Первый из них, более легкий, Менделеев назвал экабором, а второй, более
тяжелый, - экаалюминием. "Эка" - по-санскритски (древнеиндийски) означает
"один". Так что получалось что-то вроде: "еще один бор" и "еще один
алюминий".
Но "Естественная система элементов" позволяла не только предсказать
место, на которое после открытия можно будет поставить в таблицу новые
элементы. И не только дать им названия, указывающие на их родственные связи
с другими элементами. Она позволяла довольно точно предсказать множество
свойств этих новых элементов.
Скажем, экабор.
Разумеется, Менделеев начал с атомного веса. Он проставил его еще в
самой первой таблице, в "Опыте системы элементов". Почему именно 45? Да
потому, что в очереди атомных весов экабор стоит между кальцием с атомным
весом 40 и титаном с атомным весом 50. А 40 + 50, деленные на 2, как раз и
дадут 45. По "Закону триад" Деберейнера.
В том, что это будет металл, больших сомнений быть не могло: уже бор
обнаруживал некоторые металлические свойства, алюминий, стоящий к экабору
ближе, чем бор, был настоящим металлом. Да и соседи справа и слева - кальций
и титан - тоже были металлами.
Что еще можно сказать об этом неведомом экаборе? Легкий это металл или
тяжелый? Удельный вес кальция - полтора. Удельный вес титана - четыре с
половиной. Экабор стоит между ними, значит - три. Немного потяжелей
алюминия.
А что можно сказать про окись экабора? Как и глинозем, она будет
состоять из двух атомов металла и трех атомов кислорода. Будет нелетучей,
неплавкой, нерастворимой в воде - все кругом нелетучи, неплавки,
нерастворимы.
И сам экабор будет нелетуч, так что спектроскопом ето не ухватишь.
А вот другой не открытый пока элемент этого семейства - экаалюминий,
скорее всего, будет летуч. Ведь расположенные под ним индий и таллий были
открыты методом спектрального анализа.
Этот металл, с атомным весом, близким к 68, будет, конечно, еще более
тяжелым, чем экабор, по всей вероятности, вдвое тяжелее его.
А как он будет плавиться? Поглядим... Медь, цинк, экаалюминий... Медь
плавится при тысяче ста градусах, цинк - при четырехстах двадцати... Если
дело пойдет так и дальше, то экаалюминий будет плавиться при температуре еще
по крайней мере в три раза меньшей, чем цинк. Это окажется один из самых
легкоплавких металлов!
Третий из явно пропущенных элементов - экасилиций. Сосед кремния, олова
и мышьяка, он должен был настолько же походить на них, насколько сам мышьяк
походил на фосфор, сурьму и селен.
Плавкий, тяжелый металл. В сильном жару способный улетучиваться и
окисляться. Почти не действующий на кислоты, то есть не вытесняющий из них
водорода. Во многих соединениях он будет похож на расположенные неподалеку
титан и цирконий, и потому, возможно, именно в их минералах его и следовало
бы поискать.
Менделеев предсказал еще существование экацезия и двицезия, эканиобия,
экатантала и экайода, двителлура, экамарганца и тримарганца.
Со времени открытия Исааком Ньютоном закона всемирного тяготения и до
открытия Иоганном Галле планеты Нептун прошло полтора столетия. Менделееву
повезло больше. Через пять лет после выхода в свет первых выпусков "Основ
химии" с изложением периодического закона Лекок де Буабодран открыл
предсказанный Менделеевым экаалюминий. А через десять дет швед Ларе Нильсон
открыл предсказанный экабор. А через пятнадцать лет немец Клеменс Винклер
открыл предсказанный экакремний.
К этому времени атомные веса всех известных элементов были исправлены
так, что эти элементы спокойно могли занимать полагающиеся им в согласии с
их химическими свойствами места в периодической таблице. Кроме теллура,
атомный вес которого превышал атомный вес йода. Хотя в соответствии с их
принадлежностью к семействам, теллур в таблице обязан был стоять раньше
йода. Подобно тому, как кислород стоял раньше фтора, сера раньше хлора, а
селен раньше брома.
И еще - кроме кобальта. Правда, прежде считалось, что атомные веса у
кобальта и никеля совершенно одинаковы - 59, а в конце концов один из них
оказался чуть-чуть тяжелее. Но, к сожалению, тяжелей оказался не никель, а
стоящий перед ним кобальт.
А в 1894 году к этим двум элементам, не желавшим подчиняться общей
дисциплине, присоединился третий.
Глава шестая,
в которой Рамзай нарушает периодический закон открытием нового
элемента, а потом, используя этот закон, отыскивает целое новое семейство
ЭЛЕМЕНТАРЕН ЛИ АЗОТ?
О необычайной скромности Генри Кавендиша уже упоминалось. Когда через
столетие после смерти ученого заглянули в его архив, то обнаружили там
открытия, которые затем были сделаны заново другими исследователями.
Например, закон Кулона - о том, что сила взаимодействия двух зарядов обратно
пропорциональна квадрату расстояния между ними, - был открыт Кавендишем на
двенадцать лет раньше Кулона.
Кое-что выяснилось и о другом ранее неизвестном открытии Кавендиша.
После того как Даниел Резерфорд, израсходовав весь кислород на горение угля
и осадив углекислый газ, обнаружил, что в сосуде остался азот, Кавендиш
решил проверить, однороден ли этот оставшийся газ.
Проверял Кавендиш так. Он взял электростатическую машину, с помощью
которой можно было получать электрические искры - других источников
электричества еще не было, - и стал пропускать искры через воздух,
обогащенный кислородом.
В том же сосуде Кавендиш поместил чашку с раствором едкого натра, чтобы
поглощать образующиеся окислы азота.
Дело подвигалось крайне медленно, поскольку искры были слабенькие. Три
недели подряд крутил упорный лорд рукоятку машины, пока оставшийся в сосуде
газ не перестал соединяться с кислородом.
Инертный остаток составлял примерно сто двадцатую часть первоначального
объема газов.
Это было в 1784 году.
Через сто десять лет после этого опыта на тот же остаток наткнулись два
соотечественника Генри Кавендиша - директор Кавендишской лаборатории
Кембриджского университета лорд Релей и профессор Лондонского университета
Уильям Рамзай.
Началось с того, что лорд Релей, измеряя плотность самых обыкновенных
газов - кислорода, водорода, азота, - столкнулся с непонятным явлением. У
азота оказались две разные плотности. Они отличались очень немного, но
отличались безусловно. Все дело было в том, откуда брался азот. Если из
воздуха, то плотность у него была чуть побольше. А если на какого-нибудь
соединения - аммиака, или селитры, или азотной кислоты, - то чуть поменьше.
Ломал, ломал голову лорд Ролей и наконец обратился в почтенный журнал
"Нейчер" ("Природа") с просьбой посоветовать ему что-нибудь. Но я редакция
почтенного журнала не знала, в чем дело.
Услыхав о непонятных вещах, происходящих с обыкновенным азотом, да еще
не где-нибудь, а в одной из лучших лабораторий мира, Уильям Рамзай приехал и
Кембридж и сказал лорду Релею, что тут может быть только одна причина: в
азоте из воздуха есть еще какая-то более тяжелая примесь.
Релей сначала не соглашался. Опыт Кавендиша был никому не известен. А
предположить, что может быть еще менее активный газ, чем азот, Релей не мог.
В таблице Менделеева для такого газа места не было.
Но Рамзай настаивал. Он даже брался провести все необходимые
исследования.
Релей согласился.
Рамзай поехал к себе в Лондон и взялся за дело. Он знал, что нагретый
магний легко поглощает азот, и воспользовался этим свойством магния для
того, чтобы попытаться отделить от атмосферного азота более тяжелую примесь.
Сделал он так - взял трубку с медными стружками, раскалил и стал через
нее пропускать воздух. Стружки почернели, значит, кислород соединился с
медью. А все остальное Рамзан собрал в баллон.
Это все остальное он пропустил через известковую воду, чтобы она
поглотила углекислый газ, который всегда в небольшом количестве есть в
воздухе. Известковая вода стала белой.
Теперь Рамзай взял магниевые опилки и бросил их в сосуд. И принялся
этот сосуд нагревать, чтобы связать азот с магнием.
Прошел час, другой, третий.
Рамзай измерил плотность оставшегося в сосуде газа: 16. Плотность азота
равна 14. Значит, в сосуде было что-то тяжелее азота.
Рамзай продолжал опыт.
Через три часа он снова измерил плотность газа - она возросла до 17,5.
Еще три часа - и плотность поднялась до 19!
Рамзай отделил газ от опилок и, крепко сжимая сосуд, поспешил к
спектроскопу.
Так и есть - в спектре этого тяжелого газа ярко светились не известные
у других газов красные и зеленые линии. Новый элемент!
Несколько дней подряд раскалял Рамзай магниевые опилки в сосудах с
азотом и, когда собрал наконец чуть не сотню кубических сантиметров нового
газа, написал о своем открытии в Кембридж, лорду Релею.
Но пока Рамзай возился с магнием, лорд Релей тоже не дремал.
Не очень веря в успех, он все же решил провести собственные
исследования. Про магний он не знал - он был не химиком, а физиком, -
поэтому он стал связывать азот старым испытанным методом сэра Генри
Кавендиша. Тем более, что электрический ток теперь получить было куда
проще - существовали уже и аккумуляторные батареи, и динамо-машины. И
неделями крутить ручку уже не приходилось.
И когда пришло письмо от Рамзая, у Релея тоже было накоплено немного
такого же самого газа.
Все лето они исследовали новое вещество, а 13 августа 1894 года
доложили о нем на съезде Британского общества естествоиспытателей в
Оксфорде.
Они доложили, что газ этот еще более инертен, чем азот. Что с
кислородом он не желает соединяться даже под действием электрических искр. И
с магнием тоже не желает. И ни с какими другими веществами его тоже
соединить не удалось. И что в отличие от атомов других газов - водорода,
кислорода, того же азота, - его атомы не соединяются даже друг с другом. Они
носятся не в виде двухатомных молекул, как все прочие газы, а прямо так,
поодиночке!
В какое семейство можно было определить этот сверхинертный элемент?
Такого семейства в таблице Менделеева не существовало!
И атомный вес был у нового газа престранный: чуть поменьше, чем у
кальция, и безусловно больше, чем у калия. То есть он хотел затесаться между
щелочным и щелочноземельным элементами. Худшего места нельзя было бы и
придумать!
Когда британские естествоиспытатели выслушали все это, на съезде
наступило довольно долгое молчание.
Первым нарушил его физик Оливер Лодж. Он спросил:
- Не открыли ли вы, господа, и название этого газа?
Ни Рамзай, ни Релей о названии еще не думали. Только накануне они
убедились, что этот газ существует в виде отдельных атомов, а значит, он
действительно элемент, а не какое-нибудь сложное вещество.
Тогда председательствовавший на съезде доктор Медан предложил назвать
новый газ аргоном: в переводе с греческого это означало "недеятельный", или
проще - "бездельник".
Загадку, которую аргон задал науке, полностью разгадать удалось только
через двадцать лет. И совсем другим людям.
Но наполовину ее разгадал тот же Рамзай. И довольно скоро.
"...ЭТОТ КРАСИВЫЙ ГАЗ"
Вскоре после съезда, на котором Рамзай и Релей доложили о своем
открытии, в Лондон приехал американский геолог доктор Гиллебранд.
Узнав об аргоне, он посетил Рамзая и рассказал ему, что недавно сам
чуть не открыл новый элемент. Он исследовал минералы, которые содержат
редкий элемент уран, и обнаружил, что все они при растворении в кислотах
выделяют какой-то весьма недеятельный газ. И он, Гиллебранд, заикнулся было,
что это новый элемент, но коллеги подняли его на смех. И действительно, газ
оказался азотом.
- А в каком минерале этого азота больше всего? - спросил Рамзай.
- В клевеите, - ответил доктор Гиллебранд.
Клевеит, названный так по имени шведского химика Пера Клеве, - довольно
сложный минерал, состоящий в основном из окислов тория и урана. Откуда там
азот?
История эта показалась Рамзаю загадочной, и сразу после отъезда
американца он стал искать образец клевеита. Это оказалось не просто -
минерал был открыт недавно, встречался крайне редко, и вполне могло
получиться так, что его не нашлось бы во всей Англии.
Но Рамзаю повезло: у одного торговца минералами он обнаружил две унции
клевеита. Рамзай выложил 18 шиллингов, вернулся в лабораторию и попросил
своего ученика Матьюса вскипятить минерал с серной кислотой и собрать
выделившийся газ.
Матьюс был человеком аккуратным и все сделал как следует. У газа из
клевеита оказался редкостный спектр! Ничуть не похожий ни на спектр азота,
ни на спектр какого-нибудь иного земного вещества. Яркая светло-желтая
полоска в нем была как две капли воды похожа да ту, которая 27 лет назад
была обнаружена в спектре солнечного протуберанца.
Гелий? Да, гелий!
Прежде всего Рамзай нашел атомный вес "небесного вещества". Он оказался
равен 4. Следовательно, место гелия было между водородом и литием.
Как жаль, что Менделеев зачеркнул на своем листке и не внес в свои
дальнейшие прогнозы элемент, заполняющий эту брешь!
Рамзай продолжал исследование.
Он попробовал гелий поджечь. Но тот гореть не пожелал. И с водородом
соединяться - тоже. И с хлором. И с калием...
Теперь аргон не выглядел круглым сиротой, бродягой без роду, без
племени. Их было двое таких бездельников. Гелий стоял перед литием. Значит,
аргон следовало поставить перед другим щелочным металлом. Ближе всего по
атомному весу подходил калий. Значит - перед калием? Невзирая на то, что
атомный вес у него был не меньше, а больше, чем у калия?
Тогда по примеру Менделеева можно было кое-что предсказать, Например,
что перед натрием тоже должен находиться инертный элемент с атомным весом
что-нибудь около 20. (Помните зачеркнутое Менделеевым 22?) И что перед
рубидием будет открыт бездельник с атомным весом 84. А перед цезием еще
один - с атомным весом 131...
Осенью 1897 года Рамзай выступил в Канаде с докладом об аргоне я гелии.
И объявил, что существуют еще не открытые сопредставители той же группы. И
что "по образцу учителя нашего Менделеева", - так сказал в своей речи
Рамзай, - можно предсказать их свойства. И предсказал.
А уже в следующем году, приготовив побольше аргона и охладив его до
жидкого состояния и постепенно выпаривая, нашел в нем всю недостающую
троицу.
У всех трех были очень красивые спектры. Но особенно красивым оказался
спектр одного из них - в нем было множество ярко-красных линий, вся трубка с
газом светилась ярко-красным светом.
Как раз в это время в лабораторию вошел двенадцати летний сын Рамзая...
Конечно, в наше время двенадцатилетние подростки не нашли бы в светящейся
красным светом трубке ничего необычайного. Сейчас такую трубку можно увидеть
вечером на любой большой улице. Но тогда...
- Папа, - закричал сын Рамзая, - как зовут этот красивый газ?
- Еще не решено, - сказал отец.
- Он что - новый?
- Новооткрытый, - уточнил отец.
- Почему бы в таком: случае не назвать его "новум"?
- Не подходит. Это латынь, а полагается греческое слово... Впрочем,
отчего бы не назвать его неоном? Это по-гречески то же самое...
В отличие от историй о ванне, яблоках и прочих легендарных вещах и
обстоятельствах, сопутствующих открытиям, у этой истории довольно надежный
Новинки >> Русской фантастики (по файлам) | Форумов | Фэндома | Книг