учебник, по третьей - вообще не открыл, а просто увидел его во сне.
А как было на самом деле?
Глава третья,
в которой Менделеев ставит рядом совершенно не схожие атомы
НАХОДКИ В АРХИВЕ
История науки знает поразительные примеры того, как человек, поверивший
в легенду, добивался желанного успеха. Шлиман, поверив в поэмы Гомера о
подвигах древних ахейцев, раскопал в Турции Трою. Эванс, поверивший в миф о
Тезее, раскопал на острове Крите лабиринт. Совсем недавно люди, поверившие в
сагу об Эрике Рыжем, обнаружили остатки скандинавских поселений в Америке.
Советский историк науки академик Бонифатий Михайлович Кедров решил
проверить рассказы об открытии Менделеева.
Подробно препарировав по документам вековой давности каждый час, а где
удалось - и каждую минуту тех дней, Кедров изложил результаты этой проверки
в интереснейшем труде "Микроанатомия великого открытия". Это исследование
дает возможность шаг за шагом проследить за ходом менделеевской мысли.
Собственно, первый рассказ проверять было нечего. Все работы
Менделеева, начиная с магистерской диссертации, так или иначе вели к
открытию закона. Менделеев изучал изоморфизм - способность разных элементов
замещать друг друга в одном и том же кристалле, не нарушая его
первоначальной конструкции. И искал ответа на вопрос: не связано ли это
свойство с атомным весом элементов? Потом он занимался изучением удельных
объемов простых веществ, а удельный объем - это атомный вес, деленный на
удельный вес. Потом он занимался высшими окислами, то есть такими
соединениями элементов с кислородом, в которых элементы используют полностью
свою валентность - главное Химическое свойство атома, о котором у нас будет
подробный разговор чуть позже.
Так что в первом рассказе все было верно: открытие явилось итогом
многолетних трудов и раздумий.
А как же другие два рассказа? Картонки? Любовь Менделеева к писанию на
сэкономленной бумаге? И сон?
Вот это следовало проверить.
Все бумаги Дмитрия Ивановича Менделеева после смерти его в 1907 году
были собраны в старой квартире при Петербургском университете, где он прожил
более двадцати лет и сделал свое великое открытие.
В 1924 году в Ленинграде было сильное наводнение, почти как то, что
описано Пушкиным в "Медном всаднике". Нева разбушевалась, балтийские воды
ринулись в город. А университет стоит на самом берегу. Вода залила квартиру
Менделеева, и многие книги подмокли. Те, что остались сухими, служащие
университета спешно увязали в пачки вместе с разными документами и сумели
сохранить.
Четверть века пролежали эти связки нетронутыми. Только после
Отечественной войны младшая дочь Менделеева Мария Дмитриевна, директор
Менделеевского музея, стала приводить все это имущество в порядок.
В одной из связок, которую она разбирала, оказались две таблицы
элементов, составленные самим Менделеевым. Первая - с множеством пометок,
помарок и исправлений, явный черновик. Вторая - чистовая, почти без
исправлений.
Это были рукописные наброски самой первой периодической таблицы
элементов, отпечатанной в типографии отдельным листком 1 марта 1869 года (по
новому стилю - 13 марта) и в тот же день разосланной многим отечественным и
иностранным химикам. На чистовом листке была надпись на двух языках -
русском и французском: "Опыт системы элементов, основанной на их атомном
весе и химическом сходстве, И стояла дата 18 - II/17 - 69, то есть 17
февраля 1869 года.
Долгие часы провел Кедров, внимательно разглядывая листки.
Черновик был сплошной головоломкой.
Серединка листка была почти такой же, как у чистовика, только элементы
были расставлены по атомным весам не в порядке возрастания этих весов, а в
порядке их уменьшения. Водород оказался слева внизу, а свинец справа вверху.
Но зато вокруг этой серединки - и выше ее, и ниже, и по бокам - царил
ужасающий беспорядок: одни символы и цифры были перечеркнуты, другие
вписаны, во многих местах стояли вопросительные знаки, некоторые надписи
были совсем неразборчивы и непонятны.
Это напоминало, пожалуй, письменный стол во время работы. Он тоже
постороннему человеку может показаться хаотическим скоплением книг,
рукописей, ящиков с карточками, листков бумаги. Но на самом деле это вовсе
не хаос. В этом беспорядке есть свой порядок, своя идея.
На листке как бы запечатлелся ход какой-то мысли. Вот, в нижней его
части, столбцы символов элементов с атомными весами. И все зачеркнуты, кроме
одного - "ln". И около этого одного, незачеркнутого, стоит знак вопроса.
Видно, Менделеев так и не сообразил, что ему с этим "ln" делать. А с
остальными сообразил? Очевидно, да, раз он их зачеркнул. Видимо, то, для
чего он их выписал, было сделано, и они теперь стали ему не нужны.
А не может ли статься, что именно на этом листке фиксировал Менделеев
картину, которая получалась у него, когда он то так, то эдак раскладывал те
самые картонные карточки, о которых впоследствии рассказывал Браунеру?
Похоже, очень похоже на это...
Но с чего же начал Менделеев? С этого незачеркнутого "ln"? Или с
непонятной надписи "несупоб" под символом тербия? Или с такой же непонятной
надписи "Невзо"?..
Нет, с какого конца распутывать этот ребус, было неясно.
Второй листок, чистовой, ничем в разгадывании ребуса помочь не мог.
Ведь он был написан после того, как работа с черновиком была завершена. А
помочь могла бы лишь находка того, что предшествовало черновику...
Впрочем... Впрочем, чистовик как раз и мог помочь - ведь на нем
значилась дата!
Не все потеряно. Надо искать. Искать архивные материалы, помеченные той
же датой, тем же 17 февраля.
И начались поиски.
Документы менделеевского архива были подшиты не просто по времени их
появления, а по темам. В одной папке лежали, например, бумаги, относившиеся
к периодическому закону, в другой - к нефтяной промышленности, в третьей - к
сельскому хозяйству. Между прочим. Менделеев сельским хозяйством очень
интересовался и в своей деревне Боблове ставил множество агрохимических
опытов. И вообще, поскольку Менделеев интересовался множеством предметов, то
и папок было множество. И в каждой могли оказаться какие-нибудь листки,
относящиеся именно к этому дню - 17 февраля.
Прошло немного времени, и Кедров держал в руках еще два документа,
датированных тем же числом.
Один был найден сотрудниками музея в собственноручно переплетенном
Менделеевым первом издании "Основ химии" - того самого учебника, о котором
Менделеев говорил Браудеру, что именно при его написании он и совершил
открытие. Найденный листок был испещрен символами химических элементов.
Вторая находка была в папке, отведенной бумагам по сельскому хозяйству;
это было письмо секретаря Вольного экономического общества Ходнева по поводу
предполагавшегося обследования сыроварен. Но главным было не само письмо, а
то, что написано было Дмитрием Ивановичем на его обороте.
НАЧАЛО
Естественное разделение людьми всех вещей, в зависимости от их свойств,
на группы привело сначала к учению о четырех первоэлементах. В XIX веке
понимание природы вещей было куда более глубоким и детальным. И новое
деление веществ на группы соответствовало этому пониманию.
Что существуют блестящие, ковкие металлы - золото, серебро, медь,
олово, платина и другие, - было известно очень давно. Теперь к ним
прибавились новые блестящие и ковкие элементы: никель, кобальт, алюминий,
рутений и много других.
Все эти вещества были словно в родстве. А некоторые из них казались
совсем близкими родственниками: например, натрий, калий и прибавившийся к
ним в самом начале века литий. Эти металлы были такие мягкие, что их можно
было резать ножом. И соединялись с кислородом с такой жадностью, что
отнимали его почти у любого другого вещества. А их соединения с кислородом
замечательно легко растворялись в воде, образуя едкие щелочи.
Такая же группа похожих элементов была и среди неметаллов. Например,
фтор, хлор и бром, так же яростно соединявшиеся с водородом, как щелочные
металлы с кислородом. И соединения эти так же легко растворялись в воде.
Только получались тут уже не щелочи, а сильнейшие кислоты.
Пожалуй, наиболее интересным свойством атомов, на которое химики
обратили особое внимание уже после смерти Дальтона, была так называемая
атомность. Это понятие было введено в 1853 году английским химиком Эдуардом
Франклендом. Сейчас вместо "атомность" химики говорят "валентность".
Франкленд изучал соединения металлов с органическими радикалами -
частями органических молекул, способными вести себя в реакциях подобно
атомам. И обнаружил, что натрий может присоединять к себе только один
радикал. А цинк - два радикала. Алюминий - три. По этому признаку, по числу
присоединяемых радикалов или атомов, все сорта атомов как бы подразделялись
на семь групп. И тут родство некоторых элементов, заметное и раньше,
выступило еще явственней.
Щелочные металлы - натрий, калий и литий - оказались одновалентными.
Они могли присоединить к себе только по одному атому. А галогены - фтор,
хлор и бром - были семивалентными.
Когда лавина элементов стала нарастать и возникла насущная
необходимость разобраться в родственных отношениях всех элементов, многие
ученые предприняли попытки построить единую систему элементов, положив и
основу ее какое-нибудь свойство.
Например, металличность. Скажем, брали один на наиболее активных
металлов - литий, натрий пли калин - и ставили его первым, а последним
ставили какой-нибудь безусловный неметалл, например, фтор.
Но так систему построить не удавалось. Мышьяк, бор, титан, ванадии и
множество других моментов оказывались какими-то промежуточными: в одних
случаях они вели себя, как металлы, в иных - как неметаллы.
Пытались взять за основу отношение элемента к кислороду и водороду. Тут
все было хорошо, пока речь шла об элементах со сравнительно небольшим
атомным весом. А дальше начиналась путаница. Например, фтор с кислородом
никак не желал соединяться, но похожий на него йод делал это довольно легко.
Ничего не получалось и с валентностью. Одинаковая валентность была у
таких равных элементов, как калий, который сам собой загорается в воздухе, и
золото, отличающееся замечательной стойкостью.
Итак, попытки расположить в одном строю все элементы в зависимости от
присущих им химических свойств успехом не увенчались.
Но привели к успеху и первые попытки расставить все элементы по порядку
их атомных весов. Что это получалась за шеренга! Как забор из неподобранных
по размеру палок - одна длинная, другая короткая, одна толстая, другая
тонкая. Рядом оказывались, например, кислород, который поддерживает горение,
азот, который не поддерживает горения, и углерод, который сам горит. Такой
порядок был хуже любого беспорядка.
С чего начал Менделеев, стало понятным только после того, как в руки
Кедрова попало письмо, на обороте которого беглым быстрым почерком Дмитрия
Ивановича было набросано несколько химических символов, а выше всех, явно
написанные первыми, один под другим стояли "Cl и "К".
Хлор и калий. Соседи по весовому строю: атом хлора в тридцать пять раз
тяжелей атома водорода, атом калия - в тридцать девять. И - полная
противоположность по химическим свойствам. Самые близкие и одновременно
самые далекие.
Такого сопоставления не делал никто. Это было одно из самых неровных
мест строя. Это был узел.
Люди обычные ищут обходных путей, пытаются строить, пусть шаткие, но
все же мостки через пропасти и рвы, ищут пути полегче. Люди необычные идут
прямо, пропасти и рвы преодолевают прыжком, в жизни берутся за самое
трудное.
По преданию, оракул обещал владычество над Азией тому, кто развяжет
узел на колеснице, пожертвованной в храм фригийским царем Гордием. И вот
будто бы узнал об этом Александр Македонский, вошел в храм, обнажил меч и
разрубил гордиев узел.
Менделеев тоже ухватился за узел, чтобы его разрубить.
ТРЕТИЙ ЛИШНИЙ
В тот день Менделеев очень спешил. На десять дней, начиная с 17
февраля, получил он испрошенный в университете отпуск. Он должен был ехать в
Новгородскую губернию, а затем в Тверскую губернию, а затем в Москву. Кроме
обследования сыроварен, порученного ему Вольным экономическим обществом, он
хотел еще заехать в Боблово, повидать свое семейство.
Он только что получил почту и, завтракая, читал напутственное письмо
секретаря общества.
Но, читая, он не переставал думать о своем. О неуловимой системе
изменения свойств элементов.
Он думал о ней уже много лет. Но сейчас система эта была нужна ему, как
никогда. Надо продолжать "Основы химии". Он рассказал уже о щелочных
элементах - о литии, натрии, калии. О чем писать дальше? О щелочноземельных,
самых близких к щелочным, - магнии, кальции, барии, стронции? А потом - о
цинке, кадмии? Или о меди, серебре? Нет, лучше все-таки о цинке и кадмии,
они двухвалентны, так же, как магний, как все щелочноземельные. Но тогда
почему одновалентные, подобно литию и кадмию, медь и серебро должны
пропускать вперед двухвалентные элементы?
Где логика? Нет логики!
Верней, она есть, есть в точной последовательности атомных весов.
Правда, эта логика физическая, и она пока не считается с логикой химических
свойств.
Конечно, похожее сразу бросается в глаза. Кто не знает, что
щелочноземельные элементы напоминают щелочные? А ведь они и по атомным весам
следуют один за другим. Близки, очень близки! Натрий 23, магний 24. Калий
39, кальций 40.
Но ведь не везде так. Значит, закон совпадения - изменяющийся закон?
А что, если зайти с другого конца? Поискать среди близких по атомным
весам не те, которые химически близки, а как раз наоборот?
Мысль была так парадоксальна, что Менделеев схватил карандаш и на
первом подвернувшемся клочке бумаги - на обороте только что полученного
письма - записал: "Cl. А под символом хлора: "К". Поднялся и с письмом в
руке стремительно прошел в кабинет - благо он был рядом.
Он набросал на том же обороте письма несколько цифр, потом схватил
листок чистой бумаги и стал покрывать его символами и взятыми на память
цифрами атомных весов.
Но переставлять элементы с места на место на листке бумаги было
неудобно.
Менделеев обвел взглядом кабинет, и взгляд его остановился на колоде
карт - он любил раскладывать пасьянсы, когда отдыхал.
Вот что ему нужно - карты. Не такие, конечно, а с символами элементов.
Чтобы их можно было разложить на столе и перекладывать с места на место.
Менделеев достал из ящика конторки пачку недавно отпечатанных визитных
карточек, отсчитал семьдесят штук, остальные отправил обратно в ящик, а
выложенные перевернул чистой стороной вверх.
Потом взял первый выпуск "Основ химии", открыл на страничке со списком
простых тел и начал проставлять атомные веса элементов. И переносить их на
карточки.
И вот уже первая карточка становится водородом, вторая - литием,
третья - бором...
Колода готова. Осталось только взять из стопки на столе еще один лист
чистой бумаги, чтобы записывать, как ложатся карты.
О поездке уже не могло быть и речи.
Менделеев разделил все карточки на четыре кучки. В первую он собрал
группы элементов, сходство которых не вызывало у него никаких сомнений, а
свойства были хорошо известны - и атомный вес, и валентность, и характер
сродства с другими элементами. Таких карточек набралось двадцать семь штук:
щелочные металлы - литий, натрий, калий, рубидий, цезий; галогены - фтор,
хлор, бром, йод; затем кислород и во многом схожие с ним сера, селен,
теллур; затем сходные по многим признакам азот, фосфор, мышьяк, сурьма,
висмут; еще семейство - углерод, кремний, олово; еще похожие - магний, цинк,
Новинки >> Русской фантастики (по файлам) | Форумов | Фэндома | Книг