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 периодическая 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 Московского университета Михаил Григорьевич Павлов.
Атом и молекула.
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 сохранившейся программы курса физики, которую читал ученый в университете.
В 1934 году советскими исследователями в одном из архивов была найдена тетрадь с 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.
Превращение элементов.
Модели атомов.
Прошло почти семьдесят лет с тех пор, 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 общества. 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, 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.