Дмитрий Иванович Менделеев
Шрифт:
Гениальная, проникновенная мысль!
И весьма возможно, что именно в тот момент, когда более поверхностные, мешающие раздражители были заторможены сном, свободно и до конца оформилось наблюдение, которое было подготовлено годами труда и уже складывалось в сознании.
Вот в чем состояла суть этих наблюдений. Связь между самыми несхожими элементами обнаруживалась! Прежде всего, свойства элементов, расставленных в ряд по весу их атомов, через более или менее правильные промежутки повторялись. Так, например, в строю элементов, расположенных по порядку возрастания атомных весов, на втором месте стоял элемент литий. Литий – это легкий, так называемый щелочной металл. Ближайший, сходный с ним, элемент был отделен от него семью другими, совсем на него не похожими. Восьмым-родственным ему – был тоже довольно легкий, как и литий, горючий металл, жадно соединявшийся с
И эти повторения не были случайными!
Если начинать счет с третьего по порядку элемента – бериллия – оказывалось, что в строю элементов встречаются и его явные родственники, и притом на такой же дистанции. Ближайший сосед на него не похож, как не похож и второй, и третий, и четвертый, и пятый, и шестой, и седьмой, а восьмой – похож! Восьмой – магний – оказался родственником бериллия.
На восьмом месте от фтора оказался сходный с ним хлор и т.д. и т.п.
Важно было еще и другое. В рамках отдельных периодов свойства несходных элементов, в них заключенных, – наблюдение системы в целом позволило Менделееву это понять! – изменяются также строго последовательно и закономерно. За активным в химическом отношении металлом следует металл с меньшей химической активностью, постепенно металлические свойства выявляются все более слабо, происходит переход к неметаллам. В следующем периоде в основных чертах снова воспроизводятся эти чередования.
Таким образом, открытая Менделеевым система сближала разнородные элементы, которые прежде рассматривались каждый сам по себе.
Менделеев не стремился увидеть в расположении элементов ничего, кроме того, что было в действительности, что показывала ему сама природа. Если он руководствовался при построении своей таблицы атомным весом элементов, то к этому его побуждало лишь стремление найти связь между различными химическими свойствами атомов разнообразных элементов и каким-то общим, неизменным их признаком. Таким признаком являлся присущий всем атомам относительный вес. Зная, какое большое значение во времена Менделеева – и им самим! – придавалось этой характеристике атома, можно только поражаться, с какой решительностью он отступил, когда это понадобилось, от хода мысли, который казался наиболее естественным, наиболее прямым, наиболее оправданным. Как часто консервативная традиция в науке создается именно на почве слепого преклонения перед господствующей теорией и как свободен был Менделеев от этих косных пут ординарного мышления, когда ему пришлось выбирать в своей системе место для кобальта и никеля, для теллура и иода, для титана и ванадия.
Итак, Менделееву удалось, не нарушая, в основном, принятой им последовательности расположения элементов по атомному весу (и только иногда исправляя атомные веса, как это подсказывала вновь открытая закономерность правильного чередования сходных свойств элементов), распределить все известные ему элементы по «семействам», то есть по группам элементов-родственников.
Если бы Менделеев связал себя предумышленной концепцией, он должен был бы разместить элементы точно в соответствии с их атомными весами. При этом под алюминием оказался бы не похожий на него титан, под кремнием – не имеющий ничего с ним общего ванадий, под фосфором – совершенно чуждый ему хром и т. д. Никель должен был бы итти впереди кобальта, так как атомы никеля легче атомов кобальта, по этой же причине иод должен был бы в таблице предшествовать теллуру. Но Менделеев настолько ярко ощущал достоверность открытого им закона периодической смены свойств атомов элементов, расположенных в их естественной последовательности, что на него он опирался в первую очередь. Он видел, что естественного, обусловленного системой элементов, перехода от алюминия к титану нет. Здесь должен быть переходный элемент, повидимому, ближайший родственник алюминия. И Менделеев оставил для него пустое место.
Подобных пустых клеток в системе получилось три. Считаясь именно с химическими свойствами элементов, а не только с их атомным весом, Менделеев определил место в таблице для кобальта, который он поставил на 27-е место, а никель на 28-е, хотя атомный вес кобальта больше; далее, он теллур поместил в 52-ю клетку своей таблицы, а иод- в 53-ю, хотя их атомные веса находятся в обратном соотношении.
Чем больше он вглядывался в проясняющиеся очертания обнаруженной им системы элементов, тем большую стройность он в ней находил.
От этого захватывало дух.
Это было подлинное счастье! Первый намек на осуществление
Для контраста любопытно отметить, что над классификацией элементов в то время размышлял также известный химик, профессор университета в Бреслау – Лотар Мейер. Он искал наиболее удобную и естественную схему расположения химических элементов, которой он мог бы с достаточным основанием придерживаться, читая университетский курс химии. Своими петербургскими друзьями он был осведомлен о публикациях Менделеева даже раньше, чем они появились в свет (среди осведомителей Мейера, снабдивших его гранками еще не вышедшей в свет статьи о Периодической системе, называли профессора Ф. Ф. Бейльштейна) [38] . 18 марта 1869 года таблица элементов Менделеева в полном виде была доложена Н. А. Меншуткиным на заседании только что организованного Русского химического общества. В следующем, 1870 году появилась статья Л. Мейера, в которой он ссылался на Менделеева и давал таблицу, в основных чертах сходную с той, которую ранее опубликовал Менделеев. Не отрицая существования некоей правильности в переходе от одного элемента системы к другому, Мейер однако, был далек от понимания истинного смысла Периодической системы. Менделеевскую таблицу он готов был рассматривать как подспорье для группировки элементов при изложении курса химии. И не больше! Лотар Мейер корректно осуждал своего петербургского коллегу за излишнюю торопливость. Он писал в химическом журнале «Либиховские анналы»: «Было бы поспешно изменять доныне принятые атомные веса на основании столь непрочного исходного пункта».
38
См., например, К. Бенинг. Д. И. Менделеев и Л Мейер. Казань, 1911, стр. 1 – 11.
Это Периодическую систему он считал «непрочным исходным пунктом»!..
Нет! Для Менделеева открытая им закономер-
ность была киркой, пробивавшей окно в стене, загораживавшей Страну Неведомого. Свежий ветер неизвестности бил из этого пролома в лицо смелым разведчикам природы.
Система элементов в нетерпеливых менделеевских руках не могла остаться архивной драгоценностью, музейной реликвией. Для него это было орудие познания. Ничего не выжидая, ничего не боясь, Менделеев решительно двинул ее в дело. Кроме того, он гордился своим открытием, дорожил им и жаждал, чтобы все разделяли его веру.
Он знал единственный надежный способ убедить мир в справедливости своего открытия, единственный действительный способ проверки любой истины – опыт! Он писал:
«Утверждение закона возможно только при помощи вывода из него следствий, без него невозможных и неожидаемых, и оправдания тех следствий в опытной проверке. Поэтому, увидев периодический закон, я, со своей стороны… вывел из него такие логические следствия, которые могли показать – верен он, или нет».
Иными словами, он поставил контрольный, проверочный эксперимент и, тем самым, отдавал свое открытие на суд опыта.
XIV. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОКАЗЫВАЕТСЯ КЛЮЧОМ К СТРОЕНИЮ АТОМА
Взглянем на один из первых вариантов Менделеевской таблицы элементов. Как видно на рисунке, Менделеев поместил цинк (Zn) под кальцием (Са), мышьяк (Аs) под ванадием (V) и т. д. Таким образом, не нарушая последовательности расположения элементов в порядке возрастания их атомных весов, он подчеркивал существование периодической повторяемости их свойств.
Как мы уже говорили, у Менделеева остались в его системе пустые места.
Приглядитесь к этим маленьким пустым клеткам особенно пристально! Они хранят память о замечательнейшем сражении за знание…
Опираясь на открытый им закон, Менделеев дерзко заполнил эти клетки неизвестными элементами. В этом и состояло условие задуманного им опыта. Содержание этого опыта можно передать следующими словами:
Если обнаруженный новый закон распределения элементов по семействам имеет тот глубокий смысл, который в этом расположении увидел Менделеев, если это действительно закон природы, то свойства