Менделеев

Смирнов Герман Владимирович

empty-line />

20 сентября 1875 года французский химик А. Вюрц на заседании Парижской академии вскрыл пакет, присланный на его имя, и зачитал письмо своего ученика П. Лекока де Буабодрана. «Между тремя и четырьмя часами ночи 27 августа 1875 года, — писал молодой исследователь, — я нашел признаки возможного существования нового элементарного вещества в продуктах, содержащихся в исследовавшейся мною обманке из Пьеррфитта…»

Когда на глаза Дмитрию Ивановичу в Докладах Парижской академии попалась заметка Лекока де Буабодрана, он сразу увидел, что открыт экаалюминий. «Элемент, открытый недавно Лекоком де Буабодраном и названный им галлием, — говорил он 6 ноября на заседании Русского химического общества, — как по способу открытия (спектром от искр), так и по свойствам, до сих пор наблюденным, совпадает с долженствующим существовать экаалюминием, свойства которого указаны четыре года назад». Одновременно Менделеев отправил

письмо Буабодрану и заметку в Доклады Парижской академии. Поводом для письма и заметки послужили неточности, содержащиеся в сообщении французского химика; был неправильно охарактеризован ряд свойств галлия и его соединений. И настолько Дмитрий Иванович был убежден в своем периодическом законе, что он, никогда не державший в руках ни крупицы галлия и никогда не видавший его спектра, взялся поправлять человека, который в 1875 году считал себя знающим о галлии больше, чем кто-либо в мире.

Нетрудно представить себе раздражение Лекока де Буабодрана, когда неизвестный ему петербургский ученый взялся оспаривать и даже исправлять его измерения. Особенно обидным показалось французскому химику то, что Менделеев не только усомнился в измеренной им, Буабодраном, плотности галлия, равной 4,7, но даже указал, что она должна быть 5,9–6,0. Раззадоренный Буабодран со своим помощником Э. Юнгфлейшем снова взялся за эксперименты, и, когда через несколько месяцев он получил галлий в количествах, достаточных для более точных измерений, он с удивлением убедился, как поразительно точно полученные им числа совпадают с менделеевскими предсказаниями.

Итогом этого заочного спора было полное обоюдное удовлетворение. «Я думаю, нет необходимости настаивать на огромном значении подтверждения теоретических выводов г. Менделеева относительно плотности нового элемента» — так заключил свои исследования Лекок де Буабодран. «Эта статья показывает как мою научную смелость, так и мою уверенность в периодическом законе. Все оправдалось. Это мне имя» — так оценил свою заметку в Докладе Парижской академии Дмитрий Иванович.

Открытие галлия придало периодической системе ореол той драматичности, которая способна взволновать не только специалиста-химика, но любого человека, интересующегося судьбами и путями науки. «Экаалюминий получил свою реализацию в галлии, — писал тогда Ф. Энгельс. — Менделеев, применив бессознательно гегелевский закон о переходе количества в качество, совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты — Нептуна» [2] .

2

Ф. Энгельс, Диалектика природы. М., ГИПЛ, 1952, стр. 43.

Кроме Энгельса, открытие Менделеева с открытием Леверье сравнивали многие ученые, и это дало повод Николаю Николаевичу Бекетову высказать и свое мнение: «Открытие Леверье есть не только его слава, но главным образом слава совершенства самой астрономии, ее основных законов и совершенства тех математических приемов, которые присущи астрономам. Но здесь, в химии, не существовало того закона, который позволял бы предсказывать существование того или другого вещества… Этот закон был открыт и блестяще разработан самим Д. И. Менделеевым».

Но широкую общественность поразили не эти тонкости. Ее поразила красота и мощь научного предвидения. «Менделеев объявляет всему миру, что где-то во вселенной… должен найтись элемент, которого не видел еще человеческий глаз, — писал К. Тимирязев, — этот элемент находится, и тот, кто его находит при помощи своих чувств, видит его на первый раз хуже, чем видел его умственным взором Менделеев».

Отношение к периодическому закону и системе сразу переменилось после открытия галлия. Теперь уже всех интересовало, что писал в своих статьях и книгах Менделеев. И оказалось: Менделеев предсказывал существование одиннадцати (!) неизвестных элементов, которым он дал названия экацезий, экабарий, экабор, экаалюминий, экалантан, экасилиций, экатантал, экателлур, экамарганец, двимарганец и экайод. Поскольку положение большинства этих элементов в периодической системе было таково, что соседей справа и слева, сверху и снизу недоставало, а если и доставало, то свойства этих соседей были изучены плохо, Дмитрий Иванович смог подробно описать и вычислить свойства лишь для трех из них. Эти три элемента — экаалюминий, экабор и экасилиций, — по мнению Менделеева, должны были быть открыты раньше всех других. И можно лишь подивиться менделеевской интуиции. Именно эти три элемента были открыты в течение ближайших 15 лет, в то время как открытие 8 остальных затянулось еще на пятьдесят с лишним лет (экайод — астат — был открыт лишь в 1940 году).

После открытия галлия все эти предсказания

быстро стали всеобщим достоянием, и когда в конце 1879 года шведский химик Л. Нильсон, профессор Упсальского университета, выделил из минералов эвксенита и гадолинита какой-то новый элемент, названный им скандием, другому упсальскому профессору — П. Клеве — не стоило большого труда увидеть, что это экабор. Поспешив сопоставить свойства скандия со свойствами Менделеевского экабора, Нильсон убедился: «Не остается никакого сомнения, что в скандии открыт экабор… так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика, позволившие не только предвидеть существование названного простого тела, но и наперед дать его важнейшие свойства».

Открытие скандия отчасти нарушило ту последовательность событий, которую предвидел Менделеев. «Нужно надеяться, — писал он в 1875 году в заметке, посвященной открытию галлия, — что открытие экасилиция… будет скоро осуществлено. Его нужно искать прежде всего вместе с мышьяком и титаном». Но получилось так, что раньше был найден скандий — экабор, а открытие экасилиция затянулось на 11 лет…

«Милостивый государь.

Разрешите мне при сем передать Вам оттиск сообщения, из которого следует, что мною обнаружен новый элемент «германий».

Сначала я был того мнения, что этот элемент заполняет пробел между сурьмой и висмутом в Вашей замечательно проникновенно построенной периодической системе и что этот элемент совпадает с Вашей экасурьмой, но все указывает на то, что мы имеем дело с экасилицием.

Я надеюсь вскоре сообщить Вам более подробно об этом интересном веществе; сегодня я ограничиваюсь лишь тем, что уведомляю Вас о весьма вероятном новом триумфе Вашего гениального исследования и свидетельствую Вам свое почтение и глубокое уважение.

Преданный Клеменс Винклер. Фрейберг, Саксония, 26 февраля 1886 г.»

В тот самый день, 26 февраля, когда Винклер писал это письмо Менделееву, Менделеев писал письмо Винклеру. Об открытии германия он узнал из статьи, опубликованной Винклером в немецком химическом журнале «Berichte der Deutschen chemischen Gesselschaft». Взволнованный, радостный вошел он утром в университетскую лабораторию Бутлерова и, потрясая свежим номером «Berichte», сказал присутствующим, что Винклер открыл новый элемент — германий — и помещает его в V группу периодической системы. «Только нет, он ошибается, германию место не в V, а в IV группе. Это экасилиций. Я сейчас буду писать Винклеру».

В своей журнальной статье Винклер действительно ошибался, и сразу же после выхода «Berichte» два прекрасных химика написали ему об этом. Первым пришло письмо от старого «периодикера» — сторонника периодического закона — В. Рихтера из Бреславля, чуть позже — от Лотара Мейера из Тюбингена. И к 26 февраля Винклер уже понял, что его коллеги правы и что открытый им германий — экасилиций. Винклер ни минуты не сомневался, что и Менделеев не преминет сообщить ему об ошибке. Спеша предупредить события, Винклер 26 февраля написал Менделееву письмо, в котором утвердительно указывал на то, что открыт именно экасилиций — германий. Таким образом, с этим элементом повторилась история, приключившаяся в свое время со скандием. Тогда Нильсон открыл и дал название новому элементу, а Клеве подсказал ему, что скандии — это экабор. И теперь, семь лет спустя, Винклер открыл и назвал новый элемент, а Рихтер подсказал ему, что германий — это экасилиций.

Конечно, имена всех троих первооткрывателей предсказанных Менделеевым элементов были равно милы его сердцу: «Л. де Буабодрана, Нильсона и Винклера… я, с своей стороны, считаю истинными укрепителями периодического закона». Но, в сущности, драматические обстоятельства открытия галлия больше всего способствовали признанию важности и ценности периодической системы. И если поначалу о периодической системе не говорили вообще или говорили как о построении любопытном, но лишенном научного значения, то после открытия галлия появилось немало химиков, претендующих разделить с Менделеевым славу его открытия или доказать, что раньше Менделеева такую же систему разработали их соотечественники. Ученые, не удостоившие Менделеева ответом, когда он рассылал им оттиски первого варианта своей системы и свои эпохальные статьи по периодическому закону, теперь наперебой спешили указать, что все было сделано до него и не им. Что еще в 1829 году немецкий химик И. Деберейнер выделил триады сходственных элементов. Что с 1857 года английский химик В. Одлинг опубликовал несколько таблиц элементов. Что в 1863 году француз Б. Шанкуртуа составил свою знаменитую спиральную систему — vis tellurique — земной винт. Что в 1864-м и 1867-м Лотар Мейер опубликовал свои таблицы. Что, наконец, в 1865 году англичанин И. Ньюлендс разработал знаменитый закон октав, который не что иное, как периодический закон.