Джон Александр Рейнольдс Ньюлендс

Джон Александр Рейнольдс Ньюлендс (англ. John Alexander Reina Newlands; 26 ноября 1837, Лондон — 29 июля 1898, там же) — британский химик-аналитик и промышленник, один из первых учёных, предложивших систему классификации химических элементов, предвосхитившую Периодический закон Д. И. Менделеева. Ньюлендс известен формулировкой «закона октав», согласно которому свойства элементов повторяются через каждые восемь, если расположить их в порядке возрастания атомных масс. Его работа, первоначально встреченная скептически, позже была признана важным шагом на пути к созданию периодической системы.

Биография

Ранние годы и образование

Джон Ньюлендс родился 26 ноября 1837 года в Лондоне в семье шотландского пресвитерианского священника преподобного Уильяма Ньюлендса и его жены Мэри Сарры Рейнольдс. Отец был священником, но также проявлял интерес к науке, что, вероятно, повлияло на сына. Джон был старшим из семи детей. Первоначальное образование он получил дома, а затем поступил в Королевский колледж Лондона (King’s College London), где изучал химию под руководством известного химика Августа Вильгельма фон Гофмана. Однако из-за финансовых трудностей семьи Ньюлендс был вынужден оставить колледж, не завершив формального курса.

Профессиональная деятельность

После ухода из колледжа в 1857 году Ньюлендс стал ассистентом в лаборатории Королевского сельскохозяйственного общества (Royal Agricultural Society) в Лондоне. В 1860 году он участвовал в знаменитом Карлсруэском конгрессе химиков, где обсуждались вопросы атомных масс и химической номенклатуры. Этот конгресс оказал значительное влияние на его дальнейшие исследования.

В 1864 году Ньюлендс начал работать химиком-аналитиком на сахарном заводе в Лондоне. В этот период он активно занимался классификацией химических элементов, публикуя свои идеи в журнале Chemical News. В 1868 году он оставил завод и основал собственную аналитическую лабораторию, специализирующуюся на анализе сахара и пищевых продуктов. Параллельно он продолжал химические исследования.

В 1880-х годах Ньюлендс присоединился к фирме своего брата Бенджамина Ньюлендса, занимавшейся производством сахара, и внёс вклад в разработку методов очистки сахара. Он также был избран членом Лондонского химического общества (Chemical Society) в 1875 году, но его ранние работы по периодичности долгое время не получали признания.

Закон октав

Формулировка и контекст

К середине XIX века было известно около 60 химических элементов, и их систематизация стала насущной задачей. Работы предшественников, включая Иоганна Дёберейнера (триады) и Александра де Шанкуртуа (винтовая диаграмма), показали, что между свойствами элементов существуют закономерности. Ньюлендс пошёл дальше: в 1864–1865 годах он опубликовал серию статей, в которых утверждал, что при расположении элементов в порядке возрастания атомных масс их свойства повторяются через каждые семь элементов, то есть восьмой элемент по свойствам напоминает первый.

Ньюлендс назвал эту закономерность «законом октав», проводя аналогию с музыкальными интервалами. В своей таблице он расположил элементы в семь групп (столбцов), а периоды (строки) содержали по семь элементов, за исключением некоторых пропусков. Например, литий (Li), натрий (Na) и калий (K) оказались в одной группе, как и бериллий (Be), магний (Mg) и кальций (Ca).

Критика и неприятие

В 1866 году Ньюлендс представил свою работу на заседании Лондонского химического общества. Доклад был встречен с насмешками. Один из критиков, профессор Джордж Фостер, саркастически заметил, что если расположить элементы в алфавитном порядке, можно обнаружить не меньше закономерностей. Общество отказалось публиковать его статью в своих трудах, и Ньюлендс был вынужден опубликовать её в Chemical News.

Основные возражения против закона октав:

• Таблица Ньюлендса была неполной: она не учитывала все известные элементы (например, редкоземельные элементы).
• Закон октав не работал для элементов с большими атомными массами, где периодичность нарушалась.
• Ньюлендс не оставлял пустых мест для ещё не открытых элементов, что впоследствии сделал Менделеев.
• Критики считали аналогию с музыкой ненаучной.

Признание и наследие

После публикации Периодического закона Д. И. Менделеева в 1869 году и Лотара Мейера в 1870 году работа Ньюлендса была почти забыта. Однако в 1880-х годах, когда периодическая система получила всеобщее признание, приоритет Ньюлендса был частично восстановлен. В 1887 году Королевское общество (Royal Society) наградило его медалью Дэви за «открытие периодического закона химических элементов», хотя формулировка была спорной: медаль была вручена «за открытие периодического закона», но Менделеев и Мейер получили её позже, в 1882 году.

Современные историки науки признают, что Ньюлендс первым чётко сформулировал идею периодичности свойств элементов, хотя его система была несовершенна. Он не смог предсказать новые элементы и не объяснил причины периодичности, что сделали Менделеев и Мейер.

Классификация по атомным массам

Методология

Ньюлендс использовал атомные массы, определённые на основе работ Станислао Канниццаро (Карлсруэский конгресс). Он расположил элементы в порядке возрастания атомных масс и выделил 11 групп, каждая из которых содержала элементы со сходными свойствами. Однако его таблица имела ряд недостатков:

• Он не различал изотопы (тогда ещё неизвестные).
• Он не учитывал, что некоторые атомные массы были определены неточно (например, бериллий имел атомную массу 14, что помещало его в неправильную группу).
• Он не оставлял пропусков для неоткрытых элементов, что делало таблицу «закрытой».

Сравнение с таблицей Менделеева

Другие научные достижения

Аналитическая химия

Помимо классификации элементов, Ньюлендс внёс вклад в аналитическую химию, особенно в методы анализа сахара. Он разработал более точные способы определения содержания сахарозы в растворах, что имело практическое значение для сахарной промышленности. Его работы в этой области были опубликованы в Journal of the Chemical Society и The Analyst.

Исследования воды

Ньюлендс также изучал состав воды из различных источников и предложил методы её очистки. В 1870-х годах он опубликовал несколько статей о качестве воды в Лондоне, что было актуально в связи с частыми эпидемиями холеры.

Критика и историческая оценка

Современная оценка

Историки науки (например, Дж. В. ван Спронсен) отмечают, что Ньюлендс был «недооценённым пионером» периодической системы. Его закон октав стал первым чётким указанием на периодичность, но он не смог развить свою идею до уровня общей теории. Основные причины:

• Отсутствие систематического подхода к аномалиям.
• Непонимание роли валентности и химических свойств как основы группировки.
• Скептицизм научного сообщества, который подорвал его уверенность.

Споры о приоритете

Вопрос о том, кто первым открыл периодический закон, остаётся дискуссионным. Ньюлендс, Менделеев и Мейер независимо друг от друга пришли к сходным выводам. Однако Менделеев получил наибольшее признание благодаря полноте своей системы, предсказательной силе и систематическому изложению. В 1887 году Королевское общество признало заслуги Ньюлендса, но его имя редко упоминается в школьных учебниках за пределами Великобритании.

Память

• В 1998 году в Лондоне была установлена мемориальная доска на доме, где жил Ньюлендс (по адресу 19 Westbourne Park Road).
• Его имя носит кратер на Луне (Newlands) диаметром около 40 км.
• В 2005 году Британское химическое общество (Royal Society of Chemistry) учредило премию имени Ньюлендса за достижения в области периодической системы.

Источники

• Newlands, J. A. R. (1865). "On the Law of Octaves". Chemical News, 12, 83.
• Scerri, E. R. (2007). The Periodic Table: Its Story and Its Significance. Oxford University Press.
• van Spronsen, J. W. (1969). The Periodic System of Chemical Elements: A History of the First Hundred Years. Elsevier.
• Дружинин, П. А. (2019). «Периодический закон: история открытия». М.: Наука.