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Das -Teilchen und das periodische System der Elemente.

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199
13. Das a-TeiZchen
und dns perJod4sahe SzJstern der Elemente;
uon A. v n w d e n B ~ o e l c .
Die neueste Bestimmung von e l m fur das a-Teilchen (des
Produkts Radium C, wie des Ra A , des Rx F, dea Aktinium B
und des Thor C) durch R u t h e r f o r d hat bekanntlich den
Wert e l m = 5 x los ergeben, also genau halb so groB wie fur
das Wasserstoffatom. ,,DemgemaS lassen sich uber die Natur
des a-Teilchens folgende Hypothesen aufstellen : Entweder besteht es aus einem Wasserstoffmolekiil in Verbindung mit
einem elektrischen Elementarquantum, oder aus einem zwei
Elementarquanta mit sich fiihrenden Heliumatom, oder aus
einem halben Heliumatom , das mit einem Elementarquantum
vereinigt ist. Welche von diesen drei Alternativen zutrifft,
lafit sich experimentell schwer entscheiden." l)
Wo das Experiment versagt, bleibt uns nur die reine
Spekulation ubrig , und so mihhte es angemessen erscheinen,
zu versuchen, ob nicht dieses Heliumatom oder das ,,halbe
Heliumatom" (sagen wir lieber Alphon, da ein ,,halbes'' Atom
ein Unding ist) sich be8ser eignen sollte, urn als Urelement
aufzutreten, als das Proutsche H-Atom jemals vermochte.
Zwar sind die Atomgewichtszahlen nicht einfache Multiplen
von zwei oder vier; auch kennt das heutige periodische System
mehr Elemente oder wenigstens ,,Stellen", els einem System
von Heliaden, weniger aber als einem System von Alphaden
passen wiirde. DaB dennoch zwischen dem periodischen System
und, wenigstens, einem alphaden System eine 'so groBe Ubereinstimmung besteht, da8 wir das zweite als das Fundament
des ersten ansehen diirfen, laBt sich folgendermagen begriinden.
Das jetzige periodische System besteht bekanntlich aus
elf Reihen von j e acht Elementen oder ,,Stellen" und drei
1) E. R u t h e r f o r d , Die RadioaktivitBt. p. 557. 1907; Phil. Mag. 12.
p. 364. 1906.
200
A. van den Broek.
Gruppen von je drei Elementen. Da8 diese Gruppen nicht
als Reihen im System aufgenommen sind, findet seinen Grund
erstens in der geringen Zahl ihrer Elemente und zweitens in
der Schwierigkeit, sie einer bestimmten Vertikalreihe zuzuordn en
Das erste Argument ist nicht sehr ma6gebend; auch die
Yb- und die Ra-Reihe bestehen bis jetzt nur aus drei ganz
sicheren Elementen. Andererseits konnten die Elemente Cu,
Ag, Au, auch Zn, Cd, Hg, und bei der Fe-Gruppe auch Mn
und selbst Cr, ebensogut in eine solche, als in ihre jetzigen
Reihen aufgenommen werden, wie das auch tatsachlich von
Mendelejeff teilweise, von L o t h a r M e y e r ganz (und zwar
in beider sogenannten 2. Tabelle) getan ist.
Und auch das zweite Argument kann nicht schwer wiegen.
Bei so vielen periodischen Erscheinungen finden wir j a neben
Perioden mit stark ausgebildeten Maxima solche, bei denen
ein Maximum kaum zu erkennen ist. So schwanken z. B. bei
dem periodischen Wechsel der Sonnenfleckenhaufigkeit , der
doch eine ganz bestimmte Periode von 11, 12 Jahren aufweist,
die einzelnen Perioden zwischen 1 7 (1788-1805) und 8 Jahren
(1829-1837), dieHaufigkeits-Relativzahlen der Maxima zwischen
138 (1837, 1870) und 64 (1883), sinkt also im letzten Falle
fast bis zur Durchschnittszahl zuruck.
DaE derartige Maximum-Jahre, z. B. in ihrem EinfluB auf
die Variation der magnetischen Deklination, miteinander nicht
mehr vergleichbar sind, ist ohne weiteres klar. Und doch
solIte niemand auf den Gedanken kommen, bei einer tabellarischen oder graphischen Darstellung dieser periodischen Erscheinungen derartige wenig ausgesprochene Perioden einfach
auszuschalten und beiseite zu stellen.
Wollen wir also das System der Elemente konsequenterweise als periodisches System darstellen, so miissen wir fiir
die Fe-, resp. Ru- und Ir-Gruppe j e eine neue Reihe einfugen.
Lassen wir dann, wie ublich, auch fir die Reihe der seltenen
Erden und auBerdem fiir die vielen neuentdeckten Umwandlungsprodukte der radioaktiven Elemente, die j a auch im
jetzigen periodischen System keinen Platz finden, j e eine Reihe
frei, so bekommen wir ein System von 15 Reihen von j e
acht Stellen.
.
68
84 Kr 81,s
50 Mu 55
66
82 Br
98
4
5
6
7
8
218
234
118 Ag 107,93 120 Cd 112,4
136 Ba 137,4
152
168 T u 171
1 8 4 0 s 191
200 Hg 200
216
232 RR225
134 c s 132,9
150Sa 150,3
166Er 166
182
198 Au 197,2
214
230
116
126,97 132 Xe 128
148
164
180
196
212
228
114
130 J
146
10
11 162
178
9
13 194
14 210
15 226
12
128 J n 115
104 Ru 101,7
102
100
202T1 204,l
1 8 6 I r 193
170 Yb 173
154 Gd 156
138 La 138,s
89
SOY
106 Rh 103
88 Sr 87,6
86 Rb 85,5
79,96
7 4 G a 70
72 Zn 65,5
70 Cu 63,6
52
58Co 59
44,l
56 Fe 55,s
39,15
11
2 6 A l 27,l
10B
111
54
38 I<
9,1
24Mg 24,36
8Be
IT
42sc
36 Ar 39,9
7,03
2 2 N a 23;05
6 Li
I
-
40 Ca 40,l
35,45
c1
34
20Ne 20
3
19
18 F
4
2
4He
0
2
(4
VII
1
-
-
-
48,l
28,4
12
90,6
51,2
31
14,04
126 Sb 120,2
110
9 4 N b 94
78As '75
62
46 V
30P
14 N
V
32,06
16
79,2
836 Th 232,5
a20
804 Pb 206,s
238
222
240U 238,5
224
208
192
190
188 Pt 194,s
206 Bi 208,5
1 7 6 W 184
174 Ta 183
172
156
160
1 4 4 P r 140,5
1 2 8 T e 127,6
112
96iMo 96
80Se
64
48Cr 52,l
32s
160
VI
158 T b 160
140 Ce 140,25 142 Nd 143,6
124So 119
108 P d 106,5
92 Zr
76 Ge 72,5
60 Ni 58,7
44Ti
28%
12c
IV
e
2
2
Iw
5
?
2
9
$
2
a
r,
2
*
e
P6'
rL
k
8r:
*
2
?.+
8
A. van den Broek.
2 02
Konstruieren wir aber jetzt ein gleichartiges (hypothetisches) System von allen theoretisch moglichen Alphadengewichten, also die kontinuierfiche Reihe aller ebenen ganzen
Zahlen bis 240 in 15 Reihen von je acht Stellen eingeteilt,
und schreiben wir dieses System zur besseren Vergleichung
in das periodische System der Elemente hinein, so decken
sich beide Systeme, nicht nur, wie selbstverstandlich, die
Reihen und Stellen, sondern auch, was keineswegs zu erwarten
war, im grogen und ganzen die Gewichtszahlen vollstandig.
Zwar finden wir im einzelnen Differenzen yon bis 17 Proz.
der betreffenden Atomgewichte , iiber das game System berechnet aber heben sich diese Differenzen vollstandig auf.
240
-
PO0
-
760
-
120
-
80
-
W-
Nehmen wir niimlich einerseits die Summe aller ,,internationalen“ Atomgewichte (0 = 16), andererseits die Summe
aller diesen Stellen zugehorigen Alphadengewichte , so bekommen wir einerseits 7 723,65, andererseits 7 7 28, also nur
eine Gesamtdifferenz von 0,06 Proz.
DaB aber nicht etwa die eingeschobenen 14., 12., 10. oder
7. Reihe daran Schuld haben, folgt schon daraus, daB nicht
Das u-Teilchen und das periodische System der Elemente.
203
nur U (238,5 statt 240), sondern sowohl Bi (208,5 statt 206)
wie Ba (137,4 statt 136) und Mo (96 und 96) am besten
stimmen.
Wir sind also nicht nur berechtigt, sondern sogar gezwungen zu der Annahme: Dem jetzigen periodischen System
der Elemente liegt ein System der Alphaden zugrunde, oder:
die Elemente sind nur sekundare Abanderungen von a-Teilchenlronglomerationen oder Alphaden.
Noordwyk, 10. Febr. 1907.
(Eingegangen 11. Miirz 1907.)
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