Закон Менделеева - Колесников А. Л. - Страница 5

Таким образом, всего до настоящего времени получено искусственно 10 химических элементов; это — технеций (№ 43), прометий (№ 61), астатин (№ 85), франций (№ 87) и шесть заурановых элементов (см. о них далее, стр. 39). Все эти элементы являются продуктами превращений других элементов, осуществлённых в лабораториях учёными.

Каждый из первых шести периодов заканчивается инертным газом.

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ВСЕЛЕННАЯ

Закон Менделеева явился могучим помощником человека в познании природы. И в первую очередь он показал материальное единство вселенной.

Из каких химических элементов состоят различные окружающие нас тела — воздух, вода, земля, горные породы, растения и животные? Из чего состоят Солнце и звёзды?

Эти вопросы давно интересовали человека.

Уже в прошлом веке были произведены детальные анализы многочисленных горных пород, составляющих земной шар. Результат оказался неожиданным. При всём разнообразии встречающихся в земной коре горных пород оказалось, что они состоят главным образом из немногих химических элементов — кремния и кислорода, железа и алюминия, кальция и магния, натрия и калия и некоторых других. Эти элементы входят в состав земной коры в виде соединений с кислородом.

Более всего в составе земной коры (до глубины 16 километров) кислорода; он составляет около 50 процентов всего её вещества. Четвёртую часть коры земного шара занимает кремний. Около семи-восьми процентов её вещества по весу падает на долю алюминия и около четырёх — на долю железа. Магний, кальций, калий и натрий, вместе взятые, составляют немного более 10 процентов от массы земной коры; и всего несколько процентов вещества земной коры состоит из остальных восьми десятков химических элементов. Некоторые из этих элементов, такие, как железо, олово, медь, хром, никель и другие, находятся в земле в виде рудных скоплений — рудных залежей.

Другие элементы рассеяны в земной коре.

К таким относятся, например, скандий, гафний и другие. Эти элементы носят название «редкие», хотя общее количество таких «редких» элементов в земле не так уж мало. Часто их больше, чем обычных, «нередких» элементов. Так, «редкого» элемента циркония в земной коре во много раз больше, чем свинца.

«Редкими» такие элементы называют потому, что они рассеяны в земле и извлечение их из горных пород — очень трудоёмкое дело [2].

С глубиной процентное содержание химических элементов меняется. Увеличивается содержание железа и магния, уменьшается количество кислорода, натрия, калия, алюминия, кремния.

Изучением распространения и истории химических элементов в земной коре занимается особая наука — геохимия.

Очень «беден» химический состав веществ и органического, «живого» происхождения. Десятки тысяч разнообразнейших органических тел природы состоят главным образом из 6–8 веществ — углерода, азота, кислорода, водорода и некоторых других.

Был определён и состав воздуха. Главными составными его частями являются азот и кислород (помимо этих элементов, в составе воздуха находятся газы аргон, неон, гелий, криптон, ксенон и углекислый газ).

Таким образом, химические элементы, которые входят в менделеевскую таблицу, образуют разнообразные вещества живой и неживой природы.

В настоящее время химикам хорошо известно, например, какие химические элементы входят в состав тел животных. И здесь, оказывается, мы встречаемся с теми же элементами — с кислородом и углеродом, с азотом и кальцием, серой и фосфором, с натрием и калием.

В прошлые века многие из учёных полагали, что тела живой и неживой природы — это несравнимые вещи. Одно дело, например, «мёртвый» камень и совсем другое — какой-нибудь растительный или животный организм. Камень и любое другое тело неживой природы можно научиться создавать искусственным путём. Получать же искусственно вещества живой природы якобы невозможно, так как в их создании участвует особая «жизненная сила».

Такие взгляды особенно рьяно поддерживала церковь. Она видела в них подтверждение существования бестелесной, таинственной и неуловимой души.

Наука опровергла эти ненаучные взгляды. Около 130 лет назад была впервые искусственно получена мочевина — вещество, которое до того создавалось только живыми организмами.

А немного позже известный русский химик Н. Н. Зинин разработал получение из бензола основы красителей — анилина. Раньше анилин получали из природного красителя — индиго.

В наши дни химики создают искусственным путём не только многие сотни веществ «живого» происхождения, но получают и такие органические вещества, которых не создаёт живая природа!

Материальное единство окружающего нас мира теперь доказано наукой. Все многочисленные тела как живой, так и неживой природы состоят из мельчайших материальных частичек — атомов различных химических элементов. Их взаимосвязь определяется великим законом природы — периодическим законом Д. И. Менделеева.

Но возникает ещё один интересный вопрос: из какого вещества, из каких элементов состоят небесные тела, звёзды и планеты? Справедлив ли закон Менделеева и для вселенной?

Современная наука даёт ответ и на этот вопрос. Да, справедлив.

Уже издавна люди наблюдали падение на землю «небесных камней» — метеоритов.

Естественно, что очень интересно выяснить, из каких химических элементов состоят «небесные камни».

Многочисленные анализы метеоритов, как каменных, так и железных, показали, что вещество, попадающее к нам из глубин вселенной, состоит из тех же химических элементов, которые объединяет таблица Менделеева.

Ни одного нового, неизвестного нам на земле элемента в составе метеоритов нет!

Определён теперь и состав раскалённых небесных тел — солнца и звёзд. Об этом человеку рассказали лучи света, приходящие на Землю от далёких звёзд.

В середине прошлого века философ-идеалист О. Конт, пытаясь доказать, что наше познание природы ограничено, приводил такой пример: человек никогда не узнает, из чего состоят звёзды и солнце, какова температура этих небесных тел и т. д. Ведь солнце и звёзды — это раскалённые небесные тела.

Рис. 3. Стеклянная призма разлагает белый свет на цветные лучи.

Если даже предположить, что в отдалённом будущем люди построят межпланетные летательные аппараты, они всё равно не смогут приблизиться к поверхности солнца и звёзд, так как температура этих небесных тел очень высока.

Наука опровергла ложные доводы этого философа.

Всего несколько лет спустя после этого высказывания Конта был открыт новый плодотворный способ исследования небесных тел — спектральный анализ.

Сущность этого способа, коротко говоря, состоит в следующем: белый свет, который мы наблюдаем в жизни, при определённых условиях разлагается на цветные лучи. В этом можно убедиться при помощи очень простого опыта.

Поставьте на пути луча света кусок стекла, имеющий вид клина, так называемую трёхгранную призму (рис. 3).

Проходя через такую призму, свет меняет своё прямолинейное направление или, как говорят, преломляется в ней и одновременно разлагается на составляющие его цветные лучи. Образуется так называемый спектр цветных лучей. В спектре принято выделять семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый, переходящие друг в друга.

Объясняется это явление тем, что лучи разных цветов по-разному преломляются в трёхгранном куске стекла — менее других отклоняются в призме красные лучи, более всех других лучей — фиолетовые.

Изучая спектры света от различных источников, учёные обнаружили одну замечательную их особенность. Свет, который исходит от раскалённых твёрдых и жидких тел, даёт всегда сплошной спектр, т. е. цветные лучи-полоски следуют в нём друг за другом и всегда в одном и том же порядке.