Дмитрий Иванович Менделеев
Шрифт:
каждого элемента обязательно должны определяться его местом в таблице. А если так, то, зная свойства элементов, окружающих пустые места в таблице, можно заранее описать все свойства тех элементов, которые должны будут эти пробелы восполнить. В действительности, конечно, этих пробелов не было. Исследователь просто еще не знал тех элементов, которые в природе соответствуют оставшимся пустым клеткам Периодической
Таким образом, Менделеев решил воспользоваться открытой им системой элементов для того, чтобы предсказать новые элементы, «запланировать» их открытие.
Великий опыт, который должен был подтвердить его предположения, был начат в 1871 году.
В этом году Менделеев опубликовал в III томе «Журнала Русского химического общества» подробную характеристику веществ, которых не видел еще ни один человек в мире. (Статья так и называлась: «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов».)
Разберемся подробнее в условиях открытия новых элементов, намеченных Менделеевым. Одно из пустых мест, которые заполнили научное воображение мыслителя, находится между клетками алюминия и индия. Вещество, которое должно было быть на этом месте в системе, Менделеев назвал «экаалюминием». («Эка» по-санскритски значит «один», а все слово означает «алюминий плюс один». Менделеев пользовался санскритскими терминами, так как сильно недолюбливал латынь и греческий, откуда обычно заимствовали термины исследователи.)
Предсказывая свойства неоткрытого элемента, Менделеев рассуждал так: его атомный вес должен лежать где-то посередине между весом алюминия (27) и весом индия (115), то есть будет составлять приблизительно 70. По своим химическим свойствам это вещество должно относиться к той же группе, в какую входит и алюминий, то есть походить на него. Значит, это должен быть тоже легкий, белый металл. Плотность его тоже будет средней между плотностями окружающих его элементов. Свойства всех химических соединений «экаалюминия» будут средними между свойствами таких же соединений его соседей и т. д. и т. п.
Таким образом, из системы элементов Менделеев заимствовал все основания для своих смелых предсказаний. Это предвидение было таким удивительно отчетливым и подробным, что вам надо доставить себе когда-нибудь удовольствие прочитать его в изложении самого Менделеева.
Второе неизвестное вещество Менделеев назвал «экакремнием» (то есть «кремний плюс один»).
По сходству с элементами того же семейства, в которое, повидимому, входил элемент из незаполненной клетки, он должен был быть чем-то средним между цинком и мышьяком («но заметно ближе к мышьяку»,- заключил Менделеев). Вместе с тем он должен был представлять много сходства с кремнием.
Неизвестное вещество, которое должно было занять место на пустой клетке системы элементов под кальцием, Менделеев назвал «экабором» и таким же путем определил и его характеристики.
Итак, начало поискам было положено. Успех этих поисков должен был означать полное торжество Периодической системы. Их неудача означала
А поиски развернулись!
Отряды искателей были вооружены новым тончайшим орудием исследования, о котором нам уже приходилось упоминать, – спектральным анализом.
После успехов Бунзена, Крукса и других в поисках новых элементов по их неизвестным спектрам французский астроном Жансен и англичанин Локьер нашли в свете солнечной короны спектральную линию неизвестного элемента, названного «солнечным веществом» – гелием.
После всех этих блистательных достижений наступила пора затишья. Углубившись в область спектрального анализа, профессионалы-исследователи тщательно изучали разнообразные спектры и медленно и терпеливо искали, искали, искали.
27 августа 1875 года, через четыре года после опубликования Менделеевым условий Великого Опыта, произошло первое событие, свидетельствовавшее, что опыт идет, что итог близок.
Об этом событии миру стало известно только через месяц – 20 сентября 1875 года. В этот день французский академик Вюрц вскрыл на заседании Парижской Академии наук пакет, полученный им от одного из его учеников, молодого химика, специализировавшегося по спектральному анализу, – Лекока де Буабодрана. В пакете находилось письмо, в котором Лекок писал:
«Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях…»
Вскоре он мог отметить некоторые особенности нового элемента, его отличия от кадмия, индия и других обычных спутников цинка в естественных рудах. Так как он получил в отдельности только несколько долей от сотой части грамма нового элемента, то вначале он мог указать лишь немногие соединения, в которые он вступал. Первое, что ему удалось сообщить,-это то, что окись нового элемента осаждается из солей углебаритовой солью. Точно так же вел себя алюминий…
Менделеев внимательно следил за международной химической литературой. Протоколы Парижской Академии наук, где были упомянуты первые признаки сходства нового элемента с алюминием (Лекок де Буабодран назвал новый элемент галлием, в честь своей родины [39] ), не ускользнули от внимания Менделеева. Сухие строки этих протоколов были для него вестником новой огромной радости. У него не было никаких сомнений и колебаний в оценке открытия де Буабодрана: галлий не мог быть не чем иным, как экаалюминием.
39
Галлия – старое латинское название Франции.
Если вы захотите когда-нибудь просмотреть протоколы заседаний Русского физико-химического общества, то вы найдете под датой 6 ноября 1875 года такую запись:
«20. Д. Менделеев обратил внимание на то, что элемент, открытый недавно Лекок де Буабодраном и названный им галлием, 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 тому назад и выведены Менделеевым на основании периодического закона. Если галлий тождественен с экаалюминием, то он будет иметь атомный вес 68, плотность 5,9…»