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

Забаллотированный членами Российской Академии наук и не замеченный нобелевским комитетом в первые годы его существования, Дмитрий Менделеев был по-настоящему вознагражден за открытие периодической таблицы примерно через полвека после своей смерти. Лишь в 1955 г. в его честь был назван один из элементов в таблице – 101-й. Как ни странно, за все время он оказался первым профессиональным химиком, память которого была увековечена таким способом. Элементы, предшествующие менделевию в периодической таблице и носящие имена великих людей, фермий и эйнштейний, названы в честь физиков и знаменовали вклад этих ученых в тот физический эксперимент, который известен под названием «Манхэттенский проект». Позже и другие элементы назовут в честь физиков – Резерфорда, Бора и т. д. Единственными элементами, увековечившими имена химиков, были гадолиний и кюрий, но даже Мария Кюри была в не меньшей степени физиком, чем химиком. Химикам не повезло в том смысле, что наиболее урожайная эпоха открытия элементов пришлась на времена, когда все были больше озабочены честью и славой своих стран и когда еще не вышли из моды классические идеалы. И вероятно, они упустили свой шанс навсегда. Вряд ли мы станем свидетелями появления дейвиума, берцелия, бунсения или рамзея.

Дмитрий родился в 1834 г. и, вероятно, был четырнадцатым и последним ребенком в семействе, проживавшем в Сибири. Мать отвезла его в Санкт-Петербург в надежде, что по крайней мере хоть один из ее детей чего-то добьется в жизни. Подобно многим начинавшим ученым своего времени, он на правительственную субсидию отправился в Германию для завершения образования. Люди типа Менделеева незаслуженно высмеяны Тургеневым в нескольких его романах. Как бы то ни было, для русского химика такая поездка была не проявлением дилетантизма, а достаточно эффективным способом познакомиться с последними достижениями науки. После возвращения в Санкт-Петербург в 1861 г. Менделеев делил свое время между университетом, в котором он вскоре возглавил кафедру химии, и экспедициями в отдаленные районы Урала и Кавказа, где выступал в качестве консультанта в различных правительственных и коммерческих проектах в самых разных сферах, от сыроварения и сельхозпроизводства до возникавшей в то время нефтяной промышленности.

Периодическая таблица элементов принадлежит к числу таких научных открытий, которые вдруг столь многому дают объяснения, что создается впечатление, будто они могли быть созданы только мгновенно, возникнуть в голове гения, подобно озарению, или присниться ему во сне. Менделеев услужливо сочинил легенду, в которой именно так все и происходило. Однако бросается в глаза то, что сама эта легенда появилась довольно поздно. На самом же деле, конечно, периодическая таблица стала плодом долгих размышлений и сопоставлений. Менделеев, работая над остро необходимым в то время учебником по химии на русском языке, пытался представить химические элементы студентам в некой системе. Он выписал известные тогда элементы с их атомным весом и некоторыми их химическими характеристиками на 63 карточки. Затем стал перекладывать карточки разными способами, словно составляя пасьянс. Вначале он разложил в ряд самые легкие элементы, не забывая при этом, что некоторые из них, к примеру галогены, как хлор и йод, должны располагаться рядом. Очень скоро Менделеев обнаружил, что самые легкие элементы каждого типа – самый легкий галоген, самый легкий щелочной металл и т. п. – предоставляют некую исходную точку для размещения их более тяжелых собратьев. Названный прорыв в размышлениях был сделан им буквально в течение одного дня, после чего нужно было лишь поместить оставшиеся элементы под самыми легкими представителями соответствующих групп по принципу увеличения атомного веса. Все это может показаться чрезвычайно простым, если не принимать во внимание множество не совсем однозначных характеристик у 63 известных на тот момент элементов и определенное число веществ, которые в те времена многие рассматривали в качестве элементов, но, как выяснилось позднее, они были либо каким-то другим элементом, либо соединением нескольких элементов. Из-за обоих названных факторов Менделееву было сложно обрести полную уверенность в том, что он создал прекрасный инструмент для научных исследований. В результате в 1869 г. в его учебнике «Основы химии» появился раздел, озаглавленный «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве», и лишь в следующем году описание периодического закона в более уверенной формулировке выходит в научном журнале. На незаполненные места в своей таблице он предложил варианты названий еще не открытых элементов, которые в наше время полностью забыты, и, хотя уже в 1871 г. он называл таблицу «периодической», пройдет еще много десятилетий, прежде чем все карточки будут разложены на полагающиеся им и знакомые нам теперь места.