Виток спирали - Рич Валентин Исаакович

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.