Добавить биографию на сайт

Биографии известных людей.
Факты, фото, видео, интересные истории.

Поделиться

Ван ден Брук, Антониус: биография

Научное творчество

Первые работы о периодической системе

Остаются неизвестными причины интереса ван ден Брука к структуре периодической системы элементов. Этот интерес не ограничивался проблемой размещения некоторых элементов в таблице Менделеева, а захватывал и более глубокие вопросы о строении атома. В своей первой работе «Альфа-частица и периодическая система элементов» (нем. Das -Teilchen und das periodische System der Elemente, 1907) ван ден Брук сформулировал так называемую альфадную гипотезу о структуре периодической системы. Исходным пунктом стали результаты Эрнеста Резерфорда, который в 1906 году измерил отношение заряда к массе альфа-частицы и высказал в этой связи предположение, что альфа-частица может представлять собой целый атом гелия или его половину. Именно половину атома гелия, имеющую заряд 1 и массу 2 (в единицах заряда и массы иона водорода, то есть протона) и названную им «альфоном», ван ден Брук положил в основу построения системы элементов. Увеличивая количество этих структурных единиц, учёный составил таблицу атомных весов и сопоставил её с системой Менделеева. Полученная идеализированная таблица давала общую картину возрастания атомных весов, однако детали описать не могла. Так, атомные веса элементов, известные к тому времени с хорошей точностью, отнюдь не были чётными числами (пропорционально массе альфона), как это получалось у ван ден Брука. Хотя аргументация автора была неубедительной, альфадная гипотеза содержала в неявном виде следующую важную идею: поскольку номер элемента в таблице определялся числом альфонов, а заряд альфона равен 1, то, следовательно, номер элемента равен числу входящих в него элементарных зарядов. Эту мысль ван ден Брук в полной мере осознал лишь много времени спустя.

Вторая работа ван ден Брука, «Менделеевская „кубическая“ периодическая система элементов и расположение радиоэлементов в этой системе» (нем. Das Mendelejeffsche «kubische» periodische System der Elemente und die Einordnung der Radioelemente in dieses System, опубликована 15 июня 1911 года), продолжала линию, начатую в его первой статье. Он попытался реализовать идею, вскользь упомянутую Менделеевым ещё в 1869 году, и расположил элементы не в виде плоской таблицы, а в виде параллелепипеда («куба») из восьми мест в ширину, пяти в высоту и трёх в глубину. На этот раз в систему были включены редкоземельные и новые радиоактивные элементы (правда, только испускающие альфа-лучи). Хотя понятие альфона уже не использовалось, математическая основа таблицы была, по существу, той же: вводился «теоретический атомный вес», который принимал чётные значения от 4 до 242. Это отражало взгляды ван ден Брука на понятие периодичности, которое, согласно его определению, соответствует постоянству разности атомных весов соседних элементов. Поскольку в менделеевской системе эти разности постепенно растут (а не остаются равными 2), он искал способ улучшить её и приблизить расположение элементов к своему теоретическому идеалу. Здесь же им впервые была построена зависимость атомных весов от порядковых номеров элементов в периодической таблице, которая, по его мысли, свидетельствовала о преимуществе «кубической» системы. Таким образом, появилась идея порядкового номера, которая в дальнейшем сыграла важную роль в развитии взглядов учёного.

Порядковый номер и заряд ядра

В мае 1911 года была опубликована знаменитая статья Резерфорда, в которой была сформулирована новая (ядерная) модель атома. Согласно оценкам, полученным независимо Резерфордом и Баркла, заряд центрального массивного тела («ядра») приблизительно равен половине атомного веса ( Z ≈ A / 2 {\displaystyle Z\approx A/2} ). Уже 20 июля 1911 года в журнале Nature появился отклик ван ден Брука на работу Резерфорда — заметка «Количество возможных элементов и „кубическая“ периодическая система Менделеева» (англ. The number of possible elements and Mendeleff's «cubic» periodic system). Поскольку разность атомных весов соседних элементов в «кубической» системе равна в среднем 2, а количество зарядов каждого знака равно половине атомного веса, то соседние элементы должны отличаться по заряду на единицу. Следовательно, «количество возможных элементов равно количеству возможных постоянных зарядов каждого знака в атоме, или каждому возможному постоянному заряду (обоих знаков) в атоме соответствует возможный элемент». Эта гипотеза прямо выводила ван ден Брука на идею о заряде как основной характеристике химического элемента и об идентичности заряда и порядкового номера. Эта мысль, однако, ещё не была высказана в явном виде, а заметка осталась незамеченной научным сообществом. Причиной, вероятно, была увязка высказанной гипотезы с «кубической» системой элементов, неудовлетворительность которой вскоре стала ясна и самому ван ден Бруку. «Таким образом, — писал известный физик и историк науки Абрахам Пайс, — основываясь на неправильной версии периодической таблицы и на неправильном соотношении между Z {\displaystyle Z} и A {\displaystyle A} , в физику впервые вошло главенство Z {\displaystyle Z} как порядкового номера периодической системы».

КОММЕНТАРИИ
Геннадий Филипенко

он оказался во многом прав
https://natureofchemicalelements.blogspot.com

Написать комментарий

НАШИ ЛЮДИ