Дмитрий Иванович Менделеев

Он собирался было отложить опубликование своих новых идей – таких простых, таких естественных и таких своеобразных, никем еще не сформулированных – до возвращения в Казань. Но обстоятельства ускорили развязку. В Шпейере в это время собрался тридцать шестой съезд немецких врачей и натуралистов. Бутлеров выслушал все доклады по химии, которые были вынесены на съезд, и в заключение попросил поставить и его сообщение «О химическом строении вещества». «Выступление Бутлерова было встречено холодно», – бесстрастно отмечает один из его биографов. На самом деле, Бутлеров очутился в атмосфере всеобщего недоброжелательства. Организаторы съезда готовы были вопить о неблагодарности: тот, к кому они отнеслись снисходительно, осмеливался поучать. Его терпели, а он заставлял с собой считаться!

А не считаться с ним было нельзя. Предложенная молодым русским ученым теория строения химических веществ не только с более широкой, с более объемлющей точки зрения объясняла совокупность существующих фактов. Она, как и всякая другая настоящая теория, предвидела новые факты. Проверка ее предсказаний должна была послужить либо к ее общему признанию, либо к ее отклонению. И факты свидетельствовали о ее неопровержимости…

Построения Бутлерова были холодно-логичны, и тем большую бурю они вызывали… Конспективное их изложение не может, конечно, дать полного

представления о всей красоте и стройности аппарата доказательств, использованного исследователем для развития своих идей. Но мы все-таки попытаемся за некоторыми из этих доказательств проследить, придерживаясь терминологии того времени. Современному химику это изложение представится несколько упрощенным, но нельзя упускать из виду, что и сам Бутлеров стремился к некоторой схематичности своих построений, чтобы иметь возможность резче подчеркнуть основную мысль.

Ход его рассуждений был примерно таков:

Если анализировать воду, хлороводород (или, что то же, соляную кислоту) и болотный газ (метан), у них у всех можно обнаружить одну общую составную часть: водород. Заключенный в каждом из этих соединений, он, тем не менее, относится к действию разных реагентов [34] совсем не одинаково. Для того чтобы вытеснить его из хлороводородной кислоты, на нее достаточно воздействовать цинком или железом. На чистую воду эти элементы почти не действуют; из воды водород может быть вытеснен только очень энергичным, например, щелочным металлом. Тот же водород, находящийся в составе молекулы болотного газа или большинства других углеводородов, вовсе не поддается действию металлов, даже самых энергичных.

Чем объясняется такое различие в поведении одного и того же элементарного вещества в различных соединениях? – спрашивал Бутлеров и отвечал: «натурой элемента, с которым это вещество является связанным, натурой той зависимости, которая существует между составными частями данного соединения…» Два атома водорода в молекуле воды находятся в зависимости от атома кислорода; четыре атома водорода в молекуле болотного газа находятся в зависимости от атома углерода. Как эта зависимость проявляется, легче всего проследить на углеводородных соединениях.

Для «удовлетворения стремления к соединению», для насыщения одного атома водорода нужен один атом хлора. Таким образом, атомы водорода и хлора химически равнозначны, «эквивалентны». Эта эквивалентность находит свое выражение в том, что в молекуле болотного газа водород может быть заменен хлором атом за атом. Соединение четырех атомов хлора с одним атомом углерода повторяет «тип» молекулы болотного газа. Это так называемый четыреххлористый углерод. (В болотном газе на такой же атом углерода приходилось четыре атома водорода.) Между этими двумя веществами – болотным газом и четыреххлористым углеродом – находится ряд промежуточных веществ, в которых с углеродом соединены, в разных долях, и хлор и водород. На атом углерода может приходиться три атома водорода и один атом хлора. Это вещество описывается формулой СНзС1 и называется хлористым метилом. Равное соотношение атомов хлора и водорода – СН2С2 – соответствует хлористому метилену; из сочетания одного атома углерода с одним атомом водорода и тремя атомами хлора – СНСlз – образуется хлороформ.

Во всех этих случаях атомы водорода и атомы хлора находятся в химической зависимости от атома углерода. Этот пример показывает, что совсем не безразличен «порядок химических связей», существующих между атомами в частице. А это и есть химическое строение вещества.