Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х т. Т. 2

• Название: Великие химики. В 2-х т. Т. 2
• Автор: Калоян Манолов
• Издательство: Мир
• Жанр: История
• Год: 1986

Автор книги, болгарский ученый Калоян Манолов, известен не только как специалист в области химии комплексных соединений, но и прежде-всего как талантливый популяризатор и историк химических наук. Его книги «У химии свои законы» (М.: Химия, 1975), «Биография атома» (М.: Мир, 1984) переведены на русский язык.

Издание содержит ряд биографических очерков о выдающихся ученых — от Р. Глаубера (XVII в.) до ученых нашего времени. Написана живым, образным языком, содержит много ранее не известных материалов. Биографии насыщены яркими, интересными эпизодами, хорошо передающими черты характеров и главные вехи творчества героев очерков. В т. II вошли биографии ученых XIX—XX вв.

Предназначена для химиков, преподавателей химии и будет интересна самым широким кругам читателей.

---

Руководства на русском языке по этому предмету устарело, учебники на иностранных языках тоже не соответствовали новым требованиям. Возникла острая необходимость создать новый учебник по неорганической химии, который бы отражал современный уровень развития химической науки.

Эта идея захватила Менделеева. Стенограф Никитин приходил к нему в кабинет рано утром, и они сразу же приступали к работе. Менделеев диктовал, раскрыв тетрадку со сделанными накануне записями, и, пока Никитин заканчивал расшифровку, Дмитрий Иванович просматривал лежащие на столе книги. Менделеев систематизировал и обобщил основные химические теории и показал их значение для развития различных отраслей хозяйства. В то же время он собирал материал для второго выпуска учебника, куда должно было войти описание химических элементов[115].

Менделеев тщательно изучил описание свойств элементов и их соединений. Но в каком порядке их проводить? Никакой системы расположения элементов не существовало.

— Антон! — На пороге появился слуга. — Иди в лабораторию, найди там несколько листов картона и принеси сюда вместе с корзиной.

Антон вышел, в недоумении пожимая плечами. Вскоре он вернулся с рулоном коричневого картона.

— Помоги мне нарезать его.

Менделеев расчертил картон и начал резать.

— Все карточки должны быть одинаковыми — размером с лист тетради. Возьми это для мерки и начинай вырезать, а я буду писать.

Менделеев просидел за работой до поздней ночи. На каждую карточку он заносил название элемента, его атомный вес, формулы соединений и основные свойства. Постепенно корзина наполнялась карточками, содержащими сведения обо всех известных к этому времени элементах. На другой день Менделеев начал их систематизировать. Разбив на триады, как Дёберейнер[116], он расставил карточки в соответствии с величиной атомного веса элементов… Ничего не получилось. Потом он разъединил ряды, развернул их в колонки, и элемент из каждой последующей колонки поставил в горизонтальный ряд за элементом, с которым тот имел сходные свойства[117].

…Менделеева бросило в жар. Получилось нечто совершенно неожиданное! Свойства элементов в каждой колонке постепенно менялись сверху вниз в зависимости от увеличения атомного веса. Например, свойства цинка похожи на свойства магния, и в двух соседних колонках эти элементы расположены рядом — цинк за магнием. За цинком в колонке следует, согласно атомному весу, элемент мышьяк. Если его поставить непосредственно под цинком, мышьяк попадает в ряд алюминия. Но по свойствам эти элементы не похожи друг на друга. Если же мышьяк поставить еще ниже, он займет место рядом с кремнием, но свойства кремния отличаются от свойств мышьяка. Мышьяк должен расположиться еще ниже — за фосфором. Тогда можно будет проследить сходство в свойствах, ведь еще Митчерлих открыл явление изоморфизма, изучив и сравнив свойства фосфатов и арсенатов. Но между цинком и мышьяком остаются два пустых места. Напрашивается вывод, что они принадлежат еще не открытым элементам, которые по свойствам близки к алюминию и кремнию[118].

Руки Менделеева дрожали от волнения. «Значит, свойства элементов периодически зависят от их атомного веса». Менделеев в возбуждении зашагал по кабинету, потом схватил карандаш и написал в верхнем углу листа: «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве»[119].

Приближался к концу февраль 1869 года. Через несколько» дней рукопись статьи, содержащей таблицу элементов, была закончена и сдана в печать. Сообщение о своем открытии Менделеев должен был сделать 6 марта на заседании Русского химического общества[120]. А накануне он выехал из Петербурга для обследования сыроварен. Поэтому сообщение об «Опыте системы элементов…» делал Н. А. Меншуткин от имени Менделеева.

Доклад вызвал огромный интерес, но из-за отсутствия автора прения отложили до следующего заседания[121].

С того дня, когда за простыми рядами символов химических элементов Менделеев увидел проявление закона природы, другие проблемы отошли на задний план. Он забросил работу над учебником «Основы химии»[122], не занимался и исследованиями. Распределение элементов в таблице казалось ему несовершенным. По его мнению, атомные веса во многих случаях были определены неточно, и поэтому некоторые элементы не попадали на места, соответствующие их свойствам. Взяв за основу периодический закон, Менделеев изменил атомные веса этих элементов и поставил их в один ряд со сходными по свойствам элементами. Опубликованные в разных научных журналах данные о свойствах и составе некоторых соединений часто расходились. Чтобы устранить противоречия, Менделеев сам принялся за исследования. К концу 1869 года у него уже собралось достаточно материала относительно состава и свойств окислов элементов» О результатах своих поисков он докладывал Русскому химическому обществу. Новые исследования внесли большую ясность в систематизацию элементов, в выяснение общих закономерностей, которые характеризуют изменение свойств элементов при изменении их атомных весов. Теперь настало время осветить в подробной статье все области приложения периодического закона.

В статье, вышедшей на немецком языке в «Анналах», издаваемых Либихом, Менделеев отвел большое место разделу «Применение периодического закона для определения свойств еще не открытых элементов»[123]. Он предсказал и подробно описал свойства трех неизвестных еще науке элементов — эка-бора, эка-алюминия и эка-кремния. Это выглядело весьма фантастично. Статья не произвела особого впечатления и осталась почти незамеченной, хотя кое-какие отклики были. Нашлись даже ученые, которые оспаривали заслуги Менделеева, утверждая, что подобные таблицы элементов публиковались и раньше. В первую очередь называли англичанина Уильяма Одлинга и немца Потара Мейера[124]. Менделеев написал несколько ответных статей, в которых заявлял, что подобные таблицы действительно публиковались, но они построены по исключительно формальному принципу — группировки элементов по их сходству с целью облегчить изучение. Менделеев же установил, что свойства всех элементов и их атомные веса взаимосвязаны. Более того, он дерзнул изменить атомные веса некоторых элементов, основываясь лишь на открытом им законе, а также предсказал свойства еще не известных до того времени элементов. Если хотя бы один из этих элементов будет открыт, это послужит неопровержимым доказательством верности его взглядов. Но надо набраться терпения и ждать — такие открытия случаются не каждый день: может быть пройдут годы, не исключено, что он и не доживет до этого великого дня.

«Опыт системы элементов» Д. И. Менделеева 

Для Менделеева вопрос о периодическом законе был исчерпан. И снова лекции в университете, исследования в лаборатории, сельскохозяйственные опыты в Боблово, поездки по стране на различные химические предприятия.

В то же время Менделеев глубоко заинтересовался еще одним вопросом — состоянием газов при очень высоком давлении[125]. Председателю Русского технического общества П. А. Кочубею[126] удалось раздобыть средства, и это дало возможность нанять сотрудников, купить аппаратуру. В процессе работы пришлось конструировать новые аппараты, некоторые из них имели большое практическое и научное значение. Самым большим результатом этой работы было выведенное Менделеевы» уравнение состояния газов, которое имело более общий вид, чем известное уравнение Клапейрона[127]. Исследования свойств газов в разреженном состоянии постепенно направили внимание-Менделеева на изучение высотных слоев атмосферы, где давление воздуха очень низкое. Изучение состояния воздуха верхних атмосферных слоев могло пролить свет на теорию о «мировом эфире» (космическом пространстве), связанную с проблемами воздухоплавания и метеорологии. Так Менделеев незаметно подошел к идее построения высотного аэростата, на котором хотел подняться в стратосферу и делать метеорологические наблюдения. Чтобы собрать необходимые средства для постройки аэростата, Менделеев перевел на русский язык книгу профессора Мона[128] «Метеорология, или учение о погоде». На заглавной странице он написал: «Сумма… от продажи этого сочинения назначается переводчиком на устройство большого аэростата и вообще на изучение метеорологических явлений в верхних слоях атмосферы…» Однако выручка от продажи книги не оправдала ожиданий, и идея пока оставалась неосуществленной[129].

Однажды осенью 1875 года, когда Менделеев просматривал Доклады Парижской Академии наук, взгляд его упал на сообщение Лекока де-Буабодрана[130] об открытии нового элемента, названного им галлием. Менделеев лихорадочно просмотрел статью. Сомнений не было — свойства вновь открытого элемента были очень похожи на предсказанные Менделеевым свойства эка-алюминия. Сомнений не было — это триумф, это победа! Но французский исследователь указал удельный вес галлия — 4,7, а по вычислениям Менделеева получалось 5,9. Менделеев решил написать ученому, указав, что, судя по свойствам открытого им галлия, это не что иное, как предсказанный в 1869 г. эка-алюминий.