Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка - Хью Олдерси-Уильямс

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.

Открытие радиоактивного распада элементов Марией Кюри и другими, имевшее место в последние годы жизни Менделеева, внесло еще больший хаос в его систему элементов. Какой смысл помещать элементы в соответствующие клеточки, если, отбросив несколько субатомных частиц, они могут перепрыгивать из одной клеточки в другую? Как-то Менделеев решил дать бой спиритизму, который, по его мнению, стоял на пути научного прогресса у него в стране. И вот теперь, в 1902 г., посетив лабораторию Кюри, он почувствовал, что вновь столкнулся с некими дьявольскими силами, которые не без злости назвал «духом в материи».

Менделеева часто характеризовали как мистика и пророка, но это больше относится к его сибирскому происхождению, бурному темпераменту и всклокоченной бороде, чем к профессиональной деятельности. Его прижизненные портреты тоже мало что могут нам сообщить о нем: на одном из них ученый изображен сидящим в кресле с раскрытой книгой у самого лица и зажженной сигарой в руке. Менделеев был блестящим создателем периодической системы элементов, уверенность в правильности которой позволила ему оставить в ней незаполненные места. Однако периодическая система представляла собой вполне рациональную гипотезу, основанную на научных данных, и никакого отношения к пророчествам не имела. Вся его деятельность всегда строилась на рациональном подходе к миру, будь то борьба со спиритизмом, советы по развитию национальной экономики или рекомендации по поводу проведения сельскохозяйственных реформ. Полный самых разнообразных идей, Менделеев тем не менее по природе был консерватором и для многих ассоциировался с тогдашним российским официальным истэблишментом. Последним штрихом в завершение портрета Менделеева-консерватора стало назначение его в 1893 г. руководителем незадолго перед тем созданной палаты мер и весов.

За некоторое время до того, как занять профессорское место, Менделеев приобрел дачу под Москвой. Подобно Левину из «Анны Карениной», он использовал землю для демонстрации своих идей прогрессивного использования сельскохозяйственных угодий. Здесь его дочь Любовь Дмитриевна Менделеева познакомилась с молодым поэтом Александром Блоком, семье которого принадлежало соседнее поместье, и влюбилась в него. В 1903 г. через год после свадьбы Блок с восторгом пишет жене о ее отце, «который знает все, что происходит в мире. Он проник во все. Ничего от него не скрыто. Он обладает полнотой знания». Блок – автор «Скифов» и других произведений, в которых на языке литературного авангарда тех лет говорит дикая азиатская Россия – отмечал сложное хитросплетение в личности Менделеева глубоких русских корней с активной вовлеченностью в самые передовые тенденции европейской научной мысли. После смерти Менделеева в 1907 г. Блок с восхищением писал об оптимистическом взгляде ученого на будущее России, противопоставляя его нигилизму интеллигенции. Впрочем, позднее что-то изменилось, и поэт, преисполнившийся революционного энтузиазма, решил, что его тесть принадлежит уже только прошлому. 31 января 1919 г. он записал в дневнике: «Символический поступок: в советский Новый год я разбил конторку Менделеева».