Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kvant.mccme.ru/pdf/2001/05/15.pdf Дата изменения: Fri Dec 23 19:26:32 2005 Дата индексирования: Tue Oct 2 00:11:03 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: regolith

ИЗ

ИСТОРИИ

НАУКИ

15
ментов, но и предсказать, как они поведут себя в различных химических соединениях. Открытие периодического закона явилось, выражаясь современным языком, моментом истины в истории естествознания. Тогда, разумеется, не было ясных представлений о рядах лантанидов и актинидов, о радиоактивных элементах и благородных газах. Элементы казались незыблемыми кирпичиками мироздания, а электроны, о распределении которых по оболочкам столько написано выше, были открыты лишь в 1897 году. Теперь, когда все клеточки периодической системы заполнены и идет лишь поиск новых трансурановых соединений, видно, что удивительная гармония природы проявляется как в систематическом изменении физических и химических свойств элементов в пределах каждого ряда, так и в близости этих свойств в пределах каждой колонки.

4р-электронам найдут себе место еще десять 4d-электронов и четырнадцать 4f-электронов. В многоэлектронных атомах, однако, порядок заполнения электронных оболочек еще более усложняется. Общая схема расположения энергетических уровней электронов в атомах периодической системы такова: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f. Элементы, в которых заполняются 3d-, 4d- и 5d-оболочки, называются переходными металлами; элементы с незаполненной 4f-оболочкой называются лантанидами, а с незаполненной 5f-оболочкой актинидами. Несмотря на всю строгость законов квантовой механики, эта наука не в состоянии рассчитать энергию многоэлектронного атома, и поэтому приведенную выше схему расположения энергетических уровней от 1s до 5f следует рассматривать как эм-

пирический факт. В то же время квантовая механика объясняет, например, почему свойства элементов, расположенных друг над другом в пределах одной колонки, столь близки между собой. Так, в колонке щелочных металлов химические элементы имеют лишь по одному электрону на внешней s-оболочке, и в большинстве химических соединений они одновалентны. Упомянутая выше переменная валентность азота определяется числом электронов на 2s- и 2р-оболочках, участвующих в реакции с кислородом. Близость свойств переходных металлов, содержащих разное число электронов на внутренних, не целиком заполненных оболочках, объясняется тем, что в химических реакциях они часто участвуют лишь электронами внешних sоболочек. 'Магические' числа 8 и 18 соответствуют суммарному числу электронов на s- и р- или s-, р- и dоболочках. Зная расположение электронов по оболочкам, можно понять свойства не только отдельных эле-


( )
.
носится к блестящей плеяде ученых, становление которых пришлось на начало XX века время бурного развития квантовой механики, квантовой химии, рентгеноструктурного анализа, обусловивших открытие основных закономерностей микромира. Более тысячи книг и статей Полинга посвящены структурной, аналитической и квантовой химии, биохимии, теоретической и прикладной медицине. Лайнус Полинг родился в Портленде (штат Оригона, США) 28 февраля 1901 года. Его отец и дед были фармацевтами. В 1922 году он окончил Оригонский сельскохозяйственный колледж со степенью бакалавра по химической технологии и продолжил учебу в Калифорнийском технологическом институте, пос4*



АЙНУС КАРЛ ПОЛИНГ ОТ-

ле окончания которого ему присвоили докторскую степень по химии и степень бакалавра по математической физике. В этом институте он проработал 42 года, в 1931 году став профессором института, а с 1937 года деканом факультета химии и химической технологии. В 1933 году Полинг был избиран действительным членом Национальной академии наук США. Уже в юношеские годы Полинг публикует одну из первых научных работ по структурной кристаллографии структуре молибденита. Следуя работам В.Гайтлера и Ф.Лондона, давшим первое квантово-механическое объяснение химическим связям, Полинг развивает эти представления. Ряд его работ посвящен квантово-механическому описанию природы ионной и ковалентной свя-

зи, симметрии молекул и кристаллов. Как можно оценить тенденцию атома к образованию ионной или ковалентной связи? Какова доля ионной связи в ионно-ковалентных соединениях? Ответы на эти и подобные вопросы можно найти в работах Полинга. А составленные им таблицы ионных радиусов и величин, определяющих характер и энергию образования валентных связей, использовались при решении многих задач химии и структурной кристаллографии. Проблемами структурной кристаллографии Полинг начал заниматься еще в 20-е годы. С открытием рентгеновских лучей (1895 г.) и дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке (1912 г.) появилась возможность экспериментально определять внутреннее строение кристаллов. Оказалось, что расположение ионов, атомов, молекул в кристалле подчиняется строгим законам и что структура кристаллов может соответствовать одной из 230 пространственных групп симметрии, математически выведенных еще в XIX веке Е.С.Федоровым и А.Шенфлисом. Фундаментом, на основании которого разрабатывалась теория внутреннего строения кристаллов, были работы Л.Брэгга, Л.Полинга и Н.В.Белова.