что все атомы состоят из атомов водорода; именно водород и есть та первичная
материя, из которой затем постепенно образовались и все остальные
элементы...
Но эта крайне привлекательная мысль не подтвердилась. Точные измерения
показали, что атомные веса более тяжелых элементов не делятся нацело, без
остатка, на атомный вес водорода.
Другой англичанин Джон Ньюлендс предложил расположить все сорта атомов
в порядке возрастания атомных весов и посмотреть, не обнаружится ли при этом
какая-нибудь закономерность в изменении других свойств элементов.
В 1866 году он высказал свою идею в Лондоне. Но присутствовавшие на
докладе ученые подняли его на смех; один физик даже спросил: а не пробовал
ли достопочтенный докладчик расположить элементы не по атомным весам, а по
алфавиту?
И Ньюлендс отступил.
Не достигли успеха и другие попытки обнаружить закономерную систему
элементов, предпринятые французом Александром де Шанкуртуа, немцем Лотаром
Мейером, англичанином Уильямом Одлингом.
Но если общий чертеж системы элементов до конца 60-х годов XIX века
оставался неизвестным, то кое-какие его детали все же постепенно
прояснялись. Более всего это относилась к установлению сходства между
отдельными элементами и даже группами элементов.
Пожалуй, наиболее важный шаг в этой области сделал немецкий химик
Иоганн Деберейнер. Он установил, что существуют группы элементов, сходные не
только по химическим, но и по некоторым физическим свойствам. Например,
литий-калий-натрий. Или магний-кальций-стронций. Или фосфор-мышьяк-сурьма.
Или фтор-хлор-бром. Такие группы Деберейнер назвал триадами. А установленная
им закономерность - "закон триад" - гласила: атомный вес среднего члена
триады есть среднее арифметическое атомных весов ее крайних членов. Таким же
средним был у средних элементов триад и удельный вес окисей.
Казалось бы, что могло помешать распространению "закона триад" и на
несходственные по своим химическим свойствам и даже на все вообще элементы?
Но парадоксальная по тому времени мысль о "сходстве несходного", если и
возникала, то ее тут же отбрасывали, или остерегались обнародовать, или, как
в случае с Ньюлендсом, не могли доказать.
Кроме того, препятствием для ее утверждения была путаница с атомными
весами: атомные веса многих элементов были определены неверно. И главным
образом потому, что большинство исследователей первой половины XIX века не
представляли себе как следует различие между двумя видами частиц вещества -
атомами и молекулами. И не понимали, что закон кратных отношений Дальтона
относится к атомам, а закон Авогадро - к молекулам. Поэтому при определении
атомного веса того или иного элемента нередко получали ошибочный результат.
Например, зная, что в воде на 1 весовую часть водорода приходится 8 весовых
частей кислорода и полагая, что соотношение атомов элементов здесь один к
одному, можно было принять атомный вес кислорода за 8. А рассуждая так же о
перекиси водорода, можно было принять его за 16.
Только в 40-х годах XIX века французский химик Шарль Жерар пришел к
выводу, что атом есть наименьшее количество элемента, входящее в состав
молекулы его соединений. И что молекула есть наименьшее количество вещества,
вступающее в химические реакции и занимающее в газообразном состоянии
одинаковый объем для всех веществ.
С этого времени стало теоретически возможным правильное определение
атомных весов. Но во-первых, не все ученые сразу согласились с Жераром. А
во-вторых, для претворения теоретической возможности в реальность нужно было
преодолеть немало технических препятствий.
И лишь к концу 50-х годов, когда итальянский ученый Станислао Канницаро
изобрел способ определения атомного веса металлов по плотности их паров и
теплоемкости, все химики наконец согласились с жераровскими представлениями
об атоме и молекуле.
Об этом удалось договориться на Международном химическом конгрессе; он
состоялся в сентябре 1860 года в немецком городе Карлсруэ. После этого можно
было правильно определить атомный вес всех без исключения элементов. Хотя,
конечно, для этой работы потребовалось немало времени.
...Чтобы навести порядок во все увеличивающемся нагромождении
химических элементов и снабдить человечество картой атомов, нужен был гений.
Возможно, не меньший, чем Чарлз Дарвин, который разобрался в хаосе
растительного и животною мира.
И никто из маститых участников конгресса в Карлсруэ не подозревал, что
этот научный подвиг совершит находившийся в одном зале с ними
двадцатишестилетний русский химик Дмитрий Иванович Менделеев.
Глава вторая,
в которой многое происходит не так, как полагается
СОВЕТ ИЗ ПЕТЕРБУРГА
В 1859 году немецкие ученые Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен обнаружили
новое, до того не известное свойство атомов: если раскалить какое-нибудь
вещество и заставить его светиться, а потом пропустить этот свет через
стеклянную призму, то можно обнаружить, что спектр у него будет не такой,
как у другого вещества. В спектре натрия, например, самой яркой будет желтая
полоска, а в спектре магния - зеленая.
Когда Кирхгоф и Бунзен обнаружили эти удивительные особенности атомов
разного сорта, они построили специальный прибор спектроскоп, который
позволял получить спектр мельчайшей крупицы вещества. И принялись испытывать
в этом приборе самые разные минералы. И вот в одном минерале, в спектре
которого светилась ярко-голубая полоска, они открыли новый элемент цезий
("небесно-голубой"), а в другом минерале - в его спектре светилась багровая
полоска - новый элемент рубидии ("красный").
Спектроскоп был принят на вооружение десятками исследователей во многих
странах. И вскоре были открыты еще два новых элемента.
Один из них был назван таллием ("таллюс" - это молодая зеленая ветвь),
а другой индием (индиго - самая красивая синяя краска); в спектре первого
ученые увидели характерную только для этого элемента ярко-зеленую полоску, в
спектре второго - ярко-синюю.
После таллия и индия пришло время гелия...
Из всех ученых, занявшихся спектральным анализом, наибольший успех
выпал на долю французского химика Поля Лекока де Буабодрана - ему
посчастливилось обнаружить три новых элемента.
Самую широкую известность получило его первое открытие. И не потому,
что первый открытый Буабодраном элемент, названный в честь родины
первооткрывателя галлием, оказался более распространенным и важным для
техники, чем впоследствии обнаруженные им самарий и диспрозий. Нет, открытие
галлия произвело громадное впечатление на весь ученый мир совсем по другой
причине...
Можно представить себе радость исследователя, когда он, раскалив
кусочек довольно обычного минерала, увидел в его спектре совсем необычную,
ранее никому и никогда не встречавшуюся фиолетовую линию и уже через день,
многократно повторив эксперимент и сравнив полученный спектр со спектрами
известных элементов, смог написать французскому академику Вюрцу:
"Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи, я
обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в
Пиренеях..."
Можно представить испытанное исследователем удовлетворение, когда после
года упорной, кропотливой работы ему удалось выделить несколько тысячных
долей грамма этого нового элемента и определить некоторые его свойства, в
том числе атомный вес, который оказался близким к 69, и плотность, которая
оказалась равна 4,7.
Труднее представить, что почувствовал Буабодран, когда узнал, что
петербургский профессор Дмитрий Менделеев, не имевший ни малейшей крупицы
галлия, тем не менее позволил себе не только оспаривать правильность
найденной им, Буабодраном, плотности нового элемента, не только называть
иное, по его мнению, более правильное число - 5,9, но еще и давать советы.
Он рекомендовал получше очистить препарат от натрия и тогда уже определять
плотность.
В наше время подобный совет не мог бы ни поразить, ни даже удивить.
Сейчас химику предугадать то или иное свойство еще не открытого элемента не
намного сложнее, чем пассажиру поезда или самолета предугадать время своего
прибытия из одного города в другой.
А в те времена многие серьезные ученые к возможности подобных
предсказаний относились весьма скептически. Когда, например, знаменитый
Бунзен узнал о том, что Менделеев предсказал существование нескольких новых
элементов с определенными свойствами, он сказал: "Дайте мне биржевые
ведомости, и я берусь на их основе предсказать вам все, что угодно".
Не надо из-за этого считать Роберта Бунзена консерватором в науке. Он
им не был. Просто у него в памяти сохранялось немалое число догадок,
высказанных по поводу еще не открытых элементов и впоследствии не
подтвердившихся. И он, как в большинство исследователей, предпочитал
обширному болоту предсказаний, пусть узкую, но верную тропку экспериментов.
Знал Буабодран про высказывание Бунзена о биржевых ведомостях или не
знал, не известно. Но вряд ли сам он, уже немолодой, 36-летний
экспериментатор, придерживался иных взглядов на возможности теории. Тем не
менее он не мог, ознакомившись с одним из менделеевских предсказаний, не
заметить редкостного совпадения найденных из опыта свойств галлия с
предсказанными свойствами гипотетического "экаалюминия". Совпадал их атомный
вес. Совпадая метод обнаружения. Совпадали реакции их соединений с
соединениями других элементов. Не совпадала только плотность.
И Лекок де Буабодран решил последовать совету, полученному из далекой
России. Он тщательно очистил галлий от примеси натрия и заново измерил
плотность нового элемента.
Петербургский профессор, в глаза не видевший галлия, оказался прав:
плотность оказалась 5,9, а не 4,7.
ХОЧЕШЬ ВЕРЬ - ХОЧЕШЬ ПРОВЕРЬ
Издавна принято гордостью семьи считать первенца, старшего сына. Именно
его объявляли, как правило, наследником монарха. И в палату лордов, и в
боярскую думу вступал старший в роде. И неделимые отцовские поместья тоже
доставались ему. И только сказки почему-то всегда держали сторону
младшего...
Что касается истории науки, то тут дело обстояло тоже не совсем так,
как в высшем обществе. Кавендиш, например, был не первым, а вторым сыном
герцога Девонширского. Роберт Бойль - не первым, а седьмым сыном графа
Корка. Про Джона Дальтона точно известно, что у него был старший брат...
27 января 1834 года в городе Тобольске, в семье директора городской
гимназии Ивана Павловича Менделеева и жены его Марьи Дмитриевны родился
семнадцатый ребенок, нареченный в честь деда Дмитрием.
Детство его прошло в тридцати верстах от города, в деревне Аремзянке.
Там он впервые увидел чудеса: на маленьком заводике самый обыкновенный песок
превращался в прозрачное стекло.
Когда Дмитрий Иванович окончил Тобольскую гимназию, отца уже не было в
живых. Мать отвезла младшего сына в Петербург и там исхлопотала ему
возможность на казенный счет учиться в педагогическом институте. Пока
учился - много болел. Врачи решили - чахотка и приговорили его к ранней
смерти.
По окончании института Менделеев уехал в Крым. На юге ему
посчастливилось встретиться с знаменитым медиком Николаем Ивановичем
Пироговым. Тот осмотрел юношу и сказал: "Проживешь до ста лет, нет у тебя
никакого туберкулеза!"
Менделеев поверил Пирогову, вскоре вернулся в Петербург и прожил в
тамошнем нелегком климате, правда, не до ста, а до семидесяти трех лет -
всегда в непрестанной работе.
Позже его часто называли гением. "Какой там гений, - говорил он. -
Трудился всю жизнь, вот и стал гений!"
Трудился всю жизнь. Спускался в угольные шахты. Поднимался на воздушном
шаре. Исследовал нефтяные промыслы Кавказа и Америки, Хлопотал об открытии
северного морского пути. Учил студентов. Писал книги. Выводил на чистую воду
лжеученых...
Но главным делом жизни Менделеева стал открытый им закон природы:
периодический закон химических элементов.
...Про открытие законов природы сложено немало легенд. Про Архимеда,
который с криком "Эврика!" выскочил из ванны, обнаружив, что погруженное в
воду тело теряет в весе ровно столько, сколько весит вытесненная им вода. И
про Ньютона, открывшего закон всемирного тяготения, глядя на падающее
яблоко. И про Демокрита, предсказавшего атомы.
О великом открытии Менделеева тоже существуют разные рассказы.
Один из них называется:
Интервью
Репортер газеты "Петербургский листок":
- Как вам пришла в голову, Дмитрий Иванович, ваша периодическая
система?
Менделеев:
- О-о! Господи!.. Да ведь не так, как у вас, батенька! Не пятак за
строчку!.. Не так, как вы! Я над ней, может быть, двадцать пять лет думал, а
вы считаете: сидел - и вдруг, пятак за строчку, пятак за строчку, готово! Не
так-с! Ну-с, все? У меня времени нет...
Другой рассказ - он известен со слов друга Менделеева, чешского химика
Браунера - называется:
Картонки
"Когда я начал писать мой учебник, я чувствовал, что мне необходима
система, которая позволила бы мне распределить химические элементы. Я нашел,
что все существующие системы являются искусственными, а потому непригодны
для моей цели; я же добивался установления естественной системы. С этой
целью я написал на маленьких кусочках картона знаки элементов и их атомные
веса, после чего я начал группировать их различными способами соответственно
их сходству. Но этот способ не удовлетворял меня до тех пор, пока я не
расположил картонки одну после другой соответственно возрастанию атомных
весов..."
Третий рассказ, проведенный в воспоминаниях геолога Александра
Александровича Иностранцева, называется:
Во сне
"Как-то я зашел к Д. И. Менделееву по какому-то делу и застал его в
превосходном настроении духа; он даже шутил, что было крайней редкостью. Это
было вскоре после его знаменитого открытии закона периодичности элементов.
Я, воспользовавшись этим благодушным настроением Дмитрия Ивановича,
обратился к нему с вопросом, что натолкнуло его на знаменитое открытие. На
это он сообщил, что уже давно подозревал известную связь элементов между
собою и что много и долго думал об этом. В течение последних месяцев Дмитрий
Иванович перепортил массу бумаги с целью отыскать в виде таблицы эту
законность, но ничего не удавалось. В последнее время он усиленно снова
занялся вопросом и по его рассказу был даже близок к этому, но окончательно
все-таки ничего не выходило. Перед самым открытием закона Дмитрий Иванович
провозился над искомою таблицею целую ночь до утра, и все же ничего не
вышло; он с досады бросил работу и, томимый желанием выспаться, тут же в
рабочем кабинете, повалился на диван и крепко заснул.
Во сне увидел вполне ясно ту таблицу, которая позднее была напечатана.
Даже во сне радость его была настолько сильна, что он сейчас же
проснулся и быстро набросал эту таблицу на первом клочке бумаги, валявшемся
у него на конторке. Сделал на нем всего одно исправление и отправил в
типографию. Возможно, что этот клочок бумаги сохранился и до настоящего
времени. Менделеев нередко пользовался для заметок неиспользованными
полулистками почтовой бумаги от полученных им записок".
Итак, по первой версии Менделеев открывал свой закон в течение двадцати
пяти лет, по второй - открыл его довольно быстро, когда начал писать
Новинки >> Русской фантастики (по файлам) | Форумов | Фэндома | Книг