Джон Ньюлендс

Джон Ньюлендс (англ. John Alexander Reina Newlands; 26 ноября 1837, Лондон — 29 июля 1898, там же) — английский химик-аналитик и промышленник. Известен как один из первооткрывателей периодического закона химических элементов: в 1864 году он предложил «закон октав», согласно которому свойства элементов повторяются через каждые восемь, если расположить их в порядке возрастания атомных весов. Работа Ньюлендса не была признана современниками, однако впоследствии его идеи стали частью фундамента периодической системы Д. И. Менделеева.

Биография

Ранние годы и образование

Джон Александр Рейна Ньюлендс родился в Лондоне в семье священника шотландской пресвитерианской церкви Уильяма Ньюлендса и Мэри Сарры Рейна. Он был старшим из четырнадцати детей. Первоначальное образование получил дома, затем учился в школе в Лондоне. В 1856 году поступил в Королевский химический колледж (ныне часть Имперского колледжа Лондона), где учился под руководством Августа Вильгельма фон Гофмана. В 1858 году, не окончив полного курса, оставил колледж из-за финансовых трудностей семьи.

Профессиональная деятельность

После ухода из колледжа Ньюлендс работал ассистентом химика в Сельскохозяйственном обществе Шотландии, где занимался анализом почв и удобрений. В 1860 году вернулся в Лондон и устроился химиком-аналитиком на сахарный завод. В этот период он заинтересовался закономерностями в свойствах химических элементов.

В 1864 году Ньюлендс опубликовал свою первую статью о периодичности, а в 1865 году — более развёрнутую работу, в которой сформулировал «закон октав». В 1868 году он оставил научную работу и занялся бизнесом, став совладельцем сахарного завода. В 1880-х годах вернулся к исследованиям, но уже не в области периодичности. Умер в 1898 году в Лондоне.

Закон октав

Суть закона

В 1864 году, расположив известные на тот момент 62 химических элемента в порядке возрастания атомных весов, Ньюлендс заметил, что каждый восьмой элемент по свойствам напоминает первый — подобно тому, как в музыкальной октаве повторяется нота. Он назвал эту закономерность «законом октав» и опубликовал таблицу, в которой элементы были разбиты на группы по семь (с восьмым, повторяющим первую). Например, литий (Li) — натрий (Na) — калий (K) оказывались в одной группе, а бериллий (Be) — магний (Mg) — кальций (Ca) — в другой.

Таблица Ньюлендса (1865)

Ньюлендс представил свою таблицу в виде столбцов, где каждый столбец содержал элементы со схожими свойствами. Примерная структура (по первым двум октавам):

В этой таблице водород (H) и фтор (F) считались аналогами, литий (Li) — натрия (Na) и т. д.

Критика и непризнание

Закон октав имел серьёзные недостатки:

• Игнорирование места для новых элементов. Таблица Ньюлендса не оставляла пустых клеток для ещё не открытых элементов, что противоречило идее периодичности.
• Нарушения в рядах. Некоторые элементы с явно разными свойствами попадали в одну группу (например, железо Fe помещалось в одну группу с серой S и кислородом O).
• Неточные атомные веса. В 1860-х годах атомные веса многих элементов были определены неверно, что искажало периодичность.

Презентация закона октав на заседании Лондонского химического общества в 1866 году была встречена с насмешкой. Один из членов общества, химик Джордж Фостер, иронично спросил, не пробовал ли Ньюлендс расположить элементы в алфавитном порядке, чтобы увидеть другую закономерность. Работа Ньюлендса была отвергнута, и он прекратил публикации по этой теме.

Вклад в периодический закон

Приоритет и признание

Несмотря на неудачу, Ньюлендс первым среди химиков чётко сформулировал идею периодичности свойств элементов в зависимости от атомного веса. До него подобные попытки предпринимали Иоганн Вольфганг Дёберейнер (триады, 1829) и Александр Эмиль Бегье де Шанкуртуа (винтовая таблица, 1862), но именно Ньюлендс ввёл понятие «период» и указал на числовую закономерность.

В 1882 году, после признания периодического закона Менделеева, Ньюлендс получил медаль Дэви от Лондонского королевского общества за «открытие периодического закона». Однако это признание было частичным: большинство историков науки считают главным автором периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева, который в 1869 году опубликовал более совершенную таблицу, предсказал свойства неоткрытых элементов и исправил атомные веса.

Сравнение с Менделеевым

Менделеев, в отличие от Ньюлендса:

• Оставил пустые клетки для неизвестных элементов.
• Смело менял атомные веса, если они противоречили периодичности.
• Предсказал свойства трёх элементов (галлий, скандий, германий), которые были открыты при его жизни.
• Объединил элементы не только по октавам, но и по большим периодам.

Тем не менее, Ньюлендс считается одним из предшественников Менделеева, и его закон октав является важным этапом в истории химии.

Другие научные работы

Помимо закона октав, Ньюлендс занимался химией сахара и промышленной химией. Он опубликовал несколько статей по анализу сахаросодержащих продуктов и методам очистки сахара. В 1880-х годах он также работал над проблемами водоснабжения и сточных вод. Однако эти исследования не получили широкой известности.

Память

• В 1900 году, через два года после смерти Ньюлендса, Лондонское химическое общество учредило медаль его имени (Newlands Medal), которая вручается за выдающиеся достижения в химии (первым награждённым стал сэр Уильям Крукс).
• Имя Ньюлендса носит улица в лондонском районе Бромли.
• В 2015 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) признал Ньюлендса одним из первооткрывателей периодического закона наряду с Менделеевым и Лотаром Мейером.

Источники

• Scerri, E. R. (2007). The Periodic Table: Its Story and Its Significance. Oxford University Press.
• Newlands, J. A. R. (1865). «On the Law of Octaves». Chemical News, 12, 83.
• Brock, W. H. (1993). The Norton History of Chemistry. W. W. Norton & Company.
• Корольков, Д. В. (2019). История открытия периодического закона. М.: Наука.