СТРОЕНИЕ АТОМОВ


СТРОЕНИЕ АТОМОВ

В брошюре «Основные понятия химии» гениальный творец теории химического строения вещества Бутлеров писал о сложной структуре атомов и указывал, что они могут быть разделены искусственным путем.

Менделеев также указывал: «Легко предположить (но ныне нет еще возможности показать...), что атомы простых тел суть сложные существа, образованные сложением некоторых, еще меньших частей (ультиматов)*, что называемое нами неделимым (атом) — неделимо только обычными химическими силами... и выставленная мною переоди-ческая зависимость между свойствами и весом, по-видимому, подтверждает такое предчувствие».

Бутлеров и Менделеев, однако, не первыми высказали смелые взгляды о Сложном строении атома. Они имели предшественников, среди которых был русский ученый-естествоиспытатель профессор Мо-сковского университета Михаил Григорьевич Павлов.

Павлов был одним из образованнейших людей своего времени. В университете он преподавал физику, технологию, лесоводство и сельское хозяйство. О его взглядах на строение атома было известно из

и

I

»

I

I

I

0

АТОМ

моле к улл

Атом

и молекула.

сохранившейся программы курса физики, которую читал ученый в университете.

В 1934 году советскими исследователями в одном из архивов была найдена тетрадь е надписью: «Записки профессора М. Г. Павлова».

В тетради излагалась записанная им в 1819 году гипотеза строения атомов.

Павлов писал: «Движение доминирует в природе, абсолютного покоя нет. Ежели к сим произведениям подойти, так сказать, ближе, если будем проникать глубже сию совокупность видимого, то не можем не заметить, что сие нечто содержимое, издали кажущееся покойным, все же находится в движении». Дальше следует утверждение о том, что «природа света электрическая».

Высказывая распространенное среди ученых в 20—30-х годах XIX века мнение о том, что строение атомов связано с электрическим зарядом, Павлов выдвинул гипотезу о планетарном строении атомов. И, развивая эту мысль, он вписал в тетрадь такую формулу: «первый элемент построен из плюс и минус заряда».

Интересная гипотеза Павлова о сложном строении атома, на много десятилетий опередившая науку того времени, осталась незамеченной в среде естествоиспытателей.

Прошло почти семьдесят лет с тех лор, как М. Г. Павлов набросал в тетради свои мысли о сложном строении атома, излагавшиеся им в университетских лекциях. И вот 4 февраля 1888 года петербургские ученые собрались на очередное заседание Русского физико-химического общеетза. Д. И. Менделеев докладывал об интересном теоретическом труде профессора-правоведа Бориса Николаевича Чичерина (1793— 1840).

Прочитав сначала письмо Чичерина, Дмитрий Иванович объяснил затем собравшимся суть его работы, озаглавленной «Системы химических элементов».

Чичерин на основе математического анализа, связанного с изучением периодической системы химических элементов, вывел предположение, что атом представляет собою сложную систему движущихся и взаимодействующих, каких-то более мелких, чем сам атом, частиц,

Превращение элементов.

ОС- ЧАСТИЦА/

^321 -

Г I

-Я/1РП АТПИЛ —

.....ж

1

1 Н

Водород^

1.0078

^ОДОРОДА^1

1

Ъ ь

4 Ве

5 В

6 с

2

Литий

6М0

Бериллий

9.02

Бор

/0.82

Углерод

/2.00

_&-С_

___ЗШС—

— А_

—Лх-с 1 4

АЗот

ш.ооъ

8

Кислород

16 000

9 Г

Фтор

19.000

_1С-

-Г»1 ЛЧ

что от количества этих частиц и от характера их связи в атоме зависят свойства атомов и их различие. Так ученые познакомились с первыми естественнонаучными изысканиями Чичерина, который, следует заметить, в политических вопросах придерживался самых реакционных взглядов.

В конце 80-х годов в журнале Русского физико-химического общества появились его статьи, в которых были изложены взгляды исследователя на строение атома. В те годы еще не был открыт электрон, не была известна радиоактивность, а атомы представлялись неделимыми частицами.

Атом, получивший некогда название от греческого слова «атомос» — неделимый, рисовался теперь состоящим из более мелких частичек.

«Атом есть микрокосм, вселенная в малом виде, — утверждал Чичерин. — Каждый атом представляет собою подобие солнечной системы с центральной массой и сгруппировавшимися около нее телами». Центральная масса (ядро, по современной терминологии) — носитель положительного заряда, а вращающаяся вокруг нее «окружность» заряжена отрицательно.

«Для атомов, — пишет Чичерин, — мы должны принять два противоположных электричества — центральное и периферическое. Первое связано с состоянием напряжения, второе — с состоянием движения».

Чичерин указал, что чем дальше расположен элемент в таблице Менделеева, тем больше у него слоев, по которым обращаются вокруг ядра внешние частицы атома. Так, например, литий, пишет Чичерин, «состоит из центрального элемента и слагающейся из трех элементов окружности». Если сейчас значение слов «центральный элемент» и «элементы окружности» заменить современными терминами — «атомным ядром» и «электронами», то нельзя не поразиться тому, насколько близко предсказана была Чичериным с помощью математики модель атома.

❖ ❖ ❖

Почти в те же годы, когда Чичерин начал публиковать свои статьи, строением атома занялся еще один русский ученый, Николай Александрович Морозов, о котором уже говорилось выше. Ученый-революционер, томившийся в заключении в Шлиесельбургской крепости, в 80-х годах прошлого столетия независимо от Чичерина, на основании гипотетических предположений, руководствуясь указаниями периодического закона, также пришел к планетарной модели атома.

Замечательная книга Морозова «Периодические системы строения вещества» содержит 437 страниц текста и 57 таблиц. Написана она была не в химической лаборатории и не в кабинеге ученого, а в сыром и темном каземате, куда автор был заключен за участие в революционном движении.

«В первый раз, — пишет Морозов, — я пытался освободить свою книгу от бессрочного вместе со мною заключения еще в конце 90-х годов».

Воспользовавшись посещением крепости тогдашним министром внутренних дел Горемыкиным, Морозов поцросил передать свою книгу в распоряжение Д. И. Менделеева или Н. Н. Бекетова. Но недолго книга побывала на свободе. Она даже не попала в руки тех, кому предназначалась, и была возвращена в тюрьму.

©

ВОДОРОД

§

М.ПаЬлОВ

16131

ВОДОРОД

В.ЧИЧЕРИН

1887г.

ВОДОРОД

Д.ТОМСОН

1908г.

*----ч ВОДОРОД

© !

/

э. Резерфорд

ЮМь

ВОДОРОД „----

: н-*-. ©!*н :

\'/

V ----

Н.БОР

1913г.

литии

РАЭВИтие МОДЕЛИ АТОМА

Н.БОРА

НАЧАЛО 20-годов.

ЯДРО АТОМА

Д. ИВАНЕНКО

^ 1932 г

Модели атомов.

Титульный лист книги Морозова.

ЯотяаО Морозов»

пенодичсект системы

СТРОЕН! Я

0ЕЩЕСТ0Л

Теор1л образован!?

$о/ричеш$ь «ещентоп

«ш*ТиЯДО.г«

О__

События 1905 года раскрыли двери одиночной тюремной камеры, где двадцать восемь лет просидел революционер-ученый. Двадцать шесть томов работ, в том числе из области химии, астрономии и других наук, написанные в тюремном заключении, вынес он с собой на свободу. Книга «Периодические системы строения вещества» представляет собой выдающийся научный труд. В конце прошлого века, то есть задолго до всемирно известных работ знаменитого Резерфорда, Морозов писал о сложном строении атомов.

«Можно ли заключать, — писал Морозов, — что атомы не распадаются никогда на более первоначальные частички при каких-либо иных космических условиях, вроде тех небесных пожаров, которые обнаруживаются время от времени при спектральном исследовании внезапно вспыхивающих звезд?

Конечно, нет! Есть много данных, что атомы химических элементов совершают свою эволюцию в бесконечной истории' мироздания».

И на основании своей «теории внутреннего строения химических единиц» он выводит модели атомов периодической системы Менделеева.

Главными структурными элементами атома Морозов считал частицы с массой 4, частицы с массой 2, частицы с массой 1, а также положительно и отрицательно заряженные частицы, которые он назвал анодий и катодий. Нетрудно убедиться в том, что этими частицами русский ученый предсказал действительно существующие элементарные частицы: гелионы (ядра атомов гелия), дейтроны (ядра атомов тяжелого водорода), протоны, электроны и даже позитроны.

В своей книге Н. А. Морозов предсказал синтез химических элементов. Он указывал, например, на возможность синтеза атома серы из двух атомов кислорода или на возможность превращения двух атомов азота в атом кремния. «Таким образом, — писал он, — теория указывает на возможность синтезирования обычных атомов окружающей нас природы».

Как мы видим, русские ученые сумели проникнуть в недра атома, сумели произвести глубокую разведку микромира. Теория, математика позволили им увидеть невидимое, раскрыть законы образования химических элементов и объяснить сущность химических соединений.



Истории, рассказы о русской науке и технике, Болховиттинов В. 1957