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

Главной же сложностью для всех остальных было то, что таблица Менделеева появилась как будто ниоткуда. В течение нескольких лет не было представлено никаких доказательств ни за, ни против нее. С другой стороны, что может быть «верным» или «неверным» в расстановке символов на бумаге? Русский ученый заявлял, что с помощью его таблицы можно предугадать важные характеристики химических элементов, такие как плотность и температура плавления, но то, что делалось это исключительно с теоретической точки зрения, лило воду на мельницу его противников.

Тем не менее критикам пришлось замолчать, когда в 1875 г. Поль-Эмиль Лекок де Буабодран, совершенно не знакомый с работами Менделеева, объявил об открытии нового похожего на алюминий элемента, названного им галлием. Его атомный вес в точности соответствовал значению, которое Менделеев приписал пустой ячейке в своей таблице прямо под алюминием. И даже способ его открытия – путем определения характерного для него спектра – был также предсказан русским ученым. Однако плотность нового элемента, по подсчетам Лекока, оказалась ниже предполагавшейся Менделеевым, и тогда Дмитрий Иванович, отбросив все принципы вежливости, пишет Лекоку и предлагает ему найти более чистый образец элемента. И, когда Лекок выполнил пожелание Менделеева, плотность элемента почти в точности совпала с предположениями русского ученого. (Однако самую удивительную характеристику галлия, его очень низкую температуру плавления, не удалось предугадать никому. Он буквально тает в руках, будучи вторым металлом после ртути, который нередко можно встретить в жидком состоянии.)

Подобная история повторилась и в 1879 г., когда Ларс Нильсон из университета Уппсалы, открыв скандий, заполнил пустой промежуток, оставленный Менделеевым между кальцием и титаном, а затем в 1886 г., когда Клеменс Винклер из Фрейбергского горного университета, расположенного в богатом рудами районе на границе Саксонии и Богемии, из местного минерала выделил германий, в периодической системе находящийся между кремнием и оловом.

В последующих изданиях «Основ химии» Менделеева по мере поступления известий об открытии новых элементов заполнялись пустующие места в его таблице, а в издании 1889 г. были даже напечатаны портреты Лекока, Нильсона и Винклера, которые были представлены как «пропагандисты периодического закона». Несмотря на то что Менделеев был избран членом многих зарубежных академий, признанию его заслуг Петербургской Академией наук мешали его не совсем благонамеренные убеждения, семена которых были посеяны еще в пору сибирской юности, когда он познакомился с группой ссыльных декабристов – революционеров, попытавшихся свергнуть в 1825 г. царя Николая I. Позднее Менделеева заставили уйти в отставку с должности профессора в Петербургском университете. Как ни странно, вскоре ему удалось найти работу в качестве правительственного консультанта.

В течение какого-то времени каждое открытие нового химического элемента вызывало восторженную реакцию со стороны Менделеева, так как оно вписывалось в его грандиозную систему. Однако со временем были разработаны более усовершенствованные и сложные методики, с помощью которых стало возможным открывать новые элементы с непредвиденными характеристиками, и их не так легко было вписать в менделеевскую структуру. Открытие Уильямом Рамзаем инертных газов, начиная с аргона в 1894 г., стало первым испытанием периодической таблицы спустя 25 лет после ее триумфального подтверждения. Менделеев установил на основе расчета атомных весов, что между щелочными металлами и галогенами существуют пропуски, но отсутствовало целое семейство элементов, и было сложно представить, как скорректировать таблицу. В издании его книги 1895 г. звучит нотка скепсиса по поводу первых сообщений об открытии аргона и гелия. За этим последовала резковатая переписка между двумя учеными. Поначалу Менделеев отвергал претензии Рамзая на открытие нового элемента и предполагал, что его новый газ аргон – попросту тяжелая форма азота. (Подобно тому, как озон является формой кислорода, содержащей три атома вместо двух, так и подобная мнимая трехатомная молекула азота была бы в полтора раза тяжелее обычной двухатомной молекулы азота, близкой к весу обнаруженного Рамзаем аргона.) Но когда Рамзай добавил один за другим еще несколько элементов сходного типа: вначале гелий, затем неон, криптон и ксенон, Менделееву пришла в голову идея, что их можно включить в его систему, просто добавив новую колонку с самого края таблицы. Как ни удивительно, складывается впечатление, что именно неудача Менделеева с предсказанием существования инертных газов стала главной причиной того, что нобелевский комитет решил не присуждать ему премию по химии в 1906 г., когда этот вопрос был в конце концов поставлен на рассмотрение.