Виток спирали

Английский врач Уильям Праут выступил с идеей, которую сегодня нельзя не назвать пророческой. Вес любого атома кратен весу атома водорода потому, что все атомы состоят из атомов водорода; именно водород и есть та первичная материя, из которой затем постепенно образовались и все остальные элементы…

Но эта крайне привлекательная мысль не подтвердилась. Точные измерения показали, что атомные веса более тяжелых элементов не делятся нацело, без остатка, на атомный вес водорода.

Другой англичанин Джон Ньюлендс предложил расположить все сорта атомов в порядке возрастания атомных весов и посмотреть, не обнаружится ли при этом какая-нибудь закономерность в изменении других свойств элементов.

В 1866 году он высказал свою идею в Лондоне. Но присутствовавшие на докладе ученые подняли его на смех; один физик даже спросил: а не пробовал ли достопочтенный докладчик расположить элементы не по атомным весам, а по алфавиту?

И Ньюлендс отступил.

Не достигли успеха и другие попытки обнаружить закономерную систему элементов, предпринятые французом Александром де Шанкуртуа, немцем Лотаром Мейером, англичанином Уильямом Одлингом.

Но если общий чертеж системы элементов до конца 60-х годов XIX века оставался неизвестным, то кое-какие его детали все же постепенно прояснялись. Более всего это относилась к установлению сходства между отдельными элементами и даже группами элементов.

Пожалуй, наиболее важный шаг в этой области сделал немецкий химик Иоганн Деберейнер. Он установил, что существуют группы элементов, сходные не только по химическим, но и по некоторым физическим свойствам. Например, литий-калий-натрий. Или магний-кальций-стронций. Или фосфор-мышьяк-сурьма. Или фтор-хлор-бром. Такие группы Деберейнер назвал триадами. А установленная им закономерность — "закон триад" — гласила: атомный вес среднего члена триады есть среднее арифметическое атомных весов ее крайних членов. Таким же средним был у средних элементов триад и удельный вес окисей.

Казалось бы, что могло помешать распространению "закона триад" и на несходственные по своим химическим свойствам и даже на все вообще элементы?

Но парадоксальная по тому времени мысль о "сходстве несходного", если и возникала, то ее тут же отбрасывали, или остерегались обнародовать, или, как в случае с Ньюлендсом, не могли доказать.

Кроме того, препятствием для ее утверждения была путаница с атомными весами: атомные веса многих элементов были определены неверно. И главным образом потому, что большинство исследователей первой половины XIX века не представляли себе как следует различие между двумя видами частиц вещества — атомами и молекулами. И не понимали, что закон кратных отношений Дальтона относится к атомам, а закон Авогадро — к молекулам. Поэтому при определении атомного веса того или иного элемента нередко получали ошибочный результат. Например, зная, что в воде на 1 весовую часть водорода приходится 8 весовых частей кислорода и полагая, что соотношение атомов элементов здесь один к одному, можно было принять атомный вес кислорода за 8. А рассуждая так же о перекиси водорода, можно было принять его за 16.

Только в 40-х годах XIX века французский химик Шарль Жерар пришел к выводу, что атом есть наименьшее количество элемента, входящее в состав молекулы его соединений. И что молекула есть наименьшее количество вещества, вступающее в химические реакции и занимающее в газообразном состоянии одинаковый объем для всех веществ.

С этого времени стало теоретически возможным правильное определение атомных весов. Но во-первых, не все ученые сразу согласились с Жераром. А во-вторых, для претворения теоретической возможности в реальность нужно было преодолеть немало технических препятствий.

И лишь к концу 50-х годов, когда итальянский ученый Станислао Канницаро изобрел способ определения атомного веса металлов по плотности их паров и теплоемкости, все химики наконец согласились с жераровскими представлениями об атоме и молекуле.

Об этом удалось договориться на Международном химическом конгрессе; он состоялся в сентябре 1860 года в немецком городе Карлсруэ. После этого можно было правильно определить атомный вес всех без исключения элементов. Хотя, конечно, для этой работы потребовалось немало времени.

…Чтобы навести порядок во все увеличивающемся нагромождении химических элементов и снабдить человечество картой атомов, нужен был гений. Возможно, не меньший, чем Чарлз Дарвин, который разобрался в хаосе растительного и животною мира.

И никто из маститых участников конгресса в Карлсруэ не подозревал, что этот научный подвиг совершит находившийся в одном зале с ними двадцатишестилетний русский химик Дмитрий Иванович Менделеев.

Глава вторая, в которой многое происходит не так, как полагается

СОВЕТ ИЗ ПЕТЕРБУРГА