Дмитрий Иванович Менделеев

Исследователь погружает кристалл одного из изоморфных по отношению друг к другу веществ в насыщенный раствор второго такого же вещества. Исходный, казалось бы чужеродный, кристаллик начинает обрастать с поверхности новыми слоями новых атомов. Это значит, что условия притяжения друг к другу частиц атомной постройки остаются почти неизменными. Частицы второго изоморфа так же ориентируются друг около друга, как и частицы первого. И те и другие выбирают в кристалле одни и те же места, на которых им в одинаковой степени легко удержаться. Они садятся вблизи угла, где уже засевшие в кристалле атомы могут с ними энергичнее взаимодействовать, где большее число связей свободно. От ребра к ребру пролегают стройные цепочки атомов, они ложатся параллельными рядами и образуют новые поверхностные слои и грани.

Менделеев, конечно, не представлял себе этой картины с такой ясностью, с какой она рисуется исследователю в наше время, когда химик и физик пронизали кристалл светом рентгеновских лучей, длина волны которых соизмерима с размерами атома. Они уловили на экране «зайчики» от рентгеновских же лучей, отраженных внутренними атомными слоями кристаллической постройки, измерили эти слои с величайшей точностью. Менделеев изучал лишь основы этого знания. Он с восхищением наблюдал, как изоморфные друг другу вещества выкристаллизовываются из смешанных растворов в виде общих кристаллов. Их количественные отношения непостоянны. Атомы как бы перемешиваются: в постройке может участвовать больше атомов одного из изоморфных веществ или, наоборот, меньше.

Это зависит от того, сколько тех или других веществ будет находиться в растворе. Если смешать растворы калиевых и аммониевых квасцов, то при пересыщении этих растворов не выделяются в отдельности кристаллы квасцов того или другого рода: в каждом отдельном кристалле будет содержаться и калий и аммоний. Изоморфные смешения, то есть взаимные замены близких по свойствам веществ, особенно часто встречаются в минералах.

Известь и магнезия, глинозем и окись железа, магнезия и закиси марганца часто замещают друг друга без перемены кристаллической формы. Попробуйте уяснить хитрую механику этих замен без участия атомов!..

***

В своей студенческой работе Менделееву кое- что удалось добавить к тому, что до него было известно о поведении атомов в кристаллах, составленных из смеси изоморфных веществ. Но для него эта работа была не только пробой сил. Пытливо всматривался он в смутные связи, обозначавшиеся в его опытах между составом и свойствами разнообразных «твердых растворов» изоморфных веществ. Кто мог в то время предвидеть, какое интересное развитие получат эти исследования в его собственных работах о растворах, которые в дальнейшем заложат основу целого направления в русской и мировой химии!

Несколько забегая вперед, следует отметить еще одну важную особенность этой первой научной работы Менделеева. В ней отчетливо проявилось то направление поисков, следуя которому исследователь пришел впоследствии к величайшим открытиям в области химии.

В явлении, которое приковало к себе внимание молодого ученого – в изоморфизме – отчетливо обнаруживались удивительные черты сходства в поведении различных элементов. В своем капитальном труде «Основы химии» сам Менделеев впоследствии отмечал, что первые наблюдения над изоморфизмом учили его открывать «сходство соединений» различных элементов. Мы увидим дальше, насколько эти наблюдения были важны.

Впрочем, все похвалы на экзамене радовали учителя гораздо больше, чем ученика.

Как бы то ни было, Менделеев получал свободу. Вдвоем со своим другом по институту, молодым механиком Вышнеградским, он снял комнату на частной квартире. Когда приятелей спрашивали, где они живут, они весело отвечали: «На Петербургской стороне, за табачной лавочкой». Кончилась жизнь по расписанию. Не было больше обязательных дежурств, репетиций.

Но единственно, для чего Менделееву могла бы пригодиться свобода, – это для работы. А работе попрежнему мешала болезнь, и Менделеев все так же этой болезни сопротивлялся. Его тело, выросшее из кряжистого сибирского корня, упорно не подчинялось давнему смертному приговору врачей. Однако всех окружающих, да и его самого, смущали повторяющиеся горловые кровотечения. Если это действительно туберкулез, его не перехитрить простой осторожностью…