Сборник статей

Идея Ван ден Брука о равенстве заряда ядра атома порядковому номеру оказалась одним из самых фундаментальных «откровений» в зарождавшейся новой атомистике. В том же году она получила экспериментальное подтверждение. Английский физик Г.Мозли детально изучил спектры характеристических рентгеновских лучей, испускавшихся атомами ряда последовательно расположенных элементов (от кальция до цинка). Подобное исследование позволило ему сделать вывод: «Для атома существует фундаментальная величина, которая увеличивается регулярным образом при переходе от одного элемента к соседнему. Эта величина может быть только зарядом центрального положительного ядра… она есть ничто иное, как номер места, занимаемого элементом в периодической системе».
Мозли далее утверждал, что химические свойства элементов управляются величинами их порядковых номеров, тогда как атомные веса являются сами по себе сложной функцией Z. В 1914 г. он продолжил эксперименты со значительно большим количеством элементов и подтвердил правильность своего вывода. Мозли установил величины порядковых номеров элементов от алюминия до золота и зафиксировал отчетливые пробелы, отвечающие не открытым еще элементам (Z = 43, 61, 72 и 75).
Стало очевидно, что последовательность расположения элементов по увеличению атомных весов полностью идентична последовательности по величинам Z. Поэтому существование «аномалий» в последовательности атомных весов Co–Ni, Ar–K, Te–I не противоречило идее периодичности. Точно определилось число элементов между водородом и ураном. Раз и навсегда нижней границей системы элементов был признан водород с Z = 1.
Периодический закон получил наконец физическое обоснование. Сменилась его формулировка. Теперь она звучала так: свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел находятся в периодической зависимости от зарядов ядер соответствующих элементов.
На смену атомным весам, природа которых все еще оставалась недостаточно ясной, пришла строгая и четкая физическая константа – заряд ядра Z, определяющий число электронов в атоме. Это было своеобразным вторым рождением периодического закона.
Однако выяснение физической сущности периодического закона еще не означало истолкования глубинных причин явления периодичности. Оно не объясняло, почему различные периоды содержат именно такое количество элементов, а не другое и почему периоды начинаются химически активными щелочными металлами, а заканчиваются инертными газами. Иначе говоря, сама структура периодической системы не имела столь же фундаментального обоснования, как периодический закон.
Модель атома требовала дальнейшей детальной разработки, которая заключалась в установлении закономерностей формирования электронных конфигураций атомов по мере роста Z. Именно на этом направлении в начале 1920-х гг. была создана теория периодической системы элементов (главным образом Н.Бором).