Книга Неопределенный электрический объект. Ампер. Классическая электродинамика. - Эугенио Мануэль Фернандес Агиляр

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

Из-за отсутствия интереса научного сообщества к его работам Ампер на несколько месяцев отошел от химии. Однако новый статус академика заставил его вернуться к этой науке, и в 1815 году он посвятил значительное время исследованию, которое представил в следующем году в «Анналах химии и физики» в нескольких частях под названием «Эссе о естественной классификации простых тел». Так еще раз проявилась его страсть к классификации. Ампер пытался применить критерии ботаники, известные ему с юности, к химии и таким образом выстроить естественную классификацию простых тел, или элементов. Для этого он использовал таблицу из 33 элементов, составленную Лавуазье в 1789 году.

В 1815 году Ампер составил список из 48 элементов, которые разделил на 15 видов (сопоставимых с группами современной периодической таблицы) в соответствии с их свойствами. Он разделил вещества по трем родам: газолиты, лейколиты и хроиколиты. Хотя ученый не делил вещества на металлы и неметаллы, он указал, что газолиты являются неметаллами, тогда как лейколиты и хроиколиты — металлы. Газолиты включают в себя пять видов, и их главное свойство заключается в том, что они являются газообразными веществами или веществами, способными образовывать газы. Лейколиты также разделены на пять видов, это элементы с низкой температурой плавления. Наконец, хроиколиты имеют высокую температуру плавления, они тоже разделены на пять видов. Ампер использует суффикс -ид, который в греческом языке означает «схожий с»; так, название «бориды» означает «схожие с бором».

В Париже Ампер продемонстрировал большой интерес к химии, вызванный исследованиями Гемфри Дэви.

В 1824 году Ампер был назначен профессором физики в Коллеж де Франс.

Портрет Авогадро, который в 1811 году предложил понятие молекулы. В 1814 году такую же гипотезу выдвинул Ампер.

В 1789 году Лавуазье опубликовал «Элементарный курс химии», который сыграл важную роль в созданной Ампером классификации 48 элементов, которую он осуществил в 1815 году.

В классификации элементов Ампера (см. таблицу на странице 84) есть много плюсов и минусов. Ему удалось точно классифицировать известные в то время галоидные соли, которые находятся в колонке 17 периодической классификации: фтор (F), хлор (Сl) и йод (I). Он также правильно объединил известные в то время элементы, образующие щелочи, то есть натрий (Na) и калий (F). За исключением бериллия, он правильно объединил щелочноземельные элементы: магний (Mg), кальций (Са), стронций (Sr) и барий (Ва). Многочисленные ошибки Ампера связаны с сегодняшней 11-й группой: медь (Сu), серебро (Ag) и золото (Аu) ученый отнес к трем разным видам и даже разным родам. Ампер также не слишком точен в группе кристаллогенов и пниктогенов, поскольку элементы этих групп отнесены к трем и четырем разным видам.

Но самая большая проблема классификации Ампера заключается не в том, насколько верно он объединил элементы в группы. Гораздо важнее то, что ученый не принимал во внимание атомную массу элементов, поэтому современники скептически относились к его работам. На самом деле в сегодняшней периодической таблице элементы объединены не только по их физико-химическим свойствам, но и на основе атомной массы. Предпосылки этой идеи возникли во времена Ампера. Немецкий химик Иоганн Вольфганг Дёберейнер (1780-1849) сделал первый шаг в этом направлении. В 1816 году он заметил, что элементы можно объединять в тройки: центральный элемент будет обладать промежуточной атомной массой по отношению к двум соседним. Эта форма была названа триадами, и некоторые из этих триад таковы: хлор — бром — йод, кальций — стронций — барий, сера — селен — теллур, литий — натрий — калий. Как видно, в некоторых случаях интуиция не подвела Ампера: триада кальций — стронций — барий соответствует девятому виду классификации Ампера (кальциды), а два элемента (хлор и йод) триады хлор — бром — йод присутствуют в четвертом виде (хлориды), в нем нет брома, поскольку он был открыт лишь в 1826 году. Другие ученые, работавшие над классификацией элементов в XIX веке, последовали по пути, открытому Дёберейнером, и в 1869 году русский химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) опубликовал периодическую таблицу элементов, которая приводится в школьных учебниках.

ЗАКОН ОБЪЕМНЫХ ОТНОШЕНИЙ И ГИПОТЕЗА АВОГАДРО — АМПЕРА

Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака один объем (1V) кислорода при соединении с двумя объемами (2V) водорода образует два объема (2 V) воды, то есть вещества, вступающие в реакцию, и вещество, образовавшееся в ее результате, относятся друг к другу как простые числа (1:2:2). Версия Ампера была следующей: частица кислорода — двухатомная молекула в современной терминологии — соединяется с двумя частицами водорода — двумя молекулами в современном смысле, — в результате чего образуется две молекулы воды — две молекулы, состоящие из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Ампер продолжал заниматься химией, хотя так и не заслужил признания современников. Однако в историю науки он вошел не из-за этих исследований. В 1816 году, после отклонения третьего доклада по химии, ученый решил оставить эту область знаний. Неудача, возможно, объясняется событиями, с которыми он столкнулся с 1820 года и которые изменили как исследования Ампера, так и всю его жизнь.

РОД* ВИД* НАЗВАНИЕ ЭЛЕМЕНТА 1. Газолиты 1. Бориды Бор Кремний 2. Антрациты Уголь Водород 3. Тиониды Азот Сера Кислород 4. Хлориды Хлор Фтор Йод 5. Арсениды Теллур Фосфор Мышьяк II. Лейколиты 6. Касситериты Сурьма Олово Цинк 7. Аргириды Висмут Ртуть Серебро Свинец 8. Тефралиды Калий Натрий 9. Кальциты Барий Стронций Кальций Магний 10. Циркон иды Иттрий Бериллий (глюциний) Алюминий Цирконий