37. Відкриття нових елементів: екабора, екасиліція та екакремнія.

У 1871 р. Д. І. Менделєєв писав : « Без періодичного закону ми не мали ніяких приводів передбачати властивості невідомих елементів, навіть не могли судити про нестачі або відсутності тих чи інших з них. Відкриття елементів було діло одного спостереження ... Закон періодичності відкриває в цьому останньому відношенні новий шлях» . Вже в першій публікації про відкриття періодичного закону ( 1869) Д. І. Менделєєв передбачив чотири невідомих елементи з атомними масами ?=45 (майбутній скандій ) , ?=68 ( майбутній галій ), ?=70 ( майбутній германій ) і ?=180 ( майбутній гафній ) .

Галій

У 1870 р. у статті « Природна система елементів і застосування її до вказівки властивостей невідкритих елементів» Д. І. Менделєєв писав , що відсутній в системі елемент ?=68 можна назвати «экаалюминием» , т. е першим , наступним за алюмінієм , і позначити символом Еа. «..займаючи положення , середнє між алюмінієм і індієм , він повинен мати властивості , близькі до цим двом елементам ; галун, звичайно , він утворює . Його водна окис буде розчинятися у водному калі ,.. уделенный вага його в металевому стані буде близький до 6,0. Властивості цього металу в усіх відносинах повинні представляти перехід від властивостей алюмінію у властивостями індія , і дуже ймовірно , що метал буде володіти більшою летючістю , ніж алюміній , а тому можна сподіватися , що він буде відкритий спектральним дослідженням , подібно до того як відкриті наступні за ним індій і талій» .

Це блискуче підтвердилося передбачення через п'ять років . Д. І. Медлеевым . 27 серпня 1875 р . П. Е. Лекок де Буабодран виявив у спектрі цинкової обманки з Піренеїв яскраву фіолетову лінію , яка не належить жодному з відомих елементів . Очищаючи цинкову обманку і спостерігаючи фіолетову лінію , яка становитьсь все більш інтенсивною . П. Лекок ле Буабодран отримав новий елемент , названий на честь батьківщини вченого галієм.

У конці серпня 1875р. Лекок де Буабодран надіслав в Паризьку Академію наук на ім'я А. Ворца запечатаний конверт з повідомленням про відкриття нового хімічного елемента . Це повідомлення було опубліковано 20 вересня 1875 р . у «Доповідях Паризької Академії наук» під заголовком «Хімічний і спектроскопічний характер нового металу – галію , відкритого в цинковій обманці з рудника Пьерфитта в долині Аржелэ ( Піренеї)»

В кінці жовтня 1875 р . з повідомленням П. Лекок де Буабодрана ознайомився Д. І. Менделєєв. Він відразу ж увидил , що галій - це передбачений їм экаалюминий Д. І. Менделєєв доповів про це на засіданні Російського хімічного товариства( листопад 1875 ) . У «Доповіді Парижскогой Академії наук « він послав замітку «За відкриття галію» , яка була опублікована 22 листопада 1875 р . Учений порівняв властивості экаалюминия , передбаченого ним , і властивості галію , описані П. Лекок де Буабодран. «Властивості экаалюминия , згідно переодическому законом . повинні бути наступні . Його атомна вага буде El =68 ; його окис буде мати формулу El2O3..» Д. І. Менделєєв вказав , що густина галію ( тобто экаалюминия) должнв дорівнювати не 4.7 як це визначив П. Лекок де Буабодран , а 5, 9.

У вересні 1875 р . П. Лекок де Буабодран повторив досліди : очистив метал від домішок натрію і знайшов щільність його дорівнює 5.94 ( за сучасними даними : 5.91) , а атомну масу рівній 69.9 ( за сучасними даними : 69.72) . «Я вважаю.-писав він , - що немає необхідності наполягати на винятковій важливості підтвердження теоретичних поглядів Д. Менделєєва щодо щільності нового елемента» В третьому виданні « Основ хімії» ( 1877) вперше у періодичній системі хімічних елементів замість колишнього «?68» варто «Ga68». «Зізнаюся,- писав Д. І. Мендлеев в травня 1880 р. – я не думав бачити протягом мого життя такого блискучого докази періодичного закону , яке доставило це відкриття р . Лекок де Буабодран . Відкриття галію було першим поштовхом до загального визнання періодичного закону.

Скадий

У 1870 р . Д. І. Менделєєв пророкує властивості елемента Eb - экабора з атомною масою 44. Питома маса цього металу повинна бути близька до 3.0 його оксид R2O3 повинен бути підставою , солі повинні бути безбарвні.

12 березня 1879 р . Л. Нільсон опублікував статтю «Про скандии – новому рідкому металі» . досліджуючи мінерали гадолинит і евксенит , Л. Нільсон виділив з них невідому землю , аналіз якої привів до відкриття нового хімічного елемента . Ідентичність його з экабором була встановлена П. Клеве в серпні 1879 р . 19 серпня 1879р. П. Клеве писав Д. І. Менделєєву : Ваш елемент экабор знайдено . Це скандій , відкритий Нильсоном весною 1879 р .»

У статті «Про атомній вазі і деяких характерних солях скандію» (1880) Л. Нільсон навів наступні дані : атомна маса скандію 44 , а формулу оксиду 〖Sc〗_2 O_3. Він писав : « Отже , не залишається ніякого сумніву , що скандии відкритий экабор .. Так підтверджуються самим наочним чином міркування російського хіміка , що дозволили не тільки передбачати існування названого простого речовини , але і наперед вивести його найважливіші властивості»

Германій

У 1869-1871 рр. Д. І. Менделєєв докладніше, ніж для інших елементів. передбачив властивості экасилиция і з'єднань , які він утворює. Атомна маса экасилиция ( Es) 72 питома маса 5.5 , його склад 〖EsO〗_2 c питомою масою 4.7 , сіль 〖EsCl〗_4; Es буде давати металоорганічні сполуки. До відкриття экасилиция Д. І. Менделєєв виявляв підвищений інтерес, тому що цей елемент займає особливе становище в системі – як елемент з двоїстою природою . Перше повідомлення від відкриття в мінералі аргіродіте нового елемента – німеччина К. Вінклер зробив 6 лютого 1886 р . Спочатку він думав . що відкритий ним елемент – металлоид , що стоїть близько до миш " яку і сурму . Це оману зміг роз'яснити професор хімії в Блеславле В. Ф. Ріхтер, який 25 лютого 1886 повідомив Вінклеру , що «германій, назва якого Ви повинні зберегти як фактичний його батько є передбачений Д. І. Менделєєвим елемент экасилиций , Es= 73 , найнижчий гомолог олова, що стоїть у першому великому періоді між Ga (69.8) і As(79.9) ... экасилиций – елемент , якого ми чекаємо з найбільшим напругою , і принаймні найближчим дослідження німеччина з'явиться самим певним experimentum ctucis для періодичної системи» Подальші дослідження переконали К. Вінклера, що відкритий ним елемент – германій - тотожний екасіліцію. У 1888 р. К. Вінклер опублікував статтю, в якій докладно описав властивості нового елемента та його сполук .

Німецький учений писав: «Не більше підлягає ніякому сумніву , що новий елемент є не що інше, як передбачений Д. І. Менделєєвим за п'ятнадцять років до цього экасилиций. Чи може бути дано більш переконливий доказ справедливості вчення про періодичність елементів, ніж втілення колишнього досі гіпотетичним экасилиция, і воно являє собою воістину щось більше , ніж просте підтвердження сміливо висунутої теорії, - воно означає видатне розширення хімічного поля зору , могутній крок в області пізнання»

У 1889 р . у п'ятому виданні «Основ хімії» Д. І. Менделєєв писав : « я не думав . що доживу до виправдання цього слідства періодичного закону , але дійсність відповіла інакше . Описані були три елемента : экабор , экаалюминий і экасилиций , і ось тепер , коли минуло 20 років з тих пір ( 1869) я маю велику радість бачити їх відкритими» Крім экабора . экасилиция і экаалюминия , Д. І. Менделєєв залишив вільні місця з своєю системою для елементів з атомною масою 180 ( двициркония – аналога титану і цикрония ) і 187 . У 1923 р . Д. Багаття і Р. Хевеши відкрили новий елемент – гафній з атомною масою 178.5 , а в 1927 р . був відкритий реній з атомною масою 187 ( Ст. Ноддак і В. Такке ) . У 1871г. Д. І. Менделєєв писав: « .. можна чекати ще основних елементів , які належать до і, ІІ та ІІІ груп . Вони повинні володіти атомним вагою близько 210-230 .. Перший буде подібний із цезієм , другий – з барієм» . Подібний із цезієм францій був обнаружет в 1939 р. . а елемент , схожий на барій , - радій відкритий у 1898 р .