Произошло это в 1869 г. Тридцатипятилетний Менделеев широко известен в научных кругах. Им уже написан знаменитый учебник «Органическая химия», который отмечен Демидовской премией Академии наук и впоследствии выдержал тринадцать изданий (последнее в 1947 г.!). Он, профессор Петербургского университета, занимал с семьей казенную профессорскую квартиру в левом крыле университетского корпуса. Квартира большая и удобная, но для него главное, что в ней есть кабинет и лаборатория. В этих комнатах часто ночи напролет не гас свет. И университетский сторож, поглядывая из темноты на светящиеся окна, с пониманием вздыхал: «Дело ясное. Профессор Менделеев все работает».Дмитрий Иванович любил на досуге раскладывать пасьянсы. Вот и для решения своей научной задачи он использовал картонные карточки, написав на каждой название элемента, его атомный вес, формулы соединений и основные свойства. Порядок систематизации был ясен - элементы сопоставлялись по величине атомного веса. Однако Менделеев сделал то, чего не делал никто из его современников, занятых теми же поисками, — сблизил несходные элементы из разных, порой далеких групп. И у него получился не просто ряд элементов, следующих один за другим по мере возрастания атомного веса. Получилась таблица, вместившая в себя шестьдесят два элемента, соотносящихся друг с другом по атомному весу и по химическим свойствам. В ней даже были оставлены свободные места для еще не открытых элементов. Он предсказал их открытие, заранее определив, какими должны быть у них атомные веса и свойства. И уже при жизни ученого эти предсказания сбывались трижды — в 1875 г. был открыт галлий, в 1879 г. скандий, в 1886 г. — германий. Правота периодического закона была подтверждена.
Здесь необходимо использовать понятие о гибридизации. В молекуле H2S атом серы образует с атомами водорода 2 сигма-связи, и у него еще есть 2 неподеленные электронные пары, т. е. 4 гибридные орбитали, тип гибридизации - sp3. Для этого типа гибридизации характерен валентный угол 109 градусов. Но неподеленные электронные пары являются более диффузными, чем сигма-связывающие орбитали, и занимают большой объем в пространстве, этим объясняется их сильное отталкивающее действие. Поэтому углы между связями S-H и между неподеленной парой атома серы и связью S-H неодинаковы; валентный угол по сравнению с теоретическим уменьшается до 92 градусов. В молекуле СО2 атом углерода связан с каждым атомом кислорода одной сигма- и одной пи-связью, т. е. находится в состоянии sp-гибридизации. Для этого типа гибридизации характерен валентный угол 180 градусов, поэтому молекула СО2 - линейная.
