Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

Рамзай сделал свое первое открытие в 1894 г., когда работал с лордом Рэлеем в Кавендишской лаборатории в Кембридже. Рэлей обнаружил, что азот, получаемый из минералов химическим способом, по какой-то загадочной причине заметно легче, чем азот, который остается в воздухе, после сгорания в нем всего кислорода. Рамзай разрешил загадку, сжигая магниевую стружку в атмосферном азоте. Большая часть газа вступила в реакцию с активным металлом. Но что-то осталось, и спектр этого остатка не соответствовал никакому известному веществу. Рэлей и Рамзай объявили об открытии нового элемента, который они назвали аргон: «Поразительно равнодушная ко всему субстанция», – писали они. Так как аргон тяжелее азота, из-за его присутствия в воздухе в количестве одного процента атмосферный азот кажется немного тяжелее азота, полученного химическим путем. На университетской вечеринке поэт А. Э. Хаусман провозгласил тост: «Аргон!» и предложил собравшимся выпить за газ.

Рамзая воодушевляла перспектива, что аргон может быть первым в группе элементов, которые составят новую колонку в периодической таблице. В 1895 г. один американский геохимик сообщил Рамзаю в письме, что ему удалось получить инертный газ путем нагревания образца минерала. Рамзай захотел проверить, не аргон ли это. Он стал искать схожие образцы минералов, даже попытался выпросить в Британском музее минерал урана (но получил отказ). Как бы то ни было, вскоре он повторил эксперимент американца и подверг анализу спектр полученного газа. Спектральные линии не соответствовали аргону. Он столкнулся с чем-то абсолютно неожиданным: линии спектра нового газа совпадали с линиями в спектре солнечного света. Таким образом, Рамзай подтвердил существование на земле газообразного элемента гелия.

Следующие три года он потратил на усилия по получению других газообразных элементов из минералов. О том дне, когда будет открыт новый элемент, в лаборатории ходили анекдоты, но этот день так и не наступил. В мае 1898 г. Рамзай вместе со своим ассистентом Моррисом Траверсом решил испытать новую тактику, воспользовавшись недавним техническим открытием, которое позволяло переводить газы в жидкое состояние в больших количествах. Исходя из того, что аргона довольно много в воздухе, они предположили, что и других инертных газов в атмосфере должно быть в достаточном количестве. Они получили галлон сжиженного воздуха и стали осторожно нагревать его до тех пор, пока в нем не остался небольшой осадок. В ходе анализа полученного осадка вновь появились совершенно новые спектральные линии. Они принадлежали довольно плотному газу, который Рамзай и Траверс назвали криптоном, – название, которое они первоначально хотели дать аргону. (Криптон означает «скрытый», аргон значит «ленивый»; собственно, оба названия подходят обоим элементам, но, так как криптон встречается реже, чем аргон, распределение названий все-таки оказалось удачным.) Рамзай телеграммой сообщил жене, находившейся в Шотландии, о своем открытии. «Стоит мне куда-нибудь уехать, – написала она в ответ, – как ты открываешь новый элемент». Она верила в способности своего мужа гораздо больше его коллег.

После того как их главное предположение подтвердилось, Рамзай и Траверс решили значительно увеличить масштаб эксперимента, воспользовавшись на сей раз не жидким воздухом, а жидким аргоном. Несмотря на издевки соперников и скептиков, Рамзай был уверен в успехе. Любой, кто захотел бы потягаться с ними, прежде всего должен был бы получить несколько ведер жидкого аргона, что само по себе было не таким уж легким делом. В ходе серии тщательных выпариваний они выделили легкий газ, который испарился раньше аргона. В июне Рамзай объявил о своем очередном открытии. Тринадцатилетний сын Рамзая Вилли предложил чрезвычайно удачное название для нового элемента – «новум». Отец тут же принял его предложение и назвал элемент неоном, так как в именовании химических элементов сформировалась традиция давать им не латинские, а греческие названия.

И вновь Рамзай и Траверс подтвердили свое открытие с помощью спектрометра. Пропустив электричество сквозь определенный объем газа, они с удовлетворением увидели отчетливое свечение нового сочетания спектральных линий. Траверс был не только способным лабораторным ассистентом, со временем он стал биографом Рамзая и, не отличаясь излишней скромностью, включил самого себя в качестве одного из героев повествования. Его рассказ о том дне принадлежит к числу лучших описаний наиболее напряженных моментов в истории науки.