Interesująca karta z historii chemii
Porównując następnie period drugi z trzecim stwierdzamy, że jeśli od dowolnego pierwiastka drugiego periodu odliczymy siedem pierwiastków to ósmy będzie analogiczny do pierwszego.
Wskażemy obecnie na czym z punktu widzeń! * dialektyki polega istota układu Mendelejewa. Polega ona na tym, że stopniowe, ilościowe zmiany ciężaru atomowego pierwiastków wywołują jakościowe zmiany w samych pierwiastkach: następuje skokowe przejście od wodoru do helu, od helu do litu itd. Znaczy to, t* układ Mendelejewa i tkwiące w jego osnowie prawo periodyczności stanowią konkretne przykłady prawa dialektyki, głoszącego o przejściu zmian ilościowych w jakościowe.
W 1913 r. fizyk Moseley stwierdził, że przy przejściu od jednego pierwiastka do drugiego w układzie periodycznym pewna wielkość (związana z widmem rentgenowskim) wzrasta dokładnie o 1. Jeżeli wszystkie miejsca w układzie Mendelejewa ponumerujemy, to znaleziona przez Moseleya wielkość okaże się równa liczbie porządkowej pierwiastka.
Wysunięto wówczas przypuszczenie (które niebawem zostało potwierdzone), Iż liczba porządkowa j pierwiastka równa się ładunkowi elektrycznemu jądra atomowego, a więc liczbie elektronów w powłoce obojętnego atomu.
W ten sposób liczba porządkowa tj. numer pierwiastka w układzie periodycznym podaje, czemu równa się ładunek jądra atomu i ile wokoło tego jądra znajduje się elektronów. Wynika stąd, że pierwiastki ułożone są w układzie periodycznym według ładunku jądra, zaś własności pierwiastków pozostają w periodycznej zależności od wartości ładunku jądrowego. To sformułowanie prawa periodyczności nie tylko odpowiada współczesnemu poziomowi wiedzy o budowle materii, lecz nie zawiera żadnych wyjątków, podczas gdy dawne sformułowanie, mówiące o zależności własności od ciężaru atomowego, posiadało kilka wyjątków.
Na zakończenie zastanowimy się nad tym, w ja ci sposób Mendelejew posługiwał się w swoich przewidywaniach nowych pierwiastków i ich własności prawem przejścia ilości w jakość; przy tym sam Mendelejew nie zdawał sobie sprawy z tego że stosuje określone prawo dialektyki.
Mendelejew twierdził, że zmiany wszelkich własności pierwiastków, uporządkowanych według prawa periodyczności, mają ściśle regularny charakter; ich wartości wzrastają lub zmniejszają się w sposób prawidłowy.
Wartości ilościowe zmieniają się tu w sposób najzupełniej prawidłowy. Toteż wartość jakiej! wielkości danego pierwiastka można wyprowadzić Jako średnią z wartości tych wielkości dla jego sąsiadów na prawo i na lewo, u dołu i u góry. Obliczony np. w ten sposób ciężar atomowy magnezu powinien być równy:
(9,02 + 40,08 + 23,00 + 26,97)/4=24,77
co jest bardzo zbliżone do rzeczywistości (24,32). W ten sam sposób można obliczyć ciężar właściwy Obliczona wartość (1,74) ściśle odpowiada rzeczywistej wartości ciężaru właściwego magnezu.
Tak więc, gdyby magnez nie był nam znany, to opierając się na prawie periodyczności, moglibyśmy przewidzieć nie tylko jego istnienie, — ponieważ odpowiadające mu miejsce w układzie Mendelejewa byłoby puste — lecz i wszystkie jego ważniejsze własności (w sposób mniej lub więcej ścisły). Tak też postępował Mendelejew, wypowiadając swoje znakomite przepowiednie.
Obliczenie takie opiera się na myśli, iż ilościowe cechy każdego pierwiastka są nierozerwalnie związane z jego jakością; a więc przy zmianie jakości pierwiastka (gdy przechodzimy od pierwiastka znanego do nieznanego, czyli od zajętego miejsca w układzie periodycznym do pustego) powinna nastąpić ściśle określona zmiana ilości (ciężaru atomowego i innych własności). Znaczy to, że w przepowiedniach swoich Mendelejew, sam sobie tego nie uświadamiając, faktycznie posługiwał się prawem przejścia ilości w jakość i na odwrót, przejścia jakości w ilość. W związku z odkryciem przewidzianego przez Mendelejewa ekaglinu Engels w „Dialektyce przyrody“ pisał: „Mendelejew, nieświadomie zastosowawszy prawo Hegla — przejścia ilości w jakość, dokonał odkrycia naukowego, które śmiało można porównać z obliczeniem przez Leverriera orbity nieznanej jeszcze wówczas planety — Neptuna“.
Po upływie wielu lat historia powtórzyła się W 1913 r. Moseley wykazał, opierając się faktycznie na tym samym prawie dialektyki, że stojące dotąd obok siebie dwa pierwiastki kasjop (lutec) i tantal, posiadają liczby porządkowe 71 i 73. Ponieważ kolejność stopniowego wzrostu liczb porządkowych zostaje tu przerwana (skok o dwie jednostki), to Moseley wypowiedział przypuszczenie, Iż między kasjopem a tantalem powinien znajdować się jakiś nieznany jeszcze pierwiastek o liczbie porządkowej 72. Rzecz jasna, iż powłoka jego atomu powinna składać się z 72 elektronów. W 1921 r. fizyk duński, Bohr, obliczył, iż elektrony te powinny być rozmieszczone w taki sam sposób jak w cyrkonie, a więc pod względem swoich własności nieznany pierwiastek 72 powinien być podobny w sensie chemicznym do cyrkonu i prawdopodobnie powinien razem z nim występować w przyrodzie. Po upływie zaledwie roku znaleziono w norweskich minerałach, zawierających cyrkon, nowy pierwiastek, który nazwano hafnem.
Widzimy więc, iż prawo przejścia ilości w jakość i w XX wieku pomagało chemikom i fizykom dokonywać nowych odkryć.