв навіть і не знав про роботи Д.Г. Ньюлендса і Л.Ю. Мейєра, то він з таким "відкриттям" запізнився на цілих п'ять років. Але Д.І. Менделєєв, безперечно, мусив знати роботи передових хіміків того часу, бо він частенько перебував у відрядженнях за кордоном, зокрема, працював з 1859 по 1861 роки над докторською дисертацією в Гейдельбергському університеті (Німеччина) тощо. Крім того, на цю обставину Д.І. Менделєєву натякав і сам Л.Ю. Мейєр у листах до нього, вказуючи, що закономірності Д.І. Менделєєва вже давно відомі в Європі! На це Д.І. Менделєєв заперечував, що Мейєр, і Ньюлендс, і Одлінг, хоч і раніше опубліковували ПЗ і ПС (він сам визнавав це!), але вони нібито не зрозуміли їх глибинної суті. Тобто, за Д.І. Менделєєвим вони представили ці відкриття як просту класифікацію хімічних елементів, а він – Д.І. Менделєєв – як глобальний закон природи! Що ж, думаю, коментарі тут зайві! При цьому деякі зарубіжні вчені, зокрема, Полінг, Браун, Лемей та ін. вважають, що ПЗ і ПС були відкриті Л.Ю. Мейєром і Д.І. Менделєєвим приблизно в один і той самий час незалежно один від одного. Проте Полінг, наприклад, вказує, що найбільш важливий крок у подальшому в розробці періодичного закону і періодичної системи був зроблений саме Д.І. Менделєєвим. Браун і Лемей вважають, що і Л. Мейєр, і Д.І. Менделєєв прийшли до одного висновку, але заслуга Д.І. Менделєєва більша, оскільки він швидше розвивав свої ідеї і стимулював нові дослідження, поліпшував свою ПС. Крім того, особливо вітчизняні хіміки вважають заслугою Д.І. Менделєєва саме те, що він залишив пусті клітинки у своїй таблиці, передбачивши деякі
властивості ще не відкритих елементів. Наприклад, екасиліцій, що в 1886 році завдяки відкриттю Вінклера став германієм і т.д. А чи бачили більшість наших хіміків таблицю Мейєра з пустими клітинками (рис.1)? Звичайно – ні, або не хотіли бачити, або їм цього не дозволяли. Отже, формулювання закону Д.І. Менделєєва: "Властивості елементів, а потому і простих тіл знаходяться в періодичній залежності від їх атомної ваги". Критика: • періодичність доведена Д. Ньюлендсом; • вага – це не маса: P=mg; • не враховується наявність в елементів ізотопів; • закон і таблиця вже були представлені науковому світові до нього. Це формулювання, тим не менше, постійно на устах у наших школярів і навіть студентів на уроках хімії. Проте на сьогодні його вживати не потрібно, бо воно не вірне! Ні з якої точки зору! Тому, коли деякі вчителі хімії і викладачі вузів дають це визначення у своїх лекціях, то вони несвідомо відводять наших дітей від істини. Щоб довести абсолютну невірність ПЗ Д.І. Менделєєва, треба нагадати про ізотопи, як вид атомів одного і того ж елементу, в ядрах яких міститься однакове число протонів, але неоднакове число нейтронів, тобто ізотопи одного і того ж елементу мають різні атомні маси (ваги, як казав Д.І. Менделєєв). А якщо так, то за формулюванням Д.І. Менделєєва ми мали б періодичну таблицю не з 118, а з приблизно з 1500 різних елементів. Наприклад, Zп – його ізотопи: 64 66 67 68 70 30 Zn, 30 Zn,30 Zn, 30 Zn, 30 Zn. Як бачимо, атомні маси їх різні, але хімічні властивості всі вони проявляють, як їх материнська основа – елемент Цинк. 9. 1912 рік, (за деякими книгами 1913 і 1914 роки) Генрі Мозлі (у 1915 році загинув на війні) довів в лабораторії Резерфорда експериментом із рентгенівськими спектрами (пріоритет відкриття Х-проміння належить нашому видатному українському фізику Івану Пулюю), що фундаментальною властивістю елемента є не атомна маса (а, тим більше, не атомна вага), а заряд ядра, або порядковий номер, або кількість протонів, що визначають його саме хімічну поведінку. Тому сучасне і вірне трактування ПЗ таке: "Властивості елементів та їх сполук знаходяться в періодичній залежності від заряду їх атомних ядер (або від порядкового номера, або від кількості протонів)". Саме так треба нам формулювати ПЗ, а не подавати формулювання Д.І. Менделєєва, бо останнє веде в ніщо, не сприяє досягненню незбагненної істини. Сучасна періодична система складена з урахуванням роботи Г. Мозлі. Саме його треба вважати першовідкривачем сучасного ПЗ. У 1984 році IUPAC (Міжнародний союз теоретичної і прикладної хімії") рекомендував не Менделєєвську форму ПТ, а довгоперіодну.
Зверніть увагу на хімічні елементи, виділені колом. Як бачимо, атомна маса попереднього елемента більша, ніж наступного. Тому, в першу чергу, для цих винятків «Менделєєвська періодичність» по масі (вазі) не справджується. Відповідно, його «закон» – не спрацьовує і є, по меншій мірі, антинауковою вигадкою. 10. Нобелівські премії. Прізвище Л.Ю. Мейєра було внесено до прізвищ претендентів, але він у 1895 році помер, то і питання було зняте, бо Нобелівські премії на той час присуджували живим. Д.І. Менделєєв жив до 1907 року, але його ніхто першовідкривачем у світі не вважає. Удосконалив, поліпшив, передбачив – це його заслуга, але не відкрив! Відкрили інші до нього, на що звертали увагу багато зарубіжних хіміків у листуванні з Д.І. Менделєєвим. 11. У даній роботі йдеться саме про пріоритетність відкриття ПЗ і ПС хімічних елементів, а не про вклад того чи іншого вченого. Дійсно, якщо прийняти до уваги те, як відстоював свої ідеї Д.І. Менделєєв, вболівав за них, ніжно виколисуючи своє дітище – Періодичну систему, то в цьому йому не можна відмовити. Але не більше! З моєї точки зору, враховуючи і пріоритетність у цьому питанні, і вклад вчених-хіміків у розв'язання цієї проблеми для людства, і деяку, все-таки, невизначеність варто назвати ПЗ і ПС у всьому світі – трьома "МММ", віддаючи належне Л.Ю. Мейєру, як першовідкривачеві, Д.І. Менделєєву – як
вдосконалювачу, Г. Мозлі, як людині, що довела важливість для хімічної форми руху матерії (та і субатомно-фізичної) саме заряду ядра (або порядкового номера елемента), а не атомної ваги, як вважалося в Менделєєвські часи і, на жаль, продовжується в багатьох вітчизняних хімічних джерелах (зокрема, шкільні підручники, підручники для вищої школи тощо) до тепер! Адже відомі приклади такого підходу: закон Бугера-Ламберта-Бера, Біо-Савара-Лапласа та ін. Хоча, наприклад, у першому законі П’єр Бугер, здається, зробив усе: показавши фундаментальну властивість природи, що по мірі проникнення проміння вглиб речовини його інтенсивність спадає за експоненційним законом. Однак Ламберт, як математик, і продиференціював, і проінтегрував, і пронормував його, одержавши: а Бер застосував цей закон для визначення концентрації розчинів (С): . Хоча саме в цьому питанні, як на мене, то цей закон мав би носити ім'я виключно Бугера, бо всі інші після нього тільки додавали, вдосконалювали. А у випадку "МММ" – поетапний складний процес від відкриття до повного і правильного формулювання Періодичного закону та Періодичної системи хімічних елементів, яким, дійсно, вчать хімії у всьому цивілізованому світі, куди небезпідставно прагне наша Україна. 12. У Німеччині, на будинку-музеї, де народився Лотар Юліус Мейєр, є меморіальна дошка з написом «Першовідкривачеві Періодичного закону і Періодичної системи хімічних елементів». 13. Роботи з 16 по 21 , наведені у статті, не могли бути прочитані радянськими вченими-хіміками, оскільки вони забирались з наших бібліотек, а були лише у Берлінській та Бреславській бібліотеках. У них було чітко представлено, зокрема, у 1864 році те, що через 5 років, на згині 1869-1870 років «відкрив» «неосвідченому» науковому світу Д.І.Менделєєв. Висновки 1. Пріоритет відкриття періодичності належить Д. Ньюлендсу. 2.Пріоритет підтвердження періодичності, формулювання ПЗ і створення прообразу ПС належить Л. Ю.Мейєру. 3. Відкриття – це встановлення науково обґрунтованого факту, про який ще не знало людство! Удосконалення способу або пристрою вважається за винахід. "Відкриття – це встановлення невідомих раніше об'єктивно існуючих закономірностей, властивостей і явищ матеріального світу, що вносять докорінні зміни в рівень пізнання. Пріоритет відкриття визначається по даті, коли вперше сформульовано наукове положення, що заявлено як відкриття (наприклад, у звіті про науково-дослідну роботу), або по даті публікації в печаті, або по даті доведення його іншим шляхом до третіх осіб (наприклад, на науковому симпозіумі), або по даті надходження заявки в
Патентне відомство" [14]. Отже, Д.І. Менделєєву належать винахідницькі ідеї по вдосконаленню ПС (передбачення невідкритих елементів, нульова група для інертних газів після відкриття їх Релеєм, Рамзаєм і Резерфордом). 4. Одна справа відкрити елементи, як це зробили Вінклер, Рамзай, Берцеліус, Резерфорд, Свіборг та інші, а інша справа – залишити порожню клітинку і передбачити, як це зробив Д.І. Менделєєв. 5. Д.І. Менделєєва не слід вважати найвидатнішим хіміком усіх часів і народів, як це роблять деякі автори наших вітчизняних підручників із хімії. Безперечно, це талановитий хімік, але хімік не настільки геніальний, оскільки він нічого не відкрив і не створив ніякої глобальної! теорії, хоча і відстояв прообраз сучасної Періодичної системи. Крім того, він був непоганим організатором метрологічної науки в Росії, зокрема, організував і деякий час керував палатою мір і ваг. Проте це не має ніяковісінького відношення до пріоритетності відкриття ПЗ та ПС. 6. Пріоритет відкриття сучасного! Періодичного закону належить Г. Мозлі. Його на лекціях треба і формулювати, а Періодичний закон, сформульований Д.І. Менделєєвим, був відносно правильним до відкриття ізотопів родиною Кюрі, після чого він є невірним. Наукову діяльність Д.І. Менделєєва треба вважати як тільки етап у розвитку Періодичного закону від Д. Ньюлендса і Л.Ю. Мейєра до Г. Мозлі і сучасних фундаментальних відкриттів, зокрема, у галузі квантової фізхімії, поділу ядра, ядерних реакцій тощо. Звичайно, важливий етап, але тільки проміжний етап, а не глобальне відкриття закону природи для людства. 7. Тому користуватися при вивченні хімії варто не тільки вітчизняними першоджерелами типу підручників Глинки чи Некрасова, але й зарубіжними, наприклад, Брауна та Лемея, Фрімантла, Полінга та ін. Інакше нас завжди буде переслідувати однобокість, а не об'єктивність [1-12,15] ! 8. Хімія – це надто складна наука. І більшість, хто до неї має відношення, люди неординарні і талановиті. Д.І. Менделєєв теж є такою людиною. Треба пам'ятати, що Д.І. Менделєєв донедавна вважався нашим співвітчизником. Тому, у цьому питанні "перехльостів" не потрібно. Я хочу, щоб матеріал, викладений у статті, розцінювали об'єктивно. В усякому разі, пройшли ті часи, коли нам могли спритно нав'язати свою думку. Об'єктивний хід історії не можна повернути назад. Національна наука повинна бути і патріотичною, і у вищій мірі об'єктивною, без оглядки на Росію і на її «великодержавні» претензії. Отже, впевнено і твердо, переконано і наполегливо, об'єктивними методами досягати цієї істини – головна задача всіх наших науковців і хіміків, зокрема.
Періодична система хімічних елементів із американського підручника з хімії для коледжів
Література 1. Ахметов Н. С. Неорганическая химия: Пособие для учащихся 8-9 классов (в двух частях). - М.: Просвещение, 1990. - С.73-106. 2. Michael Freemantle Chemistry in action - London: Macmillan Education, 1987 (пер. з англ. в двох томах. - М.: Мир, 1991). 3. Linus Pauling, Peter Pauling. Chemistry - London: W.H.Freeman and company San Francisco, 1975 (пер. з англ. - M.: Мир, 1978). - 683 с. 4. Theodore L.Brown, H.Eugene Lemay, jr. Chemistry central science. - PrenticeHall, nc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1978,1981 (пер. з англ. в двох томах. - М.: Мир, 1983). 5. Richard E. Dicherson, Harry В. Gray, Gilbert P. Haight, jr. Chemical Principles. London - Amsterdam: Don Mills, Ontario - Sidney, 1979 (пер. з англ. в двох томах. - М.: Мир, 1982). 6. Campbell J.A. Chemical Systems. - San Francisco: W.H. Freeman and соmраnу, 1973 (пер. з англ. в трьох томах. - М.: Мир, 1975). 7. Менделєєв Д.И. Основи химии. - Т. 1-2,13 изд. - М., Л, 1947. 8. Менделєєв Д.И. Соотношение свойств с атомным весом элементов // ЖРХО, 1962. - Т. 1. - Вьш.2-3. - С. 60-70. 9. Некрасов Б.В. Основи общей химии. - 3-е издание, исправл. и дополн. - Т. 1, 2. - М.: Химия, 1974. 10. Химическая знциклопедия (в 5 томах). - М: Большая рос. знциклопедия, 1998. 11. Глинка Н.А. Общая химия. - Л.: Химия, 1983. - 702 с. 12. Реми Г. Курс неорганической химии: Пер. с нем. - М., 1963. 13. Chemical News. -B.I., 1866. -P. 113. 14. Артемьев Е.И. и др. Патентоведение (для вузов). - М.: Машиностроение, 1984. -351с. 15. Роут Дж. Химия XX века: Пер. с англ. - М.: Мир, 1966. -423 с. 16. Meyer, Lothar: Die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung fur die chemische Meehanik / von Lothar Meyer. - 5. Aufl. -Breslau : Maruschke & Berendt, 1884. -XXXI, 626 S: graph. Darst. 17. Meyer, Lothar: Die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung fur die chemische Meehanik / von Lothar Meyer. - 4. umgearb. Aufl. - Breslau: Maruschke&Bercndt, 1883. -XXVII, 607 S: graph. Darst. 18. Meyer, Lothar: Die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung fur die chemische Statik / von Lothar Meyer. - 3., umgearb. Aufl. - Breslau: Maruschke&Berendt, 1876. - XXVII, 351 S : 1 Faltbl. 19. Meyer, Lothar: Die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung fur die chemische Statik / Lothar Meyer. - 2. Aufl. - Breslau, 1872. 20. Meyer, Lothar: Die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung fur die chemische Statik / von Lothar Meyer. - Breslau: Maruschke & Berendt, 1864. - VI, 147 S.
21. Meyer, Lothar: Die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung fur die chemische Statistik / von Lothar Meyer. - Breslau: Maruschke & Berendt, 1864. - VI, 148S. 22. Петрук В.Г. До проблеми пріоритетності відкриття періодичного закону і періодичної системи хімічних елементів у вітчизняних підручниках з хімії // Проблеми освіти: Наук.-метод. зб. – К.: Наук.-метод. центр вищої освіти, 2004. – Вип. 35. – С.3 -11.