Закон менделеева химический лабиринт - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Лекция Периодический закон Д. И. Менделеева 1 43.64kb.
Законы стехиометрии. Закон сохранения массы веществ. Законы стехиометрии. 1 34kb.
Апк «Лабиринт» описание 1 29.63kb.
Д. И. Менделеева в Боблово и её значение в наши дни Исследовательская... 1 119.92kb.
От создателей хеллбой, блейд-2, гарри поттер и узник азкабана фильм... 1 117.57kb.
Периодический закон и периодическая система д. И. Менделеева. 1 12.12kb.
2 Основные понятия стехиометрии 1 84.73kb.
Лекция Структура периодической системы Д. И. Менделеева. Группы и... 1 118.7kb.
Роберт Шекли Лабиринт Редферна 1 67.56kb.
Самостоятельная работа №3 ( по логике высказываний) 1 1 60.64kb.
Закон постоянства состава. Вещества. Закон сохранения массы веществ. 1 69.22kb.
11. Копирование 45 >12. Вопросы восприятия и выражения 51 8 4362.84kb.
Викторина для любознательных: «Занимательная биология» 1 9.92kb.

Закон менделеева химический лабиринт - страница №1/1

И. НЕЧАЕВ
ЗАКОН МЕНДЕЛЕЕВА
Химический лабиринт
В 1867 году Петербургский университет пригласил на вакантную кафедру общей химии молодого ученого Дмитрия Ивановича Менделеева. Читать основной курс химии в первом университете страны было высокой честью, и тридцатитрехлетний профессор решил сделать все возможное, чтобы оказаться достойным этой чести.

Менделеев стал усердно готовиться к лекциям. Он обложился книгами, журналами. Он извлек собственные свои записки, заметки и работы, накопленные за годы учебы и исследовательской деятельности. Он погрузился в безбрежное море фактов, экспериментов, законов, установленных в течение многих десятилетий сотнями химиков во всех странах мира. Материала тут хватило бы не на один университетский курс. Но странно: чем больше Менделеев углублялся в дебри давно знакомой науки, тем труднее ему представлялась его задача.

Осенью он появился на кафедре. Его лекции имели шумный успех. Студенты ломились в аудиторию, как ломятся в театр, когда там выступает приезжая знаменитость. Приходили с других факультетов — юристы, историки, медики, приходили из других учебных заведений, занимали места задолго до начала лекций, стояли в проходах, жались толпой у дверей, у демонстрационного стола. Такой триумф редко выпадал на долю университетского лектора.

Но Менделеев в глубине души был недоволен.

Он начал составлять новый, фундаментальный труд — «Основы химии». Он писал легко и быстро по стенограмме своих лекций, и студенты с нетерпением ожидали, когда, наконец, выйдет в свет этот блестящий курс. Но и книга не очень радовала Менделеева: она получалась не такой, как ему хотелось бы.

Химическая наука напоминала теперь Менделееву дремучий лес, без дороги и троп. И в этом лесу, так казалось ему иногда, он ходит от дерева к дереву и описывает каждое из них в отдельности, а их тысячи, тысячи тысяч...

Шестьдесят три различных элемента были известны в то время химикам. Каждый элемент давал с другими десятки, сотни, а то и тысячи различных соединений — окислов, солей, кислот и оснований. Тут были газы, жидкости, кристаллы, металлы... Были вещества бесцветные и ослепительно яркие... были пахучие и без запаха... твердые и мягкие... жгучие и сладкие... тяжелые и легкие... прочные и неустойчивые... И ни одно не походило полностью на другое.

Химики изучили до тонкостей все это великое разнообразие веществ, из которых построен мир.

Почти о каждом из них химики знали множество подробностей. Им точно было известно, как изготовить любое из этих веществ и какой способ изготовления выгоднее. Цвет каждого вещества, форма его кристаллов, его удельный вес, точки кипения и плавления — все это и многое другое было измерено, описано и занесено в руководства и справочники; было изучено, как действуют на каждое из этих соединений тепло и холод, электрический ток, давление и вакуум; было проверено, как они взаимодействуют с кислородом и водородом, с кислотами и щелочами, как они соединяются друг с другом, как распадаются и как возникают вновь и сколько при этом выделяется тепла или холода...

Свойства бесчисленных химических веществ можно было описывать неделями, месяцами — и не описать всего. И чем больше об этом говорилось бы, тем все меньше и меньше слушатель понимал бы химию. Не было в этом хаосе никакого единообразия, никакой обшей системы. Неужели же материя, из которой построен наш мир, действительно организована так беспорядочно и случайно?

Менделеев хотел развернуть перед студентами единую стройную картину вещества, хотел показать им главные законы, на которых основано материальное устройство Вселенной. Но он не нашел в своей любимой науке ни единства, ни стройности.

Правда, все великое разнообразие материи можно было свести к немногим элементам. Но хаос, беспорядок, случайность начинались уже в этой небольшой группе основных веществ.

Не было никакого объяснения тому, что металл магний более горюч, чем углерод, что платина может лежать тысячи лет и нисколько не измениться, тогда как газ фтор настолько любит химические превращения, что он готов разъесть даже стекло сосуда, в который его упрячут. Тут не было заметно никакой закономерности. И, если бы элементы обладали прямо противоположными свойствами, если бы платина разъедала стекло, а фтор был самым «смирным» из всех веществ, химики не выразили бы никакого удивления.

Каждый элемент со всеми его особенными свойствами казался случайным проявлением материи. Между этими первичными формами вещества, или, по крайней мере, между очень многими из них, казалось, не было никакой связи.

Большинство профессоров химии не смущалось этим. «Если нет никакого естественного порядка в мире материи, — рассуждали они, — будем описывать элементы в том порядке, какой нам удобен». Обычно они начинали с кислорода, так как этот элемент больше всего распространен в природе. А некоторые предпочитали начинать курс с водорода, как наиболее легкого из элементов. Но с таким же правом можно было начинать и с железа — потому что это самый полезный из элементов, с золота — потому что это самое дорогое простое вещество, или с редчайшего индия, потому что это был самый «молодой», только что открытый элемент.

Какая разница, где вступить в дремучий, беспорядочно разросшийся лес? Все равно, не пройдешь двух шагов, и уже нет ни пути, ни дороги.

Менделеев не пожелал брести наобум в этом лабиринте, Готовя свой университетский курс «Основы химии», он настойчиво искал общий закон, естественный порядок, которому подчинялись бы все элементы. Он был убежден, что такой закон, такое скрытое единство среди элементов, столь различных по виду, существует, должно существовать.

И он искал его.


Атомный вес
В конце концов не требовалось даже большой проницательности, чтобы заметить поразительное сходство между некоторыми элементами.

Элементы-близнецы, элементы-сородичи имелись не только в группе «горючих» металлов, открытых Дэви и Бунзеном. Уже давно были известны химикам и другие группы сходных элементов, например галоиды — фтор, хлор, бром, йод; щелочноземельные металлы — магний, кальций, стронций, барий.

Это не может быть случайностью, решил Менделеев. Существует какая-то скрытая зависимость, какая-то связь между всеми элементами. Должен быть какой-то основной признак у всех без исключения элементов, который определяет и сходство их между собой и различия. Если бы знать его, можно было бы расставить все элементы, а с ними и все их бесчисленные соединения в строгом порядке, как расставляют солдат в строю по росту, по ранжиру.

Какое же это было основное свойство, каков был этот решающий признак, который определял место элемента в «строю» веществ?

Может быть, цвет веществ?

Но что считать цветом элемента? Вот, например, фосфор. Существует фосфор желтый и красный. Какой же из двух цветов считать присущим этому элементу? Или взять йод: в твердом виде он имеет черно-бурый цвет и металлический блеск, но, если его нагреть, этот же самый йод принимает вид фиолетовых паров. А желтое золото, если изготовить из него очень тонкий листок, становится синевато-зеленым и прозрачным, как слюда.

Нет, видно, цвет слишком неустойчивое и второстепенное свойство, чтобы по нему определять естественный порядок элементов.

Тогда, может быть, удельный вес? Но это еще более неопределенное свойство: стоит только чуть нагреть вещество, и его удельный вес изменится, оно станет относительно легче. (Удельный вес равняется отношению веса тела к его объему и обычно измеряется в граммах в одном кубическом сантиметре. Удельный вес воды при температуре 4 градуса равен единице — поэтому величина удельного веса показывает, во сколько раз вес того или иного тела больше веса воды в том же объеме. Удельный вес железа при температуре 15 градусов равен 7,8; это значит, что 1 куб. сантиметр железа в 7,8 раза тяжелее 1 куб. сантиметра воды.)

Не годились по этой же причине ни теплопроводность, ни электропроводность, ни магнитные, ни многие другие свойства элементарных веществ.

Очевидно, должен был существовать какой-то иной, коренной признак, который никогда не изменяется, без которого и самого элемента нельзя себе представить; признак, характерный для элемента, как лицо для человека; такой фундаментальный, такой неотъемлемый признак, который элемент не теряет даже тогда, когда он соединяется с другими элементами, образуя новые, сложные вещества, с новыми свойствами.

Был ли, мог ли быть такой признак?

Мысль о нем преследовала Менделеева везде и всюду. Он думал» рассчитывал, сопоставлял.

Да, был такой признак, было такое свойство, Менделеев его знал, все химики знали его. Но мало кто придавал ему большое значение.

Он назывался «атомный вес».

У каждого химического элемента есть свой, строго определенный, из опыта найденный атомный вес. И у холодного и у теплого вещества, и у желтой и у красной разновидности он один и тот же. Атомный вес не меняется никогда и ни при каких условиях. Это паспорт элемента.

Атомный вес элемента показывает, во сколько раз каждый его атом, то есть каждая мельчайшая частица его, тяжелее атома самого легкого из элементов — водорода. У кислорода, например, атомный вес 16. Это означает, что любой кислородный атом тяжелее водородного в 16 раз. Атомный вес золота 197 — значит, его атомы в 197 раз тяжелее атомов водорода. (Почти полвека спустя после открытия периодического закона было найдено, что необязательно все атомы химического элемента имеют одинаковый вес. У многих элементов существуют разновидности — так называемые изотопы, с более легкими или более тяжелыми атомами, но все обладающие одинаковыми химическими свойствами. Так, например, на сто тысяч атомов кислорода с атомным весом 16 в природе имеется сорок атомов изотопа кислород-17 и двести атомов изотопа кислород-18. Да и у самого легкого из элементов — водорода — имеются еще два изотопа — дейтерий с атомным весом 2 и тритий с атомным весом 3. На сто тысяч атомов водорода в природе приходится пятнадцать атомов дейтерия. Что же касается трития, то этот изотоп водорода радиоактивен и в природе не встречается. Атомный вес всякого элемента зависит как от атомных весов его изотопов, так и от того, в каком соотношении эти изотопы смешаны в природе).

Величину атомов, этих простейших частиц, из которых состоит каждый элемент, — вот что определяет атомный вес.

Все атомы одного и того же элемента абсолютно одинаковы. Каждый атом любого элемента отличается от каждого атома любого другого элемента в первую очередь своей величиной, своим весом. Не ясно ли, что именно от этого основного признака должны зависеть все остальные, все то, что придает каждому химическому элементу его своеобразие?

Менделеев пришел к такому выводу после того, как тщательно сопоставил между собой свойства всех элементов. Он видел, догадывался, что по этому важному признаку можно будет нащупать законы их сходства и различия. Здесь был ключ к тому, что он искал, — к единству, к порядку в мире материи. Надо было только суметь воспользоваться этим ключом.

Следы, которые вели сюда, были неясными, запутанными. Чтобы не сбиться, чтобы нагляднее увидеть связь между элементами, Менделеев нарезал из картона шестьдесят три прямоугольника, написал на каждом название элемента, его основные свойства и атомный вес. И он стал тасовать эту колоду, раскладывать «пасьянс» из элементов. Он располагал карточки в различных комбинациях, менял их места, искал общую закономерность — единый закон, которому подчинялись бы все вещества.

Днем и ночью, на кафедре, в лаборатории, на улице и дома за письменным столом он думал об этой Естественной системе элементов.
Элементы в строю
К весне 1869 года Естественная система элементов была открыта. Со временем Менделеев разработал ее во всех подробностях и доложил о ней Русскому физико-химическому обществу. Вот в чем заключалось его открытие.

Все химические элементы образуют естественный ряд. Открывает этот ряд водород — самый легкий из элементов, состоящий из самых простых атомов. Его атомный вес равен 1. Последним в ряду элементарных веществ стоит металл уран, состоящий из самых тяжелых атомов. Его атомный вес равен 238. (Кроме урана-238, в природе встречается еще два изотопа урана—с атомными весами 235 и 234. Изотоп уран-235, которого в сто сорок раз меньше, чем урана-238, играет важную роль в высвобождении атомной энергии.

Сегодня уран уже далеко не последний в ряду химических элементов. За двадцать лет, минувшие после выхода в свет первого издания этой книги, ученые искусственным путем получили десять заурановых химических элементов, о которых будет сказано дальше, в заключении). Между ними, по «старшинству», располагаются остальные элементы со все более и более крупными атомами. И все свойства любого элемента — его внешний вид, его стойкость, его способность соединяться с другими веществами, а также свойства всех его соединений зависят от того, где именно он стоит в этом ряду.

И любопытная вещь: элементы, расставленные по их атомным весам, автоматически распадаются на сходные группы, на семейства родственных веществ.

Представьте себе, для сравнения, толпу людей разного роста, одетых в платье различных цветов. На первый взгляд кажется, что тут все случайно — беспорядок и пестрота. Но вот отдается приказ стать всем в одну шеренгу, строго по росту. И тогда обнаруживается неожиданное совпадение: как только люди выстроились по росту, сама собой исчезла и пестрота. Оказывается, что цвета их одежды теперь правильно повторяются. Первые семь человек, самые маленькие, оказываются одетыми последовательно в красное, оранжевое, желтое, зеленое, голубое, синее, фиолетовое. Следующая семерка — опять в те же цвета и в той же последовательности. И так до конца — до последней, самой рослой семерки.

Через каждые семь человек цвета повторяются. И если каждой семерке стать в затылок другой, то пестрая до того толпа людей распадется на одинаковые ряды красных, оранжевых, желтых и так далее. И в то же время через весь строй строго проходит равнение по росту, от самого маленького на фланге передней семерки до самого рослого на противоположном фланге самой задней семерки.

Примерно такой порядок и был обнаружен Менделеевым среди элементов, когда он их расположил по атомным весам.

Через каждые семь элементов свойства их периодически повторялись. Сходные элементы выстраивались друг к другу «в затылок», правильными рядами или группами.

Так, легкий металл литий с атомным весом 7 шел вторым, сейчас же после водорода. А девятым шел натрий, с атомным весом 23, тоже металл, тоже очень легкий, как и литий, активный, горючий, жадный к соединению с другими элементами. Шестнадцатым опять шел легкий, горючий металл калий, с атомным весом 40. И дальше через правильные промежутки, или периоды, в этот же ряд сами собой становились другие щелочные металлы — рубидий с атомным весом 85,5 и цезий с атомным весом 133.

В этом ряду легчайших металлов свойства постепенно изменяются сверху вниз. Самый легкий — литий — в то же время и самый «спокойный»: попадая в воду, он только разогревается и шипит, но не загорается, как калий или цезий; на воздухе литий тоже ржавеет медленнее, чем его собратья. Натрий уже активнее лития, калий еще активнее, а последний в ряду и самый тяжелый — цезий — энергичнее всех вступает в химические соединения. На воздухе цезий не может пролежать ни одной секунды: он тотчас же самовозгорается.

На такие же более или менее родственные группы, или семейства, распадаются все элементы. И в каждом ряду свойства элементов и свойства их бесчисленных соединений изменяются постепенно и в строгом порядке — вместе с возрастанием атомного веса.

Так мир материи, хаотичный на первый взгляд, обнаружил свою поразительную стройность. За внешним разнообразием, которое казалось случайным и сумбурным, Менделеев подглядел внутреннее единство, железную закономерность. Он назвал это периодическим законом.


Химия или хиромантия?
Не странно ли, однако, что до Менделеева никто не заметил естественной связи между элементами?

Казалось бы, что тут мудреного: выписать элементы подряд один за другим по величине атомного веса — и все. Периодический закон тогда раскроется сам собой. Неужели же никто из химиков, кроме Менделеева, не догадался сделать такую простую вещь? Ведь это как будто очень легко — все равно, что расположить элементы по алфавиту!

Да, такие попытки делались и другими химиками. Но открыть периодический закон и использовать его для дальнейшего развития науки сумел только Менделеев. Потому что на самом деле это было вовсе не так просто.

На самом деле истинная связь между элементами была невероятно запутана, «зашифрована». И понадобились исключительная прозорливость ума, огромная сила воображения, чтобы раскрыть секрет сложного химического шифра.

Вообразите следователя, в руки которого попал важный шифрованный документ вместе с ключом к шифру. В нетерпении он раскладывает обе бумаги, чтобы прочесть тайную запись. Но, когда он начинает сличать их, вдруг обнаруживается, что его обманули: ему подсунули негодный ключ. Некоторые значки в нем явно перепутаны, а некоторых вообще не хватает: вместо тридцати одной буквы алфавита в ключе стоит только двадцать пять или двадцать значков. Предположим, что первый из них — это а. Ну, а чему соответствует второй: б, или в, или г? Догадаться невозможно. И эти пробелы, эти отсутствующие значки обесценивают весь ключ, потому что ни об одном из последующих значков уже невозможно с уверенностью сказать, какой именно букве алфавита он отвечает.

Когда Менделеев открывал периодический закон, он находился точно в таком же трудном положении.

Он расположил элементы по их атомным весам. Но он не знал, что атомные веса некоторых элементов вычислены неточно. При тогдашних методах исследования ошибки были неизбежны, но это выяснилось только много лет спустя. Такие элементы стояли в «пасьянсе» Менделеева с фальшивыми паспортами, не на своих местах. А из-за этого искажался естественный порядок элементов, сходные группы разбивались, их засоряли «чужаки».

Еще большую путаницу вызывали «недостающие значки шифра» Менделеев знал про существование только 63 элементов. Но он не мог знать, существуют ли в природе еще какие-нибудь элементы, пока никому не ведомые. Вспомните наш ряд людей в цветных одеждах, расставленных по росту. Вообразите, что пять или десять человек незаметно удрали из строя. Все спутается тогда, все цвета смешаются, никакого правильного чередования больше не будет. То же самое могло быть и в ряду элементов.

Элементы, которые были известны Менделееву, с трудом шли в его таблицу, они сбивались в кучу, ломали строй, как необученные солдаты. Силой своего гения Менделеев заставил их стать на свои настоящие места. И там, где возникала путаница, он решительно наводил порядок.

Под элементом бором, который шел по порядку четвертым, и алюминием, который шел одиннадцатым, стал элемент титан, по порядку восемнадцатый. Промежуток между ними как будто был правильный — ровно шесть элементов, полный период. Но титан по своим свойствам явный чужак в группе бора и алюминия, ему место скорее в соседней группе, группе углерода. И вот Менделеев решает убрать титан с восемнадцатого места.

— Здесь должен стоять какой-то другой, еще неизвестный нам элемент, — утверждает он, — элемент, схожий с бором и алюминием!

И Менделеев оставил в этом месте пустую клетку. Перескочив через нее, титан оказался в родственной группе углерода. А за ним, уже не ломая строя, передвинулись следующие элементы, в порядке возрастания атомных весов.

С помощью таких пустых клеток Менделеев заставил элементы разместиться в его таблице, не искажая периодического закона.

Впрочем, Менделеев не оставил эти клетки совсем пустыми: он заполнил их новыми элементами, которые сам выдумал, сам «сочинил».

Он присвоил им имена: эка-бор, что значит бор плюс один («эка»— по-санскритски один), эка-алюминий, эка-кремний. И он заранее предсказал свойства этих никому не ведомых веществ, рожденных его собственным воображением. Он даже описал их внешний вид, их атомный вес, химические соединения, которые они образуют с другими элементами.

Никакого колдовства, ничего сверхъестественного в этих пророчествах не было. Ведь неизвестные элементы из пустых клеток не стояли особняком. Они находились в определенных местах таблицы, среди сходных элементов, и можно было попросту вычислить свойства этих веществ, которых не видел еще ни один человек в мире.

Менделеев так и сделал, потому что он был твердо убежден в правильности открытого им периодического закона. Но для многих других химиков это казалось дерзостью и самонадеянностью.

«Выдумать несуществующие элементы, присвоить этим призракам различные свойства и включить все это в курс точной науки, имеющей дело только с реальными веществами, с осязаемыми, неоспоримыми фактами! Да что это, химия или хиромантия? Научный труд или толкователь снов и примет для предсказаний будущего?»

Так или примерно так отзывалось большинство ученых о Естественной системе Менделеева и предсказанных им элементах.

Только факты могли бы разубедить скептиков.

Но проходили годы, а пустые клетки менделеевской таблицы так и оставались пустыми, населенные лишь призрачными, выдуманными веществами. Никто не принимал их всерьез, хуже того — их просто позабыли.
Пророчества сбываются
20 сентября 1875 года в Париже на очередном заседании Академии наук выступил академик Вюрц и от имени своего ученика Лекока де Буабодрана попросил вскрыть пакет, переданный секретарю академии три недели назад. Пакет вскрыли, достали вложенное туда письмо и прочли.

«Позавчера, 27 августа 1875 года, — так писал Лекок де Буабодран, — между тремя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфит в Пиренеях...»

Новый элемент — наконец-то! Давно уже химики не слышали подобных сообщений.

Лекок де Буабодран в течение многих лет совершенствовался в спектральном анализе химических веществ.

И вот, наконец, плоды его упорной работы увенчались блестящим успехом: он «поймал» незнакомый фиолетовый луч, след неизвестного элемента.

В ту ночь, с 27 на 28 августа, он располагал только несколькими ничтожными каплями раствора цинковой соли, в котором затерялась микроскопическая частица нового вещества. Лекок не решился поэтому сразу оповестить о нем мир. Но, чтобы обеспечить себе первенство на случай, если этот же элемент будет открыт другим исследователем, он поспешил послать в академию на имя Вюрца запечатанный пакет с первым известием о своем открытии.

Теперь, три недели спустя, у него уже накопился целый миллиграмм — тысячная доля грамма! — неизвестного вещества. Теперь можно было уже с уверенностью сказать, что тут нет ошибки — это действительно новый элемент.

Галлий — так он желал его назвать в честь своей родины (Галлия — древнее латинское название Франции).

Лекок де Буабодран писал, что продолжает свои исследования и известит о них своевременно академию, но некоторые сведения о вновь открытом элементе он может сообщить уже сейчас: по своим химическим свойствам галлий напоминает всем известный алюминий.

Когда протоколы заседания Парижской академии пришли в далекий Петербург, Менделеев был поражен как громом.

То, что этот француз раскопал где-то в Пиренеях, вовсе не новый элемент! Менделеев открыл его еще пять лет тому назад: это просто-напросто эка-алюминий! Все совпало, все сбылось, даже его предсказание о том, что эка-алюминий, как легко летучее вещество, будет обнаружен с помощью спектрального анализа.

В прежние времена это назвали бы чудом. Менделеев был сам потрясен тем, что его пророчество так блестяще осуществилось.

Немедленно в Париж, в академию, полетело письмо.

«Галлий — это предсказанный мной эка-алюминий, — писал Менделеев. — Его атомный вес близок к 68, удельный вес — около 5,9. Исследуйте, проверяйте...»

Химики всего мира с напряженным вниманием следили теперь за протоколами Парижской академии. Это было необычайно интересно: один исследователь сидел в Петербурге в своем кабинете и предсказывал, а другой, в Париже, возился с колбами и пробирками и с помощью точных измерений и опытов подтверждал предсказания своего товарища по науке.

Впрочем, из-за удельного веса галлия у них возник спор. Когда Лекок де Буабодран выделил в чистом виде уже достаточно «большой» кусок нового вещества — одну пятнадцатую часть грамма, он определил его удельный вес и нашел, что тот равен 4,7.

— Неправильно! — настаивал из Петербурга Менделеев.— Должно быть 5,9. Проверьте, у вас, наверное, недостаточно хорошо очищено вещество.

Буабодран снова проверил, на большем куске.

— Да, мосье Менделеев прав, — наконец признал он: — удельный вес галлия в самом деле равен 5,9.

Это была первая крупная победа периодического закона. А вслед за ней пришли и другие.

Два скандинавских исследователя, Нильсон и Клеве, почти одновременно нашли новый элемент в редком минерале гадолините. Его назвали скандий. И, едва только принялись изучать его свойства, сразу стало ясно: это тоже старый знакомый — эка-бор из «пустой», восемнадцатой клетки менделеевской таблицы!

Но самый блестящий триумф выпал на долю Менделеева в 1885 году, когда еще один новый элемент был открыт немцем Винклером. Винклер нашел его в серебряном минерале из рудника Химмельфюрст и назвал германием.

Этот германий очень точно пришелся в пустую, двадцать девятую клетку таблицы Менделеева, которую «временно» занимал эка-кремний. Свойства обоих элементов — предсказанного и настоящего — совпали так полно, что этому просто трудно было поверить.

Судите сами.

В 1870 году Менделеев предсказал, что будет найден новый элемент из группы углерода и кремния и что это будет темно-серый металл.

Пятнадцать лет спустя Винклер находит в руднике под Фрейбергом элемент, во многом схожий с углеродом и кремнием, и оказывается, что это действительно темно-серое вещество с металлическим блеском.

Его атомный вес будет равен примерно 72, — предсказывал Менделеев.

72, 73, — подтвердил из опыта Винклер пятнадцать лет спустя.

Его удельный вес около 5,5, — говорил Менделеев.

5,47, — подтверждал Винклер.

Менделеев: Окись нового элемента, то есть его соединение с кислородом, будет трудноплавкой, ее нельзя будет расплавить даже на сильном огне; ее удельный вес составит 4,7.

Винклер: Именно так!

Менделеев: Удельный вес соединения нового элемента с хлором будет равен примерно 1,9.

Винклер: Подтверждаю — 1,887.

И так далее и так далее.


Конец «белых пятен»
Отныне Естественная система элементов получила всеобщее признание. Для всех стало ясно: простые тела — не случайные явления природы: между всеми видами материи существует тесная связь и единство.

Раньше химики никогда не могли знать, открыты ли все элементы или можно ожидать еще открытия все новых и новых элементарных веществ, с новыми, абсолютно неожиданными свойствами. Теперь, благодаря Менделееву, карта материального устройства Вселенной стала несравненно более ясной и определенной. Химик почувствовал себя так же уверенно в мире элементов, как чувствует себя современный географ на морях и материках земного шара, изученного вдоль и поперек.

Вооруженный точными картами, географ не станет в наше время искать неизвестные острова в Атлантическом океане между Ньюфаундлендом и Ирландией или горные хребты в пампасах Южной Америки; он знает, что их там нет и не может быть. Точно так же и химики, вооруженные таблицей Менделеева, не станут искать новые щелочные металлы между натрием и калием или какие бы то ни было новые элементы, которые могли бы занять место между скандием и титаном. Ибо таких элементов и не может быть — это противоречило бы периодическому закону.

По таблице Менделеева химики могли с большей или меньшей точностью судить о том, сколько всего элементов существует в мире. Они знали теперь, какие примерно элементы еще ускользают от них, скрываясь в редких минералах в укромных уголках земного шара. «Белые пятна» в мире вещества исчезали один за другим, потому что теперь стало известно, где они находятся и как их искать.

И, тем не менее, кое-какие и немалые сюрпризы еще были впереди.

Помните загадочный солнечный элемент гелий, о котором мы рассказывали в третьей главе?

Что же стало с этим веществом? Нашли для него место в таблице Менделеева? Или, может быть, сам Менделеев «заочно» описал его свойства, как он сделал это с галлием, скандием и германием?

Нет, Менделеев не очень верил в солнечный элемент. Он полагал, что неведомую желтую линию посылает какой-то из знакомых нам элементов, может быть железо или кислород. Менделеев допускал, что при сверхвысокой температуре Солнца и при огромных давлениях, господствующих там, элементы могут излучать другой свет, чем в наших земных условиях. Пришел день, незабываемый для науки день, когда загадка гелия была раскрыта полностью и окончательно. Менделеев дожил до этого дня. Ему показалось тогда, что он потерпел величайшее поражение, но на самом деле именно в этот момент Менделеев одержал величайшую из своих научных побед.


В плену у царя и капиталистов
Торжество периодического закона принесло мировую славу Менделееву. Многие иностранные университеты присвоили ему звание почетного доктора, академии наук и ученые общества избрали его своим членом. Английские ученые пригласили его в Лондон прочесть публичную Фарадеевскую лекцию, которую, по традиции, читали только величайшие ученые мира. В Англии же ему присудили золотую медаль Дэви.

Только у себя на родине, где господствовало жестокое и тупое самодержавие, Менделеев, не получил должного признания. Хуже того: ставленники царя подвергали унижениям и оскорблениям великого химика.

На выборах в Российскую императорскую Академию наук кандидатура Менделеева была провалена. Талантливейший русский ученый так никогда и не был избран в академики. Впоследствии царский министр Делянов изгнал Менделеева из университета — за то, что тот «осмелился» передать ему петицию студентов об улучшении университетских порядков. И в течение нескольких лет прославленный на весь мир старый ученый лишен был даже лаборатории, где он мог бы проводить свои работы.

Менделеев никогда не замыкался в стенах своего кабинета. Он был пламенным патриотом и стремился отдать все свои силы и талант на благо родной страны. Но почти все его практические предложения не находили отклика.

В то время на Кавказе начала развиваться нефтяная промышленность. Менделеев доказывал, что нефть надо использовать разумно, как ценнейший химический продукт. Он говорил, что сжигать под котлами нефть — все равно что топить их денежными ассигнациями. Он хотел, чтобы добыча и переработка нефти велись по всем правилам науки. Но Менделеева мало кто слушал. Владельцы промыслов хищнически добывали и расходовали нефть, не желая думать о завтрашнем дне.

Менделеев доказывал везде и всюду, что России нужна мощная химическая промышленность. Но до самой Октябрьской социалистической революции в нашей стране существовали только немногочисленные химические заводики — маломощные, плохо оборудованные предприятия.

Менделеев мечтал об исследовании стратосферы и однажды сам, без пилота, поднялся на воздушном шаре. Он требовал освоения Арктики, Великого Северного морского пути и разрабатывал проекты ледоколов. Побывав в уральских каменноугольных шахтах, Менделеев выдвинул идею подземной газификации угля: он предложил прямо в пластах превращать уголь в горючий газ и таким образом избавить шахтеров от тяжелого труда под землей.

Но его замечательные идеи и проекты ни у кого не находили поддержки. Царских чиновников и капиталистов интересовали только чины, теплые местечки да хищнические прибыли, а о благе родины, о расцвете науки и техники мало кто из них заботился.



Только спустя много лет после смерти Менделеева, когда Россию обновила социалистическая революция, идеи великого русского ученого впервые стали осуществляться на практике.