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

Представьте, что вы нашли на чердаке картину. Вы несете ее к специалисту, и тот вас заверяет, что это оригинал шедевра, принадлежащего художнику, который абсолютно неизвестен в мире искусства. Естественно, вы возвращаетесь на чердак, чтобы поискать, не найдется ли там чего-то еще ценного. И в пыли вы обнаруживаете еще одно полотно, а потом еще несколько – все собрание работ великого мастера, о существовании которого никто до тех пор не знал.

Нечто подобное случилось с Уильямом Рамзаем, профессором химии Лондонского университета, открывшим за последнее десятилетие XIX века пять новых химических элементов. Все эти новые элементы очень похожи друг на друга: все они газы, все без цвета и без запаха и все поразительно неактивны. Они получили название инертных, или благородных газов, и большинство химиков считали их скучными.

В настоящее время, однако, именно благодаря своей лени они стали приносить нам пользу, в первую очередь, в деле освещения: будучи подвергнуты воздействию электричеством, они начинают ярко светиться, но, что важно, никаких химических изменений с ними в результате такого воздействия не происходит.

Рамзай сделал свое первое открытие в 1894 г., когда работал с лордом Рэлеем в Кавендишской лаборатории в Кембридже. Рэлей обнаружил, что азот, получаемый из минералов химическим способом, по какой-то загадочной причине заметно легче, чем азот, который остается в воздухе, после сгорания в нем всего кислорода. Рамзай разрешил загадку, сжигая магниевую стружку в атмосферном азоте. Большая часть газа вступила в реакцию с активным металлом. Но что-то осталось, и спектр этого остатка не соответствовал никакому известному веществу. Рэлей и Рамзай объявили об открытии нового элемента, который они назвали аргон: «Поразительно равнодушная ко всему субстанция», – писали они. Так как аргон тяжелее азота, из-за его присутствия в воздухе в количестве одного процента атмосферный азот кажется немного тяжелее азота, полученного химическим путем. На университетской вечеринке поэт А. Э. Хаусман провозгласил тост: «Аргон!» и предложил собравшимся выпить за газ.

Рамзая воодушевляла перспектива, что аргон может быть первым в группе элементов, которые составят новую колонку в периодической таблице. В 1895 г. один американский геохимик сообщил Рамзаю в письме, что ему удалось получить инертный газ путем нагревания образца минерала. Рамзай захотел проверить, не аргон ли это. Он стал искать схожие образцы минералов, даже попытался выпросить в Британском музее минерал урана (но получил отказ). Как бы то ни было, вскоре он повторил эксперимент американца и подверг анализу спектр полученного газа. Спектральные линии не соответствовали аргону. Он столкнулся с чем-то абсолютно неожиданным: линии спектра нового газа совпадали с линиями в спектре солнечного света. Таким образом, Рамзай подтвердил существование на земле газообразного элемента гелия.

Следующие три года он потратил на усилия по получению других газообразных элементов из минералов. О том дне, когда будет открыт новый элемент, в лаборатории ходили анекдоты, но этот день так и не наступил. В мае 1898 г. Рамзай вместе со своим ассистентом Моррисом Траверсом решил испытать новую тактику, воспользовавшись недавним техническим открытием, которое позволяло переводить газы в жидкое состояние в больших количествах. Исходя из того, что аргона довольно много в воздухе, они предположили, что и других инертных газов в атмосфере должно быть в достаточном количестве. Они получили галлон сжиженного воздуха и стали осторожно нагревать его до тех пор, пока в нем не остался небольшой осадок. В ходе анализа полученного осадка вновь появились совершенно новые спектральные линии. Они принадлежали довольно плотному газу, который Рамзай и Траверс назвали криптоном, – название, которое они первоначально хотели дать аргону. (Криптон означает «скрытый», аргон значит «ленивый»; собственно, оба названия подходят обоим элементам, но, так как криптон встречается реже, чем аргон, распределение названий все-таки оказалось удачным.) Рамзай телеграммой сообщил жене, находившейся в Шотландии, о своем открытии. «Стоит мне куда-нибудь уехать, – написала она в ответ, – как ты открываешь новый элемент». Она верила в способности своего мужа гораздо больше его коллег.